kfas

(1)

886

서 론

현대의도시화와공업화로인한환경오염과서구화된식생활 변화로인하여고혈압

,

당뇨

,

고지혈증

,

뇌혈관및심혈관계질 환등의대사질환발병률및사망률이증가하는추세에있다

.

특 히노령층인구의증가로성인병을비롯한노화및암등을예 방하기위해건강지향적인제품을구입하는소비자들이큰폭 으로증가하고있다

.

이에따라

,

건강증진을위한다양한건강 기능성식품및의약품소재에대한관심이높아지면서천연물

,

농

·

수산물및해양생물로부터생리기능성을가진생리활성물 질에대한많은연구가활발히진행되고있다

(Cho and Choi, 2010; Lee et al., 2016; 2020a).

^이러한^{생리활성물질에}^관한 연구의대부분은육상생물로부터많이이루어져왔는데그연

구대상의한계와환경오염등으로인하여최근해양생물이육 상생물의대체자원으로주목받고있다

(Byun and Kim, 2005;

Lee, 2011).

해양생물은육상생물에비하여특유의대사과정과

독특한생육환경으로인하여다양한생리활성물질을가지고 있는것으로보고되었다

.

최근엔해양동물

,

해조류

,

해양미생 물등다양한해양생물유래기능성및생리활성물질에대한연 구가진행되어왔으며

,

^생리활성^물질에^관한^연구^결과를^토

대로건강기능성식품및의약품소재로개발되고있다

(Kwon

and Youn, 2017).

해양생물중에서도해조류는다양한기능성 물질을함유하고있는것으로확인되어식품

,

화장품및의약품

소재개발을위한유용한자원중하나로평가되고있다

(Lee et

al., 2017).

^톳

(Hizikia fusiformis)

^은^갈조류^{모자반과에}^속하며

형태는원주상줄기로체장

20-100 cm

까지성장하는다년생

추출용매에 따른 톳(Hizikia fusiformis) 추출물의 항산화 및 생리활성 비교

이연지·전유진

¹

·김용태*

군산대학교 식품생명공학전공, ¹제주대학교 수산생명의학전공

Comparison of Antioxidant and Physiological Activities of Various Sol- vent Extracts from Hizikia fusiformis

Yeon-Ji Lee, You-Jin Jeon¹ and Yong-Tae Kim*

Department of Food Science and Biotechnology, Kunsan National University, Gunsan 54150, Korea

1Department of Marine Life Sciences, Jeju National University, Jeju 63243, Korea

The seaweed Hizikia fusiformis is rich in protein, carbohydrates, vitamins, and minerals. This study investigated the antioxidant and physiological activities of H. fusiformis extracts prepared with 70% ethanol, 80% methanol, or distilled water. The extraction yields of these various solvent extracts were as follows: ethanol extract, 15.26%;

methanol extract, 17.95%; and water extract, 45.62%. The methanol extract showed the highest total polyphenol content (24.06 mg GAE/g), but total flavonoid content was similar in all extracts. ABTS (2,2'-Azino-bis(3-ethylben- zothiazoline-6-sulfonic acid)) radical scavenging activity was highest in the ethanol extract (IC

₅₀

: 0.90 mg/mL), while the methanol extract exhibited the strongest DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging activity (IC

₅₀

: 8.09 mg/mL), reducing power (EC

₅₀

: 0.40 mg/mL), and ferric reducing antioxidant power (0.28 mM). By contrast, tyrosinase and α-glucosidase inhibitory activities were higher in the ethanol extract than in the other extracts. The high BACE1 (β-secretase) inhibitory activity was observed in the ethanol extract (IC

₅₀

: 1.03 mg/mL). These results indicate that H. fusiformis ethanol extracts may be useful for their antioxidant and functional properties in food and pharmaceutical materials.

Keywords: Antioxidative activity, Anti-dementia, BACE1, Hizikia fusiformis , Physiological activity

*Corresponding author: Tel: +82. 63. 469. 1824 Fax: +82. 63. 469. 7448 E-mail address: [email protected]

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Received 15 October 2020; Revised 10 November 2020; Accepted 25 November 2020 저자 직위: 이연지(대학원생), 전유진(교수), 김용태(교수)

https://doi.org/10.5657/KFAS.2020.0886

Korean J Fish Aquat Sci 53(6), 886-893, December 2020

(2)

해조류이다

.

^주로^아시아^해안에서^많이^분포하고^있으며

,

^한국 에서는서

·

남해안및제주도에서많이서식하고있다

.

한국에서 의톳생산량은

2010

년

21,133

톤

; 2019

년

33,477

톤으로지역 적

,

계절적영향없이안정적인공급과표준화된생산기술을통 해연간약

2-4

만톤정도생산하고있으며

,

건강식품

,

의약품및 화장품등다양한분야에서많은연구가진행되고있는해조류 이다

(Lee et al., 2020a; Statistics Korea, 2020).

일반적으로톳 은무기질과다당류로구성되어있으며

,

특히

,

천연정미성분인 아미노산

(glutamic acid

및

aspartic acid)

과식이섬유및칼슘

,

철

,

요오드같은무기질

,

비타민등이풍부한식품으로알려져 있다

(Lee et al., 2016).

^더구나

,

^톳은^항산화^효과

(Siriwardhana et al., 2003; Kim et al., 2013),

항균성효과

(Kim et al., 1994),

항염증효과

(Kwon et al., 2015)

및인간피부섬유아세포보호 효과

(Cui et al., 2019)

등의기능성효과가있다고보고되어있 으나

,

감태

,

다시마

,

미역등에비해연구의다양성이부족할뿐 만아니라생리활성물질탐색및각종질병관련연구도다소미 비한실정이다

(Cui et al., 2019).

따라서본연구에서는해조다 당류가풍부하고면역력증강및생리활성효과가우수한기능 성소재인톳의생리기능성물질을대량획득하기위하여톳을 증류수

,

에탄올및메탄올을용매로사용하여톳추출물의유용 성분의획득증대및다양한생리활성의분석을통해추출용매 의효과를규명하여톳추출물의항산화및생리기능성소재개 발의기초자료로제공하고자하였다

.

재료 및 방법

실험 재료 및 시약

본실험에사용된톳

(Hizikia fusiformis)

^은^{완도산으로}^건조 된것을군산공설시장에서구입하여

,

분쇄하여분말형태로만 들어추출물제조에사용하였다

.

항산화활성및생리활성을측 정하기위하여

Folin-Ciocalteu’s reagent, gallic acid, quercetin, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-eth- ylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, vitamin C, mushroom tyrosi- nase, 3,4-dihydroxy-L-phenylalamine (L-DOPA), kojic acid, angiotensin I-converting enzyme (ACE), hippuryl-his-leu (HHL) acetate salt, captopril, acetylcholinesterase (AChE), acetylthiocholine iodide (ATC), 5,5’-dithio-bis-2-nitrobenzoic acid (DTNB)

등은

Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)

에서구입하여사용하였다

. yeast α-glucosidase, ρ-nitrophenol- α-glucopyranoside

^는

Wako Chemical Co. (Kanagawa, Japan)

에서구입하여사용하였다

.

그밖의모든시약은분석용특급시 약을구입하여사용하였다

.

톳 추출물의 제조

건조된톳을분쇄기

(FM700SS, Hanil, Seoul, Korea)

로곱게

분쇄한후

3

^가지^용매

(

^증류수

, 70% ethanol, 80% methanol)

^를 사용하여각각의톳추출물을제조하였다

.

증류수를용매로사 용한추출은톳

50 g

과증류수

200 mL

를비닐팩에넣어공기 가들어가지않도록잘밀봉한후

,

초고압추출장치

(ISA-CIP- S30-200, Ilshin autoclave, Daejeon, Korea)

를이용하여

300 MPa

^의^압력으로

3

^시간^동안^{실행하였다}

.

^초고압^공정이^끝난 시료를추출

flask

에넣고증류수

300 mL

를더첨가하여

100°C

에서

3

시간더추출하였다

.

유기용매를사용한추출은

70%

ethanol

과

80% methanol

을추출용매로각각사용하여시료

50 g

에각추출용매를시료대비

20

배의양으로첨가하여

25°C

에서

24

^시간^동안

shaking incubator (120 rpm)

^에서^추출하였 다

.

각용매별로추출한톳추출물들을여과한후여액을회수하 였다

.

얻어진각각의추출물들을감압농축하고

,

동결건조한후

에

-20°C

냉동고에보관하면서각종실험에사용하였다

.

색도 측정

각 추출물의 색도는 색차계

(JC801, Color Techno System Co., Ltd., Tokyo, Japan)

를사용하여

L (

명도

), a (

적색도

)

및

b (

황색도

)

값을측정하였다

.

시료당

3

회반복하여측정한뒤그 평균값을나타내었다

.

측정시사용한표준백색판

(calibration plate)

은

L

값이

96.5, a

값은

-0.13, b

값은

-0.05

이었다

.

Total polyphenol 및 Total flavonoid 함량 측정

톳추출물의총폴리페놀함량측정은

Folin-Denis

법을약간 변형한

Shetty et al. (1995)

의방법에준하여수행하였다

.

각시 료

(1 mL)

에

95%

에탄올용액

1 mL

와증류수

5 mL

를넣어혼 합한후

50% Folin-Ciocalteu reagent 0.5 mL

^를^넣고^실온에 서

5

분간반응시켰다

.

여기에

5% Na

₂

CO

₃용액

1 mL

를가한 후실온

∙

암소에서

1

시간동안반응시킨후분광광도계

(Optizen Pop, KLAB, Seoul, Korea)

를이용하여파장

725 nm

에서흡광 도를측정하였다

.

이때표준검량곡선은

gallic acid

를표준물질 로사용하여동일한방법으로작성된표준총폴리페놀함량으 로환산하였다

.

총플라보노이드함량은

Moreno et al. (2000)

의방법을약 간변형하여아래와같이측정하였다

.

각시료용액

(0.5 mL)

에

1.5 mL, 95%

에탄올를혼합한다음

0.1 mL, 10% aluminum nitrate

^와

0.1 mL, 1 M potassium acetate

^를^차례로^가하여^혼 합한후실온에서

3

분간반응시킨다음증류수

2.8 mL

를가하 여혼합한후실온에서

30

분간반응시킨후파장

415 nm

에서 흡광도를측정하였다

. Quercetin

을표준물질로사용하여동일 한방법으로작성된표준곡선으로부터총플라보노이드함량 으로환산하였다

.

ABTS 라디칼 소거활성 측정

ABTS [2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)

diammonium salt, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA]

(3)

radical

^소거능은

ABTS

⁺

radical decolorization assay (Re et al., 1999)

방법을이용하여 측정하였다

. 7.4 mM

의

ABTS

와

2.6 mM potassium persulfate

를 동량 혼합하여 실온

∙

암소에 서

24

시간동안방치하여

radical

을형성시킨다음실험직전에

ABTS

용액을

734 nm

에서흡광도가

1.000±0.030 (mean±SD)

가되도록

phosphate-buffered saline (pH 7.4)

^으로^희석하여^사 용하였다

.

추출물

50 μL

에

ABTS

용액

950 μL

를첨가하여암

소에서

10

분간반응시킨 후

734 nm

에서흡광도를 측정하여

계산식

, ABTS

⁺

radical scavenging ability(%)=[(Control

₇₃₄

– Sample

₇₃₄

)/Control

₇₃₄

]×100

에 의하여 활성을 산출하였다

. IC

₅₀

value (mg/mL)

^는

50%

^의

ABTS

⁺

radical

^{소거활성을}^나타 내는시료의농도

(mg/mL)

로정의하였다

.

DPPH 라디칼 소거활성 측정

시료의 산화방지 활성을 측정하기 위하여 자유라디칼인

DPPH

를 사용한 라디칼 소거활성의 측정은

Blois (1958)

의 방법을다소수정한

Lee et al. (2017)

^의^방법에^따라^측정하였 다

.

각시료액

(1.5 mL)

에동량의

0.4 mM DPPH radical etha- nolic solution (1.5 mL)

과혼합하고

, 37°C

에서

30

분간반응시 킨후

,

파장

516 nm

에서흡광도를측정하였다

. DPPH

라디칼 소거활성은아래의계산식

, DPPH radical scavenging ability (%)=[(Control

₅₁₇

-Sample

₅₁₇

)/Control

₅₁₇

]×100

^에 ^의하여 ^활성 을산출하였으며

, IC

₅₀

value (mg/mL)

는

50%

의

DPPH

소거활 성을나타내는시료의농도

(mg/mL)

로정의하였다

.

이때

,

대조 구는

(Control

₅₁₇

)

는시료용액대신탈이온수를가하여측정한 흡광도를나타내었다

.

환원력 측정

환원력

(reducing power)

은

Oyaizu et al. (1988)

의방법을일 부수정한

Lee et al. (2020b)

의방법으로측정하였다

.

각시료용 액

(1 mL)

에

1 mL

의

0.2 M sodium phosphate

완충액

(pH 6.6)

과

1 mL

의

1% (w/v) potassium ferricyanide

을차례로가하여 혼합한후

, 50°C

^의^{항온수조에서}

20

^분^동안^{반응시켰다}

.

^이^반 응액에

1 mL

의

10% (w/v) trichloroacetic acid (TCA)

를가하 여반응을정지시킨후

,

원심분리

(1,890 g, 10

^분

)

하였다

.

상층 액

1.5 mL

에

1.5 mL

의증류수와

0.3 mL

의

0.1% (w/v) ferric chloride

용액을혼합하여

, 10

분동안실온에서정치한후

,

파장

700 nm

^에서^흡광도를^측정하여^{환원력으로}^{나타내었으며}

,

^흡

광도가높을수록환원력이큰것을의미한다

. EC

₅₀

value

는흡 광도값이

0.5

를나타내는시료의농도

(mg/mL)

로정의하였다

. FRAP value 측정

FRAP (Ferric reducing antioxidant power)

에의한환원력측 정은

Benzie and Strain (1996)

^의^방법을^사용하여^{측정하였다}

. 300 mM acetate buffer (pH 3.6), 40 mM HCl

에용해한

10 mM TPTZ (2,4,6-tripyridyl-s-triazine)

및

20 mM FeCl

₃

· 6H

₂

O

를 각각

10:1:1 (v/v/v)

의비율로혼합하여

FRAP

시약을제조하

였다

.

^이어서^여러^가지^농도의^시료액

0.15 mL

^와

3.0 mL

^의

FRAP

시약을혼합하여

37°C

에서

5

분간반응시킨후

593 nm

에서흡광도를 측정하였다

. FeSO

₄

· 7H

₂

O

를표준물질로사용 하여동일한방법으로얻은표준검량선으로부터

FRAP valve (mM)

를계산하였다

.

Tyrosinase 저해활성 측정

각시료용액의

tyrosinase

저해활성은

Iida et al. (1995)

의방 법을다소수정하여다음과같이측정하였다

. 300 μL

의시료용 액은

900 μL

의

mushroom tyrosinase (50 Unit/mL)

와

1.5 mL

의

50 mM Phosphate buffer (pH6.8)

을혼합하여실온에서

30

분동안전단계반응을실시한후

, 300 μL

^의

10 mM 3,4-dihy- droxy-L-phenylalamine (L-DOPA)

용액을가하여

,

파장

475 nm

에서

20

분동안

1

분간격으로생성되는

dopachrome

의흡 광도를모니터링하면서측정하였다

. Tyrosinase

저해활성

(%)

은 다음 식

, Tyrosinase inhibitory activity (%)=[(Control

₄₇₅

- Sample

₄₇₅

)/Control

₄₇₅

]×100

^을^통하여^{계산하였다}

.

^여기서^대 조구

(Control

₄₇₅

)

는시료대신탈이온수를가하여측정한흡광 도를의미하였다

.

α-Glucosidase 저해활성 측정

각시료의

α-glucosidase

저해활성은

Watanabe et al. (1997)

의

chromogenic assay

^법에 ^따라

ρ-nitrophenol glucoside

^를 이용하여 측정하였다

. Yeast α-glucosidase

를 반응용액

(100 mM phosphate buffer, pH 7.0, 0.2% bovine serum albumin

및

0.02% NaN

₃

)

에녹여

0.7 U/mL

로제조하여효소용액으로 사용하였고

,

기질용액은

ρ-nitrophenyl-α-glucopyranoside (5 mM)

^을^동일한^{반응용액에}^녹여서^{제조하였다}

.

^반응은^효소용 액

100 μL

와시료용액

20 μL

를

well

에넣고혼합하여

405 nm

에서 흡광도

(time zero)

를측정하였다

.

실온에서

5

분간

incu- bation

한다음

,

기질용액

100 μL

를첨가하여실온에서

5

분간

incubation

한후흡광도를측정하여증가된흡광도변화를계

산하였다

.

^이때^실험의^{대조군으로는}

α-glucosidase

^저해제로 알려진

acarobose

를사용하였다

.

효소활성의저해정도는다음 식

, α-Glucosidase inhibitory activity (%)=[1-(Sample

₄₀₅

/Con- trol

₄₀₅

)]×100

에따라산출하였으며

, control

은시료무첨가구 의흡광도변화값을나타내었다

.

BACE1 (β-Secretase) 저해활성 측정

각시료의

BACE1 (β-Secretase)

효소활성은

Lee (2017)

의방 법에따라측정하였다

.

본실험에사용한

BACE1

효소는

Lee (2017)

의방법에따라정제한효소를사용하였고

,

기질

(MO- CAc-SEVNLDAEFRK(Dnp)RR)

은

Peptron Co. (Daejeon,

Korea)

^에서^합성^및^정제하여^{사용하였다}

.

^일반적인^저해활성

은

black 96-microwell plate

에

0.1 M sodium acetate buffer

(pH 4.0) 225 μL, BACE1 10 μL

및각시료

10 μL

를순서대 로첨가하고잘혼합하여

37°C

에서

30

분간

preincubation

을한

(4)

를첨가하여

37°C

에서

15

분간효 소반응을측정하였다

.

효소반응은기질첨가로시작되고

,

효 소활성은

microplate reader (Infinte F200, Tecan, Männedorf, Switzerland)

를사용하여

Ex 328/Em 393 nm

에서연속적으로 형광강도를측정하여초기반응속도를분석하였다

.

^{대조구로는} 시료대신

0.1 M sodium acetate buffer (pH 4.0) 10 μL

를가하 여측정하였으며

,

저해활성의계산은다음식

, BACE1 inhibi- tory activity(%)=[100-(SV/CV)]×100

과 같이 산출하였다

. SV,

시료존재하의초기반응속도

; CV,

대조구의초기반응속도

. 통계처리

실험결과는

SPSS 22.0 package program (SPSS Inc., Chi- cago, IL, USA)

으로통계처리하여

3

회측정한값의평균

±

표 준편차로나타내었다

.

각시료간의유의성검정은분산분석

(ANOVA)

을한후

P<0.05

수준에서

Duncan’s multiple range test

^에^따라^분석하여^시료^간^유의적^차이를^{검증하였다}

.

결과 및 고찰

톳 추출물의 수율 및 색도 분석

톳에함유되어있는생리기능성물질의대량획득및미량의 유용성분을추출하기위하여

70% EtOH, 80% MeOH

및증 류수를추출용매로사용하여 각각톳추출물을 제조하였다

. EtOH

및

MeOH

를추출용매로사용할때에는실온에서

24

시 간동안

shaking incubator

에서톳추출물을제조하였으나

,

증 류수로추출할경우에는추출물의수율을증대시키기위하여 초고압추출조건에서톳추출물을제조하였다

.

각각의톳추출 물의수율및색도측정결과는

Table 1

과같다

. EtOH

를사용 한톳추출물의수율은

11.40%, MeOH

를사용한경우의수율 은

17.95%,

증류수를사용한초고압추출조건에서는

45.62%

로나타났다

.

^각^용매에^따른^톳^추출물의^수율을^비교하면^초 고압증류수

> 80% MeOH> 70% EtOH

용매순으로톳추출 물의수율이많은것으로나타났으며

,

특히초고압증류수추 출의경우다른추출방법보다약

2.5

배정도추출물획득수 율이향상되는것으로확인되었다

.

이러한결과는

Kwon and Youn (2015)

^의^{추출방법에}^따른^톳^추출물의^연구와^유사한^경 향을보였는데

,

톳은섬유질이많아일반적인용매로추출한방 법으로는용출되지않았던다양한물질들이초고압처리를통

해조직과세포막의변형으로인해용매들이세포안으로쉽게 들어감으로서기존물질들의용출량이증가할뿐만아니라새 로운물질도용출되어수율이높게나타나는것으로생각된다

(Kwon and Youn, 2015).

톳추출물제조시추출용매를달리한각추출물의색도를측 정한결과

,

^명도를^나타내는

L (lightness)

^값의^경우

EtOH

^추 출물은

47.00

로가장낮은값을나타냈으나

, MeOH

및초고 압증류수추출물은

71.48

및

76.57

로높은경향을보였으며

,

각첨가량간에유의적인차이를보였다

(P<0.05).

적색도를나 타내는

a (redness)

값은

EtOH

추출물이

17.02

로가장높았고

, MeOH

^추출물이

4.48

^로^가장^낮았다

.

^또한^황색도를^나타낸

b (yellowness)

값은초고압증류수추출물이

45.69

로가장낮았 으나

, EtOH

및

MeOH

추출물은

57.01

및

58.91

로높은값을 나타내었다

. Lee et al. (2016)

은갈조류인톳에는

Chlorophyll A&C, β-carotene

및

fucoxanthin

등여러색소들이다량함유 되어있어가열처리시톳의색소들이용출된다고보고하였고

, Kwon and Youn (2015)

은추출방법에따른톳추출물의성분 및추출양에차이가있다고보고하였다

.

따라서

,

톳추출물제 조시추출방법및추출용매에따라톳에함유되어있는다양 한천연색소및생리활성물질의용출유무및용출양의차이에 따라각추출물의색도결과에영향을미치는것으로생각된다

. 톳 추출물의 Total polyphenol 및 Total flavonoid 함량 분석

톳추출물제조시추출용매를달리한톳추출물들의총폴리 페놀함량및총플라보노이드함량을측정한결과는

Table 2

에나타내었다

.

^톳을

70% EtOH

^로^추출한^톳^추출물의^총^폴리 페놀함량은

13.04 mg GAE/g

이고

, 80% MeOH

톳추출물은

24.06 mg GAE/g,

초고압증류수톳추출물은

6.91 mg GAE/

g

로 확인되었다

.

즉

,

톳 추출물의 폴리페놀 함량은

MeOH>

EtOH>

증류수추출물순으로폴리페놀함량이높게나타났다

. Lee (2013)

^는^톳^에탄올^추출물의^폴리페놀^함량은

46.59 mg/

g

으로보고하였나

, Kim et al. (2015)

은톳의에탄올추출물은

19.89 mg/g,

열수추출물은

16.44 mg/g

으로보고하여본연구 에서측정한톳추출물의폴리페놀함량과다소차이가나는것 으로나타났다

.

이러한결과의차이는톳의채취시기

,

장소

,

추 출방법및용매등에따라다소차이가발생하는것으로생각 된다

.

한편

,

각종용매에따라추출한톳추출물의총플라보노

Table 1. Comparison of the extraction yields and color values of various solvent extracts from Hizikia fusiformis

Sample Yield

(%) Color value

Lightness (L) Redness (a) Yellowness (b)

70% EtOH extract 11.40 47.00±0.17^c,1,2 17.02±0.05^a 57.01±0.05^b

80% MeOH extract 17.95 71.48±0.20^b 4.48±0.08^c 58.91±0.04^a

Water extract 45.62 76.57±0.06^a 10.62±0.05^b 45.69±0.06^c

1Value are mean±SD (n=3). ²Means with different letters in a column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.

(5)

이드함량은

7.99-8.43 mg QE/g

으로톳추출물제조시추출용 매에따른총플라보노이드함량의유의적인차이가없는것으 로나타났다

.

^따라서^톳^추출물^제조^시^추출^용매에^따라^총^폴 리페놀의용출양은차이가있지만총플라보노이드의용출양 은추출용매에따른차이는없는것으로확인되었다

.

플라보노

이드는주로

anthocyanidins, flavonols, flavones, cathechins

^및

flavanones

등으로구성되어있어폴리페놀에비하여플라보노

이드는추출용매에따른용출양의차이는적은것으로생각된 다

(Middleton and Kandaswami, 1994).

톳 추출물의 항산화 활성

톳추출물제조시추출용매로

70% EtOH, 80% MeOH

^및^증 류수를사용한톳추출물들의농도에따른

ABTS

및

DPPH

라 디칼소거활성을측정한결과는

Fig. 1

에나타내었고

,

각추출 물의

ABTS

및

DPPH

라디칼소거활성에관한

IC

₅₀는

Table 3

와같다

.

각용매별톳추출물의

ABTS

라디칼소거활성의경우 추출물의농도에비례하여증가하는경향을보였다

.

^톳^추출물 의농도가

0.1-1 mg/mL

의농도의범위에서는

EtOH

추출물이 가장높은

ABTS

라디칼소거활성을나타났으나

, 2 mg/mL

농 도에서는

MeOH

추출물이

EtOH

추출물보다약간높은활성을 보였다

. ABTS

라디칼소거활성의

IC

₅₀은

EtOH

추출물

, 0.90 mg/mL; MeOH

^추출물

, 0.96 mg/mL;

^증류수^추출물

, 1.64 mg/

mL

순으로나타나

, ABTS

라디칼소거활성은

EtOH> MeOH>

증류수추출물순으로높은것으로확인되었다

.

각추출용매별톳추출물의

DPPH

Fig.

1B

에나타낸것과같이각추출물의농도에비례하여증가하

는경향을보여준다

. 10 mg/mL

^농도에서^각^추출물의

DPPH

라디칼소거활성을 측정한결과

80% MeOH

추출물의경우

58.87%

의소거활성을보였으나

, EtOH

및증류수추출물에서 는각각

28.50%, 27.57%

로나타나

, MeOH

추출물의약

50%

에불과한것으로확인되었다

.

더구나

, DPPH

라디칼소거활 성의

IC

₅₀^은

MeOH

^추출물

, 8.09 mg/mL;

^증류수

, 20.93 mg/

mL; EtOH

추출물

, 23.20 mg/mL

인것으로확인되어

DPPH

Table 2. Total polyphenol and total flavonoid contents of various solvent extracts from Hizikia fusiformis

Sample Total polyphenol

(mg GAE/g) Total flavonoid (mg QE/g) 70% EtOH extract 13.04±0.53^b,1,2 7.99±0.22â 80% MeOH extract 24.06±0.50â 8.34±0.39â Water extract 6.91±0.05^c 8.43±0.09â

1Values are mean±SD (n=3). ²Means with different letters in a column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.

Fig 1. ABTS (A) and DPPH radical scavenging activities (B) of various solvent extracts from Hizikia fusiformis. ABTS, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt;

DPPH, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl.

(A)

(B)

Table 3. Antioxidant activities of various solvent extracts from Hizikia fusiformis

Sample ABTS (IC₅₀, mg/mL)¹ DPPH (IC₅₀, mg/mL) Reducing Power (EC₅₀, mg/mL)² FRAP value (mM)

70% EtOH extract 0.90 23.20 0.64 0.21

80% MeOH extract 0.96 8.09 0.40 0.28

Water extract 1.64 20.93 1.30 0.13

1The 50% inhibitory concentration (IC₅₀) values (mg/mL) were calculated from a log dose inhibition curve. ²EC₅₀ value for reducing power is expressed as the effective concentration at which the absorbance is 0.5.

(6)

MeOH>

^증류수

> EtOH

^추출물^순으로^높 은것으로확인되었다

. Kim et al. (2015)

은톳열수추출물및 에탄올추출물

1 mg/mL

농도의

ABTS

라디칼소거능은각각

30.89%

및

38.69%

이었으나

, DPPH

라디칼소거능은두추출

물모두

0-5%

정도의미미한활성만이나타난다고보고하였고

,

Siriwardhana et al. (2003)

^은^톳^추출물의^라디칼^{소거활성은} 추출용매의존적이라고보고하여

,

본연구에서다양한용매로 추출한톳추출물들의

ABTS

및

DPPH

라디칼소거활성결과 와유사한것으로나타났다

.

EtOH, MeOH

및 증류수로추출한톳추출물의 환원력

(re-

ducing power)

^및

FRAP value

^를^측정한^결과는

Table 3

^에^나 타내었다

.

각추출용매

(MeOH, EtOH,

증류수

)

에따른톳추출 물의환원력은전체적으로농도의존적으로증가하는경향을 보였으며

(

결과생략

),

각추출용매별톳추출물의환원력

(EC

₅₀

, mg/mL)

은

MeOH

추출물이

0.40 mg/mL

이고

, EtOH

추출물 은

0.64 mg/mL,

^증류수^추출물은

1.30 mg/mL

^로^나타났다

.

^즉

,

톳추출물의환원력은

MeOH> EtOH>

증류수추출물순으로 높은것으로확인되었다

.

추출용매에따른톳추출물의

FRAP value

를측정한결과는

MeOH

추출물은

0.28 mM, EtOH

추출 물은

0.21 mM,

증류수추출물은

0.13 mM

로나타났다

.

실험결 과

MeOH> EtOH>

^증류수^추출물^순으로

FRAP value

^가^높 았다

.

이는총폴리페놀함량이환원력및

FRAP value

의결과 와비슷한경향을나타내었는데

,

총폴리페놀함량과환원력및

FRAP value

와밀접한관계가있다고보고한

Lee et al. (2014)

의연구결과와유사한결과를나타내었다

.

Tyrosinase 및 α-glucosidase 저해 활성

추출용매에따른톳추출물의

tyrosinase

저해활성

(%)

으로살 펴본미백효과와

α-glucosidase

저해활성으로살펴본항당뇨 효과에대한비교

·

_분석_결과는

Table 4

에나타내었다

. Tyrosi- nase

는피부의표피기저층에존재하는멜라노사이트에서

ty-

rosine

^을^산화시켜^멜라닌의^생성을^{촉진시키는}^효소로서^이들

의활성억제는피부미백과노화방지에매우중요하다

(Choi et al., 2011).

따라서피부의멜라닌색소침착제어및억제와밀접 한관련이있는

tyrosinase inhibitor

는의학및화장품분야에서 관심이증가하는추세이다

.

각용매별톳추출물은

5 mg/mL

의 농도에서

tyrosinase

^저해^활성을^측정한^결과

EtOH

^추출물은

51%, MeOH

^추출물은

24%,

^초고압^증류수^추출물은

20%

^의 저해활성을나타내었고

,

위의

3

가지추출용매중

EtOH

를용매 로추출한톳추출물의

tyrosinase

저해활성이가장높은것으 로확인되었다

. Choi et al. (1998)

은톳메탄올추출물이

1 mg/

mL

농도에서

24%

의

tyrosinase

저해활성을나타낸다고보고 하였고

, Jeon et al. (2012)

^은^톳^에탄올^추출물

0.1 mg/mL

^농도 에서

44%

의

tyrosinase

저해활성을나타낸다고보고하였으며

, Kwon and Youn (2017)

은톳초고압추출물

1 mg/mL

농도에 서

40%

의

tyrosinase

저해활성을나타낸다고보고하여

,

본연구 결과와다소차이가나는것으로확인되었다

.

이러한

tyrosinase

저해활성의차이는톳의채취장소및계절

,

^보관^기간^및^방법 을비롯하여톳추출물의추출용매

,

추출방법및

tyrosinase

저 해활성측정방법등의차이에서오는결과로생각된다

.

당뇨병은고혈당상태가지속되는질환으로이환율이높고고 혈당상태의지속에따른다양한합병증으로인한사망률이높 은만성퇴행성대사질환이다

(Ali et al., 2017). α-Glucosidase

는소장점막의

brush-border membrane

에존재하는효소로음 식물중의전분을포도당과같은단당으로분해하는역할을담 당하는효소로당뇨병의핵심적인효소이다

(Kim et al., 2014).

당뇨병을억제하기위하여다양한추출용매를사용한톳추출 물의

α-glucosidase

^저해^활성을^측정하여^혈당상승^억제제로 서활용가능성을검토하였다

. EtOH, MeOH

및증류수로추출 한톳추출물은

5 mg/mL

농도에서

α-glucosidase

저해활성을 측정한결과

EtOH

추출물은

37.20%, MeOH

추출물은

4.07%

이었으나

,

초고압증류수추출물에서는

0.33%

로저해활성이 없는것으로확인되었다

.

^이러한^결과는

Kim et al. (2015)

^의^톳 추출물의

α-glucosidase

저해활성연구에서열수추출물은약

4%, EtOH

추출물은약

40%

저해활성이있는것으로보고하여 본연구결과와상대적으로유사한결과를보였다

.

톳 추출물의 항치매 효과

치매는신경세포의노화에의한퇴행성뇌질환으로뇌혈관성 치매와알츠하이머병으로분류한다

.

뇌혈관성치매는그원인 이명확히구명되어있어진단및치료가용이하지만

,

알츠하

이머병은 정확한발병기전과원인이밝혀져있지않다

(Park

et al., 2014).

이질병의원인중하나인이상단백질축적설은

β-amyloid

^라는

40-42

^개의^{아미노산으로}^구성된^{펩타이드가}^과 도하게만들어져뇌세포에축적되면

,

뇌의신경세포기능이떨 어져서알츠하이머병이발생한다고추정하고있다

. β-Amyloid

는

amyloid precursor protein (APP)

의베타와감마부위가각 각

β-secretase

와

γ-secretase

라는효소에의해절단되어생성된 다

(Park et al., 2014).

^본^{연구에서는}^{알츠하이머병을}^억제하

기위하여톳추출물의

APP

의베타부위를절단하는

BACE1

(β-secretase)

의저해활성을측정하여알츠하이머병의예방및 억제활성을검토하였다

.

추출용매에따른톳추출물의각농 도별

BACE1

의저해활성을측정한결과및

IC

₅₀는

Fig. 2

와 Table 4. Tyrosinase, α-glucosidase and BACE1 inhibitory activi-

ties of various solvent extracts (5 mg/mL) from Hizikia fusiformis

Sample Inhibitory activity (%)

Tyrosinase α-Glucosidase BACE1 70% EtOH extract 51.00±1.37¹ 37.20±0.17 100.13±0.23 80% MeOH extract 24.33±12.11 4.07±0.03 68.10±0.10 Water extract 20.36±3.49 0.33±0.49 110.00±0.90

1Values are mean±SD (n=3).