초임계 이산화탄소를 이용한 토복령 추출물의 항산화 및 미백효과에 대한 연구

Abstract

항산화에 효과가 있는 물질은 동식물에 다양하게 분포되어 있으나 효능과 경제성 때문에 인공 합성 항산화제가 널리 이용되고 있다. 하지만 인공 합성 화합물에 대한 안정성에 대한 논란에 따라 천연물로부터 항산화제를 개발하려는 연구가 계속되고 있다. 또한 미백에 대한 관심이 높아지면서 미백 물질에 대한 관심이 높아지고 있다. 멜라닌의 과잉 생산은 인체에 기미, 주근깨를 형성하고, 피부노화를 촉진하며, 피부암의 유발에 관여하게 되는데 색소 세포의 변성 또는 치사를 일으키고 세포 본래의 기능을 손상 시키는 등의 부작용을 나타내며, 활성 및 안정성에 문제점이 있는 것으로 나타났다. 이에 천연물에서의 안정성 있게 활성을 갖는 물질의 탐색을 필요로 한다. 본 연구에서는 토복령 추출물의 항산화성과 미백 효과에 대해 알아보았다. 항산화성 테스트에 free radical를 소거하는 활성을 측정하는 방법으로 항산화 효과 탐색에서 많이 이용되는 DPPH scavenging activity를 측정하였다. Tyrosine으로부터 멜라닌의 생합성이 진행되는 과정에 가장 중요한 효소가 Tyrosinase 이다. Tyrosinase는 구리를 함유하고 있는 metalloprotein 으로 monophenol의 o-hydroxylation을 촉매하는 cresolase와 o-diphenol의 oxidation 반응을 촉매하는 catecholoase의 두 가지 활성을 갖고 있다. 본 실험에서는 L-tyrosine을 기질로 하여 수행하였다. 시료의 전처리에 의한 변화로 120℃ 증숙조건에서 증숙 시간에 따른 변화를 살펴보았고, 추출방법에 따른 변화로 열수 추출과 에탄올 추출, 초임계 이산화탄소를 이용한 추출, 그리고 초임계 추출 후 시료를 열수와 에탄올을 이용하여 추출한 것을 비교하였다. 추출물은 감압 증발시켜 동일농도로 BG50(Butylene Glycol：Water = 50:50)에 용해시켜 분석에 사용하였다. 결과로 증숙 시간이 증가 할수록 용매 추출의 항산화성은 떨어지고, 초임계 추출물의 항산화성은 증가하였다. 추출 방법에 의한 결과는 증숙 시간에 따라 많은 차이를 나타냈는데, 증숙 처리 하지 않은 시료의 용매 추출이 가장 높게 나타났고, 증숙함에 따라 초임계 추출물의 항산화성은 증가하여 5시간에 이르러서는 초임계 추출 방법이 가장 높게 나타났다. 하지만 항산화성만을 고려한다면 증숙하지 않은 시료를 용매 추출하는 것이 좋다고 생각한다. 미백효과는 항산화성과 조금 다른 결과를 나타내었는데 용매 추출의 경우 증숙 시간이 길어짐에 따라 미백활성이 조금씩 증가하는 형태를 보였고, 초임계 추출물은 증숙 하지 않은 시료의 경우 보조용매를 사용한 추출물이 높은 활성을 갖다가 증숙함에 있어 이산화탄소만을 이용한 초임계 추출물도 높은 활성을 보였으며 증숙 시간이 증가하면서 fraction별 차이는 있으나 일정 증숙 시간 이후로는 활성이 줄어드는 것으로 나타났다. 일반적으로 항산화효과가 있다고 밝혀져 사용하는 녹차추출물(Bioland)과 미백효과가 있는 Albutin을 이용하여 토복령 추출물과 비교하였다. DPPH scavenging activity의 비교 결과는 토복령 열수 추출물과 에탄올 추출물은 높게 나타났고, 초임계 추출물은 20% 정도의 활성을 보였다. 증숙할수록 열수 투툴물과 에탄올 추출물은 활성이 낮아 졌고 초임계 추출물은 활성이 좋아졌는데, 증숙 5시간 추출물은 녹차 추출물과 비교하여 80% 정도까지 증가하였다. Tyrosinase inhibition activity는 증숙 3시간 토복령 초임계 추출물 fraction#2에서 albutin과 비슷한 효능을 보이는 것으로 나타났고, 열수 추출이나 에탄올 추출물의 경우 거의 활성을 갖지 못하였다. 초임계 추출물의 경우 fraction#1의 경우 증숙 3시간 이후로 활성이 감소하며, fraction#2의 경우 증숙 3시간 까지는 효능이 증가하였고 그 이후로는 감소하였다. 이에 화장품 원료로 3시간 증숙한 토복령 시료를 물을 보조용매로 사용하여 초임계 추출하였을 시에 녹차추출물의 80%의 항산화 효능을 갖고 Albutin에 버금가는 미백효과를 갖는 추출물을 생산할 수 있겠다.