Opuntia ficus-indica (OFI), or Pricky Pear Cactus, is effective in cough, fever, pain and anti-inflammatory action, and asthma. This study aims to investigate the effect of OFI stem extract on the respiratory system of animal models induced by ovalbumin (OVA) and fine dust (PM10) and to analyze the indicator substances of OFI stem extract. In the OFI stem 50% ethanol extract (OFI-50E) administration group, the number of immune cells and inflammatory cytokines in the lungs and BAL decreased to a similar level to the positive control group administered with dexamethasone. In addition, OVA-specific IgE and airway hyper-reactivity (AHR) were significantly reduced. Also, the deposition of PM10 observed through staining of lung tissue was clearly reduced in the OFI-50E 200 mg/kg administration group. The anti-inflammatory mechanism in the lung was found to obstruct the production of inflammatory cytokines by impeding the NF-kB and MAPK pathways through the inhibition of IRAK-1 active cells. The main component of OFI stem 50% ethanol extract was identified to be narcissin. According to the study results, OFI is expected to be a respiratory health functional food.

This study was conducted to examine the effects of Opuntia ficus-indica complex (OF) on the lipid metabolism, bile acid in feces, alanine aminotransferase (ALT) activity, aspatate aminotransferase (AST) activity, composition of urine and expression of cholesterol related mRNA in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Thirty two male Sprague-Dawley rats were randomly divided into non-diabetic control (NC), diabetic control (DC), diabetic OF of 2% (OF-2) and diabetic OF of 5% (OF-5), then each group was fed for 3 weeks. Plasma total cholesterol, non-esterified fatty acids (NEFA), total cholesterol, low density lipoprotein (LDL), very low density lipoprotein (VLDL) were decreased significantly (p<0.05) in OF-5 group compared to DC, but high density lipoprotein (HDL) was not changed. AST and ALT were also reduced and bile acid excretion was improved. Composition of urine in OF-5 was almost same in NC. The expression of cholesterol 7α-hydroxylase (CYP7A1), 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMG-CoA-R), Low density lipoprotein receptor (LDL-R) mRNA indicated that feeding OF have the effects of cholesterol decreation in plasma by synthesis of bile acid from cholesterol. These results provide experimental evidence about improved lipid metabolism of the OF feeding in the STZ-induced diabetic rats.

손바닥 선인장인 백년초와 천년초 열매의 75% 에탄올 추출물을 대상으로 무기물, 총 페놀 화합물 및 플라보노이드 함량을 조사하고, 항산화, 항염증 효과를 비교함으로써 손바닥 선인장에 대한 과학적 자료를 확보하고 기능성 원료소재로의 이용 가능성을 타진하고자 진행되었다. 총 무기물 함량은 백년초 열매 추출물이 천년초 열매 추출물에 비해 약 2배 정도 높았으며, 무기물 중에는 칼륨의 함량이 가장 높았다. 총 페놀 화합물과 플라보노이드 함량 모두 백년초 열매 추출물에서 더 높았고 항산화 활성 평가를 위한 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 역시 백년초 추출물이 천년초 추출물보다 더 우수하였다. 세포 독성을 확인하기 위해 대식세포에서 MTT assay를 수행한 결과, 800 μg/mL의 이하 농도까지는 세포의 생존율에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. LPS로 염증반응을 유도시킨 세포에서 2종 추출물 모두 농도 의존적으로 NO 생성을 억제하였으나, ROS 생성 억제 효과는 백년초 열매 추출물에서만 유의성 있는 결과가 도출되었다. 또한 세포내에서 염증 유발과 직접적으로 관련이 있는 염증성 cytokine 3종(TNF-α, IL-1, IL-6)의 발현을 확인한 결과 백년초 열매 추출물은 LPS 처리에 의해 증가된 cytokine 중 TNF-α를 제외한 IL-1과 IL-6의 발현량을 유의성 있게 감소시켰다. 이상의 실험 결과들을 종합해 볼 때 천년초 열매 추출물에 비해 백년초 열매 추출물이 더 높은 항산화 및 항염증 활성을 가지는 것으로 확인되었으며, 추후 유효성분 추출을 통한 항염증 물질의 작용기전 연구와 염증 억제 성분의 분리 연구에 기초 자료가 될 것으로 사료된다.

In this study, the morphological features and the chemical composition characteristics of Opuntia ficus-indica and Opuntia humifusa fruits were investigated. The length of minor and major axis, and weight of O. ficus-indica and O. humifusa fruits were compared as the morphological features. The characteristics of components such as color, moisture, crude protein, ash, fat, dietary fiber, mineral, and amino acids were evaluated. The values of O. ficus-indica fruits were higher than those of O. humifusa fruits in each morphological feature such as minor axis, major axis, and weight. According to the Hunter color index results, O. humifusa fruits showed higher values of L (lightness) and b (yellowness), whereas O. ficus-indica fruits showed higher value of a (redness). The ΔE value between two samples was 19.80. The O. ficus-indica fruits had higher carbohydrate content and lower content of crude ash than those of O. humifusa fruits. Both samples showed very high dietary fiber contents, and the major minerals were K and Ca. Glutamic acid was the major amino acids in both samples. In free amino acids contents, O. ficus-indica had higher tyrosine and lower glutamic acid level than those of O. humifusa fruits. γ-aminobutyric acid was found in both samples, whereas taurine was found in O. ficus-indica fruits only. Taken together, the morphological features and chemical quality of O. ficus-indica and O. humifusa fruits showed difference although both of them were originated from the same genus.

본 연구는 전남 신안군과 제주도에서 재배되고 있는 손바닥 선인장 두 종간의 생리활성을 비교 분석하기 위해 기존에 밝혀진 바 있는 생리활성을 중심으로 in vitro 조건에서 DPPH 라디칼 소거능, α-glucosidase와 tyrosinase 활성 억제능, 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 및 뇌세포 산화적 손상 억제효과를 측정하였다. α-glucosidase 활성 억제 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과에서는 OFI 추출물의 효과는 거의 없거나 미약하게 보이지만, OH 추출물에서는 매우 효과적으로 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능과 tyrosinase 활성 억제효과에서는 OFI와 OH 추출물간의 큰 차이가 없으나 OFI 추출물에서 조금 더 좋은 효과를 나타냈다. 손바닥선인장 줄기와 줄기 다당류 추출물의 생리활성 비교 연구에서는 DPPH 라디칼 소거능, α-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과가 손바닥선인장 줄기 다당류 추출물보다 줄기 추출물에서 효과적인 것으로 관찰되었다. 그러나 OFI 줄기 다당류 추출물의 tyrosinase 활성 억제효과는 양성대조물인 ascorbic acid 보다 높게 나타났다. 뇌세포 산화적 손상 억제효과에서는 시료를 첨가하지 않은 대조군에 비해 모든 추출물에서 뇌세포 사멸을 약간 감소시키는 경향만을 나타냈다. 결론적으로 우리나라에 재배되고 있는 손바닥선인장 두 종의 생리활성을 비교한 결과, OH-S 추출물은 α-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 그리고 OFI-SP 추출물은 tyrosinase 활성 억제효과가 상대적으로 뛰어난 것으로 나타났다. 그러나 지역농민의 소득창출을 위한 유용생물자원으로서 고부가가치를 확보하기 위해서는 효율적인 추출법, 전임상 동물실험 그리고 유효성분의 개발과정이 수반되어야 한다고 사료된다.

This study was conducted in order to monitor the extraction conditions for a gel-state beverage development of the Opuntia ficus-indica stem. Moreover, the organoleptic properties of the beverage prepared by the extract were optimized using the response surface methodology (RSM). The determination coefficient (R2) value for the extraction yield of the stem was 0.95 (p<0.01). The maximum extraction yield was obtained at an extraction temperature of 93.02℃, 123 min of extraction time and 22.57 mL/g of water to sample. The beverage was prepared with the addition of xanthan gum, sugar and persimmon vinegar to the extract with a central composite design. The maximum organoleptic color of the beverage was obtained at 0.38% xanthan gum, 7.91% sugar and 0.76% persimmon vinegar. The maximum organoleptic flavor was obtained at 0.30% xanthan gum, 7.06% sugar and 1.26% persimmon vinegar. The maximum organoleptic taste was obtained at 0.22% xanthan gum, 10.36% sugar and 0.90% persimmon vinegar. The maximum overall palatability (3.92 score) of the gel-state beverage was obtained at 0.35% xanthan gum, 10.83% sugar and 1.21% persimmon vinegar.

손바닥선인장 약주의 pH 변화는 발효가 진행됨에 따라 감소하는 경향을 나타내었으나, 총산 함량은 증가 하는 경향을 보였다. 환원당 함량은 발효 2일에는 모든 시료구가 증가하였으나 발효 4일 경과후 감소하는 경향을 나타냈으며, ethanol은 발효 2일째부터 함량이 급속히 증가하여 발효 6일 부터는 완만한 증가를 보였고 발효 종료 시점인 14일에는 16.23~17.10%의 최대치를 나타냈다. 약주에서 확인된 유리당은 sucrose, maltose,

신안산 손바닥선인장 butanol 추출물과 methanol 추출물이 10균주 중 세균에 대하여 항균활성이 강하였으나, 젖산균 및 효모에 대해서는 항균활성이 나타나지 않았다. 부위별 항균활성은 줄기 추출물이 열매 추출물 보다 강한 활성을 나타내었다. 손바닥선인장의 butanol 추출물의 최소저해 농도는 세균은 100 mg/mL 이었고, 효모와 젖산균은 500 mg/mL이었다. 손바닥선인장 추출물의 열 안정성은 에서 30분 가열시에도 항균활성이 거의

신안산 손바닥선인장의 수분함량은 열매 71.18%, 줄기 74.85%로 나타났고, 조단백질 함량은 줄기가 3.48%로 높았으며, 조섬유 또한 줄기가 2.58%로 열매 1.54%보다 높은 함량을 보였고, 조회분, 조지방은 열매와 줄기 모두 비슷한 함량을 보였다. 신안산 손바닥선인장의 유리당은 fructose, glucose, sucrose으로 구성되어 있었으며 maltose는 소량 검출되었고, 유기산은 tartaric acid, malic acid

Immune activities of Opuntia ficus indica L. Miller were investigated through aqueous extracts associated with ultrasonification process at 60℃, and showed the highest promotion of human B and T cell growth, up to 52% and 41%, respectively, compared to the control. The secretion of TNF-α and IL-60 was also enhanced by the addition (0.5mg/ml) of the extracts, up to 48%. NK cell activation was significantly improved up to 1.3 times higher than the case of adding other extracts. It was also found that extracts from O. ficus indica could yield higher nitric oxide production from macrophage than Lipopolysaccaharides (LPS). It can be concluded that, in general, the extracts treated with ultrasonification has higher Immune acitivities than others, possibly by higher yielding immune-modulatory than conventional extraction process. The optimum condition for the extraction of O. ficus-indicais water extraction associated with ultrasonification.