멀구슬나무 열매(고련자)의 항산화 효과에 관한 연구 = Investigation of the Antioxidant Properties of Melia azedarach Fruit

국문 초록 (Abstract)

고련자(苦楝子)는 멀구슬나무의 열매로, 오래전부터 습열을 제거하고 통증을 완화하며 기생충을 구제하는 효능이 있어 가슴 통증과 산통 및 만성 회충증으로 인한 복통에 효능이 있다. 멀구슬나무는 limonoid, terpenoid 계열 화합물로 잘 알려져 있으나, 최근에는 잎과 열매를 중심으로 phenolic compounds 및 flavonoid 성분의 존재와 항산화 활성 가능성이 보고되면서 기능성 소재로서의 잠재성 또한 주목받고 있다. 그러나 멀구슬나무의 열매인 고련자를 대상으로 한 항산화 연구가 거의 이루어진 바 없다. 이에, 물과 에탄올을 용매로 추출한 고련자 추출물에 함유된 유용성분의 함량에 대해 조사하고, 전자공여활성 및 SOD 유사활성 및 주름과 미백효과에 대한 활성을 측정하여 기능성 소재로서의 활용 가능성을 확인하고자 한다.
1. 고련자를 물과 에탄올을 용매로 추출한 후 여과, 농축 및 동결건조하여 각 추출물의 고형분의 수율을 측정한 결과, 열수 추출한 MHWE 25.07%, 물을 용매로 환류 추출한 MWE에서 24.29%, 70% 에탄올을 용매로 환류 추출한 MEE에서 22.65%의 고형분이 확인되었다.
2. 총 폴리페놀 함량은 MRE에서 36.18 mg TAE/g으로 가장 높게 나타났으며, 총 플라보노이드 화합물 함량에서도 MRE가 22.01 mg QE/g으로 가장 많이 함유하였다.
3. 환원당 함량은 에탄올 추출물(MRE)이 612.92 mg/g으로 가장 높았으며, 수용성 단백질 함량은 가압 열수 추출물(MHWE)이 81.28 mg/g으로 가장 높았다.
4. DPPH radical 소거율은 2,000ug/mL의 농도에서 MHWE의 소거능이 91.61%로 가장 우수한 활성을 나타내었다.
5. ABTS radical을 소거능을 측정한 결과, 2,000ug/mL의 농도에서 93.97%로 대조군인 ascorbic acid와 유사한 활성을 나타내었다.
6. 고련자 세가지 추출물의 SOD와 유사한 활성을 나타내는 효과에 대해 측정한 결과, 2,000 ug/ml의 농도에서 MRW 13.60%, MRE 6.25% 그리고 MHWE 6.14%의 유사활성능을 나타내었다.
7. pH 1.2와 3.0의 산성 조건에서 125∼2,000 ug/mL의 농도에서 아질산염 소거율을 측정한 결과, pH 1.2의 조건에서 MHWE가 65.10%로 가장 높은 아질산염 소거활서을 나타내었고, pH 3.0에서도 MHWE가 44.21%로 높은 소거율을 나타내었다.
8. Tyrosinase 저해 효과는, 2,000 μg/mL에서 MRW은 28.93%, MRE은 23.25%, MHWE은 25.66%의 결과를 나타내었다.
9. 고련자 세가지 추출물의 elastase 저해효과를 2,000 ug/mL의 농도에서 측정한 결과 MRE가 11.55%로 가장 높은 활성을 보였다.
이상의 결과 상이한 용매와 방법으로 추출한 고련자 추출물 중 가압 열수 추출물인 MRE는 높은 폴리페놀과 플라보노이드, 환원당을 함유하였으며, MHWE는 우수한 DPPH radical 소거효과와 ABTS radical 소거효과, 아질산염 소거효과를 나타내었다. 또한 미백 효과 및 주름개선 효과가 있는 tyrosinase 저해 효과 및 elastase 저해 효과에서도 유효한 효과를 나타내었으므로 이를 활용한 천연 항산화제 및 기능성 제품 개발을 위한 원료로서 활용 가능할 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Meliae Fructus refers to the fruit of Melia azedarach., known as in traditional Korean medicine, has long been used for its therapeutic effects, including the
elimination of damp-heat, pain relief, and the expulsion of intestinal parasites.
However, antioxidant studies focusing specifically on the fruit remain limited. In this study, water and ethanol extracts of M. azedarach fruit were prepared, and
their antioxidant, anti-wrinkle, and whitening-related activities were evaluated to investigate the potential of M. azedarach fruit as a functional material. These
results provide fundamental evidence supporting the antioxidant and skin-related functional properties of M. azedarach fruit and suggest its potential application as a natural ingredient for functional foods and cosmetic products.
1. The solid yields of Meliae Fructus extracts prepared using different solvents were 25.07% for the hot water extract (MHWE), 24.29% for the reflux water
extract (MWE), and 22.65% for the reflux 70% ethanol extract (MEE).
2. The total polyphenol content was highest in the MRE, with a value of 36.18 mg TAE/g. Similarly, the total flavonoid content was also highest in the MRE, reaching 22.01 mg QE/g.
3. The reducing sugar content was highest in the ethanol extract (MRE), with a value of 612.92 mg/g, whereas the water-soluble protein content was highest in
the pressurized hot water extract (MHWE), reaching 81.28 mg/g.
4. At a concentration of 2,000 µg/mL, the DPPH radical scavenging activity was highest in the MHWE, exhibiting a scavenging rate of 91.61%.
5. The ABTS radical scavenging activity was evaluated, and at a concentration of 2,000 µg/mL, a scavenging rate of 93.97% was observed, which was comparable
to that of the positive control, ascorbic acid.
6. The SOD-like activity of the three Meliae Fructus extracts was evaluated, and at a concentration of 2,000 µg/mL, MRW exhibited the highest activity
(13.60%), followed by MRE (6.25%) and MHWE (6.14%).
7. Nitrite scavenging activity was evaluated at concentrations ranging from 125 to 2,000 µg/mL under acidic conditions (pH 1.2 and 3.0). At pH 1.2, the MHWE
exhibited the highest nitrite scavenging activity, reaching 65.10%, and it also showed a high scavenging rate of 44.21% at pH 3.0.
8. At a concentration of 2,000 µg/mL, the tyrosinase inhibitory activities were 28.93% for MRW, 23.25% for MRE, and 25.66% for MHWE.
9. The elastase inhibitory activities of the three Meliae Fructus extracts were evaluated at a concentration of 2,000 µg/mL, and the MRE exhibited the highest
inhibitory activity, with a value of 11.55%.
Based on these results, among the Meliae Fructus extracts prepared using different solvents and extraction methods, the MRE contained high levels of polyphenols,
flavonoids, and reducing sugars, whereas the MHWE exhibited strong DPPH and ABTS radical scavenging activities as well as notable nitrite scavenging activity. In
addition, both tyrosinase and elastase inhibitory activities, which are associated with whitening and anti-wrinkle effects, were observed at meaningful levels. Therefore, Meliae Fructus extracts may be considered promising raw materials for the development of natural antioxidants and functional products.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 5
• 1. 실험 재료 및 추출 5
• 1) 재료 5
• 2) 시약 및 기기 5
• 3) 시료 추출 6
• 2. 실험 방법 8
• 1) 유용성분 함량 분석 8
• (1) 플라보노이드 화합물 함량 8
• (2) 폴리페놀 화합물 함량 8
• (3) 환원당 함량 8
• (4) 수용성 단백질 함량 9
• 2) 생리활성 측정 10
• (1) 전자공여능 측정 10
• (2) ABTS radical cation 소거능 11
• (3) SOD(Superoxide dismutase) 유사활성 12
• 3) 항노화 활성 측정 13
• (1) Tyrosinase 저해 13
• (2) Elastase 저해 14
• 3. 통계처리 15
• Ⅲ. 결과 및 고찰 16
• 1. 고련자 추출물의 추출 수율 16
• 2. 유용성분 함량 19
• 1) 폴리페놀 및 플라보노이드 화합물 함량 19
• 2) 환원당 함량 및 수용성 단백질 함량 22
• 3. 생리활성 측정 26
• 1) 전자공여능 26
• 2) ABTS radical cation 소거능 29
• 3) SOD 유사 활성 32
• 4) 아질산염 소거 활성 36
• 4. 항노화 활성 40
• 1) Tyrosinase 저해 40
• 2) Elastase 저해 44
• Ⅳ. 적요 48
• Ⅴ. 참고문헌 50
• 국문초록 64
• 영문초록 66