The radical scavenging activity of methanol extracts of seaweeds and their active compounds, alginic acid, fucoidan and phloroglucinol, were investigated under in vitro. Among methanol extracts of seaweeds (sea mustard, sea tangle, seaweed papulosa, fusiforme, sea lettuce, purple laver and chlorella...
The radical scavenging activity of methanol extracts of seaweeds and their active compounds, alginic acid, fucoidan and phloroglucinol, were investigated under in vitro. Among methanol extracts of seaweeds (sea mustard, sea tangle, seaweed papulosa, fusiforme, sea lettuce, purple laver and chlorella), seaweed papulosa and sea tangle showed strong scavenging activities of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical and hydroxyl radical (${\cdot}OH$). In addition, under in vitro, the scavenging activities on DPPH radical of alginic acid and fucoidan, which are active compounds of brown algae, and phloroglucinol, the active compound from Ecklonia species, were evaluated and compared. Fucoidan and phloroglucinol showed strong DPPH scavenging effect, in particular, phloroglucinol had strongest activity among the active compounds. On the other hand, alginic acid did not exert DPPH scavenging activity. From the present study, we could confirm the antioxidative activity of seaweeds and its active compounds.
The radical scavenging activity of methanol extracts of seaweeds and their active compounds, alginic acid, fucoidan and phloroglucinol, were investigated under in vitro. Among methanol extracts of seaweeds (sea mustard, sea tangle, seaweed papulosa, fusiforme, sea lettuce, purple laver and chlorella), seaweed papulosa and sea tangle showed strong scavenging activities of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical and hydroxyl radical (${\cdot}OH$). In addition, under in vitro, the scavenging activities on DPPH radical of alginic acid and fucoidan, which are active compounds of brown algae, and phloroglucinol, the active compound from Ecklonia species, were evaluated and compared. Fucoidan and phloroglucinol showed strong DPPH scavenging effect, in particular, phloroglucinol had strongest activity among the active compounds. On the other hand, alginic acid did not exert DPPH scavenging activity. From the present study, we could confirm the antioxidative activity of seaweeds and its active compounds.
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문제 정의
본 연구에서는 해조류 추출물의 in vitro에서의 라디칼 소거능을 살펴보았고, 이 결과를 바탕으로 해조류의 활성성분인 alginic acid, fucoidan 및 phloroglucinol의 in vitro에서의 라디칼 소거능을 비교 검토하였다.
제안 방법
동결 건조시킨 재료를 시료 중량의 20배의 methanol (MeOH)로 12시간 추출하였고 동일한 과정을 3번 반복하여 추출물을 모은 후 회전식 진공 농축기를 이용하여 농축하였다. 농축물은 -80℃의 냉동고에 보관하면서 실험에 사용하였다.
해조류의 항산화 활성을 in vitro에서 검토한 결과 특히 곰피와 다시마가 우수한 활성을 가지는 것으로 나타났다. 이를 토대로 다시마와 미역 등의 갈조류에 풍부한 성분으로 다양한 생리활성이 보고된 alginic acid와 fucoidan 그리고 곰피의 활성성분으로서 최근 기능성이 주목받고 있는 phloroglucinol을 선정하였고, 이들 해조류 활성성분의 항산화 효과를 검토하였다. 갈조류의 다당류 함량은 건물 기준으로 약 30~67% 정도를 차지하며 이 중 alginic acid가 60~80%이고 이외에도 fucoidan 및 중성다당인 laminaran 등으로 구성되어 있다.
대상 데이터
미역, 다시마, 곰피, 톳, 파래 및 김은 부산 기장시장에서 구입하였고, 클로렐라는 (주) 대상의 분말제품을 구입하여 사용하였다. 실험을 위한 해조류 활성 성분인 sodium alginate, fucoidan 및 phloroglucinol은 Sigma Chemical Co.
미역, 다시마, 곰피, 톳, 파래 및 김은 부산 기장시장에서 구입하였고, 클로렐라는 (주) 대상의 분말제품을 구입하여 사용하였다. 실험을 위한 해조류 활성 성분인 sodium alginate, fucoidan 및 phloroglucinol은 Sigma Chemical Co. (U.S.A)에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
실험결과는 평균±표준편차 (n=5)로 나타내었고, 대조군과 실험군의 실험결과는 one way ANONA로 검증한 후 Duncan's multiple range test로 유의수준α=0.05에서 유의성을 검증하였다.
성능/효과
갈조류에서 추출한 폴리페놀성 물질인 phlorotannin, bieckol, dieckol 및 phlorofurofukoeckol에 대한 항산화 효과 연구에서도 ferric reducing antioxidant power assay와 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 잘 알려진 항산화제인 catechin, tocopherol, BHA 및 BHT 보다 더 우수한 free radical 소거 효과를 보여 이러한 갈조류의 phlorotannins 성분의 뛰어난 항산화 활성을 확인할 수 있다 [6,7]. 본 연구결과에서도 해조류의 활성성분 중 특히 phloroglucinol의 DPPH 라디칼 소거능이 우수한 것으로 관찰되었다.
본 연구에서는 해조류 활성성분인 alginic acid, fucoidan 및 phloroglucinol의 DPPH radical 소거 효과를 살펴 본 결과, alginic acid는 활성을 나타내지 않았고 fucoidan과 phloroglucinol은 500 ㎍/㎖의 농도에서 각각 47.0%와 61.5%로 phloroglucinol이 가장 높은 DPPH radical 소거 효과를 보였다 (Table 2). 갈조류에서 추출한 폴리페놀성 물질인 phlorotannin, bieckol, dieckol 및 phlorofurofukoeckol에 대한 항산화 효과 연구에서도 ferric reducing antioxidant power assay와 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 잘 알려진 항산화제인 catechin, tocopherol, BHA 및 BHT 보다 더 우수한 free radical 소거 효과를 보여 이러한 갈조류의 phlorotannins 성분의 뛰어난 항산화 활성을 확인할 수 있다 [6,7].
또한 해조류에 의한 아질산염 소거활성 분석에서 갈조류 중에서도 특히 곰피가 우수한 아질산염 분해효과를 나타내었는데 이는 Ecklonia 속의 갈조류에 존재하는 phlorotannin 형태의 eckol 화합물 및 phloroglucinol과 같은 free hydroxy group을 갖는 페놀성 화합물에 의한 작용으로 보았다 [18]. 이러한 연구결과로부터 독성이 강한 ㆍOH 라디칼에 대해 해조류는 우수한 소거능을 나타냄을 확인할 수 있었다.
DPPH radical 소거활성법은 시료의 free radical 소거 능력이나 수소 공여능력을 평가하는 방법으로서 식품을 비롯한 여러 분야에서 널리 이용되고 있다. 해조류 MeOH 추출물의 항산화 활성을 알아보기 위해 DPPH radical 소거 효과를 IC50로 비교해 본 결과, 곰피 15.87 ㎍/㎖, 다시마 33.33 ㎍/㎖, 파래 160.76 ㎍/㎖, 클로렐라 215.54 ㎍/㎖, 미역 294.18 ㎍/㎖, 김 357.08 ㎍/㎖, 톳 401.30 ㎍/㎖로서 특히 곰피와 다시마의 DPPH radical 소거 효과가 우수한 것으로 나타났다 (Fig. 1). 보고에 따르면, 한국산 5종 해조류의 항산화효과를 측정한 결과 DPPH radical 소거에서 다시마가 미역에 비하여 훨씬 우수한 효과를 나타내었고, 톳과 미역은 항산화 효과가 거의 없었다고 하였으며 [18] 이는 본 연구의 결과와 동일하였다.
해조류 메탄올 추출물의 ㆍOH 소거 효과를 살펴보면, 1,000 ㎍/㎖에서 파래 104.09%, 곰피 83.72%, 다시마 77.83%, 김 76.19%, 미역 43.96%, 톳 31.72%, 클로렐라 22.46%의 소거능을 보였으며, 그 중에서 파래, 곰피, 다시마, 김 및 미역은 농도의존적인 ㆍOH 소거 효과를 나타내었다 (Fig. 2). 앞서 살펴본 DPPH radical 소거능과 함께 고려해 볼 때, 곰피와 다시마가 in vitro에서 프리 라디칼 소거에 의한 항산화 효과가 우수한 것으로 나타났다.
해조류의 항산화 활성을 in vitro에서 검토한 결과 특히 곰피와 다시마가 우수한 활성을 가지는 것으로 나타났다. 이를 토대로 다시마와 미역 등의 갈조류에 풍부한 성분으로 다양한 생리활성이 보고된 alginic acid와 fucoidan 그리고 곰피의 활성성분으로서 최근 기능성이 주목받고 있는 phloroglucinol을 선정하였고, 이들 해조류 활성성분의 항산화 효과를 검토하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
주요 해조 자원에는 어떤 것들이 있는가?
해조류는 우리나라를 비롯한 극동아시아 지역에서 식용되고 있으며, 세계 8대 해양국의 하나인 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸인 국지적 여건으로 인하여 매년 60만 톤 이상의 해조류가 생산되고 있는데, 주요 해조 자원으로는 김, 우뭇가사리 등의 홍조류, 미역, 다시마, 톳 등의 갈조류 및 파래와 같은 녹조류 등이다. 이러한 해조류는 40~65%의 탄수화물을 함유하고 있으며, 비타민과 무기질 등의 미량 성분들이 균형 있게 분포되어 있을 뿐만 아니라 육상식물과는 다른 독특한 구조를 갖고 있어서 해조류로부터의 다양한 생리활성물질에 관한 연구에 관심이 높아지고 있다.
해조류가 식용되고 있는 지역은 어디인가?
해조류는 우리나라를 비롯한 극동아시아 지역에서 식용되고 있으며, 세계 8대 해양국의 하나인 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸인 국지적 여건으로 인하여 매년 60만 톤 이상의 해조류가 생산되고 있는데, 주요 해조 자원으로는 김, 우뭇가사리 등의 홍조류, 미역, 다시마, 톳 등의 갈조류 및 파래와 같은 녹조류 등이다. 이러한 해조류는 40~65%의 탄수화물을 함유하고 있으며, 비타민과 무기질 등의 미량 성분들이 균형 있게 분포되어 있을 뿐만 아니라 육상식물과는 다른 독특한 구조를 갖고 있어서 해조류로부터의 다양한 생리활성물질에 관한 연구에 관심이 높아지고 있다.
갈조류 및 파래와 같은 녹조류 등에 대한 연구의 관심이 높아지는 이유는 무엇인가?
해조류는 우리나라를 비롯한 극동아시아 지역에서 식용되고 있으며, 세계 8대 해양국의 하나인 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸인 국지적 여건으로 인하여 매년 60만 톤 이상의 해조류가 생산되고 있는데, 주요 해조 자원으로는 김, 우뭇가사리 등의 홍조류, 미역, 다시마, 톳 등의 갈조류 및 파래와 같은 녹조류 등이다. 이러한 해조류는 40~65%의 탄수화물을 함유하고 있으며, 비타민과 무기질 등의 미량 성분들이 균형 있게 분포되어 있을 뿐만 아니라 육상식물과는 다른 독특한 구조를 갖고 있어서 해조류로부터의 다양한 생리활성물질에 관한 연구에 관심이 높아지고 있다. 특히 최근의 여러 연구에 의하면 미역, 톳, 모자반, 다시마, 곰피, 감태 등과 같은 갈조류의 생리활성으로 항혈관 형성, 항비만, 항산화, 항염증, 항고콜레스테롤 효과 등이 보고되고 있다 [4, 15,16,22,23].
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