[논문]납작파래(Enteromorpha compressa) 추출물의 항산화성 및 생리활성

최지원; 박선아; 김원석; 김용태

doi:10.5657/kfas.2024.0137

납작파래(Enteromorpha compressa) 추출물의 항산화성 및 생리활성
Comparison of the Antioxidant and Physiological Activities of Different Solvent Extracts Derived from Enteromorpha compressa

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.57 no.2, 2024년, pp.137 - 144

최지원 (군산대학교 식품생명공학전공) , 박선아 (군산대학교 식품생명공학전공) , 김원석 (신라대학교 제약공학과) , 김용태 (군산대학교 식품생명공학전공)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the antioxidant and physiological activities of the Korean marine algae, Enteromorpha compressa. Solvent extracts of E. compressa were prepared using 70% ethanol, 80% methanol, and water, with extraction yields ranging from 9.55% to 25.67%. The total polyphenol and flavonoid contents ranged from 20.76-28.41 mg/g and 2.56-18.59 mg/g, respectively. Compared with the water extract, the ethanol and methanol extracts were found to have higher antioxidant activities. All three extracts were found to promote alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase activities in a concentration-dependent manner, whereas the methanol and ethanol extracts were established to have the highest angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitory activity (IC50=1.40 ㎍/mL) and β-secretase inhibitory activity (IC50=0.17 ㎍/mL), respectively. These findings thus indicate that E. compressa could have beneficial application as a supplementary antioxidant and functional constituent in food and pharmaceutical materials.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Comparison of the extraction yields, total polyphenolic and flavonoid contents of various solvent extracts from Enteromorpha compressa
표 Table 2. Antioxidant activities of Enteromorpha compressa extract with various solvents
그림 Fig. 1. Effects of concentration of fermented Enteromorpha compressa on the ADH activity (A) and ALDH activity (B) Hepos (2-fold diluted) was used as a positive control. ADH, Alcohol dehydrogenase; ALDH, Aldehyde dehydrogenase. Values are mean±SD (n=3).
그림 Fig. 2. ACE inhibitory activities of EtOH, MeOH extracts (A), and water extract (B) from Enteromorpha compressa. Captopril was used as a positive control. The results were determined at the final concentration of the above, respectively. ACE, Angiotensin converting enzyme. Values are mean±SD (n=3).
그림 Fig. 3. BACE1 inhibitory activities of various solvent extract from Enteromorpha compressa. STA-200 (H-Lys-Thr-Glu-Glu-Ile-Ser- Glu-Val-Asn-Sta-Val-Ala-Glu-Phe-OH; final concentration at 200 μM) was used as a positive control. The results were determined at the final concentration of the above, respectively. BACE1, β-secretase. Values are mean±SD (n=3).

AI 본문요약
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제안 방법

8 mL를 가하여 혼합한 후 실온에서 30분간 반응시킨 후 파장 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 사용하여 동일한 방법으로 작성된 표준 곡선으로부터 총 플라보노이드 함량으로 환산하였고, quercetin equivalents (mg QE/g extract)로 나타내었다.
각 시료의 BACE1 (β-secretase) 효소활성은 fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based β-secretase (BACE1) assay kit (Sigma-Aldrich)을 사용하여 측정하였다
납작파래에 함유되어 있는 생리활성물질 및 유용성분을 대량 획득하기 위하여 70% EtOH, 80% MeOH 및 증류수를 추출용매로 사용하여 각각의 납작파래 추출물을 제조하였다. 납작파래 추출물의 수율 측정 결과는 Table 1에 나타내었다.
, 2004) 등이 보고되어 있으나, 다양한 항산화 활성 및 생리기능성에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 납작파래를 증류수, 에탄올, 메탄올을 용매로 사용하여 추출물을 제조하여 항산화 활성, 항고혈압 및 항치매 활성 등을 측정하여 기능성식품, 의약품 소재로서의 활용 가능성을 비교·검토하였다.
본 연구에서는 해조류인 납작파래의 다양한 추출물을 제조하여 항산화성 및 생리활성을 측정하였다. 납작파래 추출물의 항산화 활성 측정 결과, ABTS 라디칼 소거활성과 nitrite 소거활성은 EtOH 추출물, 환원력은 MeOH 추출물에서 가장 높은 항산화 활성이 검출되었다.
유기용매를 사용한 추출은 70% ethanol과 80% methanol을 추출 용매로 사용하여 시료 50 g에 각 추출용매를 시료 대비 20배의 양으로 첨가하여 50°C에서 24시간 동안 일반중력대류배양기(shaking incubator; KMC-8480SR-L; Vision Scientific Co., Daejon, Korea) 120 rpm에서 추출하였다
증류수를 용매로 사용한 추출은 납작파래 50 g에 증류수를 시료 대비 20배의 양을 첨가하여 고압증기멸균기(autoclave; ac-11; Jeiotech, Daejon, Korea) 121°C에서 3시간 동안 가열 추출한 후 50°C에서 24시간 동안 추출하였다

대상 데이터

항고혈압 활성을 측정하기 위한 Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibition potential evaluation kit는 Dojindo Laboratories Co. (Kumamoto, Japan)에서 구입하여 사용하였다. 그 밖의 모든 시약은 분석용 특급 시약을 구입하여 사용하였다.
본 연구에서 사용된 납작파래(E. compressa)는 제주도에서 2022년 4월에 채취한 것을 ㈜파라제주(Jeju, Korea)에서 구입하여 흐르는 물로 수세하여 염분과 협잡물을 제거한 다음 자연 건조한 후 전체를 분쇄기(FM700SS; Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄하여 시료의 성분분석 및 추출물 제조에 사용하였다. 항산화 및 생리활성을 측정하기 위하여 Folin-Ciocalteu’s reagent, gallic acid, quercetin, 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), vitamin C, N-[3(2-furyl)acryloyl]-Leu-Gly-Pro-Ala, alcohol dehydrogenase(ADH), aldehyde dehydrogenase (ALDH), β-nicotinamide adenine dinucleotide (β-NAD), captopril 및 β-secretase(BACE1) assay kit 등은 Sigma-Aldrich Co.
1; Whatman, Maidstone, UK)로 여과한 후 농축하여 동결건조(Freeze Dryer; LP08 (XXX); Ilshinbiobase, Yangiu, Korea)한 후에 -20°C 냉동고에 보관하면서 각종 실험에 사용하였다. 모든 추출물은 증류수(증류수 추출물) 혹은 DMSO(EtOH 및 MeOH 추출물)로 용해하여 실험에 사용하였다.

데이터처리

각 시료 간의 유의성 검정은 분산분석(ANOVA)을 한 후 P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test에 따라 분석하여 시료 간 유의적 차이를 검증하였다.
실험 결과는 SPSS 22.0 package program (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)으로 통계처리 하여 3회 측정한 값의 평균± 표준편차로 나타내었다

이론/모형

납작파래 추출물은 Kim et al. (2023)의 방법에 따라 3가지 용매(증류수, 70% ethanol, 80% methanol)를 사용하여 추출물을 각각 제조하였다. 증류수를 용매로 사용한 추출은 납작파래 50 g에 증류수를 시료 대비 20배의 양을 첨가하여 고압증기멸균기(autoclave; ac-11; Jeiotech, Daejon, Korea) 121°C에서 3시간 동안 가열 추출한 후 50°C에서 24시간 동안 추출하였다.

성능/효과

납작파래 추출물들의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 측정한 결과는 Table 1과 같다. EtOH을 용매로 사용한 추출물의 총 폴리페놀 함량은 20.76 mg GAE/g, MeOH 추출물은 28.41 mg GAE/g, 열수 추출물은 24.17 mg GAE/g으로 확인되어 MeOH＞열수＞EtOH 순으로 총 폴리페놀 함량이 높게 나타났다. Kim at al.
67%로 나타났다. 각 용매에 따른 납작파래 추출물의 수율을 비교하면 열수＞MeOH＞EtOH 추출물 순으로 수율이 높은 것으로 확인되었다.
88%의 활성을 나타내었다. 납작파래 추출물의 ADH 및 ALDH 활성 모두 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였고, 각각 농도 0.1 mg/mL부터 positive control인 hepos보다 높은 활성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Cho and Choi (2010)의 연구에 따르면 감태 열수 추출물 10 mg/mL에서 ADH 활성이 153%, 5 mg/mL에서 ALDH 활성이 164%로 보고하였고, Choi (2023)는 뜸부기 EtOH, MeOH 및 열수 추출물 최종농도 0.
납작파래 추출물의 항산화 활성 측정 결과, ABTS 라디칼 소거활성과 nitrite 소거활성은 EtOH 추출물, 환원력은 MeOH 추출물에서 가장 높은 항산화 활성이 검출되었다. 납작파래 추출물의 다양한 생리활성을 측정한 결과, 알코올 분해대사 관련 ADH, ALDH 활성은 농도의존적으로 증가하였다. 항고혈압 관련 실험인 ACE 저해활성 실험에서는 MeOH 추출물이 높은 저해활성을 나타냈고, 납작파래 추출물의 항치매 관련 BACE1의 저해활성을 측정한 결과 모든 추출물에서 높은 저해활성이 확인되었다.
본 연구에서는 해조류인 납작파래의 다양한 추출물을 제조하여 항산화성 및 생리활성을 측정하였다. 납작파래 추출물의 항산화 활성 측정 결과, ABTS 라디칼 소거활성과 nitrite 소거활성은 EtOH 추출물, 환원력은 MeOH 추출물에서 가장 높은 항산화 활성이 검출되었다. 납작파래 추출물의 다양한 생리활성을 측정한 결과, 알코올 분해대사 관련 ADH, ALDH 활성은 농도의존적으로 증가하였다.
1B와 같다. 납작파래의 ADH 활성 측정 결과 최종농도 0.5 mg/mL에서 EtOH, MeOH 및 열수 추출물은 각각 155.86%, 139.78%, 149.65%의 활성을 나타내었고, ALDH 활성은 납작파래 추출물들의 최종농도 0.5 mg/mL에서 EtOH, MeOH 및 열수 추출물 각각 135.98%, 136.21%, 121.88%의 활성을 나타내었다. 납작파래 추출물의 ADH 및 ALDH 활성 모두 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였고, 각각 농도 0.
납작파래 추출물의 수율 측정 결과는 Table 1에 나타내었다. 납작파래의 각 용매 추출물의 수율은 EtOH을 사용한 추출물은 9.55%, MeOH을 사용한 경우에는 10.52%, 열수를 사용한 고온고압 추출조건에서는 25.67%로 나타났다. 각 용매에 따른 납작파래 추출물의 수율을 비교하면 열수＞MeOH＞EtOH 추출물 순으로 수율이 높은 것으로 확인되었다.
항고혈압 관련 실험인 ACE 저해활성 실험에서는 MeOH 추출물이 높은 저해활성을 나타냈고, 납작파래 추출물의 항치매 관련 BACE1의 저해활성을 측정한 결과 모든 추출물에서 높은 저해활성이 확인되었다. 본 실험에서 실시한 항산화, 항고혈압 및 항치매 활성 실험 결과 유기용매 추출물에서 높은 활성이 나타나는 것으로 확인되었다. 이상의 연구 결과에서 납작파래 추출물은 알코올 분해대사 관련 ADH와 ALDH 활성, 항고혈압 관련 ACE 저해활성 및 항치매 관련 BACE1 저해활성을 포함한 다양한 생리기능성 물질이 존재할 것으로 판단되어, 기능성식품 및 의약품 소재 분야에서 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.
한편, 납작파래 추출물의 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과, EtOH 추출물은 2.55 mg QE/g, MeOH 추출물은 3.71 mg QE/g, 열수 추출물은 18.59 mg QE/g으로 열수＞MeOH＞EtOH 추출물 순으로 총 플라보노이드를 함유하고 있는 것으로 확인되었다. Ahn et al.
납작파래 추출물의 다양한 생리활성을 측정한 결과, 알코올 분해대사 관련 ADH, ALDH 활성은 농도의존적으로 증가하였다. 항고혈압 관련 실험인 ACE 저해활성 실험에서는 MeOH 추출물이 높은 저해활성을 나타냈고, 납작파래 추출물의 항치매 관련 BACE1의 저해활성을 측정한 결과 모든 추출물에서 높은 저해활성이 확인되었다. 본 실험에서 실시한 항산화, 항고혈압 및 항치매 활성 실험 결과 유기용매 추출물에서 높은 활성이 나타나는 것으로 확인되었다.

후속연구

05 mg/mL에서 열수 추출물만이 111%의 활성을 나타냈다. 따라서, 이러한 결과를 종합해 보면 납작파래의 EtOH, MeOH 및 열수 추출물은 높은 알코올 분해능과 숙취해소능이 있는 것으로 생각되며, 납작파래 추출물은 숙취해소 소재로서 상품화 가능성이 높을 것으로 생각된다.
본 실험에서 실시한 항산화, 항고혈압 및 항치매 활성 실험 결과 유기용매 추출물에서 높은 활성이 나타나는 것으로 확인되었다. 이상의 연구 결과에서 납작파래 추출물은 알코올 분해대사 관련 ADH와 ALDH 활성, 항고혈압 관련 ACE 저해활성 및 항치매 관련 BACE1 저해활성을 포함한 다양한 생리기능성 물질이 존재할 것으로 판단되어, 기능성식품 및 의약품 소재 분야에서 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.
해조류는 소화 흡수율이 낮고 영양가가 낮아 영양학적 측면에서 관심을 끌지 못하였으나, 무기질, 비타민 및 식이섬유소가 풍부하고, 다양한 생리활성 물질들이 함유되어 있는 것으로 알려지면서 새로운 개발자원으로서 인식되어 이를 이용한 높은 부가가치를 지닌 기능성 소재를 개발할 수 있을 것으로 사료된다(Choi, 2016; Shin, 2018; Lee at al., 2019). 특히, 해조류에는 육상 식물체보다 더욱 다양하고 항산화 활성이 우수한 phytochemicals이 함유되어 있어 해조류 추출물을 이용하여 생리활성을 돕는 바이오 소재에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다(Kim and Jeong, 2014; Baek et al.

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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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