KR20140132833A - 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물을 유효성분으로 하는 항산화, 항암 및 항염증 활성 조성물 - Google Patents

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조명래
이희승
이연주
노현수
김동성
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한국해양과학기술원
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Abstract

본 발명은 갈조류인 참털비말 및/또는 줄의관말을 시료로 하여 물, 에탄올 및 메탄올 등의 용매로 추출된 추출물, 추출된 추출물을 헥산, 디클로로메탄, 초산에틸, 부탄올 등의 용매로 분획한 용매 분획물 및 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 정제된 정제 추출 혼합물, 및 이를 유효성분으로 하는 항산화, 항암 및 항염증 활성 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 참털비말 및/또는 줄의관말을 에틸알콜을 이용하여 추출한 추출물은 활성산소인 DPPH 및 ABTS 소거능이 우수하며, 위암세포와 대장암세포인 AGS와 DLD에 우수한 항암활성을 나타내었다. 또한, 참털비말과 줄의관말 에틸알콜 추출물은 마우스 대식세포에서 분비된 NO를 효과적으로 제거하였다. 따라서, 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 항산화, 항염증 및 항암활성을 이용한 약제, 기능성 식품 및 화장품 소재 개발 산업에 있어 매우 우수한 발명인 것으로 사료된다.

Description

참털비말 및/또는 줄의관말 추출물을 유효성분으로 하는 항산화, 항암 및 항염증 활성 조성물 {Antioxidant, anticancer and antiinflammatory compositions from Sporochnus radiciformis or Carpomitra costata extracts}
본 발명은 해조류인 갈조류 중에서 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물, 이의 제조 방법, 및 이를 유효성분으로 포함하는 항산화, 항암 및 항염증 활성을 갖는 조성물에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 참털비말 및/또는 줄의관말로부터 추출된 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물에 관한 것이며, 항산화, 항암 또는 항염증 활성을 가지는 유효성분으로서, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 함유하는, 약제학적 조성물, 식품 조성물, 및 화장품 조성물에 관한 것이다.
참털비말 및 줄의 관말은 학명이 각각 Sporochnus radiciformis 및 Carpomitra costata 로서, 갈조식물문 갈조강 털비말목 털비말과에 속하며, 갈색 연골질의 모양으로 가지가 많고, 가지의 끝에는 가느다란 털 다발이 있으며 성숙하면 그 털 다발 밑 부분이 부풀어지고 그 속에 포자가 만들어지고, 조하대에 자라는 갈조류이다.
특히 우리나라 동해안, 남해안 및 제주도의 조간대 및 조하대에 흔하게 자생하고 있다. 그러나 현재까지 이에 관한 연구가 거의 이루어지지 않았으며, 따라서 식품, 화장품 및 의약품 등의 산업분야에서 이를 활용하는 방안이 전혀 연구되어 있지 않다.
해조류에서 다양한 생리활성 (항산화, 항암, 항염증, 항노화 및 항혈액응고 등)을 나타내는 물질들은 다양한 단일 화합물 성분들이 함유되어 있으며, 각 성분이 단일 화합물로서 특정 활성을 나타내기도 하며, 각 성분들이 서로 시너지 효과를 가져 높은 생리적 활성을 나타내는 경우가 많다. 따라서 해조류에 함유되어 있는 각각의 단일 화합물의 성분 뿐 아니라 다양한 이차 대사산물들이 복합적으로 존재하는 해조류의 추출물 자체와 이의 효능에 관한 연구 또한 매우 중요하다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1110063호에서는 미역쇠, 꼬마모자반, 미끈뼈대그물말, 바위수염 등의 해조류 추출물을 유효성분으로 항암제 조성물이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제 10-1026528호에서는 쌍발 디크티오프테리스, 고리매, 패의 추출물을 유효성분으로 함유하는 염증성 질환 예방 또는 치료용 조성물이 개시되어있다. 또한, 대한민국 공개특허 제 2006-0031936호 에서는 갈조류로 부터 항암 및 항고지혈 활성을 갖는 식품소재용 라미나란과 휴코이단의 일괄 분리 정제방법이 개시되어있다.
본 발명의 발명자들은 이러한 다양한 해조류들의 생리활성을 연구 하던 중, 상기의 참털비말과 줄의관말 에탄올 추출물이 다른 해조류들보다 월등히 높은 항산화, 항암 및 항염증활성을 나타내는 것을 발견하게 되어 이에 관한 구체적인 연구를 수행하였으며, 이러한 연구를 통하여 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물, 이를 제조하는 방법 및 이를 유효성분으로 하는 항산화, 항암 및 항염증 활성 조성물에 관한 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 항산화, 항암 및 항염증 활성을 나타내는 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 제공하는 것이며, 이를 제조하는 방법 및 이를 유효성분으로 하는 항산화, 항암 및 항염증 활성 조성물을 제공하는 것이다.
상기의 목적하고 있는 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 참털비말 및/또는 줄의관말로부터 추출한 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 제공한다.
또한, 본 발명은 항산화, 항암 또는 항염증 활성을 가지는 유효성분으로서, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 함유하는 암을 예방 또는 치료하기 위한 약제학적 조성물을 제공한다.
항산화, 항암 또는 항염증 활성을 가지는 유효성분으로서, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 함유하는 건강기능 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 항산화, 항암 또는 항염증 활성을 가지는 유효성분으로서, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 함유하는 기능성 화장품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 참털비말 및/또는 줄의관말을 물, 에탄올, 또는 메탄올 등의 유기용매를 이용하여 추출하고; 수득된 추출물을 헥산, 디클로로메탄, 클로로포름, 초산에틸, 또는 부탄올 등의 유기용매를 이용하여 분획하며; 상기에서 추출된 추출물 또는 용매 분획물을 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 유효성분을 분리, 정제하는 것을 포함하는, 참털비말 및/또는 줄의관말의 정제 추출 혼합물 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따라, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 제조한 후, DPPH 및 ABTS 등의 항산화 활성을 측정하고, AGS 및 DLD-1등의 항암세포를 이용하여 항암활성을 측정하였으며, Raw 264.7 세포를 이용하여 항염증 활성을 연구하였다. 그 결과 본 발명에서 추출된 참털비말 및/또는 줄의관말의 에탄올 추출물은 높은 항산화 활성 및 항암활성을 나타내었으며, Raw 264.7 세포에서 분비된 NO를 효과적으로 소거하였다.
보다 구체적으로, 본 발명에 있어서, 해조류로서 갈조류인 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 원료로 사용하여 항산화, 항암 및 항염증 활성을 갖는 추출물을 제조하기 위하여, 우선 상기 선택된 갈조류들은 일반수를 이용하여 2회 수세 후, 60oC의 열풍건조기에서 완전히 건조 시켰다. 건조 된 시료는 분쇄기를 이용하여 분쇄하고, 0.7mm sieve를 이용하여 가루 형태로 제조 하였다. 분말 시료에 에탄올을 첨가하여 상온에서 12시간동안 2회 교반추출 후 추출물을 획득하였다.
상기에서 추출된 참털비말 및/또는 줄의관말 에틸알콜 추출물의 항산화, 항암 및 항염증 활성을 관찰한 결과, 본 발명에 따른 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물은 DPPH 및 ABTS 대하여 높은 항산화 효과를 나타내었으며, 위암세포 및 대장암 세포인 AGS 및 DLD-1 대하여 높은 항암활성을 확인하였다. 또한, 마우스 대식세포인 Raw 264.7 세포에서 분비되는 NO를 효과적으로 제거하였다.
본 발명에 따른 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물은 DPPH 및 ABTS 등의 라디칼에 대한 높은 소거능을 나타내었으며, 인간의 위암세포인 AGS 및 대장암 세포인 DLD-1에 대한 높은 항암활성을 나타내었다. 또한, 마우스 대식세포인 Raw 264.7 세포에서 분비되는 NO를 효과적으로 제거하였다.
따라서 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물은 항산화, 항암 및 항염증활성을 나타내며, 이러한 항산화, 항암 및 항염증활성을 이용하는 약제, 기능성 식품 및 기능성 화장품으로써 매우 유용하며, 약품, 식품 및 화장품 소재 개발 산업에 광범위하게 이용될 있다.
도 1은 참털비말 및 줄의관말 사진이다.
도 2는 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 3는 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 ABTS 라디칼 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 4은 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 AGS 세포에 대한 항암활성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 DLD-1 세포에 대한 항암활성을 나타낸 그래프이다.
도 6는 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 항염증활성을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 형태로서, 본 발명에 따른 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물의 제조방법에 따른 구체적인 내용 및 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물의 효능시험 등 구체적인 실시예를 참고로 하여, 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 구체적인 기재는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 것으로서, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 제조
본 실시예에서 사용된 참털비말과 줄의관말은 각각 우리나라 동해안에서 채취한 시료로서, 참털비말 및 줄의관말의 사진이 도1에 도시되어 있다.
우선 시료를 일반수를 이용하여 2회 수세 후, 60℃의 열풍건조기에서 2일간 건조하였다. 건조 된 시료는 분쇄기를 이용하여 분쇄하고, 0.7mm sieve를 이용하여 가루 형태로 제조 하였다. 분말형태의 시료에 99% 에틸알코올 1L를 넣고, 상온에서 12시간동안 2회 반복 추출 후, 솜을 이용하여 필터링 하였다. 필터링을 하여 얻어진 상등액은 증발기(evaporator)를 이용하여 감압농축 하였다. 농축액은 진공오븐을 이용하여 완전히 건조시켰다.
실시예 2: 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물의 항산화 활성 검증
- DPPH 라디칼 소거능 평가
본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 수득한 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물을 이용하여 DPPH 라디칼에 대한 항산화 활성을 측정하였다.
갈조류 추출물인 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물을 6.25, 12.5, 25, 50, 100 μg/mL 농도로 희석하여 96 well plate에 100uL를 넣고, plate reader의 515nm를 이용하여 시료의 기본 흡광도를 측정하였다. 0.1mM DPPH(2,2-diphenyl-1-picryl hydrazyl, Sigma Cemical Co., USA) 100uL를 시료가 첨가된 96 well-plate에 넣고, 암실에서 30분간 방치 후, plate reader의 515nm에서 흡광도를 측정하였다. 공시험은 에탄올 100uL와 DPPH 100uL를 사용하여 흡광도를 측정하였다.
측정된 흡광도는 아래의 식을 이용하여 항산화 활성을 계산하였다.
DPPH radical scavenging effect (%) = (Ac-As)/Ac * 100
Ac = 알코올+DPPH의 흡광도, As = 시료+DPPH의 흡광도
도 2에 나타낸 바와 같이, 참털비말 추출물 (a) 과 줄의관말 추출물 (b)은 0.0625 mg/mL 농도부터 1 mg/mL 농도까지 농도가 높아질수록 DPPH 라디칼 소거능이 증가하였다. 특히, 참털비말 추출물의 1 mg/mL 농도에서는 50% 이상의 높은 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다.
실시예 3: 참털비말 및/또는 줄의관말 추출물의 항산화 활성 검증
- ABTS 라디칼 소거능 평가
본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 수득한 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물을 이용하여 ABTS 라디칼에 대한 항산화 활성을 측정하였다. 7mM의 ABTS 용액을 734nm에서 흡광도가 0.7이 되도록 에탄올로 희석한다. 희석된 ABTS(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazolin-e-6-sulfonic acid, Wako Chemical Co., Japan) 용액 1.5mL에 62.5, 125, 250, 500, 1000 ug/mL 농도로 희석한 갈조류 추출물을 0.5mL 첨가하여 하여 암실에서 20분간 방치 후, spectrophotometer 734nm에서 흡광도를 측정하였다. 공시험은 ABTS 1.5mL와 에탄올 0.5uL를 사용하여 흡광도를 측정하였다.
측정된 흡광도는 아래의 식을 이용하여 항산화 활성을 계산하였다.
ABTS radical scavenging effect (%) = (Ac-As)/Ac * 100
Ac = 알코올+DPPH의 흡광도, As = 시료+ABTS의 흡광도
도 3에 나타낸 바와 같이, 참털비말 추출물 (a)과 줄의관말 추출물 (b)은 0.0625 mg/mL 농도부터 1 mg/mL 농도까지 농도가 높아질수록 ABTS 라디칼 소거능이 증가하였다.
특히, 참털비말 추출물 (a)는 가장 낮은 농도인 0.0625 mg/mL 농도에서도 60% 이상의 높은 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었다. 줄의 관말 추출물 (b)는 0.5 mg/mL 농도에서는 약 50% 정도의 높은 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었다.
실시예 4: 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 항암활성 평가
본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 수득한 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 항암활성을 측정하였다.
인간 위암세포인 AGS와 대장암세포인 DLD-1은 5×104 cell/well의 농도로 96 웰-플레이트에 첨가 후, 갈조류 추출물을 6.25, 12.5, 25, 50, 100 μg/mL 농도로 배양된 암세포에 첨가하여 다시 24시간 동안 배양하였다. 갈조류 추출물이 첨가된 암세포는 WST 시약을 이용하여 항암활성을 측정하였다.
평가 결과는 도 4 및 도 5에 나타내었다. 공시험은 RPMI media를 갈조류 추출물 시료 대신 첨가하여 흡광도를 측정하였다.
측정된 흡광도는 아래의 식을 이용하여 항암 활성을 계산하였다.
항암활성 (%) = (Ac-As)/Ac * 100
Ac = RPMI media를 첨가한 웰의 흡광도,
As = 시료를 첨가한 웰의 흡광도
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물은 AGS와 DLD 세포에 대하여 높은 항암활성을 나타내었다.
도 4에서는 참털비말 추출물과 줄의관말 추출물의 AGS 세포에 대한 항암활성을 보여준다. 참털비말 추출물 (a)은 6.25 μg/mL 농도부터 100 μg/mL 농도까지 농도가 높아질수록 항암활성이 증가하였다. 특히, 50 μg/mL 농도에서는 AGS 세포에 대하여 90% 이상의 높은 항암활성을 나타내었으며, 100 μg/mL 농도에서는 더 이상 항암활성이 증가하지 않았다. 한편, 줄의관말 추출물의 AGS에 대한 항암활성은 50 μg/mL 농도에서 60%이상의 높은 항암활성을 나타내었으며, 100μg/mL 농도에서는 90% 이상의 높은 항암활성을 나타내었다.
도 5에서는 참털비말 추출물과 줄의관말 추출물의 DLD-1 세포에 대한 항암활성을 보여준다. 참털비말 추출물 (a)은 25 μg/mL 농도에서 약 80% 이상의 높은 항암활성을 나타내었으며, 50 μg/mL 농도에서는 90%이상의 높은 항암활성을 나타내었다. 한편, 줄의관말 추출물 (b)의 DLD-1 세포에 대한 항암활성은 50 μg/mL 농도에서 약 50% 정도의 높은 항암활성을 나타내었으며, 100 μg/mL 농도에서는 80% 이상의 높은 항암활성을 나타내었다.
실시예 5 : 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 항염증 활성 평가
본 실시예에서는 상기 실시예 1에서 수득한 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물의 항염증활성을 측정하였다. 마우스 대식세포 Raw 264.7 세포는 1×105 cell/well의 농도로 96 well-plate에 첨가 후, 1μg/mL 농도의 LPS를 첨가하여 세포를 24시간동안 배양하였다. LPS가 첨가된 Raw 264.7 세포에 갈조류 추출물을 6.25, 12.5, 25, 50, 100 μg/mL 농도로 첨가하여 다시 24시간 동안 배양 후, Griess reagent를 이용하여 NO의 소거능을 측정하였다. 공시험은 Raw 264.7 세포에 LPS 만 첨가하여 첨가하여 흡광도를 측정하였다.
측정된 흡광도는 아래의 식을 이용하여 항암 활성을 계산하였다.
Antiinflammatory activities (%) = (Ac-As)/Ac * 100
Ac = LPS를 첨가한 well의 흡광도, As = 시료를 첨가한 well의 흡광도
도 6에 나타낸 바와 같이, 참털비말 추출물 및 줄의관말 추출물은 Raw 264.7 세포에서 분비된 nitric oxide (NO)에 대하여 강한 소거능을 나타내었다. 참털비말 추출물 (a)은 12.5 μg/mL 농도에서 60% 이상의 NO 소거능을 나타내었으며, 25 μg/mL 농도에서는 약 75% 이상의 높은 NO 소거능을 보였다. 한편 줄의관말 추출물은 50 μg/mL 농도에서 약 60% 이상의 높은 NO 소거능을 나타내었으며, 100 μg/mL 농도에서는 75% 이상의 높은 NO 소거능을 나타내었다.

Claims (4)

  1. 참털비말 및/또는 줄의관말을 물, 에탄올, 또는 메탄올로부터 선택되는 유기용매를 이용하여 추출하고;
    수득된 추출물을 헥산, 디클로로메탄, 클로로포름, 초산에틸, 또는 부탄올로부터 선택되는 유기용매를 이용하여 분획하며;
    상기에서 추출된 추출물 또는 용매 분획물을 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 유효성분을 분리, 정제하는 것을 포함하는, 참털비말 및/또는 줄의관말의 정제 추출 혼합물 제조방법.
  2. 항산화, 항암 또는 항염증 활성을 가지는 유효성분으로서, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 함유하는 암을 예방 또는 치료하기 위한 약제학적 조성물.
  3. 항산화, 항암 또는 항염증 활성을 가지는 유효성분으로서, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 함유하는 건강기능 개선용 식품 조성물.
  4. 항산화, 항암 또는 항염증 활성을 가지는 유효성분으로서, 참털비말 및/또는 줄의관말의 추출물, 이의 용매 분획물 또는 정제 혼합물을 함유하는 기능성 화장품 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160030658A (ko) * 2014-09-11 2016-03-21 제주대학교 산학협력단 줄의관말 추출물을 유효성분으로 함유하는 자외선에 대한 피부세포 보호용 또는 치료용 조성물
KR20190048783A (ko) 2017-10-31 2019-05-09 동의대학교 산학협력단 상엽 추출물을 유효 성분으로 포함하는 항염 및 항산화 활성용 조성물
KR20190137317A (ko) * 2018-06-01 2019-12-11 제주대학교 산학협력단 줄의관말 추출물을 유효성분으로 포함하는 골관절염의 예방 또는 치료용 조성물
KR20200039267A (ko) * 2018-10-05 2020-04-16 동의대학교 산학협력단 줄의관말 추출물을 포함하는 신경 염증 예방 및 치료용 조성물
KR20230001671A (ko) 2021-06-29 2023-01-05 동의대학교 산학협력단 참죽나무 추출물을 유효성분으로 포함하는 항염 및 항균용 조성물

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