참모자반 메탄올 추출 분획물의 항산화 및 숙취해소능과 α-glucosidase 활성저해효과 α-Glucosidase Inhibitory Effects for Solvent Fractions from Methanol Extracts of Sargassum fulvellum and Its Antioxidant and Alcohol-Metabolizing Activities원문보기
참모자반 분획물은 극성에 따라 핵산, 메탄올, 부탄올 및 수층 순으로 분획하여 4개의 분획층을 얻었으며, 각 분획층의 생리활성을 요약하면 다음과 같다. 항산화 활성은 DPPH radical 소거능과 SOD 활성을 측정한 결과 모두 농도 의존적으로 증가하였으며 특히 메탄올 분획 층에서 가장 높은 항산화 효과를 보였다. 아질산염 소거능 실험에서는 부탄올 층이 pH 1.2에서 57.8%로 4개의 분획물중 가장 높은 아질산염 소거능을 나타냈다. 숙취 해소능을 측정하기 위하여 ADH 활성과 ALDH 활성을 측정하였다. 대조구로 사용한 흡광도 값을 100으로 하였을 때 positive control로 사용한 hepos가 150~167%의 활성을 나타내었으며 4가지 분획층 모두 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. 특히 ALDH에서는 메탄올 분획층이 10 mg/ml 농도에서 167.4%의 활성을 나타내어 hepos와 비슷한 효과를 보였다. 참모자반 분획물의 혈당강하 효과는 ${\alpha}$-glucosidase 활성억제 효과로 측정하였다. ${\alpha}$-glucosidase 활성억제 효과는 핵산 분획층에서 2 mg/ml의 농도에서 94.1%로 아주 높은 항당뇨 효과를 나타내었다. 그런데 부탄올층, 메탄올층 및 수층은 혈당강하효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 피부주름예방을 측정하기 위하여 수행한 elastase 저해효과 실험에서 메탄올 분획층에서 농도 의존적으로 높은 주름개선효과가 나타났으며 2 mg/ml 농도에서 93.2%의 효과를 나타냈으며, positive control로 사용한 Vit. C (1 mg/ml) 보다 더 높은 활성을 나타냈다. 이러한 결과는 모자반 메탄올 추출물 중 특히 메탄올 분획층이 탁월한 주름개선 효과, 숙취 해소능과 항산화 효과가 있는 것으로 사료되며, 핵산층은 혈당강하 효과가 높은 것으로 나타났다. 따라서 모자반 유기용매 분획물은 천연 기능성소재로서의 사용 가능성이 매우 높을 것으로 사료된다.
참모자반 분획물은 극성에 따라 핵산, 메탄올, 부탄올 및 수층 순으로 분획하여 4개의 분획층을 얻었으며, 각 분획층의 생리활성을 요약하면 다음과 같다. 항산화 활성은 DPPH radical 소거능과 SOD 활성을 측정한 결과 모두 농도 의존적으로 증가하였으며 특히 메탄올 분획 층에서 가장 높은 항산화 효과를 보였다. 아질산염 소거능 실험에서는 부탄올 층이 pH 1.2에서 57.8%로 4개의 분획물중 가장 높은 아질산염 소거능을 나타냈다. 숙취 해소능을 측정하기 위하여 ADH 활성과 ALDH 활성을 측정하였다. 대조구로 사용한 흡광도 값을 100으로 하였을 때 positive control로 사용한 hepos가 150~167%의 활성을 나타내었으며 4가지 분획층 모두 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. 특히 ALDH에서는 메탄올 분획층이 10 mg/ml 농도에서 167.4%의 활성을 나타내어 hepos와 비슷한 효과를 보였다. 참모자반 분획물의 혈당강하 효과는 ${\alpha}$-glucosidase 활성억제 효과로 측정하였다. ${\alpha}$-glucosidase 활성억제 효과는 핵산 분획층에서 2 mg/ml의 농도에서 94.1%로 아주 높은 항당뇨 효과를 나타내었다. 그런데 부탄올층, 메탄올층 및 수층은 혈당강하효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 피부주름예방을 측정하기 위하여 수행한 elastase 저해효과 실험에서 메탄올 분획층에서 농도 의존적으로 높은 주름개선효과가 나타났으며 2 mg/ml 농도에서 93.2%의 효과를 나타냈으며, positive control로 사용한 Vit. C (1 mg/ml) 보다 더 높은 활성을 나타냈다. 이러한 결과는 모자반 메탄올 추출물 중 특히 메탄올 분획층이 탁월한 주름개선 효과, 숙취 해소능과 항산화 효과가 있는 것으로 사료되며, 핵산층은 혈당강하 효과가 높은 것으로 나타났다. 따라서 모자반 유기용매 분획물은 천연 기능성소재로서의 사용 가능성이 매우 높을 것으로 사료된다.
We investigated the physiological activity and solvent-partitioned fractions of methanol extracts from the green seaweed Sargassum fulvellum. The methanol extract from S. fulvellum was sequentially fractionated with n-hexane (SFMH), methanol (SFMM), buthanol (SFMB), and water (SFMA). We investigated...
We investigated the physiological activity and solvent-partitioned fractions of methanol extracts from the green seaweed Sargassum fulvellum. The methanol extract from S. fulvellum was sequentially fractionated with n-hexane (SFMH), methanol (SFMM), buthanol (SFMB), and water (SFMA). We investigated the antioxidant activities of solvent fractions from S. fulvellum by using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity and an SOD activity assay. DPPH radical scavenging capacity of SFMM was 79.5% at 10 mg/ml. SOD activity of SFMM was 79.9% at 10 mg/ml. Nitrite scavenging activities of solvent fractions from S. fulvellum were investigated under different pH conditions and showed the most remarkable effect at pH 1.2. In particular, the activity of SFMB was higher than the other fractions. ADH activity and ALDH activity of SFMM were 177.0% and 167.4% at 10 mg/ml, respectively. ${\alpha}$-Glucosidase inhibitory activity of SFMH increased in a dose-dependent manner and was about 94.1% at 2 mg/ml. Elastase inhibitory activity was 93.2% at 2 mg/ml. These results revealed that S. fulvellum extracts have strong antioxidant and alcohol dehydrogenase activities and ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity, suggesting that S. fulvellum extracts have potential as a source of natural products for health and beauty.
We investigated the physiological activity and solvent-partitioned fractions of methanol extracts from the green seaweed Sargassum fulvellum. The methanol extract from S. fulvellum was sequentially fractionated with n-hexane (SFMH), methanol (SFMM), buthanol (SFMB), and water (SFMA). We investigated the antioxidant activities of solvent fractions from S. fulvellum by using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity and an SOD activity assay. DPPH radical scavenging capacity of SFMM was 79.5% at 10 mg/ml. SOD activity of SFMM was 79.9% at 10 mg/ml. Nitrite scavenging activities of solvent fractions from S. fulvellum were investigated under different pH conditions and showed the most remarkable effect at pH 1.2. In particular, the activity of SFMB was higher than the other fractions. ADH activity and ALDH activity of SFMM were 177.0% and 167.4% at 10 mg/ml, respectively. ${\alpha}$-Glucosidase inhibitory activity of SFMH increased in a dose-dependent manner and was about 94.1% at 2 mg/ml. Elastase inhibitory activity was 93.2% at 2 mg/ml. These results revealed that S. fulvellum extracts have strong antioxidant and alcohol dehydrogenase activities and ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity, suggesting that S. fulvellum extracts have potential as a source of natural products for health and beauty.
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문제 정의
모자반에 대한 생리활성 연구는 주로 유기용매의 추출물을 이용한 한 가지 특성에 대한 실험들이 주를 이루고 있으며 아직 참모자반의 분획물에 대한 생리활성에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 모자반의 생리활성 연구를 위하여 모자반 메탄올 추출로부터 순차적 분획물을 얻고 이들의 항산화능, 숙취해소능, 혈당 강하효능, 미용효과 등에 연구함으로써 모자반을 이용한 기능성 소재개발의 기초자료로 제시하고자 한다.
제안 방법
ADH 활성은 Choi 등[7]의 방법을 변형하여 측정하였다.즉, 시험관에 NAD 300 μl, 증류수 1.
ALDH의 활성도는 Tottmar 등의 방법[31]을 변형하여NADH 생성에 따른 흡광도의 변화를 spectrophotometer (Amersham Pharmacia Biotech UK Ltd.)를 이용하여 340 nm에서 측정하였다. 즉, ALDH의 활성도 측정을 위해 증류수 2.
Positive control로는 acarbose를 사용하여 실험하였으며 α-glucosidase 효소 활성측정은 생성된 ρ-nitrophenol (PNP)양을 450 nm에서 ELISA reader를 이용하여 흡광도를 측정하여 다음의 식으로 저해율을 산출하였다.
실험에 사용된 모자반(S. fulvellum)은 건조 후 분쇄하여 시료의 10배량에 해당하는 80% methanol을 가하여 24시간동안 교반하며 3회 반복추출 하였다. 즉 80% methanol 추출물을 물에 용해시켜 dichloromethane (CH2Cl2) 분획과 aqueous 층으로 나누고 dichloromethane층은 다시 n-hexane 분획층과 methanol 분획층로 분리하였으며, aqueous 층은 다시 부탄올분획층과 aqueous 분획층으로 분획하였다.
아질산염 소거능은 Gray와 Dugan의 방법[9]을 변형하여 측정하였다. 아질산염 용액에 시료 용액 1 ml을 가하고 여기에0.1 N HCl (pH 1.2) 및 0.2 M 구연산 완충용액(pH 3.0과 6.0)을 사용하여 반응 용액의 pH를 각각 1.2, 3.0 및 6.0으로 조정하여 반응용액을 준비 하였다. 이를 37℃에서 1시간동안 반응시킨 다음 반응액을 각각 1 ml씩 취하고 Griess 시약을 가하여 혼합시켜 15분간 실온에 방치시킨 후, 520 nm에서 ELISA reader를 이용하여 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염을 구하였다.
0으로 조정하여 반응용액을 준비 하였다. 이를 37℃에서 1시간동안 반응시킨 다음 반응액을 각각 1 ml씩 취하고 Griess 시약을 가하여 혼합시켜 15분간 실온에 방치시킨 후, 520 nm에서 ELISA reader를 이용하여 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산염을 구하였다.대조구 실험은 Griess 시약 대신 증류수를 0.
즉 80% methanol 추출물을 물에 용해시켜 dichloromethane (CH2Cl2) 분획과 aqueous 층으로 나누고 dichloromethane층은 다시 n-hexane 분획층과 methanol 분획층로 분리하였으며, aqueous 층은 다시 부탄올분획층과 aqueous 분획층으로 분획하였다. 이와 같은 방법으로 모자반 추출물을 극성층인 methanol층(SFMM), buthanol층(SFMB), aqueous층(SFMA)과 비극성층인 hexane층(SFMH)으로 나누어 비극성에서 극성쪽으로 계통 분획하고 각 분획층을 감압 농축 후 동결 건조하여 시료로 사용하였다.
fulvellum)은 건조 후 분쇄하여 시료의 10배량에 해당하는 80% methanol을 가하여 24시간동안 교반하며 3회 반복추출 하였다. 즉 80% methanol 추출물을 물에 용해시켜 dichloromethane (CH2Cl2) 분획과 aqueous 층으로 나누고 dichloromethane층은 다시 n-hexane 분획층과 methanol 분획층로 분리하였으며, aqueous 층은 다시 부탄올분획층과 aqueous 분획층으로 분획하였다. 이와 같은 방법으로 모자반 추출물을 극성층인 methanol층(SFMM), buthanol층(SFMB), aqueous층(SFMA)과 비극성층인 hexane층(SFMH)으로 나누어 비극성에서 극성쪽으로 계통 분획하고 각 분획층을 감압 농축 후 동결 건조하여 시료로 사용하였다.
즉, ALDH의 활성도 측정을 위해 증류수 2.1 ml, 1.0 M Tris-HCl buffer (pH 8.0) 0.3 ml, 20 mM NAD+ 0.1 ml, 0.1 M acetaldehyde 0.1 ml, 3.0 M KCl 0.1 ml, 0.33 M 2-mercaptoethanol 0.1 ml, 시료 0.1 ml를 혼합한 다음 25℃에서 10분간 반응시키고 ALDH 효소액 150 μl를 가하여 흡광도의 변화를 측정하였다.
참모자반 분획물로 부터 항당뇨 효과를 분석하기 위하여α-glucosidase 저해활성을 측정하였다(Fig. 6).
대상 데이터
본 실험에 사용한 모자반(S. fulvellum)은 제주산 건 모자반을 구입하여 세척, 건조 후 분쇄기로 분말을 제조한 후 -20℃에서 보관하면서 모자반의 유기용매 추출 및 분획물 제조를 위한 재료로 사용하였다.
이론/모형
α-Glucosidase 저해활성 측정은 Tibbot의 방법[30]에 따라 측정하였다.
이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다. Positive control은 ADH 활성 측정에서 사용한 것과 동일한 것으로 하였으며, ALDH의 활성은 ADH활성 계산식에 따라 측정되었다.
SOD (superoxide dismutase) 활성은 SOD assay kit (Dojindo Molecular Technologies, Rockville, USA)를 사용하여 manufacturer's instruction에 기술된 방법에 따라서 수행하였다.
모자반 분획물의 DPPH radical 소거능은 Blois의 방법[3]을 수정한 version에 따라 측정하였다. DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 용액은 100 ml 에탄올에 DPPH 1.
피부노화, 특히 주름생성에 있어 주된 역할을 하는 matrix metallo proteinases (MMPs)인 elastase의 저해활성은 James의 방법[14]에 따라 측정하였다. 50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.
성능/효과
C와 용매분획 별 시료 모두 pH가 감소할수록 Vit. C는 22.5%, 50.0%, 85.4%로 아질산염 소거능이 증가했으며 4개의 용매 분획물 역시 pH가 낮은 조건에서 아질산염 소거능이 높게 나타났다. pH 1.
1에 나타내었다. DPPH radical 소거능은 모든 용매 분획층에서 농도 의존적으로 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 특히 메탄올 분획층은 10 mg/ml의 농도에서 79.
4%로 아질산염 소거능이 증가했으며 4개의 용매 분획물 역시 pH가 낮은 조건에서 아질산염 소거능이 높게 나타났다. pH 1.2에서 부탄올 분획층이 57.8%로 아질산염 소거능이 가장 높았고, pH 3.0과 6.0에서도 부탄올 분획층이 다른 분획층보다 아질산염 소거능이 높았다. 그 다음은 pH 1.
0의 조건 하에서 추출물별, 농도별로 실험을 수행하였다. 그 중 pH 2.5의 산성 반응용액에서는 추출물의 첨가 농도가 증가함에 따라 아질산염 소거작용도 높았으며 pH 2.5의 반응용액에서 0.1 mg/ml의 경우, 물추출물을 제외한 모든 추출물에서 68.4% 이상의 높은 아질산염 소거작용을 보였으며 methanol 추출물이 89.4%로 가장 높은 아질산염 소거작용을 나타냈다. 참모자반의 부탄올 분획층이 Park 등[29]의 연구와 비슷한 소거능을 나타냈으며 지충이와 비교할 대 다소 아질산염 소거능이 떨어지는 것으로 나타났다.
4와 같다. 대조구의 흡광도의 값을 100으로 하였을 때 이미 숙취 해소 기능이 높은 것으로 알려진 hepos (positive control)는 처방전에 따라 50%로 희석하여 사용하였을 때 165.9%의 ADH 활성을 나타내었다. 모든 분획층에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였으며 특히 메탄올 분획층에서 농도 5 mg/ml인 경우 120.
2). 메탄올 분획층은 농도가 증가함에 따라 SOD 활성이 증가되었으며, 10 mg/ml의 농도에서 79.9%로 높은 활성을 나타냈다. 다음은 부탄올 분획층(44.
2에서 활성이 가장 높은 것으로 나타났다. 모든 분획물의 활성은 pH가 증가함에 따라 점차 감소하였으며 pH 6.0에서는 모든 분획물이 22.1% 미만으로 낮은 소거능을 나타내었다. 아질산염 소거능은 산성 영역에서 nitrosamine의 생성인자인 아질산염을 효과적으로 소거하여 니트로사민의 생성을 억제하는 것으로 알려져 있다.
9%의 ADH 활성을 나타내었다. 모든 분획층에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였으며 특히 메탄올 분획층에서 농도 5 mg/ml인 경우 120.3%, 10 mg/ml인 경우177.0%로 나타났다. 10 mg/ml 농도에서 부탄올층이 143.
모자반 분획물의 SOD 활성은 4개의 분획층 모두 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였으며 그중 메탄올 분획층이 가장 높은 SOD 활성을 나타내었다(Fig. 2). 메탄올 분획층은 농도가 증가함에 따라 SOD 활성이 증가되었으며, 10 mg/ml의 농도에서 79.
7%로 나타나 pH가 높아짐에 따라 아질산염의 효과는 떨어지는 것으로 나타났으며 농도증가에 따른 소거 효과 정도는 현저히 증가하지 않은 것으로 보고하였다. 물 추출물의 아질산염 소거효과를 측정하였는데 pH 1.2 강산성 조건에서는 27.6~61.8%의 소거효과를 나타냈으며, 시료 농도가 증가함에 따라서 현저하게 소거능이 증가하였다.
본 연구에서 positive control로 사용한 acarbose는 α-glucosidase 억제제로서 농도 0.5 mg/ml에서 40.4%의 억제효과를 보였으며 4개의 용매 분획물 중 핵산 분획층에서 α-glucosidase 활성이 농도의존적으로 현저하게 감소하는 것으로 나타났으며, 핵산층 2 mg/ml 농도에서 94.1%의 항당뇨 효과를 나타내었다.
개발된 대부분의 숙취해소 제품은 ADH 효소 활성을 촉진시키는 것에 초점이 맞추어져 있으나, 음주 후 실제적으로 느끼는 숙취증상은 acetaldehyde에 의한 것으로 ALDH 효소 활성을 촉진시키는 소재 발굴에 관심이 집중되고 있다. 참모자반 분획물에 대한 ALDH 활성은 대조구의 흡광도 값을 100으로 하였을 때 모자반 분획물의 경우, 농도가 증가함에 따라 ALDH 활성은 현저히 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 5). 참모자반 추출물 10 mg/ml 농도에서 메탄올 분획층의 ALDH 활성은 167.
5). 참모자반 추출물 10 mg/ml 농도에서 메탄올 분획층의 ALDH 활성은 167.4%로 positive control (hepos)의 ALDH 활성(161.2%)보다 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과는 참모자반 추출물이 숙취해소를 위한 소재로 개발될 가능성이 매우 높을 것으로 기대된다.
특히 메탄올 분획층과 부탄올 분획층에서 대조군보다 뛰어난 elastase 저해 효과를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 모자반 분획층에 피부의 주름을 개선하는 효과가 있는 생리활성 물질이 있는 것으로 사료된다. 해조류 중에서elastase 활성에 대항 연구는 Bu 등[4]이 감태에서 분리한 die-ckol에서 IC50 14.
DPPH radical 소거능은 모든 용매 분획층에서 농도 의존적으로 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 특히 메탄올 분획층은 10 mg/ml의 농도에서 79.5%의 가장 높은 항산화활성을 나타났으며, 핵산 분획층(26.0%), 물 분획층(4.9%),부탄올 분획층(4.5%)의 순으로 항산화 활성이 나타났다. 이러한 결과는 positive control로 사용한 ascorbic acid의 농도 0.
C (1 mg/ml) 보다 훨씬 높은 elastase 저해활성을 나타내었다. 핵산 분획층은 낮은 농도(0.1 mg/ml)에서는 활성을 보이지 않다가 농도가 점점 증가할수록 농도 의존적으로 증가하여 2 mg/ml에서 57.4%의 저해활성을 나타냈으며 수층에서는 저해활성이 검출되지 않았다.
후속연구
이러한 결과는 모자반은 종에 따라 α -glucosidase 억제효과가 큰 차이를 보였으며, 특히 본 실험에 사용된 참모자반은 핵산 분획층에서 항당뇨 활성이 높은 것으로 나타나 모자반이 훌륭한 항당뇨 소재로 개발 될 가능성이 높을 것으로 기대된다.
2%)보다 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과는 참모자반 추출물이 숙취해소를 위한 소재로 개발될 가능성이 매우 높을 것으로 기대된다. 일반적으로 해조류는 숙취해소 식품으로 많이 섭취되고 있으나 해조류가 숙취해소에 어떤 영향을 미치는가에 대한 연구 결과는 거의 없는 실정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라에서 생육하는 모자반은 무엇이 있습니까?
모자반(Sargassum fulvellum)은 다년생 갈조류로 한국, 일본 등 동남아시아 일대에 분포되어 있으며 우리나라에서는 전해안에서 폭 넓게 자생하고 있는 해조류이다. 우리나라에서 생육하는 모자반은 괭생이모자반, 알쏭이모자반, 꽈배기모자반, 큰잎모자반, 짝잎모자반, 쌍발이모자반 등 약 20여 종이 분포하고 있으며, 특히 식용으로 이용되는 대표적인 모자반은 흔히 ‘참몰’ 또는 ‘참모자반’으로 불려지고 있다.
모자반은 무엇입니까?
모자반(Sargassum fulvellum)은 다년생 갈조류로 한국, 일본 등 동남아시아 일대에 분포되어 있으며 우리나라에서는 전해안에서 폭 넓게 자생하고 있는 해조류이다. 우리나라에서 생육하는 모자반은 괭생이모자반, 알쏭이모자반, 꽈배기모자반, 큰잎모자반, 짝잎모자반, 쌍발이모자반 등 약 20여 종이 분포하고 있으며, 특히 식용으로 이용되는 대표적인 모자반은 흔히 ‘참몰’ 또는 ‘참모자반’으로 불려지고 있다.
α-glucosidase 저해활성을 측정했을 때, 참모자반의 핵산층 2 mg/ml 농도의 분획물에서 어느 정도의 항당뇨 효과가 있었습니까?
5 mg/ml에서 40.4%의 억제효과를 보였으며 4개의 용매 분획물 중 핵산 분획층에서 α-glucosidase 활성이 농도의존적으로 현저하게 감소하는 것으로 나타났으며, 핵산층 2 mg/ml 농도에서 94.1%의 항당뇨 효과를 나타내었다. 그런데 부탄올층, 메탄올층, 수층은 항당뇨 활성이 거의 없는 것으로 나타났다.
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