황지영
(재)남원시화장품산업지원센터 소재개발팀장
서론 및 실험배경
꽃향유Elsholtzia splendens는 꿀풀과 향유속에 속하는 식물로서 아시아와 지중해 연안에 많이 분포하고, 붉은 향유, 해주 향유라는 속명을 가지고 있다. 줄기는 뭉쳐나고 네모지며 가지를 많이 치고 흰 털이 많으며 높이가 60cm에 달한다. 잎은 마주 나고 길이 1.5~7cm의 잎자루를 가지며 달걀 모양으로 끝이 뾰족하고 가장자리에 둔한 톱니가 있다. 잎몸의 길이는 1~7cm, 폭은 0.8~4cm이고, 잎 양면에 털이 드문드문 있고 뒷면에 선점腺點이 있어 강한 향기를 낸다. 꽃은 9~10월에 붉은 빛이 강한 자주색 또는 보라색으로 피고 줄기와 가지 끝에 빽빽하게 한쪽으로 치우쳐서 이삭으로 달리며 바로 밑에 잎이 있다. 포는 콩팥 모양으로 끝이 갑자기 바늘처럼 뾰족해지고 자줏빛이 돈다. 화관은 길이가 6mm 정도이고 입술 모양으로 갈라지는데, 윗입술 꽃잎은 오목하게 들어가고 아랫입술꽃잎은 3개로 갈라진다. 꽃받침은 통 모양이고 끝이 5개로 갈라지며 털이 있다. 수술은 4개인데 그 중 2개가 길다. 열매는 분과分果(분열과에서 갈라진 각 열매)이고 좁은 달걀을 거꾸로 세운 모양이며 편평하고 물에 젖으면 끈적거린다. 향유에 비해 꽃이삭이 크다.
우리나라에는 제주도·전라남도·경상북도·충청북도· 경기도 등지에 분포한다. 국내에 자생하는 향유속에는 꽃향유 이외에 향유E. ciliata, 좀 향유E. minima 및 가는잎향유E. angustifolia가 있다[1-3]. 모두 1년생 초본 방향성 식물로 식용·관상용·밀원용·약용으로 쓰이는데. 어린잎은 식용한다. 민간에서는 개화기에 전초를 생약으로 사용하는데 발한·이뇨·수종·해열·지혈 등에 약으로 쓰며, 욕탕浴湯의 향료도도 이용한다[2]. 지금까지 향유와 관련되어 보고된 것은 향유 식물의 정유 성분 동정이 있다. 향유속 식물의 정유 주요 성분을 화학형chemotype으로 분류하여 탄화수소-모노테르페노이드hydrocarbon-monoterpenoid계, 퓨란-모노테르페노이드furan ring-monoterpenoids계 및 페닐프로파노이드phenylpropanoids 계열로 나누고 있다[4]. 국내에 자생하는 향유속 가운데 정유 성분이 분리 동정된 것은 향유와 꽃향유이다. 향유는 resefuran 성분을 약 40% 이상 함유하여 퓨란-모노테르페노이드furan ring monoterpenoids로 분류하였다. 그러나 국내 자생 꽃향유 종은 엘숄치아케톤elsholtziaketone과 나기나타케톤naginataketone 성분이 주요 성분으로 동정되었으며, 이로써 페닐프로파노이드phenylpropanoid 계열의 화학형이 자생하고 있음을 알게 되었다[5]. 또한 베트남 향유종의 주요성분이 시트랄citral과 리모넨limonene인 것으로 확인됨에 따라, 이미 보고된 국내 자생 향유와 다른 탄화수소-모노테르페노이드hydrocarbon-monoterpenoids 계열의 다른 화학형이 존재하는 것으로 확인되었다[5-6]. 방향성 식물로서의 연구, 식품첨가제로서의 이용가능성을 검토한 보고[7] 및 중금속 오염 토양에서의 꽃향유의 구리 흡착능에 관한 연구[8,9], 그리고 꽃향유의 항염증 효과에 대한 연구 결과[10]도 알려져 있다. 그러나 꽃향유를 대상으로 추출방법 별로 구분하여 분리·동정하고 비교한 예는 국내에서 찾아볼 수 없다. (재)남원시화장품산업지원센터에서는 꽃향유꽃추출물의 주름, 보습효과에 대해 연구하였다. 남원·지리산권에서 재배, 생산된 꽃향유꽃 추출물은 주름 및 보습효능을 가지는 것으로 나타났다.
연구내용 및 실험결과
남원 · 지리산권 자원식물 천연화장품 원료로서 꽃향유꽃추출물의 항산화 효과를 구명하기 위해서 DPPH 라디칼소거활성을 조사하였다. 꽃향유꽃 에탄올추출물의 DPPH 라디칼소거활성은 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거 활성은 Blois법[11]을 변형하여 측정하였다. 일정 농도로 희석한 시료 100㎕에 200mM DPPH(Sigma- Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 용액 400㎕와 에탄올 100㎕를 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 후 ELISA reader(Spark 10M, Tecan, Mannedorf, Switzerland)를 사용하여 517㎚에서 측정하였다[12]. 그림 1에서와 같이 꽃향유꽃 에탄올추출물을 측정한 결과 DPPH 라디칼 소거능 SC50값은 319㎍/㎖로 나타났으며, 500㎍/㎖ 이상 농도에서 64% 이상의 우수한 라디칼 소거활성을 나타냈다. 또한 총 폴리페놀의 함량은 92㎎/g, 총 플라보노이드 함량은 84㎎/g으로 나타났다.
콜라겐합성능 측정방법은 피부섬유아세포HS27에 시료를 처리한 후 48시간 동안 배양한 후 배양액을 모아서 procollagen type Ⅰ protein synthesis kit를 이용하여 콜라겐 전구체의 C-말단의 양을 450nm 흡광도에서 측정하였고 양성대조군으로는 TGF-beta1을 사용하였다. 측정한 결과, 콜라겐 합성을 측정한 결과 대조군control과 비교했을 때 50㎍/㎖에서 1.3배 가량 증가한 것으로 나타났다.
피부보습을 유지하는 히알루론산은 표피의 기저층과 유극층에서 활발한 합성이 일어나고 HAS에 의해 생성이 되는데 HAS1과 HAS2는 섬유아세포fibroblast에서 HAS3는 각질형성세포keratinocyte에서 과발현된다고 알려져 있으며[13], 최근 HAS 유전자 발현 증가를 통해 히알루론산의 합성을 조절하여 보습력 및 항노화 기능을 향상 시키고자 하는 연구가 다양하게 이루어지고 있다[14]. 이번 연구에서는 인간 피부각질형성세포주HaCaT에서 꽃향유꽃추출물을 48시간 동안 처리한 후 real-time PCR을 통해 HAS2의 발현을 측정하였다. 피부보습에 관련된 양성대조군으로 ATRA 1μM를 사용하였으며 꽃향유꽃추출물은 100μg/mL 농도로 처리하였다. 실험결과 대조군과 비교했을 때 약 1.8배 증가한 것으로 나타났다. 이러한 연구결과를 바탕으로 남원·지리산권 꽃향유꽃추출물은 천연물 화장품 원료로서 그 가치가 높고 특히 항산화와 주름 개선 및 보습 효과를 많이 활용할 수 있으리라 기대된다.
REFERENCES
1. Lee CB. Koren dictionary of plant. Hyangmunsa, Seoul, Korea. p.660 (1999)
2. Heo J. Donguibogam, Namsandang, Seoul, Korea. p.1173 (2000)
3. Song JS, Chemotaxonomy based on essential oil composition and charaacistics of native Elsholtzia ciliata (Thunb.) Hylander. phD thesis, Seoul National University, Seoul, Korea (2000)
4. Ateeque A, Siddiqui MS, Misra LN. compositon of Elsholtzia polystachya leaf essential oil. phytochem. 27: 1065-1067(1988)
5. Sohn KH, Song JS, Chae YA, Kim KS. The growth and analysis of essential oil Elsholtzia splendens Nakai. J. Korean Soc.Hort. Sci. 40:271- 275(1999)
6. Dung NX, Hai PA. Composition of the essential oils from the aerial parts of Elsholtzia ciliata (Thunb.) Hyland from Vietnam. J. Essential Oil Res. 8:107-109 (1986)
7. Chung, M. S. and Lee, M. S.(2002) Development of Elsholtzia splendens flavored oils and analysis of flavor pattern using electronic nose. Kor. J. Soc. Food Cookery. Sci. 18: 455-460
8. Jing, L. Y,. Yang, X. E. and He, Z. L.(2004) Growth response and phytoextraction og copper at differrnt levels in soils by lsholtzia splendens. Chemosphere 55:1179-1197
9. Song, J., Zhao, F. J., Luo, Y. M., McGrath, S. P. and Zjang, H.(2004) Copper uptake by Elsholtzia splendens and Silene vulgaris and assessment of copper phytoavail-ability in contaminated soils. Environ. Pollut. 128: 307-315
10. Kim, D. W., Sohn, K. H., Chang, H. W., Bae, K., Kang, S. S. and Kim, H.P.(2003) Anti-inflammatory activity of Elsholtzia splendens. Arch. Pharm. Res. 26:232-236
11. Blois MS. (1958). Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature. 181:1199-1200.
12. Folin, Otto, and W. Denis. "On phosphotungstic-phosphomolybdic compounds as color reagents." Journal of Biological Chemistry 12.2 (1912): 239-243.