한약재 추출법 탐구 시작!! 국화과 한약재 추출법(탕전, 에탄올 추출 등) 2024

[문형철]

The Influence of Solvent Choice on the Extraction of Bioactive Compounds from Asteraceae:

A Comparative Review

by 

Ji-Eun Lee

 1,2,†,

Jayakodyge Thilini Madushani Jayakody

 3,†,

Jae-Il Kim

 1

,

Jin-Woo Jeong

 4

,

Kyung-Min Choi

 4,

Tae-Su Kim

 4,

Chan Seo

 4,

Iman Azimi

 5,

Jimin Hyun

 1,*

 and

Bomi Ryu

 1,2,*

1

Department of Food Science Nutrition, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea

2

Department of Smart Green Technology Engineering, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea

3

Department of Biosystems Technology, Faculty of Technology, University of Sri Jayewardenepura, Pitipana, Homagama 10208, Sri Lanka

4

Honam National Institute of Biological Resources, 99 Gohadoangil, Mokpo-si 587262, Republic of Korea

5

Monash Biomedicine Discovery Institute, Department of Pharmacology, Monash University, Melbourne, VIC 3168, Australia

*

Authors to whom correspondence should be addressed.

†

These authors contributed equally to this work.

Foods 2024, 13(19), 3151; https://doi.org/10.3390/foods13193151

Submission received: 22 August 2024 / Revised: 30 September 2024 / Accepted: 30 September 2024 / Published: 2 October 2024

(This article belongs to the Special Issue Phytochemicals in Foods: From Molecular Properties to Biological Functions)

Abstract

While the potential of Asteraceae plants as herbal remedies has been globally recognized, their widespread application in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries requires a deeper understanding of how extraction methods influence bioactive compound yields and functionalities. Previous research has primarily focused on the physiological activities or chemical compositions of individual Asteraceae species, often overlooking the critical role of solvent selection in optimizing extraction. Additionally, the remarkable physiological activities observed in these plants have spurred a growing number of clinical trials, aiming to validate their efficacy and safety for potential therapeutic and commercial applications. This work aims to bridge these knowledge gaps by providing an integrated analysis of extraction techniques, the diverse range of bioactive compounds present in Asteraceae, and the influence of solvent choice on isolating these valuable substances. By elucidating the interplay between extraction methods, solvent properties, and bioactivity, we underscore the promising potential of Asteraceae plants and highlight the importance of continued research, including clinical trials, to fully unlock their potential in the food, cosmetic, and pharmaceutical sectors.

초록

국화과(Asteraceae) 식물의 약초로서의 잠재력은

전 세계적으로 인정받고 있지만,

식품, 화장품, 제약 산업에서 이들의 광범위한 적용을 위해서는

추출 방법이 생리활성 화합물의 수율과 기능에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 더 깊은 이해가 필요합니다.

이전 연구들은

주로 개별 국화과 종의 생리적 활성 또는 화학적 조성에 초점을 맞추어 왔으며,

추출 최적화에 있어서 용매 선택의 중요한 역할을 간과하는 경우가 많았습니다.

또한, 이 식물들에서 관찰된 놀라운 생리적 활성은

잠재적인 치료 및 상업적 적용을 위한 효능과 안전성을 검증하기 위한

임상 시험의 증가로 이어졌습니다.

본 연구는

추출 기술, 국화과에 존재하는 다양한 생리활성 화합물,

그리고 이 귀중한 물질들을 분리하는 데 있어서

용매 선택의 영향을 통합적으로 분석함으로써

이러한 지식 격차를 해소하는 것을 목표로 합니다.

추출 방법, 용매 특성, 생체 활성 간의 상호 작용을 명확히 함으로써

우리는 국화과 식물의 유망한 잠재력을 강조하고,

식품, 화장품, 제약 분야에서 그 잠재력을 완전히 발휘하기 위한 임상 시험을 포함한

지속적인 연구의 중요성을 부각합니다.

Keywords: 

Asteraceae; natural product; extraction; bioactive compounds; nutraceuticals; pharmaceuticals; cosmeceuticals; physiological functions

1. Introduction

The long history of human consumption of natural products suggests that developing health functional foods and new drugs from these sources can offer safety advantages and reduce the likelihood of side effects [1]. Moreover, the diverse physiologically active substances found in natural products can potentially not only treat specific diseases but also promote overall health through mechanisms like immune system support and antioxidant activity [2]. The vast array of natural products in the world presents numerous opportunities for developing novel health functional foods and drugs, fostering a high-value industry that can boost national competitiveness and revitalize local economies [3]. For these reasons, the natural products industry warrants further development. In this context, we aim to review the physiologically active substances, efficacy, and commercialization potential specifically within the Asteraceae family.

The Asteraceae family is one of the largest families in the plant world and includes a variety of species. This species diversity suggests the possibility of containing a wide range of physiologically active substances, and plants of the Asteraceae family have the potential to be used as pharmaceutical and health functional food materials as they have been used as traditional medicines and foods for a long time [4]. This family encompasses a large variety of flowering plants, organized into about 1600 genera and more than 23,000 species. Notable species include wormwood (Artemisia absinthium), yarrow (Achillea millefolium), chamomile (Chamaemelum nobile), lettuce (Lactuca sativa), chicory (Cichorium intybus), artichoke (Cynara cardunculus), daisy (Bellis perennis), and dandelion (Taraxacum officinale) [5]. Asteraceae plants are predominantly herbaceous, with some shrubs or sub-shrubs [6]. They exhibit diverse forms, ranging from tall trees to small herbs, with varying leaf shapes and sizes. Most species are characterized by flat clusters of small, colorful flowers [4].

서론 

천연물의 오랜 인간 섭취 역사는

이러한 자원으로부터 건강 기능 식품 및 신약을 개발하는 것이

안전성 이점을 제공하고 부작용 가능성을 줄일 수 있음을 시사합니다 [1].

더욱이,

천연물에서 발견되는 다양한 생리활성 물질은

특정 질병을 치료할 뿐만 아니라

면역 체계 지원 및 항산화 활성과 같은 메커니즘을 통해

전반적인 건강을 증진시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다 [2].

세계에 존재하는 방대한 천연물은

새로운 건강 기능 식품 및 의약품을 개발할 수 있는 수많은 기회를 제공하며,

국가 경쟁력을 높이고 지역 경제를 활성화할 수 있는 고부가가치 산업을 육성합니다 [3].

이러한 이유로

천연물 산업은 추가적인 발전을 보장합니다.

이러한 맥락에서,

우리는 특히

국화과 내의 생리활성 물질, 효능 및 상업화 잠재력을 검토하는 것을 목표로 합니다.

국화과(Asteraceae)는

식물계에서 가장 큰 과 중 하나이며

다양한 종을 포함합니다.

이러한 종의 다양성은

광범위한 생리활성 물질을 함유할 가능성을 시사하며,

국화과 식물은 오랫동안 전통 의약품 및 식품으로 사용되어 왔기 때문에

의약품 및 건강 기능 식품 원료로 사용될 잠재력이 있습니다 [4]. 

Plants in the Asteraceae family have traditionally been used for medicinal purposes, and modern scientific research has revealed various effects such as antioxidant, anti-inflammatory, and immune enhancement. Based on these effects, plants in this family can be used as a health functional food material and medicine [4]. Chamomile, one of the most popular teas, has traditionally been used for medicinal purposes and includes species like Matricaria recutita L., and Matricaria chamomilla [7]. Silybum marianum, or milk thistle (MT), is well-studied for its treatment of liver disease [8] and health functional foods made from milk thistle extract are available on the market. Calendula officinalis is recognized by the World Health Organization for its wound healing and anti-inflammatory properties and is a component of Traumeel®, a treatment for symptoms related to acute musculoskeletal injury such as pain and swelling [9].

Various extraction methods have been employed for the utilization of these Asteraceae species. In solvent extraction, the choice of solvent is crucial, considering factors like selectivity, solubility, and safety. A solvent with a polarity value close to that of the solute is likely to perform better according to the laws of similarity and intermiscibility. Commonly used solvents for extraction include ethanol, methanol, water, and acetone. Depending on the type of compound to be isolated and extracted, various solvents can be mixed and used [10]. Ethanol, a polar solvent, can extract a variety of polar and nonpolar compounds with high efficiency. It is particularly effective for extracting bioactive substances such as phenolic compounds, lipids and fatty acids, and terpenoids, and has the advantage of being safe for use in food and pharmaceuticals [11]. Methanol, a polar solvent with high solubility, is effective for extracting various polar compounds. Although it exhibits high extraction efficiency, caution is necessary due to its toxicity. In addition to phenolic compounds, lipids, and fatty acids, it is also used to extract anthocyanins, terpenoids, lignans, polysaccharides, proteins, and amino acids [12,13]. Acetone, a medium-polar solvent, is highly volatile, making it easy to remove the solvent after extraction. It is suitable for extracting medium-polar compounds and is particularly effective for extracting phenolic compounds and flavonoids [14]. Water is the safest and most environmentally friendly extraction method as a polar solvent. It is cost-effective and can be extracted without special equipment. However, the extraction efficiency may be low, and it is mainly used to extract water-soluble components such as phenolic compounds, anthocyanins, lipids and fatty acids, polysaccharides, saponins, vitamins, and minerals. Environmentally friendly aqueous extraction processes have received increasing attention in recent years. Hydrodistillation or vapor distillation is a method specialized in extracting volatile compounds. Distillation extraction is a method specialized for extracting volatile components. It can extract heat-sensitive compounds and is suitable for extracting volatile aroma components. However, the extraction efficiency may be low, and it has disadvantages in terms of economic feasibility [15,16]. Compared to single solvent extraction, extraction using various solvents has the advantage of increasing extraction efficiency for a specific component, selectively obtaining only a desired component, and obtaining various and high purity extracts. However, it is uneconomical in that the process becomes complicated because multiple solvents are used, which may require more time and labor [17].

Numerous studies have demonstrated that Asteraceae species possess antimicrobial, antioxidant, antifungal, anti-inflammatory, insecticidal, anticancer, liver-protective, and wound-healing properties [4,18]. and these properties have been validated via clinical trials in humans. Animal models often face limitations due to biological differences and experimental design constraints, making it difficult to directly apply findings to humans [19]. Therefore, clinical trials in humans are essential to validate the results from animal studies [20]. Extracts of plants from Asteraceae species have been administered in various human organs to prove their therapeutic and protective effects. Notably, species like Ligularia taquetii, Cirsium japonicum, and T. officinale have garnered attention for their diverse bioactivities, including anti-inflammatory, antioxidant, and anticancer effects [21,22,23]. These findings suggest that Asteraceae-derived compounds can be utilized as novel functional ingredients to enhance, the nutritional and health benefits of various products. By demonstrating the functions and effects of Asteraceae plant extracts through clinical trials, we can promote their utilization and commercialization.

This paper presents biological molecules extracted using different solvents from various Asteraceae plants and discusses their related biological activities for the expansion of application fields. These species include L. taquetii, C. japonicum, C. cardunculus L. (artichoke), A. millefolium, Acmella oleracea, A. absinthium (wormwood), C. tinctorius (safflower), Inula crithmoides, Solidago virgaurea (goldenrod), T. officinale (common dandelion), Tanacetum vulgare (tansy), Cichorium intybus L (chicory), C. cardunculus, Cynara scolymus, Helianthus tuberosus L., Arctium lappa (burdock), Arctium tomentosum, Achillea cucullata, Arctium minus, Tagetes erecta, Helichrysum arenarium, Tanacetum parthenium (feverfew), Baccharis dracunculifolia, M recutita (chamomile), Ageratum conyzoides, Artemisia vulgaris, H. annuus, Eremanthus erythropappus (Candeia), Centaurea imperialis, Trachelospermum asiaticum, Saussurea heteromalla, Forsythia viridissima, Chromolaena odorata, Crepis vesicaria, Sonchus asper Hill, and Sonchus oleraceus L.

The aim of this review is to focus on the extraction of active compounds from Asteraceae plants, which have long been used in traditional medicine as teas or therapeutic agents. The review highlights the extraction solvents used and analyzes the biological properties of the extracted substances (Figure 1). It also presents the biological activities of these compounds as demonstrated through in vitro or in vivo models and clinical trials, emphasizing their potential and suitability as resources. By doing so, this review aims to showcase the applicability of Asteraceae plants in pharmaceuticals, cosmeceuticals, and functional foods, contributing to the expansion of their use and promoting commercialization.

이 과는

약 1600속과 23,000종 이상으로 구성된

다양한 꽃 피는 식물을 포함합니다.

주목할 만한 종으로는

쑥(Artemisia absinthium),

서양톱풀(Achillea millefolium),

캐모마일(Chamaemelum nobile),

상추(Lactuca sativa),

치커리(Cichorium intybus),

아티초크(Cynara cardunculus),

데이지(Bellis perennis),

민들레(Taraxacum officinale) 등이 있습니다 [5].

국화과 식물은

주로 초본성이며, 일부 관목 또는 아관목 형태를 띠기도 합니다 [6].

이들은

키 큰 나무에서 작은 풀에 이르기까지 다양한 형태를 보이며,

잎 모양과 크기도 다양합니다.

대부분의 종은

작고 다채로운 꽃들이 평평한 군집을 이루는 것이 특징입니다 [4].

국화과 식물은

전통적으로 약용 목적으로 사용되어 왔으며,

현대 과학 연구는 항산화, 항염증, 면역 강화 등 다양한 효과를 밝혀냈습니다.

이러한 효과를 바탕으로

이 과의 식물은

건강 기능 식품 원료 및 의약품으로 사용될 수 있습니다 [4].

가장 인기 있는 차 중 하나인 캐모마일은

전통적으로 약용 목적으로 사용되어 왔으며,

Matricaria recutita L. 및 Matricaria chamomilla와 같은 종을 포함합니다 [7].

Silybum marianum 또는 밀크씨슬(MT)은

간 질환 치료에 대해 잘 연구되어 있으며 [8],

밀크씨슬 추출물로 만든 건강 기능 식품이 시판되고 있습니다.

Calendula officinalis는

상처 치유 및 항염증 특성으로 세계보건기구(WHO)에 의해 인정받고 있으며,

통증 및 부기와 같은 급성 근골격계 손상 관련 증상 치료제인

Traumeel®의 구성 요소입니다 [9].

이러한

국화과 종을 활용하기 위해

다양한 추출 방법이 사용되어 왔습니다.

용매 추출에서 용매 선택은

선택성, 용해도, 안전성과 같은 요소를 고려할 때 매우 중요합니다.

용질의 극성 값과 유사한 극성 값을 가진 용매는

유사성 및 혼화성 법칙에 따라 더 잘 작동할 가능성이 높습니다.

추출에 일반적으로 사용되는 용매는

에탄올, 메탄올, 물, 아세톤 등이 있습니다.

용매 추출에서 용매를 선택할 때 용질의 극성값이 중요.

극성은 분자가 전하를 띠는 정도를 나타내는데,

극성 용질은 극성 용매에 더 잘 녹고, 비극성 용질은 비극성 용매에 더 잘 녹음.

예를 들어, 물은 극성 용매이고, 벤젠은 비극성 용매입.

따라서

소금 같은 극성 용질은 물에 잘 녹고,

기름 같은 비극성 용질은 벤젠, 에틸아세테이트에 잘 녹음.

용매 추출에서는 용질과 비슷한 극성을 가진 용매를 선택하면 추출 효율을 높일 수 있음.

예를 들어, 극성 용질을 추출하려면 물이나 알코올 같은 극성 용매를 사용하고,

비극성 용질을 추출하려면 벤젠이나 헥산 같은 비극성 용매를 사용하는 것이 좋음

끓는 물로 추출하면 

극성이 큰 성분들, 

예를 들어 아미노산이나 당류 같은 것들이 잘 추출.

반면에 알코올로 추출하면

펩타이드나 알칼로이드처럼 극성이 좀 더 작은 성분들이 잘 추출

아미노산과 당은 펩타이드나 알칼로이드보다 극성이 큰 편.

아미노산과 당은 분자 내에 하이드록시기(-OH)나 아미노기(-NH2) 같은 극성 그룹을 많이 가지고 있어서 물 같은 극성 용매에 잘 녹음.

반면에 펩타이드나 알칼로이드는 탄화수소 사슬 같은 비극성 부분을 더 많이 가지고 있어서 극성이 상대적으로 약함

녹용을 갈아서 에탄올, 즉 술로 추출하면, 물과 에탄올 모두에 잘 녹는 성분들이 주로 추출.

예를 들어, 아미노산이나 펩타이드 같은 성분들.

에탄올은 물보다 극성이 약하기 때문에, 물로는 잘 추출되지 않는 일부 지용성 물질들도 함께 추출

분리 및 추출할 화합물의 종류에 따라

다양한 용매를 혼합하여 사용할 수 있습니다 [10].

극성 용매인 에탄올은

다양한 극성 및 비극성 화합물을 고효율로 추출할 수 있습니다.

특히

페놀 화합물, 지질 및 지방산, 테르페노이드와 같은

생리활성 물질 추출에 효과적이며,

식품 및 의약품에 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있습니다 [11].

높은 용해도를 가진 극성 용매인 메탄올은

다양한 극성 화합물을 추출하는 데 효과적입니다.

높은 추출 효율을 나타내지만,

독성으로 인해 주의가 필요합니다.

페놀 화합물, 지질, 지방산 외에도

안토시아닌, 테르페노이드, 리그난, 다당류, 단백질, 아미노산 등을 추출하는 데

사용됩니다 [12,13].

중간 극성 용매인 아세톤은 휘발성이 높아

추출 후 용매 제거가 용이합니다.

중간 극성 화합물 추출에 적합하며,

특히 페놀 화합물 및 플라보노이드 추출에 효과적입니다 [14].

물은

극성 용매로서 가장 안전하고 환경 친화적인 추출 방법입니다.

비용 효율적이며

특수 장비 없이도 추출할 수 있습니다.

그러나

추출 효율이 낮을 수 있으며,

주로 페놀 화합물, 안토시아닌, 지질 및 지방산, 다당류, 사포닌, 비타민, 미네랄과 같은

수용성 성분을 추출하는 데 사용됩니다.

최근에는

환경 친화적인 수성 추출 공정에 대한 관심이 증가하고 있습니다.

수증기 증류 또는 증기 증류는 휘발성 화합물 추출에 특화된 방법입니다.

증류 추출은

휘발성 성분 추출에 특화된 방법입니다.

열에 민감한 화합물을 추출할 수 있으며,

휘발성 향기 성분 추출에 적합합니다.

그러나

추출 효율이 낮을 수 있으며,

경제적 타당성 측면에서 단점이 있습니다 [15,16].

단일 용매 추출과 비교하여

다양한 용매를 사용한 추출은 특정 성분에 대한 추출 효율을 높이고,

원하는 성분만을 선택적으로 얻거나,

다양하고 고순도의 추출물을 얻을 수 있다는 장점이 있습니다.

그러나

여러 용매가 사용되어 공정이 복잡해지기 때문에

더 많은 시간과 노동이 필요할 수 있다는 점에서 비경제적입니다 [17].

수많은 연구에서

국화과 식물이 항균, 항산화, 항진균, 항염증, 살충, 항암, 간 보호, 상처 치유 특성을 가지고 있음을 입증했으며 [4,18],

이러한 특성은 인간 대상 임상 시험을 통해 검증되었습니다.

동물 모델은 생물학적 차이 및 실험 설계 제약으로 인해 한계에 직면하는 경우가 많아 연구 결과를 인간에게 직접 적용하기 어렵습니다 [19]. 따라서 동물 연구 결과를 검증하기 위해서는 인간 대상 임상 시험이 필수적입니다 [20].

국화과 식물 추출물은

치료 및 보호 효과를 입증하기 위해

다양한 인체 장기에 투여되었습니다.

특히 Ligularia taquetii, Cirsium japonicum, T. officinale와 같은 종은

항염증, 항산화, 항암 효과를 포함한

다양한 생체 활성으로 주목받고 있습니다 [21,22,23].

이러한 발견은

국화과 유래 화합물이 다양한 제품의 영양 및 건강 효능을 향상시키는

새로운 기능성 성분으로 활용될 수 있음을 시사합니다.

임상 시험을 통해 국화과 식물 추출물의 기능과 효과를 입증함으로써

우리는 그 활용과 상업화를 촉진할 수 있습니다.

본 논문은

다양한 국화과 식물에서 다른 용매를 사용하여 추출된 생체 분자를 제시하고,

적용 분야 확장을 위한 관련 생물학적 활동을 논의합니다.

이러한 종에는 L. taquetii, C. japonicum, C. cardunculus L. (아티초크), A. millefolium, Acmella oleracea, A. absinthium (쑥), C. tinctorius (홍화), Inula crithmoides, Solidago virgaurea (골든로드), T. officinale (일반 민들레), Tanacetum vulgare (국화쑥), Cichorium intybus L (치커리), C. cardunculus, Cynara scolymus, Helianthus tuberosus L., Arctium lappa (우엉), Arctium tomentosum, Achillea cucullata, Arctium minus, Tagetes erecta, Helichrysum arenarium, Tanacetum parthenium (피버퓨), Baccharis dracunculifolia, M recutita (캐모마일), Ageratum conyzoides, Artemisia vulgaris, H. annuus, Eremanthus erythropappus (칸데이아), Centaurea imperialis, Trachelospermum asiaticum, Saussurea heteromalla, Forsythia viridissima, Chromolaena odorata, Crepis vesicaria, Sonchus asper Hill, Sonchus oleraceus L.가 포함됩니다.

이 리뷰의 목표는

오랫동안 차 또는 치료제로 전통 의학에서 사용되어 온 국화과 식물로부터

활성 화합물의 추출에 초점을 맞추는 것입니다.

이 리뷰는

사용된 추출 용매를 강조하고

추출된 물질의 생물학적 특성을 분석합니다 (그림 1).

또한 이러한 화합물의 생물학적 활동을

시험관 내 또는 생체 내 모델 및 임상 시험을 통해 입증된 바와 같이 제시하며,

자원으로서의 잠재력과 적합성을 강조합니다.

이를 통해 이 리뷰는

국화과 식물의 의약품, 코스메슈티컬 및 기능성 식품 분야에서의 적용 가능성을 보여주고,

그 사용 확대를 촉진하고 상업화를 촉진하는 데 기여하는 것을 목표로 합니다.

Figure 1. The phylogenetic tree of the Asteraceae discussed in this review. Phylogenetic trees were constructed using the rbcL region from NCBI and drawn with the Geneious Prime program. This tree encompasses the Asteraceae genus covered in this paper. Each species is classified into three main physiological activities—anti-oxidant, anti-microbial and anti-parasitic, and anti-tumor or anti-inflammatory—represented in the box plot. Red indicates antioxidant activity, blue indicates antimicrobial and anti-parasitic activity, and green indicates anti-tumor or anti-inflammatory activity. Achillea cucullata, Achillea minus, Saura grandifolia, Sinulus excelsus, Ligularia taketi, and Inula crithmoides were excluded due to the absence of rbcL gene results.

그림 1. 본 고찰에서 논의된 국화과의 계통수.

계통수는 NCBI의 rbcL 영역을 사용하여 구축되었으며 Geneious Prime 프로그램으로 그려졌습니다. 이 계통수는 본 논문에서 다루는 국화과 속을 포함합니다. 각 종은 항산화, 항균 및 항기생충, 항종양 또는 항염증의 세 가지 주요 생리활성으로 분류되어 상자 그림으로 표시됩니다. 빨간색은 항산화 활성을, 파란색은 항균 및 항기생충 활성을, 녹색은 항종양 또는 항염증 활성을 나타냅니다. rbcL 유전자 결과가 없었기 때문에 Achillea cucullata, Achillea minus, Saura grandifolia, Sinulus excelsus, Ligularia taketi, Inula crithmoides는 제외되었습니다.

2. Chemical Composition and Biological Functions of Extracts

2.1. Ethanol Extraction

Ethanol extraction of natural products is effective due to its broad solubility range as a neutral solvent, capable of extracting a wide variety of compounds, including both hydrophilic components soluble in water and lipophilic components like fats. Its antimicrobial properties contribute to reducing contamination risks and preserving the quality of extracts. Ethanol is technically relatively safe and economical, evaporating quickly after extraction to facilitate concentration processes. These characteristics make ethanol widely used for extracting bioactive ingredients, particularly those with high antioxidant activity, from Asteraceae plants, and it also finds applications in beverage and food manufacturing [11]. The extraction methods, physiological activities, and chemical compositions of all ethanol extracts of Asteraceae plants are summarized in Supplementary Table S1.

2. 추출물의 화학적 조성 및 생물학적 기능

2.1. 에탄올 추출 

천연물의 에탄올 추출은

중성 용매로서 넓은 용해도 범위를 가지고 있어,

물에 용해되는 친수성 성분과 지방과 같은 친유성 성분을 포함한

다양한 화합물을 추출하는 데 효과적입니다.

에탄올의 항균 특성은

오염 위험을 줄이고 추출물의 품질을 보존하는 데 기여합니다.

에탄올은

기술적으로 비교적 안전하고 경제적이며,

추출 후 빠르게 증발하여 농축 과정을 용이하게 합니다.

이러한 특성 덕분에 에탄올은

국화과 식물에서 특히 높은 항산화 활성을 가진 생리활성 성분을 추출하는 데 널리 사용되며,

음료 및 식품 제조에도 응용됩니다 [11].

국화과 식물의 모든 에탄올 추출물의 추출 방법, 생리활성 및 화학적 조성은

보충표 S1에 요약되어 있습니다.

2.1.1. Phenolic Compounds in Ethanol Extract

Asteraceae plants showed great variability in terms of phenolic compound content and profile. Phenolic compounds, including flavonoids and phenolic acids, exhibit a wide range of biological activities such as antioxidant, antimicrobial, and other effects. The antioxidant capacity of A. lappa isolated from 50% ethanol at 80 °C was measured using DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl). The antioxidant capacity of burdock extract was 76.23 ± 0.29% in a DPPH assay and this is due to phenolic compounds, such as gallic acid (0.39%), chlorogenic acid (CGA) (43.9%), and caffeic acid (0.22%) [24].

2.1.1. 에탄올 추출물 내 페놀 화합물

국화과 식물은

페놀 화합물 함량 및 프로파일 측면에서 큰 변동성을 보였습니다.

플라보노이드 및 페놀산을 포함한 페놀 화합물은

항산화, 항균 및 기타 효과와 같은 광범위한 생물학적 활성을 나타냅니다.

80 °C에서 50% 에탄올로부터 분리된 A. lappa의 항산화 능력은

DPPH(2,2-다이페닐-1-피크릴하이드라질)를 사용하여 측정되었습니다.

우엉 추출물의 항산화 능력은

DPPH 분석에서 76.23 ± 0.29%였으며,

이는 갈산(0.39%), 클로로젠산(CGA)(43.9%), 카페인산(0.22%)과 같은

페놀 화합물 때문입니다 [24].

Flavonoid in Phenolic Compound Group

The 70% ethanolic extracts of A. minus leaves and roots contained rutin and isoquercetin, genistein and nobiletin components, along with minor flavonoids such as kaempferol-3-O-rhamnoglucoside and astragalin, which have anticancer effects. Extracts of A. minus, at concentrations of 0.25, 2.5, 25, and 250 µg/mL, showed a selective anti-proliferative effect on K562, MCF-7, and 786-0 cancer cell lines [25].

Chicory leaves (C. intybus L.), which contain 112.38 mg of quercetin (Figure 2) equivalent (QE)/100 g dried weight, are a promising source with hepatoprotective properties. In plant components, phenolic chemicals and flavonoids have been shown to exhibit antimicrobial activity against Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa pathogens in various solvent extracts, including 70% ethanol [26].

페놀 화합물 그룹 내 플라보노이드 

A. minus 잎과 뿌리의 70% 에탄올 추출물에는

루틴과 이소퀘르세틴, 제니스테인과 노빌레틴 성분,

그리고 항암 효과가 있는 캠페롤-3-O-람노글루코사이드 및 아스트라갈린과 같은

소량의 플라보노이드가 포함되어 있었습니다.

0.25, 2.5, 25, 250 µg/mL 농도의 A. minus 추출물은

K562, MCF-7, 786-0 암세포주에 대해 선택적인 항증식 효과를 보였습니다 [25].

100g 건조 중량당 112.38mg의 퀘르세틴(그림 2) 등가물(QE)을 함유한 치커리 잎(C. intybus L.)은

간 보호 특성을 가진 유망한 공급원입니다.

식물 성분에서 페놀 화학물질과 플라보노이드는

70% 에탄올을 포함한 다양한 용매 추출물에서

Escherichia coli 및 Pseudomonas aeruginosa 병원균에 대한

항균 활성을 나타내는 것으로 밝혀졌습니다 [26].

Figure 2. The graphical illustration for Antioxidant Mechanism of Quercetin.

Reactive oxygen species (ROS), produced by various factors, induce cellular toxicity and structural damage [27]. Quercetin modulates diverse oxidative defense systems and can regulate signaling pathways such as NRFB (Nuclear Respiratory Factor 1), AMPK (AMP-activated protein kinase), and MAPK (mitogen-activated protein kinase), which enhance antioxidant mechanisms. This dual regulatory role promotes antioxidant systems and controls the generation of ROS [28].

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그림 2. 퀘르세틴의 항산화 메커니즘에 대한 그래픽 설명.

다양한 요인에 의해 생성되는 활성산소종(ROS)은 세포 독성 및 구조적 손상을 유발합니다 [27]. 퀘르세틴은 다양한 산화 방어 시스템을 조절하며, 항산화 메커니즘을 강화하는 NRFB(핵 호흡 인자 1), AMPK(AMP 활성화 단백질 키나아제), MAPK(미토겐 활성화 단백질 키나아제)와 같은 신호 전달 경로를 조절할 수 있습니다. 이러한 이중 조절 역할은 항산화 시스템을 촉진하고 ROS 생성을 제어합니다 [28].

Phenolic Acid in Phenolic Compound Group

CGA is obtained from ethanol extracts of L. taquetii, often extracted at room temperature for 24 h in ethanol, yielding approximately 8.5% CGA content [21]. According to the research, this compound exhibits a spectrum of medicinal qualities, including antioxidant, antiviral, anti-inflammatory, and anti-obesity actions [29]. A research using a 3T3-L1 adipocyte model explored the anti-adipogenic properties of L. taquetii ethanolic extract (LTE), showing that doses of 25, 50, 100, and 200 µg/mL of LTE reduced fat accumulation by 6%, 8%, 25%, and 60%, respectively. Additionally, treatment with 50 µg/mL CGA reduced fat accumulation by 30%, with LTE at 100 µg/mL exhibiting effects similar to 50 µg/mL CGA in anti-adipogenic impact [21].

A previous study highlighted the significant presence of phenolic compounds in the leaves of Jerusalem artichoke (H. tuberosus L.), extracted in 70% ethanol for approximately 2 h. Total phenolic content was (266.69 ± 2.51 mg GAE/g dry extract,) and the extract displayed robust free radical scavenging capabilities. Notably, 3-O-caffeoylquinic acid (7.458%) and 1,5-dicaffeoylquinic acid (0.051%) were identified as major contributors due to their potent ability to scavenge free radicals. In particular, the DPPH radical scavenging ability of 1,5-dicaffeoylquinic acid was 11.01 ± 1.43 μg/mL, demonstrating the best antioxidant ability among the compounds tested [30].

페놀 화합물 그룹 내 페놀산 

CGA는 L. taquetii의 에탄올 추출물에서 얻어지며, 종종 에탄올에서 24시간 동안 실온에서 추출되어 약 8.5%의 CGA 함량을 얻습니다 [21]. 연구에 따르면 이 화합물은 항산화, 항바이러스, 항염증, 항비만 작용을 포함한 다양한 약효를 나타냅니다 [29]. 3T3-L1 지방세포 모델을 사용한 연구에서는 L. taquetii 에탄올 추출물(LTE)의 항지방 형성 특성을 탐구했으며, 25, 50, 100, 200 µg/mL의 LTE 용량이 지방 축적을 각각 6%, 8%, 25%, 60% 감소시켰음을 보여주었습니다. 또한, 50 µg/mL CGA 처리 시 지방 축적이 30% 감소했으며, 100 µg/mL LTE는 항지방 형성 효과에서 50 µg/mL CGA와 유사한 효과를 나타냈습니다 [21]. 이전 연구에서는 70% 에탄올로 약 2시간 동안 추출된 뚱딴지(H. tuberosus L.) 잎에서 페놀 화합물의 상당한 존재를 강조했습니다. 총 페놀 함량은 (266.69 ± 2.51 mg GAE/g 건조 추출물)이었고, 추출물은 강력한 자유 라디칼 소거 능력을 보였습니다. 특히, 3-O-카페오일퀴닌산(7.458%)과 1,5-다이카페오일퀴닌산(0.051%)은 강력한 자유 라디칼 소거 능력으로 인해 주요 기여자로 확인되었습니다. 특히 1,5-다이카페오일퀴닌산의 DPPH 라디칼 소거 능력은 11.01 ± 1.43 μg/mL로, 테스트된 화합물 중 가장 우수한 항산화 능력을 보여주었습니다 [30].

2.1.2. Lipids and Fatty Acids in Ethanol Extract

Fatty acids are abundant in the plant kingdom and exhibit structural diversity, serving as constituents of glycerolipids, sphingolipids, and extracellular lipids [31,32].

Ethanol as an amphiphilic solvent can efficiently extract lipids and fatty acids such as triglycerides, phospholipids, and free fatty acids from various plant and animal tissues. Spilanthol, was the major bioactive compound in A. oleracea extracted with 65% ethanol and plays an important role in its biological properties [5]. Spilanthol’s (0.103%) immunomodulatory role is attributed to its inhibition of inflammatory mediators NO, IL-1b, IL-6, and TNF-alpha, and attenuation of Cyclooxygenase-2 (COX-2) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression‎ [33].

C. odorata L. was extracted with 95% ethanol for 7 days and showed a high toxicity of more than 80% for all cancer cell lines at a concentration of 500 μg/mL. One of the compounds isolated from the extract was 9,12,15-octadecatrienoic acid (12.81%) [34].

2.1.2. 에탄올 추출물 내 지질 및 지방산

지방산은

식물계에 풍부하며 구조적 다양성을 나타내며,

글리세롤리피드, 스핑고리피드, 세포외 지질의 구성 성분으로 작용합니다 [31,32].

에탄올은 양친매성 용매로서

다양한 식물 및 동물 조직에서 트라이글리세라이드, 인지질, 유리 지방산과 같은

지질 및 지방산을 효율적으로 추출할 수 있습니다.

스피란톨은

65% 에탄올로 추출한 A. oleracea의 주요 생리활성 화합물이었으며,

그 생물학적 특성에 중요한 역할을 합니다 [5].

스피란톨(0.103%)의 면역 조절 역할은

염증 매개체 NO, IL-1b, IL-6, TNF-alpha의 억제 및 사이클로옥시게나아제-2(COX-2) 및

유도성 질소 산화효소(iNOS) 발현의 약화에 기인합니다 [33].

*C. odorata L.*는 95% 에탄올로 7일 동안 추출되었으며, 500 μg/mL 농도에서 모든 암세포주에 대해 80% 이상의 높은 독성을 보였습니다. 추출물에서 분리된 화합물 중 하나는 9,12,15-옥타데카트리엔산(12.81%)이었습니다 [34].

Steroids in Lipids and Fatty Acids Group

Plants synthesize a diverse array of steroid molecules, which are significant secondary metabolites in plant physiology [35]. It has been reported that daucosterol (1%) and β-sitosterol (0.17%) are present in A. tomentosum extracted with 95% ethanol [25]. Daucosterol showed antidiabetic activity with an inhibition rate of 97.3% at a concentration of 200.0 mmol/mL in an α-glucosidase activity inhibition effect experiment, and the ID50 value (50% inhibition concentration) was found to be 30.0 mmol/mL [36]. H. arenarium, extracted with 70% ethanol [37], has been linked to the production of four steroid molecules: β-sitosterol, β-sitosterol-glucoside, stigmasterol, and stigmasterol-glucoside [38]. Baskar et al. employed various concentrations (5, 10, and 20 mg/kg body weight) of β-sitosterol to eval‎uate its antioxidant effects in their experiment. They found that β-sitosterol administered at 20 mg/kg body weight exhibited the most potent antioxidant capabilities, effectively inhibiting lipid peroxidation and enhancing the activity of antioxidant enzymes [39,40].

지질 및 지방산 그룹 내 스테로이드 

식물은 다양한 스테로이드 분자를 합성하며, 이는 식물 생리학에서 중요한 이차 대사 산물입니다 [35]. 95% 에탄올로 추출한 A. tomentosum에 다우코스테롤(1%)과 β-시토스테롤(0.17%)이 존재한다고 보고되었습니다 [25]. 다우코스테롤은 α-글루코시다아제 활성 억제 효과 실험에서 200.0 mmol/mL 농도에서 97.3%의 억제율로 항당뇨 활성을 보였으며, ID50 값(50% 억제 농도)은 30.0 mmol/mL로 나타났습니다 [36]. 70% 에탄올로 추출한 H. arenarium [37]은 β-시토스테롤, β-시토스테롤-글루코사이드, 스티그마스테롤, 스티그마스테롤-글루코사이드의 네 가지 스테로이드 분자 생성과 관련이 있습니다 [38]. Baskar 등은 다양한 농도(5, 10, 20 mg/kg 체중)의 β-시토스테롤을 사용하여 실험에서 항산화 효과를 평가했습니다. 이들은 20 mg/kg 체중으로 투여된 β-시토스테롤이 가장 강력한 항산화 능력을 나타내어 지질 과산화를 효과적으로 억제하고 항산화 효소의 활성을 향상시켰음을 발견했습니다 [39,40].

2.1.3. Terpenoids in Ethanol Extract

Terpenoids represent the most preval‎ent and structurally diverse class of secondary metabolites found in plants, crucial for plant interactions with pathogens, insects, and other plants. Higher plants contain numerous terpenoid structures, exceeding 23,000 distinct compounds [41,42]. Ethanolic extracts (95% ethanol for 6 h) of A. lappa roots revealed pentacyclic triterpenoids such as ursolic acid (0.2%) and oleanolic acid (0.27%), while the sesquiterpene lactone onopordopicrin (0.59%) was extracted from Arctium lappa leaves using 95% ethanol [25,43]. A. lappa ethanol extract has anti-hyperlipidemic activity, suppressive effect on melanocyte and epidermal hyperproliferation, cytotoxic activity toward human pancreatic tumor, and anti-parasitic action [25].

.1.3. 에탄올 추출물 내 테르페노이드 

테르페노이드는

식물에서 발견되는 가장 흔하고 구조적으로 다양한 이차 대사 산물 종류로,

병원균, 곤충 및 다른 식물과의 상호 작용에 중요합니다.

고등 식물은

23,000개 이상의 독특한 화합물을 포함하는

수많은 테르페노이드 구조를 가지고 있습니다 [41,42].

A. lappa 뿌리의 에탄올 추출물(95% 에탄올로 6시간)에서는

우르솔산(0.2%)과 올레아놀산(0.27%)과 같은 오환 트라이테르페노이드가 발견되었으며,

세스퀴테르펜 락톤 오노포르도피크린(0.59%)은

95% 에탄올을 사용하여 Arctium lappa 잎에서 추출되었습니다 [25,43].

A. lappa 에탄올 추출물은

항고지혈증 활성, 멜라닌세포 및 표피 과증식 억제 효과,

인간 췌장 종양에 대한 세포 독성 활성, 항기생충 작용을 가집니다 [25].

2.1.4. Minerals in Ethanol Extract

C. intybus L. leaves isolated with 70% ethanol contain minerals like Cr, Al, Cd, Ni, Co, and Si, while its roots are rich in Ca, P, K, and Mg. Chicory seeds exhibit a dominant mineral composition with higher concentrations of K (0.62%), Ca (1.98%), P (0.944%), Mg (0.38%), Cu (0.002%), Zn (0.006%), and Mn (0.003%) Although less studied, chicory flowers have been found to contain abundant Fe, Al, Mn, Zn, and B [26].

2.1.4. 에탄올 추출물 내 미네랄

70% 에탄올로 분리된 C. intybus L. 잎에는

Cr, Al, Cd, Ni, Co, Si와 같은 미네랄이 포함되어 있으며,

뿌리에는 Ca, P, K, Mg가 풍부합니다.

치커리 씨앗은

K(0.62%), Ca(1.98%), P(0.944%), Mg(0.38%), Cu(0.002%), Zn(0.006%), Mn(0.003%)의

더 높은 농도를 가진 우세한 미네랄 조성을 나타냅니다.

덜 연구되었지만,

치커리 꽃에는 풍부한 Fe, Al, Mn, Zn, B가 포함되어 있는 것으로 밝혀졌습니다 [26].

2.2. Methanol Extraction

Methanol’s low price and high extraction efficiency offer economic advantages, but it is important to consider the potential additional costs associated with safety management and compliance with environmental regulations. Although methanol is a relatively inexpensive and efficient solvent for extraction, safety and environmental concerns must be taken into account. Methanol is more polar than ethanol, allowing it to form stronger hydrogen bonds as both a hydrogen donor and acceptor within the molecule. Due to this property, methanol’s ability to extract compounds when used as a mixed solvent with water varies depending on polarity. Additionally, methanol generally has a higher solvent strength and broader solubility than water, enabling fast and efficient extraction. However, safety precautions are necessary when using methanol due to its high volatility and ability to ignite vapors. Based on its physical and chemical properties, methanol is widely used in analytical chemistry for its ability to efficiently extract various compounds such as flavonoids, terpenoids, phenolic compounds, and vitamins [12,13]. The extraction method, physiological activity, and chemical composition of all methanol extracts of Asteraceae are summarized in Supplementary Table S2.

2.2. 메탄올 추출

메탄올은 저렴한 가격과 높은 추출 효율로 경제적 이점을 제공하지만, 안전 관리 및 환경 규제 준수와 관련된 잠재적인 추가 비용을 고려하는 것이 중요합니다. 메탄올은 비교적 저렴하고 효율적인 추출 용매이지만, 안전 및 환경 문제를 고려해야 합니다.

메탄올은

에탄올보다 극성이 높고, 분자 내에서 수소 공여체 및 수소 수용체로서

더 강한 수소 결합을 형성할 수 있습니다.

이러한 특성으로 인해 물과 혼합 용매로 사용될 때 메탄올의 화합물 추출 능력은 극성에 따라 달라집니다. 또한, 메탄올은 일반적으로 물보다 용매 강도가 높고 용해도가 넓어 빠르고 효율적인 추출이 가능합니다. 그러나 메탄올은 높은 휘발성과 증기 발화 가능성으로 인해 사용 시 안전 예방 조치가 필요합니다. 물리적 및 화학적 특성을 바탕으로 메탄올은 플라보노이드, 테르페노이드, 페놀 화합물, 비타민과 같은 다양한 화합물을 효율적으로 추출하는 능력으로 분석 화학에서 널리 사용됩니다 [12,13]. 국화과의 모든 메탄올 추출물의 추출 방법,

2.2.1. Phenolic Compounds in Methanol Extract

C. japonicum DC contains pectolinarin and 5,7-dihydroxy-6,4′-dimethoxy flavonoids. Various extraction methods have been employed to verify the physiological efficacy of C. japonicum DC. Some studies have used solvents mixed with methanol and butanol for extraction [44]. Pectolinarin (62.8%) and 5,7-dihydroxy-6,4′-dimethoxy flavonoids (36.5%) extracted from C. japonicum DC exhibited anticancer activity in S180 and H22 mice. Flavone extracts from C. japonicum DC showed dose-dependent tumor inhibition in S180 sarcoma mice, with the highest inhibition rate (55.77%) observed at 50 mg/kg, comparable to the positive control 5-Fu (56.77%) [45]. Two flavones, pectolinarin and 5,7-dihydroxy-6,4′-dimethoxy flavone (DDMF), were isolated and demonstrated hypolipidemic and hypoglycemic effects. In diabetic rats fed a high-carbohydrate/high-fat diet, pectolinarin and DDMF reduced plasma glucose by 24.5% and 19.6%, respectively, while an extract that is a mixture of the two, reduced it by 44.7% [44]. In another study, the anti-inflammatory properties and mechanisms of flavone cirsimaritin extracted from an ethanol extract of the aerial parts of C. japonicum var. maackii Maxim were examined using RAW264.7 cells and results showed That the extract and its flavonoid cirsimaritin reduced nitric oxide (NO) synthesis and the expression‎ of inducible nitric oxide synthase in RAW264.7 cells [46].

The leaves of C. cardunculus L. contain higher levels of total phenolic compounds, flavonoids, and antioxidant activity compared to artichoke leaves. Key phenolic compounds identified include caffeoylquinic acid (1.56%), and Luteolin (0.407%). These compounds were extracted by stirring in 80% methanol for approximately 1 h. DPPH experiments showed antioxidant effects in the seeds (EC50 = 143 ± 1 μg/mL), leaf body (EC50 = 218 ± 11 μg/mL), head (EC50 = 466 ± 5 μg/mL), and leaf (EC50 = 1238 ± 60 μg/mL) [47].

A. millefolium methanolic extracts, infusions, and decoctions were eval‎uated for their antioxidant capabilities and potential anticancer properties, correlating with their phenolic profiles. Significant anti-oxidant substances in A. millefolium include flavonoids such as apigenin (1–5%) and quercetin (10–30%), as well as phenolic acids like caffeoylquinic acid. These compounds act as reducing agents, hydrogen donors, or singlet oxygen quenchers against oxidative stress-related reactive species [5].

Flower extracts of European goldenrod (S. virgaurea L.) and T. vulgare L., which were prepared with 70% methanol, showed a 50% higher total polyphenol content (about 2000 mg caffeic acid equivalent per 100 g dry matter) compared to leaf extracts [23]. Other methanol extracts of T. vulgare L. had high concentrations of CGA(4.365%) and rosmarinic acid (2.044%), which exhibited antioxidant and antifungal properties, especially high antioxidant ABTS activity [48].

T. officinale (commonly known as dandelion) has phenolic compounds with potent biological effects. Distinct polyphenols present in different parts of the plant contribute to its actions. Extracts prepared with 80% methanol for 30 min showed that phenolic fractions from dandelion petals exhibit superior antioxidant properties compared to those from dandelion leaves. Luteolin (47.25%) is among the commonly isolated compounds from dandelion. A methanol extract inhibited plasma lipid peroxidation induced by H2O2 or H2O2/Fe by approximately 50% [49].

Salicylic acid, with a content of 14,400.45 µg/g of dry weight, was identified as the predominant phenolic compound in A. absinthium L. (wormwood) leaf extracts prepared with methanol over a 20 h period [5]. Methanol extracts of A. absinthium L. had antioxidant activity according to DPPH, reducing power, and molybdenum phosphate assays [50].

The extract of Carthamus tinctorius L. prepared with 70% methanol showed antioxidant potential, a 94.50% inhibition of lipid peroxidation was achieved at a concentration of 20 μg/mL [51]. Sánchez et al. identified kaempferol 3-sophoroside (0.2%), Acacetin 7-O-β-glucuronide (0.8–1.4%) and salicylic acid (0.02–0.03%) as the main phenolic compounds in methanol extracts of C. tinctorius L. [52].

Extracts from C. officinalis L. and Achillea filipendulina Lam. leaves, extracted with 70% methanol and analyzed via high-performance liquid chromatography 3000 HPLC system with a diode array detector (DAD-3000; Dionex™, Thermo Fisher Scientific Inc., Cleveland, OH, USA), revealed various phenolic acids including 4-hydroxybenzoic acid (8.47%), vanilic acid (3.79%), and syringic acid (9.65%). Syringic acid exhibited exceptional free radical scavenging abilities and alleviated oxidative stress indicators, with scavenging capacities of 94.64% and 95.13%, respectively [53].

Flavonoids in Phenolic Compound Group

Various parts of plants generally contain different compounds, and each has its own bioactive ingredient. Methanol extract (T. officialale L.) from dandelion was reported to contain Phenolic compounds in leaves, which were tested in mice. Chicoric acid (11.7%) derived from 80% methanol extracts of dandelion petals demonstrated positive effects on lipid profile in an in vivo study, including flavonoids that inhibit the synthesis of reactive oxygen and nitrogen species [54]. The dandelion leaf extract reduced plasma triglyceride levels by 0.44 times and total cholesterol levels by 0.73 times compared to the control group. In addition, it was effective in reducing TBARS levels in the spleen and brain by about 0.8 times in vivo experiments [54].

Flavonoids of T. erecta were isolated by extracting with 96% ethanol for 24 h. The presence of a significant quantity of flavonoid and phenolic components in T. erecta led to the low IC50 value of 17.3 g/mL in the extracts from this plant. The dose of T.erecta, which contains a variety of chemicals with strong anti-predatory properties, can help treat chronic diseases such as cancer, diabetes, and cardiovascular disease [55]. While Hanifa and Yusuf reported the presence of quercetin and kaempferol in T. erecta, the LC-MS analysis of T. erecta extract by Burlec et al. identified quercetagetin glycosides as the major components [56].

Yin, et al. utilized MeOH over three days to extract C. japonicum, revealing high phenolic content associated with excellent hydroxyl radical scavenging and anti-oxidant activity. In particular, as a result of hydroxyl radical scavenging activity, their MeOH extract showed a concentration-dependent hydroxyl radical scavenging activity, reaching 83.5% at a concentration of 500 μg/mL. The extract also contained the flavonoid hispidulin 7-O-neohesperidoside, which was administered orally to ethanol-treated rats at daily doses of 10 mg or 20 mg per kg body weight to eval‎uate its anti-oxidant activity [57,58].

S. grandifolia stems, Synulus excelsus flowers, and Aster pilosus were found to contain the highest concentrations of three predominant phenolic compounds following methanol extraction: quercetin (1.857%), isoquercetin (4.467%), and 1,5-di-O-caffeoylquinic acid (78.25 mg/g). Ligularia taquetii showed peaks of isoquercitrin (0.37 mg/g) and 1,5-di-O-caffeoylquinic acid (7.825%) without quercitrin [59]. Isoquercetin, which is commonly present in S. grandifolia and A. pilosus, has the effect of up-regulating antioxidant genes and inhibiting inflammatory cytokines [60].

H. arenarium methanol extracts revealed 39 distinct chemicals, primarily flavonoids such as chalcone isosalipurposide, naringenin, naringenin-5-O-glucoside, and other compounds known for hepatoprotective and anti-atherosclerotic properties. These extracts were particularly rich in narirutin, naringin, eriodictyol, luteolin, galuteolin, astragalin, and kaempferol [38]. As a result of MTT analysis using RAW264.7 cells, these compounds (at concentrations of 10–100 μM) showed a cell proliferation inhibitory effect compared to the control, and ELISA analysis proved the anti-inflammatory effect of the flavonoids [61].

Phenolic Acids in Phenolic Compound Group

Previous studies have demonstrated that Parthenium hysterophilus L. was extracted using 95% methanol for 24 h. The resulting extract, obtained after evaporation under reduced pressure, has been found to exhibit a variety of physiological activities. HPLC analysis revealed the presence of various phenolic compounds in the extract, with CGA being the most abundant. In the DPPH free radical scavenging assay, the methanol extract exhibited the highest cell inhibition of 76.90% at 80 µg, with an IC50 value of 54.278 µg/µL. In the hemolysis assay, the highest cell inhibition of 76.90% was observed at 200 µg, with an IC50 value greater than 500 [62].

Studies investigating the phytochemistry of C. scolymus L. have identified phenolic acids as major constituents. Among these, cynarin stands out for its immunomodulatory activity. Extraction with 80% methanol for 1 h has been utilized to isolate cynarin (0.035%) from C. scolymus L. The extracts exhibited high anti-oxidant capacity, showing the highest DPPH radical scavenging activity with an EC50 value of 143 μg/mL and the highest lipid peroxidation inhibition activity with EC50 values of 112 and 125 μg/mL [47].

2.2.1. 메탄올 추출물 내 페놀 화합물C. japonicum DC에는 펙톨리나린과 5,7-다이하이드록시-6,4'-다이메톡시 플라보노이드가 함유되어 있습니다. C. japonicum DC의 생리적 효능을 검증하기 위해 다양한 추출 방법이 사용되었습니다. 일부 연구에서는 메탄올과 부탄올을 혼합한 용매를 사용하여 추출했습니다 [44]. C. japonicum DC에서 추출한 펙톨리나린(62.8%)과 5,7-다이하이드록시-6,4'-다이메톡시 플라보노이드(36.5%)는 S180 및 H22 생쥐에서 항암 활성을 나타냈습니다. C. japonicum DC에서 추출한 플라본 추출물은 S180 육종 생쥐에서 용량 의존적인 종양 억제를 보였으며, 50 mg/kg에서 가장 높은 억제율(55.77%)이 관찰되었고, 이는 양성 대조군 5-Fu(56.77%)와 유사했습니다 [45]. 펙톨리나린과 5,7-다이하이드록시-6,4'-다이메톡시 플라본(DDMF) 두 가지 플라본이 분리되었으며, 이들은 지질 저하 및 혈당 강하 효과를 입증했습니다. 고탄수화물/고지방 식단을 섭취한 당뇨병 쥐에서 펙톨리나린과 DDMF는 혈장 포도당을 각각 24.5%와 19.6% 감소시켰고, 두 가지 혼합 추출물은 44.7% 감소시켰습니다 [44]. 또 다른 연구에서는 C. japonicum var. maackii Maxim의 지상부 에탄올 추출물에서 추출한 플라본 시르시마리틴의 항염증 특성 및 메커니즘을 RAW264.7 세포를 사용하여 조사했으며, 추출물과 플라보노이드 시르시마리틴이 RAW264.7 세포에서 산화질소(NO) 합성 및 유도성 산화질소 합성효소 발현을 감소시키는 것으로 나타났습니다 [46].

C. cardunculus L. 잎은 아티초크 잎에 비해 더 높은 수준의 총 페놀 화합물, 플라보노이드 및 항산화 활성을 함유하고 있습니다. 확인된 주요 페놀 화합물에는 카페오일퀴닌산(1.56%) 및 루테올린(0.407%)이 포함됩니다. 이 화합물들은 80% 메탄올에 약 1시간 동안 교반하여 추출되었습니다. DPPH 실험은 씨앗(EC50 = 143 ± 1 μg/mL), 잎 몸체(EC50 = 218 ± 11 μg/mL), 머리(EC50 = 466 ± 5 μg/mL), 잎(EC50 = 1238 ± 60 μg/mL)에서 항산화 효과를 보였습니다 [47].A. millefolium 메탄올 추출물, 주입액 및 달임은 페놀 프로파일과 상관관계가 있는 항산화 능력 및 잠재적인 항암 특성을 평가했습니다. A. millefolium의 중요한 항산화 물질에는 아피게닌(1–5%) 및 퀘르세틴(10–30%)과 같은 플라보노이드와 카페오일퀴닌산과 같은 페놀산이 포함됩니다. 이 화합물들은 산화 스트레스 관련 반응종에 대해 환원제, 수소 공여체 또는 단일 산소 소거제 역할을 합니다 [5]. 70% 메탄올로 제조된 유럽 골든로드(S. virgaurea L.) 및 T. vulgare L. 꽃 추출물은 잎 추출물에 비해 총 폴리페놀 함량이 50% 더 높았습니다(건조 물질 100g당 약 2000mg 카페인산 등가물) [23]. *T. vulgare L.*의 다른 메탄올 추출물은 높은 농도의 CGA(4.365%)와 로즈마린산(2.044%)을 함유하고 있었으며, 이는 항산화 및 항진균 특성, 특히 높은 항산화 ABTS 활성을 나타냈습니다 [48].T. officinale(일반적으로 민들레로 알려짐)는 강력한 생물학적 효과를 가진 페놀 화합물을 함유하고 있습니다. 식물의 다른 부분에 존재하는 독특한 폴리페놀은 그 작용에 기여합니다. 80% 메탄올로 30분 동안 준비된 추출물은 민들레 꽃잎의 페놀 분획물이 민들레 잎의 페놀 분획물보다 우수한 항산화 특성을 나타냄을 보여주었습니다. 루테올린(47.25%)은 민들레에서 일반적으로 분리되는 화합물 중 하나입니다. 메탄올 추출물은 H2O2 또는 H2O2/Fe에 의해 유도된 혈장 지질 과산화를 약 50% 억제했습니다 [49].

건조 중량 14,400.45 µg/g의 함량을 가진 살리실산은 20시간 동안 메탄올로 제조된 A. absinthium L.(쑥) 잎 추출물에서 가장 우세한 페놀 화합물로 확인되었습니다 [5]. *A. absinthium L.*의 메탄올 추출물은 DPPH, 환원력 및 몰리브덴 인산염 분석에 따라 항산화 활성을 가졌습니다 [50]. 70% 메탄올로 제조된 Carthamus tinctorius L. 추출물은 항산화 잠재력을 보였으며, 20 μg/mL 농도에서 지질 과산화 94.50% 억제가 달성되었습니다 [51]. Sánchez 등은 캠페롤 3-소포로사이드(0.2%), 아카세틴 7-O-β-글루쿠로나이드(0.8–1.4%), 살리실산(0.02–0.03%)을 C. tinctorius L. 메탄올 추출물의 주요 페놀 화합물로 확인했습니다 [52]. 70% 메탄올로 추출되고 다이오드 어레이 검출기(DAD-3000; Dionex™, Thermo Fisher Scientific Inc., Cleveland, OH, USA)가 장착된 고성능 액체 크로마토그래피 3000 HPLC 시스템을 통해 분석된 C. officinalis L. 및 Achillea filipendulina Lam. 잎 추출물은 4-하이드록시벤조산(8.47%), 바닐산(3.79%), 시린진산(9.65%)을 포함한 다양한 페놀산을 나타냈습니다. 시린진산은 탁월한 자유 라디칼 소거 능력과 산화 스트레스 지표 완화 효과를 보였으며, 각각 94.64% 및 95.13%의 소거 능력을 가졌습니다 [53].

페놀 화합물 그룹 내 플라보노이드 일반적으로 식물의 다양한 부분은 다른 화합물을 포함하며, 각 부분은 고유한 생리활성 성분을 가집니다. 민들레에서 추출한 메탄올 추출물(T. officinale L.)은 생쥐에서 시험된 잎에 페놀 화합물을 포함하는 것으로 보고되었습니다. 민들레 꽃잎의 80% 메탄올 추출물에서 유래한 치코르산(11.7%)은 생체 내 연구에서 지질 프로파일에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 반응성 산소 및 질소 종의 합성을 억제하는 플라보노이드를 포함합니다 [54]. 민들레 잎 추출물은 대조군에 비해 혈장 트라이글리세라이드 수치를 0.44배, 총 콜레스테롤 수치를 0.73배 감소시켰습니다. 또한, 생체 내 실험에서 비장과 뇌의 TBARS 수치를 약 0.8배 감소시키는 데 효과적이었습니다 [54].T. erecta의 플라보노이드는 96% 에탄올로 24시간 동안 추출하여 분리되었습니다. T. erecta에 상당량의 플라보노이드 및 페놀 성분이 존재하여 이 식물 추출물의 IC50 값은 17.3 g/mL로 낮았습니다. 강력한 항포식 특성을 가진 다양한 화학 물질을 함유한 T. erecta의 용량은 암, 당뇨병, 심혈관 질환과 같은 만성 질환 치료에 도움이 될 수 있습니다 [55]. Hanifa와 Yusuf는 T. erecta에 퀘르세틴과 캠페롤이 존재한다고 보고했지만, Burlec 등은 T. erecta 추출물의 LC-MS 분석을 통해 퀘르세타게틴 글리코사이드를 주요 성분으로 확인했습니다 [56]. Yin 등은 C. japonicum을 3일 동안 MeOH를 사용하여 추출하여 우수한 하이드록실 라디칼 소거 및 항산화 활성과 관련된 높은 페놀 함량을 밝혀냈습니다. 특히 하이드록실 라디칼 소거 활성 결과, 그들의 MeOH 추출물은 농도 의존적인 하이드록실 라디칼 소거 활성을 보였으며, 500 μg/mL 농도에서 83.5%에 도달했습니다. 추출물은 또한 플라보노이드 히스피둘린 7-O-네오헤스페리도사이드를 포함하고 있었으며, 이는 에탄올 처리된 쥐에게 체중 kg당 10 mg 또는 20 mg의 일일 용량으로 경구 투여되어 항산화 활성을 평가했습니다 [57,58].S. grandifolia 줄기, Synulus excelsus 꽃, Aster pilosus는 메탄올 추출 후 세 가지 주요 페놀 화합물인 퀘르세틴(1.857%), 이소퀘르세틴(4.467%), 1,5-다이-O-카페오일퀴닌산(78.25 mg/g)이 가장 높은 농도로 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. Ligularia taquetii는 퀘르세틴 없이 이소퀘르시트린(0.37 mg/g)과 1,5-다이-O-카페오일퀴닌산(7.825%)의 피크를 보였습니다 [59]. S. grandifolia와 A. pilosus에 흔히 존재하는 이소퀘르세틴은 항산화 유전자를 상향 조절하고 염증성 사이토카인을 억제하는 효과가 있습니다 [60].H. arenarium 메탄올 추출물은 39가지의 독특한 화학 물질을 나타냈으며, 주로 찰콘 이소살리푸르포사이드, 나린제닌, 나린제닌-5-O-글루코사이드, 그리고 간 보호 및 항죽상경화성 특성으로 알려진 기타 화합물과 같은 플라보노이드였습니다. 이러한 추출물은 특히 나리루틴, 나린진, 에리오딕티올, 루테올린, 갈루테올린, 아스트라갈린, 캠페롤이 풍부했습니다 [38]. RAW264.7 세포를 사용한 MTT 분석 결과, 이러한 화합물(10–100 μM 농도)은 대조군에 비해 세포 증식 억제 효과를 보였으며, ELISA 분석은 플라보노이드의 항염증 효과를 입증했습니다 [61].

페놀 화합물 그룹 내 페놀산 이전 연구에서는 *Parthenium hysterophilus L.*가 95% 메탄올로 24시간 동안 추출되었습니다. 감압 하에 증발시킨 결과 얻어진 추출물은 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 밝혀졌습니다. HPLC 분석 결과, 추출물에서 다양한 페놀 화합물이 존재하며, CGA가 가장 풍부하다는 것을 밝혀냈습니다. DPPH 자유 라디칼 소거 분석에서 메탄올 추출물은 80 µg에서 76.90%의 가장 높은 세포 억제를 보였으며, IC50 값은 54.278 µg/µL였습니다. 용혈 분석에서 200 µg에서 76.90%의 가장 높은 세포 억제가 관찰되었으며, IC50 값은 500 이상이었습니다 [62]. *C. scolymus L.*의 식물 화학을 조사한 연구에서는 페놀산을 주요 구성 성분으로 확인했습니다. 이들 중 시나린은 면역 조절 활성으로 두드러집니다. 80% 메탄올로 1시간 동안 추출하여 *C. scolymus L.*에서 시나린(0.035%)을 분리하는 데 활용되었습니다. 추출물은 높은 항산화 능력을 보였으며, EC50 값 143 μg/mL로 가장 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈고, EC50 값 112 및 125 μg/mL로 가장 높은 지질 과산화 억제 활성을 나타냈습니다 [47].

2.2.2. Anthocyanins in Methanol Extract

Pelargonidin 3-O-glucoside (91%) chloride, an anthocyanin derived from Callistephus chinensis flowers, plays a protective role against oxidative stress induced by glutamate excitotoxicity in neuronal cells [63]. Experimental studies on cerebellar granule neurons have shown that an 80% methanol extract of C. chinensis reduces cell death caused by glutamate by 20%. To investigate its physiological effects, some studies have utilized methanol extraction with 0.1% hydrochloric acid [64], because adding acid lowers the pH, which increases the stability of anthocyanins, preventing their decomposition during extraction and helping to maintain the color and activity of the extracted anthocyanins [65].

Previous research has identified four anthocyanins from various Centaurea species within the Asteraceae family, including Centaurea dealbata, Centaurea montana, Centaurea nigra, Centaurea scabiosa, Centaurea simplicicaulis, and Centaurea triumfetaspera. These compounds were extracted using the method in [66]. Cyanidin 3,5-di-O-glucoside showed DPPH radical scavenging activity with an IC50 value of 55.2 ± 0.12 µg/mL. Moreover, cyanidin glucoside showed anticancer effects, exhibiting significant activity against LNCaP, ACHN, and MOLT-4F cell lines with IC50 values of 6.43 μg/mL, 18.3 μg/mL, and 6.78 μg/mL, respectively [67].

2.2.3. Lipids and Fatty Acids in Methanol Extract

Various fatty acids such as linolenic acid, linoleic acid, methyl linoleate, methyl oleate, oleic acid, palmitic acid, methyl palmitate, methyl stearate, and stearic acid are present in the methanol extract of A. lappa. The extracts from A. lappa root were used at concentrations of 0.2, 0.1, and 0.02 mg/mL. In particular, methyl palmitate, methyl linoleate, and methyl linoleate showed inhibition of α-glucosidase activity of 73.4%, 66.5%, and 68.5%, indicating that they were effective in lowering blood glucose [36].

The methanolic extract (for 72 h) of C. intybus L. seeds includes fatty acid esters such as n-hexadecanyl hexadecanoate. Across different chicory cultivars, total fatty acid contents range from 104 to 644 mg/100 g, with α-linolenic acid comprising the majority (64%) in the leaves [26].

Steroid in Lipids and Fatty Acids

Sitosterol-b-D-glucopyranoside extracted with methanol from A. lappa L. showed an inhibitory effect on α-glucosidase activity. At a concentration of 11.534%, it inhibited 97.3% of α-glucosidase activity [36].

2.2.4. Terpenoids in Methanol Extract

Sesquiterpene lactones are abundant in C. intybus L. methanol extract. The roots of this plant yield sesquiterpene lactones such as 11(S),13-dihydro-8-deoxylactucin (0–9.3%). In addition, C. intybus L. extract has the effect of antifungal [68].

H. tuberosus L. was extracted with methanol for 10 days to separate sesquiterpene lactone. Sesquiterpene lactone (0.05%) is effective its anti-oxidant, anti-cancer, and anti-fungal properties [69,70].

2.2.5. Lignans in Methanol Extract

Lignans are a diverse group of naturally occurring substances synthesized via the shikimic acid biosynthetic pathway. They are widely distributed throughout the plant kingdom, and are found in the roots, rhizomes, stems, leaves, flowers, fruits, seeds, xylem, and resins of many plant species [71].

Major biologically active lignans, such as arctigenin (ATG) are abundant in seeds, roots, fruits, and leaves of A. lappa and A. tomentosum. These compounds are often isolated using methanol extraction methods. ATG, derived from A. lappa seeds, exhibits estrogenic effects that can reduce the risk of osteoporosis, heart disease, and menopausal symptoms. Lignans from A. lappa are valued for their antioxidant properties, which enable them to scavenge free radicals implicated in numerous diseases [25].

The methanol extracts of A. lappa have shown a wide range of biological effects, including anti-inflammatory, anti-proliferative, anti-oxidant, anti-cancer, anti-diabetic, anti-adipogenic, anti-bacterial, and UVB protective properties, with AGT being particularly significant in preventing tumor growth [72]. AGT (75.8%) found in burdock extract inhibit the COX-2 enzyme, which contributes to inflammation and irritation in wounds [25].

2.2.6. Polysaccharides in Methanol Extract

Polysaccharides are complex biomolecules crucial for plants, particularly as key energy sources produced through photosynthesis [73]. They are classified based on their structural complexity: monosaccharides are simple sugars with one sugar unit, oligosaccharides have two to ten units, and polysaccharides consist of eleven or more units [74,75].

Lis et al. reported that roots (50% methanol extract) are rich in fructans like inulin [76]. In the cell walls of A. lappa and A. minus roots and leaves (extracted with methanol), various polysaccharides have been identified. These include pectic substances, rhamnogalacturonan containing neutral sugars, hemicelluloses (arabinan, arabinogalactan, galactan, xylan, and xyloglucan), galacturonic acid, glucose, galactose, arabinose, rhamnose, mannose, and cellulose. Additionally, the fruits of A. lappa reportedly contain arabinose, glucose, galactose, rhamnose, and raffinose [25].

2.2.7. Carotene in Methanol Extract

All photosynthetic organisms produce carotenoids, which are isoprenoid metabolites and they play a variety of roles in photosynthesis, photoprotection, pigmentation, phytohormone production, and signaling in plants [77].

Nine carotenoid compounds were identified and characterized in C. vesicaria L., S. Asper L. Hill and S. oleraceus L. after a 15 min methanol extraction. These compounds include carotene (0.02–0.06%) (α-carotene, β-carotene, and its isomers, 9-cis-β-carotene and 13-cis-β-carotene) and xanthophyll (0.01–0.4%) (violaxanthin, neoxanthin, lutein, zeaxanthin, and β-cryptoxanthin) [78]. S. asper has been noted for its significant anti-oxidant and anti-inflammatory effects in previous research [79].

2.3. Acetone Extraction

Acetone extraction, characterized by its lower polarity and higher volatility compared to the previously mentioned ethanol and methanol extractions, is an organic solvent that readily dissolves non-polar components rather than polar substances. This solvent is particularly useful for extracting lipophilic compounds, such as vegetable oils and carotenoids, from plants. Furthermore, acetone’s high selectivity for non-polar substances allows for increased purity of the target compound. This reduces the cost of subsequent purification processes and is advantageous for the production of high-value-added products. Moreover, acetone is relatively inexpensive compared to other organic solvents, making it an economical choice [14]. The extraction method, physiological activity, and chemical composition of all acetone extracts are summarized in Supplementary Table S3.

2.3.1. Polyacetylenes in Acetone Extraction

Polyacetylenes are naturally occurring compounds widely distributed in plants, characterized by structures containing two or more triple bonds [80].

From the roots of A. lappa, acetone extraction yielded nine sulfur-containing acetylenic compounds (0.003–0.3%): arctinone-a, arctinone-b, arctinol-a, arctinol-b, arctinal, arctic acid-b, arctic acid-c, methyl arctate-b, and arctinone-a acetate. These compounds exhibit various bioactivities, including documented antibacterial and anti-fungal properties. Polyacetylenes are known for their cytotoxic, anti-inflammatory, and antibacterial properties among other biological effects [81].

2.3.2. Terpenoids in Acetone Extraction

Feverfew (T. parthenium L.) contains parthenolide (0.8%), a sesquiterpene lactone, and was extracted using acetone for 3 h. T. parthenium L. has demonstrated antimicrobial and anti-inflammatory properties. In particular, a study by Heptinstall et al. revealed that sesquiterpenelactone has a 5-HT (serotonin) secretion inhibitory function [72,82].

2.3.3. Carboxylic Acids in Acetone Extraction

Most plant tissues, including edible parts like fruits, seeds, roots, leaves, and stems, contain natural carboxylic acids. The two most common acids found in plants are benzoic acid (BA) and cinnamic acid (CinA) [83].

A. lappa roots contain various carboxylic acids, including acetic acid, BA, butyric acid, CinA, costic acid, dodecanoic acid, hexanoic acid, (E)-3-hexenoic acid, heptanoic acid, (E)-3-heptenoic acid, 2,3-hydroxyoctanoic acid, 2-methylpropionic acid, 2-methylbutyric acid, 3-methoxybenzoic acid, nonanoic acid, nonanedioic acid, pentanoic acid, phenylacetic acid, phenylpropionic acid, propionic acid, salicylic acid, and undecanoic acid. A. lappa was extracted with acetone three times and contains various active phytochemicals known as hydroxycinnamic acids (86%), which possess antioxidant and free radical scavenging properties, making them effective in wound treatment and skin protection [25,81].

2.4. Water and Steam Extraction

The water and steam extraction method typically uses water as a solvent to extract plant materials, which are carried out at high temperatures. It uses inexpensive and readily available water, and in particular, steam extraction offers economic benefits as an energy-efficient process, which is advantageous for reducing operating costs. Although this method may not be effective for non-polar materials, it is advantageous for extracting polar compounds such as carotenoids and phenols. In particular, steam extraction, which utilizes high temperature and pressure, is highly effective in extracting volatile compounds such as essential oils [15]. However, in some cases, there are also disadvantages such as low extraction efficiency and long extraction time. Nevertheless, this approach provides the advantage of broadening the range of substances extracted from plants, reducing the presence of toxic residues and solvents compared to organic solvent extraction methods, and producing non-toxic and environmentally friendly extracts [16]. The extraction method, physiological activity, and chemical composition of all acetone extracts are summarized in Supplementary Table S4.

2.4.1. Phenolic Compounds in Water and Steam Extraction

The high levels of polyphenolic compounds in artichokes are linked to their useful properties. In artichoke flower heads (C. cardunculus L.), the most preval‎ent phenolic substances (9.89%) are caffeoylquinic acid derivatives, particularly chlorogenic acid (5-O-caffeoylquinic acid), cynarin (1,5-O-dicaffeoylquinic acid), and iso-chlorogenic acid (3,5-O-dicaffeoylquinic acid) [84]. To isolate polyphenols from artichokes, they were extracted with water as a solvent in some studies [84]. Due to the high phenolic content (9.89%) of C. cardunculus, studies have shown that it has hepatoprotective, hypocholesterolemic, hypolipidemic, and hypoglycemic characteristics [4]. In particular, as a result of a Cynara cardunculus L.’ antioxidant experiment, artichoke’s water extract showed an anti-oxidant capacity of about 0.17 g TEAC/g as a result of DPPH analysis, and 50% lipid peroxidation inhibition ability [84].

Flavonoids in Phenolic Compounds

T. asiaticum was subjected to water extraction at room temperature for 24 h to investigate its biological activities. The resulting extract, which was found to contain gallic acid, exhibited notable anti-oxidant and antidiabetic properties. Water extract from T. asiaticum showed 80.9% scavenging activity at a concentration of 100 μg/mL in a DPPH assay, and the antioxidant capacity for fat-soluble materials showed a value of 2.43 PF [85].

2.4.2. Anthocyanin in Water and Steam Extract

Cyanidin-3-O-(6″-malonyl-glucopyranoside) (0.28%), which was the most abundant anthocyanin in the acidic water extract of the leaves of C. intybus L. cultivars, showed antioxidant and anti-inflammatory effects. In the case of lipid peroxidation inhibitory activity, it showed inhibitory efficacy of up to 92%, and in the COX-1 and COX-2 enzyme inhibitory activity, it showed efficacy of up to 41% and 84%, respectively [86].

2.4.3. Essential Oil in Water and Steam Extract

Essential oil (Figure 3) was extracted from T. vulgare L. through steam distillation over a period of 3 h. This essential oil demonstrated notable anti-inflammatory, anti-oxidant, and antibacterial properties. The major compounds isolated from the essential oil derived from T. vulgare L. were camphor, borneol, and 1,8-cineole essential oils, which showed an anti-inflammatory effect by exhibiting an IC50 value of 15 μg/mL in RAW264.7 cells, and showed an anti-oxidant ability by exhibiting an average of 4.8 μg/mL of IC50 for DCFH oxidation. In addition, IC50 values of 59 μg/mL and 241 μg/mL were shown for S. aureus and E. coli strains, respectively, and by showing cytotoxicity with IC50 values of 0.5 μg/mL in colon cancer cells, they demonstrated the physiological activity representative of anti-bacterial and anticancer properties, respectively [87]. According to reports, the essential oil of chicory root (C. intybus L.) was extracted via hydro − distillation for 4 h and chicory root has 48 distinct chemicals, with camphor (20.74%), cymene (15.06%), and gamma-terpinene (13.24%) serving as the main constituents. DPPH analysis showed antioxidant activity at all three tested concentrations (0.1, 0.2, and 0.3 mg/mL), generally showing the highest antioxidant activity at 0.2 mg/mL and 0.3 mg/mL [88]. A. conyzoides (aerial parts), A. vulgaris (aerial parts), and H. annuus (flowers) all have essential oils which were extracted with steam distillation (about 3 h). essential oils have been shown to have antibacterial properties against S. aureus and Candida spp. The MIC (minimum inhibitory concentration) values of A. conizoides essential oils were 3.75 μL/mL for S. aureus, 7.5 μL/mL for C. glabrata, and 10 μL/mL for C. albicans. The MIC of Artemisia bulgaris was 2.5 μL/mL for S. aureus, 6.25 μL/mL for MRSA, and 5 μL/mL for C. albicans, C. glabrata, and C. tropicalis [55]. There are numerous benefits associated with the essential oil of Candida spp., including anti-inflammatory, anti-fungal, anti-bacterial, gastroprotective, and anti-cancer activities, and wound healing, and anti-nociceptive characteristics. The sesquiterpene alcohol (−)-alpha-bisabolol, which is present in this oil in high amounts, is thought to be the source of these qualities [89].

Figure 3. Antibacterial mechanism of essential oil.

B. dracunculifolia is extracted with distilled water for 2 h, and substances of spathulenol (27%) and, trans-nerolidol (3,7,11-trimethyl-1,6,10-dodecatriene-3-ol) (23%) are identified. B. dracunculifolia essential oil shows MIC values of 0.5, 1.1, and 1.05 mg/mL for S. aureus, B. cereus, and P. aeruginosa, respectively, and has shown antibacterial effects against Gram (+) and Gram (−) bacteria in particular. In addition, fungi of the genus Aspergillus versicolor, Penicillium funiculosum, and Trichoderma viride have anti-fungal effects with MIC values of 8.43 to 16.87 mg/mL [90].

Essential oils exhibit a variety of physiological activities, primarily anti-microbial, anti-viral, anti-fungal, and insecticidal [91]. The antimicrobial ability of essential oils has received particular attention, as previous studies have eval‎uated the antibacterial activity in essential oils of six plants [92]. The antibacterial action of essential oils begins with inhibiting the proliferation of bacteria. The following mechanisms act as antibacterial functions: (1) decay of the phospholipid bilayer of the outer membrane of the bacteria, (2) the change in fatty acid composition, (3) the obstruction of glucose uptake, (4) the leakage of potassium and protons due to the increase in membrane fluidity, and (5) the function of enzymatic activity, or inhibiting cell lysis [93].

2.4.4. Minerals in Water and Steam Extract

Petropoulos et al., reported that the 70% ethanol extract of C. cardunculus L. contained high levels of minerals across all plant parts, with leaves and flower heads being rich in K (0.22%) and Ca (0.18%), leaf midribs and petioles containing significant amounts of Na (0.078%), and leaf blades being notably rich in Fe (0.001%). C. cardunculus L. was turned to dry ash at 500 °C, and the obtained ash was dissolved in 1 N HCl to analyze the mineral components of C. cardunculus. Ca and Fe contents were confirmed via atomic absorption spectroscopy, and Na and K contents were confirmed via flame photometry [47].

2.4.5. Vitamins in Water and Steam Extract

Plants contain a wide range of vitamins and common types of vitamins in plants are carotenoids (pro-vitamin A), ascorbate (vitamin C), and tocochromanols [94,95].

The most preval‎ent tocopherol observed was alpha-tocopherol, which made up roughly 86% of all tocopherols and was present in all three species (C. vesicaria L., S. asper L., and S. oleraceus L.). β-tocopherol was only found in S. asper, where it was found in concentrations of less than 0.1%. All three species contained sufficient levels of thiamine and little riboflavin. The extraction was performed using water containing 0.1 N HCl at 100 °C for 30 min [78]. Alpha-tocopherol was shown to be the primary vitamin in S. oleraceus L., which had higher tocopherol content than other wild vegetables (0.222–0.298%). According to a study by Skinner et al., antioxidant activity experiments of the tocopherol derivative show that the time (half-life) taken for half of the beta-carotene solution to oxidize is 570 h, indicating that beta-carotene delays oxidation compared to 12 h as a control group [96].

2.4.6. Polysaccharide in Water and Steam Extract

Helianthus tuberosus L, known to have high fructose content, was boiled in water for about 5 min and then extracted in water at 60 °C for 7 h to separate inulin type fructan. Wancong Li et al. eval‎uated the prebiotic effects of inulin extracted from Jerusalem artichoke. The growth of probiotics in yogurt was monitored by measuring optical density (OD) and pH. The results showed that inulin with a lower DP (degree of polymerization) led to higher OD and lower pH in the culture medium after 32 h of fermentation. This indicates that inulin with a lower DP is more effectively utilized by probiotics, suggesting its superior prebiotic activity. The study suggests that harvesting Jerusalem artichoke tubers at specific times can yield inulin with varying DPs, allowing for tailored fungal applications and improved utilization in various industries [97].

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2.2. 메탄올 추출 메탄올은 저렴한 가격과 높은 추출 효율로 경제적 이점을 제공하지만, 안전 관리 및 환경 규제 준수와 관련된 잠재적인 추가 비용을 고려하는 것이 중요합니다. 메탄올은 비교적 저렴하고 효율적인 추출 용매이지만, 안전 및 환경 문제를 고려해야 합니다.

메탄올은 에탄올보다 극성이 높고,

분자 내에서 수소 공여체 및 수소 수용체로서 더 강한 수소 결합을 형성할 수 있습니다.

이러한 특성으로 인해

물과 혼합 용매로 사용될 때 메탄올의 화합물 추출 능력은 극성에 따라 달라집니다.

또한,

메탄올은 일반적으로 물보다 용매 강도가 높고

용해도가 넓어 빠르고 효율적인 추출이 가능합니다.

그러나

메탄올은 높은 휘발성과 증기 발화 가능성으로 인해 사용 시 안전 예방 조치가 필요합니다.

물리적 및 화학적 특성을 바탕으로 메탄올은

플라보노이드, 테르페노이드, 페놀 화합물, 비타민과 같은 다양한 화합물을 효율적으로 추출하는 능력으로

분석 화학에서 널리 사용됩니다 [12,13].

국화과의 모든 메탄올 추출물의 추출 방법, 생리활성 및 화학적 조성은

보충표 S2에 요약되어 있습니다.

2.2.1. 메탄올 추출물 내 페놀 화합물 C. japonicum DC에는 펙톨리나린과 5,7-다이하이드록시-6,4'-다이메톡시 플라보노이드가 함유되어 있습니다. C. japonicum DC의 생리적 효능을 검증하기 위해 다양한 추출 방법이 사용되었습니다. 일부 연구에서는 메탄올과 부탄올을 혼합한 용매를 사용하여 추출했습니다 [44]. 펙톨리나린(62.8%)과 5,7-다이하이드록시-6,4'-다이메톡시 플라보노이드(36.5%) 추출물은 S180 및 H22 생쥐에서 항암 활성을 나타냈습니다. C. japonicum DC에서 추출한 플라본 추출물은 S180 육종 생쥐에서 용량 의존적인 종양 억제를 보였으며, 50 mg/kg에서 가장 높은 억제율(55.77%)이 관찰되었고, 이는 양성 대조군 5-Fu(56.77%)와 유사했습니다 [45]. 펙톨리나린과 5,7-다이하이드록시-6,4'-다이메톡시 플라본(DDMF) 두 가지 플라본이 분리되었으며, 이들은 지질 저하 및 혈당 강하 효과를 입증했습니다. 고탄수화물/고지방 식단을 섭취한 당뇨병 쥐에서 펙톨리나린과 DDMF는 혈장 포도당을 각각 24.5%와 19.6% 감소시켰고, 두 가지 혼합 추출물은 44.7% 감소시켰습니다 [44]. 또 다른 연구에서는 C. japonicum var. maackii Maxim의 지상부 에탄올 추출물에서 추출한 플라본 시르시마리틴의 항염증 특성 및 메커니즘을 RAW264.7 세포를 사용하여 조사했으며, 추출물과 플라보노이드 시르시마리틴이 RAW264.7 세포에서 산화질소(NO) 합성 및 유도성 산화질소 합성효소 발현을 감소시키는 것으로 나타났습니다 [46].

C. cardunculus L. 잎은 아티초크 잎에 비해 더 높은 수준의 총 페놀 화합물, 플라보노이드 및 항산화 활성을 함유하고 있습니다. 확인된 주요 페놀 화합물에는 카페오일퀴닌산(1.56%) 및 루테올린(0.407%)이 포함됩니다. 이 화합물들은 80% 메탄올에 약 1시간 동안 교반하여 추출되었습니다. DPPH 실험은 씨앗(EC50 = 143 ± 1 μg/mL), 잎 몸체(EC50 = 218 ± 11 μg/mL), 머리(EC50 = 466 ± 5 μg/mL), 잎(EC50 = 1238 ± 60 μg/mL)에서 항산화 효과를 보였습니다 [47]. A. millefolium 메탄올 추출물, 주입액 및 달임은 페놀 프로파일과 상관관계가 있는 항산화 능력 및 잠재적인 항암 특성을 평가했습니다. A. millefolium의 중요한 항산화 물질에는 아피게닌(1–5%) 및 퀘르세틴(10–30%)과 같은 플라보노이드와 카페오일퀴닌산과 같은 페놀산이 포함됩니다. 이 화합물들은 산화 스트레스 관련 반응종에 대해 환원제, 수소 공여체 또는 단일 산소 소거제 역할을 합니다 [5]. 70% 메탄올로 제조된 유럽 골든로드(S. virgaurea L.) 및 T. vulgare L. 꽃 추출물은 잎 추출물에 비해 총 폴리페놀 함량이 50% 더 높았습니다(건조 물질 100g당 약 2000mg 카페인산 등가물) [23]. *T. vulgare L.*의 다른 메탄올 추출물은 높은 농도의 CGA(4.365%)와 로즈마린산(2.044%)을 함유하고 있었으며, 이는 항산화 및 항진균 특성, 특히 높은 항산화 ABTS 활성을 나타냈습니다 [48]. T. officinale(일반적으로 민들레로 알려짐)는 강력한 생물학적 효과를 가진 페놀 화합물을 함유하고 있습니다. 식물의 다른 부분에 존재하는 독특한 폴리페놀은 그 작용에 기여합니다. 80% 메탄올로 30분 동안 준비된 추출물은 민들레 꽃잎의 페놀 분획물이 민들레 잎의 페놀 분획물보다 우수한 항산화 특성을 나타냄을 보여주었습니다. 루테올린(47.25%)은 민들레에서 일반적으로 분리되는 화합물 중 하나입니다. 메탄올 추출물은 H2O2 또는 H2O2/Fe에 의해 유도된 혈장 지질 과산화를 약 50% 억제했습니다 [49].

건조 중량 14,400.45 µg/g의 함량을 가진 살리실산은 20시간 동안 메탄올로 제조된 A. absinthium L.(쑥) 잎 추출물에서 가장 우세한 페놀 화합물로 확인되었습니다 [5]. *A. absinthium L.*의 메탄올 추출물은 DPPH, 환원력 및 몰리브덴 인산염 분석에 따라 항산화 활성을 가졌습니다 [50]. 70% 메탄올로 제조된 Carthamus tinctorius L. 추출물은 항산화 잠재력을 보였으며, 20 μg/mL 농도에서 지질 과산화 94.50% 억제가 달성되었습니다 [51]. Sánchez 등은 캠페롤 3-소포로사이드(0.2%), 아카세틴 7-O-β-글루쿠로나이드(0.8–1.4%), 살리실산(0.02–0.03%)을 C. tinctorius L. 메탄올 추출물의 주요 페놀 화합물로 확인했습니다 [52]. 70% 메탄올로 추출되고 다이오드 어레이 검출기(DAD-3000; Dionex™, Thermo Fisher Scientific Inc., Cleveland, OH, USA)가 장착된 고성능 액체 크로마토그래피 3000 HPLC 시스템을 통해 분석된 C. officinalis L. 및 Achillea filipendulina Lam. 잎 추출물은 4-하이드록시벤조산(8.47%), 바닐산(3.79%), 시린진산(9.65%)을 포함한 다양한 페놀산을 나타냈습니다. 시린진산은 탁월한 자유 라디칼 소거 능력과 산화 스트레스 지표 완화 효과를 보였으며, 각각 94.64% 및 95.13%의 소거 능력을 가졌습니다 [53].

페놀 화합물 그룹 내 플라보노이드 일반적으로 식물의 다양한 부분은 다른 화합물을 포함하며, 각 부분은 고유한 생리활성 성분을 가집니다. 민들레에서 추출한 메탄올 추출물(T. officinale L.)은 생쥐에서 시험된 잎에 페놀 화합물을 포함하는 것으로 보고되었습니다. 민들레 꽃잎의 80% 메탄올 추출물에서 유래한 치코르산(11.7%)은 생체 내 연구에서 지질 프로파일에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 반응성 산소 및 질소 종의 합성을 억제하는 플라보노이드를 포함합니다 [54]. 민들레 잎 추출물은 대조군에 비해 혈장 트라이글리세라이드 수치를 0.44배, 총 콜레스테롤 수치를 0.73배 감소시켰습니다. 또한, 생체 내 실험에서 비장과 뇌의 TBARS 수치를 약 0.8배 감소시키는 데 효과적이었습니다 [54]. T. erecta의 플라보노이드는 96% 에탄올로 24시간 동안 추출하여 분리되었습니다. T. erecta에 상당량의 플라보노이드 및 페놀 성분이 존재하여 이 식물 추출물의 IC50 값은 17.3 g/mL로 낮았습니다. 강력한 항포식 특성을 가진 다양한 화학 물질을 함유한 T. erecta의 용량은 암, 당뇨병, 심혈관 질환과 같은 만성 질환 치료에 도움이 될 수 있습니다 [55]. Hanifa와 Yusuf는 T. erecta에 퀘르세틴과 캠페롤이 존재한다고 보고했지만, Burlec 등은 T. erecta 추출물의 LC-MS 분석을 통해 퀘르세타게틴 글리코사이드를 주요 성분으로 확인했습니다 [56]. Yin 등은 C. japonicum을 3일 동안 MeOH를 사용하여 추출하여 우수한 하이드록실 라디칼 소거 및 항산화 활성과 관련된 높은 페놀 함량을 밝혀냈습니다. 특히 하이드록실 라디칼 소거 활성 결과, 그들의 MeOH 추출물은 농도 의존적인 하이드록실 라디칼 소거 활성을 보였으며, 500 μg/mL 농도에서 83.5%에 도달했습니다. 추출물은 또한 플라보노이드 히스피둘린 7-O-네오헤스페리도사이드를 포함하고 있었으며, 이는 에탄올 처리된 쥐에게 체중 kg당 10 mg 또는 20 mg의 일일 용량으로 경구 투여되어 항산화 활성을 평가했습니다 [57,58]. S. grandifolia 줄기, Synulus excelsus 꽃, Aster pilosus는 메탄올 추출 후 세 가지 주요 페놀 화합물인 퀘르세틴(1.857%), 이소퀘르세틴(4.467%), 1,5-다이-O-카페오일퀴닌산(78.25 mg/g)이 가장 높은 농도로 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. Ligularia taquetii는 퀘르세틴 없이 이소퀘르시트린(0.37 mg/g)과 1,5-다이-O-카페오일퀴닌산(7.825%)의 피크를 보였습니다 [59]. S. grandifolia와 A. pilosus에 흔히 존재하는 이소퀘르세틴은 항산화 유전자를 상향 조절하고 염증성 사이토카인을 억제하는 효과가 있습니다 [60]. H. arenarium 메탄올 추출물은 39가지의 독특한 화학 물질을 나타냈으며, 주로 찰콘 이소살리푸르포사이드, 나린제닌, 나린제닌-5-O-글루코사이드, 그리고 간 보호 및 항죽상경화성 특성으로 알려진 기타 화합물과 같은 플라보노이드였습니다. 이러한 추출물은 특히 나리루틴, 나린진, 에리오딕티올, 루테올린, 갈루테올린, 아스트라갈린, 캠페롤이 풍부했습니다 [38]. RAW264.7 세포를 사용한 MTT 분석 결과, 이러한 화합물(10–100 μM 농도)은 대조군에 비해 세포 증식 억제 효과를 보였으며, ELISA 분석은 플라보노이드의 항염증 효과를 입증했습니다 [61].

페놀 화합물 그룹 내 페놀산 이전 연구에서는 *Parthenium hysterophilus L.*가 95% 메탄올로 24시간 동안 추출되었습니다. 감압 하에 증발시킨 결과 얻어진 추출물은 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 밝혀졌습니다. HPLC 분석 결과, 추출물에서 다양한 페놀 화합물이 존재하며, CGA가 가장 풍부하다는 것을 밝혀냈습니다. DPPH 자유 라디칼 소거 분석에서 메탄올 추출물은 80 µg에서 76.90%의 가장 높은 세포 억제를 보였으며, IC50 값은 54.278 µg/µL였습니다. 용혈 분석에서 200 µg에서 76.90%의 가장 높은 세포 억제가 관찰되었으며, IC50 값은 500 이상이었습니다 [62]. *C. scolymus L.*의 식물 화학을 조사한 연구에서는 페놀산을 주요 구성 성분으로 확인했습니다. 이들 중 시나린은 면역 조절 활성으로 두드러집니다. 80% 메탄올로 1시간 동안 추출하여 *C. scolymus L.*에서 시나린(0.035%)을 분리하는 데 활용되었습니다. 추출물은 높은 항산화 능력을 보였으며, EC50 값 143 μg/mL로 가장 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈고, EC50 값 112 및 125 μg/mL로 가장 높은 지질 과산화 억제 활성을 나타냈습니다 [47].

2.5. Alternative Solvents Extraction and Multi-Solvent Extraction

Chicory leaves (C. intybus L.), which contain 112.38 mg of quercetin equivalent (QE)/100 g dried weight, are a promising source of flavonoids. Chicory was first extracted with methanol and ethanol. The chicory leaf and root extracts exhibited DPPH radical scavenging activity of up to 82.29% and 75.60%, respectively, with leaf extracts of up to 39 mm and root extracts of up to 31 mm (inhibitory zone diameter) upon radiation treatment of 12 kGy and 4 kGy [26,98].

H. radiatum was extracted by dissolving dichloromethane at room temperature for 5 min, nepetin and an O-methylated flavone nepetin was isolated. The H. radiatum extract showed antiviral activity with an EC50 value of 0.11 μg/mL against DENV-2 virus [99].

Asteriscus maritimus (L.) was extracted with 95% ethanol, and fractionated using petroleum ether, chloroform, ethyl acetate, and n-butanol. Luteolin, a flavonoid compound, was isolated from one of the subfractions obtained from the ethyl acetate fraction of the A. maritimus extract. Additionally, in mice experiments conducted with the ethanol extract of A. maritimus, oral administration of 100 mg/kg of the ethanol extract 1 h before the induction of oedema resulted in a 38% reduction in edema weight. In diabetic mice, the extract administered at 100 mg/kg orally resulted in a 14% increase in blood glutathione levels 4 h after drug administration compared to the levels observed in diabetic mice not receiving the extract [100].

Achillea clavennae was extracted with a solvent obtained by mixing equal volumes of ether, hexane and methanol for five days. A physiological activity effect may be expected for a sesquiterpene lactone rupicolin (2%) isolated from the extract. As a result of experiments to see the antimicrobial effect of the extract, most of the strains showed similar or higher antimicrobial activity to that of existing antibiotics, and are particularly effective against fungal strains such as Candida albicans and Aspergillus niger [101].

The extraction method, physiological activity, and chemical composition of all acetone extracts are summarized in Supplementary Table S5.

3. Clinical Trials

Various clinical trials (Table 1) and epidemiological studies have confirmed the beneficial health-promoting properties of Asteraceae family plants [102]. Asteraceae family plants have been traditionally utilized for medicinal purposes.

Table 1. Summary of clinical trials in human subjects.

S. chilensis Meyen, a medicinal herb from South America, has shown effectiveness in treating tendinitis in wrist and hand muscles. Extracts were prepared by immersing the dried upper part of Solidago chilensis Meyen in 92.80% ethanol for 24 h. The resulting extract was incorporated into a gel cream base (5% concentration in a non-ionic cream and cellulose derivative gel). In a clinical trial involving eight participants, this formulation was applied twice daily for 21 days, leading to a significant reduction in arm pain [103].

This research focused on A. spathulifolius Maxim and investigated its effects on body weight, BMI, and body fat mass reduction in obese adults. Fifty kilograms of dried leaves were extracted using 50% ethanol at 60 °C for 4 h with three reflux repetitions, yielding 700 mg of extract. The extract was administered orally in capsule form to 21 obese adults once daily for 12 weeks. The results showed notable reductions in body weight, BMI, and body fat mass, suggesting its potential as a therapeutic intervention for obesity [104].

C. rabens is used traditionally in Taiwan for inflammatory conditions. An extraction with 95% ethanol (1:10 w/v) at 40 °C for 3 h using the dried upper portion of the plant was abtaind. The resulting extract, encapsulated and administered orally at a daily dose of 180 mg for 4 weeks to 40 participants, demonstrated improvements in skin aging parameters such as brightness, moisture content, and redness reduction, indicating potential therapeutic effects for inflammatory skin conditions [105].

A. millefolium L., an ancient medicinal herb from Iran, was studied in 16 patients with chronic kidney disease. Administered as flower powder (500 g) over 3 months, it showed promise in managing complications associated with chronic kidney disease by reducing plasma nitrite and nitrate concentrations compared to the placebo group [106].

A. conyzoides, known for its pharmacological activities, was extracted with 70% ethanol from a mixture of flowers, leaves, and stems to create a 40 mg/kg extract. This extract was applied topically four times daily to women with myiasis and ulcers caused by Cordylobia anthropophaga, resulting in wound healing and pain reduction within three weeks [107].

A. lappa L. fruit extract, known for its anti-tumor properties, was orally administered to 15 pancreatic cancer patients for 12 months. The treatment, with gradually increasing doses of arctin (starting at 68.5 mg) and arctigenin (starting at 59.4 mg), significantly extended median survival compared to untreated patients, demonstrating anti-tumor effects at the maximum dose [108].

L. sativa, valued for its anti-tumor and anti-inflammatory properties, was studied in 75 patients with hyperlipidemia. The extract, prepared from 50 g of crushed seeds in 250 mL aqueous-ethanolic solvent (20/80; v/v), was administered orally in capsule form for 12 weeks. The results showed that it significantly reduced triglycerides, total cholesterol, and low-density lipoprotein (LDL) levels, indicating its potential as a lipid-lowering agent [109].

C. intybus L., recognized for its antimicrobial and antioxidant effects, was administered to 20 patients with burns-induced liver damage. Oral administration of seed extract (10 mL three times daily) for 4 weeks resulted in reduced alanine transaminase and aspartate aminotransferase levels, suggesting hepatoprotective effects in burn-induced hepatic injury [110].

A. wilhelmsii, traditionally used for gastrointestinal disorders, was tested in 40 patients with active ulcerative colitis. The study involved the oral administration of A. wilhelmsii powder capsules twice daily for 4 weeks. The results showed no significant differences in bowel frequency or rectal bleeding severity compared to placebo, suggesting limited therapeutic efficacy of this specific formulation and treatment duration in active ulcerative colitis [111].

The study investigated the potential of C. officinalis, recognized for its anti-inflammatory attributes, in mitigating radiation-induced oral mucositis (OM) in 20 patients receiving radiotherapy for head and neck cancers. The treatment involved a mouthwash formulated from a 70% ethanol extraction of its flowers, administered twice daily with 5 mL each time for 7 weeks. The intervention group exhibited notably lower scores on oral mucosal assessment scales in comparison to the placebo group, suggesting the potential therapeutic value of C. officinalis in managing OM [58].

C. japonicum flower extract was obtained by extracting dried flower powder with 70% ethanol at room temperature. Twenty-three female subjects with wrinkles used a lotion containing 0.025% C. japonicum extract for 8 weeks. The results showed a significant decrease in the depth and volume of wrinkles around the eyes, as eval‎uated via 3D image analysis. Additionally, skin elasticity, measured with the R2 parameter (gross elasticity), showed significant improvement after the 8-week application period [22].

To assess the effect on primary dysmenorrhea, dried flowers of A. millefolium were brewed with hot water for 10 min and consumed by the participants. The severity of pain was assessed using a visual-analog scale at baseline and 1 and 2 months after treatment. The results showed a significant decrease in pain scores in the A. millefolium (4 g) group compared to the placebo group at both follow-up points, suggesting that A. millefolium may be a beneficial natural product for primary dysmenorrhea [112].

When clinical trial results of Asteraceae plants were compiled, their effects were particularly notable on inflammation-related diseases. Asteraceae plant supplementation led to symptom relief and treatment effects under several type of inflammatory disorders such as tendinitis, skin inflammation, and OM. Furthermore, Asteraceae plants revealed a critical preventive role against the underlying symptoms of the inflammatory related diseases, suggesting that Asteraceae plants may serve as potent treatment agents, such as functional nutraceuticals and cosmeceuticals for inflammation-related illnesses.

4. Conclusions

The Asteraceae family, with its immense biodiversity and historical significance, offers a promising avenue for addressing future challenges. These plants can contribute to food security, serving as alternative crops and novel resources to combat the food crisis. While the choice of solvent is undoubtedly crucial, optimizing the extraction conditions to suit the specific characteristics of each sample and the target bioactive compounds is equally vital in maximizing their therapeutic potential in areas such as antioxidant, antibacterial, antitumor, and anti-inflammatory activities. Clinical trials have validated their efficacy in improving health outcomes, yet their utilization remains limited.

Future research should prioritize exploring the bioactivity and chemical composition of Asteraceae plants, paving the way for expanded commercialization and applications in sectors such as pharmaceuticals, functional foods, and cosmetics. Integrating traditional knowledge with modern science can further unlock the potential of Asteraceae for developing novel therapeutics and health-promoting products. Continued investment in research and development will not only broaden the scope of Asteraceae utilization but also contribute to improving human well-being and achieving sustainable development goals.

4. 결론

방대한 생물 다양성과 역사적 중요성을 지닌 국화과 식물은 미래의 도전에 대한 유망한 길을 제공합니다. 이 식물들은 식량 안보에 기여하여, 식량 위기에 맞서기 위한 대체 작물 및 새로운 자원 역할을 할 수 있습니다. 용매의 선택이 의심할 여지 없이 중요하지만, 각 샘플의 특정 특성과 목표 생리활성 화합물에 맞게 추출 조건을 최적화하는 것 또한 항산화, 항균, 항종양 및 항염증 활동과 같은 분야에서 치료 잠재력을 극대화하는 데 똑같이 중요합니다. 임상 시험을 통해 건강 개선 효과가 입증되었음에도 불구하고 그 활용은 여전히 제한적입니다.

미래 연구는 국화과 식물의 생체 활성과 화학적 조성을 탐구하는 데 우선순위를 두어 의약품, 기능성 식품, 화장품과 같은 분야에서 상업화 및 응용 확장을 위한 길을 열어야 합니다. 전통 지식과 현대 과학의 통합은 국화과의 잠재력을 더욱 발휘하여 새로운 치료제와 건강 증진 제품을 개발하는 데 기여할 수 있습니다. 연구 개발에 대한 지속적인 투자는 국화과 활용 범위를 넓힐 뿐만 아니라 인간의 복지 향상과 지속 가능한 개발 목표 달성에도 기여할 것입니다.

Supplementary Materials

The following supporting information can be downloaded at: https://www.mdpi.com/article/10.3390/foods13193151/s1, Table S1: Ethanol extract of Asteraceae plants (extraction method, physiological activity, ingredients); Table S2: Methanol extract of Asteraceae plants (extraction method, physiological activity, composition); Table S3: Acetone extract of Asteraceae plant (extraction method, physiological activity, composition); Table S4: Water and steam extract of Asteraceae plants (extraction method, physiological activity, constituents); Table S5: Extraction of Alternative solvents from Asteraceae plants (extraction method, physiological activity, constituents).

Author Contributions

Conceptualization: J.-I.K. and B.R., resources: J.-W.J., K.-M.C., T.-S.K. and C.S., data curation: J.-E.L. and J.T.M.J., writing—original draft preparation: J.-E.L. and J.T.M.J., writing—review and editing: J.-E.L., J.T.M.J. and I.A., visualization: J.-E.L., supervision: B.R. and J.H., project administration: B.R., funding acquisition: J.-W.J., K.-M.C., T.-S.K. and C.S. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.

Funding

This research was supported by the Korea Environment Industry and Technology Institute (KEITI) through a project to make multi-ministerial national biological research resources more advanced. This was research was funded by the Korea Ministry of Environment (MOE) (RS-2023-00230402), and the Emerging Researcher Challenge Support Program at Pukyong National University (RS-2023-01410001). Also, this research was supported by the Pukyong National University Industry-university Cooperation Foundation’s 2024 Post-Doc. support project.

Conflicts of Interest

The authors declare no conflicts of interest.

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