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효소종류에 따른 불등풀가사리 유래 다당류의 이화학적 특성 및 생리활성

Biological activities and physicochemical properties of polysaccharides from Gloiopeltis furcata prepared by using various enzymes

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.24 no.3, 2017년, pp.455 - 463  

이대훈 (대구가톨릭대학교 식품공학전공) ,  홍주헌 (대구가톨릭대학교 식품공학전공)

초록
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본 연구에서는 불등풀가사리 유래 다당류의 기능성식품소재로의 활용성을 향상시키고자 불등풀가사리에 5종의 상업용 효소를 처리한 다음 분리된 다당류의 이화학적 특성 및 생리활성을 조사하였다. 효소 분해 구간의 다당 수율은 52.8-66.4%로 무처리 구간 50.6%에 비해 유의적으로 증가하였다. 이화학적 특성으로 총당 및 단백질 함량은 각각 71.04% 및 7.22%, uronic acid 및 sulfate 함량은 23.18 g/100 g 및 28.27%로 효소 분해를 통해 증가하였다. DPPH radical 소거활성FRAP에 의한 항산화 활성은 23.10% 및 $218.50{\mu}M$을 나타내어 무처리 구간에 비해 항산화 활성이 우수하였으며, L132 세포 사멸에 대한 보호효과는 viscozyme 효소처리 구간($1{\mu}g/mL$)에서 $H_2O_2$를 처리한 구간 대비 세포 보호효과는 85.64%로 세포 활성이 증가하여 높은 세포 보호효과를 나타내었다. NO 생산량은 viscozyme 효소 처리구간 $5{\mu}g/mL$ 농도에서 $32.13{\mu}M$ 함량을 나타내어 LPS 대비 90% 높은 생성량을 나타내었으며, 4종의 암세포(A549, SNU719, HeLa 및 MCF7) 생존율은 $25{\mu}g/mL$농도에서 각각 69.57%, 61.06%, 52.74% 및 68.64%의 유의적으로 낮은 암세포 생존율을 나타내었다. 따라서 불등풀가사리의 효소 분해를 통해 다당의 이화학적 특성 및 생리활성이 향상됨에 따라 기능성 식품소재 로 다양하게 활용 가능할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the biological activities and physicochemical properties of polysaccharides from Gloiopeltis furcata were investigated. Polysaccharides were isolated by enzymes treatment (celluclast, flavourzyme, papain, termamyl, viscozyme) followed by ethanol precipitation and lyophilization. The y...

주제어

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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 불등풀가사리 유래 유용물질인 다당류의 활용 증진을 위해 상업적으로 판매되고 있는 다양한 효소를 처리하여 황산다당류를 분리하였으며, 분리한 다당류의 이화학적 특성 및 생리활성에 대해 조사하였다.
  • 본 연구에서는 불등풀가사리 유래 다당류의 기능성식품 소재로의 활용성을 향상시키고자 불등풀가사리에 5종의 상업용 효소를 처리한 다음 분리된 다당류의 이화학적 특성및 생리활성을 조사하였다. 효소 분해 구간의 다당 수율은 52.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
홍조류란 무엇인가? 홍조류는 홍조식물문(Rhodophyta)에 속하는 조류로써, 약 400속 4,000여 종이 알려져 있으며 건조 중량 기준으로 40-75%의 탄수화물을 함유하고 있고 탄수화물의 주요 구성성분으로는 다당류인 셀룰로오스, 자일란, 한천 및 카라기난 등이 있다(6). 홍조류에 속하는 불등풀가사리(Gloiopeltis furcata)는 풀가사리과(Endocladiaceae) 계통으로 조간대의 바위나 돌 위에서 자라며 한국, 일본, 미국 태평양 연안 등에 분포하고 있다.
해조류 유효성분 분리법에서 효소적 가수분해방법을 사용한 방법에 대한 연구가 이루어지는 이유는 기존 방법의 어떤 문제점 때문인가? 해조류 유래 유용물질 추출에서 가장 문제가 되는 것은 단단한 조체와 세포벽 충전 물질인 세포 간 다당의 유용성분을 추출하기가 어렵고 많은 비용을 필요로 하고 있다(9). 해조류에서 유효성분을 분리하기 위한 물리 화학적 방법으로 고온고압, 산과 알카리 처리를 이용하는 방법을 주로 사용하고 있으나, 낮은 수율, 환경오염 및 독성에 의해 새로운 추출 방법의 대안이 요구되어 지고 있다(10). 이러한 단점을 보완하기 위해 최근 효소적 가수분해방법을 사용하여 세포벽에 있는 섬유질이나 당단백질 혹은 고분자 물질 등을 분해시키는 작용을 하여 활성물질들이 원활하게 추출될 수 있도록 유도하는 친환경적인 추출방법에 대한 연구가 이루어지고 있다(11).
해조류는 근래에 어디에 이용되고 있는가? 해양생물자원 중 해조류는 한국과 일본에서 식용으로 이용되고 있으며, 유럽 등 다른 나라에서 알긴산, 카라기난 및 한천 등의 식품 첨가물 원료 및 비료 등으로 사용되고 있다(3,4). 이들 해조류는 근래 들어 건강과 웰빙에 대한 관심이 깊어지면서 생체 조절기능을 갖는 기능성 소재로 각광받고 있으며, 풍부한 다당류를 함유하고 있어 일반식품, 건강기능식품, 화장품, 의학품 및 공업용 원료 등으로 다양하게 이용되고 있다(5).
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참고문헌 (31)

  1. Byun HG, Kim SK (2005) Trend and prospect of marine bioindustry. Food Industry and Nutrition, 10, 32-39 

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  3. Schachat RE, Glicksman M (1959) Some lesser known seaweed extracts. Academic Press, New York, NY, USA, P 135-191 

  4. Ito K, Hori K (1989) Seaweed: Chemical composition and potential food uses. Food Rev Int, 5, 101-144 

  5. Lee SB, Cho SJ, Lee SY, Paek KH, Kim JA, Chang JH (2009) Present status and prospects of marine chemical bioindustries. KSBB J, 24, 495-507 

  6. Hong CH, Kim SW, Kim YW, Park HD, Shin HJ (2014) Industrial applications of saccharification technology for red seaweed polysaccharide. KSBB J, 29, 307-315 

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  8. Wang X, Wang J, Zhang J, Zhao B, Yao J, Wang Y (2010) Structure-antioxidant relationships of sulfated galactomannan from guar gum. Int J Biol Macromol, 46, 59-66 

  9. Kim JH, Kim YH, Kim SK, Kim BW, Nam SW (2011) Properties and industrial applications of seaweed polysaccharides-degrading enzymes from the marine microorganisms. Korean J Microbiol Biotechnol, 39, 189-199 

  10. Uo MH, Joo DS, Cho SY, Min TS (2006) Purification and characterization of the extracellular alginase produced by Bacillus licheniformis AL-577. J Korean Soc Food Sci Nutr, 35, 231-237 

  11. Heo SJ, Jeon YJ (2005) Antioxidant effect and protecting effect against cell damage by enzymatic hydrolysates from marine algae. Food Industry and Nutrition, 10, 31-41 

  12. Saha SK, Brewer CF (1994) Determination of the concentrations of oligosaccharides, complex type carbohydrates, and glycoproteins using the phenolsulfuric acid method. Carbohydr Res, 254, 157-167 

  13. Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ (1951) Protein measurement with the folin phenol reagent. J Biol Chem, 193, 265-275 

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  26. Cho BO, Lee CW, So Y, Jin CH, Yook HS, Byun MW, Jeong YW, Park JC, Jeong IY (2014) Protective effect of radiation-induced new blackberry mutant $\gamma$ -B201 on $H_2O_2$ -induced oxidative damage in HepG2 cells. Korean J Food Sci Technol, 46, 384-389 

  27. Wang ML, Hou YY, Chiu YS, Chen YH (2013) Immunomodulatory activities of Gelidium amansii gel extracts on murine RAW264.7 macrophages. J Food Drug Anal, 21, 397-403 

  28. Park JS, Kim A, Kim EH, Suh HS, Choi WC (2002) Increased anticancer activity by the sulfated fucoidan from Korean brown seaweeds. J Korean Chem Soc, 46, 151-156 

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  30. Lee DH, Hong JH (2015) Immune-enhancing effects of polysaccharides isolated from ascidian (Halocynthia roretzi) Tunic. J Korean Soc Food Sci Nutr, 44, 673-680 

  31. Hamsa TP, Kuttan G (2011) Evaluation of the antiinflammatory and anti-tumor effect of Ipomoea obscura (L) and its mode of action through the inhibition of pro inflammatory cytokines, nitric oxide and COX-2. Inflammation, 34, 171-183 

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