Superoxide dismutase (SOD)-like activity of natural antioxidants was examined based on the inhibition of the pyrogallol autoxidation catalyzed by the superoxide anion radical ($O_2^-.$). When 22 water-soluble antioxidants were tested using the aqueous assay system containing 0.2 mM pyrogallol at pH 8.20, L-ascorbic acid, L-ascorbic acid-6-palmitate, glutathione (reduced form: GSH), (+)-catechin, and (-)-epicatechin showed the efficacious SOD-like activities. For the analysis of lipophilic antioxidants, optically clear reverse micellar system composed of diethyl ether, dioctyl sulfosuccinate (AOT) and water was newly developed. The pyrogallol autoxidation in this system was also mediated by superoxide anion as in aqueous system, and it was proved that the optimum concentrations of AOT, water and pyrogallol for determining the SOD-like activity were found to be 50 mM, 1.3 M and 40 mM, respectively. Of 24 lipophilic antioxidants examined, cinnamon oil, $\gamma$-oryzanol, ether extract of rosemary leaf, L-α-lecithin, and L-α-cephalin exhibited the activities.
SOD-like compounds were also screened in the extracts of 61 agricultural produces. The activity was high in aqueous extracts of nameko, garlic, broccoli, and oriental lettuce. In studies on activators of human erythrocyte SOD, it was revealed that ethanolic extracts of onion and watermelon could enhance in vitro human SOD activity more than 40%. In an attempt to extract SOD-like compounds from the mixture of farm produces screened, extraction with hot water (95℃) or 80% ethanol was about twenty times as effective as that of cold water.
The biological effect of the natural antioxidants exhibiting the SOD-like activity in in vitro test was examined using fruit flies, Drosophila melanogaster. In Drosophila fed with 5 mM of paraquat as an endogenous source of superoxide radical, their survival was higher in groups of flies previously supplied with glutathione (GSH), (+)-catechin and/or (-)-epicatechin than that of control group treated with none of antioxidants. Antioxidants exhibiting the SOD-like activity also might allow the flies to resist the toxicity of superoxide radical even in the case of the increment of paraquat toxicity by the addition of iron. Flies under the stress of superoxide anions also survived longer, when fed SOD-like compounds extracted from the agricultural produces by hot water.
천연 항산화제가 여러 유해산소의 근원이 되는 수퍼옥사이드($O_2^-.$.)를 제거할 수 있는지 여부에 대하여 피로가를 산화법을 이용하여 조사하였다. 조사한 수용성 항산화제 중에서는 아스코르빈산, 아스코르빈산-6-팔미트산, 환원형의 글루타치온등이 100%로 수퍼옥사이드 라디칼을 제거하는 SOD 유사활성을 보였다. (+)-카테친과 (-)-에피카테친은 각기 33%와 23%의 활성을 나타냈다.
지용성 항산화제의 경우에는 역미셀계를 이용하여 활성을 조사하였는데, 분석에 이용되는 역미셀계의 최적조건은 유화제(AOT)가 50 mM, 물이 1.3 M, 그리고 수퍼옥사이드 생성제인 피로가를은 40 mM이었다. 역미셀계내에서의 피로가를 산화는, 수용액에서와 유사하게 SOD효소에 의해 억제되므로, 수퍼옥사이드에 의한 산화임이 증명되었다. 조사된 지용성 항산화제중에서, 감마오리자 놀, 레시틴, 세파린, 로즈마리잎의 추출물, 계피유등이 우수한 수퍼옥사이드 제거능을 나타냈다.
한편, 국내 농산물 중에서 과일, 야채, 버섯류등을 대상으로 하여 SOD 유사활성을 조사한 결과, 팽나무 버섯, 마늘, 브로콜리, 상추, 키위, 미나리, 딸기, 고사리, 감등의 수용성 추출물이 높은 활성을 나타냈다. 그리고, SOD유사활성물질의 추출에는 물이 에탄올보다는 좋은 용매인 것으로 나타났다. 그러나 사람의 적혈구에 존재하는 SOD의 활성을 증가시킬 수있는 물질의 경우에는 에탄올로 훨씬 잘 추출되었으며, 양파, 수박, 우엉, 적채등의 추출물이 높은 효과를 보였다.
SOD 유사활성물질의 추출율을 증가시키기 위하여 상온수추출, 열수추출, 80% 에탄올추출(90℃), 효소처리등 4종류의 처리결과, 열수추출과 80% 에탄올 추출이 상온수추출에 비해 약 20배정도 효과적이었다.
SOD 유사활성이 인정된 항산화제가 생체 내에서 효능을 발휘하는지 조사해보기위해 초파리를 이용한 실험을 수행하였다. 체내에서 수퍼옥사이드를 생성하는 파라쿼트를 5 mM의 농도로 초파리에게 먹일 경우, 글루타치온, 카테친, 에피카테친을 50 mg/l로 미리 또는 나중에 먹이면 생존율이 증가하였다. 그리고 1mM의 철이온을 파라쿼트와 함께 먹이면 사망율이 더 증가되는데, 이 역시 항산화제들을 공급할 경우 사망율을 유의적으로(P ＜ 0.05) 감소시킬 수 있었다. SOD 활성이 조사된 13종의 농산물에서 얻어진 열수추출물을 초파리에게 먹였을 때에도 수퍼옥사이드의 독성에 대한 저항성이 증가하였다.
