헛개나무로부터 생리활성물질의 추출 및 효능에 관한 연구 = (A) Study on the Extraction and Efficacy of Bioactive Compound from Hovenia dulcis

국문 초록 (Abstract)

국문초록

헛개나무로부터 생리활성물질의 추출 및 효능에 관한 연구
공주대학교 대학원 화학공학과 화학공학전공
김성문

본 연구에서는 헛개나무를 숙취해소 및 간 보호 관련 기능성식품으로 개발하기 위하여 헛개나무의 열매, 잎 및 줄기에서부터 알코올 분해효과를 확인하였고, 유효 성분의 추출조건을 확립하였으며, 동물실험을 통하여 혈중 알코올농도 저하 및 간 보호 효능과 헛개나무 자체의 독성시험을 수행하였다. 또한 산가수분해 방법을 통하여 헛개나무로부터 유효 생리활성물질의 생산성을 증대시켰다.
헛개열매의 6시간 추출물의 경우 38%의 알코올 분해 효과를 나타내었으며 열매를 분쇄하여 추출할 경우(열매 크기:1 mm)에는 분쇄하지 않을 경우(열매 크기:4 mm)보다 추출효율이 좋았으며 추출 4시간에 평형에 도달함을 알 수 있었다. 또한 3회 추출하여야 헛개열매로부터 알코올 분해에 효과가 있는 유효 생리활성물질의 거의 대부분(>95%)이 추출됨을 알 수 있었다.
동물실험으로서 쥐에 50%의 알코올로 숙취를 유발한 뒤 헛개열매 추출물을 투여하였을 경우 120분 후에 44% 혈중알코올 농도가 저하되었다.
또한 CCl4를 투여하여 간독성을 유발한 뒤 헛개열매 추출물을 투여하였을 경우 간기능 수치인 AST, ALT 및 LDH의 값이 각각 45%, 52% 및 52% 감소하였다.
헛개나무 자체의 독성을 조사하기 위하여 급성독성 시험과 아급성독성 시험이 수행되었다. 헛개나무와 관련된 일반독성이 관찰되지 않았으며 LD50 값은 30 ml/kg 이상인 것으로 나타났다.
헛개열매 추출물을 산가수분해를 통하여 유용성분의 생산성 향상 실험을 수행하였으며 80 ℃, 4시간에서 pH에 따른 효소활성은 pH 2.0에서 124.2%로 생산성이 향상되어 최적임을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

ABSTRACT

A Study on the Extraction and Efficacy of Bioactive Compound from Hovenia dulcis

Seong-Mun Kim

Department of Chemical Engineering
Graduate School, Kongju National University
Kongju, Korea

(Supervised by Professor Jin-Hyun Kim)


This study was carried out to develop a functional food from Hovenia dulcis. In the batch mode of operation, Hovenia dulcis was extracted from fruit, stem, and leaf. The hot water extraction was performed from 30 min to 10 hr at 100 ℃. Equilibrium (i.e the ratio of active compound in biomass to active compound in the extraction water) was reached within 6 hr at 100 ℃. Also, the mixtures of Hovenia dulcis fruit, stem and leaf and 25% alcohol were observed the decrease of alcohol concentration for 6 weeks. Among the three mixtures, Hovenia dulcis fruit and 25% alcohol mixture were rapidly decreased alcohol concentration.
The water extracts of Hovenia dulcis showed significant alcohol decrease in blood and hepatoprotective activity against D-galactosamine/LPS and CCl4-toxicity. The extracts significantly inhibited the elevation of serum ALT, AST and LDH levels. The concentration of blood alcohol was decreased from 2 hr after injected in rats with Hovenia dulcis extracts.
To observe the toxicity of Hovenia dulcis, acute toxicity and chronic toxicity tests were performed. In these tests, toxicity symptoms concerned with extract were not observed and LD50 value was more than 30 ml/kg.
To increase the productivity of active compound from Hovenia dulcis, the acid hydrolysis was performed. The pH 2.0, reaction temperature 80 ℃ and reaction time 4 hr gave highest activity which was 124.2% of control.
Key words : Hovenia dulcis, extraction, efficacy test, toxicity test, acid hydrolysis, functional food

목차 (Table of Contents)

• CONTENTS
• 1. 서론 = 1
• 2. 실험재료 및 방법 = 5
• 2.1 실험 재료 = 5
• 2.1.1 헛개나무 = 5
• 2.1.2 시약 = 5
• 2.2 실험 방법 = 5
• 2.2.1 추출 방법 및 알코올 분해능 측정 = 5
• 2.2.2 Rat(SD)에 있어서 혈중알코올 농도 측정 = 6
• 2.2.3 D-galactosamine/LPS에 의한 간 독성 유발 = 8
• 2.2.4 사염화탄소(CCl4)에 의한 간 독성 유발 = 9
• 2.2.5 급성독성 시험 = 9
• 2.2.6 아급성독성 시험 = 13
• 2.2.7 산가수분해 방법 = 17
• 3. 결과 및 고찰 = 18
• 3.1 헛개나무의 추출 및 알코올 분해 효과 = 18
• 3.1.1 열수 추출물의 알코올 분해 효과 = 18
• 3.1.2 헛개나무의 부위별 알코올 분해 능력 = 18
• 3.1.3 당, 아미노산 및 유기산 첨가에 의한 알코올 분해효과 = 19
• 3.1.4 열수 추추물의 농도 변화에 따른 효과 = 19
• 3.1.5 한외여과를 이용하여 분리 후 효소활성측정 = 20
• 3.2 Rat(SD)에 있어서 헛개열매 추출물의 혈중알코올 농도 저하 효과 = 32
• 3.2.1 혈중알코올 농도 변화 = 32
• 3.2.2 생화학적 검사 = 32
• 3.2.3 병리조직 검사 = 32
• 3.2.4 동물실험 부검 소견 = 38
• 3.3 D-galactosamine/LPS에 의한 간 독성 유발 및 헛개나무의 간 보호 효과 = 38
• 3.3.1 혈액생화학 검사 = 38
• 3.3.2 부검소견 = 43
• 3.3.3 간 조직 변화 = 44
• 3.4 사염화탄소(CCl4)에 의한 간 독성 유발 및 헛개나무의 간 보호 효과 = 46
• 3.4.1 혈액의 생화학 검사 = 46
• 3.4.2 부검소견 = 50
• 3.4.3 간 조직 변화 = 50
• 3.5 급성독성 시험 = 53
• 3.5.1 사망율 및 LD50 값 = 53
• 3.5.2 일반증상 = 53
• 3.5.3 체중변화 = 53
• 3.5.4 부검소견 = 53
• 3.5.5 시험 결과 = 53
• 3.6 아급성독성 시험 = 54
• 3.6.1 사망동물 = 54
• 3.6.2 일반증상 = 54
• 3.6.3 체중변화 = 54
• 3.6.4 혈액검사 = 54
• 3.6.5 혈액생화학 검사 = 56
• 3.6.6 음수 및 사료 섭취량 = 59
• 3.6.7 부검소견 = 60
• 3.6.8 간 조직 변화 = 61
• 3.6.9 장기무게의 변화 = 63
• 3.7 산가수분해에 의한 유효 생리활성물질의 생산성 증대 = 64
• 3.7.1 산가수분해에 의한 유효 성분의 생산성 증대 이론 = 64
• 3.7.2 반응 pH의 영향 = 64
• 3.7.3 반응온도와 시간의 영향 = 64
• 4. 결론 = 73
• 참고문헌 = 75