The Korean Society For Biotechnology And Bioengineering

Current Issues

Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal - Vol. 35 , No. 3

[ Research Paper ]
Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal - Vol. 35, No. 3, pp.221-227
Abbreviation: KSBB J
ISSN: 1225-7117 (Print) 2288-8268 (Online)
Print publication date 30 Sep 2020
Received 28 Jul 2020 Revised 06 Aug 2020 Accepted 07 Aug 2020
DOI: https://doi.org/10.7841/ksbbj.2020.35.3.221

제주 파인애플 구아바 (Acca sellowiana) 추출물의 항산화 활성 및 피부 안전성
현수빈 ; 현창구*
1충제주인사이드사업단, 제주대학교 화장품연구센터, 제주대학교 화학·코스메틱스학과

Antioxidant Activity and Skin Safety of Jeju Pineapple Guava (Acca Sellowiana)
Su Bin Hyun ; Chang-Gu Hyun*
1Jeju Inside Agency & Cosmetic Science Center, Department of Chemistry and Cosmetics, Jeju National University, Jeju 63243, Korea
Correspondence to : Jeju Inside Agency & Cosmetic Science Center, Department of Chemistry and Cosmetics, Jeju National University, Jeju 63243, Korea Tel: +82-64-754-3542; E-mail: cghyun@jejunu.ac.kr


© 2020 The Korean Society for Biotechnology and Bioengineering
Funding Information ▼

Abstract

This study analyzed the antioxidant activity and skin primary irritation test by using hot-water extracts of Acca sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB). Due to the recently warmed climate, Jeju Island produces subtropical plants, and the efficacy of one of them, A. sellowiana, has been confirmed. DPPH · ABTS · DMPD radical scavenging activity, ferrous-ion chelating activity, cupric reducing antioxidant capacity (CUPRAC), reducing power assay, ferric-reducing antioxidant power (FRAP) were teseted, and total phenol and phenol contents were analyzed. In addition, through skin primary irritation test, it was investigated whether it can be used as a cosmetic ingredient. As a result, in all antioxidant activity experiments, the activity of WAL and WAB increased in a concentration-dependent manner. In addition, the content of flavonoids was contained in the WAL more than WAB, and accordingly, the antioxidant activity of the WAL was better. In addition, WAL is hypoallergenic and WAB is a non-irritating ingredient, suggesting that it is possible as a natural material that can be used in cosmetics in the future.


Keywords: antioxidant, skin primary irritation, A. sellowiana, natural material

1. INTRODUCTION

지구온난화로 인해 한국은 여름이 길어지고 겨울이 짧아져 현재 국토의 10% 미만을 차지하는 아열대 기후가 50%로 늘어나 태백·소백산맥 부근을 제외하면 모두 아열대 기후로 변할 것으로 예측하고 있다 [1]. 특히 제주지역은 온난한 아열대성 기후로 망고, 바나나 등 다양한 아열대 과수의 국내 주산지가 되어가고 있다. 또한 국가 아열대작물 재배와 보급을 총괄하는 온난화대응농업연구소가 있어 다른 지자체에 비해서 아열대 작물 산업 육성에 우수한 여건이 마련되어 있다. 이에 따라 제주특별자치도농업기술원은 2019년부터 2023년까지 5년간 기후변화에 대응하는 새로운 아열대과수 작목을 발굴 도입하고 제주지역 재배가능성 연구사업을 추진하고 있다 [2].

Acca sellowiana는 아열대 식물로 브라질 남부 고지대, 파라과이 동부, 우루과이 등에서 널리 재배되고 있으며, 파인애플 구아바라고도 불린다. A. sellowiana의 신선한 과일은 구아바와 비슷한 맛으로 유명하다. 이전 연구에 따르면 과일에는 많은 terpenes, tannins, saponins, flavonoids가 함유되어 있다 [3]. 또한 A. sellowiana 과일의 아세톤 추출물은 항균, 항산화 및 항암 활성을 가지고 있다 [4]. 하지만 이 식물은 영하 9oC보다 기온이 떨어지면 꽃눈이 죽어 열매를 맺지 못한다. 또한 여름철 온도가 32oC 보다 높아도 열매가 잘 맺히지 않는다 [5]. 따라서 우리는 잎, 가지와 같은 식물의 다른 부분에 대해서 연구하였다.

인간의 노화의 요인에는 여러가지가 있지만, 활성산소가 인체 내의 다양한 질병과 더불어 노화를 촉진하는 원인 중의 하나로 밝혀졌다 [6]. 따라서 활성산소를 제거해줌으로써 생체 내에서 산화성 스트레스로 인하여 생성되는 산화물질들을 방어하는 항산화제의 활용이 증가하고 있고 [7] 이에 대한 기능성 화장품 분야의 연구가 활발히 진행되고 있다 [8].

따라서 본연구에서는 A. sellowiana 잎 열수 추출물 (WAL)과 가지 열수 추출물 (WAB)을 제조하였고, 여러 가지의 항산화 활성 (DPPH·ABTS·DMPD 라디칼 소거능, ferrous-ion chelating 효과, cupric reducing antioxidant capacity, 환원력, FRAP 활성, 총 페놀·플라보노이드 함량 측정)을 평가하였으며, 인체피부 일차자극 시험을 통해 화장품 소재로서의 활용가능성을 평가하였다.


2. MATERIALS AND METHODS
2.1. Acca sellowiana 추출물 제조

본 연구에 사용된 파인애플 구아바 (A. sellowiana)의 잎과 가지는 2018년도에 채취되었으며, 국립원예특작과학원 감귤 연구소에서 받았다. 건조된 잎과 가지를 분쇄한 후, 각각의 분말에 증류수를 가하여 65oC에서 4시간 동안 열수 추출하였다. 3회 반복하여 추출한 추출물을 거름종이로 여과한 후, 감압농축기로 농축한 뒤 동결건조하였다. A. sellowiana 잎 열수 추출물은 WAL, 가지 열수 추출물은 WAB로 명명하였다.

2.2. DPPH 라디칼 소거능 측정

DPPH radical 소거 실험은 광범위하게 쓰이는 간단하고 편리한 항산화 검색법이다. 이 실험은 Blois의 방법 [9]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate 에서 수행되었고 plate reader는 515 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. 각 농도별 시료용액 20 μL와 DPPH 용액 (0.2 mM) 180 μL를 넣고 상온에서 15분 동안 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. 라디칼 소거능은 다음 식에 의해 계산하여 백분율로 나타내었다. 각 반응은 3회 반복하여 측정하였다.

% of scavenging activity = (AcontrolAsample) / Acontrol × 100

2.3. ABTS 라디칼 소거능 측정

ABTS radical 소거 실험은 Re 등의 방법 [10]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 plate reader는 700 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. 2,2-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt (ABTS, 14 mM)와 possium persulfate (4.9 mM)를 증류수에 용해하여 실온에서 16시간 동안 암실 반응시켜 ABTS cation radical을 형성시킨다. 이 용액을 700 nm에서 흡광도 값이 0.7 ± 0.02가 될 수 있도록 에탄올로 희석하여 사용하였다. 각 농도별 시료용액 20 μL와 ABTS 용액 180 μL를 넣고 상온에서 15분 동안 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. 라디칼 소거능은 다음 식에 의해 계산하여 백분율로 나타내었다. 각 반응은 3회 반복하여 측정하였다.

% of scavenging activity = (AcontrolAsample) / Acontrol × 100

2.4. DMPD 라디칼 소거능 측정

DMPD·+ radical 소거 실험은 Foglian 등의 방법 [11]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 plate reader는 515 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. DMPD (200 mM)는 증류수에 용해시켜 제조하고 이 용액에 sodium acetate buffer (0.1 M)를 첨가하고, 염화철(III) (50 mM)을 첨가하여 유색의 라디칼 양이온을 수득하였다. 각 농도별 시료용액 20 μL와 DMPD 용액 180 μL를 넣고 상온에서 5분 동안 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. 라디칼 소거능은 다음 식에 의해 계산하여 백분율로 나타내었다. 각 반응은 3회 반복하여 측정하였다.

% of scavenging activity = (AcontrolAsample) / Acontrol × 100

2.5. Ferrous-ion chelating 효과 측정

Ferrous-ion chelating activity는 Dinis 등의 방법 [12]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 plate reader는 562 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. 각 농도별 시료용액 100 μL와 FeCl2·4H2O (1 mM) 10 μL와 ferrozine (2.5 mM) 90 μL를 넣고 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. Chelating 효과는 다음 식에 의해 계산하여 백분율로 나타내었다. 각 반응은 3회 반복하여 측정하였다.

% of chelatingng activity = (AcontrolAsample) / Acontrol × 100

2.6. Cupric reducing antioxidant capacity (CUPRAC) 측정

CUPRAC는 구리이온 환원력을 나타내며, Apak 등의 방법 [13]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 plate reader는 450 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. 각 농도별 시료용액 20 μL와 CuCl2 (5 mM) 60 μL와 necouproine (1 M) 60 μL및 ammonium acetate buffer (1 M, pH 7)를 넣고 상온에서 30분 동안 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다.

2.7. 환원력 측정

환원력 측정은 Yildirim 등의 방법 [14]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 plate reader는 700 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. Tube에 각 농도별 시료용액 100 μL와 1% (w/v) potassium ferricyanide 300 μL, phosphatebuffer (0.2 M) 300 μL를 넣은 후 50oC에서 30분 동안 반응시킨다. 반응 후, 10% (w/v) trichloroaceticacid를 첨가하고 3,000 rpm, 3분 동안 원심분리를 통하여 얻어진 상등액과 0.1% (w/v) FeCl3를 넣어서 발색반응을 유도시킨다. 그 후 96-well plate에 100 μL씩 옮긴 후 흡광도를 측정하였다.

2.8. FRAP (Ferric-reducing antioxidant power) 측정

Ferric-reducing antioxidant power는 Jeong 등의 방법 [15]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 플레이트 리더는 590 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. Acetate buffer (300 mM)와 TPTZ (10mM), FeCl2·6H2O (20 mM)를 제조하여 실험직전에 10:1:1 비율로 혼합한 후 37oC에서 10분 동안 가열한다. 그 후 각 농도별 시료용액 20 μL와 FRAP 용액 180 μL를 넣고 30분 동안 암실반응 시킨 후 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 FeSO4·7H2O를 이용하였으며 여기에서 얻은 검량선을 이용하여 Fe2+의 함량을 계산하였다.

2.9. 총 페놀 함량 측정

총 페놀 함량은 Tawaha 등의 방법 [16]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 플레이트 리더는 700 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. Tube에 각 시료용액 100 μL와 Folin-Ciocalteu’s phenol 시약 100 μL, 증류수 900 μL를 첨가한 후 실온에서 3분 동안 방치하였다. 그 후 Na2CO3 (2 M) 200 μL를 첨가한 후 상온에서 1시간 동안 반응시킨다. 그 후 96-well plate에 100 μL씩 옮긴 후 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 Gallic acid를 이용하였으며 여기에서 얻은 검량선을 이용하여 총 페놀 함량을 계산하였다.

2.10. 총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드 함량은 Kim 등의 방법 [17]을 변형하여 측정하였다. 분석은 96-well plate에서 수행되었고 plate reader는 420 nm에서 흡광도를 측정하기 위해 사용되었다. 각 시료 용액 20 μL와 5% (w/v) NaNO2 20 μL, 10% (w/v) AlCl3·6H2O 140 μL 및 NaOH (1 M)을 첨가하여 37oC에서 20분 동안 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 quercetin 을 이용하였으며 여기에서 얻은 검량선을 이용하여 총플라보노이드 함량을 계산하였다.

2.11. 일차피부자극시험

본 시험은 시험대상자의 배경 및 병력조사 등의 검사를 통하여 피험자 선정기준에 적합하고 제외기준에 해당하지 않는 20-60세의 남성 또는 여성 30명 이상을 대상으로 실시하였다. 시험부위는 70% ethanol로 세척한 뒤 건조시켰다. 시험물질 20 μL를 등 부위에 24시간 첩포한 다음, 첩포 제거 20분 후 1차 평가, 24시간 후 2차 평가를 실시하였다. 피부 일차자극 반응도는 다음과 같이 PCPC Guidelines에 따라 평가하였다 (Table 1). 각 시험물질에 대한 피부반응 결과를 아래의 공식에 따라 평균 반응도를 계산하였다. 계산된 각 시험물질의 평균 반응도는 다음과 같이 판정하였다 (Table 2).

Table 1. 
Grading System for Skin Primary irritation Test
Grade Description of Clinical Observation
+1 Slight erythema
+2 Moderate erythema, possibly with barely perceptible edema at the margin, papules may be present
+3 Moderate erythema, with generalized edema
+4 Severe erythema with severe edema, with or without vesicles
+5 Severe reaction spread beyond the area of the patch

Table 2. 
Determination Criteria for Skin Primary Irritation [18]
Range of Response Judgement
0.00 ≤ R < 0.87 None to Slight
0.87 ≤ R < 2.42 Mild
2.42 ≤ R < 3.44 Moderate
3.44≤ R Severe

Response =ΣGrade ×No.of Responders  4Maximum Grade×nTotal Subjects  ×100×12
2.12. 통계처리

모든 실험은 3회 반복하여 측정하였고, 그 결과는 평균값 ± 표준편차로 나타냈다. Half maximal inhibitory concentration (IC50) 값은 비선형 회귀 알고리즘(SigmaPlot version 12.0)을 통해 계산되었다.


3. RESULTS AND DISCUSSION
3.1. DPPH 라디칼 소거능 측정

안정한 용액인 DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)는 자색을 띄는 수용성 free radical 로서 항산화물질을 만나면 환원되어 색이 탈색된다. 이 원리를 이용하여 항산화 물질을 검색하는데 이용되고 있다 [19]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 15.63 μg/mL-1000 μg/mL의 농도로 제조하여 DPPH 라디칼 소거활성을 측정한 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 대조군인 L-ascorbic acid의 IC50 값은 4.55 ± 0.034 μg/mL, WAL은 28.342 ± 2.012 μg/mL, WAB는 35.351 ± 1.070 μg/mL이다. 추출물이 L-ascorbic acid 보다는 효과가 약하지만 농도의존적으로 활성이 증가하며, WAL이 WAB보다 더 높은 항산화 활성을 보이고 있다. A. sellowiana의 과일에는 비타민C와 같은 다양한 성분이 있어서 항산화 활성을 가지고 있다고 알려져 있다. 하지만 본 실험 결과에 따르면 과일뿐만 아니라 잎, 가지 추출물에도 항산화 활성이 있음을 보여준다 [20].


Fig. 1. 
DPPH radical scavenging activities of (a) L-ascorbic acid and (b) hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB).

The appropriate amount of ascorbic acid was used as a positive control. Results are expressed as mean±SD of data obtained from three independent experiments.



3.2. ABTS 라디칼 소거능 측정

ABTS radical 소거활성은 DPPH radical과 같은 일종으로 DPPH는 free radical인데 반해 ABTS는 cation이라는 것에서 차이가 있다 [21]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 15.63 μg/mL-1000 μg/mL의 농도로 제조하여 ABTS radical의 소거활성을 측정한 결과를 Fig. 2에 나타내었다. 대조군인 L-ascorbic acid의 IC50 값은 2.732 ± 0.099 μg/mL, WAL은 11.045 ± 0.929 μg/mL, WAB는 13.459 ± 0.633 μg/mL이다. DPPH법에 의한 전자공여능에서 보다 우수한 항산화력을 보이고 있으며, 추출물의 활성은 L-ascorbic acid와 4-5배정도 차이나는 것으로 보아 유용한 기능성 소재로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.


Fig. 2. 
ABTS radical scavenging activities of (a) L-ascorbic acid and (b) hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB).

The appropriate amount of ascorbic acid was used as a positive control. Results are expressed as mean±SD of data obtained from three independent experiments.



이러한 결과는 파인애플 구아바를 제외한 다른 아열대 식물에서 우수한 항산화 활성이 보고된 연구결과와 유사하였다 [22].

3.3. DMPD 라디칼 소거능 측정

Dimethyl-4-phenylenediamine이 적합한 산화제 용액의 존재하에 있을 때, 착색된 라디칼 양이온이 형성되며, 항산화물질을 만나면 환원되어 색이 탈색되는데 이 원리를 이용하여 항산화 물질을 검색하는데 이용되고 있다 [23]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 15.63 μg/mL-1000 μg/mL의 농도로 제조하여 DMPD radical의 소거활성을 측정한 결과를 Fig. 3에 나타내었다. 대조군인 L-ascorbic acid의 IC50 값은 4.116 ± 0.092 μg/mL, WAL은 133.142 ± 6.371 μg/mL, WAB는 80.069 ± 3.949 μg/mL이다. 추출물이 L-ascorbic acid 보다는 효과가 약하지만 농도의존적으로 활성이 증가하며, WAB가 WAL보다 더 높은 항산화 활성을 보이고 있다.


Fig. 3. 
DMPD radical scavenging activities of (a) L-ascorbic acid and (b) hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB).

The appropriate amount of ascorbic acid was used as a positive control. Results are expressed as mean±SD of data obtained from three independent experiments.



3.4. Ferrous-ion chelating 효과 측정

Ferrozine은 Fe2+와 복합체 형성하여 붉은색을 띠게 되는데 이 때 시료 중에 킬레이트 효과를 가진 물질이 존재하면 Fe2++ferrozine 복합체 형성을 방해하여 발색이 저해된다 [24]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 15.63 μg/mL-1000 μg/mL의 농도로 제조하여 소거활성을 측정한 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 대조군인 EDTA의 IC50 값은 121.283 ± 2.857 μg/mL, WAL과 WAB는 1000 μg/mL 이상이다. 추출물이 EDTA 보다는 효과가 약하지만 농도의존적으로 활성이 증가하며, WAL이 WAB보다 더 높은 항산화 활성을 보이고 있다.


Fig. 4. 
Fe2+ ion chelating activities of (a) EDTA and (b) hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB).

The appropriate amount of EDTA was used as a positive control. Results are expressed as mean±SD of data obtained from three independent experiments.



3.5. Cupric reducing antioxidant capacity (CUPRAC) 측정

구리이온 환원력의 활성을 흡광도로 측정하여 항산화 물질을 검색하는 실험이다 [25]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 15.63 μg/mL-1000 μg/mL의 농도로 제조하여 소거활성을 측정한 결과를 Fig. 5에 나타내었다. 대조군인 L-ascorbicacid는 100 μg/mL에서의 흡광도는 4.2, WAL와 WAB는 1000 μg/mL에서의 훔광도는 각각 4.1, 3.9이다. 추출물이 L-ascorbic acid 보다는 효과가 약하지만 농도의존적으로 활성이 증가하며, WAL이 WAB보다 구리이온 환원력이 더 높다.


Fig. 5. 
Cupric Reducing Antioxidant Capacity of (a) L-ascorbic acid and (b) hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB).

The appropriate amount of ascorbic acid was used as a positive control. Results are expressed as mean±SD of data obtained from three independent experiments.



3.6. 환원력 측정

Reducing power assay는 Fe3+에서 Fe2+로 환원되는 환원력을 측정하는 방법이다 [26]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 15.63 μg/mL-1000 μg/mL의 농도로 제조하여 소거활성을 측정한 결과를 Fig. 6에 나타내었다. 대조군인 L-ascorbic acid 100 μg/mL에서의 흡광도는 1.8, WAL과 WAB는 1000 μg/mL에서 1.4이다. 추출물이 L-ascorbic acid 보다는 효과가 약하지만 농도의존적으로 활성이 증가하였다.


Fig. 6. 
Reducing power of (a) L-ascorbic acid and (b) hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB).

The appropriate amount of ascorbic acid was used as a positive control. Results are expressed as mean±SD of data obtained from three independent experiments.



3.7 FRAP (Ferric-reducing antioxidant power) 측정

FRAP value의 측정은 비교적 최근에 개발된 항산화능을 측정하는 방법으로 낮은 pH에서 환원제에 의해 ferric tripyridyltriazine(Fe3+-TPTZ) 복합체가 파란색의 ferrous tripyridyltriazine(Fe2+-TPTZ)으로 환원되는 원리를 이용한 것이다 [27]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 제조하고, FeSO4를 표준물질로 하여 추출물의 ferric의 소거능을 표준곡선에 준해 환산하여 측정한 결과를 Table 3에 나타내었다. 추출물이 L-ascorbic acid 보다는 효과가 약하지만, FRAP 활성을 가지고 있으며 WAB가 WAL 보다 환원력이 더 높다.

Table 3. 
FRAP values of hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB) and L-ascorbic acid
L-ascorbic acid WAL WAB
mmol Fe2+/g 3.438 ± 0.111 0.203 ± 0.042 0.212 ± 0.085

3.8. 총 페놀 및 플라보노이드 함량 측정

페놀 함량 측정은 Folin-reagent가 추출물에 함유되어 있는 polyphenol 성분으로 인해 몰리브덴 청색으로 환원되는 원리를 이용하여 실험한 결과는 Table 4와 같이 나타내었다 [28]. 본 연구에서 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 증류수에 녹여 제조하고, Gallic acid를 표준물질로 하여 추출물의 페놀 함량을 표준곡선에 준해 환산하여 측정한 결과 WAL에서는 52.011 ± 1.035 mg GAE/g, WAB에서는 54.472 ± 1.085 mg GAE/g 만큼 함유되어 있다. 이전 연구에 의하면 아열대 식물인 석류, 파인애플, 용과, 그린키위, 파파야, 옐로우망고에 비해 A. sellowiana 잎, 가지에는 약 10배정도 더 많이 함유되어 있다 [22].

Table 4. 
Total phenolic contents, flavonoid contents of hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB)
WAL WAB
mg GAE1)/g 52.011 ± 1.035 54.472 ± 1.085
mg QE2)/g 142.403 ± 1.443 80.848 ± 2.583
1) Gallic acid equivalent
2) Quercetin equivalent

플라보노이드 함량 측정은 추출물에 함유되어 있는 flavonoid 성분이 강한 산화제에 의해서 노란색으로 변하게 되는 원리를 이용하여 실험한 결과는 Table 4와 같이 나타내었다 [28]. Quercetin를 표준물질로 하여 추출물의 플라보노이드 함량을 표준곡선에 준해 환산하여 측정한 결과 WAL에서는 142.403 ± 1.443 mg QE/g, WAB에서는 80.848 ± 2.583 mg QE/g로 WAL에 더 많은 양이 함유되어있는 것으로 나타났다.

WAL과 WAB의 페놀 함량을 비교했을 때 비슷하지만, 플라보노이드 함량은 WAL에 더 많이 함유되어있었다. 플라보노이드는 항산화 물질로 널리 알려져 있으며 [29], 그에 따라 대부분의 항산화 실험에서 WAL의 활성이 우수했다.

3.9. 일차피부자극시험

농도 100 μg/mL의 A. sellowiana의 부위별 열수추출물을 24시간 patch test 첩포한 다음, 첩포 제거 20분 후 1차평가, 24시간 후 2차평가를 실시하였다 (Table 5). 시험결과 WAL에서 1명의 피험자가 +1 grade의 자극반응을 보였다. 따라서 일차 자극 측면에서 본 시험물질은 저자극 범주의 물질로 판단된다. WAB에서는 자극반응이 관찰되지 않았다. 따라서 일차자극 측면에서 본 시험물질은 저자극 범의 물질로 판단된다.

Table 5. 
Results ofHuman Skin Primary Irritation Test of hot-water extracts of A. sellowiana leaves (WAL) and branches (WAB). (n = 34)
No Test sample No. of
Responder
24hr 48hr Reaction Grade
+1 +2 +3 +4 +1 +2 +3 +4 24h 48h Mean
1 WAL 1 1 - - - - - - - 0.7 0.0 0.4
2 WAB 0 - - - - - - - - 0.0 0.0 0.0


4. CONCLUSION

본 연구에서는 A. sellowiana의 부위별 열수추출물의 항산화 활성과 일차피부자극을 분석하였다. WAL, WAB는 모든 항산화 실험에서 활성이 농도의존적으로 증가하였다, 또한 총 페놀 및 플라보노이드 함량 분석 결과 플라보노이드는 WAB보다는 WAL에 더 많이 함유되어있다. 이 결과는 대부분의 항산화 실험에서 WAB보다는 WAL의 항산화능이 더 우수했던 결과를 뒷받침한다 [29].

또한, A. sellowiana가 화장품에 원료로 사용될 수 있는지 알아보기 위하여 인체피부 일차자극 실험을 진행하였다. 그 결과 WAL의 경우 저자극 범주의 물질로 나왔으며, WAB의 경우에는 피부자극이 발견되지 않았다. 따라서 A. sellowiana의 추출물은 항산화제로서 향후 피부에 사용할 수 있는 천연소재로의 가능성이 있음을 시사한다.


Acknowledgments

본 연구는 중소벤처기업부가 지원하는 기술 개발 프로그램 (S2707107)의 지원을 받았다.


REFERENCES
1. Kwak, T. S., J. H. Ki, Y. E. Kim, H. M. Jeon, and S. J. Kim (2008). A Study of GIS Prediction Model of Domestic Fruit Cultivation Location Changes by the Global Warming -Six Tropical and Subtropical Fruits. J. Korea spatial inform. sys. soc. 10: 93-106.
2. Kim, C. Y., Y. H. Kim, S. H. Han, and H. C. Ko (2019) Current Situations and Prospects on the Cultivation Program of Tropical and Subtropical Crops in Korea. Korean J. Plant Res. 32: 45-52.
3. Lapcik, O., B. Klejdus, L. Kokoska, M. Davidovac, K. Afandi, V. Kuban, and R. Hampl (2005) Identification of isoflavones in Acca sellowiana and two Psidium species (Myrtaceae). Biochem. Sys. Ecol. 33: 983-992.
4. Vuotto, M. L., A. Basile, V. Moscatiello, P. De Sole, R. Castaldo-Cobianchi, E. Laghi, M. T. L. Ielpo (2000) Antimicrobial and antioxidant activities of Feijoa sellowiana fruit. Int. J. Antimicrob. Agents 13: 197-201.
5. Frangi, J. L., and A. E. Lugo (1985). Ecosystem dynamics of a subtropical floodplain forest. Ecol. Monogr. 55: 351-369.
6. Simirgiotis, M. J., S. Adachi, S. To, H. Yang, K. A. Reynertson, M. J. Basile, R. R. Gil, I. B. Weinstein, E. J. Kennelly (2008) Cytotoxic chalcones and antioxidants from the fruits of Syzygium samarangense (Wax Jambu). Food chem. 107: 813-819.
7. Park, S. H., C. H. Cho, and B. Y. Ahn (2007) A study on the application of Gastrodiae rhizoma for food stuffs-Effects of Gastrodiae rhizoma on the regional cerebral blood flow and blood pressure. J. East Asian Soc. Diet. Life 17: 554-562.
8. Rhim, T. J. (2013) In vitro Antioxidant Activity of Sanguisorbae Radix Ethanol Extracts Korean J. Plant Res. 26: 149-158.
9. Blois, M. S. (1958) Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature 181: 1199-1200.
10. Re, R., N. Pellegrini, A. Proteggente, A. Pannala, M. Yang, and C. Rice-Evans (1999) Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Bio. Med. 26: 1231-1237.
11. Fogliano, V., V. Verde, G. Randazzo, and A. Ritieni (1999) Method for measuring antioxidant activity and its application to monitoring the antioxidant capacity of wines. J. Agric Food Chem. 47: 1035-1040.
12. Dinis, T. C., V. M. Madeira, and L. M. Almeida (1994). Action of phenolic derivatives (acetaminophen, salicylate, and 5-aminosalicylate) as inhibitors of membrane lipid peroxidation and as peroxyl radical scavengers. Arch Biochem Biophys. 315: 161-169.
13. Apak, R., K. Güçlü, M. Özyürek, S. E. Karademir (2004) Novel total antioxidant capacity index for dietary polyphenols and vitamins C and E, using their cupric ion reducing capability in the presence of neocuproine: CUPRAC method. J Agric Food Chem. 52: 7970-7981.
14. Yildirim, A., A. Mavi, and A. A. Kara (2001) Determination of antioxidant and antimicrobial activities of Rumex crispus L. extracts. J Agric Food Chem. 49: 4083-4089.
15. Jeong, J. W., Y. C. Lee, S. W. Jung, and K. M. Lee (1994) Flavor components of citron juice as affected by the extraction method. Korean J. Food Sci. Technol. 26: 709-712.
16. Tawaha, K., F. Q. Alali, M. Gharaibeh, M. Mohammad, and T. El-Elimat (2007) Antioxidant activity and total phenolic content of selected Jordanian plant species. Food chem. 104: 1372-1378.
17. Kim, I. S., M. R. Yang, O H. Lee, and S. N. Kang (2011) Antioxidant activities of hot water extracts from various spices. Int J Mol Sci. 12: 4120-4131.
18. An, S. M., H. Ham, E. J. Choi, M. K. Shin, S. S. An, H. O. Kim, and J. S. Koh (2014) Primary irritation index and safety zone of cosmetics: retrospective analysis of skin patch tests in 7440 Korean women during 12 years. Int J Cosmet Sci. 36: 62-67.
19. Ancerewicz, J., E. Migliavacca, P. A. Carrupt, B. Testa, F. Brée, R. Zini, J. P. Tillement, S. Labidalle, D. Guyot, A. M. Chauvet-Momges, A. Crevat, and A. L. Ridant (1998) Structure–property relationships of trimetazidine derivatives and model compounds as potential antioxidants. Free Radical Biol. Med. 25: 113-120.
20. Canhoto, J. M., G. S. Cruz (1996). Feijoa sellowiana Berg (pineapple guava). Biotechnol. in Agri. Forestry 35: 155-171.
21. Song, W. Y., S. J. Byeon, and J. H. Choi (2015) Anti-oxidative and anti-inflammatory activities of Sasa borealis extracts. J. Agri. & Life Sci. 49: 145-154.
22. Chung, H. J. (2015) Comparative study of antioxidant activity of imported tropical and subtropical fruits. Korean J. Food Preserv. 22: 577-584.
23. Asghar, M. N., I. U. Khan, M. N. Arshad, and L. Sherin (2007) Evaluation of Antioxidant Activity Using an Improved DMPD Radical Cation Decolorization Assay. Acta Chim. Slov. 54: 295-300
24. Kim, E. M., and S. I. Won (2009) Functional composition and antioxidative activity from different organs of Native Cirsium and Carduus Genera. Korean J. Food Cook. Sci. 25: 406-414.
25. Rhim, T. J., M. Y. Choi, and H. J. Park (2012) Antioxidative Activity of Rumex crispus L. Extract. Korean J. Plant Res. 25: 568-577.
26. Kim. D. B., G. H. Shin, J. S. Lee, O. H. Lee, and I. J. Park (2014) Antioxidant and Nitrite Scavenging Activities of Acanthopanax senticosus Extract Fermented with Different Mushroom Mycelia. Korean J. Food Sci. Technol. 46: 205-212.
27. Kim, K. H., H. J. Kim, M. W. Byun, and H. S. Yook (2012) Antioxidant and Antimicrobial Activities of Ethanol Extract from Six Vegetables Containing Different Sulfur Compounds. J Korean Soc Food Sci Nutr 41: 577-583.
28. Hwang, J. S., B. H. Lee, A. Xiangxue, H. R. Jeong, Y. E. Kim, I. Lee, H. Lee, and D. O. Kim (2015) Total Phenolics, Total Flavonoids, and Antioxidant Capacity in the Leaves, Bulbs, and Roots of Allium hookeri. Korean J. Food Sci. Technol. 47: 261-266.
29. Lee, J. H., and Y. K. Lee (2019) Anticancer Effect and Immunomodulatory Activity of Flavonoids and Their Mechanism. J Korean Soc Food Sci Nutr 48: 783-801.