석류껍질 추출분말의 활성성분은 무엇인가요?

석류 (Punica granatum L.) 또는 석류, 석류 또는 천장으로도 알려져 있는 석류는 Punicaceae에 속하는 목본식물이다.중국에서 널리 재배되고 있으며 풍부한 생육자원을 가지고 있다.의 개요 Materia Medica 레코드"라고도 알 려 져 있는 석류는 Tianjiang (天 浆), 설사, 멈 출 수 있는 혈액 정체를 해결, 갈증,하고 내부 없애 가열 한다."이 나무의 열매는 다양한 비타민, 미네랄, 유기산, 단백질 [1]이 풍부할 뿐만 아니라 페놀성, 플라보노이드 활성 성분도 풍부하게 함유하고 있다.석류폴리페놀은 석류에 함유된 수산화폴리페놀성 화합물의 합으로 그 함량은 석류껍질에 가장 많다.

석류껍질 추출분말 폴리페놀에는 주로 각종 화합물이 포함된다갈릭 탄닌 (gallic tannin), 엘라직 탄닌 (ellagic tannin), 엘라직 산 (ellagic acid), 클로로겐산 (chlorogenic acid), 갈릭 산 (gallic acid), 카테킨 (catechin), 에피카테킨 (epicatechin), 안토시아닌 (anthocyanin), 페룰릭 산 (ferulic acid), 케르세틴 (quercetin) [2] 등이 건조중량의 약 10~20%를 차지한다.석류껍질 폴리페놀에 항산화 [3-4], 항균 [5-6], 항암, 암 예방 [4,7], 동맥경화증 예방, 심혈관 질환 예방 [8-9] 등의 다양한 기능이 있다는 연구 결과가 있다.의약품, 노화방지 화장품 [10], 식품 등에 널리 쓰인다.본 글에서는 석류 껍질에 함유되어 있는 폴리페놀 활성 성분, 일반적으로 사용되는 분리 및 추출 방법, 그리고 이들의 약리학적 효과에 대한 연구 진행 과정을 살펴봄으로써 석류 껍질에 함유되어 있는 폴리페놀의 연구, 개발 및 응용에 참고가 될 수 있는 자료를 제공하고자 한다.

석류껍질 폴리페놀 1 종

폴리페놀성 화합물은 복잡하고 다양한 화학 구조를 가지고 있다.이들은 벤젠 고리를 기본 골격으로 하며, 벤젠 고리 위에 다수의 히드록시기 가 치환되어 있다.분자량 분포는 분자량이 낮은 단순 페놀부터 분자량이 수천 달톤 [11]인 중합 탄닌까지 광범위하다.천연 식물 폴리페놀의 존재 형태는 훨씬 더 복잡하기 때문에 많은 분류 방법이 있다.처음에 하슬람은 탄닌을 서로 다른 화학 구조 [12]를 기준으로 가수분해 가능한 탄닌과 응축된 탄닌 두 가지로 분류했다.식물성 폴리페놀이 대량으로 발견되면서 연구자들은 식물성 폴리페놀을 가수분해성 탄닌, 응축성 탄닌, 복합성 탄닌 [13]의 세 가지로 분류했다.석류에는 폴리페놀이 풍부한데 폴리페놀의 종류와 함량은 부위에 따라 다르다.석류 껍질에 들어있는 폴리페놀은 주로 플라보노이드와 탄닌 화합물이다.

탄닌 화합물 1.1

탄닌화합물은 가장 흔한 석류폴리페놀로서 석류의 부동한 부위에 부동한 정도로 분포되여있다.다른 부분과 비교하면 석류 껍질에 탄닌 함량이 약 10.4% [14]로 가장 높고, 푸니칼린과 푸니칼라긴이 주성분이다 [15].둘다 복잡하고 다양한 구조를 가진 가수분해 가능한 타닌으로 주로 엘라직산, 갈릭산, 갤로일-락톤으로 구성되어 있다.최근에는 석류껍질 폴리페놀의 이용가치가 깊이 연구되어 탄닌 화합물의 성분으로는 punicalin A, punicalin B, ellagic acid, ellagic acid rhamnoside (1-4), pyranoglucosides [16-17] 등이 많이 발견되었다.

1. 2 플 라보 노이 드

현재 석류 [18]에서 분리된 주요 플라보노이드는 플라본 (flavones), 플라보놀 (flavonols), 안토시아닌 (anthocyanin), 플라반 (flavan-3-ols)이다.석류의 껍질과 즙이 노랗고 붉은 것은 석류가 함유하고 있는 안토시아닌 때문이다.껍질에 들어 있는 안토시아닌 화합물의 종류와 함량은 과일 성숙도에 따라 변한다.숙성 과정 초기에 석류 열매의 주성분은 kaempferol, cyanidin 및 delphinidin 3,5-diglucosides 가 높은 비율을 차지하고 있다.열매가 성숙함에 따라 단당류 글리코시드의 함량은 계속 증가하여 최종적으로 이당류 글리코시드의 함량을 초과하게 된다.시아니딘 유도체가 익는 후기 단계의 주요 성분이다 [11].

1.3 유기산

Caffeic acid, protocatechuic acid, ferulic acid 및 o-coumaric acid는 석류 페놀 화합물의 유기산의 주요 성분이다.이외에도 클로로겐산, 네오클로로겐산, p-쿠마르산 등도 포함된다 [19].리궈수 [19]는 유기용매 추출법에서 protocatechuic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, ferulic acid, gallic acid 등의 다양한 페놀산 화합물을 검출하였다.

석류껍질 폴리페놀의 추출법 2

식물 폴리페놀을 추출하는 주요 방법으로는 열추출, 용매추출, 초음파보조추출, 마이크로파추출, 초임계 CO2 추출, 효소추출, 초고압추출 등이 있다.현재 석류껍질 폴리페놀을 추출할 때 가장 많이 사용되는 방법은 초음파 보조추출, 용매추출, 초임계 CO2 추출, 마이크로파 추출 등이 있다.폴리페놀의 추출속도를 높이고 추출률을 높이기 위해서는 추출물질에 따라 추출방법을 선택해야 한다.

2.1초음파 보조 추출법

초음파보조방법은 초음파를 이용하여 용매속에 캐비테이션을 생성하여 식물조직을 파열시키고 용매가 식물세포에 침투하여 그 활성성분을 용해시키도록 한다.초음파 보조 추출의 장점은 추출 효율이 높고, 활성 성분의 손상이 적으며, 고온이나 공기에 장시간 노출됨으로써 발생하는 추출물의 분해나 변색을 방지하는 것이다.알칼로이드 등 생리활성 성분을 추출하는 데 널리 사용되고 있다 [20-22].자오옌홍 [23]은 반응표면 방법론으로 석류 껍질에서 폴리페놀의 초음파 추출 과정을 최적화했다.추출시간 35분, 에탄올농도 59%, 초음파파워 90 W의 최적화된 조건에서 추출수율은 321 mg·g-1에 도달할 수 있다.또한 Wang Huabin [24]과 Jiao Shirong [25]은 초음파 보조 추출법의 공정 조건을 최적화하여 석류껍질 폴리페놀의 추출율을 각각 21.22%와 25.45%로 증가시켰다.

2.2 용매 추출법

용매추출법은 식물 조직에서 활성 성분을 추출하는 방법으로, 용매에 들어있는 각종 활성 성분의 용해도를 기준으로 활성 성분에는 용해도가 높고 다른 성분에는 용해도가 낮은 용매를 선택하여 추출하는 방법이다 [26].식물 폴리페놀에 대한 용매 추출법은 간단하고 안정적이며 신뢰할 수 있으며, 중국 대부분의 한약재에서 활성 성분을 추출하는데도 적합합니다.그러나 유기용제의 소비량이 많고 원가가 높으며 오염이 심각하다.이 방법에서는 폴리페놀에 대한 용해성이 좋은 메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트 등을 용매로 많이 사용한다.부반응이 없고 분리가 쉽다.지아동영 [26]은 20% 에탄올을 용매로 사용하여 고체-액체 비율이 1:20 이고, 50 °C에서 1 h 동안 추출하여 폴리페놀 추출율은 22.86% 이었다.손랑평 [27]은 액상 대 물질 비율이 25:1인 50% 에탄올을 사용하고 70°C에서 1.5시간 동안 추출하였으며 폴리페놀 추출율은 16.28%였다.왕샤오위 [28]는 유기용매를 이용해 총 폴리페놀을 추출했을 때의 효과를 분석했다.그 결과 폴리페놀의 수율은 메탄올>에탄올 >물 >에 틸 아세 테이트.

초임계 CO2 추출 2.3

초임계유체 추출법은 시험할 물질에 대해 초임계유체를 용매 추출하여 분리하는 방법이다.이 방법은 거의 상온에서 작동되며 열에 민감한 천연 물질의 추출과 휘발성 물질의 분리에 특히 적합합니다.그것은 또한 고체 물질의 분리 및 추출에 적합합니다.일반적으로 사용되는 용매는 CO2로 낮은 점도, 높은 확산성, 고밀도, 강한 용해성 등의 우수한 특성을 가지고 있다.Feng W.Q. [29]는 석류껍질로부터 갈산을 초임계 CO2 추출, 초음파 추출, 마이크로파 추출, 담금질 추출로 추출한 결과, 추출물중의 갈산은 각각 0.396%, 0.311%, 0.271%, 0.498%로 나타났다.이상의 결과로부터 초임계 CO2 추출이 추출 효율이 더 높음을 알 수 있다.

2.4 마이크로파 추출법

마이크로파를 이용한 추출은'친환경 추출공정'으로 불리며 에너지 절약, 저공해, 고열효율, 건조 등 전처리가 필요 없는 등 장점이 많다.추출 과정을 단순화하고 투자를 줄일 수 있습니다.식물에서 알리자린을 추출하고 고분자 및 그 첨가제의 공정 모니터링 및 품질 관리를 수행하는 데 자주 사용됩니다.그러나, 그것의 장비는 비싸고 유지보수가 상대적으로 번거롭다.

도명 [30]은 석류껍질에서 폴리페놀을 추출하기 위한 세 가지 다른 추출법의 효율을 전자레인지 보조추출> 순으로 비교하였다.초음파 보조 추출>에탄올 추출이다.송웨이웨이 [31]는 최적화된 마이크로파 지원 추출 공정 조건 (40% 에탄올, 추출력 242 W, 시간 60초, 액체 대 고체 비율 1:5)을 이용하여 석류껍질 폴리페놀을 추출하여 19.54 g/100 g을 산출하였다.류홍 [32]은 30% 에탄올 농도, 1:20 고체-액체 비율, 300 W 추출력, 60 ℃ 추출온도, 100 s 추출시간 조건에서 26.91%의 석류껍질 폴리페놀의 추출수율을 얻었다.이 방법은 마이크로파를 이용한 폴리페놀의 추출이 빠르고 매우 효율적임을 보여준다.

석류 폴리페놀의 기능과 응용 3

폴리페놀은 원래 가죽 제조에 사용되었다.사람들이 계속하여 그들의 화학구조와 성질에 대해 깊이있게 연구함에 따라 그들은 강한 항산화효과와 항균효과가 있다는것을 발견하였다.이는 많은 질병에 대한 예방효과가 뚜렷하므로 식물성 폴리페놀은 식품공업, 생물의약, 가정화학품 및 기타 분야에서 널리 연구, 리용되고있다.예를 들어, 일부 전통 민족 약재에서는 석류 열매로 산증, 이질, 미생물 감염, 설사, 헬민티아시스, 출혈 및 호흡기 질환 치료에 사용되며, 식물 폴리페놀은 제6 영양소 [33]의 이름을 따서"제7 영양소"라고 불린다.

석류껍질 폴리페놀의 항산화 활성 3.1

조직이나 장기의 노화와 같은 많은 질병은 생물체의 대사에 의해 생성되는 활성산소와 관련이 있다.식물 폴리페놀에는 페놀성 하이드록시기가 다량 함유되어 있으며 강력한 항산화 활성을 나타낸다.따라서 석류껍질 폴리페놀의 항산화 활성 및 응용 연구가 각광받고 있다.저우벤홍 등 34명은 석류껍질 추출물이 인체에 미치는 활성산소의 해를 크게 줄일 수 있으며, 주요 항산화 성분이 탄닌과 플라보노이드임을 밝혔다.

한약재 1,000 종의 항산화 활성을 비교 조사한 결과, 석류껍질 추출물이 항산화 능력 상위 4위에 랭크되어, 폴리페놀이 석류껍질의 항산화 능력을 담당하는 주요 유효물질임을 확인하였다 [35].장취안 등 36명은 아세톤, 메탄올, 물, 에틸아세테이트로 각각 추출한 석류껍질 추출물이 항산화 활성이 높은 것으로 나타났다.추출물의 폴리페놀 함량은 항산화 활성과 밀접한 관계가 있었으며, 명확한 용량 효과 관계가 있었다.또한 Zhou Qiang 등 37)은 석류껍질 폴리페놀 추출물의 활성산소 소거능 및 세포 증식에 미치는 영향을 분석하였다.석류껍질 폴리페놀은 활성산소를 제거하는 능력이 강해 정상적인 신체 대사에서 생성되는 활성산소를 제거하는 천연 항산화제로 활용할 수 있다는 것이 이번 연구를 통해 밝혀졌다.또한 석류껍질 폴리페놀은 체외에서 PC12세포의 사멸을 유도하고 항암활성이 우수하다.

석류껍질 폴리페놀의 항균활성 3.2

폴리페놀은 미생물의 원형질체와 일부 효소를 응고시킴으로써 대부분의 세균과 곰팡이의 생장과 번식을 억제할수 있다.석류 껍질에 들어 있는 풍부한 폴리페놀은 시겔라, 살모넬라, 결핵균, 포도상구균, 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa), 대장균 (Escherichia coli), 뇌막염 (meningococci) 및 기타 박테리아와 같은 다양한 박테리아의 성장과 번식을 억제할 수 있습니다.[38] 또한 다양한 피부 곰팡이에도 일정한 억제 효과가 있다.[39] Martionol 등 40은 석류껍질 메탄올 추출물이 Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Yersinia enterocolitica 및 Salmonella enterica를 억제할 수 있다고 보고하였다.Lu Xueying 등 41)은 석류 껍질 총 폴리페놀의 활성 성분이 일반적인 임상 병원성 세균에 대해 상당한 광역 스펙트럼 억제 효과가 있으며, 일부 임상 약물 내성 병원성 세균에 대해서도 상당한 억제 효과가 있음을 보여주었다.또한 폴리페놀은 직접적으로 바이러스의 구조를 손상시키고 간접적으로 바이러스 복제를 억제하여 [41] 바이러스 활동을 막을 수 있다.

석류껍질 폴리페놀의 항암활성 3.3

식물 폴리페놀도 항무타겐의 일종으로 염색체 회복 능력을 향상시키고, 돌연변이체의 발암 효과를 감소시켜 신체 '의 면역 체계 및 종양 세포의 성장을 억제.석류 껍질에서 추출한 엘라기타닌과 그 가수분해물인 엘라기산은 항유방암 효과가 있다 [42].양빈 등 (43)은 MTI 및 Transwel 방법을 이용하여 석류껍질 폴리페놀 원액 추출물이 인체 자궁경부암 Hela 세포의 증식과 침범에 미치는 영향을 조사하였다.그 결과 석류껍질 폴리페놀 원유 추출물은 Hela 세포의 증식과 침입을 강하게 억제하였으며, 석류껍질 폴리페놀 원유 추출물의 농도가 증가할수록 억제율이 증가하였다.루슈잉 등 41)은 위암 세포주인 BGC-823, 자궁경부암 세포주인 Hela, 대장암 세포주인 SW-480에 각기 다른 방법을 사용하여 추출한 석류껍질 총 폴리페놀 추출물의 성장 억제율을 별도로 실험한 결과, 탄닌 함량이 높은 추출물이 암세포 억제 효과가 더 우수함을 확인하였다.또한 석류 주스와 분리된 껍질 추출물은 전립선암 세포에 중요한 항암 효과가 있다 [44].석류껍질 폴리페놀은 종양 치료를 위한 잠재적인 실험 약물로서 광범위한 응용 가치가 있음을 알 수 있다.

3.4기타 석류껍질 폴리페놀의 약용

3.4.1 심혈관질환 예방에 석류껍질 폴리페놀의 역할

석류껍질 추출물은 활성산소를 제거하는 기능을 가진 폴리페놀, 플라보노이드, 식물성 에스트로겐이 풍부하다.따라서 항산화작용이 강하여 혈전증을 예방하고 동맥벽에 있는 평활근세포의 증식을 억제하고 저혈증의 발생을 감소시킬수 있다.저밀도 지단백의 산화와 고밀도 지단백의 증가는 콜레스테롤 대사를 촉진하고, 몸을 감소 's 콜레스테롤 합성률, 혈중 지질과 간 지방을 감소시키고 혈액 류학을 개선하고 심혈관을 보호한다.따라서 뇌졸중, 동맥경화증, 관상동맥 심장병 등을 효과적으로 예방할 수 있다 [45].이외에도 석류껍질 폴리페놀은 항염증, 죽상경화 효과 [46]도 있다.

3.4.2 석류껍질 폴리페놀의 위장질환 예방 및 치료에 대한 역할

석류껍질에는 탄닌이 다량 함유되여있는데 단백질과 결합하면 단백질을 응고시키거나 침전시켜 국부적인 상처치유를 촉진하고 자극을 피면할수 있다.따라서 석류껍질 추출물은 출혈을 멈추고, 장을 수렴하며 설사를 치료할 수 있다 [41].석류껍질 추출물은 장내 기생충을 배출하는 역할도 할 수 있다.또한 동물실험 결과 석류껍질 추출물의 폴리페놀은 위점막을 어느 정도 보호하는 효과가 있어 위점막 병변의 발생을 감소시키고 약물과 알코올에 의한 위점막의 자극을 감소시켜 위궤양의 발생을 감소시키는 것으로 나타났다 [47].

3.4.3 석류껍질 폴리페놀은 편평사마귀를 치료할 수 있다

편평사마귀는 인유두종 바이러스 감염에 의해 생기는 양성 피부 성장이다.이들은 피부과에서 흔히 볼 수 있는 만성 난치성 질환이다.병에는 크게 내적치료와 외적치료 두가지가 있다.서양의학치료에는 일정한 부작용과 금기가 있다.현재 평형 사마귀에는 특별히 약이 없고, 일부 약은 가격이 비싸서 환자들이 경구용 한약을 지속하기 어렵다.때문에 외적치료의 효과성은 점차 더 두드러지고있다.석류껍질 폴리페놀에는 다양한 알칼로이드가 함유되어 있다.

항균 실험 결과 석류 껍질은 광범위한 항균 스펙트럼을 가지고 있으며 황색포도상구균, 용혈성 연쇄상구균, Vibrio cholerae, Shigella dysenteriae, Proteus mirabilis [48]에 상당한 억제 효과가 있는 것으로 나타났다.편평사마귀의 병변은 비교적 얕으며 대부분이 평탄한 부위에 노출되어 있어 뜨거운 압박, 습한 압박에 편리한 조건을 제공한다.덥고 습은 적용에 의해 만들 어진 석류 껍질을 압축 액체을 피부에 직접 사마귀, 흡수 할 수 있는 직접 적이고은 사용 하기 쉽다.경구 투여와 비교하여 환자에게 부담을 주는 것을 피할 수 '의 위장을하고 오심, 구토와 같은 부작용을 피한다 [49].왕리룡 [50]은 편평사마귀를 치료하는데 신선한 석류껍질로 만든 고온습윤압축제를 사용하였는데 상당한 치유효과를 거두었다.

3.4.4석류 껍질 폴리페놀촌충 기생병 치료를 위해

선태충증은 대장과 소장에 기생하는 각종 촌충이 일으키는 만성 기생충병으로 개의 건강을 심각하게 위협한다.장다이펀 [51]의 실험 연구에 따르면 석류 껍질은 촌충을 죽이는 효과가 강하며 지렁이의 근육에 작용하여 지속적으로 수축하게 할 수 있다.1:10,000 농도의 석류 알칼로이드 염산염을 사용하면 5~10분 내에 촌충을 죽일 수 있다.임상적으로는 알칼로이드와 탄닌의 결합이 더 좋은 탄저균 효과가 있다는 것이 증명되었는데, 탄닌은 알칼로이드를 불용성, 잘 흡수되지 않는 화합물로 만들어 장내 기생충을 억제하는 효과를 충분히 발휘할 수 있기 때문이다 [52].석류껍질은 가격이 저렴하고 부작용이 거의 없으며 알칼로이드가 풍부해 항균, 항바이러스 효과가 있고 면역체계를 강화할 뿐만 아니라 종양세포의 성장을 억제하거나 사멸을 유도한다.

4 결론

석류는 식용과일의 하나로 여러가지 질병을 치료하고 예방하는데 사용할수 있다.그들은 전 세계에서 널리 재배되고 있으며, 특히 중국에서 역사가 유구하고 풍부한 생식 자원을 가지고 있다.석류껍질 폴리페놀은 다양한 약효를 갖고있어 내분비계통, 소화계통, 생식계통, 심혈관계통의 질병을 효과적으로 치료할수 있다.또한 항균, 항바이러스, 항종양 효과 등 면에서 양호한 연구가치와 넓은 발전전망을 가지고 있습니다.그러나 아직까지 그 약리학적 연구가 불분명하고 일정한 한계가 있어 널리 이용되지는 못하고 있다.따라서 석류의 식물화학적 조성과 임상 응용에 대한 연구를 강화하여 석류의 약리학적 활성 성분을 더욱 해명하고 신약 개발에 좋은 기초를 마련할 뿐만 아니라 품질을 향상시키고 임상 약물의 안전성을 확보해야 한다.

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