[논문]해삼의 생리활성물질 추출 용매분획에 따른 연구

김용신

doi:10.12925/jkocs.2021.38.1.292

해삼의 생리활성물질 추출 용매분획에 따른 연구
A Study on the Solvent Fraction for Extraction of Bioactive Substances in Sea Cucumber 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.38 no.1, 2021년, pp.292 - 299

김용신 (중원대학교 의료뷰티케어학과)

초록
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본 연구에서는 해삼속의 폴리페놀과 플라보노이드의 생리활성물질을 추출하기 위한 용매분획의 수율을 확인하고자 연구를 시도하였다. 이미 보고된 사례에서 50%에탄올 추출 용매분획은 해삼 항산화 물질의 높은 수율 결과로 확인되었다. 해삼의 항산화물질 추출량을 결정짓는 것은 추출에 적용된 추출 용매분획의 결과로 확인되었다. 또한 '추출용매에 따라 해삼생리활성 항산화물질 추출함량이 크게 차이가 있다.'는 선행연구를 통해 용매분획추출에 관한 필요성의 결과를 얻었다. 50%에탄올 추출 용매분획의 해삼추출물에 포함된 페놀물질의 높은 항산화성분 추출 결과가 증명되었다. 추출용매분획 연구사례에서 수율이 가장 저조한 아세트산에틸 용매분획은 다른 용매분획에 비해 높은 페놀함량을 수확하여 항산화효과가 확인되었다. 이에, 추출 용매분획물의 적용에 따른 수율변화를 통해 항산화추출물의 높은 수율에 미치는 영향을 확인 하였다. 따라서 본 연구를 통해 50%에탄올 용매의 최적화된 해삼생리활성물질 추출 용매분획으로 검증되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, a study was attempted to confirm the yield of the solvent fraction for extracting physiologically active substances of polyphenols and flavonoids in sea cucumber. In the previously reported cases, the 50% ethanol extraction solvent fraction was confirmed as a result of high yield of sea cucumber antioxidants. The determination of the amount of antioxidants extracted from sea cucumber was confirmed as a result of the extraction solvent fraction applied to the extraction. In addition, the necessity of extraction of the solvent fraction was obtained through a previous study that 'there is a significant difference in the content of sea cucumber physiologically active antioxidants extracted depending on the extraction solvent.' The results of extracting high antioxidants from the phenolic substances contained in the sea cucumber extract of the 50% ethanol extraction solvent fraction were demonstrated. In the study case of extraction solvent fraction, the ethyl acetate solvent fraction, which yielded the lowest, yielded a higher phenol content than other solvent fractions, and the antioxidant effect was confirmed. Accordingly, it was confirmed that the effect on the high yield of the antioxidant extract through the yield change according to the application of the extraction solvent fraction was performed. Therefore, it was verified as an optimized sea cucumber physiologically active substance extraction solvent fraction of 50% ethanol solvent.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Test material black sea cucumber.
그림 Fig. 2. Procedures of sea Cucumber incubation and ethanol extraction.
그림 Fig. 3. Standard calibration curve for caffeic acid content of phenolic substances (R2 = 0.963)
그림 Fig. 4. Standard baseline of quercetin flavonoid content (R2= 0.999).
$Fig. 5. Sea cucumber antioxidant content analysis, measurement of total polyphenol content (50% ethanol solvent fraction).In a previous study, a confirmation procedure in which the total amount of polyphenol increased as the concentration of the sea cucumber sample increased. The total yield of sea cucumber polyphenol reaches 16.25㎍ /100g at a low mixed concentration of 0.1% sea cucumber sample, and an excellent effect is reported.$ 그림 Fig. 5. Sea cucumber antioxidant content analysis, measurement of total polyphenol content (50% ethanol solvent fraction).In a previous study, a confirmation procedure in which the total amount of polyphenol increased as the concentration of the sea cucumber sample increased. The total yield of sea cucumber polyphenol reaches 16.25㎍ /100g at a low mixed concentration of 0.1% sea cucumber sample, and an excellent effect is reported.
$Fig. 6. Analysis of total flavonoid content of sea cucumber bioactive substance (50% solvent fraction). In a case study, a sea cucumber sample with a total flavonoid content of sea cucumber extract, 2.26 ㎍,/mL was obtained at a low concentration of 0.1%, and the total flavonoid content increased as the sample concentration increased, and excellent flavonoid effect was found at a low concentration of sea cucumber extract.$ 그림 Fig. 6. Analysis of total flavonoid content of sea cucumber bioactive substance (50% solvent fraction). In a case study, a sea cucumber sample with a total flavonoid content of sea cucumber extract, 2.26 ㎍,/mL was obtained at a low concentration of 0.1%, and the total flavonoid content increased as the sample concentration increased, and excellent flavonoid effect was found at a low concentration of sea cucumber extract.
$Fig. 7. Analysis of extract content of sea cucumber antioxidant bioactive substances (hot water extract, 100% ethanol, 50% ethanol solvent fraction) A is the hot water extraction amount (21.8 g), a is the hot water extraction yield (5.3%), B is 100% Ethanol solvent extraction amount (33.5g), b is ethanol 100% extraction yield (8.6%). C is the ethanol 50% extraction amount (33.8g), c is the ethanol 50% extraction yield (8.2%).$ 그림 Fig. 7. Analysis of extract content of sea cucumber antioxidant bioactive substances (hot water extract, 100% ethanol, 50% ethanol solvent fraction) A is the hot water extraction amount (21.8 g), a is the hot water extraction yield (5.3%), B is 100% Ethanol solvent extraction amount (33.5g), b is ethanol 100% extraction yield (8.6%). C is the ethanol 50% extraction amount (33.8g), c is the ethanol 50% extraction yield (8.2%).
$Fig. 8. D is the extraction yield (0.062%) of the hexane fraction (9.0g), and graph E is the total extraction amount (3.53g) of the chloroform extraction. Yield (0.039%), F graph shows the total amount of ethyl acetate solvent extraction (20.4g)) extraction yield (0.0054), G graph shows the total butanol solvent extraction (11.09) and extraction yield (0.039%). The ethyl acetate extraction solvent fraction yield was the lowest, but the highest polyphenol content was obtained in the ethyl acetate extraction solvent fraction (SCEA-F; sea cucumber ethyl acetate fraction) compared to other fractions. 1 gram of dry SCEA-F has a total phenol content of 20.38 mg.$ 그림 Fig. 8. D is the extraction yield (0.062%) of the hexane fraction (9.0g), and graph E is the total extraction amount (3.53g) of the chloroform extraction. Yield (0.039%), F graph shows the total amount of ethyl acetate solvent extraction (20.4g)) extraction yield (0.0054), G graph shows the total butanol solvent extraction (11.09) and extraction yield (0.039%). The ethyl acetate extraction solvent fraction yield was the lowest, but the highest polyphenol content was obtained in the ethyl acetate extraction solvent fraction (SCEA-F; sea cucumber ethyl acetate fraction) compared to other fractions. 1 gram of dry SCEA-F has a total phenol content of 20.38 mg.

AI 본문요약
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문제 정의

’ 또한 ‘추출용매에따라 해삼생리활성 항산화물질 추출수율이 크게차이가 있을 것이다.’라는 용매추출에 관한 필요성의 결과를 얻고자하였다. 따라서 이번 연구를통해 높은 추출수율에 따른 상관관계가 있는 50%에탄올 용매분획을 선정하였다[8].
본 연구는 해삼의 폴리페놀과 플라보노이드의 생리활성 물질 추출 용매분획에 따른 고수율을 검증 하고자 하였다. 이 연구는 해삼 시료농도증가에 따라 폴리페놀 총함량이 증가되는 것을 확인 하였다.
따라서 이번 연구를통해 높은 추출수율에 따른 상관관계가 있는 50%에탄올 용매분획을 선정하였다[8]. 항산화물질 고수율에 미치는 영향은, 선정한 추출 용매분획에 따라 수율이 다르게 변화 발생되는 연구과제를 검증하고자 하였다. 이를 검증하기 위해 항산화 물질 추출 용매분획에 대한 선행연구 결과를 중심으로 분석을 수행하였다[9].
또한 다양한검증을 토대로 해삼 항산화물질 추출 용매분획조건을 선정하였다[10]. 해삼 항산화물질 추출 용매분획 선정은 고수율을 얻은 50%에탄올 추출용매분획을 적용하여 최적화 추출 용매분획물 선정을 검증하고자 시도하였다[11].
해삼을 메탄올분획으로 추출한 후 유기용매 추출 분획을 수행하여 항·염증 작용을 하는 해삼 항산화 물질에 관한 것이다. 헥산분획, 클로로포름분획, 아세트산에틸분획 및 부탄올분획 중에서 선택한 유기용매를 이용하여 분획하는 단계를 포함하는 보고사례이다.
관한 것이다. 헥산분획, 클로로포름분획, 아세트산에틸분획 및 부탄올분획 중에서 선택한 유기용매를 이용하여 분획하는 단계를 포함하는 보고사례이다. 해삼 항산화물질 페놀의 총 함량은 헥산분획을 통한 추출 수율 0.

가설 설정

‘항산화물질을 추출하는데 중점을 두어야하는 추출공정은 고수율추출용매 선정으로 작용된다.’ 또한 ‘추출용매에따라 해삼생리활성 항산화물질 추출수율이 크게차이가 있을 것이다.’라는 용매추출에 관한 필요성의 결과를 얻고자하였다.

제안 방법

표준물질로 해삼에 속의 폴리페놀 총함량을 측정하였다. 0-100μg/mL 농도로 준비한 표준검량 기준선으로부터 해삼의 폴리페놀 총함량을 계산하였다(Fig. 3).
원심분리기에서 8, 000rpm 으로 20분동안 원심분리 실시하였다. 그 후 Whatman No. 2 여과페이퍼로 상층액을 여과시킨 후 멸균 필터지를 이용하여 필터링하였다. 다음은 감압농축(EYELA, Japan)으로 에탄올을 증발시키고 완전 동결건조하여 분말 상태의 해삼추출물을 수확하여 시료로 사용하였다(Fig.
’라는 용매추출에 관한 필요성의 결과를 얻고자하였다. 따라서 이번 연구를통해 높은 추출수율에 따른 상관관계가 있는 50%에탄올 용매분획을 선정하였다[8]. 항산화물질 고수율에 미치는 영향은, 선정한 추출 용매분획에 따라 수율이 다르게 변화 발생되는 연구과제를 검증하고자 하였다.
이를 검증하기 위해 항산화 물질 추출 용매분획에 대한 선행연구 결과를 중심으로 분석을 수행하였다[9]. 또한 다양한검증을 토대로 해삼 항산화물질 추출 용매분획조건을 선정하였다[10]. 해삼 항산화물질 추출 용매분획 선정은 고수율을 얻은 50%에탄올 추출용매분획을 적용하여 최적화 추출 용매분획물 선정을 검증하고자 시도하였다[11].
법을 응용하여 실시하였다[12, 13]. 본 실험에서는 해삼의 세포벽에 포함된 폴리페놀 성분을 가장 효과적으로 추출하는 50%에탄올 추출 용매 방식을 적용하여 추출을 시도하였다. 해삼 시료를 0.
식물에 들어있는 폴리페놀 성분은 노화 방지, 당뇨병, 고혈압, 항·암 및 항산화 등의 우수한 생리활성 기능성 물질로 작용한다[20]. 본 연구에서 폴리페놀 총함량을 해삼 추출물첨가 0.1% 농도에서 16.25㎍/100g, 0.25% 농도에서 18.11㎍/100g, 0.5% 농도에서 46.96㎍/100g, 1% 농도에서 87.99㎍/100g 으로 각각 다른 폴리페놀 총량을 획득하였다. 이같이 해삼 시료농도가 증가할수록 폴리페놀총량이 증가하는 (Fig.
본 연구에서 해삼 추출물의 플라보노이드 총 함량을 알아보기 위해 해삼시료 (0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0%)를 각각 농도를 다르게 준비하고 표준기준 용액으로 산화력이 우수한 quercetin을 적용한 각 추출물의 플라보노이드 총함량이 확인되었다. 다음과 같이 연구결과 (Fig.
항산화물질 고수율에 미치는 영향은, 선정한 추출 용매분획에 따라 수율이 다르게 변화 발생되는 연구과제를 검증하고자 하였다. 이를 검증하기 위해 항산화 물질 추출 용매분획에 대한 선행연구 결과를 중심으로 분석을 수행하였다[9]. 또한 다양한검증을 토대로 해삼 항산화물질 추출 용매분획조건을 선정하였다[10].
Caffeicacid(Sigma) [15]. 표준물질로 해삼에 속의 폴리페놀 총함량을 측정하였다. 0-100μg/mL 농도로 준비한 표준검량 기준선으로부터 해삼의 폴리페놀 총함량을 계산하였다(Fig.
해삼의 항산화물질 폴리페놀과 플라보노이드를 추출하고자 50%에탄올을 해삼 시료의 10배로 제조하였다. 다음 25℃, 72시간 150rpm의 인큐베이터에서 진탕하였다.

대상 데이터

2 여과페이퍼로 상층액을 여과시킨 후 멸균 필터지를 이용하여 필터링하였다. 다음은 감압농축(EYELA, Japan)으로 에탄올을 증발시키고 완전 동결건조하여 분말 상태의 해삼추출물을 수확하여 시료로 사용하였다(Fig. 2).
본 실험재료로 사용한 품종은 흑해삼으로 학명은 홀로투리아속 (Holothuriaatra)이다. 수산시장 (국내)에서 신선한 해삼을 준비하여 불순물을 증류수로 세척 후 잘게 자른 다음 시료를 실험재료로 사용하였다(Fig.
수산시장 (국내)에서 신선한 해삼을 준비하여 불순물을 증류수로 세척 후 잘게 자른 다음 시료를 실험재료로 사용하였다(Fig. 1).
실험에 사용한 실험 시약으로 butylated hydroxy toluene (BHT), caffeic acid, 1, 1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH), lipopolysaccharide (LPS), quercetin, arbutin, pyrogallol, griess reagent, sodium phosphate buffer, potassium acetate, aluminium nirate, Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM, Hyclone, USA), α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH), penicillin, streptomysin, formaldehyde, fetal bovine serum phosphate buffered saline solution (PBS)를 Sigma Chemical Co. (USA)로부터 구입하여 사용하였다. 그 외의 기타 용매 및 시약은 일급시약을 사용하였다.
본 실험에서는 해삼의 세포벽에 포함된 폴리페놀 성분을 가장 효과적으로 추출하는 50%에탄올 추출 용매 방식을 적용하여 추출을 시도하였다. 해삼 시료를 0.05㎍/mL, 0.1㎍/mL, 0.25㎍/mL, 0.5㎍ /mL, 1㎍/mLe 1㎍/mL 증류수에 용해한 서로 다른 농도로 첨가하여 시료액을 준비하였다. 시료 400μL에 Folin-Ciocalteau's phenol reagent 시약 400μL를 배합하고 실온에서 3분정도 두었다.

이론/모형

Moreno 방법을 활용하여 해삼추출물의 플라보노이드 총함량 측정하는데 사용하였다[16]. 해삼추출물 시료액에 함량별로 10% aluminum nitrate 0.
해삼에 포함되어있는 폴리페놀총함량 측정은 페놀성 물질이 Phosphomolybdic acid와 반응 시켜 청색의 변화되는 반응을 이용한 것으로 Folin- Denis 법을 응용하여 실시하였다[12, 13]. 본 실험에서는 해삼의 세포벽에 포함된 폴리페놀 성분을 가장 효과적으로 추출하는 50%에탄올 추출 용매 방식을 적용하여 추출을 시도하였다.

성능/효과

In a previous study, a confirmation procedure in which the total amount of polyphenol increased as the concentration of the sea cucumber sample increased. The total yield of sea cucumber polyphenol reaches 16.25㎍ /100g at a low mixed concentration of 0.1% sea cucumber sample, and an excellent effect is reported.
시료농도가 증가할수록 플라보노이드 총 함량이 증가하지만, 해삼추출물의 플라보노이드 성분의 낮은 수율은 추출 용매분획에 따른 변화의 원인으로 판단된다. 그러나 해삼추출물의 플라보노이드 총 함량은 저농도 해삼시료에서 높은 플라보노이드 총 함량을 보여주는 결과로 확인되었다. 이 결과는 “폴리페놀은 물이나 알코올에 용해가 잘된다”(23).
이같은 50%에탄올 용매 분획 추출선정은 해삼추출물에 포함된 페놀 화합물의 높은 항산화활성으로 사료된다[22]. 따라서 50% 에탄올 용매분획에 따른 해삼추출물 생리활성 기능을 지지하는 결과로 판단된다.
본 연구에서는 추출 용매분획 적용에 따라 항산화물질 추출물량이 결정된다는 분석 결과를 얻었다. 따라서 해삼에서 항산화 활성 물질을 추출 할 때 50%에탄올 분획용매가 우수한 것을 확인하였다 이는 해삼 항산화물질 추출 수율이 높은 최적의 추출조건 50%에탄올 분획 용매의 바람직한 선정 결과로 판단된다. 본 연구에 따른 50%에탄올 추출 분획용매 적용은 해삼 생리활성물질추출과 밀접한 상관관계가 있음을 알 수 있다.
따라서 해삼에서 항산화 활성 물질을 추출 할 때 50%에탄올 분획용매가 우수한 것을 확인하였다 이는 해삼 항산화물질 추출 수율이 높은 최적의 추출조건 50%에탄올 분획 용매의 바람직한 선정 결과로 판단된다. 본 연구에 따른 50%에탄올 추출 분획용매 적용은 해삼 생리활성물질추출과 밀접한 상관관계가 있음을 알 수 있다. 이러한 결과를 바탕로 해삼의 우수한 생리활성물질이 식품 및 의약품, 화장품의 소재 개발에 필요한 자료로 향후 체계적인 연구를 계속 지속할 것으로 기대한다.
이에 따라 해삼의 항산화 물질 추출량을 결정짓는 가장 중요한 요인으로 추출 수확에 적용되는 추출 용매분획을 확인한 결과이다. 본 연구에서는 추출 용매분획 적용에 따라 항산화물질 추출물량이 결정된다는 분석 결과를 얻었다. 따라서 해삼에서 항산화 활성 물질을 추출 할 때 50%에탄올 분획용매가 우수한 것을 확인하였다 이는 해삼 항산화물질 추출 수율이 높은 최적의 추출조건 50%에탄올 분획 용매의 바람직한 선정 결과로 판단된다.
0054%의 결과로 확인되었다. 아세트산에틸 추출 용매분획 수율은 가장 낮았지만, 아세트산에틸 추출 용매 분획은 다른 분획에 비해 높은 폴리페놀 함량을 수득하였다. 1g의 건조 해삼시료에서 20.
하고자 하였다. 이 연구는 해삼 시료농도증가에 따라 폴리페놀 총함량이 증가되는 것을 확인 하였다. 해삼 폴리 페놀의 총함량은 0.
99㎍/100g 으로 각각 다른 폴리페놀 총량을 획득하였다. 이같이 해삼 시료농도가 증가할수록 폴리페놀총량이 증가하는 (Fig. 5) 것을 확인하였다. 해삼 폴리페놀 총함량은 0.
항산화물질은 활성 산소로부터 DNA와 세포막의 산화를 억제하고, 항·암 항·진균 그 밖에 면역증진 및 생리활성을 돕는 물질로작용한다. 이에 항산화물질은 산소 라디칼이나 과산화 지질, 라디칼로부터 피부 세포보호, 상처나염증방어, 피지분비조절, 노폐물배출, 여드름발생억제 및 개선에 대한 우수한 효과가 확인되었다. 또한 플라보노이드, 폴리페놀이 체내에서 강력한항산화작용을 하는 해삼 생리활성 효과의 우수성이 널리 알려져 있다[2, 3].
6)를 표시하였다. 플라보노이드 총함량은 각각 0.6/mL, 1.24㎍ /mL, 2.26㎍/mL, 5.6㎍/mL, 15.87㎍/mL의 추출 결과로 확인되었다. 플라보노이드 총 함량은 해삼 시료 첨가물이 증가함에 따라 항산화추출물이 점차 증가하는 결과를 보여주고 있다.
따라서 50%에탄올의 용매 분획에 따른 해삼 추출물의 생리활성 효능을 보여주고 있다. 해삼 생리활성물질 (용매분획 50% 에탄올)의 플라보노이드 총함량 사례연구에서 해삼추출물의 플라보노이드 함량은 0.1% 저농도 해삼 시료에서 2.26 µg/mL로 추출되었으며, 해삼 시료의 농도가 증가할수록 플라보노이드 총 함량이 증가하고 저농도 해삼 추출물에서 플라보노이드의 효과가 확인되었다. 이에 따라 해삼의 항산화 물질 추출량을 결정짓는 가장 중요한 요인으로 추출 수확에 적용되는 추출 용매분획을 확인한 결과이다.
이 연구는 해삼 시료농도증가에 따라 폴리페놀 총함량이 증가되는 것을 확인 하였다. 해삼 폴리 페놀의 총함량은 0.1% 해삼 시료의 낮은 혼합 농도에서 16.25㎍/100g의 결과로 확인되었다. 따라서 50%에탄올의 용매 분획에 따른 해삼 추출물의 생리활성 효능을 보여주고 있다.
헥산분획, 클로로포름분획, 아세트산에틸분획 및 부탄올분획 중에서 선택한 유기용매를 이용하여 분획하는 단계를 포함하는 보고사례이다. 해삼 항산화물질 페놀의 총 함량은 헥산분획을 통한 추출 수율 0.062%로 가장 높으며 그 다음으로 부탄올 0.039%, 클로로포름은 0.039%, 최저 아세트산에틸이 0.0054%의 결과로 확인되었다. 아세트산에틸 추출 용매분획 수율은 가장 낮았지만, 아세트산에틸 추출 용매 분획은 다른 분획에 비해 높은 폴리페놀 함량을 수득하였다.

후속연구

본 연구에 따른 50%에탄올 추출 분획용매 적용은 해삼 생리활성물질추출과 밀접한 상관관계가 있음을 알 수 있다. 이러한 결과를 바탕로 해삼의 우수한 생리활성물질이 식품 및 의약품, 화장품의 소재 개발에 필요한 자료로 향후 체계적인 연구를 계속 지속할 것으로 기대한다.

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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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