Biochemical Characterization and Use of Mogroside V From Siraitia grosvenorii

Abstract

Mogrosides are cucurbitane-type triterpene glycosides found in certain plants, such as the fruit of the gourd vine, luo han guo (Siraitia grosvenorii, monk fruit) that are principle sweet components from fruits. Among them, Mogroside V is the main component composed of 30% extraction yield with over 300-times sweeter compared to sucrose. In addition, it has a low caloric value and low toxicity. However, the price of mogroside V is very high due to lack of efficient purification process for large scale production. In this study, we investigated the purification method of mogroside V by chromatography (HP20 and MPLC). The purity of mogroside V was determined by HPLC and MALDI-TOF. The purified mogroside V was used as solubilizer for idebenone, curcumin, bisdemethoxylcurcumin, oleanolic acid, resveratrol, quercetin, and taxol. The optimization of curcumin for solubilization and its biochemical characterization including antioxidant activities, anti-inflammatory activity, anti-melanin formation were conducted. The anti-inflammation activity on mouse macrophage cell RAW264.7 was studies and water soluble curcumin with mogorisde V effect was lower than that of normal curcumin. The anti-melanin formation such as melanin content assay and celluar tyrosinase activity assay were conducted using B16F10 cells and extra-celluar showed similar performance of water soluble curcumin than curcumin only. In intra-celluar, the effect was higher than normal curcumim. Also cellular tyrosinase showed similar effect than curcumin only.

모그로사이드 V는 나한과로 알려진 luo han guo (Siraitia grosvenorii, monk fruit)의 주요 성분이다. 모그로사이드 V는 설탕 대체 감미 소재로써 설탕보다 300배 이상 단맛을 갖고 있고 이에 음식 소재로 사용된다. 그러나 모그로사이드 V는 가격이 비싸고 설탕대체 감미 소재 외 다른 특성의 연구가 부족한 상황이다. 이에 모그로사이드V의 특성 및 활용방법을 제시하고자 연구하였다. 모그로사이드V는 나한과에서 추출한뒤 HP20로 정제 할 경우 순도 55%이상의 모그로사이드V을 얻을수 있으며 이를 MPLC로 재정제 할 경우 순도 92%의 고순도 모그로사이드V을 추출 할수 있다. 기능성 연구 결과 이데베논(Idebenone), 레스베라트롤(Resveratrol), 올레아놀산(Oleanolic acid), 커큐민(Curcumin), 비스데메톡시커큐민(Bisdemethoxycurcumin), 타솔(Taxol), 쿼세틴(Quercetin) 의 수용성을 증가시켰으며 이는 천연 계면활성제로서의 모그로사이드V 사용 가능성을 나타낸다. 수용성이 가장 증가한 커큐민을 이용해서 추가 기능성 연구를 하였다. 세포 독성과 항염증 작용은 쥐의 대식세포인 RAW 264.7 세포를 이용해 연구하였으며 모그로사이드V을 이용해서 물에 녹인 커큐민은 17.86 µg/mL에서 75% 억제 능력을 보였다. 이는 12.5 µg/mL에서 75% 억제 능력을 보이는 기존의 유기용매에 녹인 커큐민에 비해 효과는 다소 낮아졌으나 물에 전혀 녹지 않던 커큐민을 모그로사이드V을 이용하여 녹였을 경우 항염 특성은 갖고 있는 것을 확인 하였다. 또한, 멜라닌 형성 억제 및 멜라닌 형성에 큰 영향을 미치는 Tyrosinase 억제 능력을 B16F10 세포를 이용해 연구하였으며 extra-celluar 에서는 물에 녹인 커큐민이 기존의 유기용매에 녹인 커큐민에 비해 비슷한 효능을 보였으며 intra-celluar 에서는 물에 녹인 커큐민이 기존의 커큐민보다 더 좋은 특성을 갖는 것을 확인하였다. Tyrosinase 억제 능력은 물에 녹인 커큐민과 유기용매에 녹인 커큐민의 특성이 비슷한 것으로 확인되었다.