국내 연안에서 널리 양식되고 있는 피조개의 생리적 기능성을 발굴하기 위하여 항산화능과 acetylcholinesterase 저해능을 측정하였다. 피조개 분말로부터 메탄올 추출물을 제조하고, 이로부터 극성에 따라 hexane, diethyl ether, ethyl acetate, 그리고 물 분획물을 얻었다. DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 환원력으로 항산화능을 분석한 결과, 각 활성은 한 분획물에 치중되지 않았지만 물 분획물에서 비교적 높았다. 그러나 acetylcholinesterase 저해능은 diethyl ether 분획물에서 높게 측정되었다. 이로서 항산화능과 acetylcholinesterase 저해능에 관여하는 다양한 물질들이 피조개에 함유되어 있음을 확인하였다.
국내 연안에서 널리 양식되고 있는 피조개의 생리적 기능성을 발굴하기 위하여 항산화능과 acetylcholinesterase 저해능을 측정하였다. 피조개 분말로부터 메탄올 추출물을 제조하고, 이로부터 극성에 따라 hexane, diethyl ether, ethyl acetate, 그리고 물 분획물을 얻었다. DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 환원력으로 항산화능을 분석한 결과, 각 활성은 한 분획물에 치중되지 않았지만 물 분획물에서 비교적 높았다. 그러나 acetylcholinesterase 저해능은 diethyl ether 분획물에서 높게 측정되었다. 이로서 항산화능과 acetylcholinesterase 저해능에 관여하는 다양한 물질들이 피조개에 함유되어 있음을 확인하였다.
Ark shell (Scapharca broughtonii; Korean name, pijogae) is one of the most widely cultivated and consumed shellfishes in Korea. The purpose of this study was to evaluate the antioxidant activity and acetylcholinesterase inhibitory activity of ark shell. After preparing the methanol extract of ark sh...
Ark shell (Scapharca broughtonii; Korean name, pijogae) is one of the most widely cultivated and consumed shellfishes in Korea. The purpose of this study was to evaluate the antioxidant activity and acetylcholinesterase inhibitory activity of ark shell. After preparing the methanol extract of ark shell powder, the extract was subsequently fractionated by hexane, diethyl ether, ethyl acetate and water. The antioxidant activity evaluated by DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity and reducing power was relatively higher in the water fraction; however, the activity was spread out in all fractions. Acetylcholinesterase inhibitory activity was the highest in the diethyl ether fraction. Taken together with the results of both antioxidant and acetylcholinesterase inhibitory activities, it can be suggested that different kinds of physiological compounds were contained in the ark shell.
Ark shell (Scapharca broughtonii; Korean name, pijogae) is one of the most widely cultivated and consumed shellfishes in Korea. The purpose of this study was to evaluate the antioxidant activity and acetylcholinesterase inhibitory activity of ark shell. After preparing the methanol extract of ark shell powder, the extract was subsequently fractionated by hexane, diethyl ether, ethyl acetate and water. The antioxidant activity evaluated by DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity and reducing power was relatively higher in the water fraction; however, the activity was spread out in all fractions. Acetylcholinesterase inhibitory activity was the highest in the diethyl ether fraction. Taken together with the results of both antioxidant and acetylcholinesterase inhibitory activities, it can be suggested that different kinds of physiological compounds were contained in the ark shell.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
그러나 생리적 기능성의 경우에는 피조개의 아가미에서 SOD(superoxide dismutase), CAT(catalase)의 활성이 발표된 바 있으나(An MI 등 2009, An MI와 Choi CY 2010), 그 이외에는 자료가 거의 없는 실정이다. 본 논문에서는 피조개의 생리적 기능성에 대한 기초 연구로서 피조개의 메탄올 추출물로부터 분획물을 제조하여 항산화능과 acetylcholinesterase 저해능을 분석하였다. 항산화능은 일반적으로 활성산소종을 제거하는 능력을 의미하며, 활성산소종은 체내에서 단백질, 핵산, 효소 및 면역계를 손상하여 각종 질환을 유발하는 원인물질로 알려져 있다.
제안 방법
DPPH 라디칼 소거능은 안정한 형태의 DPPH 라디칼이 항산화물질에서 전자를 받아 흡광도가 변하는 정도를 측정하여 구한다. 항산화 물질과 반응하게 되면 본래의 보라색의 안정된 자유 라디칼인 DPPH가 무색에 가깝게 변하게 된다.
DPPH 라디칼 소거능은 Jeong SM 등(2004)의 방법을 이용하였다. 각 분획물을 농도별(1, 5, 10, 25 mg/mL)로 제조한 시료 0.1 mL에 0.041 mM DPPH 용액 0.9 mL를 가한 후 상온에서 30분간 반응시켜 UV/Vis spectrophotometer(Optizen POP, Mecasys Co., Daejeon, Korea)를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 무처리구와 처리구의 값을 비교하여 DPPH 라디칼 소거활성을 결정하였으며, 아래의 식으로 계산하여 백분율로 나타내었다.
각 분획물을 농도별(1, 5, 10, 25 mg/mL)로 희석한 시료 100 μL에 0.1 M phosphate buffer (pH 5.0) 100 μL와 10 mM hydrogen peroxide 20 μL를 가하고 37℃에서 5분간 예비반응을 시켰다.
국내 연안에서 널리 양식되고 있는 피조개의 생리적 기능성을 발굴하기 위하여 항산화능과 acetylcholinesterase 저해능을 측정하였다. 피조개 분말로부터 메탄올 추출물을 제조하고, 이로부터 극성에 따라 hexane, diethyl ether, ethyl acetate, 그리고 물 분획물을 얻었다.
, Tokyo, Japan)를 이용하여 50℃에서 농축하였다. 메탄올 농축물은 20배(w/v)의 증류수에 용해시킨 다음 분별 깔때기에 의한 용매별 분획으로 같은 부피의 hexane, diethyl ether, ethyl acetate 및 증류수로 용매별로 3회씩 연속 추출한 후 각각의 분획물을 회전농축기로 농축하였다. 각 분획 농축물들은 25 mg/mL의 농도로 DMSO에 녹여 4℃ 로 냉장보관하고 적당한 농도로 희석하여 실험에 사용하였다.
일반적으로 알려진 항산화제인 L-ascorbic acid를 대조구로 사용하여 비교하였다. 무 처리구의 경우에는 시료 대신 DMSO를 사용하였다.
반응물에 기질(108.35 mg of acetylthiocholine iodide in 5 mL of H2O) 30 μL를 가하여 25℃에서 30분 간 반응시켜 UV/Vis spectrophotometer (Mecasys)를 이용하여 412 nm에서 흡광도를 측정하였다.
반응물을 405 nm의 Multiplate Reader(Sunrise RC/TS/TS Color-TC/TW/BC/6Filter, Tecan Austria GmbH, Grödig, Austria)를 이용하여 흡광도를 측정하여 아래의 식에 의해 소거능을 계산하였다.
무처리구와 처리구의 값을 비교하여 DPPH 라디칼 소거활성을 결정하였으며, 아래의 식으로 계산하여 백분율로 나타내었다. 일반적으로 알려진 항산화제인 L-ascorbic acid를 대조구로 사용하여 비교하였다. 무 처리구의 경우에는 시료 대신 DMSO를 사용하였다.
국내 연안에서 널리 양식되고 있는 피조개의 생리적 기능성을 발굴하기 위하여 항산화능과 acetylcholinesterase 저해능을 측정하였다. 피조개 분말로부터 메탄올 추출물을 제조하고, 이로부터 극성에 따라 hexane, diethyl ether, ethyl acetate, 그리고 물 분획물을 얻었다. DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 환원력으로 항산화능을 분석한 결과, 각 활성은 한 분획물에 치중되지 않았지만 물 분획물에서 비교적 높았다.
대상 데이터
Potassium phosphate monobasic, potassium phosphate dibasic은 Daejung Chemical Co.(Siheung, Korea)에서 구입하였으며, 사용된 용매는 모두 1급 이상의 등급을 사용하였다.
AChE 저해 활성은 acetylcholine iodide를 기질로 사용하여 측정하였다(Prashanth D 등 2007). 농도별(1, 5, 10, 25 mg/mL)로 희석한 시료 30 μL에 100 mM phosphate buffer(pH 8.
본 실험에 사용된 피조개(Scapharca broughtonii)는 피조개양식수협(Changwon, Korea)에서 껍질을 제거한 형태로 제공받았으며, 이를 깨끗이 씻어 이물질을 제거한 후 동결 건조하였다. 건조한 피조개를 분쇄하여 25 mesh 체로 걸러 분말 형태로 질소 충전하여 초저온냉동고(-78℃)에 보관하였다.
각 실험 항목에 대해 상관관계를 분석하였으며 통계적 유의성은 95%(p<0.05)수준에서 평가하였다.
각 항목에 따라 평균치±표준오차로 나타내었고, 각 군의 평균 차이에 대한 유의성 검정을 위해 one-way 분산분석(ANOVA)을 시행하였고, 사후 검증은 Duncan의 다중 검정법을 이용하였다.
모든 분석은 3회 반복으로 이루어졌으며 SPSS 프로그램 (ver. 14, SPSS Academy, Seoul, Korea)을 사용하여 통계 처리하였다. 각 항목에 따라 평균치±표준오차로 나타내었고, 각 군의 평균 차이에 대한 유의성 검정을 위해 one-way 분산분석(ANOVA)을 시행하였고, 사후 검증은 Duncan의 다중 검정법을 이용하였다.
이론/모형
ABTS 라디칼 소거능은 Pellegrini N 등(1999)의 방법에 따라 측정하였다. 각 분획물을 농도별(1, 5, 10, 25 mg/mL)로 희석한 시료 100 μL에 0.
DPPH 라디칼 소거능은 Jeong SM 등(2004)의 방법을 이용하였다. 각 분획물을 농도별(1, 5, 10, 25 mg/mL)로 제조한 시료 0.
환원력은 Fe3+가 Fe2+로 환원되는 능력을 측정하는 Oyaizu M(1996)의 방법에 따라 측정하였다. 각각 다른 농도(1, 5, 10, 25 mg/mL)의 분획물 1 mL에 200 mM sodium phosphate buffer(pH 6.
성능/효과
1-10 mg/mL 농도에서 물 분획물이 유의적으로(p<0.05) 가장 높은 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었으며, 그 다음에는 hexane 분획물이었으며, ethyl acetate 분획물과 diethyl ether 분획물은 유의적인(p<0.05) 차이를 보이지 않았다.
피조개 분말로부터 메탄올 추출물을 제조하고, 이로부터 극성에 따라 hexane, diethyl ether, ethyl acetate, 그리고 물 분획물을 얻었다. DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 환원력으로 항산화능을 분석한 결과, 각 활성은 한 분획물에 치중되지 않았지만 물 분획물에서 비교적 높았다. 그러나 acetylcholinesterase 저해능은 diethyl ether 분획물에서 높게 측정되었다.
농도가 가장 높은 25 mg/mL에서 모든 추출물들은 80% 이상의 높은 DPPH 라디칼 소거능을 보였지만, 1-10 mg/mL 농도에서는 물 분획물이 유의적으로(p<0.05) 가장 높은 소거능을 나타내며, 그 뒤를 이어 hexane, ethyl acetate, diethyl ether 분획물 순으로 유의적인(p<0.05) DPPH 라디칼 소거능을 보였다.
4에 나타내었다. 메탄올 추출물과 hexane 분획물은 농도에 따른 활성의 차이를 보이지 않았으며, 물, diethyl ether, ethyl acetate의 분획물은 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. 특히, diethyl ether 분획물이 유의적으로(p<0.
2에 나타내었다. 모든 시료군에서 농도가 증가할수록 ABTS 라디칼 소거능이 증가하였다. 전체적으로 DPPH 라디칼 소거 활성보다 높은 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었는데, 이는 DPPH는 안정한 유리 라디칼이며 ABTS는 양이온 라디칼이라는 라디칼의 차이와, DPPH는 주로 소수성 물질의 항산화능을 측정하는데 비해 ABTS는 친수성과 소수성 물질의 항산화능을 다 측정할 수 있다는 차이 등에 기인하기 때문이다(Yu L 등 2002, Floegel A 등 2011).
1에 나타내었다. 모든 추출물에서 농도가 증가함에 따라 DPPH 라디칼 소거능이 상승하였다. 농도가 가장 높은 25 mg/mL에서 모든 추출물들은 80% 이상의 높은 DPPH 라디칼 소거능을 보였지만, 1-10 mg/mL 농도에서는 물 분획물이 유의적으로(p<0.
전체적으로 DPPH 라디칼 소거 활성보다 높은 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었는데, 이는 DPPH는 안정한 유리 라디칼이며 ABTS는 양이온 라디칼이라는 라디칼의 차이와, DPPH는 주로 소수성 물질의 항산화능을 측정하는데 비해 ABTS는 친수성과 소수성 물질의 항산화능을 다 측정할 수 있다는 차이 등에 기인하기 때문이다(Yu L 등 2002, Floegel A 등 2011). 물 분획물은 메탄올 추출물과 비슷한 ABTS 라디칼 소거 활성을 나타내었지만, 다른 분획물들은 메탄올 추출물보다 낮은 활성을 보였다. 1-10 mg/mL 농도에서 물 분획물이 유의적으로(p<0.
67%의 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다(Lee DW 등 2010). 본 연구에서의 피조개의 물 분획물의 같은 농도에서 DPPH 라디칼 소거능(72.99%)과 비교해 보면 피조개가 미더덕보다는 높은 것을 알 수 있다.
양성 대조군으로 사용된 L-ascorbic acid는 30 μg/mL 농도에서 99.29%의 ABTS 라디칼 소거능을 보였다.
특히, diethyl ether 분획물이 유의적으로(p<0.05) 가장 높은 활성을 나타내었는데, 이는 DPPH와 ABTS 라디칼 소거 활성, 환원력 등의 항산화능 실험 결과와는 다른 양상을 보였다.
피조개 분획물은 농도 의존적으로 흡광도(optical density, OD)가 증가하였으며, 물 분획물이 모든 농도에서 유의적으로(p<0.05) 가장 높은 환원력을 보였으며 25 mg/mL 농도에서 0.874의 흡광도를 나타내었다.
후속연구
AChE 저해제로서는 galactamine, donepezil, rivastigmine, tacrine 등이 FDA에 허용되어 있으며(Lahiri DK 등 2002), coumarine 계의 페놀 물질이 galactamine과 유사한 방식으로 AChE에 결합하여 저해하는 것이 보고되었다(Rollinger JM 등 2004). 따라서 다양한 식물 유래의 AChE 저해제가 다양하게 연구되고 있으나(Pulok KM 등 2007, Jang CH 등 2003, Ijaz A 등 2003, Tang XC와 Han YF 1999, Song JE와 Lee JS 2008) 어패류에서는 잘 알려지고 있지 않아 향후 보다 자세한 연구가 기대된다. 한편, 양성 대조군으로 사용된 eserine은 0.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
피조개는 어디에 이용되는가?
2012년도에 우리나라에서는 2,432 M/T가 생산되어 약 250억 원의 생산금액을 기록하였으며, 특히 일본으로의 수출 비율이 높아 2012년도에 1,491 M/T(약 1,865만 달러)가 수출되었다 (Fisheries Information Service 2014). 피조개는 주로 생식으로서 회, 초밥요리, 식초요리, 샐러드요리 등의 소재로 이용되고 있다(Shimizu M 등 1989, Nose Y 등 1989). 피조개 가공에 관련하여 분말 수프의 제조(Kim HY 1988) 에 대한 보고가 있지만 아직 활발하지 않다.
국내에서 피조개의 채집 지역은 어디인가?
피조개(Scapharca broughtonii)는 연체동물, 이매패강, 돌조개목, 꼬막조개과에 속하며 수심 50 m 정도에서 식물성 플랑크톤과 유기물을 먹이로 하여 살아간다. 한국, 일본, 중국 연안에 주로 서식하는데 우리나라에서는 남해안과 서해안, 그리고 제주도에서 채집된다. 2012년도에 우리나라에서는 2,432 M/T가 생산되어 약 250억 원의 생산금액을 기록하였으며, 특히 일본으로의 수출 비율이 높아 2012년도에 1,491 M/T(약 1,865만 달러)가 수출되었다 (Fisheries Information Service 2014).
피조개의 분류학적 위치는?
피조개(Scapharca broughtonii)는 연체동물, 이매패강, 돌조개목, 꼬막조개과에 속하며 수심 50 m 정도에서 식물성 플랑크톤과 유기물을 먹이로 하여 살아간다. 한국, 일본, 중국 연안에 주로 서식하는데 우리나라에서는 남해안과 서해안, 그리고 제주도에서 채집된다.
참고문헌 (27)
An MI, An KW, Choi CY. 2009. Changes in antioxidant enzyme activity and physiological responses to cadmium and tributyltin exposure in the ark shell, Scapharca broughtonii. Mol Cell Toxicol 5(4):273-282
An MI, Choi CY. 2010. Activity of antioxidant enzymes and physiological responses in ark shell, Scapharca broughtonii, exposed to thermal and osmotic stress: Effects on hemolymph and biochemical parameters. Comp Biochem Phys B 155(1):34-42
Diplock AT. 1997. Will the good fairies please prove to us that vitamin E lessens human degenerative disease? Free Rad 27(5):511-532
Fisheries Information Service. www.fips.go.kr. Accessed February 3, 2014
Floegel A, Kim DO, Chung SJ, Koo SI, Chun OK. 2011. Comparison of ABTS/DPPH assays to measure antioxidant capacity in popular antioxidant-rich US foods. J Food Compos Anal 24(7):1043-1048
Jang CH, Eun JS, Park HW, Seo SM, Yang JH, Leem KH, Oh SH. Oh CH, Baek NI, Kim DK. 2003. An acetylcholinesterase inhibitor from the leaves of Securinega suffruticosa. Korean J Pharmacogn 34(1):14-17
Jeong SM, Kim SY, Park HR, Lee SC. 2004. Effect of far-infrared radiation on the activity of extracts from Citrus unshiu peels. J Korean Soc Food Sci Nutr 33(9):1580-1583
Kim HL, Kang SG, Kim IC, Kim SJ, Kim DW, Ma SJ, Gao T, Li H, Kim MJ, Lee TH, Ham KS. 2006. In vitro anti-hypertensive, antioxidant and anticoagulant activities of extracts from Haliotis hannai. J Korean Soc Food Sci Nutr 35(7):835-840
Kim HY. 1988. Studies on the utilization of arkshell 1. Preparation and quality stability during storage of powdered dried ark shell for instant soup. Korean J Food Hygiene 3(4):217-223
Lahiri DK, Farlow MR, Greig NH, Sambamurti K. 2002. Current drug targets for Alzheimer's disease treatment. Drug Devel Res 56(3):267-281
Lee DW, You DH, Yang EK, Jang IC, Bae MS, Jeon YJ, Kim SJ, Lee SC. 2010. Antioxidant and ACE inhibitory activities of Styela clava according to harvesting time. J Korean Soc Food Sci Nutr 39(3):331-336
National Fisheries Research Development Institute. Nutrient Database for Ark shell Available from: http://portal.nfrdi.re.kr/ page?idaq_seafood_2_7&typetot&fromtotList&fim_col_i d2009-MF0004224-6-D01. Accessed February 3, 2014
Nose Y, Hanyu I, Iwai T, Shimizu M. 1989. Encyclopedia of Fishes. Tokyodoo Syuksubanbu, Tokyo, Japan. p 9
Oyaizu M. 1996. Studies on product of browning reaction. Antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine. Jap J Nurt 44(6):307-315
Park CK. 2002. Comparison of extractive nitrogenous constituents in the three species of raw bloody clams, Scaphrca broughtonii, S. subcrenata, and Tegellarca granosa extracts. Korean J Food Sci Technol 34(6):954-961
Pellegrini N, Re R, Yang M, Rice-Evans C. 1999. Screening of dietary carotenoids and carotenoid-rich fruit extracts for antioxidant activities applying 2,2'-azinobis(3-ethylenebenzothiazoline- 6-sulfonic acid) radical cation decolorization assay. Vol 299. pp 379-389. In: Methods in Enzymololy. Packer L (ed). Academic Press. New York, NY. USA
Prashanth D, Vinutha B, Salma KM, Sreeja SL, Pratiti D, Padmaja R, Radhika S, Amit A, Venkateshwarlu K, Deepak M. 2007. Screening of selected Indian medicinal plants for acetylcholinesterase inhibitory activity. J Ethnopharmacol 109(2):359-363
Rollinger JM, Hornick A, Langer T, Stuppner H, Prast H. 2004. Acetylcholinesterase inhibitory activity of scopolin and scopoletin discovered by virtual screening of natural products. J Med Chem 47(25):6248-6254
Shimizu M, Yamaguchi K, Takiguchi M. 1989. Fish Guide Book. Jookoeiyodaikaku Syuksubanbu, Tokyo, Japan. p 102
Song JE, Lee JS. 2008. Physicochemical characteristics of antidementia acetylcholinesterase inhibitor-containing methanol extract from Sorghum bicolor and industrial application. J Natural Sci Pai Chai Univ 19(1):45-55
Tang XC, Han YF. 1999. Pharmacological profile of huperzine A, a novel acetylcholinesterase inhibitor from chinese herb. CNS Drug Reviews 5(3):281-300
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.