KR20190089309A - Method for producing esculetin using acid hydrolysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산 가수분해 방법을 이용한 에스쿨레틴의 생산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing escululin using an acid hydrolysis method.
배당체(glucoside)는 단당이 고리 모양의 헤미-아세탈(hemi-acetal) 구조를 갖고, 히드록실기(hydroxyl group)가 다른 알코올 혹은 페놀성 화합물의 히드록실기 사이에서 물을 상실하고 축합하여 생긴 화합물을 통칭한다. 히드록실기를 갖는 천연물은 식물체 내에서 당과 글리코시드 결합을 이루어 배당체 형태로 많이 존재하는데, 당이 분리되어 떨어진 비배당체 형태를 아글리콘(aglycone)이라 부른다.Glucoside is a compound in which a monosaccharide has a cyclic hemi-acetal structure and a hydroxyl group is formed by loss of water and condensation between hydroxyl groups of other alcohols or phenolic compounds . A natural product having a hydroxyl group is present in the form of a glycoside bond in the form of a glycoside bond in a sugar in the plant, and the non-glycoside form separated from the sugar is called an aglycone.
에스쿨레틴(esculetin)은 에스쿨린(esculin) 배당체의 아글리콘 형태로, 에스쿨린은 물푸레나무에서 추출되는 에스쿨레틴에 글루코피라노사이드(glucopyranoside)가 결합된 유도체이다. 에스쿨린은 일반의약품 및 화장품의 성분으로서 비타민 P와 그 기능이 유사하여 소염제로서의 기능과 모세혈관의 강화를 목적으로 사용되고 있다. 또한, 구연산철과 담즙산염이 처리된 담즙 에스쿨린 아가(bile aesculin agar)는 장구균, 에어로코쿠스균 및 류코노스톡균에 의해서 에스쿨린이 에스쿨레틴과 글루코오스로 가수분해되고 분해된 에스쿨레틴이 구연산철과 반응하여 흑갈색이나 검정색을 형성하는 것을 통하여 균의 동정 및 분석에 이용되고 있다. 이러한 원리는 분광광도계의 360㎚에서 형광을 나타내는 에스쿨린이 가수분해되면 형광을 잃는 특징을 이용한 것이다.Esculetin is an aglycone form of esculin glycoside and esculin is a derivative of escululin extracted from ash tree with glucopyranoside. Esculin is a component of general medicines and cosmetics, and is used for the purpose of strengthening capillary vessels and functioning as an anti-inflammatory drug, similar in function to vitamin P. In addition, bile aesculin agar treated with iron citrate and bile acid salts was found to have a strong affinity for escululin, escululin, and ascorbic acid, which were hydrolyzed and hydrolyzed by Escherichia escululatin and glucose by enterococci, Is reacted with iron citrate to form blackish brown or black color and is used for identification and analysis of bacteria. This principle is based on the fact that fluorescence is lost when the esculoline, which exhibits fluorescence at 360 nm of the spectrophotometer, is hydrolyzed.
또한, 비배당체인 아글리콘이 생체 이용성 측면에서 배당체에 비해 매우 유리하다. 에스쿨린을 에스쿨레틴으로 전환시키는 방법은 크게 2가지가 있으며, 산 가수분해 방법 및 β-글루코시다제를 이용한 효소 가수분해방법이 있다. 이 중에 산 가수분해 방법은 화합물에 염산이나 황산을 첨가하여 100℃의 조건에서 몇 분에서 2시간 정도 가수분해하는 방법으로, 가장 간단하고 단시간에 아글리콘을 생산할 수 있다. In addition, aglycon, which is an unglycosylated compound, is very advantageous in terms of bioavailability compared to glycosides. There are two methods for converting esculin into escululin, and there is an acid hydrolysis method and an enzyme hydrolysis method using? -Glucosidase. Among them, the acid hydrolysis method is a method in which hydrochloric acid or sulfuric acid is added to a compound and hydrolysis is carried out at a temperature of 100 ° C for a few minutes to 2 hours, whereby the aglycon can be produced in the shortest time.
한편, 최근에는 미백 소재와 관련하여 멜라닌(melanin) 과잉 생성을 억제하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 지금까지 알려진 티로시나아제(tyrosinase)의 저해제로 하이드로퀴논(hydroquinone), 알부틴(arbutin), 코직산(kojic acid) 등이 있다. 그러나 피부 안전성 및 제품 제형 안정성 등의 문제로 제한된 양만 사용되고 있으며, 이에 따라 멜라닌 합성을 감소시키고 동시에 부작용이 없는 천연소재 개발이 주목을 받고 있다. 주름개선 소재 또한 실질적으로 임상시험에서 탁월한 효능의 물질이 개발되지 않고 있는 실정이다.Recently, a lot of studies have been conducted to inhibit the production of melanin excess in relation to whitening materials. As a known inhibitor of tyrosinase, hydroquinone, arbutin, and kojic acid. However, only a limited amount of ingredients are used due to problems such as skin safety and product formulation stability. Accordingly, the development of natural materials, which reduce melanin synthesis and have no side effects, is attracting attention. Wrinkle-improving materials have also not actually developed substances with superior efficacy in clinical trials.
따라서 본 연구에서 물푸레나무에 다량 존재하는 에스쿨린(esculin) 배당체를 가수분해 방법을 통해 에스쿨린의 아글리콘 형태인 에스쿨레틴(esculetin)을 대량생산하는 방법을 확립하였으며, 이를 통해 에스쿨린보다 피부 미백 및 주름개선 효능이 더 우수한 에스쿨레틴을 간단하고 신속한 방법으로 효율적으로 생산할 수 있다.Therefore, in this study, a method of mass production of esculetin, an aglycone form of esculin, was established through the hydrolysis of esculin glycosides, which are abundant in ash trees, Escululin, which has better whitening and wrinkle-reducing effects, can be efficiently produced in a simple and rapid manner.
한편, 한국등록특허 제1324654호는 에스쿨레틴을 유효성분으로 포함하는 주름 개선 및 항노화용 화장료 조성물을 개시하고 있으며, 한국등록특허 제1602630호는 이소플라본 배당체로부터 이소플라본 아글리콘을 수득하는 방법을 개시하고 있다. 하지만, 본 발명의 산 가수분해 방법을 이용한 에스쿨레틴의 생산 방법에 대해 아직까지 개시된 바가 없다.Korean Patent No. 1324654 discloses a cosmetic composition for improving wrinkles and anti-aging comprising escululin as an active ingredient. Korean Patent No. 1602630 discloses a method for obtaining an isoflavone aglycon from an isoflavone glycoside Lt; / RTI > However, the production method of escululin using the acid hydrolysis method of the present invention has not yet been disclosed.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 물푸레나무를 대상으로 추출조건별로 추출물들을 제조하여 추출 수율이 증진된 추출물의 최적 추출조건을 확립하였으며, 최적 추출조건으로 제조된 에스쿨린이 존재하는 물푸레나무 추출물에 산을 처리하여 에스쿨린을 가수분해시킴으로써 에스쿨레틴을 대량 생산할 수 있다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described needs, and the inventors of the present invention have found that the extracts of ash tree were prepared by extracting conditions according to extraction conditions, Confirming that esculetin can be mass-produced by hydrolyzing esculin by treating an ash extract in which leucine is present, thereby completing the present invention.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 1) 에스쿨린(esculin)이 함유된 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla) 껍질에 추출 용매를 첨가하여 에스쿨린이 함유된 물푸레나무 추출물을 획득하는 단계; 2) 상기 에스쿨린이 함유된 물푸레나무 추출물에 산을 처리하여 에스쿨린을 가수분해시키는 단계; 및 3) 상기 에스쿨린 가수분해물로부터 에스쿨레틴을 분리 정제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스쿨레틴의 생산 방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for extracting ashulchin, comprising the steps of: 1) obtaining an extract of ash tree containing esculin by adding an extraction solvent to the shell of Fraxinus rhynchophylla containing esculin; 2) hydrolyzing esculin by treating the ash extract containing the esculin with an acid; And 3) separating and purifying escululin from the esculin hydrolyzate. The present invention also provides a method for producing escululin.
본 발명에 따르면, 에스쿨린이 다량 존재하는 물푸레나무 추출물에 산을 처리하여 에스쿨린을 가수분해시킴으로써, 에스쿨레틴을 대량 생산할 수 있으며, 기존 생산방법에 비해 간단하고 신속하게 피부 미용 효능을 가진 에스쿨레틴을 효율적으로 생산할 수 있다.According to the present invention, it is possible to mass-produce escululin by hydrolyzing esculin by treating an ash extract with a large amount of esculin, and it is possible to mass-produce escululin, It is possible to efficiently produce choletin.
도 1은 본 발명의 일 구현 예에 따른 물푸레나무 열수 추출물에 산을 처리하여 에스쿨린을 가수분해시킨 후, 이로부터 분리한 에스쿨레틴(esculetin)을 농도별로 B16 멜라노마 세포에 처리하였을 때, 멜라닌 함량의 감소효과를 나타낸 것이다. Nor은 아무것도 처리하지 않은 정상군이며, Con은 α-MSH(α-melanocyte stimulating hormone)을 처리한 대조군이며, 알부틴은 양성 대조군이다.
도 2는 본 발명의 일 구현 예에 따른 물푸레나무 열수 추출물에 산을 처리하여 에스쿨린을 가수분해시킨 후, 이로부터 분리한 에스쿨레틴(esculetin)을 B16 멜라노마 세포에 농도별로 처리하였을 때, 프로콜라겐 타입-Ⅰ 생합성능의 증가효과를 나타낸 것이다. Nor은 아무것도 처리하지 않은 정상군이며, Con은 UV-B( ultraviolet-B)을 처리한 대조군이며, EGCG(Epigallocatechin gallate)는 양성 대조군이다.FIG. 1 is a graph showing the results of the hydrolysis of esculin by treating an acid to hydrolyzate of ash tree according to an embodiment of the present invention, and then treating esculetin extracted from the esculin with B16 melanoma cells at different concentrations. Melanin content in the blood. Nor is a normal group with no treatment, Con is a control group treated with α-MSH (α-melanocyte stimulating hormone), and arbutin is a positive control group.
FIG. 2 is a graph showing the results of hydrolysis of esculin by treatment of acid with hot water extract of ash tree according to an embodiment of the present invention, and esculetin isolated therefrom is treated with B16 melanoma cells in concentration- And the effect of increasing the procollagen type-I biosynthesis performance. Nor is a normal group that did not do anything, and Con UV-B (ultraviolet-B) and EGCG (Epigallocatechin gallate) are positive controls.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 에스쿨린(esculin)이 함유된 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla) 껍질에 추출 용매를 첨가하여 에스쿨린이 함유된 물푸레나무 추출물을 획득하는 단계;In order to accomplish the object of the present invention, the present invention provides: 1) an ash tree containing esculin ( Fraxinus rhynchophylla ) to obtain an ash tree extract containing esculin;
2) 상기 에스쿨린이 함유된 물푸레나무 추출물에 산을 처리하여 에스쿨린을 가수분해시키는 단계; 및2) hydrolyzing esculin by treating the ash extract containing the esculin with an acid; And
3) 상기 에스쿨린 가수분해물로부터 에스쿨레틴을 분리 정제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스쿨레틴의 생산 방법을 제공한다.And 3) separating and purifying escululin from the esculin hydrolyzate. The present invention also provides a method for producing escululin.
본 발명의 에스쿨레틴의 생산 방법에서, 상기 에스쿨린 및 에스쿨레틴은 각각 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 것을 특징으로 한다.In the method for producing escululin of the present invention, the esculin and escululin are each represented by the following general formulas (1) and (2).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
또한, 상기 물푸레나무 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합 용매를 이용하여 추출한 것일 수 있으며, 바람직하게는 물 또는 에탄올을 이용하여 추출한 것일 수 있으며, 더 바람직하게는 물을 이용하여 추출한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The ash tree extract may be extracted with water, a lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms, or a mixed solvent thereof, preferably extracted with water or ethanol, more preferably water But the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 물푸레나무 추출물은 물푸레나무 껍질 1 중량부에 대하여 2~4 중량부의 물을 첨가한 후, 75~95℃에서 80~100분 동안 추출하여 제조한 것일 수 있으며, 바람직하게는 물푸레나무 껍질 1 중량부에 대하여 3 중량부의 물을 첨가한 후, 90℃에서 90분 동안 추출하여 제조한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The ash tree extract may be prepared by adding 2 to 4 parts by weight of water to 1 part by weight of the ash tree bark, and then extracting the mixture at 75 to 95 ° C for 80 to 100 minutes, And adding 3 parts by weight of water to 1 part by weight of water, followed by extraction at 90 캜 for 90 minutes. However, the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 에스쿨린의 가수분해 방법은 에스쿨린이 함유된 물푸레나무 추출물 1 중량부에 대하여 10 중량부의 염산(HCl)을 처리하여 90℃에서 90분 동안 에스쿨린을 가수분해시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The hydrolysis method of esculin may include hydrolyzing esculin at 90 DEG C for 90 minutes by treating 10 parts by weight of hydrochloric acid (HCl) with respect to 1 part by weight of the asurein containing esculin, It is not limited.
또한, 상기 단계 3)의 에스쿨레틴의 분리 정제는 ODS(octadecylsilica) 겔을 활용한 칼럼 크로마토그래피를 이용하여 에스쿨린 가수분해물로부터 에스쿨레틴을 분리 정제하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The separation and purification of escululin in step 3) above may be performed by separating and purifying escululin from esculin hydrolyzate using column chromatography using ODS (octadecylsilica) gel, but is not limited thereto.
또한, 상기 에스쿨레틴은 피부 미백 및 주름 개선 효과를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the escululin may have a skin whitening and wrinkle-reducing effect, but is not limited thereto.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not limited thereto.
재료 및 방법Materials and methods
1. 추출물 제조, 활성물질의 분획 및 분리1. Preparation of extract, fractionation and separation of active substance
물푸레나무 껍질에 대해 추출 조건(추출 용매 및 추출 온도)별로 추출물을 제조하여, 이의 수율 및 티로시나아제 저해 활성을 측정하여 비교하였다. 구체적으로, 물푸레나무 껍질 1 중량부에 대하여 3 중량부의 물과 에탄올(50% 및 70%, v/v)을 각각 첨가한 후, 추출 온도(50, 70 및 90℃)별로 추출물을 제조하여 획득한 다음, 감압농축기(rotary vacuum evaporator)로 40℃ 이하에서 농축하였다. 이후에, 추출 조건별로 제조한 물푸레나무 추출물들을 대상으로 추출 수율 및 피부 미백 효능을 확인하고 최적 추출 조건을 확립하였다. 상기 최적 추출 조건으로 제조된 물푸레나무 추출물 1 중량부에 대하여 10 중량부의 염산(1N HCl)을 첨가하여 90℃에서 90분 동안 가수분해시킨 후, 이로부터 획득한 가수분해물에 대해 ODS(octadecylsilica) 겔을 활용한 칼럼 크로마토그래피를 이용하여 물질분리를 수행하였고, 용리액으로는 H2O-MeOH 용매계를 단계별 구배 모드(step wise gradient mode)를 이용하였다.Extracts of ash bark were prepared according to extraction conditions (extraction solvent and extraction temperature), and their yield and tyrosinase inhibitory activity were measured and compared. Specifically, 3 parts by weight of water and ethanol (50% and 70%, v / v) were added to 1 part by weight of the ash bark, respectively, and then an extract was prepared for each extraction temperature (50, 70 and 90 ° C) , And then concentrated at 40 DEG C or lower using a rotary vacuum evaporator. Then, the extraction yield and skin whitening efficacy of ash tree extracts prepared according to the extraction conditions were confirmed and optimal extraction conditions were established. 10 parts by weight of hydrochloric acid (1N HCl) was added to 1 part by weight of the ash tree extract prepared under the optimum extraction conditions, and the mixture was hydrolyzed at 90 ° C for 90 minutes. ODS (octadecylsilica) gel . The eluent was H 2 O-MeOH solvent system using a stepwise gradient mode.
또한, 피부 미백 및 주름 개선 효능을 활성 지표로 한 생물학적 정량 유도 분리(bioassay-guided isolation)는 활성이 집중되는 분획에 대해 HPLC 분석을 통해 분석 최적조건을 확립한 후, 실리카(silica), 세파덱스 LH-20, MCI, 다이아이온 HP-20, ODS 겔 등의 충진제를 이용하여 활성물질의 분리를 실시하였다.In addition, bioassay-guided isolation using the skin whitening and wrinkle-reducing activity as an activity index was performed by HPLC analysis of the fractions in which activity was concentrated, Active substances were separated using a filler such as LH-20, MCI, Diaion HP-20, and ODS gel.
2. 활성물질의 구조 결정2. Determination of structure of active substance
피부 미백 및 주름 개선 효능을 활성 지표로 한 생물학적 정량 유도 분리(bioassay-guided isolation)는 활성을 지표로 하여 분리한 순수한 화합물에 대해서는 TLC 및 HPLC 분석을 통해 순도를 검증하고, 순수한 물질에 대해서는 1H-, 13C-의 1D-NMR과 COSY, NOESY(or ROESY), HMBC 및 HMQC와 같은 2D-NMR을 측정하여 화합물의 구조를 동정하였다. 또한, UV, IR, MS 등을 이용하여 화합물의 구조 정보를 얻는데 필요한 데이터를 수집하고 각종 화학적 방법을 통하여 활성물질의 절대배열 결정을 수행하였다. The bioassay-guided isolation using the skin whitening and wrinkle-removing activity as an activity index was tested for purity by TLC and HPLC analysis for pure compounds separated by activity as an index, and 1 H -, 13 C-, and 2D-NMR such as COZY, NOESY (or ROESY), HMBC and HMQC were measured to identify the structure of the compound. In addition, data necessary for obtaining structural information of a compound by using UV, IR, MS and the like were collected, and absolute arrangement of the active material was performed through various chemical methods.
3. 멜라닌 생합성 저해 활성 측정 3. Measurement of Melanin Biosynthesis Inhibitory Activity
피부 흑색종 세포(B16 melanonma cell)로부터의 멜라닌 생합성 저해 측정은 호소이 등의 방법(Hosoi J et al., 1985, Cancer Res., 45(4), 1474-1478)에 따라 측정하였다. DMEM 배지로 배양된 흑색종 세포주를 100mm의 배양 디쉬(culture dish)에 2×106 세포/디쉬가 되게 분주하고, 24시간 배양 후 시료를 농도별로 조제하여 2㎖을 첨가한 후 2일째에 인산완충액(pH 7.4)으로 세척하였다. 그 다음 0.25M의 트립신-EDTA 용액으로 세포를 탈착한 후 수확한 세포를 1×106 세포 당 1㎖의 5% TCA(trichloroacetic acid)로 처리하였다. 이후에, 2500 rpm으로 2회 원심분리한 후 분리된 멜라닌을 인산완충액으로 세척한 뒤 에테르:에탄올(1:3) 1㎖를 가하여 2회 원심분리한 후 에테르 1㎖로 세척하고 건조시켰다. 건조된 멜라닌에 1N의 NaOH를 가하여 56℃에서 1시간 반응시킨 후 분광 광도계를 이용하여 470nm에서 흡광도를 측정하였다. 멜라닌 생합성 저해는 시료용액의 첨가구와 무첨가구의 흡광도 감소율로 나타내었다. Measurement of melanin biosynthesis inhibition from B16 melanonma cells was performed according to the method of Hosoi et al. (1985, Cancer Res., 45 (4), 1474-1478). The melanoma cell line cultured with the DMEM medium was divided into 2 × 10 6 cells / dish in a culture dish of 100 mm. After culturing for 24 hours, 2 ml of the sample was prepared by concentration, and 2 days later, phosphoric acid And washed with buffer (pH 7.4). Cells were then desensitized with 0.25 M trypsin-EDTA solution and harvested cells were treated with 1 ml of 5% TCA (trichloroacetic acid) per 1 × 10 6 cells. Then, after centrifuging twice at 2500 rpm, the separated melanin was washed with phosphate buffer, and then 1 ml of ether: ethanol (1: 3) was added, followed by centrifugation twice, washing with 1 ml of ether and drying. The dried melanin was reacted with 1N NaOH at 56 ° C for 1 hour, and the absorbance was measured at 470 nm using a spectrophotometer. Inhibition of melanin biosynthesis was expressed by the absorbance reduction ratio of the sample solution and the non-added sample.
4. 4. 프로콜라겐Procollagen 타입-Ⅰ 생합성 측정 Type-I biosynthesis measurement
콜라겐은 프로콜라겐이라는 전구물질의 형태로 합성된다. 프로콜라겐은 아미노 말단과 카르복실 말단에 프로펩타이드라는 펩타이드 서열을 포함한다. 프로펩타이드의 기능은 소포체 내에서 프로콜라겐 분자의 폴딩을 도와줌과 동시에 콜라겐 중합반응이 일어날 때 콜라겐 분자로부터 절단 및 분리된다. 따라서 분리된 프로펩타이드의 양을 측정함으로써, 세포 내에서의 콜라겐 생합성 정도를 측정할 수 있다. 따라서 피부 흑색종 세포(B16 melanonma cell)를 5×104 세포/웰의 농도로 12-웰 플레이트에 접종한 후, 각 웰에 시료를 첨가하여 CO2 배양기에서 48시간 동안 배양하였으며, 세포배양액 내의 프로콜라겐 타입-Ⅰ 펩타이드(procollagen type-Ⅰ peptide; PIP)를 사용하여 프로펩타이드의 양을 측정하였다. Collagen is synthesized in the form of a precursor, procollagen. Procollagen contains a peptide sequence called a propeptide at the amino terminus and at the carboxyl terminus. The function of the propeptide helps to fold the procollagen molecule in the endoplasmic reticulum and, at the same time, cleaves and separates from the collagen molecule when the collagen polymerization takes place. Therefore, by measuring the amount of the separated propeptide, the degree of collagen biosynthesis in the cell can be measured. Thus, the skin melanoma cells (B16 melanonma cells) were inoculated in a 12-well plate at a concentration of 5 x 10 4 cells / well, samples were added to each well, and the cells were cultured in a CO 2 incubator for 48 hours. The amount of the pro peptide was measured using a procollagen type-I peptide (PIP).
5. 티로시나아제 활성 측정5. Measurement of tyrosinase activity
티로시나아제 활성 측정은 Choi 등의 방법을 변형하여 측정하였다. B16F10 멜라노마 세포를 6 웰에 5×104 세포가 되도록 접종하여 배양하고, 24시간 뒤 각 웰에 시료를 48시간 동안 처리한 후 PBS로 2회 세척한 후 각 웰의 세포에 용해 버퍼(1% triton X-100, 0.1M sodium phosphate buffer 및 50mM PMSF, pH 6.8)를 가하였다. 얼음 위에서 세포를 파괴시키고 원심분리한 후 상층액만 따로 모아 효소용액으로 사용하였다. 2mg/㎖의 L-DOPA를 0.1M의 소듐 포스페이트 버퍼(pH 6.8)에 녹여 기질을 준비하고 160㎕의 기질에 40㎕의 효소용액을 가하고 37℃에서 1시간 동안 가온한 후 생성된 도파 크롬(DOPA chrome)의 양을 490nm에서 흡광도를 측정하고 하기식을 이용하여 계산하였다.The activity of tyrosinase was determined by modifying the method of Choi et al. B16F10 melanoma cells were inoculated into 6 wells to be 5 x 10 4 cells and cultured. After 24 hours, the samples were treated for 48 hours in each well, washed twice with PBS, and then lysed in lysis buffer (1 % triton X-100, 0.1 M sodium phosphate buffer and 50 mM PMSF, pH 6.8). Cells were disrupted on ice and centrifuged, and only the supernatant was collected and used as the enzyme solution. The substrate was prepared by dissolving 2 mg / ml of L-DOPA in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 6.8), adding 40 μl of the enzyme solution to 160 μl of the substrate, heating the mixture at 37 ° C for 1 hour, DOPA chrome) was measured at 490 nm and calculated using the following equation.
세포 내 티로시나아제 활성 억제율(%)=(1-시료의 흡광도/대조구의 흡광도)×100(%) = (1-absorbance of sample / absorbance of control) x 100
실시예Example 1. 산 가수분해 처리를 통해 물푸레나무 1. Acid hydrolysis through ash tree 열수Heat number 추출물 내의 활성물질 변화 확인 Identification of active substance changes in extracts
물푸레나무 껍질에 대해 추출 조건(추출 용매, 추출 시간 및 추출 온도)별로 제조한 추출물들의 추출 수율 및 티로시나아제 저해 활성을 측정한 결과, 하기 표 1에 개시한 바와 같이 물을 추출용매로 이용하고 90℃에서 추출하여 제조한 7번의 열수 추출물이 추출 수율 및 티로시나아제 저해 활성이 가장 우수하였다. 이를 대상으로 산 가수분해 방법을 통해 추출물 내의 활성물질의 변화 양상을 확인하였다. 그 결과, 물푸레나무 추출물의 가수분해물에서 물푸레나무의 주요성분인 에스쿨린 이 소멸되는 동시에 에스쿨레틴의 함량이 비례 증가함을 확인하였다.The extraction yields and tyrosinase inhibitory activities of the extracts prepared according to the extraction conditions (extraction solvent, extraction time and extraction temperature) on the ash bark were measured and as a result, water was used as an extraction solvent as shown in Table 1 below Extraction yield and tyrosinase inhibition activity of the 7th hot - water extract prepared at 90 ℃ were the best. The changes of active substances in the extracts were confirmed by acid hydrolysis method. As a result, it was confirmed that the content of escululin increased proportionally with the disappearance of esculin, the main component of ash tree, in the hydrolyzate of the ash extract.
상기 추출물들 중에 추출 수율 및 티로시나아제 저해 활성이 가장 우수한 7번의 열수 추출물에 존재하는 에스쿨린 및 에스쿨레틴의 함량을 HPLC 분석을 통해 절대함량을 측정한 결과, 하기 표 2에 개시한 바와 같이 산 가수분해 방법을 처리하기 전의 물푸레나무 열수 추출물에서 에스쿨린의 아글리콘 형태인 에스쿨레틴이 0.7㎎/g의 함량으로 측정되었고, 산 가수분해 방법을 처리한 후에는 80.9㎎/g으로 현저하게 함량이 증가하였을 뿐만 아니라. 티로시나아제 저해활성에서도 7번의 열수 추출물보다 산 가수분해 방법을 처리하였을 경우, 티로시나아제 저해활성이 현저히 증가한 것을 확인하였다(표 3).The absolute content of esculin and escululin present in the 7th hot water extract having the best extraction yield and tyrosinase inhibitory activity among the above extracts was measured by HPLC analysis. As a result, as shown in Table 2 Esculetin, which is the aglycone form of esculin, was measured in an amount of 0.7 mg / g in the hydrolyzate of the ash tree before the acid hydrolysis method, and 80.9 mg / g after the acid hydrolysis method Not only did the content increase. In the tyrosinase-inhibiting activity, tyrosinase inhibitory activity was significantly increased when the acid hydrolysis method was treated more than the 7th hot-water extract (Table 3).
또한, 티로시나아제 저해활성이 우수한 물푸레나무 열수 추출물(No. 7번)에 대해 ODS(octadecylsilica) 겔을 활용한 칼럼 크로마토그래피를 이용하여 활성물질 분리를 수행하였으며, 용리액으로는 물-메탄올 용매계를 단계별 구배 모드(step wise gradient mode)를 이용하였다. 그 결과, fr. 81-100에서 순수 물질인 E-1을 3.5mg, fr. 133-145에서 순수 물질인 E-2을 35.1mg을 분리하였다. 순수 분리한 물질인 E-1(6.16min) 및 E-2(8.68min)에 대해 NMR(Varian 600 MHz)을 활용하여 1H 및 13C을 활용하여 화학적 이동(chemical shift)을 측정하였고, 얻어진 화학 이동값을 이의 참고문헌과 비교하여 화합물의 구조를 E-1은 에스쿨린(esculin), E-2는 에스쿨레틴(esculetin)으로 결정하였다. In addition, active substance separation was carried out by using column chromatography using an ODS (octadecylsilica) gel for an ash tree hydrothermal extract (No. 7) having excellent tyrosinase inhibitory activity. As the eluent, a water-methanol solvent system Step wise gradient mode was used. As a result, fr. 81-100, 3.5 mg of pure substance E-1, fr. At 133-145, 35.1 mg of E-2, a pure substance, was isolated. The chemical shifts were measured using 1 H and 13 C using NMR (Varian 600 MHz) for E-1 (6.16 min) and E-2 (8.68 min) The chemical shift value was compared with its reference and the structure of the compound was determined as E-1 as esculin and E-2 as esculetin.
저해활성(IC50,㎍/㎖)Tyrosinase
Inhibitory activity (IC 50,占 퐂 / ml)
실시예Example 2. 피부 미백 및 주름개선 효능 평가 2. Skin whitening and anti-wrinkle efficacy evaluation
(1) 티로시나아제 저해활성 평가(1) Evaluation of tyrosinase inhibitory activity
피부 미백 효능을 나타내는 물푸레나무 추출물의 산 가수분해물로부터 분리한 화합물인 에스쿨린(esculin) 및 에스쿨레틴(esculetin)에 대하여 양성 대조군(positive control)인 알부틴(arbutin)과 비교하여 티로시나아제 저해활성을 평가하였다. 그 결과, IC50 값이 알부틴은 약 324.7μM이고, 에스쿨린은 티로시나아제 저해활성이 없는 반면, 에스쿨레틴의 경우 76.6μM으로 우수한 저해활성을 나타내는 것을 확인하였다.Compared to arbutin, a positive control for esculin and esculetin, the compounds isolated from acid hydrolysates of the ash extract showing skin whitening efficacy, tyrosinase inhibitory activity . As a result, it was confirmed that the IC 50 value was about 324.7 μM for arbutin, and that esculin had no tyrosinase inhibitory activity while escululin exhibited excellent inhibitory activity at 76.6 μM.
(2) 멜라닌 합성 저해활성 평가(2) Evaluation of melanin synthesis inhibitory activity
피부 미백 효능을 나타내는 물푸레나무 추출물의 산 가수분해물로부터 분리한 화합물인 에스쿨린(esculin) 및 에스쿨레틴(esculetin)에 대하여 양성 대조군(positive control)인 알부틴(arbutin)과 비교하여 B16 멜라노마 세포를 대상으로 멜라닌 합성 저해활성을 평가하였다. 그 결과, 도 1에 개시한 바와 같이 75㎍/㎖의 에스쿨린 처리시 약 20% 정도의 멜라닌 합성 저해활성을 나타낸 반면, 75㎍/㎖의 에스쿨레틴의 경우 약 70% 이상의 멜라닌 합성 저해활성을 나타내었으며, 양성대조군인 알부틴보다 우수한 멜라닌 합성 저해 효과를 나타내는 것을 확인하였다.Compared to arbutin, a positive control for esculin and esculetin, the compounds isolated from acid hydrolysates of the ash extract exhibiting skin whitening efficacy, B16 melanoma cells The inhibitory activity of melanin synthesis was evaluated. As a result, as shown in Fig. 1, the melanin synthesis inhibitory activity was about 20% when treated with 75 μg / ml of Esculin, whereas about 70% or more of melanin synthesis inhibitory activity was observed with 75 μg / And it was confirmed that melanin synthesis inhibitory effect is superior to that of arbutin, which is a positive control group.
(3) (3) 프로콜라겐Procollagen 타입-Ⅰ( Type-I ( procollagenprocollagen type-Ⅰ) type-I) 합성능Sum performance 평가 evaluation
물푸레나무 추출물의 산 가수분해물로부터 분리한 화합물인 에스쿨린(esculin) 및 에스쿨레틴(esculetin)에 대해 피부 주름개선 효능을 평가하기 위해, 프로콜라겐 타입-I 생합성에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 도 2에 개시한 바와 같이 75㎍/㎖의 에스쿨린 처리시 약 70%의 프로콜라겐 타입-I 합성능을 나타낸 반면, 75㎍/㎖의 에스쿨레틴의 경우 약 90%의 프로콜라겐 타입-I 합성능을 나타내었으며, 양성대조군인 EGCG보다 프로콜라겐 타입-I 합성능이 우수한 것을 확인하였다.The effect on the collagen type-I biosynthesis was evaluated in order to evaluate the skin wrinkle reducing effect on esculin and esculetin which are the compounds separated from the acid hydrolyzate of the ash extract. As a result, as shown in Fig. 2, about 70% of procollagen type-I combination performance was observed at 75 占 퐂 / ml of Esculin treatment whereas about 90% of procolagin Type-I combination performance, and it was confirmed that EGCG, which is a positive control, is superior in the ability to produce procollagen type-I.
Claims (2)
2) 상기 에스쿨린이 함유된 물푸레나무 추출물에 산을 처리하여 에스쿨린을 가수분해시키는 단계; 및
3) 상기 에스쿨린 가수분해물로부터 에스쿨레틴을 분리 정제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스쿨레틴의 생산 방법.1) an ash containing an esculin ( Fraxinus rhynchophylla ), and extracting the extract at 85 to 95 DEG C to obtain an ash tree extract containing esculin;
2) hydrolyzing esculin by treating the ash extract containing the esculin with an acid; And
3) Separation and purification of escululin from the esculin hydrolyzate.
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KR1020180007605A KR20190089309A (en) | 2018-01-22 | 2018-01-22 | Method for producing esculetin using acid hydrolysis |
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CN113827518A (en) * | 2021-09-27 | 2021-12-24 | 广州市科能化妆品科研有限公司 | Composition for inhibiting melanin generation, whitening composition, whitening emulsion and preparation thereof |
KR20230156285A (en) | 2022-01-26 | 2023-11-14 | 한국콜마주식회사 | Cosmetic composition comprising enzyme treated fraxinus rhynchophylla |
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