천년초의 열수 및 에탄올 추출물의 항산화 및 항비만 활성

Antioxidants and Anti-obesity Activities of Hot Water and Ethanolic Extracts from Cheonnyuncho (Opuntia humifusa)

한국식품저장유통학회(2011)

천년초 선인장은 예로부터 식용이나 식품 대용으로 사용되어 왔으며, 기관지, 천식, 기침 , 폐질환, 위염, 변비, 장염, 신장염, 고혈압, 당뇨, 심장병, 신경통 및 관절염 등에 효능이 있는 것으로 알려져 있고, 민간요법으로 이뇨효과, 장운동의 활성화, 식용증진, 피부질환, 류마티스 및 화상치료에 사용되어 왔다.

최근 연구결과를 보면 천년초 줄기의 물 추출물에 대한 항산화 활성 및 사염화 탄소로부터 간 손상을 예방한느 효과가 있다고 보고하였으며, 천년초 선인장으로부터 분리한 flavanol계열의 taxifolin이 a-tocopherol 보다 우수한 항산화 활성을 나타낸다고 보고하였다.

또한 천년초 추출물의 위궤양 치유 효과와 접촉성 피부염 완화 효과 등의 생리적 기능에 대한 연구가 보고되어 있으며 ---(중략)--- 최근들어 천년초 선인장에 대한 건강기능식품 소재로서의 국내외 사용빈도가 점차 높아지고 있는 실정이나 천년초 선인장의 식품소재화를 위한 연구는 아직 초기단계에 있다.

따라서 본 연구에서는 천년초 선인장의 건강기능식품 소재화시 기초 자료를 제공하고자 천년초 열수 추출물 및 80% 에탄올 추출물의 항산화 및 항비만 활성을 비교, 분석하고자 하였다.

천년초 추출물의 추출 수율 및 항산화성분

본 연구에서 사용한 추출용매는 식품으로 사용가능한 에탄올 및 물을 사용하였다. 추출용매별 천년초 추출물의 추출 수율은 열수 추출물에서 44.70%로 80%에탄올 추출물의 17.17%에 비하여 높은 수율을 나타내었다. 에탄올의 비율을 달리해도 물 추출수율이 에탄올 추출물의 추출 수율에 비해 높게 나타났다.

천연물에 존재하는 폴리페놀계 화합물들은 분자 내 phenolic hydroxyl기가 효소 단백질과 같은 거대분자들과 결합하는 성질을 가지고 있기 때문에 항산화, 항심혈관질환, 항암, 항골다공증 및 항당뇨와 같은 생리활성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 보고에 의하면 천년초선인장의 총 폴리페놀 함량은 열매 3.14%, 줄기 2.93%로 나타내었다. ---(중략)---

이는 Lee의 연구 결과에서 보는 바와 같이, 천년초에는 taxifolin과 같은 flavanol 계열의 화합물이 존재하며, 이들 화합물은 용매추출 분획시 ethyl acetate와 같은 비교적 비극성 용매애 주로 이행되는 것으로 알려져 있어 본 연구에서 천년초 80% 에탄올 추출물에서만 총 플라보노이드 함량이 일부 검출된 결과와 비슷한 경향을 보였다.

항산화 활성

DPPH radical 소거능을 이용한 천년초 추출물들의 항산화 활성은 Fig.2 와 같이 80% 에탄올 추출물의 1000,500 및 250 ug/mL 의 농도에서 각각 19.17, 12.02 및 4.00%를 나타내어 에탄올 추출물에서의 DPPH 라디칼 소거능이 열수 추출물에 비해 높게 나타났다. 이는 총 페놀 및 총 플라보노이드 화합물의 상승작용에 기인된 것으로 사료되었다.

80%에탄올 추출물에서는 총 페놀 및 총 플라보노이드가 미량 검출 되었다. 이 화합물들은 강력한 항산화 성분으로 알려져 있다. 이상의 결과로 비추어 볼 때, 추출 용매별 천년초 추출물들에 함유된 총 페놀 및 총 플라보노이드의 조성 및 함량의 차이가 이들 추출물의 항산화 활성에 주요한 영향을 미치는 것으로 판단 되었다.

세포독성 및 항비만 활성

천년초 80% 에탄올 추출물의 지방축적 억제 효과는 열수 추물에 비해 더욱 효과적인 것으로 관찰되었다. 지방조직에서 주로 나타나는 PPAP는 발현이 증가할수록 세포에 인슐린에 대한 감수성 및 전구지방세포에서 지방세포로 분화를 크게 증가시키는 것으로 알려져있어, 본 연구에서 관찰된 천년초 추출물의 3T3-L1세포 지방생성 억제 효과는 PPAR의 발현과 크게 연관되어 있다고 판단되었다.

최근 천년초 선인장은 녹차 및 양파와 같은 피토케미칼에 함유된 페놀성 화합물의 중요한 소재로 보고되고 있다. 분화 과정 중의 천년초 추출물들은 50,100,200 및 400, ug/mL 농도 범위에서 세포독성을 보이지 않았으며, 세포내 지방의 축적량을 유의적으로 감소시키는 것으로 나타났다.

특히 천년초80% 에탄올 추출물은 열수 추출물에 비해 세포내 지방축적을 억제하는 효과가 큰 것으로 나타났다. 지방세포 분화에 관련된 전사인자(PPAR) 및 타깃 유전자인 aP2의 발현율도 천년초 추출물에 의해 유의적으로 감소하였다. 이들의 결과로 비추어 볼 때, 천년초 추출물에 함유된 페놀성 화합물 및 플라보노이드 화합물들은 PPAR의 유전자 발현을 억제하여 지방세포 분화를 억제하거나 항산화 활성이 연계된 항비만 활성을 갖는 것으로 나타났다.