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효소적 가수분해를 이용한 청각으로부터 생리활성 물질의 추출 및 가수분해물의 생리활성

Biological Compounds Extracted from Codium fragile by Enzymatic Hydrolysis and Their Biological Activities

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.39 no.7, 2010년, pp.953 - 959  

이가화 (전남대학교 식품공학.영양학부) ,  (전남대학교식품공학.영양학부) ,  안창범 (전남대학교 식품공학.영양학부) ,  제재영 (전남대학교 식품공학.영양학부)

초록
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본 연구에서는 청각으로부터 생리활성물질을 추출하기 위해서 친환경적인 효소적 방법을 이용하여, 이들 효소 가수 분해물TPC, TFC, 항산화 활성, acetylcholinesterase(AChE) 저해 활성 및 항염증 활성을 측정하였다. 청각의 단백질 및 탄수화물 가수분해물의 TPC는 TFC보다 높은 함량을 나타내었으며, 단백질 가수분해물이 탄수화물 가수분해물보다 높은 TPC를 나타내었다. 청각 가수분해물의 항산화 활성은 DPPH radical 소거 활성으로 측정하였고, 단백질 가수분해물에서는 Flavourzyme 가수분해물이 활성이 높았고, 탄수화물 가수분해물에서는 Promozyme 가수분해물이 높은 DPPH radical 소거 활성을 나타내었다. 따라서 두가지 가수분해물을 이용하여 hydrogen peroxide 소거능, $Fe^{2+}$ 킬레이팅 및 reducing power를 측정한 결과 두 가수분해물 모두 우수한 항산화 활성을 나타냄을 알 수 있었다. 또한, hydroxyl radical로 유도된 DNA 손상을 효과적으로 억제하였다. AChE 저해 활성에서는 Flavourzyme 및 Dextrozyme 가수분해물이 각각 우수한 AChE 저해 활성을 나타내었다. 청각 가수분해물의 RAW264.7 세포주에 대한 세포독성을 검토한 결과 세포독성을 나타내지 않았으며, lipopolysaccharide(LPS)로 유도된 nitric oxide(NO) 생성 억제능에서는 모든 가수분해물이 유의적(p<0.05)으로 NO의 생성을 억제하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We extracted bioactive materials from Codium fragile by enzymatic hydrolysis using four different proteases (Alcalase, Flavourzyme, Neutrase, and Protamex) and seven different carbohydrases (amyloglucosidase (AMG), Celluclast, Dextrozyme, Maltogenase, Promozyme, Termamyl, and Viscozyme), and evaluat...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 최근에는 청각의 수용성 추출물에서 항균작용, 항암, 항돌연변이 및 면역증강 효과가 있는 것으로 보고되었다(10-12). 따라서 본 연구에서는 청각으로부터 생리활성물질을 효율적으로 추출하기 위해서 효소적 가수분해 방법을 이용하여 친환경적으로 추출하고, 추출된 가수분해물들의 항산화, 항치매 및 항염증 활성을 검토하였다.
  • 본 연구에서는 청각으로부터 생리활성물질을 추출하기 위해서 친환경적인 효소적 방법을 이용하여, 이들 효소 가수 분해물의 TPC, TFC, 항산화 활성, acetylcholinesterase (AChE) 저해 활성 및 항염증 활성을 측정하였다. 청각의 단백질 및 탄수화물 가수분해물의 TPC는 TFC보다 높은 함량을 나타내었으며, 단백질 가수분해물이 탄수화물 가수 분해물보다 높은 TPC를 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
청각의 효소 가수분해는 어떻게 진행했는가? 청각의 효소 가수분해는 Heo 등(13)의 방법에 따라 실행하였다. 건조된 청각은 분쇄기(1095 Knifetec Mill, Foss Tecator, Hogana, Sweden)를 사용하여 분말로 분쇄한 후, 기질과 효소의 비를 50:1의 비율로 혼합하고 효소별 최적 온도에서 8시간 동안 효소 가수분해 반응을 시킨 후 100 o C에서 10분간 끓여 효소를 불활성화 시켰다(Table 1). 가수분해 되지 않은 잔류물을 제거하기 위해 추출물을 5000 × g에서 20분간 원심분리 하여 동결건조 시킨 후 -20 o C에서 실험 전까지 저장하였다.
체내에 생성된 free radical 및 활성산소종은 인체 내에서 어떻게 제거되는가? 특히 free radical은 생체 내에서 에너지를 만드는 대사 과정에서 생성되는 피할 수 없는 결과물이며, 짧은 시간 동안 생성과 소멸을 반복하면서 정상적인 세포의 산화를 유발 하여 질병 및 노화를 일으킨다고 알려져 있다(5). 일반적으로 체내에 생성된 free radical 및 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 비타민 C 및 E 등의 비효소계 항산화 제와 catalase, superoxide dismutase 및 glutathione peroxidase와 같은 항산화 효소 등에 의해서 효과적으로 제거된다. 그러나 발병 상태에서는 활성산소종과 항산화 시스템간의 항상성(homeostasis)이 무너져 과량의 활성산소종이 효율 적으로 제거되지 못하고 결과적으로 DNA, 막지질 및 단백질과 같은 생체 고분자들이 활성산소종에 의한 산화적 스트레 스에 의한 손상을 입게 되고 결과적으로 암, 당뇨병, 퇴행성 질환 및 염증성 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다(6,7).
free radical은 인체에 어떤 영향을 일으키는가? 고령화 시대에 가장 문제시 되고 있는 질병은 노화와 여러 퇴행성 질환으로, 이들 질병의 원인은 대부분 대사과정에서 생성된 유해물질의 축적(3), 생체 내 free radical의 과량 생성 및 이에 따른 지질 과산화물의 생성(4) 등으로 알려져 있다. 특히 free radical은 생체 내에서 에너지를 만드는 대사 과정에서 생성되는 피할 수 없는 결과물이며, 짧은 시간 동안 생성과 소멸을 반복하면서 정상적인 세포의 산화를 유발 하여 질병 및 노화를 일으킨다고 알려져 있다(5). 일반적으로 체내에 생성된 free radical 및 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 비타민 C 및 E 등의 비효소계 항산화 제와 catalase, superoxide dismutase 및 glutathione peroxidase와 같은 항산화 효소 등에 의해서 효과적으로 제거된다.
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참고문헌 (29)

  1. Kim HB. 2000. Sensory characteristics of mulberry fruit 

  2. Kim HB, Lee YW, Lee YJ, Moon JY. 2001. Physiological effects and sensory characteristics of mulberry fruit wine 

  3. Kawashima S. 1969. The possible role of lipoperoxide in aging. Nagoya J Med Sci 32: 303-326. 

  4. Dicker EA, Crum AD, Calvert JT. 1992. Differences in the antioxidant mechanism of carmosine in the presence of copper and iron. J Agric Food Chem 40: 756-759. 

  5. Yu BP. 1996. Aging and oxidative stress: modulation by dietary restriction. Free Radic Biol Med 21: 651-681. 

  6. Pryor WA, Ann NY. 1982. Free radial biology: xenobiotics, cancer, and aging. Acad Sci 393: 1-22. 

  7. Butterfield DA, Castenga A, Pocernich CB, Drake J, 

  8. Selkoe DJ. 1991. The molecular pathology of Alzhemier's disease. Neuron 6: 487-498. 

  9. Hachinski VC, Iliff LD, Zilhka E, Du Boulay GH, McAllister 

  10. Katayama T. 1964. Biochemical significance of the existence of acrylic acid in algae. Jap Soc Phycol 12: 14-19. 

  11. Ryu BH, Chi BH, Kim DS, Ha MS. 1986. Desmutagenic effect of extracts obtained from seaweeds. Bull Korean Fish 

  12. Cho KJ, Lee YS, Ryu BH. 1990. Antitumor effect and immunology 

  13. Heo SJ, Lee KW, Song CB, Jeon YJ. 2003. Antioxidant activity of enzymatic extracts from brown seaweeds. Algae 

  14. Singleton VL, Orthofer R, Lamuela-Raventos RM. 1999. 

  15. Meda A, Lamien CE, Romito M, Millogo J, Nacoulma OG. 

  16. Muller HE. 1985. Detection of hydrogen peroxide produced by microorganism on an ABTS-peroxidase medium. 

  17. Oyaizu M. 1986. Studies on product of browning reaction prepared from glucose amine. Jpn J Nutr 44: 307-315. 

  18. Singh N, Rajini PS. 2004. Free radical scavenging activity of an aqueous extract of potato peel. Food Chem 85: 611-616. 

  19. Yeung SY, Lan WH, Huang CS, Lin CP, Chan CP, Chang 

  20. Ellman GL, Courtney KD, Andres V, Featherstone RM. 

  21. Kang YH, Park YK, Oh SR, Moon KD. 1995. Studies on the physiological functionality of pine needle and mugwort extracts. Korean J Food Preserv 15: 587-592. 

  22. Lee BH, Choi BW, Chun JH, Yu BS. 1996. Extraction of water soluble antioxidants from seaweeds. J Korean Ind Eng Chem 7: 1069-1077. 

  23. Duh PD, Tu YY, Yen GC. 1999. Antioxidant activity of water extract of Harng Jyur (Chrysanthemum morifolium Ramat). LWT-Food Sci Technol 32: 269-277. 

  24. Martinez GR, Loureiro APM, Marques SA, Miyamoto S, 

  25. You HJ, Oh DH, Choi CY, Lee DG, Hahm KS, Moon AR, 

  26. Kuhl DE, Koeppe RA, Minoshima S, Snyder SE, Ficaro EP, 

  27. Costagli C, Galli A. 1998. Inhibition of cholinesterase associated aryl acylamidase activity by anticholinesterase agents; focus on drugs potentially effective in Alzheimer's disease. Biochem Pharmacol 55: 1733-1737. 

  28. Moncada S, Palmer RMJ, Higgs DA. 1991. Nitric oxide: physiology, pathophysiology, and pharmacology. Pharmacol Rev 43: 109-142. 

  29. Southan GJ, Szabo C. 1996. Selective pharmacological inhibition of distinct nitric oxide synthase isoforms. Biochem Pharmacol 51: 383-394. 

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