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RESEARCH ARTICLE
Ⅰ. 서 론
최근 천연물에 관한 연구는 활성 성분을 규명함으로써 새로
운 기능성 신소재를 발굴하여 의약품이나 기능성 식품, 화장품
등의 연구에 관하여 활발히 개발하고 있다(Xue et al., 2003).
또한 각종 생약, 식용식물 추출물 등에서 보다 안전하고 항산
화 효과가 뛰어난 천연 항산화제를 개발하기 위한 연구가 활발
히 이루어지고 있는 추세이며(Lim et al., 1996), 이렇게 항산
화 효과가 높게 나타난 물질들은 항균작용도 뛰어나다고 알려
진 경우도 많다(Lin et al., 1997; Liang et al., 1945).
이와 같이 주목 받고 있는 신소재 개발에는 오랜 역사를 통하
여 생활과 경험 가운데서 그 효능이 입증되어 내려온 것도 많이
볼 수 있다(김영희, 1998). 이렇게 구전과 문헌을 통하여 전승
된 민간요법과 생약(生藥)들도 현재 기능성식품과 기능성화장
품 및 각종 분야에서 많이 활용되고 있다(김태억 등, 2010).
옛날 우리 조상들의 경우 동물의 물질대사인 요(尿)를 손발
이 튼 곳, 정력제, 설사, 폐병, 천식, 장티푸스, 위장병 등의 각
종 질병에 명약(靈藥)으로 활용하였고(이규태, 1995), 또한 이
시진의 본초강목에서도 뱀이나 개에게 물렸을 때 따뜻한 요에
환부를 담그도록 하였다고 한다(이시진, 1996). 그리고 요는 바
로 사용하는 것보다 3일 숙성한 요(尿)가 비듬, 버짐, 무좀, 여
드름, 알레르기, 벌레 물린데 더 효과적이라고 한다(강국희,
요(尿)의 성분분석 및 항산화· 항균 활성 연구윤정희1, 박준우1, 강상모1,2* 1건국대학교 대학원 생물공학과,
2건국대학교 미생물공학과
Studies on Analyzation of Components, Antioxidative and
Antimicrobial Activity of UrineJung-Hee Yun¹, Joon-Woo Park¹,
Sang-Mo Kang¹,²* ¹Department of Bioengineering at the Postgraduate
School, Konkuk University, ²Department of Microbial Engineering,
Konkuk University
Abstract This study conducted component analysis using
3-7-year-old boy’s urine on the day of collection (U), aged urine
(AU), dialyzed urine (DU), and dialyzed after 3 days urine (DAU),
and analyzed antioxidant and antimicrobial activity activities. In
the results of the component analysis of urine, urea concentration
was over 5 times higher in U (1393 mg/dL) and AU (11576 mg/dL) than
in dialyzed DU and DAU. Uric acid concentration and creatine
concentration were also over 10 times higher in U (60.2 mg/dL and
79.79 mg/dL, respectively) and AU (63.99 mg/dL and 63.99 mg/dL,
respectively) than in dialyzed DU and DAU. Protein and micro
albumin were not significantly different between non-dialyzed and
dialyzed samples. Urine DPPH was over 2 times higher in DAU
(108.6%) and DU (105.2%) than in U and AU, total flavonoid content
was over 1.5 times higher in AU (2.68 mg/mL) and U (2.27 mg/mL)
than in D and DAU and total polyphenol content was over 10 times
higher in AU (36.87 mg/mL) and U (32.51 mg/mL) than in D and DAU.
In the results of measuring FRAP, only DU (0.17 μmol/L) showed an
over 12 times lower value. The antimicrobial activity of urine
against Trichophyton rubrum was high in order of U >AU >DU
>DAU. These results suggest that urine as a human-friendly
resource has potential for application as a new material.
Keywords: Urine, Component analysis, Antioxidative activity,
Antimicrobial activity, Cosmetics
Kor. J. Aesthet. Cosmetol.,Vol. 10 No. 2, 319-326, May 2012
*Corresponding author: Sang-Mo Kang, Department of Microbial
Engineering, Konkuk University, 1 Hwayang-dong, Gwangjin-gu, Seoul
143-701, Republic of KoreaTel.: +82 2 450 3524 E-mail:
[email protected]
Received March 20, 2012; Revised April 21, 2012;Accepted May 8,
2012; Published May 30, 2012
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Kor. J. Aesthet. Cosmetol.,Vol. 10 No. 2, 319-326, May 2012
2002; 건강신문사, 2009; 김정희, 1982).
이 외에도 1954년 미국 의학협회지에‘최근 요에 대한 많은
연구논문들이 출판되고 있으며, 요(尿)에는 우리 몸에 유익한
성분들이 많이 함유되어 있다’고 보고된 바 있다. 또한 1975년
마일즈 연구소의 창립자 중 한사람인 A. H. Free 박사는 의학
실험실습으로 밝힌 요 성분분석이란 책에서 ‘요는 몸에서 배설
되는 균이 없는 물질일 뿐만 아니라, 그 안에 수 천 가지의 화합
물을 담고 있다. 그리고 새롭고 정교한 분석도구가 발달함에 따
라 요의 구성성분은 앞으로 더 밝혀질 것이다’라고 발표하였다
(Martin, 1999).
요는 혈액이 신체의 각 조직을 순환하면서 일어난 체내신
진대사의 노폐물과 수분이 신장에서 여과되어 체외로 배출되
는 것(김지혜, 2009)으로 정상 요의 구성성분은 대부분이 수
분(95%)이며, 나머지는 요에 녹아있는 고형 성분(5%)이다. 그
중 유기성분(organic compound)인 요소(약 1/2)와 무기성분
(mineral element)인 식염(약 1/4)이 대부분을 차지하고 있다.
유기성분에는 요소, 요산, 크레아티닌 등이 있으며, 무기성분
에는 수분이나 Na, Cl, K 등의 전해질이 비교적 많이 포함되어
있다. 이러한 고형성분의 총량은 하루에 약 60g 정도 배설된
다.
이러한 성분들 중 요소(urea)는 세계알레르기기구(WAO:
WHO의 협력기구)의 연구에 의하면 미생물 생장을 억제하
는 능력을 가진 항 미생물제이기 때문에 아토피 피부염, 습진
에 사용하면 효과가 있다고 발표한 바 있고(세계알레르기기구,
2004), 또한 요(尿)중에 요산(uric acid)은 항산화 기능을 가지
고 있다고 연구된 바도 있다(近藤元治, 1992).
그리고 1939년 독일의 부테난트(Adolf Friedrich Johann
Butenandt) 박사는 요에서 성호르몬을 발견한 공로로 노
벨 화학상을 수상하였고, 1960년대에 비타민 C의 발견자로
노벨상을 받은 센트졸즈 박사는 요 중에서 3-메틸글리옥살
(3-methyl glyoxal)이라는 물질을 분리해내어 암세포를 파괴
한다는 사실을 증명하였다. 이 외에도 요 성분의 유노키나아제
는 혈전용해제로, CADⅡ는 항암제로 오래전부터 연구되어져
사용되고 있다.
이와 같이 요 활용이 질병을 치료하는 하나의 약재로 사용할
수 있었던 것은 요 성분에 함유된 유기물, 무기물, 효소, 호르몬
제, 각종 미네랄 등의 90여 가지(Oser, 1965)의 다양한 성분들
때문 일 것이라 생각한다. 이러한 성분들을 함유한 요를 이용하
여 질병을 예방하거나 치료하는 것에 대한 전통적인 민간요법
이나 한방적 치료 효과에 대한 많은 경험적인 발표가 있음에도
불구하고 이를 뒷받침할만한 과학적인 연구는 찾아보기 힘든
실정이다.
따라서 본 저자들은 요를 화장품 원료로 개발하고자 예비실
험을 한 결과 몇몇 대상자들의 안면에 부작용이 발생하는 경우
를 알게 되었고 그래서 이 부분을 해결하고자 여러 가지 방법을
시도하던 중 투석을 한 요를 얼굴에 발랐을때 부작용이 없다는
것을 알 수 있었다. 그리하여 본 연구에서는 당일 요(U), 3일
숙성 요(AU), 투석 당일 요(DU), 투석 3일 숙성 요(DAU)의 성
분분석 및 항산화와 항균 활성을 연구하여 화장품 신소재로서
의 가능성을 알아보고자 하였다.
Ⅱ. 실험재료 및 방법
1. 시료준비
요(尿)의 수집은 2011년 10월 서울시 월계동에 위치한 Y어
린이집에서 3∼7세 사이 50여명의 남자 어린이로부터 공급받
아 당일 요(U)와 3일 숙성 요(AU)로 사용하였고, 투석 당일 요
(DU)와 투석 3일 숙성 요(DAU)는 투석막 MWCO 12,000-
14,000 Da (Viskase Co, IL USA)에 넣고 부피 100배 되는 4℃
증류수에서 8시간 마다 물을 교환하며 48시간동안 투석하였다.
이렇게 투석된 요는 시료의 성분들을 농축하기 위하여 동결건
조 하여(VFDPH-0050 Soitech, Korea) 분말형태로 만들어 시
료로 사용하였다.
2. 예비 실험 방법
또한 인천에 거주하는 20대 대학생 16명을 대상으로 일반 요
(U)를 활용한 실험군1과 투석 요(DU)를 활용한 실험군2를 각
각 8명씩 선정하여 2주 동안 예비 실험을 시행하였다. 피부도
포제는 화장수 타입으로 각각의 요에 알코올 3%를 희석하여 지
급한 후 아침, 저녁으로 일일 2회 냉장보관 하여 사용하도록 하
였다. 사용 2주후에 피부의 홍반, 부드러움, 만족도, 이상반응
의 문항에 대한 설문지를 작성하여 이를 점수화한 평균값으로
비교하였다.
3. 요 성분분석
요소(urea)성분 농도 측정을 위해 DAM-TSC 시약, phosphoric
acid를 사용하였고, 기기는 분광광도계(spectrophotometer)를
사용하였다. 단백질 정량 분석은 benzethonium법, 요산 측정
은 uricase(enzyme)법, 마이크로알부민과 크레아틴은 TIA 방
법으로 하였고, 기기는 Hitachi Pmodule(Japan)을 사용하였
다. 그리고 각 분석방법에 필요한 특정 시약은 Roche(USA)에
서 구입하여 사용하여 측정하였다.
요소 농도 측정 방법은 diacetylmonoxime법을 사용하였
다. 먼저 U군, AU군, DU군, DAU군을 각각 250배로 희석하여
Blank, 표준액, 4개의 희석 요 용으로 8개의 시험관을 준비한
다. Blank용으로는 증류수, 표준액은 질소표준액, 그리고 희석
요를 각각 0.5 mL 씩 넣는다. 각 관에 발색 시약 3.0 mL씩 넣
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요의 성분분석 및 항산화 항균 활성 연구
고 끓는 물에 20분간 담궜다가 흐르는 물에 2-3분간 냉각시켰
다. 색은 약 3시간동안 안정되며 blank를 대조로 540 nm에서
희석 요의 흡광도 및 표준액의 흡광도를 측정하여 표준곡선을
구해 정량하였다. 그리고 단백질, 요산, 마이크로알부민, 크레
아틴의 성분 분석은 이원의료재단에 의뢰하였다.
4. 항산화 활성 실험
DPPH의 측정을 위해 유리라디칼인 2,2-Diphenyl-1-
picrylhydrazyl와 플라보노이드 함량 측정을 위해 사용한
NaNO는 Showa Chemicals (Japan), AlCl3는 Junsei (Japan),
NaOH는 Duksan Chemical (Korea)의 제품을 사용하였다.
그리고 FRAP 측정에 사용된 K3[Fe(CN)
6]와 FeCl
3·6H
2O는
Samchun Chemicals (Korea), C2HCl
3O
2는 Duksan Chemical
의 제품을 사용하였고, 대조군으로 사용한 Trolox, Catechin,
Callic acid는 모두 Sigma-Aldrich (USA)에서 구입하였다. 마
이크로플레이트리더(Synergy, Biotek) 기기를 사용하여 측정
하였다.
DPPH 라디칼 소거능은 Jeong (Jeong, 2006) 등의 방법에
준하여 각각 시료 0.1 mL에 4.1×10⁻5 M의 DPPH용액 0.9
mL를 가한 후 상온 암소에서 25분간 반응시켜 517 nm에서
흡광도를 측정하였고 대조군은 Trolox를 사용하였다. 각 시료
의 라디칼 소거능은 {(무첨가군의 흡광도)/(첨가군의 흡광도)}*
100 전자공여능(electron donating ability, EDA)으로 계산하
여 백분율로 나타내었다.
총 플라보노이드 함량은 D. Marinova (Marinova, 2005)의
방법을 이용하여 시료 0.1 mL에 증류수를 0.4 mL를 넣고 5%
NaNO (Sodium nitrate) 0.03 mL와 10% AlCl (Aluminum
chloride) 0.06 mL를 첨가하여 잘 혼합한 후 10분간 실온에 방
치하였다. 그다음 1 M의 NaOH 용액을 0.2 mL와 증류수 0.2
mL을 첨가하였다. 반응이 종료된 용액 1 mL를 취해 510 nm
에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질은 Catechin를 이용하여
작성한 표준곡선을 구해 정량하였다.
총 페놀함량은 Gutfinger (Guifinger, 1981)의 방법을 응용
하여 측정하였다. 시료 0.5 mL에 2% NaCO 용액 0.5 mL을 혼
합하여 3분간 반응시킨 후, 50% Folin-Ciocalteu 시약(Hayasi
pure chemical, Japan)을 0.1 mL를 넣고 30분간 상온에 방치
한다. 이 용액 1 mL을 취하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였
다. 총 페놀함량은 표준시약으로 Trolox를 이용하여 표준곡선
을 구해 나타내었다.
또한 FRAP 방법은 비교적 최근에 Benzie (Iris et al., 1996)
등에 의해 개발된 total antioxidant power를 측정하는 방법이
다. 0.2 M의 phosphate buffer (pH 6.6) 0.1 mL에 0.1 mL의
시료와 1% (w/v) K3[Fe(CN)
6] 용액 0.1 mL를 가하고, 이 혼합
물을 50℃ 에서 20분간 반응시킨 후, 10% (w/v)용액 C2HCl
3O
2
0.1 mL을 넣고 10,000× g 에서 10분간 원심분리하였다. 원심
분리하여 얻은 상층액 0.5 mL에 증류수 0.5 mL를 넣고 0.1%
FeCl3·6H
2O용액 0.05 mL를 가하여 700 nm에서 흡광도를
측정하였다. 환원력은 표준물질로 Trolox를 사용하여 표준곡선
을 구해 나타내었다.
5. 항균 활성 실험
항균력 측정을 위해 YM media (Difco, USA), agar (Junsei,
Japan)을 사용하였고, 대조군으로는 생리식염수(saline
solution)를 사용하였다.
본 실험에서 사용한 균주는 Pityrosporum ovale (ATCC
12078)과 무좀균 Trichophyton rubrum (ATCC 6352) 균주
를 사용하였다. 비듬균인 P. ovale는 YM agar를 사용하여 균
을 접종한 뒤 30℃에서 24시간 동안 배양하여 사용하였고, T.
rubrum 는 NA 배지에 평판 배양하였다. 그리고 Petri dish에
배양된 포자를 1 mL의 증류수에 넣고 포자용액을 만들어 각
각의 요 시료 4.5 mL에 포자액 0.5 mL를 넣고 0분, 5분, 10
분, 30분, 1시간, 3시간, 5시간, 12시간, 24시간이 될 때 50 μL
씩 취하여 배지에 접종하여 30℃에서 24시간 배양한 후 형성된
colony의 개수를 측정하였다. 그리고 연구의 정확성을 위해 실
험은 3회 평균값으로 하였다.
Ⅲ. 연구결과 및 고찰
1. 예비 실험 결과
요는 각종 효능들이 보고되고 있으나 체내신진대사의 노폐물
로 방출되는 양면성을 가지고 있어 피부에 적용 시 부작용도 생
각해볼 수 있었다. 따라서 요를 그대로 사용하는 방법과 요소,
요산, 소금, 암모니아 등을 어느 정도 제거하고 피부에 적용하
는 방법을 생각하여 부작용과 효능을 서로 비교하는 예비 실험
을 하였다.
일반 요(U)와 투석 요(DU)를 활용한 피부도포제가 안면 홍반
(Erythema), 부드러움(Softness), 만족도(Satisfaction), 기타
등의 피부 변화에 대한 예비 실험을 한 결과 다음 Table 1과 같
이 나타났다. 먼저 U군의 경우 평균점수가 10점인 반면, 투석
요를 활용한 DU군은 14점으로 더 높게 나타났다. 또한 기타 사
항에 있어서 DU군은 반응이 없었던 반면 U은 홍반과 뽀로지에
대한 내용을 기술하였다. 따라서 이와 같은 결과로 보아 U군과
DU군 모두 피부에 부드러운 느낌은 있었으나, DU군이 U군에
비해 안정성을 보여 주어 향후 피부 개선을 위한 화장품 원료로
서 활용 가치가 있을 것이라 사료되었다.
2. 요 성분분석 결과
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Kor. J. Aesthet. Cosmetol.,Vol. 10 No. 2, 319-326, May 2012
본 연구의 서론에서 언급하였듯이 요의 성분은 약 90여종이
다. 그중 요소, 단백질, 요산, 마이크로알부민, 크레아틴의 함
량을 알아보았다. 그 결과 Table 2과 같이 그룹별 성분 함량이
나타났다.
1) 요소(Urea) 농도 분석 결과
요소는 정상 요에 가장 많이 함유하고 있는 성분으로써 단백
질, 아미노산, 질소의 최종대사산물이다. 이러한 요소는 상처나
감염부위를 낫게 하는 기능과 항균작용이 있으며, 괴사되거나
파괴된 조직의 방부작용도 있다.
본 연구의 실험군인 U(당일 요), AU(3일 숙성 요), DU(투석
당일 요), DAU(투석 3일 요)의 요소 농도를 측정하기 위해 질
소표준액을 이용하여 작성한 표준곡선(standard curve)의 방
정식은 y=1.737x로 나타났고 r²(r제곱)값은 1이었다. 분석 결
과 U의 경우 1393 mg/dL, AU는 11576 mg/dL, DU는 345
mg/dL, DAU는 236 mg/dL의 농도를 나타내어 U의 요소 농
도 함량이 가장 높음을 알 수 있었으며 그다음 AU, DU, DAU
의 순으로 나타났다. 투석으로 DU의 요소 함량은 Udml 25%,
DAU는 AU의 20%로 나타나 요소의 분자량은 60.06으로 저분
자임에도 불구하고 비교적 상당히 남아있는 것으로 나타났다.
2) 단백질(Protain) 분석 결과
정상인 요(尿)에서도 50∼100 mg/일 정도의 단백이 배설되
고(진복희와 이국성, 2003) 이중 알부민이 40% 정도 함유되어
있고 그 외 트랜스페린(transferrin) 등의 면역글로불린이 미량
함유되어 있다(박광묵, 2007).
본 연구에서 단백질 정량을 분석한 결과 U 19.69 mg/dL,
AU 19.73 mg/dL, DU 14.04 mg/dL, DAU 15.81 mg/dL로
나타났다. U의 경우 19.69 mg/dL로 가장 높았으며 U(당일 요)
보다는 AU(3일 숙성한)의 단백질 함량이 조금 더 높게 나타났
다.
3) 요산(Uric acid) 분석 결과
단백질, 특히 동물의 내장이나 등 푸른 생선에는 퓨린이라는
물질이 들어 있는데 이 물질은 우리 몸에서 요산이란 물질로 바
뀌게 된다. 이것은 간에서 다시 요소로 바뀌어 독성이 제거된
후 소변으로 배설된다.
본 연구에서 요 중의 요산 정량을 분석한 결과 U와 AU가 각
각 60.2 mg/dL, 61.49 mg/dL로 가장 높게 나타났으며 그 다
음 DAU 0.06 mg/dL, DU 0.02 mg/dL 순으로 나타났다. 요산
의 분자량은 168 이며, 이는 투석과정에서 거의 제거되는 것으
로 나타났다. 이상의 결과로 투석 후 요산의 감소가 큰 것을 알
수 있었다. 또한 이러한 요산이 함유된 요는 노화를 억제하고
항 결핵 등의 효과에 긍정적인 영향을 줄 것이라 기대된다.
4) 마이크로알부민(Micro albumim) 분석 결과
알부민은 혈액에서 지질(脂質)을 운반하는 역할을 하며 혈청
단백질의 50∼60%를 차지하고 있는 생체세포나 체액 중에 넓
게 분포된 단순단백질이다.
본 연구에서 요 중의 마이크로알부민 함량을 측정한 결과
AU가 0.42 mg/dL로 가장 높게 나타났으며 그 다음 U 0.31
mg/dL, DAU 0.45 mg/dL, DU 0.28 mg/dL 순으로 나타났
다. 투석후에도 DU의 알부민 함량은 U의 90%, DAU는 AU의
107% 나타나 DAU의 알부민 함량은 오히려 증가하는 경향을
보였는데 이것은 3일 숙성 후 투석과정에서 화학적 변화가 나
타나는 것으로 보였다. 이와 같은 결과로 보아 69,000의 분자
량을 가진 알부민(이재민, 2009)은 투석과정에서 많은 차이를
보이지 않는다는 것을 알 수 있었으며, 투석요의 알부민이 0.03
mg/dL 감소한 것은 투석과 동결건조 등의 처리과정에서 나타
난 손실로 생각되었다.
5) 크레아틴(Creatinine) 분석 결과
크레아틴은 근육 내에서 에너지로 사용된 후 크레아틴이나
크레아틴 인산으로 형성되어 혈중으로 유출되어 신장에서 소변
으로 배설되며 하루 동안 배설된다(이영미, 1995).
본 연구에서 요 중 크레아틴 함량 측정 결과 U가 79.79 mg/
dL로 가장 높았으며 그 다음 AU 63.99 mg/dL, DAU 0.73
mg/dL, DU 0.49 mg/dL 순으로 나타났다. 투석 후 DU의 크
레아틴 함량은 U의 0.6%, DAU는 AU의 1%로 나타나 저분자
인 크레아틴은 투석으로 대부분 제거되는 것을 알 수 있었다.
위와 같은 성분 분석을 통해 요에 함유된 성분들의 함량과 투
석 후 요의 성분 변화량을 알 수 있었다. 이러한 요에는 혈액의
Table 1. Skin changes of the two groups after two weeks
Erythema Softness Satisfaction Total Other
(U) 3 4 3 10 홍반,뽀로지
(DU) 5 4 5 14 없음
Abbreviations: A, urine; DU, dialysis urine
Table 2. Ingredients contained in each urine (mg/dL)
U AU DU DAU
Urea 1,393 1,157 345 236
Protein 19.69 19.73 14.04 15.81
Uric acid 60.2 61.49 0.02 0.06
Microalbumin 0.31 0.42 0.28 0.45
Creatinine 79.79 63.99 0.49 0.73
Abbreviations: U, urine; AU, aged urine; DU, dialysis urine;
DAU, dialyzed after three days urine
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요의 성분분석 및 항산화 항균 활성 연구
주요 성분들과 물질대사 과정에서 생긴 노폐물이 수용액의 형
태로 콩팥에서 걸러지는데 99%는 재흡수 되어 혈액으로 돌아
가고 1/100 정도로 농축되어 방광에 축적되었다가 체외로 배출
되는 것이 요이다. 요에는 백혈구, 적혈구, 상피세포, 원주 등
의 세포와 유형 성분, 포도당, 과당, 갈릭토스 등 당질, 색소물
질인 미오글로빈, 헤모글로빈, 피브린 분해산물 등 화학물질,
아밀라아제, 펩티다아제, 유로키나제 등 25개 이상의 효소, 성
호르몬, 아드레날린, 엔도르핀 등 다수의 호르몬, 디렉틴, 안티
네오플라스톤, 3- 메틸글리옥살, 베타인돌아세틱산 등의 화학
물질 등 극미량의 생리활성물질이 있다. 이러한 물질들은 항산
화, 항암, 강장 작용 등 우리 몸에 꼭 필요한 기능들을 수행 할
것이라고 한다(Oser, 1965).
요 성분의 선행 연구에서 보면 요 중에 디렉틴(directin)이란
물질은 1996년 미국 실험생물학협회지에 암세포를 정상 세포
로 환원시키는 효과가 있다고 보고된 바 있으며, 안티네오플라
스톤(anti neoplaston)은 1960년대 미국의 의사 부르진스키에
의해 발견되어 정상 세포에는 손상을 주지 않으면서 암세포를
선택적으로 파괴하는 펩티다아제 물질이라는 결과를 알아냈다.
또한 3-메틸글리옥살(3-Methylglyoxal) 역시 암세포를 파괴
하는 성질이 있다고 알려진 바 있다(김성필, 2005).
따라서 본 연구의 성분 분석의 결과로 당일 요에 비해 3일 숙
성 요가 단백질이나 알부민이 더 많이 함유되어 있다는 것을 알
수 있었으며 이는 피부도포제로 사용 시 당일 요보다는 더 효과
적일 것이라 생각되었다. 또한 투석과정을 거쳐도 단백질과 알
부민은 많이 남아있는 것으로 보아 이외에도 투석과정을 통해
제거되지 않는 요 속의 다양한 성분들이 안면피부의 호전시키
는데 긍정적인 영향을 미칠 것이라 사료되어 투석요가 화장품
원료로서의 활용가치가 있다고 판단되었다.
3. 요의 항산화 활성 측정 결과
1) DPPH 라디칼 소거능 측정 결과
생체 내 생체막에 존재하는 지질은 활성산소의 존재 하에 유
리기와 연쇄 반응을 일으켜 산화되어 과산화지질이 되면서 생
체노화의 원인이 된다(Choi, 1994).
본 실험에서는 U(당일 요), AU(3일 숙성 요), DU(투석 당일
요), DAU(투석 3일 숙성 요) 그리고 비교물질인 Trolox의 free
radical 소거활성을 백분율로 나타내었으며 결과는 Figure 1
과 같다. U의 경우 32.5%로 대조군의 Toroxl 0.5 mM 정도의
소거활성이 있음을 보여주었고, AU는 47.3%로 Toroxl 1 mM
이상의 소거 활성을 나타내었다. 또한 DU와 DAU는 105.2%,
108.6%의 높은 활성을 보였고, 그중 DAU가 가장 높은 소거 활
성을 나타내었다.
이상과 같은 결과로 보아 당일 요보다는 3일 숙성 한 요의 활
성이 더 높다는 것을 알 수 있었으며, 일반 요보다는 투석한 요
가 더 활성이 높다는 것을 알 수 있었다. 투석한 요가 더 높은
활성을 나타낸 결과는 투석과정에서 다양한 성분을 지닌 요의
분자들의 활성변화가 있었을 것이라 유추할 수 있으며, 또한
DPPH 측정 시 측정값에 영향을 주는 물질들이 투석으로 상당
수 빠져나가서 나타난 결과일 수도 있다고 생각되었으나 이 부
분의 메카니즘은 추가적인 연구가 필요하다고 사료되었다.
2) 총 폴리페놀 함량 측정 결과
일반적으로 페놀성 화합물은 식물계에 널리 분포되어 있는 2
차 대사산물의 하나로 다양한 분자구조와 분자량을 가진다. 이
DPP
H sc
aveg
ing
activ
ity (%
)
Figure 1. Change of DPPH free radical scavenging activity
concentration in the various of urine Abbreviations: T0.5, Toroxl
0.5 mM; T1, Toroxl 1 mM; U, urine; AU, aged urine; DU, dialysis
urine; DAU, dialyzed after three days urine.
Poly
peno
l (m
g/m
L)
Figure 2. Change of total polyphenol content in the various of
urine. Abbreviations: DW, control; T0.5, Toroxl 0.5 mM; T1, Toroxl
1 mM; U, urine; AU, aged urine; DU, dialysis urine; DAU, dialyzed
after three days urine.
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Kor. J. Aesthet. Cosmetol.,Vol. 10 No. 2, 319-326, May 2012
들은 phenolic hydroxyl(OH)기를 가지기 때문에 단백질 및 기
타 거대 분자들과 쉽게 결합하여 항산화, 항암 등 다양한 활성
을 갖는다(Amarowicz et al., 2004).
본 연구에서는 U, AU, DU, DAU의 총 폴리페놀 함량을
Trolox를 표준물질로 사용한 표준곡선으로부터 환산하였고 그
결과 Figure 2과 같이 나타났다. 측정 결과 AU가 6.46 mg/mL
로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 그 다음 U에서 5.7 mg/
mL 함량을 보여 AU와 U의 경우는 대조군인 Trolox 1 mM보
다 높은 함량을 나타내었다. 그리고 DAU는 0.90 mg/mL로
Trolox 5 mM과 비슷한 함량을 보였으며 DU는 0.56 mg/mL
가장 적은 폴리페놀 함량을 보였다.
이상의 결과로 보아 당일 요보다는 3일 숙성 한 요의 폴리페
놀 함량이 약간 높았으며, 투석한 요의 경우에서도 같은 결과를
볼 수 있었다. 따라서 다양한 성분을 함유한 요는 free radical
에 전자를 제공하여 산화의 진행과정을 억제시켜 생체 내의 산
화물 축적이나 DNA 손상을 방지하여 free radical이 생체 내
에서 야기하는 각종 질병을 예방하고 노화를 지연시키는 등 많
은 기능이 있을 것이라 사료된다. 그런데 여기에서도 플라보노
이드와 같이 3일 숙성요가 더 폴리페놀함량이 소량이지만 높게
나타났다. 페놀은 산화되는 성질이 있어(Ham et al., 1987), 3
일 숙성 시 화학적 변화나 다른 물질들의 화학적 변화로 투석
시 영향을 받았을 가능성이 있으나 이는 앞으로 더 검토가 필요
하다고 생각되었다.
3) FRAP(ferric reducing antioxidant power) 측정 결과
FRAP은 낮은 pH에서 환원제에 의해 ferrictri pyridyltriazine(Fe-
TPTZ) 복합체가 ferroustri pyridyltriazine(Fe-TPTZ)로 환원
되는 것을 이용하여 측정된다. Fe-TPT는 강한 파란색을 가지
므로 593 nm에서 모니터할 수 있다. Benzie 등은 FRAP 방법
에 대해 측정하기 쉬우며 함유되어 있는 항산화제들의 농도에
직선적으로 비례하여 FRAP 값을 나타내며 무엇보다도 총 항
산화효과를 직접적으로 측정할 수 있다는 점을 강조하고 있다
(Iris et al., 1996).
본 연구에서는 U, AU, DU, DAU의 항산화 활성을 환원력과
연관하여 살펴본 결과를 Trolox 표준물질로서 비교하여 나타내
었다(Figure 3). 그 결과 AU의 경우 3.37 μmol/L로 가장 높은
환원력을 나타내었고 U는 3.00 μmol/L로 나타나 AU와 U는
Trolox 1 mM보다 높은 활성을 나타내어 상대적으로 우수한
항산화능을 갖는 것으로 나타났다. 그리고 투석한 경우의 DAU
역시 2.11 μmol/L로 대조군보다 높은 환원력을 보였고, DU는
0.17 μmol/L로 가장 낮은 환원력을 나타냈다.
Osawa(1994)는 식물로부터 추출된 페놀성 화합물은 항산화
능을 포함한 다양한 생물학적 효능을 나타낸다고 보고하였으
며 이들의 효능은 주로 산화·환원력에 의한 것이라고 보고하
였다. 따라서 본 실험 결과에서 요는 항산화 활성이 증가한 것
은 요에 함유되어 있는 다양한 성분들이 산화·환원력에 의해
유리 라디칼을 소거한 것이라고 생각되었다. 그런데 FRAP 값
에서도 U와 AU는 총 플라보노이드 함량이나 총 폴리페놀 함량
과 같은 패턴으로 나타났다. 그러나 이들을 투석한 경우는 총
플라보노이드 함량과는 틀리고 총 폴리페놀 함량과 유사한 형
태를 보였으나 특히 DAU 값은 더 높게 나타났다. 이것은 녹차
의 폴리페놀인 카테친은 단백질과 결합하여 단백질을 변성시키
는 성질이 있는 것처럼(Han et al., 2006; Tagliazucchi et al.,
2005) FRAP 값을 나타내는 폴리페놀 성 물질들은 3일 숙성시
키는 동안 요 속의 물질들과 결합하여 분자량이 커져 투석에서
상당부분 제거되지 못하여 나타난 결과로 생각되었다.
이러한 결과를 종합하여 보면 요는 항산화 활성 능력을 지닌
물질임을 알 수 있었으며, 요산(uric acid)성분의 항산화 능력에
관한 연구도 보고된바 있었다(近藤元治, 1992). 또한 요와 같은
인체 유래 성분중 하나인 태반추출물이 함유한 CSF(Colony-
Stimulating -Factors, 코로니 형성 자극인자)라는 성분은 세
포분해 및 증식에 유효한 성분으로 화장품 소재로 입증한 바 있
다(김타곤, 2011). 이러한 연구의 결과와 같이 요는 CSF 성분
이외에도 다양한 성분들의 복합적인 기능으로 피부탄력 증진,
건조 방지, 노화 피부 방지 등의 피부 개선을 위해 사용될 수 있
는 유효성분이라고 사료되었다.
4. 요의 항균 활성 측정 결과
본 연구에서 U, AU, DU, DAU의 항균 활성을 비듬균은
Figure 4에 무좀균은 Figure 5에 나타내었다. 비듬균인 P.
ovale에 대한 요의 항균 활성 능력은 3시간 정도 경과될 때 가
장 크게 나타났으며, U가 가장 높고 그 다음 AU DU, DAU 순
으로 나타났다. 그런데 3시간 요처리하는 U의 경우는 포자가
많이 살균되나 3시간이 지나면서 비듬균은 내성을 갖기 시작하
FRAP
(um
ol/L
)
Figure 3. Change of FRAP activity in the various of urine.
Abbreviations were the same as Figure 2.
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요의 성분분석 및 항산화 항균 활성 연구
여 서서히 살균력이 떨어지기 시작하는 것을 알 수 있었다. 따
라서 결과적으로 항균 능력의 효과는 나타내지 못하였다.
그리고 무좀균인 T. rubrum 포자에 대한 요의 항균 활성은
낮은 활성을 나타내었지만 U가 그중 가장 큰 항균 활성을 보였
으며(Figure 5), 그 다음 AU, DU, DAU로 항균 활성 순을 알
수 있었다. 또한 무좀균에서는 느린 살균력으로 실험한 1일에
가장 높은 살균력을 나타내는 특성을 보였다.
이와 같이 무좀균 포자는 비듬균 포자와 달리 시간이 지나도
요 속에서 내성을 나타내지 않는 것을 볼 수 있었다. 이것으로
비듬균 포자와 무좀균 포자를 살균하는 물질이 같을 수도 있겠
지만 일부는 다를 가능성도 있다고 생각되었다. 따라서 무좀균
포자는 처리시간을 길게 하면 완전살균도 가능할 것으로 생각
되며, 또한 두 균은 피부에 증식하는 곰팡이 종류이지만 성질이
일부 다른 것을 알 수 있었다. 그리고 요 중에는 다양한 성분들
이 함유되어 있어 항균능력을 나타낸 것이라 생각하며 앞으로
천연방부제나 항균제로서의 역할을 충분히 수행할 것으로 기대
되었다.
Ⅳ. 결 론
본 연구에서는 화장품 신소재 개발을 위해 요의 성분분석 및
항산화와 항균 활성에 관한 연구를 수행하여 다음과 같은 결과
를 나타냈다. 첫째, 일반 요(U)와 투석 요(DU)를 활용한 피부
도포제 예비 실험 결과 U군은 평균점수 10점, DU군은 14점
을 나타냈다. 또한 DU군은 2주 사용후 부작용 반응이 없었던
반면, U은 홍반과 뽀로지에 대한 반응이 나타나 DU군이 U군
에 비해 안정성과 더불어 향후 피부 개선을 위한 화장품 원료
로서의 응용 가능성을 제시해 주었다. 둘째, 요의 성분 분석 결
과 요소 농도는 U 1,393 mg/dL, AU 11,576 mg/dL는 투석
한 DU와 DAU보다 5배 이상 높았다. 요산 농도 U(60.2 mg/
dL)와 AU(61.49 mg/dL), 크레아틴 농도 U(79.79 mg/dL)와
AU(63.99 mg/dL)는 모두 투석한 DU와 DAU보다 10배 이상
높았다. 단백질과 마이크로알부민은 투석에서도 별로 차이가
없었다. 셋째, 요의 DPPH는 DAU(108.6%)와 DU(105.2%)가
U와 AU에 비해 2배 이상, 총 폴리페놀 함량은 AU(6.46 mg/
mL)와 U(5.7 mg/mL)가 D나 DAU보다 6배 이상 높게 나타
났다. FRAP을 이용한 환원력 측정 결과는 AU 3.37 μmol/L,
U 3.00 μmol/L, DAU 2.11 μmol/L로 나타났으며 DU(0.17 μ
mol/L)만 특별히 12배 이상 낮았다. 넷째, 요의 항균 활성 결
과 P. ovale 균의 항균력은 나타내지 못한 반면, T. rubrum 균
의 경우 U(당일 요)가 가장 높게 나타났으며 그다음 AU, DU,
DAU 순으로 항균력을 나타냈다.이상의 연구 결과로 보아 요
(尿)는 항산화 활성 능력과 항균 활성 능력이 있음을 확인하였
고, 요에 함유된 성분들을 분석하여 검토함으로써 요의 활용에
대한 기초적인 자료를 제공하고자 한다. 또한 요 성분을 의약품
으로 혈전용해제나 항암제에 활용하였듯이 본 연구를 통해 앞
으로 천연 항산화제나 항균제로 피부개선을 위한 화장품 원료
로 사용하는데 있어서 이용가치를 높일 수 있는 자료를 제공하
고자 하며, 앞으로 보다 과학적이고 광범위한 연구가 필요할 것
이라 사료된다.
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Time (Min)
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Figure 4. Anti-microbial activies Pityrosporum ovale of in
urine. Abbreviations: C, control;U, urine; AU, aged urine; DU,
dialysis urine; DAU, dialyzed after three days urine
Time (Min)
C.F.U
Figure 5. Anti-microbial activies Trichophyton rubrum of in
urine. Abbreviations were the same as Figure 5.
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