김 가공 후 발생되는 자투리 김으로부터 porphyran을 추출(13.9% 수율)하고, 이를 청국장에 첨가하여 porphyran-청국장을 제조하고 이의 항암활성을 조사하였다. Crude porphyran의 암세포에 대한 증식억제효과는 AGS와 HT-29에서 모두 농도가 증가할수록 농도 의존적으로 높은 억제율을 나타내었다. Crude porphyran의 정상세포 BJ에 대한 세포 독성은 거의 없는 것으로 관찰되었으며 0.25 mg/mL의 농도까지는 농도 의존적으로 세포성장효과를 보였다. Bacillus subtilis DJI으로 제조한 청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물의 세포증식에 미치는 효과를 살펴보았다. 정상세포 BJ에 대해 청국장 물 추출물의 경우 0.5 mg/mL의 농도에서는 최고 153%의 생존율을 나타냈으며, 메탄올 추출물의 경우 동일 농도에서 140%의 생존율을 보여 청국장이 정상세포에 대해 세포성장효과가 있는 것으로 관찰되었다. Porphyran-청국장의 정상세포 BJ에 대한 세포독성을 관찰한 결과 물, 메탄올 추출물 모두 독성이 없었으며, 물 추출물의 경우 1.0 mg/mL 농도 처리 시 160%, 메탄올 추출물의 경우 0.25 mg/mL에서 최대 127%의 생존율을 보이므로 porphyran-청국장이 정상세포에 대해 세포독성이 없는 것으로 관찰되었다. 청국장 추출물과 porphyran-청국장 추출물의 암세포 증식 억제효과를 농도 1.0 mg/mL 구간에서 비교해보았을때 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 최고 17%, 메탄올 추출물은 24%의 AGS 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해, porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물은 최고 23%와 38%의 세포증식 억제효과를 각각 나타내었다. 장암세포 HT-29에 대해서는 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 19%, 메탄올 추출물은 27%의 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해 porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물은 최고 27%, 32%를 각각 나타내었다. 이로부터 청국장과 porphyran-청국장의 물 추출물보다 메탄올 추출물이 더 높은 항암활성을 나타내며, 청국장보다 porphyran-청국장이 $1.2{\sim}1.5$배 더 높은 암세포 성장 억제율을 나타냄을 알 수 있었다. 본 실험에서 김으로 부터 유용한 기능을 가지고 있는 porhyran을 추출하여 항암 활성 기능을 가지는 porphyran-청국장을 제조하여 그 우수성을 확인하였다. 앞으로 이러한 기능성 식품을 널리 이용하여 해조가공산업에 기여하고 부가가치를 향상시켜 새로운 소비를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
김 가공 후 발생되는 자투리 김으로부터 porphyran을 추출(13.9% 수율)하고, 이를 청국장에 첨가하여 porphyran-청국장을 제조하고 이의 항암활성을 조사하였다. Crude porphyran의 암세포에 대한 증식억제효과는 AGS와 HT-29에서 모두 농도가 증가할수록 농도 의존적으로 높은 억제율을 나타내었다. Crude porphyran의 정상세포 BJ에 대한 세포 독성은 거의 없는 것으로 관찰되었으며 0.25 mg/mL의 농도까지는 농도 의존적으로 세포성장효과를 보였다. Bacillus subtilis DJI으로 제조한 청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물의 세포증식에 미치는 효과를 살펴보았다. 정상세포 BJ에 대해 청국장 물 추출물의 경우 0.5 mg/mL의 농도에서는 최고 153%의 생존율을 나타냈으며, 메탄올 추출물의 경우 동일 농도에서 140%의 생존율을 보여 청국장이 정상세포에 대해 세포성장효과가 있는 것으로 관찰되었다. Porphyran-청국장의 정상세포 BJ에 대한 세포독성을 관찰한 결과 물, 메탄올 추출물 모두 독성이 없었으며, 물 추출물의 경우 1.0 mg/mL 농도 처리 시 160%, 메탄올 추출물의 경우 0.25 mg/mL에서 최대 127%의 생존율을 보이므로 porphyran-청국장이 정상세포에 대해 세포독성이 없는 것으로 관찰되었다. 청국장 추출물과 porphyran-청국장 추출물의 암세포 증식 억제효과를 농도 1.0 mg/mL 구간에서 비교해보았을때 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 최고 17%, 메탄올 추출물은 24%의 AGS 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해, porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물은 최고 23%와 38%의 세포증식 억제효과를 각각 나타내었다. 장암세포 HT-29에 대해서는 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 19%, 메탄올 추출물은 27%의 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해 porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물은 최고 27%, 32%를 각각 나타내었다. 이로부터 청국장과 porphyran-청국장의 물 추출물보다 메탄올 추출물이 더 높은 항암활성을 나타내며, 청국장보다 porphyran-청국장이 $1.2{\sim}1.5$배 더 높은 암세포 성장 억제율을 나타냄을 알 수 있었다. 본 실험에서 김으로 부터 유용한 기능을 가지고 있는 porhyran을 추출하여 항암 활성 기능을 가지는 porphyran-청국장을 제조하여 그 우수성을 확인하였다. 앞으로 이러한 기능성 식품을 널리 이용하여 해조가공산업에 기여하고 부가가치를 향상시켜 새로운 소비를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
The effects of porphyran-chungkookjang on cytotoxicity of human normal cell line (BJ) and human cancer cell lines (AGS and HT-29) were examined. Porphyran, which was prepared from laver (Porphyra yezoensis), decreased the viability of the cancer cells, however, it did not affect the viability of nor...
The effects of porphyran-chungkookjang on cytotoxicity of human normal cell line (BJ) and human cancer cell lines (AGS and HT-29) were examined. Porphyran, which was prepared from laver (Porphyra yezoensis), decreased the viability of the cancer cells, however, it did not affect the viability of normal cells. Porphyranchungkookjang was prepared by the addition of 5% (w/w) porphyran into chungkookjang which was fermented by starter, Bacillus subtilis DJI. The cytotoxicity effects of the chungkookjang and porphyran-chungkookjang were evaluated with MTT assay. The methanol and the water extract of porphyran-chungkookjang at 1.0 mg/mL showed $23{\sim}38%$ decreases in proliferation of cancer cells (AGS and HT-29). However, the methanol and the water extracts of porphyran-chungkookjang did not inhibit the growth of normal cell. Moreover, the methanol extract of porphryan-chungkookjang at 1.0 mg/mL showed $1.2{\sim}1.5$ fold higher anticancer effects than that of the chungkookjang.
The effects of porphyran-chungkookjang on cytotoxicity of human normal cell line (BJ) and human cancer cell lines (AGS and HT-29) were examined. Porphyran, which was prepared from laver (Porphyra yezoensis), decreased the viability of the cancer cells, however, it did not affect the viability of normal cells. Porphyranchungkookjang was prepared by the addition of 5% (w/w) porphyran into chungkookjang which was fermented by starter, Bacillus subtilis DJI. The cytotoxicity effects of the chungkookjang and porphyran-chungkookjang were evaluated with MTT assay. The methanol and the water extract of porphyran-chungkookjang at 1.0 mg/mL showed $23{\sim}38%$ decreases in proliferation of cancer cells (AGS and HT-29). However, the methanol and the water extracts of porphyran-chungkookjang did not inhibit the growth of normal cell. Moreover, the methanol extract of porphryan-chungkookjang at 1.0 mg/mL showed $1.2{\sim}1.5$ fold higher anticancer effects than that of the chungkookjang.
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문제 정의
25 mg/mL의 농도까지는 농도 의존적으로 세포성장효과를 보였다. Bacillussubtilis DJI으로 제조한 청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물의 세포증식에 미치는 효과를 살펴보았다. 정상세포 BJ에대해 청국장 물 추출물의 경우 0.
본 논문에서는 김 가공 중 발생하는 미이용 김으로부터 porphyran을 추출하고 이를 청국장에 첨가하여 porphyran-청국장을 개발하였다. 본 연구에서는 김으로부터 추출된 porphyran의 항암활성과 porphyran-청국장의 추출물이 정상세포(BJ)에 미치는 세포독성, 위암세포(AGS)와 대장암세포(HT-29)의 성장억제효과 등을 실험하여 porphyran-청국장의 항암활성효과 규명과 함께 미이용 김의 새로운 활용방안을 제시하고자 하였다.
5배 더 높은 암세포성장 억제율을 나타냄을 알 수 있었다. 본 실험에서 김으로부터 유용한 기능을 가지고 있는 porhyran을 추출하여 항암활성 기능을 가지는 porphyran-청국장을 제조하여 그 우수성을 확인하였다. 앞으로 이러한 기능성 식품을 널리 이용하여 해조가공산업에 기여하고 부가가치를 향상시켜 새로운소비를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 김 가공 중 발생하는 미이용 김으로부터 porphyran을 추출하고 이를 청국장에 첨가하여 porphyran-청국장을 개발하였다. 본 연구에서는 김으로부터 추출된 porphyran의 항암활성과 porphyran-청국장의 추출물이 정상세포(BJ)에 미치는 세포독성, 위암세포(AGS)와 대장암세포(HT-29)의 성장억제효과 등을 실험하여 porphyran-청국장의 항암활성효과 규명과 함께 미이용 김의 새로운 활용방안을 제시하고자 하였다.
제안 방법
Bacillus subtilis DJI을 이용하여 11시간 발효시킨 청국장의 구성 아미노산 함량(Table 3)과 유리아미노산 함량(Table 4)을 측정하였다. 구성아미노산 중 구수한 맛을 내는 glutamic acid가 1,514.
가수분해된 시료와 유리아미노산 표준품은 ethanol/DW/trimethylamine/phenylisolthiocyanate(7/1/1/1, v/v)용액으로 15분 동안 유도화한 후 유도화된 시료 800 μL 중에서 10 μL를 취하여 HPLC(Waters Breeze HPLC system, Water Co., USA)로 분석하였고 유리아미노산은 6 N HCl로 가수분해를 행하지 않고 구성아미노산과 같은 방법으로 행하였다.
0 mg/mL의 농도로 처리하였을 때 세포형태 변화의 사진을 나타낸 것이다. 각 대조구에는 시료 추출물 무처리구로 삼았다. Fig.
각각의 배지에는 10% fetal bovine serum(FBS; Gibco, BRL, USA), 100 μg/mL penicillin(Gibco BRL, USA) 그리고 100 μg/mL streptomycin(Gibco BRL, USA)을 첨가하였다.
Crude porphyran의 추출은 Kim 등(26)의 방법에 준하여 시행하였다. 건조된 김을 분쇄한 후 김중량의 50배(w/v)의 0.1 N HCl을 가하여 60℃의 수욕조상에서 3시간 동안 교반 추출하였다. 추출액을 회전식 진공농축기(N-1000SW, Tokyo Rikakikai Co.
김 가공 후 발생되는 자투리 김으로부터 porphyran을 추출(13.9% 수율)하고, 이를 청국장에 첨가하여 porphyran-청국장을 제조하고 이의 항암활성을 조사하였다. Crude porphyran의 암세포에 대한 증식억제효과는 AGS와 HT-29에독성은 거의 없는 것으로 관찰되었으며 0.
Crude porphyran의 세포독성을 알아보기 위해 MTT assay를 실시하였다. 대조구로 정상세포 BJ는 DMEM에서, 나머지 두 암세포는 RPMI배지에서 배양하여 이때의 생존율을 100%로 표시하고, 실험구는 porphyran을 48시간 동안 농도 별로 처리한 각 배양세포의 생존율을 대조구에 대한 상대적 생존율(%)로 표시하였다.
배양된 B. subtilis DJI은 원심분리(9,950×g, 15 min, 4℃)하여 균체를 회수하고 회수된 균체를 멸균된 3차 증류수로 2회 수세하여 사용하였다.
각각의 배지에는 10% fetal bovine serum(FBS; Gibco, BRL, USA), 100 μg/mL penicillin(Gibco BRL, USA) 그리고 100 μg/mL streptomycin(Gibco BRL, USA)을 첨가하였다. 배양된 각각의 세포는 일주일에 2～3 회 신선한 새 배지로 갈아주고 6～7일 만에 phosphate buffered saline(PBS)로 세척한 후 0.05% trypsin-0.02% EDTA로 부착된 세포를 분리하여 원심분리한 후 집적된 세포에 배지를 넣고 피펫으로 세포가 골고루 분산되도록 잘 혼합한 다음 6～7일마다 계대배양하면서 실험에 사용하였다. 계대 배양 시 각각의 passage number를 기록하였고 passage number가 10회 이상일 때는 새로운 세포를 액체질소 탱크로부터 꺼내어 다시 배양하여 실험하였다.
시료인 청국장과 porphyran-청국장은 동결건조 후 마쇄하고 시료의 20배(w/v) 메탄올과 물을 각각 첨가하여 12시간 동안 교반하고 이를 3회 반복한 후 여과(Whatman No. 2)한 후 회전식 진공농축기로 농축하여 각각의 메탄올 추출물, 물 추출물을 얻었다. 준비된 각각의 메탄올과 물 추출물 그리고 crude porphyran은 최종 농도가 0.
2)한 후 회전식 진공농축기로 농축하여 각각의 메탄올 추출물, 물 추출물을 얻었다. 준비된 각각의 메탄올과 물 추출물 그리고 crude porphyran은 최종 농도가 0.01, 0.05, 0.25, 0.5 및 1.00 mg/mL가 되도록 각각 첨가하여 세포실험에 사용하였다.
청국장과 porphyran-청국장을 물(Fig. 2)과 메탄올(Fig. 3)로 추출한 시료는 농도를 달리하여 정상세포 BJ에 대한 세포독성과 AGS, HT-29의 2종의 암세포에 투여하여 각각의 암세포주의 증식억제 효과를 관찰하였다.
대상 데이터
건조된 김은 miller(DA282-2, Artlon, Korea)로 분쇄한 후 20 mesh 체(Chunggye industrial Co., Korea)에 걸러 통과한 분말을 실험재료로 하여 4 ℃ 냉장실에서 밀봉 보관하면서 실험에 사용하였다.
본 실험에 사용한 김(Porphyra yezoensis)은 전남 완도산으로 김 가공후 남은 자투리 가루 김을 사용하였다. 건조된 김은 miller(DA282-2, Artlon, Korea)로 분쇄한 후 20 mesh 체(Chunggye industrial Co.
상기의 방법대로 제조된 청국장에 crude porphyran 5%(w/w)을 첨가하여 porphyran 첨가 청국장을 제조하였으며 제조된 porphyran-청국장은 동결건조 한 후 진공포장하여 -18℃에서 보관하면서 이후 실험에 사용하였다.
실험에 사용되어진 암세포주는 AGS(human gastric adenocarcinoma cell) CRL-1739, HT-29(human colon cancer cell) HTB-38과 정상세포주 BJ(human foreskin normal cell) CRL-2522를 사용하였다.
인체 위암세포(AGS)와 인체 결장암세포(HT-29)는 RPMI 1640(Gibco BRL, USA) 배지로 배양하고, 종양세포와 대조군으로 사용한 인체 포낭 정상세포주(BJ)는 Dulbecco's modification of eagles medium(DMEM; Gibco BRL, USA)으로 배양하였다.
, Korea)에 걸러 통과한 분말을 실험재료로 하여 4 ℃ 냉장실에서 밀봉 보관하면서 실험에 사용하였다. 청국장 제조에 사용된 콩은 국내에서 생산되는 콩나물 콩을 이용하였다.
청국장 제조에 이용된 균은 본 실험실에서 된장에서 분리하여 보유하고 있던 Bacillus subtilis DJI 균주를 종균으로 사용하였다. 균은 37℃에서 24시간 전배양하여 LB 액체배지(Duchefa biochemie, bacto-tryptone 10%, yeast-extract 5%, sodium chloride 10%)에 1% 접종한 후 9시간 배양한 것으로 준비하였다.
데이터처리
1(Statistical package for the social science)P/C package를 이용하여 평균값과 표준편차범위로 나타내었다. 결과는 일원배치분산 분석(one-way ANOVA)을 실시하였으며, 사후검정은 T-test에 의하여 실행하였다. 통계적 유의성은 p<0.
모든 실험은 3회씩 수행하였으며, SPSS 12.0.1(Statistical package for the social science)P/C package를 이용하여 평균값과 표준편차범위로 나타내었다. 결과는 일원배치분산 분석(one-way ANOVA)을 실시하였으며, 사후검정은 T-test에 의하여 실행하였다.
이론/모형
Crude porphyran의 세포독성을 알아보기 위해 MTT assay를 실시하였다. 대조구로 정상세포 BJ는 DMEM에서, 나머지 두 암세포는 RPMI배지에서 배양하여 이때의 생존율을 100%로 표시하고, 실험구는 porphyran을 48시간 동안 농도 별로 처리한 각 배양세포의 생존율을 대조구에 대한 상대적 생존율(%)로 표시하였다.
Crude porphyran의 추출은 Kim 등(26)의 방법에 준하여 시행하였다. 건조된 김을 분쇄한 후 김중량의 50배(w/v)의 0.
김으로부터 추출된 crude porphyran의 총당 함량은 glucose를 표준물질로 하여 Dubois 등(25)의 phenol-sulfuric acid법으로 측정하였고, 총 단백질량은 bovine albumin(Sigma Co., USA)을 표준물질로 하여 Schacterle와 Pollack 방법(27)을 이용하여 측정하였다. 황산기의 함량은 Dodgson과 Price의 방법(28)에 따라 K2SO4로 표준검량선을 작성하여 측정하였으며, 3,6-anhydrogalactose의 함량은 Yaphe와 Arsenault의 방법(29)에 따라 측정하였다.
세포 증식 정도를 MTT assay법(32)에 따라 측정하였다. MTT assay는 살아있는 세포의 미토콘드리아 내막에 존재하는 oxide-reductase 작용을 받아 MTT에 의하여 생성되 는 dark blue formazan의 양을 측정하는 방법이다.
김의 일반성분 분석은 다음과 같은 방법으로 시행하였다. 수분함량은 Karl-Fischer법(22), 무기질은 건식분해법(23)으로 정량하였으며, AOAC법(24)에 따라 조지방은 Soxhlet추출법, 조단백질은 Kjeldahl법, 조회분은 550℃ 건식회화법으로 정량하였다. 탄수화물은 100－(수분＋조지방＋조단백질＋조회분)의 식으로 계산하여 그 값을 표시하였다.
아미노산 분석은 분쇄한 건조시료를 끓인 6 N HCl로 가수분해한 후 Pico-Tag 방법(Waters, Milford, USA)을 이용하여 아미노산을 분석하였다. Formic acid/hydrogen peroxide(19/1, v/v) 혼합용액으로 시료에 들어있는 cysteine의 잔기를 cysteic acid로 산화시켰고(30), tryptophan 함량을 알기위하여 시료를 4 N methanesulfonic acid 20 μL로 직접 분해시켰다(31).
탄수화물은 100－(수분＋조지방＋조단백질＋조회분)의 식으로 계산하여 그 값을 표시하였다. 총당 함량은 glucose를 표준물질로 하여 Dubois 등(25)의 phenol-sulfuric acid법으로 측정하였다.
, USA)을 표준물질로 하여 Schacterle와 Pollack 방법(27)을 이용하여 측정하였다. 황산기의 함량은 Dodgson과 Price의 방법(28)에 따라 K2SO4로 표준검량선을 작성하여 측정하였으며, 3,6-anhydrogalactose의 함량은 Yaphe와 Arsenault의 방법(29)에 따라 측정하였다.
성능/효과
25 mg/mL의 농도까지는 오히려 세포의 성장효과를 나타내었다. 0.05 mg/mL의 농도에서는 113%의 생존율로 가장 높은 생존율을 나타내었고, 0.5 mg/mL 이상의 농도(94% 생존율)부터는 다소 감소하여 1.0 mg/mL의 농도에서는 약 73%의 생존율을 보였다.
Crude porphyran을 0.05 mg/mL 농도로 처리 시 HT-29 와 AGS의 생존율은 각각 95%, 89%, 1.0 mg/mL로 처리 시 HT-29와 AGS의 생존율은 56%, 55%의 생존율을 나타내어, porphyran(0.05～1.0 mg/mL)의 처리가 농도 의존적으로 HT-29와 AGS 등의 암세포 성장을 억제시키는 결과를 나타냄을 알 수 있었다.
9% 수율)하고, 이를 청국장에 첨가하여 porphyran-청국장을 제조하고 이의 항암활성을 조사하였다. Crude porphyran의 암세포에 대한 증식억제효과는 AGS와 HT-29에독성은 거의 없는 것으로 관찰되었으며 0.25 mg/mL의 농도까지는 농도 의존적으로 세포성장효과를 보였다. Bacillussubtilis DJI으로 제조한 청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물의 세포증식에 미치는 효과를 살펴보았다.
각 대조구에는 시료 추출물 무처리구로 삼았다. Fig. 4를 보면 처리구의 정상세포 BJ의 생육에는 거의 영향을 미치지 않으며, 위암세포와 대장암세포는 정상적으로 성장하지 못하고, 세포밀도가 감소하는 현상을 관찰할 수 있었다.
0 mg/mL의 농도 처리 시 124～160%의 높은 생존율을 보여 농도 의존적으로 세포성장효과를 나타내었다. Porphyran-청국장의 메탄올 추출물도 0.25 mg/mL의 농도까지 농도의 존적으로 세포성장효과를 보였으며 0.25 mg/mL에서 최대 127%의 생존율을 보였다. 이후 0.
5 mg/mL의 농도에서는 최고 153%의 생존율을 나타냈으며, 메탄올 추출물의 경우 동일 농도에서 140%의 생존율을 보여 청국장이 정상세포에대해 세포성장효과가 있는 것으로 관찰되었다. Porphyran청국장의 정상세포 BJ에 대한 세포독성을 관찰한 결과 물,메탄올 추출물 모두 독성이 없었으며, 물 추출물의 경우 1.0mg/mL 농도 처리 시 160%, 메탄올 추출물의 경우 0.25mg/mL에서 최대 127%의 생존율을 보이므로 porphyran청국장이 정상세포에 대해 세포독성이 없는 것으로 관찰되었다. 청국장 추출물과 porphyran-청국장 추출물의 암세포증식 억제효과를 농도 1.
Bacillus subtilis DJI을 이용하여 11시간 발효시킨 청국장의 구성 아미노산 함량(Table 3)과 유리아미노산 함량(Table 4)을 측정하였다. 구성아미노산 중 구수한 맛을 내는 glutamic acid가 1,514.0 mg%로 그 함량이 가장 많았고, proline이 1,106.3 mg%, phenylalanine이 422.3 mg%의 순으로 많이 함유되어 있었다. 청국장의 총 구성아미노산 함량은 6,619.
0 mg/mL)의 처리가 농도 의존적으로 HT-29와 AGS 등의 암세포 성장을 억제시키는 결과를 나타냄을 알 수 있었다. 또한 porphyran은 장암세포 HT-29보다 위암세포 AGS의 생육을 더 효과적으로 저해시키는 것으로 나타났다.
0 mg/mL에서는 약 19%의 억제율을 나타내었다. 메탄올 추출물의 경우 0.05 mg/mL의 농도부터 17%의 억제율을 보이고, 0.1 mg/mL에서 20%의 억제율을 보여 저 농도에서도 뛰어난 세포증식 억제효과를 나타내었다. Porphyran-청국장의 물 추출물의 경우 0.
5 mg/mL까지의 범위 내에서 농도 의존적으로 세포성장효과를 나타냈다. 메탄올 추출물의 경우 0.5 mg/mL의 농도에서 140%의 생존율로 가장 높은 생존율을 보였고 1.0 mg/mL의 농도에서는 같은 농도의 물 추출물에 비해 생존율(139%)이 다소 감소하지만 107%의 생존율을 나타남으로 청국장이 정상세포에 대해 세포독성이 없으며 오히려 정상세포 성장효과가 있음을 확인하였다. Porphyran-청국장의 물 추출물의 경우 0.
미부착세포는 정상상태가 아니므로 이 상태에서 세포생육저해 현상은 처리시료의 영향 이외에도 세포상태가 불안정하여 생길 수 있다. 이러한 점들을 고려할 때, 본 실험에서 세포 안정화 후 porphyran-청국장 메탄올 추출물 0.25 mg/mL의 농도처리 시 HT-29와 AGS에 대해 각각 30%, 19%의 억제율을 나타냄은 기존의 청국장에 의한 암세포 증식억제 효과의 연구결과와 비교 시 우수한 암세포주 증식 억제 효과임을 알 수 있다.
장암세포 HT-29에 대해서는 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 19%, 메탄올 추출물은 27%의 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해 porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물은 최고 27%, 32%를 각각나타내었다. 이로부터 청국장과 porphyran-청국장의 물 추출물보다 메탄올 추출물이 더 높은 항암활성을 나타내며,청국장보다 porphyran-청국장이 1.2∼1.5배 더 높은 암세포성장 억제율을 나타냄을 알 수 있었다. 본 실험에서 김으로부터 유용한 기능을 가지고 있는 porhyran을 추출하여 항암활성 기능을 가지는 porphyran-청국장을 제조하여 그 우수성을 확인하였다.
이상의 결과로부터(Fig. 2, 3) 청국장과 porphyran-청국장은 정상세포에는 안전하나 두 종류의 암세포에는 증식억제효과를 나타냄을 알 수 있었고, porphyran-청국장이 청국장보다 두 종류의 암세포에 대해 보다 더 효과적으로 증식 억제 작용을 함을 알 수 있었다. Fig.
0 mg/mL 구간에서 비교해보았을때 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 최고17%, 메탄올 추출물은 24%의 AGS 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해, porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올추출물은 최고 23%와 38%의 세포증식 억제효과를 각각 나타내었다. 장암세포 HT-29에 대해서는 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 19%, 메탄올 추출물은 27%의 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해 porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물은 최고 27%, 32%를 각각나타내었다. 이로부터 청국장과 porphyran-청국장의 물 추출물보다 메탄올 추출물이 더 높은 항암활성을 나타내며,청국장보다 porphyran-청국장이 1.
정상세포 BJ에 대한 청국장의 물 추출물의 경우 0.005 mg/mL농도에서 104%의 생존율을 보였고, 농도가 증가할 수록 세포성장효과를 나타냈으며, 0.5 mg/mL의 농도에서는 153%의 높은 세포성장효과를 보였다. 청국장의 메탄올 추출물도 청국장 물 추출물에서와 같이 정상세포 BJ에 대해 세포성장효과를 나타내어 0.
Bacillussubtilis DJI으로 제조한 청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물의 세포증식에 미치는 효과를 살펴보았다. 정상세포 BJ에대해 청국장 물 추출물의 경우 0.5 mg/mL의 농도에서는 최고 153%의 생존율을 나타냈으며, 메탄올 추출물의 경우 동일 농도에서 140%의 생존율을 보여 청국장이 정상세포에대해 세포성장효과가 있는 것으로 관찰되었다. Porphyran청국장의 정상세포 BJ에 대한 세포독성을 관찰한 결과 물,메탄올 추출물 모두 독성이 없었으며, 물 추출물의 경우 1.
0 mg/mL의 농도에서 23%의 억제 율을 나타내었다. 청국장 메탄올 추출물의 AGS에 대한 성장억제효과는 0.05～1.0 mg/mL의 농도 처리 시 15～24%의 억제율을 보였다 Porphyran-청국장의 메탄올 추출물은 같은 농도에서 12～38%의 높은 억제율을 나타내었다.
25mg/mL에서 최대 127%의 생존율을 보이므로 porphyran청국장이 정상세포에 대해 세포독성이 없는 것으로 관찰되었다. 청국장 추출물과 porphyran-청국장 추출물의 암세포증식 억제효과를 농도 1.0 mg/mL 구간에서 비교해보았을때 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 최고17%, 메탄올 추출물은 24%의 AGS 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해, porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올추출물은 최고 23%와 38%의 세포증식 억제효과를 각각 나타내었다. 장암세포 HT-29에 대해서는 porphyran을 첨가하지 않은 청국장 물 추출물에서 19%, 메탄올 추출물은 27%의 세포증식억제효과를 나타내는 것에 비해 porphyran-청국장의 물 추출물과 메탄올 추출물은 최고 27%, 32%를 각각나타내었다.
청국장의 유리아미노산 함량은 총 3,131.4 mg%로 나타났으며, 구수한 맛을 내는 glutamic acid의 함량이 510.6 mg%로 가장 높게 나타났고, phenylalanine(357.6 mg%), proline(265.3 mg%), tyrosine(264.5 mg%)의 순으로 높은 함량을 나타내었다
3 mg%의 순으로 많이 함유되어 있었다. 청국장의 총 구성아미노산 함량은 6,619.2 mg%로 나타났고, 총 필수아미노산의 함량은 2,159.4 mg%로 나타났다. 청국장의 유리아미노산 함량은 총 3,131.
청국장이나 porphyran-청국장의 AGS 또는 HT-29에 대한 세포증식억제효과는 물 추출물 보다 메탄올 추출물이 모든 농도에서 더 높은 억제효과를 보였다. 즉 암세포에 대한 청국장과 porphyran-청국장의 항암효과는 메탄올 추출물이 물 추출물보다 더 우수하여 암세포 성장억제효과를 보이 는 유효성분은 더 소수성 경향의 물질을 함유하고 있을 것으로 추측되어진다.
후속연구
본 실험에서 김으로부터 유용한 기능을 가지고 있는 porhyran을 추출하여 항암활성 기능을 가지는 porphyran-청국장을 제조하여 그 우수성을 확인하였다. 앞으로 이러한 기능성 식품을 널리 이용하여 해조가공산업에 기여하고 부가가치를 향상시켜 새로운소비를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
김의 세포간 충전물질로써 수용성 산성 다당인 porphyran의 특징은 무엇인가?
홍조류인 김에는 전체 건물량의 35～50%를 차지하는 다량의 당이 함유되어 있는데 주요 당은 isofloridoside, floridoside 등의 유리당과 세포벽을 이루고 있는 골격 다당, 그리고 세포간 충전물질로써 수용성 산성다당인 porphyran 으로 이루어져 있다(3). Porphyran은 황산기를 함유하는 수용성 산성다당의 고분자물질로서 3,6-anhydrogalactose, 6-methylgalactose, D,L-galactose 및 ester sulfate로 구성되어 있어 agarose의 조성과 매우 유사하나 황산기와 -OCH3기의 함량의 차이가 있어 한천과 같은 겔화능을 나타내지는 않는다(4). 구조는 1,3 결합한 β-galactose나 6- methylgalactose와 1,4 결합한 α-3,6-anhydro-L-galactose 나 α-L-galactose-6-sulfate가 서로 교대로 이어져있다(5).
홍조류인 김에 함유되어 있는 주요 당에는 무엇이 있는가?
홍조류인 김에는 전체 건물량의 35～50%를 차지하는 다량의 당이 함유되어 있는데 주요 당은 isofloridoside, floridoside 등의 유리당과 세포벽을 이루고 있는 골격 다당, 그리고 세포간 충전물질로써 수용성 산성다당인 porphyran 으로 이루어져 있다(3). Porphyran은 황산기를 함유하는 수용성 산성다당의 고분자물질로서 3,6-anhydrogalactose, 6-methylgalactose, D,L-galactose 및 ester sulfate로 구성되어 있어 agarose의 조성과 매우 유사하나 황산기와 -OCH3기의 함량의 차이가 있어 한천과 같은 겔화능을 나타내지는 않는다(4).
해조다당류인 porphyran는 무슨 생리효과를 가지고 있는가?
구조는 1,3 결합한 β-galactose나 6- methylgalactose와 1,4 결합한 α-3,6-anhydro-L-galactose 나 α-L-galactose-6-sulfate가 서로 교대로 이어져있다(5). 해조다당류인 porphyran은 식이섬유로서 역할을 할 뿐 아니라 면역기능 강화(6,7), 항산화 활성(8), 콜레스테롤 저하작용(7), 항균효과 및 항암효과(9-16) 등의 생리효과를 가진다고 알려지고 있다. 이와 같이 porphyran은 우수한 생리활성 기능이 밝혀짐에 따라 기능성 식이섬유 소재로서의 이용 가능성이 매우 높다.
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