비타민나무잎차 및 녹차 추출물의 항산화 성분 및 생리 활성 효과

Abstract

비타민나무(sea buckthorn)는 중앙아시아에서 유럽에 이르는 넓은 지역에 자생하는 식물로 비타민나무 열매의 뛰어난 생리 활성 기능이 활발하게 보고되어 왔다. 비타민나무의 열매에 관한 연구에 비하여 비타민나무 잎에 대한 이화학적 구성 성분과 생리 활성 기능에 대한 문헌자료는 부족하다. 현재까지 비타민나무 잎의 항산화 효과, 향균 효과, 항염증 효과 등이 보고되어 왔다. 이와 같이 생리 활성 기능에 대한 잠재적인 가능성이 제시됐음에도 불구하고 여전히 체계적인 생리 활성 기능에 대한 연구는 부족하다. 또한 우리나라에서는 2005년 중국에서 비타민나무 묘목을 도입한 이래로 새로운 기능성 작목으로 재배를 희망하는 농가에서 비타민나무의 재배가 활성화되고 있다. 따라서 우리나라에서 재배한 비타민나무잎차의 생리 활성 기능을 연구하여 비타민나무 잎의 상업적 활용 범위를 넓히고 기능성 식품 개발을 위한 기초적 자료를 제공할 필요가 있다고 생각한다. 이 연구의 목적은 국내산 비타민나무잎차의 폴리페놀과 플라보노이드, ascorbic acid 함량을 측정하고, 이 잎차의 항산화 기능을 녹차와 비교하는 것이다. 비타민나무잎차와 녹차를 물 또는 에탄올로 상온에서 추출하거나(SLW, GLW, SLE, GLE), 80°C에서 추출하였다(SLWH, GLWH, SLEH, GLEH). 전반적으로 모든 추출물 중에서 GLEH와 GLWH가 높은 항산화 물질을 함유하고 있었고 높은 항산화능을 보였다. 녹차 추출물 중에서 GLEH의 총 폴리페놀, 플라보노이드, ascorbic acid 함량(각각 118 mg/g dry leaf, 119 mg/g, 3.4 mg/g)이 가장 높았다. 그리고 GLEH의 ferric reducing antioxidant power(FRAP) 값이 160 trolox equivalent antioxidant capacity(TEAC; μM/g TEAC)로 GLEH의 항산화능이 모든 찻잎 추출물 중에서 가장 높았다. 비타민나무잎차 중에서는 SLE와 SLEH가 높은 항산화 물질을 보유하였고 높은 항산화능을 보였다. 비타민나무잎차 추출물 중에서 SLEH의 총 폴리페놀, 플라보노이드, ascorbic acid의 함량(각각 66 mg/g, 178 mg/g, 2.02 mg/g)이 가장 높았고, SLEH의 FRAP 값이 86 μM/g TEAC로 비타민나무잎차 추출물 중에서 SLEH이 가장 뛰어난 항산화능을 보였다. RAW264.7 세포에 H2O2을 첨가하여 산화적 스트레스를 유발하였다. 추출물을 첨가하고 H2O2을 첨가하였을 때에, H2O2 처리 대조군과 비교하여 SLWH와 SLEH, GLWH, GLEH를 처리한 세포가 높은 항산화 효소 활성을 보였다. SLHW를 처리하고 12시간 동안 배양한 세포의 SOD 활성이 H2O2 처리 대조군보다 유의적으로 높았다(p<0.05). SLWH와 SLEH, GLWH, GLEH를 처리하고 20시간 동안 배양한 세포들은 H2O2만 처리한 대조군보다 모두 유의적으로 높은 SOD 활성을 보였다(p<0.05). SLWH와 SLEH, GLWH, GLEH를 처리하여 12시간과 20시간 동안 배양한 세포의 GPx의 활성이 H2O2 처리 대조군보다 모두 높았다(p<0.05). 항산화 효소계의 발현을 조절하는 전사인자인 nuclear transcription factor erythroid 2p45(NF-E2)-related factor 2(Nrf2)는 SLWH와 SLEH를 처리한 세포에서 발현이 증가되었다. 세포 내의 항산화 상태를 측정하는 지표 물질인 GSH(글루타치온)/GSSG(글루타치온의 산화형)의 비율은 SLEH를 처리한 세포에서 H2O2 처리 대조군보다 높게 유지하였다. 이 결과들은 비타민나무잎차의 항산화 기능이 녹차보다는 떨어지지만 이에 비견할 만큼 높음을 시사한다.

Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L., Elaegnaceae) is a deciduous spiny tree native to Europe and Asia. Medicinal uses of sea buckthorn berries are well documented in Asia and Europe. Compared to quite a great deal of studies on the berries, much less information is available on the physiochemical components and biological activities of sea buckthorn leaves. Sea buckthorn leaves have been shown to have anti-microbial, anti-viral, anti-oxidant and anti-inflammatory properties both in vivo and in-vitro tests. However, little information is available to determine whether sea buckthorn leaves can influence the incidence and progression of many chronic diseases. Therefore, more studies on the functional properties of sea buckthorn leaves are needed. The purpose of the study was to determine polyphenols, flavonoids and ascorbic acid in sea buckthorn leaf tea extract along with their anti-oxidant activities, compared with those of green tea. Sea buckthorn leaf tea and green tea were extracted in water or ethanol at room temperature (SLW, GLW, SLE and GLE, respectively) or 80°C (SLWH, GLWH, SLEH and GLEH, respectively). Generally, GLEH and GLWH were the highest in anti-oxidant compounds and anti-oxidant activities among the tested extracts. Among the sea buckthorn leaf tea extracts, SLE and SLEH were higher in the anti-oxidant compounds and anti-oxidant activities. GLEH was the highest in polyphenols, flavonoids and ascorbic acid (118 mg/g dry leaf, 119 mg/g and 3.4 mg/g, respectively) among the green tea extracts. FRAP of GLEH was 160.0 µM TEAC/g, and GLEH showed higher anti-oxidant activities than the others. SLEH was the highest in polyphenols, flavonoids and ascorbic acid (66 mg/g, 178 mg/g and 2.02 mg/g, respectively) among the tested sea buckthorn leaf tea extracts. The RAW264.7 cells co-incubated with H2O2 and either of SLWH, SLEH, GLWH or GLEH showed higher anti-oxidant enzyme activities than those of only H2O2-treated control. The cells treated with the SLWH were significantly higher in SOD activities than the H2O2-treated control cells after 12 h incubation (p<0.05). The cells treated with the tea extracts all showed significantly higher SOD activities than the H2O2-treated control cells after 20 h incubation (p<0.05). The cells treated with the tea extracts all showed significantly higher GPx activities than the H2O2-treated control cells after 12 and 20 h incubation (p<0.05). The cells treated with SLWH and SLEH showed elevated expression of Nrf2, a major anti-oxidant enzyme regulator by modulating expression of the phase II detoxifying enzymes, and maintained the GSH/GSSG ratio. These results suggest that sea buckthorn leaf tea has marked anti-oxidant activities comparable to green tea.