한국에서 다소비 되는 봄나물류의 생리활성 연구
A Study on the Biological Activity of Commonly Consumed Spring Herbs in Korea
韩国常用春春季野菜生物活性研究
Article information
Abstract
목적
본 연구에서는 국내에서 다소비 되고 있는 봄나물류 8종을 선정하고 생리활성(항산화 및 효소활성)을 평가하여 우리나라 봄나물의 우수성을 재조명하고자 하였다.
방법
8종의 봄나물을 열수 추출하여 항산화 활성(total polyphenol 함량, total flavonoid 함량, DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능) 및 효소 활성(α-glucosidase 저해 활성, ACE 저해 활성)을 측정하였다.
결과
8종의 다소비 봄나물 중 total polyphenol 함량은 냉이, 원추리, 곰취가 1-3위를 차지하였으며, total flavonoid 함량으로 유채, 냉이, 쑥이 1-3위를 차지하였으며, DPPH radical 소거능은 냉이, 원추리, 유채가 1-3위를 차지하였으며, ABTS radical 소거능은 냉이, 쑥, 유채가 1-3위를 차지하였다. α-Glucosidase 저해 활성은 쑥, 곰취, 달래가 1-3위를 차지했고, ACE 저해 활성은 두릅, 유채, 달래가 1-3위를 차지하였다.
결론
8종의 봄나물 중 항산화 활성에서는 냉이와 유채, 항당뇨 활성은 쑥, 항고혈압 활성은 두릅에서 각각의 우수한 효능이 나타나 차후 봄나물류의 현대인의 생활습관병 개선 식품 개발의 기초자료로 활용되기를 기대된다.
Trans Abstract
Purpose
This study was conducted to study the superiority of Korean spring herbs by selecting eight spring herbs that are commonly consumed in Korea and evaluating their biological activity.
Methods
Antioxidant (total polyphenol content, total flavonoid content, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity and 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline–6-sulfonic acid (ABTS) radical scavenging activity) and enzyme activities (α-glucosidase inhibitory activity and angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory activity) were measured using the hot-water extract of the selected spring herbs.
Results
In case of total polyphenol content, the shepherd’s purse, daylily, and gomchwi took first, second, and third place. In case of total flavonoid content, rape, shepherd’s purse and mugwort took first, second, and third place, and in case of DPPH radical scavenging activity, shepherd’s purse, daylily, and rape took first, second, and third place. In case of ABTS radical scavenging activity, the shepherd’s purse, mugwort and rape took first, second, and third place. In case of α-glucosidase inhibitory activity, mugwort, gomchwi, and wild garlic were classified in the first, second, and third place. Lastly, Korean angelica tree, rape, and wild garlic were classified in the first, second, and third, in case of ACE inhibitory activity.
Conclusion
From these results, among the selected spring herbs, the shepherd’s purse and rape showed exceptional effects in antioxidant activity, mugwort in antidiabetic activity, and Korean angelica tree sprout in antihypertensive activity, respectively. Therefore, the present study is expected to provide basic data for future development of foods using spring herbs to remedy lifestyle-related diseases.
Trans Abstract
目的
本研究通过选择韩国常用的八种春季野菜并评估其生物活性来研究韩国春季草药的优越性。
方法
所选春季野菜的热水提取物进行测定抗氧化活性（总多酚含量、总黄酮含量、1,1-二苯基 l-2-苦基肼 (DPPH) 自由基清除活性和 2,2'-叠氮基-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸 (ABTS) 自由基清除活性）和酶活性（α-葡萄糖苷酶抑制活性和血管紧张素转化酶（ACE）抑制活性）。
结果
测定总多酚含量结果显示，荠菜、黄花菜和Gomchwi分列第一、二、三名。就总黄酮含量而言，油菜、荠菜和艾蒿分列第一、二、三名；测定DPPH自由基清除活性结果显示，荠菜、黄花菜和油菜分列第一、二、三名。测定ABTS自由基清除活动结果显示，荠菜、艾蒿和油菜分列第一、第二和第三位。α-葡萄糖苷酶抑制活性结果显示，艾蒿、五味子、野蒜分列第一、二、三名。最后，ACE抑制活性结果显示，韩国当归树、油菜和野蒜被归类为第一、第二和第三。
结论
从这些结果来看，在选定的春季野菜中，荠菜和油菜分别在抗氧化活性、艾蒿的抗糖尿病活性和韩国当归的抗高血压活性方面表现出优异的效果。因此，本研究有望为未来开发利用春季野菜治疗生活习惯病的食品提供基础数据。
Introduction
최근 우리나라는 Covid-19 펜데믹으로 인한 비대면의 확산으로 배달 및 온라인 시장이 활성화됨에 따라 식생활 패턴이 급변하고 있다. Home meal replacement (HMR)식품, 배달음식 등 이전과는 다른 형태의 외식문화가 자리잡고 있으며(Seo & Kim, 2021), 외부활동이 자유롭지 않고, 헬스장과 같은 운동 시설들의 제한적인 폐쇄가 이어지면서 국민들의 운동량이 지속적으로 감소하고 있다(Kwon, 2020). KOSIS (2020)는 BMI가 25 이상인 한국인이 2008년 20%에서 2020년에는 3명 중 1명 꼴인 30.7%로 급증하였고 약 10년 사이에 10% 이상 비만이 증가하였다고 보고하였다(KOSIS, 2020). 비만과 함께 당뇨병, 고혈압, 심혈관질환과 같은 생활습관병 또한 증가 추세여서 국가 전체의 문제로 여겨지고 있다(Yang & Lee, 2015).
한국인의 식생활과 밀접한 채소류는 비타민, 무기질, 식이섬유 등의 영양소가 풍부하며, 항산화 물질로 알려진 페놀 화합물 등의 phytochemical이 다량 함유되어 있어 채소의 섭취량이 많을수록 노화 촉진의 직•간접적인 원인으로 알려진 활성산소 제거에 우수한 능력을 보인다(Kim et al., 2018). 이는 면역력을 향상시키고, 각종 생활습관병을 예방하며, 노화 지연에 도움을 준다(Lee, 2005; Kim et al., 2012; Kim et al., 2018; Kim & Lee, 2021).
식사 패턴과 관련된 연구보고(Martínez-González & Martín-Calvo, 2013)를 살펴보면 육류 위주의 서구화된 식사패턴보다 과일과 채소류를 많이 섭취하는 우리나라의 전통적 식사 패턴이 대사증후군(metabolic syndrome)의 위험성을 낮추는 것으로 나타났다. 특히 우리 선조들은 비타민과 무기질과 같은 영양섭취 불균형을 초래하기 쉬운 나른한 봄날 약간 쓴 제철 봄나물로 입맛을 돋우어 심신의 활력을 되찾아 춘곤증을 예방했다고 전해진다(Choi, 2009; Choi, 2015).
우리나라 봄철 나물 가운데 곰취(Ligularia Fischer)는 국화과(Compositae) 곰취 속(Ligularia)의 다년생 초본 식물(Kim, 2016)로 곰취의 어린잎은 향취와 맛이 좋아 나물이나 쌈, 장아찌로 섭취하고 뿌리는 타박상, 요통, 진해, 거담, 객혈, 염증 등의 치료에 사용되어 왔다(Bae et al., 2009). 또한, 비타민 A, B1, B2, C, β-carotene과 niacin, 섬유질 등을 다량 함유하고 있어 생리활성 효과가 탁월한 것으로 알려졌다(Choi et al., 2007; Chang et al., 2008).
냉이(Capsella bursa-pastoris L.)는 십자화과(Brassicaceae) 냉이속(Caspella)의 두해살이풀(Kim, 2016)로 전초를 식용과 약용으로 사용하는데(Choi et al., 2006), 다른 산채류에 비하여 단백질의 함량이 높고 비타민 A, 칼륨, 칼슘, 철분, 아연, 셀레늄이 풍부한 알칼리성 식품이다(Peterson, 1997). 생약명으로는 제체(薺菜)라고 하여 전초를 달여 위궤양, 치질, 폐결핵에 사용하며, 이뇨, 혈압강하, 지사제, 건위소화제, 지혈제, 자궁출혈 및 월경 과다 치료제로도 이용되었다(Goo, 2013).
달래(Allium monanthum)는 백합과(Liliaceae) 파속(Allium)에 속하는 다년생 구근식물(Kim, 2016)로 생체 전체를 식용으로 사용한다(Choi et al., 1992). 달래에는 황을 함유하고 있어 독특한 풍미를 내는 알린(allin)이 매우 풍부하다. 이는 체내 독성이나 노폐물을 제거하여 간 해독에 탁월한 효과가 입증된 glutathione으로 전환되는 시스테인의 유도 물질로도 잘 알려져 있다(Lee, 2018). 또한, 항산화, 항당뇨, 면역 기능 향상, 동맥 경화증, 혈류 증가, 간 기능 향상, 고지혈증 억제, 혈전 형성 억제 등의 효능을 가진 것으로 알려져 있다(Choi et al., 1992; Oh et al., 2014).
두릅(Aralia elata Seem)은 다년생 초본 두릅나무과(Araliaceae)로(Cha et al., 2009) 두릅나무(참두릅과 민두릅)와 땅두릅의 새순과 어린잎은 주로 데쳐서 나물로 먹고, 나무껍질과 뿌리는 전통적으로 약용으로 쓰여왔다. 두릅에는 saponin, alkalloide, oleanolic acid, sitosterol, triterpenoid glycoside, choline, ascorbic acid, β-carotene, asparaginic acid 등이 풍부하여(Lee, 2005; Cha et al., 2009) 혈액순환, 활력 증진, 암을 유발하는 물질인 nitroamine을 억제하며, 강장제, 위궤양, 부정맥, 관절염, 고혈압 및 당뇨병 제제로 사용되어 왔다(Xu et al., 1997; Li & Lu, 2009). 특히, 비타민 B1이 많이 함유되어 있어 면역력을 강화하고, 알코올 흡수 저해 효과 및 항산화 효과가 있다(Chung & Jung, 2003).
봄동(Brassica rapa L.)은 십자화과(Brassicaceae) 배추 속(Brassica)에 속하는 두해살이 잎채소(Kim, 2016)로 겨울철 노지에 파종하고 봄에 수확하는 배추 종류 중 하나이다(Choi et al., 2015; Seo et al., 2015). 봄동은 아미노산, 식이섬유소, 칼슘, 철분 등의 영양성분이 일반 배추에 비해 2배 가까이 풍부한 것으로 알려져 있으며, 특히 β-carotene의 경우, 6배 이상 높은 함량을 가지고 있다(RDA, 2016). 또한, 독특한 생리활성 물질인 glucosinolate가 풍부하게 함유되어 있는데(Hwang, 2010), 배추를 비롯한 십자화과 채소에 존재하는 glucosinolate의 분해물질인 indole-3-carbinol, sulforaphane, phenyl isothiocyanate들의 암 예방 효능도 보고되었다(Hwang & Lee, 2006; Clarke et al., 2008; Hayes et al., 2008).
쑥(Artemisia Princeps pampanim)은 국화과(Compositae) 쑥속(Artemisia)의 다년생 초본식물로(Kim, 2016), 봄나물 중에 비타민 A와 칼륨 함량이 가장 많은 알칼리성 식품이며, 감기 예방, 피로 해소, 항암 효과가 뛰어나다고 알려졌다(Choi, 2015). 또한, angiotensin 전환 효소의 작용을 저해시켜 고혈압을 예방(Han et al., 2009)하고, 혈액순환, 부인병 예방, 폐 기능 강화, 항균, 체중 감량 등에 효과적인 것으로 알려졌다(Choi, 2015; Han et al., 2009).
원추리(Hemerocallis fulva L.)는 백합과(Lilliaceae) 원추리 속(Hemerocallis)에 속한 여러해살이풀(Kim, 2016)로, 주로 봄철 어린 잎을 따서 물에 데쳐 나물로 섭취하는데 단맛을 느끼고, 좋은 식감을 위해서는 단시간에 데치는 것이 좋다(Ham, 2011). 비타민 A, C가 많이 함유되어 있어 발암성 물질의 억제 효과가 높으며, 전초에는 이뇨 작용, 항염증 작용, 지혈 작용이 있다. 또한, 해독 작용도 뛰어나서 폐결핵, 빈혈, 황달, 변비, 소변불통, 자양강장제로도 쓰였다(Ahn, 2009). 칼슘, 인, 철분 외 유기산, adenine, arginine, asparagine, choline, colchicine 등의 아미노산도 다량 함유되어 있다(Ham, 2011).
유채(Brassica napus L.)는 십자화과(Crueiferae) 운대 속(Brassica)에 속하는 1-2 년생 초본 식물로(Kim et al., 2015), 40%의 지방과 25-30%의 단백질을 함유한 세계 5대 유지 자원식물이다(Kim, 2016). 어린 유채는 연한 잎과 줄기로 김치를 담가 먹고, 삶아서 나물로 먹거나 국을 끓여 먹기도 한다(Goo, 2013). 또한 유채꽃은 눈을 밝게 하고 독을 차단하며 지혈 작용이 있다(Lee et al., 2011). 유채 종자의 지질에는 오메가-6 지방산인 linoleic acid와 오메가-3 지방산인 α-linolenic acid의 비율이 2:1로 존재하여 면역력, 항염증 등에 효과를 가지고 있다(McDonald, 2004; Lee et al., 2014).
이와 같이 우리나라 봄나물류는 한국인의 먹거리임에도 불구하고 과학적으로 생리활성을 검증한 연구가 아직까지 매우 드문 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 다소비 되고 있는 봄나물류 8종을 선정하고 생리활성(항산화 및 효소활성)을 평가하여 우리나라 봄나물의 우수성을 재조명하고자 하였다.
Methods
1. 실험재료
본 실험에서 사용된 한국인 다소비 8종의 봄나물류(곰취, 냉이, 달래, 두릅, 봄동, 쑥, 원추리, 유채)는 가락동 농수산물 시장(Garak-dong, Seoul)에서 일괄 구매하여 잘 다듬어 씻은 후 증류수로 헹구어 채반에 밭쳐 10 min간 자연 탈수하여 표면의 물기를 제거하고 시료로 사용하였다.
2. 추출물 제조
한국인 다소비 8종의 봄나물류를 각 시료 100 g당 10배의 증류수를 첨가한 후 환류 냉각관을 부착한 80℃의 heating mantle (HM 250C, Sercrim Lab Tech, Seoul, Korea)에서 2 h 추출 시킨 후 3차례 여과(No. 3, Whatman, Maidstone, England)하여 분석용 시료로 사용하였다.
3. 생리활성 측정
1) Total polyphenol content
한국인 다소비 8종의 봄나물류의 열수 추출 시료들의 총 폴리페놀 함량은 F-C 시약을 사용하는 Singleton & Rossi (1965)의 방법을 변형하여 측정하였다. 추출물 350 μL에 50% Folin-Ciocalteu (Sigma Chemical Co., USA) 시약 70 μL를 가하여 실온에서 3 min간 정치한 다음, 2% (w/v) Na2 CO3 용액 350 μL를 첨가하여 60 min간 반응시킨 다음 750 nm에서 microplate reader (Infinite M200 Pro; Tecan, Austria)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 tannic acid를 이용하여 작성한 표준 곡선으로부터 구하였다.
2) Total flavonoid content
한국인 다소비 8종의 봄나물류의 열수 추출 시료들의 총 플라보노이드 함량은 Davis (1947)의 방법을 변형하여 측정하였다. 추출물 100 μL에 diethylene glycol 1,000 μL를 첨가하고 다시 1N-NaOH 용액 10 μL를 첨가한 후 37℃에서 1 h 반응시킨 후 420 nm에서 microplate reader (Infinite M200 Pro; Tecan)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 quercetin을 이용하여 작성한 표준 곡선으로부터 구하였다.
3) DPPH radical scavenging activity
한국인 다소비 8종의 봄나물류의 열수 추출 시료들의 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH; Sigma-Aldrich) radical 소거능은 Blois (1958)의 방법을 변형하여 다음과 같이 실시하였다. 시료 100 μL에 1.5×10-4 M DPPH 용액 100 μL를 가하여 실온의 암실에서 30 min간 정치한 다음 517 nm에서 microplate reader (Infinite M200 Pro; Tecan)를 이용하여 흡광도를 측정하였다.
4) ABTS radical scavenging activity
한국인 다소비 8종의 봄나물류의 열수 추출 시료들의 2,2'-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS; Sigma-Aldrich) radical소거능은 Fellegrini et al. (1999)의 방법으로 측정하였다. ABTS 7.4 mM과 potassium persulphate 2.6 mM을 같은 비율로 섞어 하루 동안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 다음 732 nm에서 흡광도 값이 0.70±0.02가 되도록 1×PBS로 희석하였다. 희석된 ABTS용액 190 μL에 추출물 시료 10 μL를 가하여 10 min간 정치한 다음 732 nm에서 microplate reader (Infinite M200 Pro; Tecan)를 이용하여 흡광도를 측정하였다.
5) α-Glucosidase inhibitory activity
한국인 다소비 8종의 봄나물류의 열수 추출 시료의 α-glucosidase 저해 활성은 Li et al. (2005)의 방법을 변형하여 측정하였다. 반응 혼합물의 총 부피는 200 μL로 맞추었다. 각각의 well에 sample 50 μL과 100 mM phosphate buffer (pH 6.8) 90 μL을 넣은 다음 α-glucosidase (10 mM phosphate buffer (pH 6.8)에 녹인 1 unit/mL 농도) 20 μL를 넣고 37℃에서 15 min 동안 preheating 시켰다. 기질로 사용된 2.5 mM p-nitrophenyl α-D-glucopyranoside (pNPG)는 100 mM phosphate buffer (pH 6.8)에 녹여 40 μL를 첨가하여 37℃에서 25 min간 incubation 시킨 다음 405 nm에서 microplate reader (Infinite M200 Pro; Tecan)를 이용하여 흡광도를 측정하여 다음 공식으로 저해율을 산출하였다.
α-Glucosidase inhibitory activity (%)=[1-{(As-AsB)/(Ac-AcB)}]×100
As: 효소와 시료를 모두 첨가한 반응용액의 흡광도
AsB: 시료만 첨가한 반응용액의 흡광도
Ac: 효소만 첨가한 반응용액의 흡광도
AcB: 효소와 시료를 모두 첨가하지 않은 용액의 흡광도
6) Angiotensin convenrting enzyme (ACE) inhibitory activity
한국인 다소비 8종의 봄나물류의 열수 추출 시료의 angiotensin converting enzyme (ACE) 저해활성은 Cushman & Cheung (1971)의 방법을 다소 변형하여 측정하였다. 기질인 hippury-L-histidyl-histidyl-L-leucine (HHL) (8.3 mM)의 제조방법은 sodium chloride를 300 mM 함유한 50 mM HCL buffer (pH 8.3)에 녹여 준비한 후 ACE 효소 50 µL, HHL 150 µL와 sample 시료 50 µL를 혼합하였다. 대조군은 sample 시료 대신 증류수 50 µL를 첨가하여 37℃에서 30 min 반응시킨 다음, 1N HCl 250 µL를 첨가하여 반응을 중지시켰다. 여기에 ethyl acetate 500 µL를 가하여 15 s 교반한 다음 3,000 rpm에서 5 min 원심 분리를 시켜 상등액 200 µL를 취하였다. 상등액을 120℃에서 30 min 가열하여 건조시킨 다음 증류수 1 mL를 가하여 용해시켜 ELISA microplate reader (Infinite M200 Pro; Tecan)를 이용하여 228 nm에서 흡광도를 측정한 다음 공식을 이용하여 저해율을 산출하였다.
ACE inhibitory activity (%)=[1-{(As-AsB)/(Ac-AcB)}]×100
As: 효소와 시료를 모두 첨가한 반응용액의 흡광도
AsB: 시료만 첨가한 반응용액의 흡광도
Ac: 효소만 첨가한 반응용액의 흡광도
AcB: 효소와 시료를 모두 첨가하지 않은 용액의 흡광도
4. 통계처리
모든 자료는 SPSS statistics 24 (SPSS Institute, USA)를 이용하여 평균과 표준편차를 구하고 통계분석을 실시하였다. 각각의 샘플 간의 유의성은 one-way ANOVA를 실시한 후 유의 수준을 5%로 설정하여 Duncan's multiple range test로 사후 검정을 하였다.
Results and Discussion
1. Total polyphenol 함량
천연 항산화제로서의 기능이 잘 알려진 식물체에는 2차 대사산물의 하나인 페놀성 물질이 다량 함유되어 있으며, 식물 유래 페놀성 물질은 콜레스테롤 저하 작용, 항암 및 항산화 작용, 당뇨병 예방 등 다양한 생리활성 기능을 가지고 있다(Kim et al., 2000).
한국의 다소비 8종 봄나물류의 총 polyphenol 함량을 분석한 결과는 Table 1에 제시한 바와 같다. 냉이(CB-P: 101.71±1.07 mg TAE/g)의 총 polyphenol 함량이 가장 높았으며, 그 다음으로 원추리(HFL: 71.47±1.15 mg TAE/g), 곰취(LF: 65.58±0.55 mg TAE/g), 두릅(AS: 42.53±0.92 mg TAE/g), 봄동(BRL: 28.65±10.17 mg TAE/g), 쑥(APP: 23.56±0.03 mg TAE/g), 유채(BNL: 16.99±0.04 mg TAE/g), 달래(AM: 9.32±0.14 mg TAE/g)의 순으로 높게 나타났다.
Total polyphenol content of the eight Korean spring herbs
Lee et al. (2014)의 연구에서 석창포, 두릅순, 냉이, 민들레의 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과, 석창포, 두릅순, 냉이, 민들레의 순으로 높게 나타났다. 본 연구에서는 냉이, 두룹의 순으로 총 폴리페놀 함량이 높게 나타나 상이한 결과를 보였다. 이러한 결과는 봄나물의 채취 시기, 재배지역 등의 차이 때문으로 추출할 수 있다. 또한, Riaz et al. (2021)의 연구에 따르면 파키스탄의 냉이에 함유된 파이토케미컬 중 페놀의 함량은 1.56×10-4 mg GAE/g으로 나타났으며, Salayová et al. (2021)의 연구에서 민간요법으로 널리 사용되는 약용식물 5종의 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과, 냉이의 경우 0.46±0.03 mg GAE/mL로 나타났다. Hong et al. (2007)의 연구에서 약쑥의 용매별 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과, 약쑥 열수 추출물에서 213.83±24.58 μg/mg으로 나타나 본 실험에서 사용한 쑥에서 더욱 높은 항산화능을 확인할 수 있다.
2. Total flavonoid 함량
식물체에서 광합성을 통하여 생성된 플라보노이드는 di(bis) phenyl propane의 구조를 가지는 페놀계 화합물의 총칭으로, 비타민 P라 불리는 노란색 계통의 색소이다(Kim et al., 2012). 플라보노이드는 활성산소종을 효과적으로 제거하여 항산화능이 우수하다고 알려져 있으며, 폴리페놀과 마찬가지로 항바이러스, 항염증, 항암 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Pietta, 2000; Kim et al., 2020).
한국의 다소비 8종 봄나물류의 총 flavonoid 함량을 분석한 결과는 Table 2에 제시한 바와 같다. 유채(BNL: 242.28±3.80 mg QE/g)의 총 flavonoid 함량이 가장 높았으며, 그 다음으로 냉이(CB-P: 229.47±3.29 mg QE/g), 쑥(APP: 215.22±2.40 mg QE/g), 곰취(LF: 115.78±3.78 mg QE/g), 두릅(AS: 57.84±1.89 mg QE/g), 봄동(BRL: 52.48±4.16 mg QE/g), 달래(AM: 8.30±0.48 mg QE/g), 원추리(HFL: 2.39±0.63 mg QE/g)의 순으로 높게 나타났다.
Total flavonoid content of the eight Korean spring herbs
Choi et al. (2004)의 연구에서 여러 종류의 쑥(사자발쑥, 황해쑥, 인진쑥) 에탄올 추출물의 플라보노이드 함량을 비교해 본 결과, 사자발쑥이 6.1 mg%, 황해쑥이 3.6 mg%, 인진쑥이 1.8 mg%의 순으로 높은 플라보노이드 함량을 나타냈다. 또한, Hong et al. (2007)의 연구 결과, 약쑥의 용매별 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과, 약쑥 열수 추출물에서 74.70±4.04 μg/mg으로 나타나 본 실험에서 사용한 쑥에서 더욱 높은 항산화능을 확인할 수 있다.
3. DPPH radical 소거능
유리 radical은 인체 내에서 지질 또는 단백질 등과 결합하여 산화를 일으키기 쉽다. DPPH radical 소거능은 불안정한 유리기에 환원 기능을 가진 protonion을 제공하여 안정화를 유도하여 생체 내에서 발생하는 불안정하고 유해한 유리기를 안정화시키는 역할을 한다(Kim et al., 2012). 따라서 특정 물질이 생체의 생리작용 혹은 산화작용 때문에 발생하는 hydroxyl radical 혹은 superoxide radical 등을 제거하는 항산화능을 평가하는 지표로 사용된다(Lee et al., 2011).
한국의 다소비 8종 봄나물류의 DPPH radical 소거능을 분석한 결과는 Table 3에 제시한 바와 같다.
DPPH radical scavenging activity of the eight Korean spring herbs
냉이(CB-P: 86.80±0.94%)의 DPPH radical 소거능이 가장 높았으며, 그 다음으로 원추리(HFL: 85.39±0.29%), 유채(BNL: 80.46±1.81%), 쑥(APP: 78.74±2.09%), 곰취(LF: 78.67±0.70%), 봄동(BRL: 77.06±6.21%), 두릅(AS: 65.64±3.97%), 달래(AM: 38.10±1.11%)의 순으로 높게 나타났다.
Nam et al. (2017)의 연구 결과, 곰취의 DPPH radical 소거능의 IC50값이 28.2±0.04 μg/mL로 나타났다. 여러 종류의 쑥(사자발쑥, 황해쑥, 인진쑥) 에탄올 추출물의 DPPH radical 소거능을 비교해 본 결과, 황해쑥이 24.4%, 사자발쑥이 19.0%, 그리고 인진쑥이 14.3%으로 나타났다(Choi et al., 2004). 또한, Salayová et al. (2021)의 연구에 따르면, 민간요법으로 널리 사용되는 약용식물 5종의 DPPH radical 소거능을 분석한 결과, 냉이의 경우 92.97±0.04%로 본 연구 결과와 유사한 높은 radical 소거능을 보였다.
4. ABTS radical 소거능
ABTS radical 소거능은 potassium persulfate와 반응하여 생성된 ABTS 유리 radical이 추출물 내의 항산화 물질에 의해 제거되어 radical 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용하여 항산화능을 측정할 수 있다(Lee & Ryu, 2019).
한국의 다소비 8종 봄나물류의 ABTS radical 소거능을 분석한 결과는 Table 4에 제시한 바와 같다.
ABTS radical scavenging activity of the eight Korean spring herbs
냉이(CB-P: 93.38±0.11%)의 ABTS radical 소거능이 가장 높았으며, 그 다음으로 쑥(APP: 92.56±0.10%), 유채(BNL: 92.01±1.27%), 곰취(LF: 88.15±1.43%), 두릅(AS: 76.91±0.16%), 봄동(BRL: 55.46±13.51%), 원추리(HFL: 41.30±2.35%), 달래(AM: 35.59±2.22%)의 순으로 높게 나타났다.
Kurt et al. (2018)의 연구 결과 냉이 열수 추출물의 ABTS radical 소거능 IC50은 66.14±0.74 μg/mL로 나타났다. 또한, Kang et al. (2017)의 연구에서 전처리 방법을 달리한 섬애약쑥 에탄올 추출물의 ABTS radical 소거능 측정 결과, 27.61±1.19-96.50±0.02%로 본 연구의 결과와 유사한 결과를 보였다.
5. α-Glucosidase 저해 활성
α-Glucosidase는 소장에 존재하는 포도당 분해효소로서 그 저해제는 탄수화물의 포도당으로의 소화를 지연시켜 식사 후의 혈중 포도당 수치를 감소시키는 역할을 한다(Maki et al., 2007). 이는 활성 물질이 α-glucosidase에 경쟁적으로 결합하여 효소 활성을 억제함으로써 장내에서 당질의 소화 및 흡수를 지연시켜 혈당의 급격한 상승과 불필요한 인슐린의 분비를 억제하기 때문이다(Yong et al., 2011). 따라서 α-glucosidase 저해제는 당질 관련 질환을 위한 치료제 개발에 사용된다(Baron, 1998).
한국의 다소비 8종 봄나물류의 α-glucosidase 저해 활성을 분석한 결과는 Table 5에 제시한 바와 같다.
α-Glucosidase inhibitory activity of the eight Korean spring herbs
쑥(APP: 36.31±1.56%)의 α-glucosidase 저해 활성이 가장 높았으며, 그 다음으로 곰취(LF: 29.56±0.19%), 달래(AM: 9.53±1.67%), 냉이(CB-P: 9.10±0.06%), 원추리(HFL: 8.53±1.19%), 두릅(AS: 8.31±1.40%), 봄동(BRL: 8.30±0.12%), 유채(BNL: 7.52±0.79%)의 순으로 높게 나타났다.
곰취의 30% 주정추출물의 α-glucosidase 저해 활성 결과, 100 μg/mL의 농도에서 44.40±1.51%로 나타났다(MAFRA, 2017). 또한, Kim & Kim (2020)의 연구에 따르면, 개똥쑥 잎 에탄올 추출물의 α-glucosidase 저해 활성 결과 양성대조군으로 사용된 acarbose와 비슷한 결과를 나타내 높은 항당뇨능을 확인할 수 있었다. Ahn et al. (2015)의 연구 결과, 5종의 산채 추출물의 α-glucosidase 저해 활성을 비교해 보면, 그 중 다래순이 23.7%로 가장 높은 항당뇨 활성을 보였다.
6. Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory activity
혈압을 조절하는 요인 중 하나인 renin-angiotensin system은 혈압이 감소하면 renin이 신장에서 분비되어 혈장의 angiotensinogen이 angiotensin Ⅰ으로 전환되고(Yoo et al., 2021), angiotensin converting enzyme (ACE)에 의해 angiotensin Ⅱ로 전환된다. 그로 인해 부신피질에서 알도스테론의 분비를 촉진하고 나트륨과 수분이 재흡수 되어 혈압을 상승시킨다(Jang, 2006). ACE 저해는 이러한 ACE의 작용을 저해함으로써 신장의 혈관을 확장시켜 나트륨이 원활하게 배출되도록 하여 혈압을 낮춘다(Corvol et al., 1995; Fujita et al., 2000).
한국의 다소비 8종 봄나물류의 ACE 저해 활성을 분석한 결과는 Table 6에 제시한 바와 같다.
Angiotensin converting enzyme inhibitory activity of the eight Korean spring herbs
두릅(AS: 85.25±0.46%)의 ACE 저해 활성이 가장 높았으며, 그 다음으로 유채(BNL: 68.56±0.98%), 달래(AM: 61.48±2.30%), 봄동(BRL: 37.19±3.52%), 냉이(CB-P: 33.95±0.68%), 곰취(LF: 33.15±1.60%), 원추리(HFL: 29.93±1.55%), 쑥(APP: 24.97±1.96%)의 순으로 높게 나타났다.
Lee et al. (2016)의 연구 결과 참취의 열수 추출물에서 27.98±0.72-50.79±2.48%의 저해율을 보였고 이는 본 실험의 결과와 유사한 수준임을 알 수 있다.
Conclusion
우리나라에서는 오래전부터 봄에 봄나물을 섭취함으로써 비타민과 무기질과 같은 영양의 불균형을 예방하고자 섭취해 왔음에도 불구하고 생리활성에 대한 검증 연구는 드문 실정이었다.
이에 본 연구에서는 한국인 다소비 8종의 봄나물류(곰취, 냉이, 달래, 두릅, 봄동, 쑥, 원추리, 유채)를 선정하여 항산화 활성(total polyphenol contents, total flavonoid contents, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity) 및 효소 활성(α-glucosidase inhibitory activity, ACE inhibitory activity)을 측정하였다.
한국인 다소비 8종의 봄나물의 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 냉이(101.71±1.07 mg TAE/g), 원추리(71.47±1.15 mg TAE/g), 곰취(65.58±0.55 mg TAE/g), 두릅(42.53±0.92 mg TAE/g), 봄동(28.65±10.17 mg TAE/g), 쑥(23.56±0.03 mg TAE/g), 유채(BNL) (16.99 mg TAE/g), 달래(9.32±0.14 mg TAE/g)의 순으로 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량 측정 결과, 유채(242.28±3.80 mg QE/g), 냉이(229.47±3.29 mg QE/g), 쑥(215.22±2.40 mg QE/g), 곰취(115.78±3.78 mg QE/g), 두릅(57.84±1.89 mg QE/g), 봄동(BRL: 52.48±4.16 mg QE/g), 달래(8.30±0.48 mg QE/g), 원추리(2.39±0.63 mg QE/g)의 순으로 높게 나타났다. DPPH radical 소거능의측정 결과, 냉이(86.80±0.94%), 원추리(85.39±0.29%), 유채(80.46± 1.81%), 쑥(78.74±2.09%), 곰취(78.67±0.70%), 봄동(77.06±6.21%), 두릅(65.64±3.97%), 달래(38.10±1.11%)의 순으로 높게 나타났다. ABTS radical 소거능의 측정 결과, 냉이(93.38±0.11%), 쑥(92.56±0.10%), 유채(92.01±1.27%), 곰취(88.15±1.43%), 두릅 (76.91±0.16%), 봄동(55.46±13.51%), 원추리(41.30±2.35%), 달래(35.59±2.22%)의 순으로 높게 나타났다.
α-Glucosidase 저해 활성 측정 결과, 쑥(36.31±1.56%), 곰취(29.56±0.19%), 달래 (9.53±1.67%), 냉이(CB-P: 9.10±0.06%), 원추리(8.53±1.19%), 두릅(8.31±1.40%), 봄동 (8.30±0.12%), 유채(7.52±0.79%)의 순으로 높게 나타났다. ACE 저해 활성 측정 결과, 두릅(85.25±0.46%), 유채(68.56±0.98%), 달래(61.48±2.30%), 봄동(37.19±3.52%), 냉이 (33.95±0.68%), 곰취(33.15±1.60%), 원추리(29.93±1.55%), 쑥(24.97±1.96%)의 순으로 높게 나타났다.
종합해보면, 한국인 다소비 8종 봄나물 모두 항산화 활성 및 효소 활성을 가지고 있지만 특히, 냉이와 유채는 항산화 활성 증강에, α-glucosidase 저해 활성이 우수한 쑥은 혈당 개선에, ACE 저해 활성이 우수한 두릅은 고혈압 개선에 효과가 나타났다.
Notes
This work is part of the Hee-Jae Chung's M.S. thesis at the Kyonggi University, Seoul, Korea.
Author's contribution
K.A.J. designed all experimental design. C.H.J. collected literature and contributed to all aspects of analysis and experiment. C.H.J. wrote the manuscript with assistance from K.A.J.
Author details
Hee-Jae Chung (Graduate student), Department of Alternative Medicine, Kyonggi University, 24, Kyonggidae-ro, 9-gil, Seodaemoon-gu, Seoul 03752, Korea; Ae-Jung Kim (Professor), Department of Nutrition Therapy, Graduate School of Alternative Medicine, Kyonggi University, 24, Kyonggidae-ro, 9-gil, Seodaemoon-gu, Seoul 03752, Korea.