초록 ▼

1) 연구목적
본 과제의 최종 연구개발목표는 갈조류 중 우리나라에서 양식 수확량이 많으며 점질다당 함량이 높다고 알려진 다시마와 미역포자엽으로 부터 항종양 및 항혈액응고 활성을 지니는 것으로 알려진 황산화푸코스다당인 푸코이단을 수율이 뛰어난 농축물로 제조하고자 다양한 추출방법에 의한 갈조류 분해법을 탐색하고y 특히 효소분해법에 의한 푸코이단모액을 조제하여 고수율의 푸코이단을 정제하고자 하였다.
2) 연구 내용
① 갈조류 분해법 탐색: 원료엽체의 연화방법검토(열수추출, 산분해추출, 효소분해추출법) 성분변화분석, 전당

1) 연구목적
본 과제의 최종 연구개발목표는 갈조류 중 우리나라에서 양식 수확량이 많으며 점질다당 함량이 높다고 알려진 다시마와 미역포자엽으로 부터 항종양 및 항혈액응고 활성을 지니는 것으로 알려진 황산화푸코스다당인 푸코이단을 수율이 뛰어난 농축물로 제조하고자 다양한 추출방법에 의한 갈조류 분해법을 탐색하고y 특히 효소분해법에 의한 푸코이단모액을 조제하여 고수율의 푸코이단을 정제하고자 하였다.
2) 연구 내용
① 갈조류 분해법 탐색: 원료엽체의 연화방법검토(열수추출, 산분해추출, 효소분해추출법) 성분변화분석, 전당 및 구성당분석, 분자량감소측정, 황산기, 우론산측정으로 적절한 갈조류 유래 푸코이단 모액제조법을 선정함.
② 분해법의 대량생산 공정화: 푸코이단 모액의 수율과 산업적응용가능성 탐색.
전처리공정 탈염, 함수율조절공정을 탐색, SC1의 갈조류 대량생산 공정실험.
③ 가수분해액으로부터 푸코이단 정제 : 가수분해액으로 부터 다당액의 정제 조푸코이단 분리/ 푸코이단 정제 및 순도 분석.
④ 정제 푸코이단의 항혈액응고 및 항암기능성 탐색.
항혈액응고활성측정 (APTT, TT, PT), 혈소판응집저해, 응고 factor분석, 독성시험, 발암물질에 대한 DNA-Adduct 분석, 항암 및 항혈액응고성 푸코이단의 methylation 분석.
3) 연구결과
-푸코이단 모액 조제법으로는 효소추출에 의한 갈조류의 엽체분해가 가장 적합함.
효소분해법의 분해수율은 최대 85% 로 다른 분해법보다 3 .5배 뛰어남.
-미역포자엽 효소분해물의 구성당 조성은 fucose가 36.18% 인 푸코스 갈락탄 형태임.
-푸코이단 분자량대의 모액제조를 위한 효소분해 대량생산법을 개발하여 평균분자량이 다시마 800Kd, 미역포자엽 720Kd, 점도 70cP 이하의 푸코이단모액을 조제함.
-정제공정으로 다시마에서 LKF-1-4, 미역포자엽에서 MKF-1-3로 총 7개 의 정제 획분을 획득.
그 중에서 MKF-3 및 LKF-4의 수율이 효소분해시 투입되는 갈조류 건조중량의 각각 8.3% 및 10.4 % 로 가장 높게 나타났으며 I 또한 황산기 함량은 40% 이 상의 고순도 푸코이단으로서 생산성이 매우 우수함.
-항혈액응고성 푸코이단으로서 MKF-3는 LA항 체 활성에는 영향을 주지 않았으나 응고과정 중에서 factor VIII, IX, XI, XII 의 활성을 저해하여 내인성 경로에 관여하고, ATIII 의 활성을 증대시켜 응고인자 중 serine proteinase활 성 을 저해함으로써 응고활성을 나타냄.
생체 내에서 40mgjkg 정도에서도 항혈액응고 효과를 보이며/ 생체내 체류시간이 8시 간 이내로 쉽게 배설되는 물질로서/ 급성독성실험에서 높은 안전성을 나타내었다.
-발암물질 AOM을 투여한 후 대장조직에서 분리한 DNA에서의 N7-methylguanine의 생성은 LKF-2 식이를 섭취한 경우 0.31±1.17 nmol/mg DNA로 대조군의 3.22±1.30nmol/mg DNA보다 낮음.
MKF 분획물 식이를 섭취한 동물의 대장조직내 N7-methylguanine 함량 역시 평균값은 대조군과 비교하여 낮으나 활성물질로 판단하기 힘들었다.
-LKF-2는 주결합이 1,3-Fuc 와 1,3,4-Fuc로 나타났으며, MKF-3는 1,3-Fuc 결합이외에 1,3-Gal, 1,4-Gal 결합도 상당량 존재하는 것으로 나타났다. 즉 LKF-3은 대장암 발암성분의 부가생성물 저해 효과를 보이는 황산화된 1,3-Fuc를 주결합으로 하는 푸코이단이며, MKF-3는 항혈액 응고성을 지난 주결합이 1,3-Fuc와 1,3-Gal or 1,4-Gal 결합을 지난 황산화 푸코갈락탄이었다.
-효소분해를 통한 푸코이단베이스액 제조에서 항혈액응고성을 지난 정제 MKF-3는 황산기 함량 47.48%, 푸코스함량 68.54%, 갈락토스함량 13.12%, 분자량 40Kd의 황산화 푸코스갈락탄으로 정제공정 후 MWCO 3,000Da의 한외여과를 통해 투석함으로 농축물 제조가 가능하였고, 수율은 원료 미역포자엽 건조중량대비 8.3%의 고수율 정제품을 획득하였다. 이 결과는 국내 푸코이단 생산업체가 생리활성 기능성이 검증되지 않는 푸코이단을 생산하고 있으며, 이들 제품의 성분이 황산기함량 25%, 푸코스함량 40% 에 수율이 7% 정도인 것을 비교할 때 본 연구에서의 농축제품은 순도가 2배 이상 높은 제품으로 매우 바람직한 성과로 나타났다.

Abstract ▼

1. Research object
To purified fucoidan with anticoagulant or anticancer activities form Lsminsrie japonica and Undaira pinnatifida sporophyll which is known by a lot of sulfated fucose oligosaccharides, especially. In order to acquire highly sulfated fucoidan and abandunt yield ratio, we planed

1. Research object
To purified fucoidan with anticoagulant or anticancer activities form Lsminsrie japonica and Undaira pinnatifida sporophyll which is known by a lot of sulfated fucose oligosaccharides, especially. In order to acquire highly sulfated fucoidan and abandunt yield ratio, we planed to investigate hydrolysis method of brown algae. The vanous methods were hot water extract , acidic decomposition and enzymatic hydrolysis.
The above three methods are convenient for operator to adapt a huge scale producing process that is reason of choose, Among the three, we sticked to develop enzymatic hydrolysis by SCI that had cellular decomposable activity, alginic lyase produced by our past investigation. The one of major skill of this research is to manufacture crude fucoidan base solution. The control key of our research is crude fucoidan base solution having abandant Brix yield ratio and highly sufated saccharides.
2. Research contents
- ① Investigation of decomposing method.
Acidic decomposition, hot water extracting, enzymatic hydrolysis total sugar, reducing sugar, M.W. -riecreasing., sulfate ion, uronic acid test
② Standardization of plant-scale enzymatic hydrolysis processing desalting procedure, water-contained control
③ Purification of hydrolysates
isolation of crude fucoidan, purification and purity test
④ Anticoagulant activity and anticancer test of purified fucoidans
APTT,TT, P'Trtest, inhibition of platelet clotting, toxicity test DNA3. Research result
The best method of crude fucoidan base solution was enzymatic hydrolysis by SCI.
The most content of the compositive sugar was fucose by 36.18% that was fucose-galactan type. To manufacture fucoidan of appropriate molecular range, we developed plant-scale's enzymatic hydrolysis processing and achieved 800kd(M.W,) hydrolysate of Laminaria japonica.
We acquired total 7 fractiontfucoidan) from brown algae, that were LKF fraction(LKF-l~LKF-4)from Leminerie jsponice and MKF(MKF-l~MKF-3) from Undirie pinnetitids sporophyll. MKF-3 was anticoagulant active fucoidan among others.
MKF-3 had no effect in LA activity, but in inhibition of factor Vlll,IX,XI,XII activities.
In mouse intra-body, dose of 40mg/kg had effcet of aiticoagulation, remained time was up to 8 times. MKF-3 was identified of non-toxic by toxicity test. In the test of anticancer which was AOM injection test. LKF-2 was lower than control group by O.31±1.17 nmol/mg DNA contrasted to 3.22±1.30nmol/mg DNA. LKF had major linkage of 1,3-Fuc and 1,3,4,-Fuc. MKF-3 had major linkage of 1,3-Gal or 1,4-Gal.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구개발결과 요약문 ... 4
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과 ... 8
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 8
• 1.1. 연구개발의 필요성 ... 8
• 1.2. 국내외 관련 기술 현황 및 문제점 ... 11
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 18
• 2.1. 실험 재료 및 방법 ... 18
• 2.2. 연구 결과 ... 33
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 52
• 4. 사업화 목표 달성도 및 계획 ... 54
• 4.1. 사업화 목표 달성도 ... 54
• 4.2. 사업화 수준(계획 및 완료 포함) ... 54
• 4.3. 사업화 우수성 ... 57
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 31
• 5. 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 58
• 5.1. 총괄연구개발과제의 연구결과 ... 58
• 5.2. 총괄연구결과 세부내용 ... 59
• 5.3. 향후 성과 추진 계획 ... 72
• 6. 연구개발결과의 파급효과 ... 78
• 6.1. 기술적 파급효과 ... 78
• 6.2. 경제적 파급효과 ... 78
• 6.3. 사회적 파급효과 ... 78
• 7. 참여연구원 편성표 ... 79
• 8. 첨부서류 ... 80
• 9. 참고문헌 ... 82