고포도당으로 유도된 산화 스트레스에 대한 로젤 아세트산에틸 분획물의 신경세포 보호효과

승태완(Tae Wan Seung),박상현(Sang Hyun Park),박선경(Seon Kyeong Park),하정수(Jeong Su Ha),이두상(Du Sang Lee),강진용(Jin Yong Kang),김종민(Jong Min Kim),이욱(Uk Lee),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2016 한국식품과학회지 Vol.48 No.3

본 연구에서는 고포도당 조건에서 로젤의 산화방지 효과와 산화 손상에 대한 신경세포 보호효과를 검증하였다. 총 페놀 함량은 아세트산에틸 분획물(71.41 mg GAE/g)이 다른 분획물보다 높았으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 진행한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 지방질과산화물 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 고포도당으로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 로젤 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 신경세포 생존율을 향상시켰다. 더불어 신경전달물질인 아세틸콜린 분해하는 아세틸콜린 에스터레이스의 억제효과를 보였으며, 마지막으로 HPLC 분석 결과 로젤 아세트산에틸 분획물에 존재하는 주요 페놀화합물은 클로로겐산인 것으로 판단되었다. 결국 클로로겐산을 함유하는 로젤 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 그리고 아세틸콜린 에스터레이스 억제 효과를 유도한 것으로 추정되며, 이를 통해 고포도당 상태에서 발생하는 당뇨성 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 고부가가치 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다. To investigate the physiological effect of Hibiscus sabdariffa, in vitro antioxidant activities and neuroprotective effects against high glucose-induced oxidative stress were examined. The ethyl acetate fraction (EtOAc-Fr) from H. sabdariffa contained high total phenolic contents compared with other fractions but total anthocyanin contents were lower than 80% Ethanol extract showed the highest 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt radical scavenging activity and malondialdehyde inhibitory effect. Furthermore, the EtOAc-Fr decreased the intracellular reactive oxygen species level, and protected the neuron-like PC12 cells from high glucose-induced cytotoxicity. The EtOAc-Fr also presented inhibitory effects against acetylcholinesterase as an acetylcholine hydrolase enzyme. Finally, chlorogenic acids as main phenolics by high performance liquid chromatography analysis.

과산화수소(H₂O₂)로 유도된 산화 스트레스에 대한 뉴그린 추출물의 신경세포 보호효과 및 생리활성물질 분석

박선경(Seon Kyeong Park),하정수(Jeong Su Ha),박창현(Chang Hyeon Park),승태완(Tae Wan Seung),궈텐자오(Tian Jiao Guo),강진용(Jin Young Kang),이두상(Du Sang Lee),김종민(Jong Min Kim),이욱(Uk Lee),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.5

본 연구에서는 뉴그린(Brassica oleracea var. botytis aut italiana)의 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 및 주요 생리활성물질을 분석하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 다른 분획물보다 총 페놀 함량(178.83 mg GAE/g of dried new green)이 높게 나타났으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지실험을 한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 말론다이알데하이드 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 과산화수소로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 세포 생존율을 향상시킬 뿐만 아니라 신경 세포막 손상을 보호하는 것으로 나타났다. 이러한 효과를 나타내는 뉴그린 아세트산에틸 분획물의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시한 결과 퀸산, 페룰산 및 카페산이 존재하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과를 나타냄에 따라, 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 천연물 유래의 기능성 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다. In vitro antioxidant activities and neuronal cell protective effects of the ethyl acetate fraction of a new green extract (Brassica oleracea var. botytis aut italiana) against H₂O₂-induced oxidative stress were investigated, and its industrial feasibility was evaluated. The extract showed the highest contents of total phenolic compounds among other extracts as well as a 2,2-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging activity and malondialdehyde (MDA) inhibitory effect. This extract not only decreased the intracellular reactive oxygen (ROS) level but also protected the neuronal cells against H₂O₂-induced oxidative stress. On analysis using gas chromatograph-mass spectrometry, the following phenolic compounds were identified: quinic acid, ferulic acid, and caffeic acid. Collectively, these results suggest that this new green extract could contain functional substances that would help prevent the risk of neurodegenerative disease.

섬애쑥 추출물의 뇌 신경세포 보호효과에 의한 학습 및 기억능력 개선 효과

하기정(Gi-Jeong Ha),이두상(Doo Sang Lee),승태완(Tae Wan Seung),박창현(Chang Hyeon Park),박선경(Seon Kyeong Park),진동은(Dong Eun Jin),김낙구(Nak-Ku Kim),신현열(Hyun-Yul Shin),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.3

국내에서는 최초로 황해쑥의 변종인 섬애(Seomae)쑥이란 품종명으로 산림청 품종보호등록(산림청 품종보호 제 42호, 2013.09.27.)된 고부가가치 식품 자원의 산업 활용도를 높이기 위하여 섬애쑥(Artemisia argyi H.) 60% 에탄올 추출물의 TMT 유도성 인지결함에 대한 학습 및 기억 능력 개선 효과를 연구하였다. 뇌 신경세포 사멸을 유도하여 뇌 기능의 억제를 유발하는 TMT에 의한 인지기능 장애에 있어서 in vivo 학습 및 기억 능력을 평가하기 위해 Y-maze 및 passive avoidance test를 실시한 결과 TMT에 의해 유도된 인지기능 장애는 섬애쑥 에탄올 추출물에 의해 일정 수준에서 회복 되는 것으로 나타났다. 이들 in vivo 실험 결과의 원인 규명을 위해 동물실험이 종료된 후 mouse의 뇌 조직을 적출하여 AChE 활성 및 뇌 신경세포의 과산화 정도로써 MDA함량을 측정한 결과, 섬애쑥 60% 에탄올 추출물을 섭취한 mouse의 경우 AChE 활성을 억제할 수 있으며 MDA 함량 역시 저해시키는 것으로 나타났다. 특히 퇴행성 뇌신경 질환에서 중요한 발병 원인으로 알려진 산화적 스트레스에 대한 검증을 위해 섬애쑥 60% 에탄올 추출물을 이용하여 과산화수소에 의해 유발되는 in vitro 산화적 스트레스에 대한 PC12 세포에 대한 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 60% 에탄올 추출물을 처리한 그룹은 비교적 농도 의존적으로 H2O2로 유도된 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보호효과가 나타남을 확인할 수 있었다. 섬애쑥 에탄올 추출물에 존재하는 페놀 화합물을 HPLC로 분석한 결과 항산화활성이 있는 eupatilin과 jaceosidin이 함유된 것으로 분석되었다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, TMT에 의해 유도된 학습 및 기억능력 감소 효과에 대한 섬애쑥 60% 에탄올 추출물의 개선 효과는 eupatilin과 jaceosidin 등의 페놀 화합물에서 기인되는 항산화 효과들과 이로 인한 뇌 신경세포 보호효과 그리고 일정 수준에서의 AChE 억제 효과 등에 의한 것으로 판단된다. The anti-amnesic effect of Artemisia argyi H against trimethyltin (TMT)-induced learning and memory impairment and its neuroprotective effect against H₂O₂-inducedoxidative stress were investigated. Cognitive behavior was examined by Y-maze and passive avoidance test for 4 weeks, which showed improved cognitive functions in mice treated with the extract. In vitro neuroprotective effects against H₂O₂-induced oxidative stress were examined using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium-bromide and lactate dehydrogenase (LDH) assays. A. argyi H. extract showed protective effects against H₂O₂-induced neurotoxicity; moreover, LDH release into the medium was inhibited. Finally, highperformance liquid chromatography (HPLC) analysis showed that eupatilin and jaceosidin were the major phenolic compounds in A. argyi H. extract. These results suggest that A. argyi H. could be a good source of functional substances to prevent neurodegenerative diseases.

국내에서 개량된 3가지 토종 다래 품종의 영양성분 분석

진동은(Dong Eun Jin),박선경(Seon Kyeong Park),박창현(Chang Hyeon Park),승태완(Tae Wan Seung),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품영양과학회 2014 한국식품영양과학회지 Vol.43 No.12

국내에서 개량된 토종다래 품종인 오텀센스(Otumsense), 치악(Chiak), 스키니그린(Skinny green) 3가지 품종에서의 무기질은 K, P, Ca이 상대적으로 많이 검출되었고, 그중에서도 치악 품종의 총 무기성분 함량이 가장 높았다. 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid, alanine 순으로 많이 함유되어 있으며, 무기성분과 마찬가지로 치악 품종에서 total essential amino acids와 total amino acids 함유량이 가장 높게 나타났다. 지방산 분석에서는 다양한 생리활성효과가 보고되는 불포화지방산으로서 α-linolenic acid의 함유량이 가장 많았고 DHA도 일부 함유되는 것으로 나타났으며, 불포화지방산의 비율이 포화지방산 대비 70∼85%에 달하였다. 유리당은 fructose와 glucose의 함량이 가장 높았고 3가지 품종 중 오텀센스 품종에서 가장 많은 유리당 함량을 보였다. 비타민 B1, 비타민 B2, niacin, 비타민 B6, 비타민 C 및 β-carotene 분석 중 비타민 B1, 비타민 B2는 모든 품종에서 검출되지 않았고, niacin과 비타민 B6는 스키니그린 품종에서 각각 1.55 ㎎/100 g, 1.92 ㎎/100 g으로 분석되었으며, 비타민 C 및 β-carotene은 오텀센스 품종에서 각각 47.18 ㎎/100 g, 3.82 ㎍/100 g으로 분석되었다. 이상과 같이 국내산 토종다래 과육부의 영양화학 특성 분석결과를 고려하여 참다래(키위)와 비교했을 때, 특히 비타민 함유량이 다소 높은 것으로 나타났다. 하지만 연구에 활용된 품종에 따라 일정 수준에서 그 함유량에 차이가 있는 것으로 확인되었고, 재배 지역에 따른 차이를 비교해보기 위해서는 서로 다른 지역에서 재배된 동일 품종을 향후 분석할 필요가 있을 것이다. 결과적으로 물리적 취식 편의성과 영양화학 특성에서 참다래(키위)에 비해 동일하거나 우수한 국내산 토종 다래 품종의 고부가가치 식품과 소재로의 활용 가능성을 확인할 수 있었고, 이는 국내 개량 고유 자원의 산업 경쟁력 확보에 도움이 될 것으로 판단된다. Nutritional compositions of Korean traditional actinidia (Actinidia arguta) cultivars, such as Otumsense, Chiak, and Skinny green, were investigated as high value-added food substances. Among minerals, K content of three cultivars was the highest, and P, Ca, and Na contents were relatively higher than those of other minerals. Contents of essential amino acids were analyzed as follows: Otumsense (198.48 ㎎/100 g), Chiak (413.50 ㎎/100 g), and Skinny green (270.07 ㎎/100 g). Total amino acids of Chiak were the highest among the three cultivars, and major amino acids of the three cultivars were glutamic acid and aspartic acid. Analysis of fatty acids showed that major fatty acids were palmitic acid as a saturated fatted acid and α-linoleic acid as an unsaturated fatty acid in the three cultivars. Glucose and fructose were major free sugar constituents in the three cultivars. Total free sugar content of Otumsense was relatively higher than others. Finally, niacin and vitamin B6 of Skinny green (1.55 ㎎/100 g, 1.92 ㎎/100 g) were the highest among the cultivars. However, β-carotene as a vitamin A precursor (3.82 ㎍/100 g) and vitamin C as a natural antioxidant substance (47.18 ㎎/100 g) of Otumsense cultivar were the highest.

Trimethyltin 유도성 인지기능 저하 동물 모델에 대한 들기름의 개선효과

강진용(Jin Yong Kang),박보경(Bo Kyeong Park),승태완(Tae Wan Seung),박창현(Chang Hyeon Park),박선경(Seon Kyeong Park),진동은(Dong Eun Jin),강성원(Sung Won Kang),최성길(Sung-Gil Choi),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.3

본 연구에서는 들기름의 TMT 유도성 인지 기능 상실에 대한 개선 효과와 함께 가정에서 식용유로서 사용량이 많은 대두유와 그 효과를 비교·연구하였다. 실험에서 들기름과 대두유를 섭취한 마우스를 TMT로 인지 기능 손상을 유발하여 Y-maze test와 Morris water maze test 한 결과, 공간 인지 기능 및 학습능력 개선에 대해 대두유는 효과가 미비하였으나 들기름은 대조군과 유의적인 차이가 없는 정도의 유의적 개선 효과를 보였다. 동물 실험 후 mouse로부터 적출된 뇌 조직을 대상으로 AChE 활성, MDA 함량, SOD 활성 측정 및 산화된 glutathione 측정한 결과, 대두유는 TMT 단독 처리군의 경우와 유사한 반면 들기름은 TMT에 의해 손상을 입은 mice의 뇌 조직에서 AChE의 활성과 MDA 생성 및 GSH의 산화를 억제시킬 뿐만 아니라 SOD 활성을 유의성 있게 증가시킨 것으로 나타났다. 이러한 결과는 들기름에 존재하는 풍부한 생리 활성 물질로서 ω-3계 지방산, 페놀화합물 그리고 비타민 E 등에 의한 것으로 사료된다. 결국 들기름은 상대적으로 우수한 인지 기능 개선 효과를 나타냈고, 이는 건강기능식품으로서 고부가가치 소재로 활용될 수 있는 산업적 활용 가능성을 나타내는 것으로 판단된다. This study aimed to investigate the anti-amnesic effect of perilla oil against trimethyltin (TMT)-induced learning and memory impairment in ICR mice. Perilla oil (2.5 mL/㎏ of body weight) and soybean oil (2.5 mL/㎏ of body weight) were administered orally to mice for 3 weeks, and at the end of the experimental period, cognitive behavior was examined by Y-maze and Morris water maze (MWM) tests. Behavioral tests showed that the mice treated with perilla oil had improved cognitive function compared to that in mice administered soybean oil. Analysis of brain tissue showed that perilla oil significantly lowered acetylcholinesterase activity and malondialdehyde (MDA) levels. Oxidized glutathione (GSH)-to-total GSH ratio also decreased from 10.4% to 5.3% in perilla oil-treated mice, but superoxide dismutase (SOD) activity increased from 11.7 to 14.2 U/㎎ protein. Therefore, these results suggest that the perilla oil could be a potential functional substance for improving cognitive function.

한국 토종다래(Actinidia arguta)순의 주요 영양성분 및 in vitro 항산화 활성

진동은(Dong Eun Jin),박선경(Seon Kyeong Park),박창현(Chang Hyeon Park),승태완(Tae Wan Seung),최성길(Sung-Gil Choi),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.1

토종다래 순의 무기질은 Ca, K, P 순으로 많았으며, 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid가 많이 함유되어 있었다. 지방산 함량은 α-linolenic acid와 linoleic acid 등의 불포화지방산 함유량이 높았으며, 유리당은 sucrose의 함량이 상대적으로 높았다. Vitamin B 그룹에서는 vitamin B6가 17.99mg/100 g으로 가장 높았고, vitamin C와 β-carotene 함량은 각각 42.57mg/100 g, 390.69 μg/100 g이었다. Total phenolics는 40% EtOH 추출물이 198.08 mg GAE/g으로 가장 높았으며, ABTS radical 소거활성 및 DPPH radical 소거 활성에서는 농도 의존적으로 radical 소거 활성을 보였다. 지질 과산화 억제활성(MDA contents)과 세포내 산화적 스트레스 생성 억제효과에서는 지질과산화를 막아주며 신경세포 손상을 일정 수준에서 억제해 주는 것으로 확인하였다. 본 연구 결과를 종합해볼 때, 상대적으로 높은 phenolics를 함유한 토종다래순은 우수한 영양학적인 구성과 in vitro antioxidant activities를 기초로 한 고부가가치 건강지향식품 소재로서의 활용가치가 높다고 판단된다. Nutritional composition and in vitro antioxidant activities of the ethanol extract of Korean traditional actinidia (Actinidia arguta) sprouts of the Otumsense variety were investigated to examine the sproutsi nutritional value. The most abundant mineral, amino acid, and fatty acid were calcium, glutamic acid, and α-linolenic acid, respectively. The major free sugar of Otumsense sprouts was sucrose. The level of vitamin C, a natural antioxidant, was highest among other vitamins examined. The amount of total polyphenol was highest in the 40% ethanol extract. The 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) radical scavenging activity of the 40% ethanol extract was about 94% at a concentration of 1,000 μg/mL. Malondialdehyde inhibition by the extract increased in a dose-dependent manner (from 0 to 100 μg/mL). Intracellular reactive oxygen species accumulation resulting from H₂O₂ treatment of PC12 cells significantly reduced when the 40% ethanol extract was present in the media compared to that in PC12 cells treated with H₂O₂ only.

H₂O₂ 로 유발된 산화적 스트레스에 대한 브로콜리 (Brassica oleracea var. italica) 잎 분획물의 PC12 cell 보호 효과

박선경(Seon Kyeong Park),진동은(Dong Eun Jin),박창현(Chang Hyeon Park),승태완(Tae Wan Seung),최성길(Sung-Gil Choi),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2014 한국식품과학회지 Vol.46 No.4

브로콜리(Brassica oleracea var. italica) 잎의 n-hexane, chloroform, ethyl acetate, butanol 및 distilled water 분획물의 total phenolic 화합물 함량은 chloroform 분획물이 206.8 mg GAE/g으로 가장 높게 나타났으며, ABTS radical 소거활성 및 지질 과산화(MDA) 생성 억제효과 실험 결과에서 chloroform 분획물에서 가장 높은 활성을 나타내었다. in vitro 항산화 실험들에서 우수한 효과를 보인 chloroform 분획물을 이용하여 H₂O₂으로 유도한 산화적 스트레스에 대한 신경세포(PC12 cell)에서의 산화적 스트레스 생성 억제효과, 세포 생존율 그리고 세포막 손상 억제효과 역시 농도 의존적 경향을 나타내며 positive control 로 사용된 Vit.C와 유의적인 결과를 나타냈다. 마지막으로, HPLC 분석 결과 브로콜리 잎 chloroform 분획물에 존재하는 주요 phenolic 화합물은 feulic acid인 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 종합해볼 때, 생리활성 물질로서의 ferulic acid 등을 함유한 브로콜리 잎 chloroform 분획물은 in vitro 항산화 활성과 함께 신경세포 보호효과를 나타내는 고부가가치 기능성 소재로의 활용이 기대된다. To examine the physiological effects of broccoli (Brassica oleracea var. italica) leaf, the bioavailable compounds in broccoli leaf extract, and its in vitro neuroprotective effects against H₂O₂-induced oxidative stress were examined in this study. The chloroform fraction of broccoli leaf extract had the highest total phenolic content of all the fraction than others, and the highest 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical-scavenging activity and malondialdehyde (MDA) inhibitory effect. Intracellular reactive oxygen species (ROS) accumulation resulting in H₂O₂-treated in PC12 cells was significantly lower when the chloroform fraction was present in the medium compared to that in PC12 cells treated with H₂O₂ alone. In a cell viability assay performed using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), the chloroform fraction showed protective effects against H₂O₂-induced neurotoxicity and inhibited lactate dehydrogenase (LDH) release into the medium. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis showed that ferulic acid was the predominant phenolic compound in chloroform fraction of broccoli leaf.