잡곡 유래 에탄올 추출물 및 이의 유기용매 분획들의 항산화 활성 비교평가

Abstract

잡곡류의 항산화활성을 조사하기 위해 국내산 11종의 잡곡으로부터 80% 에탄올 추출물을 얻어 DPPH- 및 ABTS-라디칼 소거활성을 측정한 결과, 황금찰수수(Sorghum bicolor L. Moench cv. Hwanggeumchalsusu), 찰수수(Sorghum bicolor L. Moench cv. Chalsusu) 및 식용피(Echinochloa esculenta)의 에탄올 추출물이 다른 잡곡류의 에탄올 추출물에 비해 높은 라디칼 소거활성을 나타내었다. 이들 황금찰수수, 찰수수 및 식용피의 에탄올 추출물을 n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate 및 n-butanol로 분획하였을 때, 대부분의 라디칼 소거활성은 페놀성 화합물이 주로 함유되어 있는 것으로 나타난 ethyl acetate 분획과 butanol 분획에서 집중적으로 확인되었다. 특히, 황금찰수수의 ethyl acetate 분획과 butanol 분획의 라디칼 소거활성은 천연 항산화제인 <TEX>${\alpha}$</TEX>-tocopherol에 비해 더 높게 나타났다. 황금찰수수, 찰수수 및 식용피 유래의 ethyl acetate 분획과 butanol 분획은 지질 과산화를 저해하는 것으로 ferric thiocyanate (FTC)와 thiobarbituric acid (TBA) 방법에 의해 확인되었다. 황금찰수수, 찰수수 및 식용피 유래의 ethyl acetate 분획의 경우, tertiary-butyl hydroperoxide (TBHP) 처리에 의해 HL-60 세포에서 유도되는 에폽토시스 현상들 즉, sub-G1 세포 등장, <TEX>${\Delta}{\Psi}m$</TEX> 소실, caspase-9과 caspase-3의 활성화, 그리고 PARP와 lamin B의 분해 등을 저해하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 황금찰수수, 찰수수 및 식용피가 효율적인 항산화 활성을 지니고 있으며 산화적 손상에 의해 매개되는 에폽토시스를 억제할 수 있음을 보여준다. 아울러 이러한 연구결과들은, 황금찰수수, 찰수수 및 식용피가 산화적 스트레스로부터 세포를 보호하는 항산화 식이소재가 될 수 있음을 시사한다. To examine the antioxidant activities of 11n selected miscellaneous cereal grains (proso millet, yellow glutinous proso millet, hwanggeumchal sorghum, glutinous sorghum, white glutinous sorghum, yellow glutinous foxtail millet, nonglutinous foxtail millet, green glutinous foxtail millet, golden foxtail millet, barnyard millet, and adlay), the free radical-scavenging activities of 80% ethanol extracts of the individual grains were investigated using 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazl (DPPH) and 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) methods. The ethanol extracts of hwanggeumchal sorghum, glutinous sorghum, and barnyard millet grains exhibited more potent free radical-scavenging activities as compared to the other grains. When these three ethanol extracts were sequentially fractionated with n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate, and n-butanol, the majority of the antioxidant activities were detected in the ethyl acetate and butanol fractions in which phenolic ingredients were abundant. The ethyl acetate and butanol fractions of hwanggeumchal sorghum and the ethyl acetate fraction of glutinous sorghum showed higher antioxidant activity than that of <TEX>${\alpha}$</TEX>-tocopherol. Both ferric thiocyanate (FTC) and thiobarbituric acid (TBA) methods demonstrated that these organic solvent fractions could inhibit lipid peroxidation. The ethyl acetate fractions from hwanggeumchal sorghum, glutinous sorghum, and barnyard millet grains could suppress tertiary-butyl hydroperoxide (TBHP)-induced apoptotic events, including sub-G1 peaks, <TEX>${\Delta}{\Psi}m$</TEX> loss, activation of caspase-9 and caspase-3, and cleavage of PARP and lamin B, in human HL-60 cells. These results show that the grains of hwanggeumchal sorghum (Sorghum bicolor L. Moench cv. Hwanggeumchalsusu), glutinous sorghum (Sorghum bicolor L. Moench cv. Chalsusu), and barnyard millet (Echinochloa esculenta) possess efficient antioxidant activity, which could protect cells from oxidative stress-mediated cytotoxicity.