[논문]다시마 (Laminaria japonica) 알긴산의 분자량 분포에 미치는 가수분해 pH의 영향

임영선; 유병진

doi:10.5657/kfas.2006.39.4.313

다시마 (Laminaria japonica) 알긴산의 분자량 분포에 미치는 가수분해 pH의 영향
Effects of Hydrolysis pH on Distribution of Molecular Weights of Alginates of Sea Tangle Laminaria japonica 원문보기

한국수산학회지 = Journal of the Korean Fisheries Society, v.39 no.4, 2006년, pp.313 - 317

임영선 (강릉대학교 식품과학과) , 유병진 (강릉대학교 식품과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

To prepare oligouronic acids from high-molecular-weight alginates, sea tangle (Laminaria japonica) alginates were hydrolyzed at various pHs for 1 hr at 80$^{\circ}C$. The effects of hydrolysis pH (HpH) on the average molecular weight (AMW) and MW distribution ratios (DRs) in the hydrolyzed alginates were investigated. As HpH decreased, the DRs of the alginates with MW>500 kDa and MW=300-500 kDa decreased exponentially, while it increased exponentially for MW<50 kDa. For MW=100-300 kDa, DR increased exponentially as HpH fell from 5.0 to 3.5, and then decreased exponentially. Similarly, for MW=50-100 kDa, DR increased exponentially as HpH increased to 1.0 from 5.0, and then decreased exponentially. As HpH decreased, the MW cutoff size and AMW of alginates fraction with the highest DR were decreased. For HpH 4.5 and 5.0, the MW cutoff size with the highest DRs was MW=300-500 kDa; the DRs were 28.9 and 32.6%, respectively; and the AMW of both was about 400 kDa, for HpH 3.5 and 4.0, the cutoff size was MW=100-300 kDa; the DRs were about 28%: and the AMWs were both about 200 kDa. For HpH 3.0, the cutoff size was MW=50-100; the DR was 29.0%; and the AMW was 73 kDa. For HpH values below 2.0, the MW cutoff size with the highest DRs was MW<50 kDa, and all of the AMWs were below 28 kDa.

주제어

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문제 정의

본 연구에서는 고분자알긴산으로부터 oligouronic acids를 제조할 목적으로 다시마 알긴산을 pH를 달리하여 가수분해할 때 생성되는 알긴산의 평균분자량과 분자량분포율을 측정하였다.

제안 방법

방법에 따랐다. 건조 다시마 분말 (pore size, 500 μm 이하)을 50배 용량의 0.5% Na₂CO₃ 용액에 현탁한 후 60℃ 항온수조에서 교반하면서 6시간 동안 추출하였다. 추출한 용액은 원심분리 (4,000×g, 20 min)하여 상증액을 취하고 동량의 methanol을 가하여 알긴산을 침전 회수한 다음, 다시 동량의 methanol로 3회 세척하였다.

데이터처리

5회 반복 측정한 모든 실험 결과는 SPSS program 12.0 (SPSS Inc., 2004)의 one-way ANOVA test를 실시하여 분산분석을 통해 평균±표준오차를 구하였으며, 평균 간의 유의성은 95% 유의수준 (p<0.05)에서 Duncan's multiple test (1955)로 검정하였다.

이론/모형

가수분해한 알긴산은 MW cutoff 500, 300, 100 및 50 kDa의한외여과막(Millipore Corp., USA)을 사용하여 분획하고 분액의 평 균분자량 (average molecular weight: AMW)과 분자량분포율 (distribution ratio of molecular weight; DR)은 Lim and You (2005)의 방법에 따라 각각 측정하였다.
건조한 알긴산의 수분함량은 상압 가열건조법 (AOAC, 1990), 회분함량은 건식회화법 (AOAC, 1990), 그리고 uronic acid의 함량은 phenol-sulfuric acid 법 (Dubois et. al., 1956)으로 각각 측정하였다.
다시마로부터 알긴산을 추출하는 조작은 You and Lim (2003)의 방법에 따랐다. 건조 다시마 분말 (pore size, 500 μm 이하)을 50배 용량의 0.

성능/효과

HpH에 따른 AMW의 변화속도는 0.188이고, 결정계수 (r2) 는 0.99로 HpH와 AMW 간에 매우 높은 상관성을 보였다.
이것은 알긴산의 분자량이 작을수록 구성당의 사슬 길이나 수가 적어져 HpH에 의한 분해속도가 저하되어 AMW를 감소시키기 위한 가수분해가 어려워짐을 의미한다. 그리고 분획 전과 같이 분획 후에도 결정계수(r2)가 0.96 이상으로 매우 높은 상관성을 보여 HpH에 따라 알긴산의 AMW가 일정하게 변화하고 있음을 나타내었다.
이것은 알긴산의 분자량이 클수록 구성당의 사슬길이가 길어 HpH의 저하에 따른 분해속도가 빨라져 MW cutoff size가 작은 쪽으로의 DR이 증가하였음을 의미한다. 또한 HpH의 저하에 따른 MW cutoff size 별 DR의 변화는 MW 300 kDa 이상의 경우 알긴산의 분자량이 클수록 DR 감소율이 컸으며, MW=100-300kDa와 MW=50-100 kDa의 경우 최대 DR의 분기점인 HpH가 각각 3.5와 1.0으로 나타나 알긴산의 분자량이 작을수록 최대 DR의 분기점 HpH는 낮아지며, DR 증가율은 높아짐을 보였다. MW 50 kDa 이하의 알긴산 분자량에서는 HpH가 저하함에 따라 DR 증가율이 커지는 것으로 나타났다.
이상의 결과와 같이, HpH가 저하함에 따라 알긴산의 AMW가 감소하여 MW cutoff size가 작은 쪽으로의 DR 증가율이 커짐을 보였다. 이것은 알긴산의 분자량이 클수록 구성당의 사슬길이가 길어 HpH의 저하에 따른 분해속도가 빨라져 MW cutoff size가 작은 쪽으로의 DR이 증가하였음을 의미한다.
1에, MW cutoff size에 따른 DR을 Table 2에 각각 나타내었다. 회분 함량은 21.5%, uronic acid의 함량은 77.3%이었으며, AMW는 1,013 kDa으로 고분자 다당류임을 확인하였다 (Table 1). 이 고분자 알긴산은 MW 500 kDa 이상이 67.

후속연구

, 1997; You and Lim, 2003)은 고유 점도에 영향을 주는 유리상태의 금속이온들이 다량 알긴산에 함유되어 있으므로(You et al, 2004), 정제과정을 통해 이 성분을 제거해야 하는 번거로움이 있다. 그러나 Uronic acid의 환원력을 측정하여 중합도 (degree of polymerization: DP)를 산 줄하고, 이것을 통하여 평균분자량을 측정하는 방법은 알긴산의 정제과정 없이 분자량을 간편하고 정확하게 측정할 수 있다고 보고 (You et al., 2004)되어 있어, 분자량 측정이 비교적 쉽고 정확하므로 알긴산공업에서 제조공정 중 변화하는 알긴산 분자량을 정확하고 신속하게 측정할 수 있을 뿐 아니라 필요한 크기의 분자량을 지닌 알긴산의 생산이 가능할 것으로 기대된다.

참고문헌 (24)

AOAC. 1990. Official Methods of Analysis, 15th ed. Association of Official Analytical Chemists. Arlington, USA, 17, 1-868
Chen, S.L., A.I. Yeh and S.B. Wu. 1997. Effects of particle radius, fluid viscosity and relative velocity on the surface heat transfer coefficient of spherical particles at low Reynolds numbers. J. Food Eng., 31, 473-484

상세보기
Dubois, M., K.A. Gilles, J.K. Hamilton, P.A. Rebers and F. Smith. 1956. Colorimetric method for the determination of sugars and related substances. Anal. Chem., 28, 350-356

상세보기
Duncan, D.B. 1955. Multiple-range and multiple F tests. Biometics, 11, 1-42

상세보기
Fujihara, M. and T. Nagumo. 1993. An influence of the structure of alginate on the chemotactic activity of macrophages and the antitumor activity. Carbohydr. Res., 243, 211-215

상세보기
Fujiki, K., H. Matsuyama and T. Yano. 1994. Protective effect of sodium alginates against bacterial infection in common carp, Cyprinus carpio. L. J. Fish Dis., 17, 349-354

상세보기
Hajime, O., S. Yasushi, Y. Kanto, U. Isamu and K. Koichi. 1994. Possible antitumor promoting properties of marine algae and in vitro activity of Wakame seaweed extract. Biosci. Biotech. Biochem., 56, 994-999

상세보기
Haug, A., B. Larsen and O. Smidsrod. 1966. A study of the constitution of alginic acid by partial acid hydrolysis. Acta Chem. Scand., 20, 183-190
Haug, A., B. Larsen and O. Smidsrod. 1967. Studies on the sequence of the uronic acid residues in alginic acid. Acta Chem. Scand., 21, 691-704
Hidaka, H., T. Eida, T. Takizawa, T. Tokuzawa and Y. Tashiro. 1986. Effect of fructooligosaccharide on intestinal flora and human health. Bifido. Micro., 5, 37-50
Hideki, O., S. Jitsuo and K. Yoshinari. 1993. Direct control of the constituents ratio in a wide range in alginate produced by Azobacter vinelandii. Biosci. Biotech. Biochem., 57, 332-336

상세보기
Hein, N.Q., N. Nagasawa, L.X. Tham, F. Yoshii, V.H. Dang, H. Mitomo, K. Makuuchi and T. Kume. 2000. Growth-promotion of plants with depolymerized alginates by irradiation. Rad. Phys. Chem., 59, 97-101

상세보기
Kobayashi, N., Y. Kanazawa, S. Yamabe, K. Iwata, M. Nishizawa, T. Yamagishi, O. Nishikaze and K. Tsuji. 1997. Effects of depolymerized sodium alginate on serum total cholesterol in healthy women with a high cholesterol intake. J. Home Econ. Jap., 48, 230-255
Lim, Y.S. and B.J. You. 2005. The effects of hydrolysis time on the molecular weight distribution of alginates prepared from sea tangle. J. Fish. Sci. Technol., 8, 113-117

원문보기 상세보기
Mancini, M., M. Moresi and F. Sappino. 1996. Rheological behaviour of aqueous dispersions of algal sodium alginates. J. Food Eng., 28, 283-295

상세보기
Nagasawa, N., H. Mitomo, F. Yoshii and T. Kume. 2000. Radiation-induced degradation of sodium alginate. Polymer Degrad. Stabil., 69, 279-285

상세보기
Penman, A. and G.R. Sanderson. 1972. A method for the determination of uronic acid sequence in alginate. Carbohydr. Res., 25, 273-282

상세보기
Sime, W.J. 1990. Alginates. In: Food Gels, Harris, P. (ed.). Elsevier, London, UK, 1-5378
SPSS Inc. 2004. SPSS base 12.0 for window, SPSS Inc., 444N. Michigan Avenue, Chicago, USA. IL, 60611
Suzuki, T., K. Nakai, Y. Yoshie, T. Shirai and T. Hirano. 1993. Digestibility of dietary fiber in brown alga, kombu, by rats. Nippon Suisan Gakkaishi, 59, 879-884

상세보기
Turquois, T. and H. Gloria. 2000. Determination of the absolute molecular weight average and molecular weight distributions of alginates used as ice cream stabilizers by using multiangle laser light scattering measurements. J. Agric. Food Chem., 48, 5455-5458

상세보기
You, B.J., Y.S. Im, I.H. Jeong and K.H. Lee. 1997. Effect of extraction conditions on bile acids binding capacity in vitro of alginate extracted from sea tangle (Laminaria spp.). J. Kor. Fish. Soc., 30, 31-38
You, B.J. and Y.S. Lim. 2003. Effects of extracting and drying method on physical properties of alginates from sea tangle, Laminaria japonica. J. Kor. Fish. Soc., 36, 340-345

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You, B.J., Y.S. Lim and H.S. Ryu. 2004. Effects of hot water treatment and dialysis on measuring the average molecular weight of alginates. J. Kor. Fish. Soc., 37, 1-6

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