[논문]추출방법에 따른 대황 추출물의 항산화 및 소화효소 저해 효과

김진학; 박나영; 이신호

doi:10.11002/kjfp.2016.23.1.97

추출방법에 따른 대황 추출물의 항산화 및 소화효소 저해 효과
Antioxidant and digestive enzyme inhibitory effects of Eisenia bicyclis extracted by different methods 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.23 no.1, 2016년, pp.97 - 103

김진학 (대구가톨릭대학교 식품가공학과) , 박나영 (대구가톨릭대학교 식품가공학과) , 이신호 (대구가톨릭대학교 식품가공학과)

초록
AI-Helper

미역과에 속하는 대황 물 추출물의 항산화활성과 탄수화물 및 단백질 소화효소 저해능을 추출방법을 달리하여 비교 검토하였다. 환류냉각추출물(RE), 초음파추출물(SE), 고온가압추출물(AE), 저온고압추출물(LE)의 수율과 주요 성분함량은 AE, RE, SE, LE 순으로 높았다. 고온가압추출물(AE)의 수율, 라미나린, 후코이단, 폴리페놀, 플라보노이드 함량은 각각 55.21%, 39.03%, 24.75%, 115.68 mg GAE/g, 36.67 mg RHE/g을 나타내었다. DPPH radical 소거능 모든 시료에서 농도 의존적으로 증가하였으며, 500 mg% 농도에서 AE(86.60%), RE(83.09%), SE(84.41%), LE(80.45%) 순이었다. ABTS radical 소거능은 50 mg% 농도에서 모두 98% 이상의 높은 활성을 나타내었다. 아질산염 소거능은 모든 실험군에서 농도 의존적으로 증가하였고 AE, RE, SE, LE 순으로 높았으며, 500 mg% 농도에서 추출방법에 관계없이 98% 이상의 높은 활성을 나타내었다. 탄수화물 소화효소 중 amylase 저해 효과는 50 mg% 농도에서 AE(64.76%), RE(58.57%), SE(54.76%), LE(45.48%)순으로 나타났으며, ${\alpha}$-glucosidase 저해효과는 5 mg% 농도에서 AE(86.71%), RE(81.87%), SE(75.21%), LE(72.65%) 순으로 나타났다. 단백질 분해 효소 중 trypsin 저해 효과는 50 mg% 농도에서 AE(24.37%), RE(22.76%), SE(19.97%), LE(15.95%)순으로 나타났으며, ${\alpha}$-Chymotrypsin 저해효과는 50 mg% 농도에서 AE(49.05%), RE(43.60%), SE(40.63%), LE(38.10%) 순이었으며, 대황 추출방법은 $121^{\circ}C$에서 15분간 열처리하는 고온가압 추출방법이 가장 양호하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The antioxidant and digestive enzyme inhibitory effects of Eisenia bicyclis extracted by various extraction methods (RE, reflux extraction; SE, ultrasonification extraction; AE, autoclave extraction; LE, low-temperature high-pressure extraction) were investigated. The extraction yield (55.21%) and the laminarin (39.03%), fucoidan (24.75%), total polyphenol (115.68 mg GAE/g) and flavonoid (36.67 mg RHE/g) contents of AE were higher than those in other methods. The DPPH radical (86.60%, 500 mg%), ABTS radical (58.56%, 25 mg%), nitrite (86.38%, 100 mg%) scavenging activities of the Eisenia bicyclis extracted by AE were higher than those of Eisenia bicyclis extracted by other methods. The ABTS radical and nitrite scavenging activities were above 98% in all tested Eisenia bicyclis extracts and these activities were dependent on its concentration. The inhibitory effects of AE against amylase (50 mg%) and ${\alpha}$-glucosidase (5 mg%) were 64.76% and 86.71%, respectively. The AE showed the best inhibitory effect of Eisenia bicyclis extracts (50 mg%) against trypsin (24.37%) and ${\alpha}$-chymotrypsin (49.05%), respectively. These results suggest that Eisenia bicyclis extracted by AE can be used as a bioactive and functional material in the food industry.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

대황은 다른 갈조류의 알긴산과 달리 함황당류인 laminarin을 함유하고 있으며, 이차 대사산물인 phlorotannin 유도체는 항산화(10), 항알러지(11), α-glucosidase 억제(12), 항콜레스테롤(13) 및 항바이러스(14) 등의 생리활성이 있는 것으로 알려져 새로운 기능성 소재로서 부각되고 있다. 본 연구에서는 국내 연안에 자생하는 대황의 이용성 확대와 식품 소재로써 활용 가능성을 구명하고자 추출 방법을 달리한 대황 추출물의 항산화 활성과 단백질 및 탄수화물 소화효소 저해 효과를 비교 검토하였다.

제안 방법

대황의 추출은 분쇄시료 100 g에 20배의 증류수를 가한 후 환류냉각추출(reflux extraction)은 냉각관을 부착하여 80℃의 항온수조에서 3시간 3회 반복 추출하였고, 초음파추출(ultrasonification extraction)은 시료를 넣은 유리병이 초음파 수조(NXPC -4020P, KODO, Hwaseong, Korea) 바닥에 닿지 않도록 하여 40 kHz로 2시간 3회 반복 추출하였다. 고온가압추출(autoclave extraction)은 autoclave(JSAC-100, JS Research Inc., Gongju, Korea)를 이용하여 121℃에서 15분 동안 3회 반복 추출하였다. 저온고압추출(low temperature high pressure extraction)은 저온고압추출기(FT110, benchtop rapid extractor, ARMFIELD, Ringwood, Hampshire, England)를 이용하여 실온에서 2시간 동안 8.
대황의 추출은 분쇄시료 100 g에 20배의 증류수를 가한 후 환류냉각추출(reflux extraction)은 냉각관을 부착하여 80℃의 항온수조에서 3시간 3회 반복 추출하였고, 초음파추출(ultrasonification extraction)은 시료를 넣은 유리병이 초음파 수조(NXPC -4020P, KODO, Hwaseong, Korea) 바닥에 닿지 않도록 하여 40 kHz로 2시간 3회 반복 추출하였다. 고온가압추출(autoclave extraction)은 autoclave(JSAC-100, JS Research Inc.
, Gongju, Korea)를 이용하여 121℃에서 15분 동안 3회 반복 추출하였다. 저온고압추출(low temperature high pressure extraction)은 저온고압추출기(FT110, benchtop rapid extractor, ARMFIELD, Ringwood, Hampshire, England)를 이용하여 실온에서 2시간 동안 8.0 bar의 압력하에서 3회 반복 추출하였다. 각각의 추출물은 여과지(Whatman No.

대상 데이터

대황(Eisenia bicyclis)은 울릉도산을 사용하였으며, 흐르는 물로 세척하여 염분을 제거한 뒤 건조하여 분쇄기(IKA® A11 basic, IKA® Werke GmbH & Co., KG, Staufen, Germany)를 이용 40 mesh 이하로 분쇄한 후 -20℃에서 보관하면서 실험에 사용하였다.

데이터처리

실험결과의 유의성 검증은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, version 19.0, IBM SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package를 이용하여 분산분석(ANOVA)을 하였으며 각 처리구간 유의성은 Duncan’s multiple range test에 의하여 검증하였다.

성능/효과

이상의 결과 대황 추출물은 해조류 유래의 기능성 다당류인 라미나린과 후코이단이 풍부하고, 식물체의 주요 생리활성 성분인 폴리페놀 및 플라보노이드를 충분히 함유하고 있어 항산화활성이 우수할 뿐 아니라 탄수화물, 단백질 소화효소 저해효과가 있어, 대황 추출물을 이용한 항당뇨, 항비만 효과가 있는 식품 개발을 유도할 수 있는 소재로서의 활용이 가능할 것으로 판단되며, 대황 추출방법은 121℃에서 15분간 열처리하는 고온가압 추출방법이 가장 효과적인 것으로 판단된다. 아울러 이러한 생리활성을 가진 소재로서의 활용에 앞서 동물실험이나 간이 임상실험을 통해 실제 체내에서 항산화, 항비만, 항당뇨 효과를 확인하는 보다 광범위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

후속연구

이상의 결과 대황 추출물은 해조류 유래의 기능성 다당류인 라미나린과 후코이단이 풍부하고, 식물체의 주요 생리활성 성분인 폴리페놀 및 플라보노이드를 충분히 함유하고 있어 항산화활성이 우수할 뿐 아니라 탄수화물, 단백질 소화효소 저해효과가 있어, 대황 추출물을 이용한 항당뇨, 항비만 효과가 있는 식품 개발을 유도할 수 있는 소재로서의 활용이 가능할 것으로 판단되며, 대황 추출방법은 121℃에서 15분간 열처리하는 고온가압 추출방법이 가장 효과적인 것으로 판단된다. 아울러 이러한 생리활성을 가진 소재로서의 활용에 앞서 동물실험이나 간이 임상실험을 통해 실제 체내에서 항산화, 항비만, 항당뇨 효과를 확인하는 보다 광범위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국내에서 대황을 비만 억제를 위한 식품 소재로 써야 하는 이유는 무엇인가?	또한, 현대인들은 과잉의 영양섭취로 인한 비만(2)에 기인된 고지혈증, 당뇨병, 고혈압 등의 만성질환에 대한 우려가 확산되면서 체중조절을 위한 식품의 필요성이 증대되고 있으나, 과학적으로 증명된 식품이나 소재의 개발이 미흡한 상태이다(3). 우리나라의 식단은 주로 곡류 즉, 탄수화물 위주로 구성되어 있어 지방은 물론 탄수화물 및 단백질의 흡수 억제 활성까지 있어야 비만을 억제할 수 있는 식품 소재로 활용가치가 있다.
	해조류의 효능은?	해조류는 각종 미네랄과 비타민 및 섬유소, 단백질 등이 풍부하게 함유되어 있을 뿐만 아니라 고압, 저온, 저산소, 고염 등의 독특한 환경 속에서 서식하기 때문에 육상생물과는 다른 대사계나 생체방어계를 가지고 있는 것으로 보고(4)되어져 있으며, 항암(5), 항돌연변이(6), 항염증(7), 고지혈증 및 고혈압 예방(8)과 멜라닌 생성 억제(7) 등 다양한 생리활성을 갖는 물질들을 함유하고 있다. 그 중 갈조류는 건물기준으로 탄수화물을 약 30~67%까지 함유하고 있으며, 갈조류가 함유하는 다당류는 대부분이 알긴산, 라미나린 및 후코이단 등으로 구성되어 있다(9).
	갈조류의 구성 특징은?	해조류는 각종 미네랄과 비타민 및 섬유소, 단백질 등이 풍부하게 함유되어 있을 뿐만 아니라 고압, 저온, 저산소, 고염 등의 독특한 환경 속에서 서식하기 때문에 육상생물과는 다른 대사계나 생체방어계를 가지고 있는 것으로 보고(4)되어져 있으며, 항암(5), 항돌연변이(6), 항염증(7), 고지혈증 및 고혈압 예방(8)과 멜라닌 생성 억제(7) 등 다양한 생리활성을 갖는 물질들을 함유하고 있다. 그 중 갈조류는 건물기준으로 탄수화물을 약 30~67%까지 함유하고 있으며, 갈조류가 함유하는 다당류는 대부분이 알긴산, 라미나린 및 후코이단 등으로 구성되어 있다(9). 대황(Eisenia bicyclis)은 다시마목(Laminariales) 미역과(Alariaceae)에 속하는 다년생 식물로 주로 한국과 일본의 태평양 연안에서 널리 서식하고 있다.

참고문헌 (31)

Thannickal VJ, Fanburg BL (2000) Reactive oxygen species in cell signaling. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 279, 1005-1029

상세보기
Shin JH (2006) A study on the extraction and properties of pancreatic lipase inhibitor from Cassia tora Linne. MS Thesis, University of Seoul, Seoul, Korea, p 1-61
Kim JH, Son IS, Kim JS, Kim KH, Kwon CS (2006) Lipase-inhibitory and anti-oxidative activity of the methanol extract and the powder of Phellinus linteus. J Korean Soc Food Sci Nutr, 37, 154-161
Konig GM, Wright AD, Sticher O, Angerhofer CK, Pezzuto JM (1994) Biological activities of selected marine natural products. Planta Med, 60, 532-537

상세보기
Kong CS, Um YR, Lee JI, Kim YA, Lee JS, Seo YW (2008) Inhibition effects of extracts and its solvent fractions isolated from Limonium tetragonum on growth of human cancer cells. Korean J Biotechnol Bioeng, 23, 177-182
Kim SA, Kim J, Woo MK, Kwak CS, Lee MS (2005) Antimutagenic and cytotoxic effects of ethanol extracts from five kinds of seaweeds. J Korean Soc Food Sci Nutr, 34, 451-459

원문보기 상세보기
Kang MC, Lee YJ, Ko RK, Kim HB, Hong SH, Kim GO (2008) Melanin inhibitory effects and anti-inflammatory effects of Dietyota coriacea extracts derived from adjacent sea of the Jeju island. Korean J Biotechnol Bioeng, 23, 311-316
Cahyana AH, Shuto Y, Kinoshita Y (1992) Pyropheophytina as an antioxidative substance from the marine alga, Arame (Eisenia bicyclis). Biosci Biotech Biochem, 56, 1533-1535

상세보기
Koo JG (1997) Structural characterization of purified fucoidan from Laminaria religiosa, sporophylls of Undaria pinnatifiada, Hizikia pinnatifida and Sagassum fulvellum in Korea. J Korean Fish Soc, 30, 128-131
Lee HO, Kim DS, Do JR, Ko YS (1999) Angiotensin-I converting enzyme inhibitory activity of algae. J Korean Fish Soc, 32, 427-431
Sugiura Y, Matsuda K, Yamada Y, Nishikawa M, Shioya K, Katsuzaki H, lmai K, Amano H (2006) Isolation of a new anti-allergic phlorotannin, phlorofucofuroeckol-B, from and edible brown alge, Eisenia arborea. Biosci Biotech Biochem, 70, 2807-2811

상세보기
Moon HE, Amano MN, Ahn BR, Chowdhury SS, Sohn HS, Jung HA, Choi JS (2011) Protein tyrosine phosphatase 1B and ${\alpha}$ -glucosidase inhibitory phlorotannins from edible brown algae, Ecklonia stolonifera and Eisenia bicyclis. Biosci Biotech Biochem, 75, 1472-1480

상세보기
Kim YM, Han CK, Bang SJ, Park JH (2006) Effect of laminaran from Eisenia bicyclis on serum lipids in rats fed high cholesterol diet. J Korean Soc Food Sci Nutr, 36, 841-846
Witvrouw M, De Clercq E (1997) Sulfated polysaccharides extracted from sea algae as potential antiviral drugs. Gen Pharmacol, 29, 497-511

상세보기
Kim YM, Do JR, Kim DS, Park JH (2006) Cytotoxicities of hydrolyzed crude laminaran from Eisenia bicyclis on the SNU-1, HeLa and SW cells. Korean J Food Sci Technol, 38, 793-798
Folin O, Denis W (1912) On phosphotungsticphosphomolybdic compounds as color reagents. J Biol Chem, 12, 239-249
Abdel-Hameed ESS (2008) Total phenolic contents and free radical scavenging activity of certain Egyptian Ficus species leaf samples. Food Chem, 114, 1271-1277
Blois MS. (1958) Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature, 181, 1199-1200

상세보기
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C (1999) Antioxidant activity applying an improved ABTS radial cation decolorization assay. Free Radic Biol Med, 26, 1231-1237

상세보기
Kato H, Lee IE, Chuten NV, Kim SB, Hayase F (1987) Inhibition of nitrosamine formation by nondialyzable melanoidins. Agric Biol Chem, 51, 1333-1338
Lim CS, Li CY, Kim YM, Lee WY, Rhee HI (2005) The inhibitory effect of Cornus walteri extract against ${\alpha}$ -amylase. J Korea Soc Appl Biol Chem, 48, 103-108
Kim KY, Nam KA, Kurihara H, Kim SM (2008) Potent ${\alpha}$ -glucosidase inhibitors purified from the red alga Grateloupia elliptica. Phytochemistry, 69, 2820-2825

상세보기
Jang YS, Jeong JM (2010) Antioxidative effect and digestive enzyme inhibition of grape seed extract (GSE). J Korean Soc Food Sci Nutr, 39, 783-788

원문보기 상세보기
Hwang JK, Kim CT, Hong SI, Kim CJ (1994) Solubilization of plant cell walls by extrusion. J Korean Soc Food Nutr, 23, 358-370
Choi Y, Lee SM, Chun J, Lee HB, Lee J (2006) Influence of heat treatment on the antioxidant activities and polyphenolic compounds of Shiitake (Lentinus edodes) mushroom. Food Chem, 99, 381-387

상세보기
Kaur C, Kapoor HC (2002) Antioxidant activity and total phenolic content of some asian vegetables. Int J Food Sci Technol, 37, 153-161

상세보기
Teissedre PL, Frankel EN, Waterhouse AL, Peleg H, German JB (1996) Inhibition of in vitro human LDL oxidation by phenolic antioxidants from grapes and wines. J Sci Food Agric, 70, 55-61

상세보기
Yamada T, Yamamoto M, Tamura A (1978) Studies on the formation of nitrosamines VII; The effects of some polyphenols on nitrosation of diethylamine. J Food Hyg Soc Japan, 19, 224-229

상세보기
Swann PF (1975) The toxicology of nitrite, nitrate, and N-nitroso compounds. J Sci Food Agric, 26, 1761-1764

상세보기
Mai TT, Thu NN, Tien PG, Chuyen NV (2007) Alpha-glucosidase inhibitory and antioxidant activities of Vietnamese edible plants and their relationships with polyphenol contents. J Nutr Sci Vitaminol, 53, 267-276

상세보기
Kim JB (1998) Purification and properties of protease inhibitor from Streptomyces sp. SK-862. Korean J Food Nutr, 11, 678-682

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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