The proximate composition, free amino acid composition and mineral contents from Undariopsis peterseniana were determined, and the antioxidant activities of ethanol (EtOH) and hot water extracts of U. peterseniana were investigated using DPPH (1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl), ABTS (2,2'- azino-bis(3-...
The proximate composition, free amino acid composition and mineral contents from Undariopsis peterseniana were determined, and the antioxidant activities of ethanol (EtOH) and hot water extracts of U. peterseniana were investigated using DPPH (1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl), ABTS (2,2'- azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)) radical scavenging effects and reducing power. The contents of moisture, ash, protein, lipid and carbohydrate were 12.5%, 23.1%, 9.7%, 0.2% and 54.5%, respectively, and alginic acid content was 12.3%. The major free amino acid contents were alanine, phenylalanine, aminoethanol, valine, glutamic acid and phosphoserine. Ca (1589.1 mg) was the largest mineral followed by Na (344.6 mg), Mg (74.3 mg), Zn (10.2 mg) and Fe (1.5 mg). The total phenolic contents of EtOH and hot water extracts were exhibited at 15.7 and 4.3 mg GAE/g sample, respectively. The antioxidant activity of EtOH extract exhibited strong ABTS and DPPH radical scavenging activities with reducing power, and hot water extract also demonstrated strong ABTS radical scavenging effects. Therefore, the results of this study suggest that U. peterseniana contained an abundance of naturally occurring nutrients (free amino acids and minerals), and the strong antioxidant activities of EtOH and hot water extracts from U. peterseniana could be good sources of natural antioxidants for healthcare products.
The proximate composition, free amino acid composition and mineral contents from Undariopsis peterseniana were determined, and the antioxidant activities of ethanol (EtOH) and hot water extracts of U. peterseniana were investigated using DPPH (1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl), ABTS (2,2'- azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)) radical scavenging effects and reducing power. The contents of moisture, ash, protein, lipid and carbohydrate were 12.5%, 23.1%, 9.7%, 0.2% and 54.5%, respectively, and alginic acid content was 12.3%. The major free amino acid contents were alanine, phenylalanine, aminoethanol, valine, glutamic acid and phosphoserine. Ca (1589.1 mg) was the largest mineral followed by Na (344.6 mg), Mg (74.3 mg), Zn (10.2 mg) and Fe (1.5 mg). The total phenolic contents of EtOH and hot water extracts were exhibited at 15.7 and 4.3 mg GAE/g sample, respectively. The antioxidant activity of EtOH extract exhibited strong ABTS and DPPH radical scavenging activities with reducing power, and hot water extract also demonstrated strong ABTS radical scavenging effects. Therefore, the results of this study suggest that U. peterseniana contained an abundance of naturally occurring nutrients (free amino acids and minerals), and the strong antioxidant activities of EtOH and hot water extracts from U. peterseniana could be good sources of natural antioxidants for healthcare products.
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문제 정의
2011), 기능성 소재로써 넓미역의 이용 가치에 관한 체계적인 연구는 거의 수행되지 않았다. 따라서, 본 연구는 국내 자생 넓미역을 식품, 화장품 및 의약품 분야의 기능성 소재로 이용하고자 하였으며, 이를 위해 넓미역의 영양 성분 분석을 수행하였고, 에탄올(EtOH)과 열수로 추출한 추출물의 폴리페놀 함량 및 항산화 활성을 연구하였다.
2006). 따라서, 본 연구에서는 넓미역의 항산화 활성을 분석하기 위하여 넓미역 추출물의 총폴리페놀 함량을 조사하였다. 그 결과, 넓미역 추출물의 총폴리페놀 함량은 EtOH 추출물이 15.
본 연구는 넓미역을 기능성 소재로 이용하기 위하여, 넓미역의 일반성분 분석, 알긴산 함량, 유리 아미노산 함량, 미네랄 함량, 넓미역 EtOH 추출물 및 열수 추출물의 총폴리페놀 함량과 항산화 활성을 연구하였다. 그 결과, 넓미역은 수분 12.
제안 방법
넓미역 EtOH 및 열수 추출물의 reducing power는 Oyaizu (1986)의 방법을 응용하였다. 넓미역 추출물 0.
넓미역의 EtOH 추출물은 넓미역 10 g에 99% EtOH 500 mL를 첨가하여 상온에서 5시간 동안 교반추출을 이용하여 3회 반복 추출하였다. 99% EtOH에서 추출한 시료는 40oC에서 감압농축 하였으며, 30oC 진공오븐에서 건조하였다.
넓미역의 열수 추출물은 넓미역 10 g에 500 mL의 증류수를 첨가하여 60oC에서 2시간 동안 교반추출을 이용하여 2회 반복 추출하였다. 증류수로 추출한 시료는 50oC에서 감압농축 하였으며, 동결건조기를 이용하여 열수 추출물을 획득하였다.
5% sodium carbonate를 첨가하고, 상온에서 40분간 반응시킨 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 시료 대신 에탄올을 첨가 하였으며, 표준물질로 Gallic acid를 이용하여 표준물질의 표준곡선으로부터 총 폴리페놀 함량(mg GAE/g sample)을 계산하였다.
넓미역의 수분, 회분, 조단백질, 조지방, 탄수화물 함량은 Association of Official Agricultural Chemists (1995)의 방법에 따라 분석하였다. 수분은 상압가열건조법을 이용하였으며, 회분은 회화로(F6010, Thermolyne, USA)에 옮겨 600oC에서 12시간 동안 가열하여 얻은 회화의 양을 측정하였다. 조단백질은 킬달법을 적용한 분석기기인 auto kjeldahl system(Buchi B-324/435/412; Buchi, Flawil, Switzerland)을 이용하였으며, 조지방 분석은 에테르 추출법을 이용하여 auto soxhlet system(SER 148, VELP Scientifica, Milano, Italy)으로 분석하였다.
C에서 2시간 동안 교반추출을 이용하여 2회 반복 추출하였다. 증류수로 추출한 시료는 50oC에서 감압농축 하였으며, 동결건조기를 이용하여 열수 추출물을 획득하였다.
회분 5 g과 0.1 N HCl 50 mL을 혼합하여 상온에서 30분간 교반하고, 0.2 µm filter(Whatman International, Maidstone, UK)를 이용하여 여과 후, 적량을 원자흡수분광광도계(ALALYST100, Perkin Elmer, USA)를 사용하여 분석하였다.
혼합물을 8,000 rpm에서 10분간 원심 분리하여 얻은 상등액에 99% EtOH 1000 mL를 첨가하여 침전시킨 후, 8,000 rpm으로 원심 분리하여 침전물을 회수하였다. 회수된 침전물을 증류수로 용해한 다음 99% EtOH를 첨가하는 방식으로 2회 더 알긴산을 정제한 후, 동결건조하여 알긴산을 획득하였다.
희석된 시료를 0.2 µm filter(Whatman International, Maidstone, UK)를 이용하여 여과 후, 적량을 아미노산자동분석기(L-8900, Hitachi, Japan)로 분석하였다.
넓미역 추출물의 환원력을 비교하기 위하여 시중에서 사용되는 항산화제인 V.C와 BHA(10 µg/mL)를 사용하였다.
본연구에사용된넓미역(U. peterseniana)은 2013년도 7월에 울릉군 서면 태하리에서 채집하였다. 채집된 넓미역은 증류수로 헹구어 낸 후, 40oC에서 건조, 마쇄 후, −20oC에서 보관하였다.
데이터처리
이 연구에서 실험값은 SPSS 16.0 analysis software package의 paired t-test로 검정하여 통계 값을 구했으며, 모든 실험은 3반복으로 측정하여 측정치를 평균값±표준 편차(Mean ± standard deviation)로 나타내었다.
이론/모형
넒미역에 함유된 알긴산 함량은 You et al. (1997)의 방법을 응용하였다. 넓미역 시료 10 g에 0.
넓미역 EtOH 및 열수 추출물의 ABTS 라디칼 소거능은 Re et al. (1999)의 방법을 응용하였다. 7 mM의 ABTS와 2 .
넓미역 EtOH 및 열수 추출물의 총폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 방법을 이용하였으며, Kahkonen et al. (1999)의 방법을 응용하였다. 넓미역 추출물에 함유되어 있는 총폴리페놀 함량은 0.
넓미역 EtOH 추출물 및 열수 추출물의 DPPH 라디칼에 대한 소거능을 확인하기 위하여 Brand-Williams et al. (1995)의 방법을 응용하였다. 0.
넓미역의 미네랄 함량 분석은 AOAC (1984) 방법에 따라 분석하였다. 넓미역 시료 10 g을 회화용기에 취하여 예비 탄화시킨 후 600oC에서 8시간 동안 회화하였다.
넓미역의 수분, 회분, 조단백질, 조지방, 탄수화물 함량은 Association of Official Agricultural Chemists (1995)의 방법에 따라 분석하였다. 수분은 상압가열건조법을 이용하였으며, 회분은 회화로(F6010, Thermolyne, USA)에 옮겨 600oC에서 12시간 동안 가열하여 얻은 회화의 양을 측정하였다.
넓미역의 아미노산 함량은 AOAC 방법(1995)에 따라 아미노산 분석기를 이용하여 분석 하였다. 넓미역 시료 2.
수분은 상압가열건조법을 이용하였으며, 회분은 회화로(F6010, Thermolyne, USA)에 옮겨 600oC에서 12시간 동안 가열하여 얻은 회화의 양을 측정하였다. 조단백질은 킬달법을 적용한 분석기기인 auto kjeldahl system(Buchi B-324/435/412; Buchi, Flawil, Switzerland)을 이용하였으며, 조지방 분석은 에테르 추출법을 이용하여 auto soxhlet system(SER 148, VELP Scientifica, Milano, Italy)으로 분석하였다. 탄수화물 함량은 넓미역 시료 100 g 중에서 수분, 회분, 조단백질 및 조지방을 합한 값을 100에서 뺀 값으로 하였다.
성능/효과
따라서, 본 연구에서는 넓미역의 항산화 활성을 분석하기 위하여 넓미역 추출물의 총폴리페놀 함량을 조사하였다. 그 결과, 넓미역 추출물의 총폴리페놀 함량은 EtOH 추출물이 15.7 mg(GAE/g sample)의 값을 보이면서 열수 추출물 (4.3 mg) 보다 높게 나타났다. 넓미역 EtOH 추출물의 총 폴리페놀 함량은 구멍쇠미역의 80% EtOH 추출물(34.
본 연구는 넓미역을 기능성 소재로 이용하기 위하여, 넓미역의 일반성분 분석, 알긴산 함량, 유리 아미노산 함량, 미네랄 함량, 넓미역 EtOH 추출물 및 열수 추출물의 총폴리페놀 함량과 항산화 활성을 연구하였다. 그 결과, 넓미역은 수분 12.5%, 회분 23.1%, 조단백질 9.7%, 조지방 0.2 % 및 총탄수화물 54.5%의 함량을 보였으며, 알긴 산이 12.3% 함유되어 있었다. 넓미역의 주요 아미노산 함량은 alanine이 가장 높았으며, phenylalanine, aminoethanol, valine, glutamic acid, phosphoserine 순으로 나타났다.
넓미역 EtOH 및 열수 추출물은 농도가 62.5 µg/mL에서 1000 µg/mL로 증가할수록 DPPH 라디칼 소거능도 증가하였다.
2 mg) 보다 높았다. 넓미역 EtOH 및 열수 추출물의 총폴리페놀 함량은 각각 15.7 mg과 4.3 mg으로 분석 되었으며, 넓미역 EtOH 추출물은 효과적인 DPPH, ABTS 라디칼 소거능 및 reducing power를 보였고, 넓미역 열수 추출물은 높은 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었다. 결론적으로 넓미역은 유리 아미노산 및 미네랄을 풍부하게 함유하고 있어 영양학적 가치가 높으며, 넓미역 추출물은 높은 항산화 활성을 갖기 때문에 향후 기능성 식품, 화장품 및 의약품 소재로 사용될 가능성이 있을 것이라 기대된다.
2mg(100 g dry weight basis)으로 비교적 높은 함유량을 보였으며, 맛을 내는데 중요한 glutamic acid 역시 34 mg으로 다른 아미노산 함량과 비교 하였을 때, 높은 함유량을 보였다. 넓미역과 기장, 진도, 완도산 미역의 필수 아미노산을 비교하면, 넓미역에 함유되어 있는 valine, methionine, leucine, phenylalanine은 기장, 진도, 완도산 미역보다 높게 나타났으며, threonine, isoleucine, lysine 등은 유사하게 나타났다. 필수 아미노산은 식품 단백질의 영양적 가치 평가의 기준으로서 매우 중요하다.
넓미역에 함유되어 있는 구성 유리 아미노산은 Table 2에 나타난 바와 같이, 총 21종류로 분석되었다. 넓미역의 아미노산 함량은 alanine이 가장 높았으며, phenylalanine, aminoethanol, valine, glutamic acid, phosphoserine 순으로 나타났다.
2012). 넓미역에는 체내에서 합성되지 않으며 반드시 음식으로 섭취해야 하는 필수 아미노산인 phenylalanine, valine의 함량이 각각 63.8, 37.2mg(100 g dry weight basis)으로 비교적 높은 함유량을 보였으며, 맛을 내는데 중요한 glutamic acid 역시 34 mg으로 다른 아미노산 함량과 비교 하였을 때, 높은 함유량을 보였다. 넓미역과 기장, 진도, 완도산 미역의 필수 아미노산을 비교하면, 넓미역에 함유되어 있는 valine, methionine, leucine, phenylalanine은 기장, 진도, 완도산 미역보다 높게 나타났으며, threonine, isoleucine, lysine 등은 유사하게 나타났다.
넓미역의 미네랄은 Ca가 1589.1 mg(100 g dry weight basis)으로 가장 많이 함유되어 있었으며, Na와 Mg가 각각 344.6, 74.3 mg의 함유량으로 주요 미네랄로 밝혀졌고, Fe(1.5 mg), Zn(10.2mg) 등은 미량으로 함유되어 있었다 (Table 3). 한편, 기장, 진도, 완도산 미역의 주요 미네랄은 Ca가 76.
넓미역에 함유되어 있는 구성 유리 아미노산은 Table 2에 나타난 바와 같이, 총 21종류로 분석되었다. 넓미역의 아미노산 함량은 alanine이 가장 높았으며, phenylalanine, aminoethanol, valine, glutamic acid, phosphoserine 순으로 나타났다. 한편, 기장산 미역에서는 proline, hydroxyproline 함량이 높게 나타났고, 구멍쇠미역에서는 glutamic acid, asparagines, alanine 함량이 높게 나타났다(Choi et al.
3% 함유되어 있었다. 넓미역의 주요 아미노산 함량은 alanine이 가장 높았으며, phenylalanine, aminoethanol, valine, glutamic acid, phosphoserine 순으로 나타났다. 또한 넓미역의 미네랄 함량은 Ca(1589.
2012). 따라서, 넓미역 EtOH 및 열수 추출물은 효과적으로 ABTS 라디칼을 소거 하는 것으로 판단된다.
8 mg) 역시 넓미역보다 높은 함유량을 보였다. 따라서, 넓미역은 다시마, 구멍쇠미역보다는 낮은 미네랄 함량을 나타내었지만, 기장, 진도, 완도산 미역과 비교 하였을 때, Ca는 더 많이 함유되고 있으며, Na와 Mg는 유사하게 함유되어 있기 때문에 식품 영양학적으로 일반미역보다 더 높은 가치를 가질 것으로 기대된다.
비교 대조군으로 사용한 V.C와 BHA의 DPPH 라디칼 소거능은 100 µg/mL 농도에서 각각 94.1, 84.8%로 넓미역 EtOH 추출물 및 열수 추출물보다 높은 값을 보였다.
이상의 연구 결과에서 보듯이 넓미역 EtOH 추출물은 넓미역 열수 추출물 보다 높은 DPPH 및 ABTS 라디칼소거능과 환원력을 보였다. 이러한 이유는 넓미역 EtOH 추출물에 함유되어 있는 phenolic compounds(fucoxanthin 등) 때문이라 예상되지만, 정확한 항산화 활성 성분을 분석하기 위해서는 HPLC를 이용하여 단일물질로의 분리가 필요할 것으로 보인다.
2008). 이상의 연구 결과에서 보듯이 넓미역의 일반성분은 완도, 진도, 기 장산 미역과 크게 차이를 보이지 않았으나, 알긴산 함량은 낮게 나타났다. 따라서, 넓미역에 함유되어 있는 기능성 다당류인 알긴산은 미역의 종(species) 에 따라 다르게 함유되어 있는 것으로 보여진다.
특히 넓미역 EtOH 추출물의 ABTS 라디칼 소거 능은 500 µg/mL 농도에서도 82 .6%의 값을 보이면서 비교 대조군으로 사용한 V.C(86.5%) 및 BHA(84.5%)의 ABTS 라디칼 소거능과 유사한 값을 보였으며, 250 µg/ mL에서 역시 69.5%의 높은 ABTS 라디칼 소거능을 보였다.
특히, 넓미역 EtOH 추출물의 1000 µg/mL 농도에서는 약 70%의 높은 DPPH 라디칼 소거능을 보였으며, 500 µg/mL 농도에서는 47%로 약간 낮은 DPPH 라디칼 소거능을 보였다.
후속연구
3 mg으로 분석 되었으며, 넓미역 EtOH 추출물은 효과적인 DPPH, ABTS 라디칼 소거능 및 reducing power를 보였고, 넓미역 열수 추출물은 높은 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었다. 결론적으로 넓미역은 유리 아미노산 및 미네랄을 풍부하게 함유하고 있어 영양학적 가치가 높으며, 넓미역 추출물은 높은 항산화 활성을 갖기 때문에 향후 기능성 식품, 화장품 및 의약품 소재로 사용될 가능성이 있을 것이라 기대된다.
2010). 이상의 결과는 넓미역의 EtOH 추출물은 효과적인 DPPH 라디칼 소거제로 사용될 수 있을 것이라 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
합성 항산화제보다 효능 좋고, 안전한 물질을 찾기 위한 천연물을 이용한 항산화 연구가 꾸준히 수행되어온 이유는 무엇인가?
이에 일부 식품, 화장품 및 의학품 산업에서는 ROS를 효과적으로 제거하기 위한 방법으로 저비용의 butylated hydroxyanisole(BHA), butylated hydroxytoluene(BHT), propyl gallate(PG)와 같은 합성 항산화제를 사용하고 있다. 그러나 많은 연구들에서 보고된 바와 같이 합성 항산화제는 세포내 독성을 나타내거나 암을 유발하는 등의 부작용이 우려되기 때문에 이를 대체할 수 있는 물질 개발 연구가 시급한 상황이다(Ito et al. 1986; Safer and alNughamish 1999).
넓미역의 주요 아미노산 함량 순서는 어떠한가?
3% 함유되어 있었다. 넓미역의 주요 아미노산 함량은 alanine이 가장 높았으며, phenylalanine, aminoethanol, valine, glutamic acid, phosphoserine 순으로 나타났다. 또한 넓미역의 미네랄 함량은 Ca(1589.
우리나라에서 넓미역이 서식하는 곳의 특징은?
넓미역(Undariopsis peterseniana)은 미역과의 해조류로 우리나라에는 주로 제주도 종달리, 우도, 가파도 및 청산 도와 같이, 쓰시마 난류의 영향을 직접적으로 받는 지역의 수심 15 m 조하대 부근에 서식하는 것으로 알려져 있다(Lee and Koh 1991; Lee et al. 1991; Kang 1996; Lee 1998; Hwang et al.
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