화학공학소재연구정보센터
Applied Chemistry for Engineering, Vol.29, No.6, 772-781, December, 2018
범부채 뿌리 추출물 및 분획물의 항산화, 항균 및 세포 보호 효과
Antioxidant, Antimicrobial and Cytoprotective Effects of the Extract and Its Fraction Obtained from Rhizomes of Belamcanda chinensis (L.) DC
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초록
본 연구에서는 범부채 뿌리 50% 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물을 제조하고 이들의 항산화 및 항균 활성, 세포 보호 효능을 평가하였다. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 자유라디칼 소거 활성(FSC50) 측정 결과, 50% 에탄올 추출물은 621.5 μg/mL, 에틸아세테이트 분획물은 253.0 μg/mL이었다. Luminol 발광법을 이용한 총 항산화능(OSC50)은 추출물과 분획물에서 각각 13.6 및 3.0 μg/mL이었다. 항균 활성 측정에서 Staphylococcus aureus 및 Candida albicans 에 대한 에틸아세테이트 분획물의 최소저해농도(minimum inhibitory concentration, MIC)는 각각 156 및 1,250 μg/mL으로 나타났으며, 화장품에 사용하는 기존 방부제인 methyl paraben보다 유사하거나 더 높은 활성을 보여주었다. 1O2로 유도된 세포 손상에 대한 보호 효과(τ50)에서 50% 에탄올 추출물은 4~64 μg/mL 농도 범위에서 농도 의존적으로 세포보호 활성을 나타냈다. 16 μg/mL 농도에서 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획물 및 (+)-α-tocopherol의 τ50은 각각 36.4, 45.0 및 45.8 min이었으며, 에틸아세테이트 분획물은 1O2로 유도된 세포 손상에서 (+)-α-tocopherol과 유사한 세포 보호 활성을 나타냈다. UVB로 유도된 HaCaT 세포 손상에서 에틸아세테이트 분획물은 8 μg/mL에서 세포 내활성산소종(reactive oxygen species, ROS)을 최대 45.9%까지 감소시켰다. 과산화수소로 유도된 HaCaT 세포 손상에서도 에틸아세테이트 분획물은 0.5~8.0 μg/mL에서 세포 생존율을 유의적으로 증가시켰다. 범부채 뿌리 에틸아세테이트 분획물의 성분 분석 결과, irisflorentin, irigenin, tectorigenin, resveratrol, iridin 및 tectoridin 등의 플라보노이드 및 폴리페놀성분이 확인되었다. 결론적으로 범부채 뿌리 추출물 및 분획물은 화장품의 천연 항산화 및 항균 소재로서 적용 가능성이 있음을 시사한다.
In this study, we investigated antioxidant, antimicrobial and cytoprotective effects of 50% ethanol extract and ethyl acetate fraction from rhizomes of Belamcanda chinensis (L.) DC. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activities (FSC50) of the 50% ethanol extract and ethyl acetate fraction were 621.5 and 253.0 μg/mL, respectively. Total antioxidant capacities (OSC50) of the extract and fraction were 13.6 and 3.0 μg/mL, respectively. Minimum inhibitory concentrations (MIC) of the ethyl acetate fraction for Staphylococcus aureus and Candida albicans were 156, 1,250 μg/mL, respectively, indicating similar or higher levels of those of using methyl paraben. Cytoprotective effects of the 50% ethanol extract against 1O2-induced cellular damage (τ50) showed in a dose dependent manner at 4 to 64 μg/mL. τ50 of the 50% ethanol extract, ethyl acetate fraction and (+)-α-tocopherol at 16 μg/mL were 36.4, 45.0 and 45.8 min respectively, and the ethyl acetate fraction showed cytoprotective effects similar to (+)-α-tocopherol. In ultraviolet B radiation-induced HaCaT cell damage, the ethyl acetate fraction decreased intracellular reactive oxygen species (ROS) up to 45.9% at 8 μg/mL. Also in H2O2-induced HaCaT cell damage, the ethyl acetate fraction significantly increased the cell viability at 0.5~8.0 μg/mL. As a result of chemical analyses of the ethyl acetate fraction, the presence of flavonoids and polyphenol such as irisflorentin, irigenin, tectorigenin, resveratrol, iridin and tectoridin were identified. In conclusion, the extract/fraction from rhizomes of B. chinensis can be applied as a natural antioxidant and antimicrobial material to cosmetics.
  1. Farage MA, Miller KW, Elsner P, Maibach HI, Int. J. Cosmet. Sci., 30(2), 87 (2008)
  2. Farage MA, Miller KW, Cutan. Ocul. Toxicol., 26(4), 343 (2007)
  3. Herrling T, Jung K, Fuchs J, Spectroc. Acta Pt. A-Molec. Biomolec. Spectr., 63(4), 840 (2006)
  4. Simon HU, Haj-Yehia A, Levi-Schaffer F, Apoptosis, 5(5), 415 (2000)
  5. Trouba KJ, Hamadeh HK, Amin RP, Germoled DR, Antioxid. Redox Signal., 4(4), 665 (2002)
  6. Apel K, Hirt H, Annu. Rev. Plant Biol., 55, 373 (2004)
  7. Park SH, Kim JM, Kim JH, Oh YS, Joo DH, Lee EY, Shin HS, Kim AR, Lee SL, Park SN, J. Soc. Cosmet. Sci. Korea, 43(4), 309 (2017)
  8. Oh SJ, Mo JH, Asian J. Beauty Cosmetol., 9(4), 1 (2011)
  9. Zhang Y, Yao G, Huang X, Wang X, Asian J. Tradit. Med., 12(5), 201 (2017)
  10. Zhang L, Wei K, Xu J, Yang D, Zhang C, Wang Z, Li M, J. Ethnopharmacol., 186, 1 (2016)
  11. Xin RH, Zheng JF, Cheng L, Peng WJ, Luo YJ, Afr. J. Tradit. Complement. Altern. Med., 12(6), 39 (2015)
  12. Wozniak D, Janda B, Kapusta I, Oleszek W, Matkowski A, Mutat. Res. Genet. Toxicol. Environ. Mutagen., 696(2), 148 (2010)
  13. Wozniak D, Oszmianski J, Matkowski A, Acta Pol. Pharm., 63(3), 213 (2006)
  14. Liu M, Yang S, Jin L, Hu D, Xue W, Yang S, J. Med. Plant Res., 6(43), 5566 (2012)
  15. Oh KB, Kang HJ, Matsuoka H, Biosci. Biotechnol. Biochem., 65(4), 939 (2001)
  16. Lee JW, Lee C, Jin Q, Lee MS, Kim YS, Hong JT, Lee MK, Hwang BY, Arch. Pharm. Res., 38(6), 991 (2015)
  17. Ahn KS, Noh EJ, Cha KH, Kim YS, Lim SS, Shin KH, Jung SH, Life Sci., 78(20), 2336 (2006)
  18. Wang GH, Zou GX, You XM, Zhang Y, Jiang H, Li F, Li GX, Biomed. Res., 28(12), 5412 (2017)
  19. Miyazawa M, Sakano K, Nakamura SI, Shimamura H, Kosaka H, J. Oleo Sci., 50(7), 545 (2001)
  20. Liu M, Yang S, Jin L, Hu D, Wu Z, Yang S, Molecules, 17(5), 6156 (2012)
  21. Kim AR, Jung MC, Jeong HI, Song DG, Seo YB, Jeon YH, Park SH, Shin HS, Lee SL, Park SN, Appl. Chem. Eng., 29(2), 176 (2018)
  22. Lee YS, Yun ME, Lee YJ, Park YM, Lee SL, Park SN, Microbiol. Biotechnol. Lett., 46(1), 18 (2018)
  23. Li J, Li WZM, Huang W, Cheung AWH, Bi CWC, Duan R, Guo AJY, Dong TTX, Tsim KWK, J. Chromatogr. A, 1216(11), 2071 (2009)
  24. Xie GY, Zhu Y, Shu P, Qin XY, Wu G, Wang Q, Qin MJ, J. Pharm. Biomed. Anal., 98, 40 (2014)