계피 추출물은 농도에 비례하여 ADH 효소 활성을 저해하며, 열 안전성이 낮다. 또한 계피의 ADH 저해 물질은 휘발성 성분이므로 \( 80^{\circ} \mathrm{C} \) 의 열수로 2시간 추출하는 것이 계피 물 추출의 최적의 조건이다. 계피 추출물과 주된 ADH 저해 물질인 cinnamaldehyde는 숙취해소 천연소재의 활용가능성이 있다.
<h1>결과 및 고찰</h1><h2>계피 추출물의 ADH 저해 활성</h2><p>이전 연구에서 계피 추출물은 농도에 비례하여 ADH 효소 활성을 크게 저해하였다. 계피 추출물의 농도에 따른 ADH 활성 변화를 저해 활성으로 전환하여 Fig. 1에 나타내었고, 계피 추출물이 ADH의 활성을 \( 50 \% \) 저해하는 농도인 \( \mathrm{IC}_{50} \) 값은 \( 45.6 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 이었다. 식물 추출물들의 ADH에 대한 \( \mathrm{IC}_{50} \) 값이 황금 \( 122.5 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \), 야국화 \( 112.2 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \), 상백피 \( 106.2 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \), 감초 \( 105.0 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \), 갈근 \( 61.2 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \), 정공등과 대황 \( 36.7 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \)로 보고된 바 있어 계피 추출물의 ADH 저해 효과는 우수한 것으로 여겨진다. 특히 계피 추출물은 \( 45.3 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 의 농도에서ALDH의 활성을 \( 11.0 \% \) 저해하는 반면 ADH의 활성을 \( 52.8 \% \) 저해하는 것으로 나타나 독성 물질인 acetaldehyde가 축적되는 것을 효과적으로 억제할 수 있음을 보여주었다.</p><h2>계피의 ADH 저해 물질의 안정성과 휘발성</h2><p>위장 내부의 조건인 \( \mathrm{pH}\ 2.0 \) 에서 4시간까지 처리하여도 계피 추출물의 ADH 저해 활성은 거의 변화가 없이 유지되었다. 계피를 꼻는 물에 우려내어 음용하는 식문화를 고려하여 \( 100^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 계피 추출물을 4시간까지 끓여 보았는데 ADH 저해 활성이 조금씩 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 계피 추출물의 열 안정성이 높지 않다고 해석할 수 있지만 다른 한편으로는 계피 추출물의 활성 성분이 방향성이어서 끓이면 소량씩 휘발되어 이러한 결과가 나타나는 것으로도 볼 수 있다. 따라서 계피 추출물을 추출 온도보다 낮은 \( 70^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 진공으로 증발 농축해 보았는데 그 결과 농축물에서 ADH 저해 활성이 전혀 나타나지 않아 저해 물질이 휘발성 성분임을 알 수 있었다. 허브 식물에서 정유와 같은 향기 성분은 추출과 건조 방법에 따라 수율이 크게 달라지는데 건조 온도와 진공 수준이 향기 성분의 수율에 가장 크게 영향을 미치는 중요한 인자로 보고되었다. 실제로 바질(Ocimum basilicum)과 백리향(Thymus vulgaris)의 정유 성분도 건조 방법에 따라 수율과 조성이 달라지고, 로즈마리(Rosmarinus officinalis)의 진공-마이크로파 건조에서도 진공 수준이 향기 성분의 추출에 크게 영향을 준다고 알려져 있다. 육계 추출물의 ADH 저해 물질은 산과 열에 대한 안정성이 우수한 물질로서 사람이 음용하는 숙취 해소 소재로 활용가능성이 높다고 볼 수 있으나 휘발성이 강하여 추출과 회수 방법의 최적화가 필요하다.</p><h2>계피의 ADH 저해 물질의 열수 추출조건 확립</h2><p>계피의 ADH 저해 물질이 휘발성인 것으로 여겨져 끓는 물에서의 추출은 바람직하지 않기 때문에 계피를 \(40,60\) 및 \( 80^{\circ} \mathrm{C} \)에서 추출하였다. 각각의 온도에서 8시간 추출한 결과 \( 40^{\circ} \mathrm{C} \) 의 추출물은 \( 49.4 \%\), \(60^{\circ} \mathrm{C} \) 의 추출물은 \( 97.8 \%, 80^{\circ} \mathrm{C} \) 의 추출물은 \( 100 \% \) 의 상대적인 ADH 저해 활성을 나타내어 온도가 높을수록 ADH 저해 물질의 수율이 증가하는 것으로 나타났다. 추출 시간에 따른 추출물의 ADH 저해 효과를 확인한 결과 \( 80^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 30분 추출 시 \( 55.1 \%\), 1시간 추출 시 \( 97.1 \%\), 2시간 추출 이후부터는 \( 100 \% \) 저해하는 것으로 나타났다. 따라서 계피의 물 추출의 최적 조건은 \( 80^{\circ} \mathrm{C} \) 의 열수로 2시간 추출하는 것이었다. 실제로 식물의 생리활성 성분의 추출 시 용매의 극성뿐만 아니라 추출 온도와 시간에 따라 수율이 크게 달라진다고 알려져 있다. 아보카도(Persea americana)의 아임계 물 추출에서도 추출 온도와 시간이 폴리페놀 화합물의 회수에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.</p><h2>계피 향기 성분의 ADH 저해 활성 및 양상</h2><p>계피 추출물에 들어있는 ADH 저해 성분이 휘발성 물질로 여겨지므로 계피의 대표적인 정유 성분인 cinnamaldehyde, eugenol 및 cinnamic acid의 ADH 저해 효과를 확인하였다. Cinnamaldehyde는 농도의존적으로 ADH의 활성을 저해하였다. Cinnamaldehyde는 \( 33.3 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 에서 ADH의 활성을 \( 57.3 \% \) 저해한 반면 같은 농도에서 cinnamic acid는 ADH 의 활성을 오히려 \( 18.8 \% \) 증가시켰고 eugenol은 \( 27.2 \% \) 증가시키는 것으로 나타났다. Cinnamaldehyde의 ADH 활성 저해의 \( \mathrm{IC}_{50} \) 값은 \( 29.7 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 로 나타났는데, 여러 물질이 혼합되어 있는 계피 추출물의 \( \mathrm{IC}_{50} \) 값이 \( 45.6 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \)인 것으로 보아 계피 추출물의 ADH 활성 저해 효과는 주로 cinnamaldehyde에 기인한 것으로 여겨진다. Cinnamaldehyde는 계피의 대표적인 생리 활성 물질로 항균, 항진균, 항바이러스 활성을 가지고 있는데 숙취해소 소재로의 활용가능성을 보여주었다. Cinnamaldehyde는 기질인 에탄올에 대해 ADH 효소 활성의 경쟁적 저해제로 여겨진다. Lineweaver-Burk 식으로부터 ADH에 대한 cinnamaldehyde의 \( \mathrm{K}_{\mathrm{i}} \) (저해상수)는 \( 6.96 \) \( \mu \mathrm{M} \) 로 계산되었다. 기존의 보고에서 pyrazole과 iodopyrazole은 기질인 에탄올에 대해 ADH의 활성을 경쟁적으로 저해하였고, 이때 pyrazole과 iodopyrazole의 \( \mathrm{K}_{\mathrm{i}} \) 값은 각각 \( 2.6 \mu \mathrm{M} \)과 \( 0.12 \) \( \mu \mathrm{M} \) 로 낮게 나타나 본 연구의 cinnamaldehyde에 비해 효소와 기질의 결합에 대한 억제력이 더 우수한 것으로 여겨진다. 칡(Radix puerariae) 뿌리에서 분리한 formononetin과 genistein도 기질인 에탄올에 대해 ADH의 효소 활성을 경쟁적으로 저해하였다. 또한 N-cyclohexyl-formamide, N-formyl-piperidine, N-benzyl-formamide는 ADH 활성의 반경쟁적 저해제로 알려져 있다.</p><p>이상의 결과에서 계피 추출물은 농도에 비례하여 ADH 활성을 저해하였고, 계피 추출물의 주된 ADH 저해 물질은 cinnamaldehyde로 나타났다. 계피 추출물과 cinnamaldehyde는 ADH의 활성을 효과적으로 저해함으로써 숙취해소 천연소재로서의 활용가능성을 보여주었다.</p>