초음파 추출법에 의한 감태 추출물의 페놀성 화합물 함량, DPPH 라디칼 소거 활성 및 tyrosinase 저해 활성 분석 Phenolic Content, DPPH Radical Scavenging, and Tyrosinase Inhibitory Activities of Ecklonia cava Extracted with the Ultrasonic Wave Method원문보기
해조류 유래 유용성분 추출을 위한 초음파 추출법의 적용성을 검토하였다. 동결건조한 감태 분말로부터 열수($65^{\circ}C$), 물($24^{\circ}C$), 50% 에탄올 및 100% 에탄올 뿐만 아니라 초음파 추출을 수행하여, 추출물을 제조하였다. 추출물의 페놀성 화합물 함량, DPPH 라디칼 소거 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 분석하고, 초음파 추출과 전통적인 추출법의 차이를 비교하였다. 초음파 추출에 의한 감태 추출물의 페놀성 화합물의 함량(142.80 mg/g)은 열수 추출물의 페놀성 화합물 함량(10.03 mg/g)의 약 14배 이상 높았다. 열수 추출물에 비해 초음파 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 약 4배, tyrosinase 저해 활성은 약 14배 이상 높은 것으로 나타났다. 특히 초음파 추출법에 의한 추출물에서의 페놀성 화합물 함량과 DPPH 라디칼 소거활성 및 페놀성 화합물 함량과 tyrosinase 저해 활성간의 상관관계가 매우 높은 것(각각 $R^2$=99.47 및 99.99)으로 나타났다. 이상의 결과는 전통적인 용매 추출법보다 초음파 추출법이 감태의 유용성분 추출에 더 적합함을 의미한다.
해조류 유래 유용성분 추출을 위한 초음파 추출법의 적용성을 검토하였다. 동결건조한 감태 분말로부터 열수($65^{\circ}C$), 물($24^{\circ}C$), 50% 에탄올 및 100% 에탄올 뿐만 아니라 초음파 추출을 수행하여, 추출물을 제조하였다. 추출물의 페놀성 화합물 함량, DPPH 라디칼 소거 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 분석하고, 초음파 추출과 전통적인 추출법의 차이를 비교하였다. 초음파 추출에 의한 감태 추출물의 페놀성 화합물의 함량(142.80 mg/g)은 열수 추출물의 페놀성 화합물 함량(10.03 mg/g)의 약 14배 이상 높았다. 열수 추출물에 비해 초음파 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 약 4배, tyrosinase 저해 활성은 약 14배 이상 높은 것으로 나타났다. 특히 초음파 추출법에 의한 추출물에서의 페놀성 화합물 함량과 DPPH 라디칼 소거활성 및 페놀성 화합물 함량과 tyrosinase 저해 활성간의 상관관계가 매우 높은 것(각각 $R^2$=99.47 및 99.99)으로 나타났다. 이상의 결과는 전통적인 용매 추출법보다 초음파 추출법이 감태의 유용성분 추출에 더 적합함을 의미한다.
The applicability of the ultrasonic wave method to the extraction of useful components from seaweeds was investigated. Extracts from freeze-dried Ecklonia cava powder were prepared with hot water ($65^{\circ}C$), water ($24^{\circ}C$), 50% ethanol, and 100% ethanol, and ultraso...
The applicability of the ultrasonic wave method to the extraction of useful components from seaweeds was investigated. Extracts from freeze-dried Ecklonia cava powder were prepared with hot water ($65^{\circ}C$), water ($24^{\circ}C$), 50% ethanol, and 100% ethanol, and ultrasonic extraction was also performed. The content of phenolic compounds and the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity and tyrosinase inhibitory activity of the extracts were analyzed, and differences in the data obtained by the ultrasonic extraction and the traditional extraction methods were compared. The phenolic content in the E. cava extract by ultrasonic extraction (142.80 mg/g) was approximately 14 times higher than the phenolic content in the hot water extract (10.03 mg/g). The DPPH radical scavenging and the tyrosinase inhibitory activities of the ultrasonic extract were approximately 4 times and 14 times higher than the hot water extracts, respectively. The correlation between the phenolic content and the DPPH radical scavenging activity ($R^2$=99.47) and between the phenolic content and the tyrosinase inhibitory activity ($R^2$=99.99) was very high. These results indicate that ultrasonic extraction is more suitable than traditional extraction for the extraction of useful components from E. cava.
The applicability of the ultrasonic wave method to the extraction of useful components from seaweeds was investigated. Extracts from freeze-dried Ecklonia cava powder were prepared with hot water ($65^{\circ}C$), water ($24^{\circ}C$), 50% ethanol, and 100% ethanol, and ultrasonic extraction was also performed. The content of phenolic compounds and the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity and tyrosinase inhibitory activity of the extracts were analyzed, and differences in the data obtained by the ultrasonic extraction and the traditional extraction methods were compared. The phenolic content in the E. cava extract by ultrasonic extraction (142.80 mg/g) was approximately 14 times higher than the phenolic content in the hot water extract (10.03 mg/g). The DPPH radical scavenging and the tyrosinase inhibitory activities of the ultrasonic extract were approximately 4 times and 14 times higher than the hot water extracts, respectively. The correlation between the phenolic content and the DPPH radical scavenging activity ($R^2$=99.47) and between the phenolic content and the tyrosinase inhibitory activity ($R^2$=99.99) was very high. These results indicate that ultrasonic extraction is more suitable than traditional extraction for the extraction of useful components from E. cava.
분석된 30 종의 해조류 중 감태 추출물의 페놀성 화합물 함량, 항산화 활성 및 tyrosinase 저해 활성이 가장 높았으며, 특히 tyrosinase 저해 활성은 합성항산화제인 butylated hydrox-ytoluene보다 더 높아 천연 항산화 물질로써의 개발가능성을 제기하였다[11]. 이 연구에서는 초음파를 사용하여 감태로부터 추출물을 얻고, 페놀성 화합물 함량, DPPH 라디칼 소거활성 및 tyrosinase 저해 활성을 분석하고, 이를 일반적인 물 추출물 및 에탄올 추출물과 비교하여, 해조류 유래 기능성 물질 추출에서의 초음파 추출법 활용가능성을 분석하고자 하였다.
제안 방법
동결건조한 감태 분말로부터 초음파, 물(65℃ 및 24℃) 및 에탄올(50% 및 100%) 추출법을 이용하여 추출물을 제조하고, 추출물의 페놀성 화합물 함량, DPPH 라디칼 소거 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 비교 분석하였다. 페놀성 화합물 함량은 gallic acid의 표준적정 곡선에 기초하여 감태 건중량 g 당 mg으로 표시하였다.
이 연구에서는 전통적인 열수 및 에탄올을 이용한 추출법 외에 해조류 추출을 위한 초음파 추출법의 적용성을 검토하였다. 열수추출(65℃), 물추출(24℃), 50% 에탄올 추출 및 100% 에탄올 추출 뿐만 아니라 초음파 추출을 수행하여 추출물의 페놀성 화합물 함량, DPPH 라디칼 소거 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 분석하고, 초음파 추출과 전통적인 추출법의 차이를 비교하였다. 감태추출물의 항산화 활성 및 미백활성을 분석하기 위하여 DPPH 라디칼 소거활성 및 tyrosinase 저해 활성법을 적용하였다.
대상 데이터
실험재료인 감태(Ecklonia cava)는 울릉도에서 스킨스쿠버를 이용하여 채집하였고, 한국 동해 연안 해조류 도감(국립수산과학원)을 참고로 하여 동정하였다. 채집된 감태는 흐르는 물로 여러 번 씻어 염분을 제거한 뒤 동결건조기(일신랩, PVTYFD 10A, Korea)를 이용하여 건조(<-40℃, 2∼3일)하였다.
데이터처리
통계분석은 SPSS 통계 소프트웨어를 사용하여 수행하였다. 데이터의 normality와 homogeneity는 ANOVA로 확인하였고, 실험구 간의 차이는 one-way ANOVA와 Duncan’'s multiple range test로 평가하였다.
이론/모형
DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 측정은 Lu와 Foo의 방법[19]에 따라 실시하였다. 시료 0.
성능/효과
감태 추출물의 항산화 활성 분석을 위하여 DPPH 라디칼 소거활성법을 적용하였다. 분석결과(Fig. 2) 초음파 추출법에 의한 감태 추출물의 항산화 활성(84.73%)은 열수 추출법에 의한 항산화 활성(22.17%)보다 약 4배 정도 높게 나타났다. (p<0.05).
1). 상관관계 분석 결과, 초음파 추출법에 의한 추출물에서의 페놀성 화합물 함량과 DPPH 라디칼 소거활성 및 페놀성 화합물 함량과 tyrosinase 저해 활성간의 상관관계가 R 2=90이상인 것으로 나타났다(Fig. 4, 5). 이러한 결과는 전통적인 용매 추출법보다 초음파 추출법이 감태의 유용성분 추출에 더 적합함을 의미하며, 초음파 추출법에 의한 감태 추출물은 천연 항산화제 및 향장산업의 원료로 활용가능성이 매우 크다는 것을 의미한다.
4, 5). 이러한 결과는 전통적인 용매 추출법보다 초음파 추출법이 감태의 유용성분 추출에 더 적합함을 의미하며, 초음파 추출법에 의한 감태 추출물은 천연 항산화제 및 향장산업의 원료로 활용가능성이 매우 크다는 것을 의미한다.
초음파 추출에 의한 감태 추출물의 페놀성 화합물의 함량은 열수 추출물의 약 14배 이상 높았고(Fig. 1), DPPH 라디칼 소거 활성은 약 4배(Fig. 2), tyrosinase 저해 활성은 약 14배 이상(Fig. 3) 높은 것으로 나타났다. 특히 열수 추출물에 비해 초음파 추출물의 페놀성 화합물 함량이 크게 증가된 결과는 carbohydrase, protease 및 메탄올을 이용한 감태 잎 추출물에서 각각 평균 18.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
식물로부터 유용성분을 획득하기 위한 전통적인 방법은 무엇이 있는가?
식물로부터 유용성분을 획득하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있으며, 열수추출법, Soxhlet법, 고온 용매 추출법 및 기계적 압착법 등의 전통적인 방법이 주로 사용되고 있다[3, 13]. 전통적인 추출법은 수율이 낮고, 열에 의해 변성될 수 있으며, 추출용매의 소모량이 많아 비용이 높아진다는 단점을 가지고 있다[28].
해조류의 일종인 감태는 어떤 이유로 기능성소재로써 가능성이 알려지고 있는가?
해조류는 고대부터 식품, 사료 및 비료 뿐만 아니라 의약품의 원료로써 사용되어 왔으며, 최근에 해조류의 항산화 및 항박테리아 활성이 알려지면서 식품과 화장품을 위한 원료로 주목받고 있다[5]. 특히 감태(Ecklonia cava)는 페놀성 화합물인 phlorotannin 의 함량이 높고, 항산화, 항암 및 항고혈압 등의 기능이 밝혀지면서 새로운 기능성소재로써의 가능성이 알려지고 있다[1, 10, 11].
식물유용성분을 획득하기 위한 전통적인 추출법은 어떤 제한점이 있는가?
식물로부터 유용성분을 획득하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있으며, 열수추출법, Soxhlet법, 고온 용매 추출법 및 기계적 압착법 등의 전통적인 방법이 주로 사용되고 있다[3, 13]. 전통적인 추출법은 수율이 낮고, 열에 의해 변성될 수 있으며, 추출용매의 소모량이 많아 비용이 높아진다는 단점을 가지고 있다[28]. 이에 따라 최근에는 초임계 유제법, 초고압 처리법, 막 분리법, 초음파 처리법 및 마이크로파 처리법 등이 이용되고 있으며, 이 중 초음파 추출법은 천연물 산업에서 효율적으로 활용되고 있다[17, 27].
참고문헌 (28)
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