복분자로 배양된 표고버섯 균사체 추출물의 항암 및 항산화 효과 검증 = Verification of Effects for Anticancer and Antioxidation of Extracts from Lentinus edodes Mycelia Cultivated through Rubus coreanus miquel

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 다양한 약리성분과 항산화물질을 비롯한 항암 물질이 많이 함유되어 있는 복분자와 복분자로 배양된 표고 균사체 제조와 생리활성기능에 관한 연구로써, 이를 이용한 가공식품과 기능성 식품소재의 개발 및 이용을 위한 방안을 제시하고자 유용성분 분석 및 각 추출물의 항산화성, 항암성 등 생리활성에 관하여 조사하고자 하였다.
1. 복분자의 일반성분 측정결과 수분, 회분, 조지방, 조단백질, 탄수화물이 11.75%, 6.06%, 4.02%, 5.12%, 73.03%의 함량을 나타내었으며, 복분자 균사체는 5.95%, 6.70%, 5.41%, 6.98%, 74.93%로 수분과 조단백질에서 함량의 차이를 나타내었다. 유리당 측정 결과 복분자는 fructose, glucose, maltose, sucrose, lactose가 각각 4.3432%, 4.4290%, 0.182%, 1.446%, 0.250%의 함량을 나타내었으며, 복분자 균사체는 0.4189%, 0.4084%, 0.0310%의 함량을 나타내어 복분자의 유리당이 균사체배양 시 영양원으로 사용됨을 알 수 있었다. 비타민 C의 함량 측정 결과 복분자는 3.12 mg/100g, 복분자 균사체는 1.25 mg/100g으로 균사체 배양 시 다소 감소하는 것을 볼 수 있었다. 당도와 pH 측정 결과는 복분자와 복분자 균사체가 각각 6.4 brix, 5.7 brix로 측정되었으며, pH는 4.99, 4.40으로 나타내었다. 무기질 측정 결과 복분자와 복분자 균사체에서 칼륨이 1,069 mg/100g, 961 mg/100g으로 가장 많은 함량을 나타내었으며, 다음으로 Ca, Mg, Fe의 순으로 높은 함량을 나타내었다.
2. 항산화 효과 측정 결과 복분자에서의 총폴리페놀 함량은 6,767 mg/100g, 복분자 균사체 6,663 mg/100g로 비슷한 양상을 나타내었다. 전자공여능 측정결과 열수 추출물의 경우 복분자는 300, 600, 900 ppm에서 69, 72, 73%의 전자공여능을 보였으나, 복분자 균사체 열수 추출물에서는 모든 농도에서 그보다 다소 낮은 50%대의 전자공여능을 나타내었다. 에탄올 추출물에서는 300 ppm에서는 복분자가 68%, 복분자 균사체가 65%의 전자공여능을 나타내다가 600 ppm부터는 복분자가 67, 복분자 균사체가 73%로 균사체를 먹인 군에서 더 높은 전자공여능을 나타내었으며, 복분자와 복분자 균사체 모든 군을 통틀어 복분자 균사체 에탄올 추출물에서 가장 높은 전자공여능을 나타내었다. 복분자 열수 추출물의 SOD 유사활성은 최고 농도에서 8%대의 낮은 농도를 나타낸 반면, 복분자 균사체는 4배가 넘는 33%의 SOD 유사활성을 나타내었다. 에탄올 추출물의 경우에도 300 ppm 농도에서 복분자는 0.7%, 복분자 균사체는 상대적으로 높은 15%의 유사활성을 나타내었다.
3. 유방암 세포의 증식억제능을 측정한 결과 복분자 열수추출물에서는 500 ppm에서 28%, 1,000 ppm에서 29%로 농도에 따른 차이를 나타내지 않았으나, 복분자 균사체 열수추출물에서는 500 ppm에서 30%, 1,000 ppm에서 39%의 다소 높은 증식억제능을 나타내었다. 에탄올 추출물에서는 복분자와 복분자 균사체에서 100 ppm에서는 14%와 9%의 미비한 증식 억제능을 나타내었으나, 500 ppm에서부터는 복분자 균사체군에서 20%의 증식억제능을 나타내었다. 유방암에 대한 세포 증식 억제능을 실험한 결과 복분자 추출물보다는 복분자에 균사체를 먹인 추출물이 각 열수추출물과 에탄올 추출물에서 모두 다소 높은 증식억제 효과를 나타내었다. 자궁경부암의 세포증식 억제능을 측정한 결과 열수추출물의 경우 복분자에서는 500 ppm에서 30%, 1,000 ppm에서 42%의 증식 억제율을, 복분자균사체의 경우 500 ppm에서 40%, 1,000 ppm에서 50%로 높은 증식 억제율을 나타내었다. 에탄올 추출물의 경우는 500 ppm에서 복분자가 17%, 복분자균사체가 19%로 낮은 증식억제율을 나타내었으며, 1,000 ppm에서는 복분자가 29%, 복분자 균사체가 33%의 증식 억제율을 나타내었다. 자궁경부암 세포의 증식 억제능을 관찰한 결과 열수추출물과 에탄올 추출물 모두 복분자보다는 복분자 균사체군에서 더 높은 세포 증식 억제능을 나타내었다.
이상의 결과로 볼 때 복분자와 복분자 균사체가 다양한 유효성분을 함유하고 있었으며, 열수와 에탄올추출물에서 항산화 효과 측정 시 모든 군에서 높은 항산화효과를 확인 할 수 있었다. 항암실험에서도 세포증식 억제능을 나타내었다. 따라서 기존의 복분자 제품과 차별화된 복분자 표고균사체로 기능성 식품소재로서의 이용 가능성을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research is in regard to Rubus coreanus miquel which contains a lot of anticancer substances such as various medical ingredients and an anti-oxidation substance, and is intended to analyze useful ingredients and examine physiological activity of individual extracts, such as quality of anti-oxidation and anti-cancer, and so forth, in order to suggest plans to develop and take advantage of processed food and functional food materials using Rubus coreanus miquel.
1. From the results of measuring general ingredients of Rubus coreanus miquel, water, ash, crude fat, crude protein and carbohydrate content was showed respectively as 11.75%, 6.06%, 4.02%, 5.12% and 73.03%, and in Rubus coreanus miquel mycelia, there was a difference in content of water and crude protein as 5.95%, 6.70%, 5.41%, 6.98% and 74.93%. From the results of measuring free sugar, each of fructose, glucose, maltose, sucrose and lactose content in Rubus coreanus miquel indicated 4.3432%, 4.4290%, 0.182%, 1.446% and 0.250%, and in Rubus coreanus miquel mycelia, the content showed 0.4189%, 0.4084% and 0.0310%, which showed that free sugar in Rubus coreanus miquel could be used as nutritional source when cultivating mycelia. From the results of measuring vitamin C content, Rubus coreanus miquel had 3.12 mg/100g and Rubus coreanus miquel mycelia had 1.25 mg/100g, which showed decrease to some degree when mycelia were cultivated. From the results of measuring sugar content and pH, each of Rubus coreanus miquel and Rubus coreanus miquel mycelia indicated 6.4 brix, 5.7 brix in sugar content and 4.99, 4.40 in pH. From the results of measuring inorganic matters, kalium content was the highest as 1,069 mg/100g and 961 mg/100g followed by Ca, Mg and Fe in Rubus coreanus miquel and Rubus coreanus miquel mycelia.
2. From the results of measuring the effect of anti-oxidation, total polyphenol content of Rubus coreanus miquel showed 6,767 mg/100g which was similar to that of Rubus coreanus miquel mycelia as 6,663 mg/100g. From the results of measuring electron donating activity, in hydrothermal extracts, Rubus coreanus miquel showed 69%, 72% and 73% of electron donating activity at 300ppm, 600ppm and 900ppm, however, in hydrothermal extracts of Rubus coreanus miquel mycelia, they showed around fifty percent of electron donating activity at all thickness, which was rather lower than that of Rubus coreanus miquel. In ethanol extracts, each of Rubus coreanus miquel and Rubus coreanus miquel mycelia showed 68 and 65% of electron donating activity at 300ppm, from above 600ppm, each of Rubus coreanus miquel and Rubus coreanus miquel mycelia showed 67 and 73% of electron donating activity, which indicated that the group cultivated by mycelia had higher electron donating activity, and in all the groups of Rubus coreanus miquel and Rubus coreanus miquel mycelia, electron donating activity reached its highest degree in ethanol extracts of Rubus coreanus miquel mycelia. In extracts of Rubus coreanus miquel, SOD-like activity showed low thickness around 8% at maximum density, on the other hand, in Rubus coreanus miquel mycelia, it showed 33% of SOD-like activity which was over three times than that of hydrothermal extracts of Rubus coreanus miquel. In the case of ethanol extracts, at the thickness of 300 ppm, Rubus coreanus miquel mycelia showed 15% of SOD-like activity, which was relatively higher than 0.7% of Rubus coreanus miquel.
3. When the limit ability against the proliferation of breast-cancer cells was measured, the hydrothermal extract of Rubus coreanus miquel showed no difference according to its concentration as 28% at 500ppm and 29% at 1,000ppm. But, in the hydrothermal extract of Rubus coreanus miquel mycelia, it showed somewhat high limit ability against the proliferation as 30% at 500ppm and 39% at 1,000ppm. At ethanol extract, it showed slight limit ability against the proliferation of 14% and 9% at 100ppm at Rubus coreanus miquel and Rubus coreanus miquel mycelia. But from 500ppm, it showed 20% of limit ability against the proliferation at Rubus coreanus miquel mycelia group. At the experiment of limit ability against the proliferation of breast cancer cell, the extract of Rubus coreanus miquel mycelia showed rather higher effect than the extract of Rubus coreanus miquel in the effect of limitation of proliferation in both hydrothermal extract and ethanol extract. In the measurement of the limit ability against cell proliferation of uterine cervical cancer, in hydrothermal extract, it showed limit rate of the proliferation of 30% at 500ppm and 42% at 1,000ppm in Rubus coreanus miquel and it showed high limit rate of the proliferation of 40% at 500ppm and 50% at 1,000ppm in Rubus coreanus miquel mycelia. At ethanol extract, it showed low limit ability against proliferation as 17% at Rubus coreanus miquel and 19% at Rubus coreanus miquel mycelia in 500ppm, and 29% at Rubus coreanus miquel and 33% at Rubus coreanus miquel mycelia in 1,000pm. When the limit ability against the proliferation of uterine cervical cancer, both hydrothermal extract and ethanol extract showed higher limit ability against the proliferation of cells in Rubus coreanus miquel mycelia than in Rubus coreanus miquel.
From the results above, it was proved that Rubus coreanus miquel and Rubus coreanus miquel mycelia contained various effective ingredients and all the groups had high effect of anti-oxidation when measuring the effect of anti-oxidation in hydrothermal and ethanol extracts. Restraint in multiplication of cells was found in experiment on anti-cancer as well. Therefore, it could be proved that Rubus coreanus miquel mycelia, which was different from existing products of Rubus coreanus miquel had a possibility to be used as functional food materials.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 4
• 1. 재료 = 4
• 2. 복분자 균사체배양 = 4
• 3. 복분자와 복분자 균사체 유용성분 분석 = 5
• 1) 일반성분 분석 = 5
• (1) 수분 정량 = 5
• (2) 조회분 정량 = 5
• (3) 조지방 정량 = 5
• (4) 조단백질 정량 = 5
• (5) 탄수화물 정량 = 5
• 2) 유리당 정량 = 6
• 3) 비타민C 정량 = 7
• 4) pH, Brix 측정 = 8
• 5) 무기질 정량 = 8
• 4. 복분자와 복분자 균사체 추출물 제조 = 10
• 5. 복분자와 복분자 균사체의 항산화 효과 = 11
• 1) 총 폴리페놀 정량 = 11
• 2) 전자공여능(Electron donating ability)측정 = 11
• 3) Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 측정 = 12
• 6. 복분자와 복분자 균사체 추출물의 암세포 성장 억제 효과 = 13
• 1) 실험 재료 = 13
• 2) 암세포 증식억제 효과 = 13
• 7. 통계처리 = 13
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 14
• 1. 일반성분 = 14
• 2. 유리당 정량 = 15
• 3. 비타민 C 함량 = 16
• 4. 당도 및 pH 측정 = 17
• 5. 무기질 함량 = 18
• 6. 복분자와 복분자 균사체의 항산화 효과 = 20
• 1) 총 폴리페놀 정량 = 20
• 2) 전자공여능(Electron donating ability) = 21
• 3) Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 = 23
• 7. 복분자와 복분자 균사체의 암세포 성장억제 효과 = 25
• 1) 유방암 세포(MCF-7 cell)에 미치는 영향 = 25
• (1) 유방암 세포의 형태변화 = 25
• (2) 유방암 세포 증식 억제능 = 30
• 2) 자궁경부암 세포(Hela cell)에 미치는 영향 = 32
• (1) 자궁경부암 세포의 형태변화 = 32
• (2) 자궁경부암 세포 증식 억제능 = 37
• Ⅳ. 참고문헌 = 39
• (초록) = 45
• (Abstract) = 47