Contents of amino acids, vitamins, and minerals as well as its antioxidant activitiy of Laminaria japonica water extract have been analyzed for preparation of functional foods and cosmetic products. From the analysis of total amino acids, eighteen kinds of amino acids were found in the water extract...
Contents of amino acids, vitamins, and minerals as well as its antioxidant activitiy of Laminaria japonica water extract have been analyzed for preparation of functional foods and cosmetic products. From the analysis of total amino acids, eighteen kinds of amino acids were found in the water extract of Laminaria japonica. Among total amino acids, the order of contents was glutamic acid (2.07 mg/g), alanine (0.51 mg/g), aspartic acid (0.44 mg/g), glycine (0.34 mg/g), and valine (0.34 mg/g). In case of free amino acids, glutamic acid (0.95 mg/g), prolin (0.54 mg/g), aspartic acid (0.44 mg/g), leucine (0.07 mg/g), and phenylalanine (0.07 mg/g) were dominant compositions. Vitamin E was only detected in water extract of Laminaria japonica. The mineral contents were as follows: K 752.60 mg, Na 259.20 mg, Ca 80.20 mg, P 29.50 mg, and Fe 8.32 mg based on 100 g Laminaria japonica water extract. The nitrite scavenging activity of the extract were gradually increased with the extracts contents to 86.2% at concentration of 100 mg/mL and DPPH radical scavenging activity of the extracts were 86.4% at concentration of 50 mg/mL.
Contents of amino acids, vitamins, and minerals as well as its antioxidant activitiy of Laminaria japonica water extract have been analyzed for preparation of functional foods and cosmetic products. From the analysis of total amino acids, eighteen kinds of amino acids were found in the water extract of Laminaria japonica. Among total amino acids, the order of contents was glutamic acid (2.07 mg/g), alanine (0.51 mg/g), aspartic acid (0.44 mg/g), glycine (0.34 mg/g), and valine (0.34 mg/g). In case of free amino acids, glutamic acid (0.95 mg/g), prolin (0.54 mg/g), aspartic acid (0.44 mg/g), leucine (0.07 mg/g), and phenylalanine (0.07 mg/g) were dominant compositions. Vitamin E was only detected in water extract of Laminaria japonica. The mineral contents were as follows: K 752.60 mg, Na 259.20 mg, Ca 80.20 mg, P 29.50 mg, and Fe 8.32 mg based on 100 g Laminaria japonica water extract. The nitrite scavenging activity of the extract were gradually increased with the extracts contents to 86.2% at concentration of 100 mg/mL and DPPH radical scavenging activity of the extracts were 86.4% at concentration of 50 mg/mL.
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문제 정의
다시마의 생리활성을 이용한 제품이 소비자의 높은 호응을 얻으면서 다시마의 생산량도 꾸준히 증가하고 있다 [32]. 본 연구에서는 국내 대표적 다시마 산지인 전라남도 완도의 다시마 열수추출물을 이용하여 항암, 혈당 강하, 항산화 및 간 기능 보호와 숙취해소 등이 용이한 기능성 식품과 기능성 화장품의 제조 기술을 개발하기 위한 전단계로서 다양한 형태의 영양성분을 건조 다시마의 영양성분과 [5]비교 및 항산화 활성 확인을 수행하여 열수추출만으로도 쉽게 제품에 적용할 수 있도록 하기 위하여 다시마 추출물의 기능성식품으로써의 가능성을 확인하고자 하였다.
제안 방법
DPPH radical에 대한 각 시료의 환원력을 측정하기 위해 99% 메탄올에 각 시료를 녹여 농도별로 희석한 희석액 800 μL와 메탄올에 녹인 0.15 mM DPPH 용액 200 μL를 가하여 실온에 30분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
다시마 열수추출물에 함유되어 있는 무기물의 분석은 Ca, K, Mg, Na, P, Fe, Mn, Zn은 ICP-AES (OPTIMA 4300 DV, Perkin Elmer, USA)로 분석하였으며, Cu, Se, Ge, Cd는 ICP-MS (Xseries, Thermoelemental, USA)로 분석하였다. 요오드 (I)는 따로 분석하지 않았다.
다양한 생리활성 기능을 가지고 있는 다시마를 기능성 식품과 기능성 화장품의 제조에 활용하고자, 다시마를 열수추출 하여 아미노산, 비타민, 무기질 및 항산화 활성을 분석하였다. 총아미노산은 14종, 유리 아미노산은 18종이 발견되었고, 총 아미노산은 glutamic acid, alanine, aspartic acid, glycine, valine 순이었고, 유리 아미노산은 glutamic acid, proline, aspartic acid, leucine, phenylalanine이 대표적이었다.
건조 상태의 다시마 10 kg을 취하여 감압열수추출기 4기에동량으로 투입한 후 1기당 6 L의 물을 넣고 100℃에서 20 분간 가열 후 80℃로 12시간 동안 가열하였다. 이것을 여과용천에 쌓고 filtering하여 각 8 L씩 총 32 L의 여액을 만들어 90℃로 농축하여 1기당 약 5 L정도의 열수 추출물을 제조하였다. 여기에서 감압열수추출기는 압력은 낮추어 낮은 온도에서 성분분리해낼 수 있기 때문에 사용하였다.
각 시료 추출물의 유리라디칼 소거활성은 시료를 첨가하지 않은 대조구의 흡광도를 1/2로 환원시키는데 필요한 시료의 농도인 RC50 값으로 나타내었다. 이때 활성 비교를 위하여 BHA와 Ascorbic acid를 사용하였으며 시료농도의 1/10이 되도록 첨가하여 같은 방법으로 항산화효과를 측정하였다 [39].
대상 데이터
Ethanol, Na2CO3, Folin-Ciocalteu’sphenol reagent, methanol, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 등은 Sigma Chemical Co. (St. Louis, USA)로부터 구입하였으며 나머지 시약들은 시판 특급시약을 구입하였다.
본 실험에 사용한 다시마는 전라남도 완도 ‘바다 가득히’ 회사에서 구입한 건조 다시마를 열수추출하였다.
사용한 HPLC 장치는 Waters 510 system (Waters, USA)이었으며, 컬럼은 Pico-Tag column (Waters, 3.9 × 300 mm, USA)을 사용하였다.
이론/모형
시료 1 g을 식품공전의 미량성분 시험법 [35]에 따라 처리하여 이중 20 μL을 취하여 HPLC (Waters 510)로 분석하였다.
아질산염 소거작용 (nitrite scavenging effect)은 Gray와 Dugan 의 방법 [38]에 의하여 측정하였다. 즉 1 mM NaNO2 용액1 mL에 일정농도의 추출물 시료 2 mL를 첨가하고 여기에 0.
이를 동량의 chloroform으로 washing하고 다시 원심분리하여 상층액을 시료로 사용하였다. 이 시료를 상기한 Pico-tag 방법 [34]으로 분석하였다.
이 중 10 mg을 취하여 Pico-tag 방법 [34]을 이용하여 PITC labeling한 후 얻은 시료 400 μL 중에서 50 μL을 취하여 HPLC를 이용하여 분석하였다.
총 페놀함량은 Dewanto 등의 방법 [36]에 따라 농도별로 희석한 샘플 1 mL에 Folin-Ciocalteu reagent와 10% Na2CO3를 각각 1 mL씩 투입하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였으며 gallic acid (Sigma Co, USA)의 검량선에 의하여 함량을 산출 하였다.
성능/효과
4) vitamin A, vitamin B12, vitamin D3, pantothenic acid, biotin, folic acid were not detected.
식품에서 일어나는 니트로사민 생성반응은 nitrite와 반응할 수 있는 화합물에 의해 억제될 수 있는데 특히 비타민 C, 토코페롤, 총 페놀화합물 등이 니트로사민 생성을 억제하는 대표적인 물질들로 이들은 nitrosamine agent를 빠르게 파괴하거나 반응성이 없는 물질로 환원시키는 역할을 담당한다 [38,46]. 다시마 열수 추출물에서 아질산염 소거능은 농도가 높아질수록 증가하였는데 낮은 농도인 5 mg/mL 에서 47.6%가 제거되었고 농도가 높아질수록 제거율이 높아져 100 mg/mL에서는 86.2%가 제거되는 효과를 보였다. 특히, 다시마 열수추출물은 낮은 농도에서도 아질산염 제거율이 높은 특성이 있었다.
54 mg/g으로 두번째로 많았다. 다시마 열수추출물은 13종의 유리 아미노산이 검출되어 총 유리 아미노산함량은 2.39 mg/g이고 건조다시마는 17종의 유리 아미노산이 검출되어 총 유리 아미노산함량은 22.93 mg/g이다. 이 중 열수추출시 많이 추출된 proline은 여러 가지 암에서 발생할 수 있는 혈관생성억제를 제거하는데 도움이 될 수 있다 [41].
DPPH는 안정한 유리기를 갖는 물질로 cystein, glutathione과 같은 함유황 아미노산과 아스코르브산, 방향족 아민 (p-phenyl-lenediamine, p-aminophenol) 등의 물질과 만나면 유리기가 소거되어 탈색되므로 항산화 물질의 항산화능 측정에 편리한 방법이다 [39]. 다시마 열수추출물은 2.5 mg/mL에서 50 mg/mL까지 농도에서 DPPH free radical 실험을 수행한 결과 농도가 높아질수록 DPPH 자유라디칼 소거활성이 증가하여 50 mg/mL에서 86.4%가 제거됨으로써 ascorbic acid (92.8%), BHA (92.5%)와 거의 유사한 활성을 보였다. Ethanol soluble fraction (ESF) 추출물의 경우 polysaccharide와 nonpolysaccharide 모두가 영향을 주고 다시마는 다른 갈조류보다 발효에 의한 수소생산 능력이 뛰어나 자유라디칼 소거 활성이 증가되는 연구결과가 있으므로 발효를 통한 열수 추출을 실시한다면 더 좋은 DPPH 자유라디칼 소거활성을 보일 수 있다 [47].
다시마 열수추출물을 0.01 mg/mL부터 100 mg/mL까지 첨가하여 환원력을 측정한 결과, 추출물의 농도가 올라갈수록 꾸준한 증가를 보였다. 환원력에 관련된 Sempervivum tectorum의 연구에서 2.
다시마 열수추출물의 유리아미노산 성분을 알고자 HPLC를 이용하여 분석한 결과 14종의 아미노산을 함유하고 있었으며, glutamic acid가 0.95 mg/g으로 가장 높았으며, proline, aspartic acid, leucine, phenylalanine, trypsine 등의 순으로 함유되어 있었다. 건조다시마가 가진 glutamic acid, aspartic acid, alanine, prolin, glycine, lysine 등의 순서와 달리 proline 이 0.
다시마 열수추출물의 총 아미노산 성분을 HPLC를 이용하여 분석한 결과 18 종의 아미노산을 함유하고 있으며, 이중 친수성이며 산성인 glutamic acid가 2.07 mg/g으로 가장 높았으며, alanine, aspartic acid, glysine, valine 등의 순으로 함유되어 있었다. 이것은 다시마가 가진 glutamic acid, aspartic acid, alanine, leucine, threonine, serine 등의 순서와 비슷하지만, 함량에서는 많은 차이를 보여 다시마 열수추출물은 5.
32 mg 순으로 검출되었다. 다시마 열수추출물의 항산화 활성 측정결과, 자유 라디칼을 소거하는 주된 역할을 하는 총 페놀함량은 100 mg/mL에서 0.23으로 gallic acid (0.99)에 비해 현저히 낮은 값을 보였으며, 항산화활성에 중요한 인자인 환원력은 100 mg/mL에서 0.17로 ascorbic acid (0.42), BHA (0.68)에 비해서 낮은 값을 보였다. 활성산소 중 안정화된 nitrite를 제거하는 능력인 아질산염 소거능은 5 mg/mL 농도에서 47.
본 연구에서는 다시마 열수추출물을 0.01 mg/mL에서 10 mg/mL까지 첨가하여 페놀함량을 측정한 결과 점차적으로 증가하였다고 gallic acid를 기준으로 하였을 때, Laminaria japonica water extract가 35.28 (μg gallic acid equivalent/g of extract)이였다.
총아미노산은 14종, 유리 아미노산은 18종이 발견되었고, 총 아미노산은 glutamic acid, alanine, aspartic acid, glycine, valine 순이었고, 유리 아미노산은 glutamic acid, proline, aspartic acid, leucine, phenylalanine이 대표적이었다. 비타민은 다시마 열수추출물이 다시마 건조물에 비해 비타민 E 함량이 적었으며, 다른 비타민은 검출되지 않았다. 무기물은 다시마 열수추출물 100 g에 대하여 칼륨 (K) 752.
다양한 생리활성 기능을 가지고 있는 다시마를 기능성 식품과 기능성 화장품의 제조에 활용하고자, 다시마를 열수추출 하여 아미노산, 비타민, 무기질 및 항산화 활성을 분석하였다. 총아미노산은 14종, 유리 아미노산은 18종이 발견되었고, 총 아미노산은 glutamic acid, alanine, aspartic acid, glycine, valine 순이었고, 유리 아미노산은 glutamic acid, proline, aspartic acid, leucine, phenylalanine이 대표적이었다. 비타민은 다시마 열수추출물이 다시마 건조물에 비해 비타민 E 함량이 적었으며, 다른 비타민은 검출되지 않았다.
1. 다시마 열수추출
추출물에 대한 고형분, 점도, 색을 실험한 결과 고형분은 건조 다시마 중량의 29.4 wt%였으며 점도는 시중의 corn 오일보다 조금 낮은 대략 38 cP를 보였으며 색은 진한 갈색을 보였다
.
2%가 제거되는 효과를 보였다. 항산화 물질과 만나면 전자를 내주어 radical을 소거하는 DPPH radical 소거활성은 농도가 높아질수록 DPPH 자유 라디칼 소거활성이 강해져 50 mg/mL에서 86.4%가 제거됨으로써 ascorbic acid (92.8%), BHA (92.5%)와 거의 유사한 활성을 보였다. 풍부한 아미노산 및 무기물 함량과 더불어 다시마 열수추출물의 탁월한 항산화 활성은 추후 기능성 식품 혹은 화장품으로 이용가치가 높을 것으로 판단된다.
68)에 비해서 낮은 값을 보였다. 활성산소 중 안정화된 nitrite를 제거하는 능력인 아질산염 소거능은 5 mg/mL 농도에서 47.6%가 제거되었고 농도가 높아질수록 제거율이 높아져 100 mg/mL 농도에서 86.2%가 제거되는 효과를 보였다. 항산화 물질과 만나면 전자를 내주어 radical을 소거하는 DPPH radical 소거활성은 농도가 높아질수록 DPPH 자유 라디칼 소거활성이 강해져 50 mg/mL에서 86.
후속연구
5%)와 거의 유사한 활성을 보였다. 풍부한 아미노산 및 무기물 함량과 더불어 다시마 열수추출물의 탁월한 항산화 활성은 추후 기능성 식품 혹은 화장품으로 이용가치가 높을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
다시마를 열수 추출한 결과 발견된 아미노산은 무엇이 있는가?
다양한 생리활성 기능을 가지고 있는 다시마를 기능성 식품과 기능성 화장품의 제조에 활용하고자, 다시마를 열수추출 하여 아미노산, 비타민, 무기질 및 항산화 활성을 분석하였다. 총아미노산은 14종, 유리 아미노산은 18종이 발견되었고, 총 아미노산은 glutamic acid, alanine, aspartic acid, glycine, valine 순이었고, 유리 아미노산은 glutamic acid, proline, aspartic acid, leucine, phenylalanine이 대표적이었다. 비타민은 다시마 열수추출물이 다시마 건조물에 비해 비타민 E 함량이 적었으며, 다른 비타민은 검출되지 않았다.
다시마는 어떻게 이용되고 있는가?
다시마 (Laminaria japonica, Sea tangle)는 수산자원 중 가장 풍부한 해조류 중 하나로 우리나라 전해안에 광범위하게 분포 되어 있는 재료로 독특한 맛과 향으로 기호성이 양호한 편이고 [1], 정미성분이 풍부하여 생식이나 국수, 우동 등의 면류와 각종 국물을 우려내는 조미재료로써 이용하고 있다 [2]. 다시마는 갈조식물군 중 다시마과에 속하며, 동의보감에서는 ‘곤포’라 하여 신체의 저항성을 높여주고, 노폐물의 배설을 촉진하며, 고혈압, 동맥경화, 갑상선종, 신장염에 효과가 있을 뿐만 아니라 암세포의 증식을 억제하고, 노화를 예방하는 건강장수식품으로 기록되어 있다 [3].
다시마는 동의보감에 어떻게 기록되어 있는가?
다시마 (Laminaria japonica, Sea tangle)는 수산자원 중 가장 풍부한 해조류 중 하나로 우리나라 전해안에 광범위하게 분포 되어 있는 재료로 독특한 맛과 향으로 기호성이 양호한 편이고 [1], 정미성분이 풍부하여 생식이나 국수, 우동 등의 면류와 각종 국물을 우려내는 조미재료로써 이용하고 있다 [2]. 다시마는 갈조식물군 중 다시마과에 속하며, 동의보감에서는 ‘곤포’라 하여 신체의 저항성을 높여주고, 노폐물의 배설을 촉진하며, 고혈압, 동맥경화, 갑상선종, 신장염에 효과가 있을 뿐만 아니라 암세포의 증식을 억제하고, 노화를 예방하는 건강장수식품으로 기록되어 있다 [3]. 실제로 다시마는 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등 신체의 생리대사에 관여하는 무기질을 다량 함유하며 갑상선 호르몬의 주성분인 요오드를 4,000 ppm 이상 함유하고 있으며 [4] 육상식물과 동물보다 더 효과적이기 때문에 우리에게 작은 공급물로도 부족한 무기질을 채워줄 수 있다 [5].
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