당나귀 사골 효소 분해물의 항산화 활성 및 자외선으로부터 피부 세포보호 효과
Anti-oxidative Activity and Fibroblast Cell Protection Effect of Donkey Bone Hydrolysate Against Ultraviolet B
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본 연구는 당나귀 사골 추출물에 식품효소를 이용하여 3kDa 이하의 저분자 효소분해물로 분리하고 이들의 항산화 활성과 elastase 및 collagenase 억제 활성을 측정하고, 자외선(UVB)으로부터 피부섬유아세포 보호효과에 미치는 영향을 확인하기위해 실험을 실시 하였다. 당나귀 사골은 고온고압기(121℃, 1.5kgf/cm2)에서 1시간 동안 1, 2, 3차 추출하여 혼합 후 동결건조 하여 사용하였다. 동결 건조된 당나귀 사골 추출물은 FoodPro alkaline protease(A), Protease P(P), Protease M(M) 그리고 FoodPro alkaline protease+Protease P+Protease M(APM) 혼합효소를 1% 첨가하고 45℃에서 3시간 효소분해 하였다. 효소분해 후 3 kDa 이하로 분리하여 항산화 활성, elastase 및 collagenase 억제 활성 그리고 세포 보호효과를 측정하였다. 가수분해도는 유의적인 차이를 보이지 않았으며, DPPH와 ABTS 라디칼 소거능, FRAP은 LHDB-A와 M이 다른 처리구에 비해 유의적으로 높은 수치를 나타내었다. ORAC활성은 LHDB-M이 다른 처리구에 비해 가장 높은 활성을 보였다. Elastase, collagenase 억제 효과를 측정한 결과 LHDB-M이 각각 37.49, 64.84%로 가장 높은 억제 효과를 나타내었다. 항산화 활성과 elastase와 collagenase 억제 활성이 가장 높았던 LHDB-M을 선택하여 분자량 분포를 MALDI-TOF를 이용하여 측정하고, 피부섬유아세포를 이용하여 세포독성과 자외선 조사 후 세포생존율을 측정한 결과 LHDB-M은 3kDa 이하의 여러 가지 펩타이드로 구성되었으며, 세포독성은 모든 농도에서 유의적인 차이를 보이지 않아 세포독성을 나타내지 않았다. 또한 피부섬유아세포에 자외선(UVB)을 100mJ/cm2로 조사한 후 LHDB-M을 농도별로 처리한 결과, 자외선만을 조사한 대조구보다 모든 농도에서 유의적으로 세포생존율이 증가하여 세포 보호효과를 나타내었다. 따라서 본 연구결과, 당나귀 사골 추출물을 Protease M 효소를 이용하여 얻은 3kDa 이하의 저분자 효소분해물(LHDB-M)은 항산화 활성 및 피부 주름 억제 효과를 보여, 피부 건강증신 식품소재로 이용될 수 있을 것으로 사료되나 in vivo 실험을 통한 추가실험이 진행되어야 할 것으로 판단된다.
Abstract
Low molecular weight hydrolysates from donkey bone extracts (LHDB) was prepared with different food enzymes, and its antioxidative, elastase and collagenase inhibitory, and fibroblast cell protection effects against photoaging were evaluated. Gelatin from donkey bone was extracted three times at 121℃ for 1 h and was lyophilized. The lyophilized powder (5 g) was dissolved in 95 mL distilled water with 1% FoodPro alkaline protease (A), 1% Protease P (P), 1% Protease M (M) and a 0.3% A + 0.3% P + 0.3% M (APM) mixture and was hydrolyzed for 3 h at 45℃. After enzyme inactivation at 90℃ for 10 min, the LHDBs hydrolyzed by A, P, M, and APM were separated by centrifugal filtration and were lyophilized and marked as LHDB-A, LHDB-P, LHDB-M, LHDB-APM. The LHDB-M showed higher 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline–6- sulphonic acid (ABTS) radical scavenging activity, ferric reducing antioxidant power (FRAP) and oxygen radical absorbance capacity (ORAC) than the other treatments (p<0.05). The elastase inhibition effect (37.49%) of LHDB-M were significantly higher than those of the other treatments (9.97-34.18%). The viability of human fibroblast cells (Hs68) after UVB irradiation was significantly increased by LHDB-M, indicating that it can be used as an antioxidant or as a UVB stress protector. However, further in vivo studies should precede its usage in the bioactive compound industry.
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