<h1>결과 및 고찰</h1><h2>식물 추출물 제조 및 활성비교</h2><p>\( 80 \% \) 에탄올을 이용하여 \(20 \)가지의 허브 식물을 추출하였다. \( 80 \% \) 에탄올은 극성과 비극성의 성질을 모두 가진 양친매성 용매로, 에탄올 수용액의 형태는 식물체 내부로 침투가 용이하여 페놀성 물질의 추출에 유리한 특징을 가지고 있다. 추출액을 감압농축한 후 동결건조하고 DMSO에 \( 1 \mathrm{~mg} / \mathrm{mL} \)의 농도가 되도록 녹여 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 및 DPPH radical 소거활성을 측정하였다. 각 허브 원료로부터 에탄올 추출의 고형분 수율을 고려하여 총 폴리페놀과 총 플라보노이드의 함량을 Table \(2 \)에 표시하였다. Table \(2 \)에서 보는 바와 같이 총 폴리페놀 함량은 클러브, 타임, 로즈마리, 계피의 순으로 각각 \( 7.08\), \(6.90 \), \( 4.88\), \(3.35 \mathrm{~mg} \mathrm{~CAE} / 100 \mathrm{~g} \)을 나타냈으며, 총 플라보노이드 함량은 타임, 오레가노, 로즈마리, 클러브의 순으로 \( 1.71\), \(0.77\), \(0.80 \), \( 0.97 \mathrm{~mg} \mathrm{~NE} / 100 \mathrm{~g} \)을 나타냈다. 또한, DPPH radical 소거활성은 타임, 월계수 잎, 세이지, 클러브, 오레가노, 마조람, 바질, 계피, 로즈마리 추출물에서 \( 90 \% \) 이상의 높은 항산화 활성을 보였다. 총 플라보노이드 함량은 타임 추출물에서 가장 높았으며, 총 폴리페놀 함량 및 DPPH radical 소거활성도 타임 추출물에서 높은 수준을 보여 \(20\)가지 허브 식물 중 타임을 추출시료로, 플라보노이드를 추출 화합물로 선택하였다. 시판되는 \(6 \)종의 허브류 중에서 로즈마리 추출물의 폴리페놀 함량이 높다는 보고와 \(11 \)종의 허브 중 배초향, 페퍼민트 등의 DPPH radical 소거활성이 우수하다는 보고가 있다. 추출용매(열수 혹은 메탄올)와 시료의 차이에 의한 차이를 고려하더라도 폴리페놀이나 플라보노이드와 같은 생리활성 물질의 함량이 높은 추출물이 높은 항산화활성을 보인 것과 유사한 경향이었다.</p><h2>타임의 추출 조건 최적화</h2><p>타임 분말로부터 플라보노이드 추출을 위한 적절한 용매 선정을 위해 물과 순도 \( 99 \% \) 이상의 용매(에탄올, 메탄올, \( n \)-헥산)로 각각 타임 추출물을 제조하여 플라보노이드 함량을 분석하였다. 타임이 함유하고 있는 플라보노이드계 물질의 극성 및 비극성도를 고려하여 극성이 다른 세 용매를 사용하여 추출하였다. 그 결과 Fig. \(1\)에서 보는 바와 같이, 에탄올, 메탄올 및 \( n \)-헥산 추출물의 총 플라보노이드 함량은 \( 2.86 \pm 0.64\), \(2.09 \pm 0.30 \) 및 \( 10.09 \pm 1.24 \mathrm{~mg} \mathrm{~NE} / 100 \mathrm{~g} \)이었고, 물 추출물에서는 검출되지 않았다. 그러므로 총 플라보노이드 함량이 높은 용매인 \( n \)-헥산을 추출용매로 선정하였다. 플라보노이드의 추출에 고온의 물을 용매로도 사용하나 본 연구에서는 비교적 낮은 온도인 \( 25^{\circ} \mathrm{C} \)에서 추출하여 플라보노이드가 검출되지 않은 것으로 판단된다.</p><p>타임 분말로부터 \( n \)-헥산을 이용하여 플라보노이드를 추출하기 위한 최적의 조건을 찾기 위하여 반응표면분석법(RSM)을 사용하였다. 독립변수로서 추출온도 (\( \mathrm{X}_{1}\)), 시료농도 (\( \mathrm{X}_{2} \)) 및 추출시간 (\( \mathrm{X}_{3} \))을 선정하였고, 종속변수로서 총 플라보노이드 함량 (\( \mathrm{Y}_{1} \))을 선정하였다. 독립변수를 \(3 \)가지 범위 \( (-1,0,1) \)에서 \(20 \)가지 조건으로 추출실험을 실시하여 추출물의 총 플라보노이드 함량을 분석하였다. 독립변수의 최소값과 최대값은 식물 추출물의 스크리닝 실험 조건 및 용매의 끓는점을 고려하여 설정하였다. 그 결과 Table \(3\)에서 보는 바와 같이, 각 실험 조건에서 총 플라보노이드 함량은 \(3.73\)-\(7.41 \mathrm{~mg}\) \(\mathrm{NE}/100 \mathrm{g}\) 범위로 분석되었다. 다음 식은 각 추출조건에 따른 추출물의 총 플라보노이드 함량에 대한 반응표면 회귀식이다. \( \mathrm{Y}_{1}=+69.95-2.42 \mathrm{X}_{1}+9,03 \mathrm{X}_{2}+4.34 \mathrm{X}_{3}-3.61 \mathrm{X1}^{2}-9.55 \mathrm{X2}^{2}-4.74 \mathrm{X3}^{2}- 1.42 \mathrm{X}_{1} \mathrm{X}_{2}-1.75 \mathrm{X}_{1} \mathrm{X}_{3}-0.27 \mathrm{X}_{2} \mathrm{X}_{3} \)</p><p>\( n \)-헥산 추출물의 총 플라보노이드에 대한 회귀식의 상관관계 (\( \mathrm{R}^{2} \))는 \( 0.9011 \)로, \( 5 \% \) 이내의 수준에서 유의성이 인정되었다. ANOVA 분산분석으로 독립변수에 대한 종속변수의 상호관계를 확인한 결과, 독립변수 중에서 추출온도 (\( \mathrm{X}_{1} \))를 제외한 추출농도 (\( \mathrm{X}_{2} \))와 추출시간 (\( \mathrm{X}_{3} \))이 유의성이 있는 것으로 나타났다 (\( 5 \% \) 의 유의수준 이내). 능선분석 그래프를 통해 \(3\)가지 인자의 상호관계를 확인하였으며, 추출농도 (\( X_{2} \))가 \(0.50\)-\(1.63\%\)로 증가할수록 총 플라보노이드 함량이 유의성 있게 증가하는 것으로 확인되었다 (\( p<0.0003 \)). 추출시간 (\( \mathrm{X}_{3} \))은 \(30\)-\(193\)분으로 증가할수록 총 플라보노이드 함량이 유의적으로 증가하였다(\( p<0.0227 \)). 총 플라보노이드 함량에 대한 추출온도 (\( \mathrm{X}_{1} \))의 영향은 미미하였으나 추출 농도 (\( \mathrm{X}_{2} \))는 \( 1.63 \% \)까지 증가하여 총 플라보노이드 함량은 뚜렷하게 증가하는 경향을 보였다(Fig. \(2\)). 타임의 일종인 섬백리향에서 \( 75 \% \) 에탄올을 용매로 microwave를 이용한 항산화 성분의 추출조건 최적화에 관한 연구에서도 본 연구와 동일하게 플라보노이드 추출량의 추출시간은 \( 5 \% \) 유의수준에서 유의한 것으로 보고되었다.</p><h2>최적 추출조건 예측 및 검증</h2><p>타임으로부터 온도, 농도, 시간의 추출조건에 따른 총 플라보노이드 함량의 반응표면분석에서 예측된 총 플라보노이드 함량은 \( 7.05 \mathrm{~mg} \mathrm{~NE} / 100 \mathrm{~g} \)이었고, 이 때의 추출조건은 추출온도 \( 35.87^{\circ} \mathrm{C} \), 추출농도 \( 1.63 \% \), 추출시간 \( 192.28 \)분이었다. 예측된 조건으로 타임 \( n \)-헥산 추출물을 제조한 후 플라보노이드 함량을 분석한 결과 \( 6.79 \pm 0.46 \mathrm{~mg} \mathrm{~NE} / 100 \mathrm{~g} \)로 예측 값의 \( 96.3 \% \)를 나타내어 실험계획법에 의한 추출조건 최적화의 신뢰성이 검증되었다.</p><p>이상의 최적화된 조건에서 얻은 타임 \( n \)-헥산 추출물의 총 플라보노이드 함량은 Kwon 등의 연구에서 마이크로파 투입 조건에서 \( 75 \% \) 에탄올로 추출한 추출물에서의 함량(\(15.08 \mathrm{~mg} \mathrm{~NE} / 100 \mathrm{~g}) \)보다는 낮은 수치이나, 마이크로파를 사용하지 않은 열수추출물(\(80\)-\(100^{\circ} \mathrm{C}\), \(3.5 \)시간 추출)을 대상으로 한 연구에 비하면 크게 향상된 것이다. 또한 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 물론 항산화 활성 모두 높은 \( (+) \)의 상관관계를 나타낸 연구 결과와 유사한 결과이다. 결론적으로 본 연구에서 최적화한 추출 조건은 플라보노이드의 생산을 위한 타임의 용매추출 조건으로서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.</p>
DPPH 소거활성이 가장 높은 허브는 타임일까?
NO