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Comparison of Antioxidant and Physiological Activities of Various Solvent Extracts from Hizikia fusiformis

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886

Copyright © 2020 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815

서 론

현대의도시화와공업화로인한환경오염과서구화된식생활 변화로인하여고혈압

,

당뇨

,

고지혈증

,

뇌혈관심혈관계 등의대사질환발병률사망률이증가하는추세에있다

.

노령층인구의증가로성인병을비롯한노화등을 방하기위해건강지향적인제품을구입하는소비자들이 으로증가하고있다

.

이에따라

,

건강증진을위한다양한건강 기능성식품의약품소재에대한관심이높아지면서천연물

,

·

수산물해양생물로부터생리기능성을가진생리활성물 질에대한많은연구가활발히진행되고있다

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

이러한생리활성물질에관한 연구의대부분은육상생물로부터많이이루어져왔는데

구대상의한계와환경오염등으로인하여최근해양생물이 상생물의대체자원으로주목받고있다

(Byun and Kim, 2005;

Lee, 2011).

해양생물은육상생물에비하여특유의대사과정과

독특한생육환경으로인하여다양한생리활성물질을가지고 있는것으로보고되었다

.

최근엔해양동물

,

해조류

,

해양미생 다양한해양생물유래기능성생리활성물질에대한 구가진행되어왔으며

,

생리활성물질에관한연구결과를

대로건강기능성식품의약품소재로개발되고있다

(Kwon

and Youn, 2017).

해양생물중에서도해조류는다양한기능성 물질을함유하고있는것으로확인되어식품

,

화장품의약품

소재개발을위한유용한자원하나로평가되고있다

(Lee et

al., 2017).

(Hizikia fusiformis)

갈조류모자반과에속하며

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]

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial Licens (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

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

.

주로아시아해안에서많이분포하고있으며

,

한국 에서는

·

남해안제주도에서많이서식하고있다

.

한국에서 생산량은

2010

21,133

; 2019

33,477

톤으로지역

,

계절적영향없이안정적인공급과표준화된생산기술을 연간

2-4

만톤정도생산하고있으며

,

건강식품

,

의약품 화장품다양한분야에서많은연구가진행되고있는해조류 이다

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

일반적으로 무기질과다당류로구성되어있으며

,

특히

,

천연정미성분인 아미노산

(glutamic acid

aspartic acid)

식이섬유칼슘

,

,

요오드같은무기질

,

비타민등이풍부한식품으로알려져 있다

(Lee et al., 2016).

더구나

,

톳은항산화효과

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

항균성효과

(Kim et al., 1994),

항염증효과

(Kwon et al., 2015)

인간피부섬유아세포보호 효과

(Cui et al., 2019)

등의기능성효과가있다고보고되어 으나

,

감태

,

다시마

,

미역등에비해연구의다양성이부족할 아니라생리활성물질탐색각종질병관련연구도다소 비한실정이다

(Cui et al., 2019).

따라서연구에서는해조 당류가풍부하고면역력증강생리활성효과가우수한기능 소재인톳의생리기능성물질을대량획득하기위하여톳을 증류수

,

에탄올메탄올을용매로사용하여추출물의유용 성분의획득증대다양한생리활성의분석을통해추출용매 효과를규명하여추출물의항산화생리기능성소재개 발의기초자료로제공하고자하였다

.

재료 및 방법

실험 재료 및 시약

실험에사용된

(Hizikia fusiformis)

완도산으로건조 것을군산공설시장에서구입하여

,

분쇄하여분말형태로 들어추출물제조에사용하였다

.

항산화활성생리활성을 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

Wako Chemical Co. (Kanagawa, Japan)

에서구입하여사용하였다

.

밖의모든시약은분석용특급 약을구입하여사용하였다

.

톳 추출물의 제조

건조된톳을분쇄기

(FM700SS, Hanil, Seoul, Korea)

곱게

분쇄한

3

가지용매

(

증류수

, 70% ethanol, 80% methanol)

사용하여각각의추출물을제조하였다

.

증류수를용매로 용한추출은

50 g

증류수

200 mL

비닐팩에넣어공기 들어가지않도록밀봉한

,

초고압추출장치

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

이용하여

300 MPa

압력으로

3

시간동안실행하였다

.

초고압공정이끝난 시료를추출

flask

넣고증류수

300 mL

첨가하여

100°C

에서

3

시간추출하였다

.

유기용매를사용한추출은

70%

ethanol

80% methanol

추출용매로각각사용하여시료

50 g

추출용매를시료대비

20

배의양으로첨가하여

25°C

에서

24

시간동안

shaking incubator (120 rpm)

에서추출하였

.

용매별로추출한추출물들을여과한여액을회수하 였다

.

얻어진각각의추출물들을감압농축하고

,

동결건조한

-20°C

냉동고에보관하면서각종실험에사용하였다

.

색도 측정

추출물의 색도는 색차계

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

사용하여

L (

명도

), a (

적색도

)

b (

황색도

)

값을측정하였다

.

시료

3

반복하여측정한 평균값을나타내었다

.

측정사용한표준백색판

(calibration plate)

L

값이

96.5, a

값은

-0.13, b

값은

-0.05

이었다

.

Total polyphenol 및 Total flavonoid 함량 측정

추출물의폴리페놀함량측정은

Folin-Denis

법을약간 변형한

Shetty et al. (1995)

방법에준하여수행하였다

.

(1 mL)

95%

에탄올용액

1 mL

증류수

5 mL

넣어 합한

50% Folin-Ciocalteu reagent 0.5 mL

넣고실온에

5

분간반응시켰다

.

여기에

5% Na

2

CO

3용액

1 mL

가한 실온

암소에서

1

시간동안반응시킨분광광도계

(Optizen Pop, KLAB, Seoul, Korea)

이용하여파장

725 nm

에서흡광 도를측정하였다

.

이때표준검량곡선은

gallic acid

표준물질 사용하여동일한방법으로작성된표준폴리페놀함량으 환산하였다

.

플라보노이드함량은

Moreno et al. (2000)

방법을 변형하여아래와같이측정하였다

.

시료용액

(0.5 mL)

1.5 mL, 95%

에탄올를혼합한다음

0.1 mL, 10% aluminum nitrate

0.1 mL, 1 M potassium acetate

차례로가하여 합한실온에서

3

분간반응시킨다음증류수

2.8 mL

가하 혼합한실온에서

30

분간반응시킨파장

415 nm

에서 흡광도를측정하였다

. Quercetin

표준물질로사용하여동일 방법으로작성된표준곡선으로부터플라보노이드함량 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

ABTS

2.6 mM potassium persulfate

동량 혼합하여 실온

암소에

24

시간동안방치하여

radical

형성시킨다음실험직전에

ABTS

용액을

734 nm

에서흡광도가

1.000±0.030 (mean±SD)

되도록

phosphate-buffered saline (pH 7.4)

으로희석하여 용하였다

.

추출물

50 μL

ABTS

용액

950 μL

첨가하여

소에서

10

분간반응시킨

734 nm

에서흡광도를 측정하여

계산식

, ABTS

+

radical scavenging ability(%)=[(Control

734

– Sample

734

)/Control

734

]×100

의하여 활성을 산출하였다

. IC

50

value (mg/mL)

50%

ABTS

+

radical

소거활성을나타 내는시료의농도

(mg/mL)

정의하였다

.

DPPH 라디칼 소거활성 측정

시료의 산화방지 활성을 측정하기 위하여 자유라디칼인

DPPH

사용한 라디칼 소거활성의 측정은

Blois (1958)

방법을다소수정한

Lee et al. (2017)

방법에따라측정하였

.

시료액

(1.5 mL)

동량의

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

혼합하고

, 37°C

에서

30

분간반응시

,

파장

516 nm

에서흡광도를측정하였다

. DPPH

라디칼 소거활성은아래의계산식

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

517

-Sample

517

)/Control

517

]×100

의하여 활성 산출하였으며

, IC

50

value (mg/mL)

50%

DPPH

소거활 성을나타내는시료의농도

(mg/mL)

정의하였다

.

이때

,

대조 구는

(Control

517

)

시료용액대신이온수를가하여측정한 흡광도를나타내었다

.

환원력 측정

환원력

(reducing power)

Oyaizu et al. (1988)

방법을 수정한

Lee et al. (2020b)

방법으로측정하였다

.

시료용

(1 mL)

1 mL

0.2 M sodium phosphate

완충액

(pH 6.6)

1 mL

1% (w/v) potassium ferricyanide

차례로가하여 혼합한

, 50°C

항온수조에서

20

동안반응시켰다

.

응액에

1 mL

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

가하 반응을정지시킨

,

원심분리

(1,890 g, 10

)

하였다

.

상층

1.5 mL

1.5 mL

증류수와

0.3 mL

0.1% (w/v) ferric chloride

용액을혼합하여

, 10

동안실온에서정치한

,

파장

700 nm

에서흡광도를측정하여환원력으로나타내었으며

,

광도가높을수록환원력이것을의미한다

. EC

50

value

광도값이

0.5

나타내는시료의농도

(mg/mL)

정의하였다

. FRAP value 측정

FRAP (Ferric reducing antioxidant power)

의한환원력 정은

Benzie and Strain (1996)

방법을사용하여측정하였다

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

용해한

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

20 mM FeCl

3

· 6H

2

O

각각

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

비율로혼합하여

FRAP

시약을제조하

였다

.

이어서여러가지농도의시료액

0.15 mL

3.0 mL

FRAP

시약을혼합하여

37°C

에서

5

분간반응시킨

593 nm

에서흡광도를 측정하였다

. FeSO

4

· 7H

2

O

표준물질로사용 하여동일한방법으로얻은표준검량선으로부터

FRAP valve (mM)

계산하였다

.

Tyrosinase 저해활성 측정

시료용액의

tyrosinase

저해활성은

Iida et al. (1995)

법을다소수정하여다음과같이측정하였다

. 300 μL

시료용 액은

900 μL

mushroom tyrosinase (50 Unit/mL)

1.5 mL

50 mM Phosphate buffer (pH6.8)

혼합하여실온에서

30

동안전단계반응을실시한

, 300 μL

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

용액을가하여

,

파장

475 nm

에서

20

동안

1

간격으로생성되는

dopachrome

광도를모니터링하면서측정하였다

. Tyrosinase

저해활성

(%)

다음

, Tyrosinase inhibitory activity (%)=[(Control

475

- Sample

475

)/Control

475

]×100

통하여계산하였다

.

여기서 조구

(Control

475

)

시료대신이온수를가하여측정한흡광 도를의미하였다

.

α-Glucosidase 저해활성 측정

시료의

α-glucosidase

저해활성은

Watanabe et al. (1997)

chromogenic assay

법에 따라

ρ-nitrophenol glucoside

이용하여 측정하였다

. Yeast α-glucosidase

반응용액

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

0.02% NaN

3

)

녹여

0.7 U/mL

제조하여효소용액으로 사용하였고

,

기질용액은

ρ-nitrophenyl-α-glucopyranoside (5 mM)

동일한반응용액에녹여서제조하였다

.

반응은효소용

100 μL

시료용액

20 μL

well

넣고혼합하여

405 nm

에서 흡광도

(time zero)

측정하였다

.

실온에서

5

분간

incu- bation

다음

,

기질용액

100 μL

첨가하여실온에서

5

분간

incubation

흡광도를측정하여증가된흡광도변화를

산하였다

.

이때실험의대조군으로는

α-glucosidase

저해제로 알려진

acarobose

사용하였다

.

효소활성의저해정도는다음

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

405

/Con- trol

405

)]×100

따라산출하였으며

, control

시료무첨가구 흡광도변화값을나타내었다

.

BACE1 (β-Secretase) 저해활성 측정

시료의

BACE1 (β-Secretase)

효소활성은

Lee (2017)

법에따라측정하였다

.

실험에사용한

BACE1

효소는

Lee (2017)

방법에따라정제한효소를사용하였고

,

기질

(MO- CAc-SEVNLDAEFRK(Dnp)RR)

Peptron Co. (Daejeon,

Korea)

에서합성정제하여사용하였다

.

일반적인저해활성

black 96-microwell plate

0.1 M sodium acetate buffer

(pH 4.0) 225 μL, BACE1 10 μL

시료

10 μL

순서대 첨가하고혼합하여

37°C

에서

30

분간

preincubation

(4)

다음

, 0.5 mM substrate 5 μL

첨가하여

37°C

에서

15

분간 반응을측정하였다

.

효소반응은기질첨가로시작되고

,

소활성은

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

사용하여

Ex 328/Em 393 nm

에서연속적으로 형광강도를측정하여초기반응속도를분석하였다

.

대조구로는 시료대신

0.1 M sodium acetate buffer (pH 4.0) 10 μL

가하 측정하였으며

,

저해활성의계산은다음

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

같이 산출하였다

. SV,

시료존재하의초기반응속도

; CV,

대조구의초기반응속도

. 통계처리

실험결과는

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

으로통계처리하여

3

측정한값의평균

±

준편차로나타내었다

.

시료간의유의성검정은분산분석

(ANOVA)

P<0.05

수준에서

Duncan’s multiple range test

따라분석하여시료유의적차이를검증하였다

.

결과 및 고찰

톳 추출물의 수율 및 색도 분석

톳에함유되어있는생리기능성물질의대량획득미량의 유용성분을추출하기위하여

70% EtOH, 80% MeOH

류수를추출용매로사용하여 각각추출물을 제조하였다

. EtOH

MeOH

추출용매로사용할때에는실온에서

24

동안

shaking incubator

에서추출물을제조하였으나

,

류수로추출할경우에는추출물의수율을증대시키기위하여 초고압추출조건에서추출물을제조하였다

.

각각의추출 물의수율색도측정결과는

Table 1

같다

. EtOH

사용 추출물의수율은

11.40%, MeOH

사용한경우의수율

17.95%,

증류수를사용한초고압추출조건에서는

45.62%

나타났다

.

용매에따른추출물의수율을비교하면 고압증류수

> 80% MeOH> 70% EtOH

용매순으로추출 물의수율이많은것으로나타났으며

,

특히초고압증류수 출의경우다른추출방법보다

2.5

정도추출물획득 율이향상되는것으로확인되었다

.

이러한결과는

Kwon and Youn (2015)

추출방법에따른추출물의연구와유사한 향을보였는데

,

톳은섬유질이많아일반적인용매로추출한 법으로는용출되지않았던다양한물질들이초고압처리를

조직과세포막의변형으로인해용매들이세포안으로쉽게 들어감으로서기존물질들의용출량이증가할뿐만아니라 로운물질도용출되어수율이높게나타나는것으로생각된다

(Kwon and Youn, 2015).

추출물제조추출용매를달리한추출물의색도를 정한결과

,

명도를나타내는

L (lightness)

값의경우

EtOH

출물은

47.00

가장낮은값을나타냈으나

, MeOH

초고 증류수추출물은

71.48

76.57

높은경향을보였으며

,

첨가량간에유의적인차이를보였다

(P<0.05).

적색도를 타내는

a (redness)

값은

EtOH

추출물이

17.02

가장높았고

, MeOH

추출물이

4.48

가장낮았다

.

또한황색도를나타낸

b (yellowness)

값은초고압증류수추출물이

45.69

가장낮았 으나

, EtOH

MeOH

추출물은

57.01

58.91

높은값을 나타내었다

. Lee et al. (2016)

갈조류인톳에는

Chlorophyll A&C, β-carotene

fucoxanthin

여러색소들이다량함유 되어있어가열처리톳의색소들이용출된다고보고하였고

, Kwon and Youn (2015)

추출방법에따른추출물의성분 추출양에차이가있다고보고하였다

.

따라서

,

추출물 추출방법추출용매에따라톳에함유되어있는다양 천연색소생리활성물질의용출유무용출양의차이에 따라추출물의색도결과에영향을미치는것으로생각된다

. 톳 추출물의 Total polyphenol 및 Total flavonoid 함량 분석

추출물제조추출용매를달리한추출물들의폴리 페놀함량플라보노이드함량을측정한결과는

Table 2

나타내었다

.

톳을

70% EtOH

추출한추출물의폴리 페놀함량은

13.04 mg GAE/g

이고

, 80% MeOH

추출물은

24.06 mg GAE/g,

초고압증류수추출물은

6.91 mg GAE/

g

확인되었다

.

,

추출물의 폴리페놀 함량은

MeOH>

EtOH>

증류수추출물순으로폴리페놀함량이높게나타났다

. Lee (2013)

에탄올추출물의폴리페놀함량은

46.59 mg/

g

으로보고하였나

, Kim et al. (2015)

톳의에탄올추출물은

19.89 mg/g,

열수추출물은

16.44 mg/g

으로보고하여연구 에서측정한추출물의폴리페놀함량과다소차이가나는 으로나타났다

.

이러한결과의차이는톳의채취시기

,

장소

,

방법용매등에따라다소차이가발생하는것으로생각 된다

.

한편

,

각종용매에따라추출한추출물의플라보노

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±0.17c,1,2 17.02±0.05a 57.01±0.05b

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

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

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

으로추출물제조추출용 매에따른플라보노이드함량의유의적인차이가없는것으 나타났다

.

따라서추출물제조추출용매에따라 리페놀의용출양은차이가있지만플라보노이드의용출양 추출용매에따른차이는없는것으로확인되었다

.

플라보노

이드는주로

anthocyanidins, flavonols, flavones, cathechins

flavanones

등으로구성되어있어폴리페놀에비하여플라보노

이드는추출용매에따른용출양의차이는적은것으로생각된

(Middleton and Kandaswami, 1994).

톳 추출물의 항산화 활성

추출물제조추출용매로

70% EtOH, 80% MeOH

류수를사용한추출물들의농도에따른

ABTS

DPPH

디칼소거활성을측정한결과는

Fig. 1

나타내었고

,

추출 물의

ABTS

DPPH

라디칼소거활성에관한

IC

50

Table 3

같다

.

용매추출물의

ABTS

라디칼소거활성의경우 추출물의농도에비례하여증가하는경향을보였다

.

추출물 농도가

0.1-1 mg/mL

농도의범위에서는

EtOH

추출물이 가장높은

ABTS

라디칼소거활성을나타났으나

, 2 mg/mL

도에서는

MeOH

추출물이

EtOH

추출물보다약간높은활성을 보였다

. ABTS

라디칼소거활성의

IC

50

EtOH

추출물

, 0.90 mg/mL; MeOH

추출물

, 0.96 mg/mL;

증류수추출물

, 1.64 mg/

mL

순으로나타나

, ABTS

라디칼소거활성은

EtOH> MeOH>

증류수추출물순으로높은것으로확인되었다

.

추출용매추출물의

DPPH

라디칼소거활성은

Fig.

1B

나타낸것과같이추출물의농도에비례하여증가하

경향을보여준다

. 10 mg/mL

농도에서추출물의

DPPH

라디칼소거활성을 측정한결과

80% MeOH

추출물의경우

58.87%

소거활성을보였으나

, EtOH

증류수추출물에서 각각

28.50%, 27.57%

나타나

, MeOH

추출물의

50%

불과한것으로확인되었다

.

더구나

, DPPH

라디칼소거활 성의

IC

50

MeOH

추출물

, 8.09 mg/mL;

증류수

, 20.93 mg/

mL; EtOH

추출물

, 23.20 mg/mL

것으로확인되어

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±0.53b,1,2 7.99±0.22a 80% MeOH extract 24.06±0.50a 8.34±0.39a Water extract 6.91±0.05c 8.43±0.09a

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'-azi- no-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)

라디칼소거활성은

MeOH>

증류수

> EtOH

추출물순으로 것으로확인되었다

. Kim et al. (2015)

열수추출물 에탄올추출물

1 mg/mL

농도의

ABTS

라디칼소거능은각각

30.89%

38.69%

이었으나

, DPPH

라디칼소거능은추출

모두

0-5%

정도의미미한활성만이나타난다고보고하였고

,

Siriwardhana et al. (2003)

추출물의라디칼소거활성은 추출용매의존적이라고보고하여

,

연구에서다양한용매로 추출한추출물들의

ABTS

DPPH

라디칼소거활성결과 유사한것으로나타났다

.

EtOH, MeOH

증류수로추출한추출물의 환원력

(re-

ducing power)

FRAP value

측정한결과는

Table 3

타내었다

.

추출용매

(MeOH, EtOH,

증류수

)

따른추출 물의환원력은전체적으로농도의존적으로증가하는경향을 보였으며

(

결과생략

),

추출용매추출물의환원력

(EC

50

, mg/mL)

MeOH

추출물이

0.40 mg/mL

이고

, EtOH

추출물

0.64 mg/mL,

증류수추출물은

1.30 mg/mL

나타났다

.

,

추출물의환원력은

MeOH> EtOH>

증류수추출물순으로 높은것으로확인되었다

.

추출용매에따른추출물의

FRAP value

측정한결과는

MeOH

추출물은

0.28 mM, EtOH

추출 물은

0.21 mM,

증류수추출물은

0.13 mM

나타났다

.

실험

MeOH> EtOH>

증류수추출물순으로

FRAP value

았다

.

이는폴리페놀함량이환원력

FRAP value

결과 비슷한경향을나타내었는데

,

폴리페놀함량과환원력

FRAP value

밀접한관계가있다고보고한

Lee et al. (2014)

연구결과와유사한결과를나타내었다

.

Tyrosinase 및 α-glucosidase 저해 활성

추출용매에따른추출물의

tyrosinase

저해활성

(%)

으로 펴본미백효과와

α-glucosidase

저해활성으로살펴본항당뇨 효과에대한비교

·

분석결과는

Table 4

나타내었다

. Tyrosi- nase

피부의표피기저층에존재하는멜라노사이트에서

ty-

rosine

산화시켜멜라닌의생성을촉진시키는효소로서이들

활성억제는피부미백과노화방지에매우중요하다

(Choi et al., 2011).

따라서피부의멜라닌색소침착제어억제와밀접 관련이있는

tyrosinase inhibitor

의학화장품분야에서 관심이증가하는추세이다

.

용매추출물은

5 mg/mL

농도에서

tyrosinase

저해활성을측정한결과

EtOH

추출물은

51%, MeOH

추출물은

24%,

초고압증류수추출물은

20%

저해활성을나타내었고

,

위의

3

가지추출용매

EtOH

용매 추출한추출물의

tyrosinase

저해활성이가장높은것으 확인되었다

. Choi et al. (1998)

메탄올추출물이

1 mg/

mL

농도에서

24%

tyrosinase

저해활성을나타낸다고보고 하였고

, Jeon et al. (2012)

에탄올추출물

0.1 mg/mL

농도 에서

44%

tyrosinase

저해활성을나타낸다고보고하였으며

, Kwon and Youn (2017)

초고압추출물

1 mg/mL

농도에

40%

tyrosinase

저해활성을나타낸다고보고하여

,

연구 결과와다소차이가나는것으로확인되었다

.

이러한

tyrosinase

저해활성의차이는톳의채취장소계절

,

보관기간방법 비롯하여추출물의추출용매

,

추출방법

tyrosinase

해활성측정방법등의차이에서오는결과로생각된다

.

당뇨병은고혈당상태가지속되는질환으로이환율이높고 혈당상태의지속에따른다양한합병증으로인한사망률이 만성퇴행성대사질환이다

(Ali et al., 2017). α-Glucosidase

소장점막의

brush-border membrane

존재하는효소로 식물중의전분을포도당과같은단당으로분해하는역할을 당하는효소로당뇨병의핵심적인효소이다

(Kim et al., 2014).

당뇨병을억제하기위하여다양한추출용매를사용한추출 물의

α-glucosidase

저해활성을측정하여혈당상승억제제로 활용가능성을검토하였다

. EtOH, MeOH

증류수로추출 추출물은

5 mg/mL

농도에서

α-glucosidase

저해활성을 측정한결과

EtOH

추출물은

37.20%, MeOH

추출물은

4.07%

이었으나

,

초고압증류수추출물에서는

0.33%

저해활성이 없는것으로확인되었다

.

이러한결과는

Kim et al. (2015)

추출물의

α-glucosidase

저해활성연구에서열수추출물은

4%, EtOH

추출물은

40%

저해활성이있는것으로보고하여 연구결과와상대적으로유사한결과를보였다

.

톳 추출물의 항치매 효과

치매는신경세포의노화에의한퇴행성뇌질환으로뇌혈관성 치매와알츠하이머병으로분류한다

.

뇌혈관성치매는원인 명확히구명되어있어진단치료가용이하지만

,

알츠하

이머병은 정확한발병기전과원인이밝혀져있지않다

(Park

et al., 2014).

질병의원인하나인이상단백질축적설은

β-amyloid

라는

40-42

개의아미노산으로구성된펩타이드가 도하게만들어져뇌세포에축적되면

,

뇌의신경세포기능이 어져서알츠하이머병이발생한다고추정하고있다

. β-Amyloid

amyloid precursor protein (APP)

베타와감마부위가

β-secretase

γ-secretase

라는효소에의해절단되어생성된

(Park et al., 2014).

연구에서는알츠하이머병을억제하

위하여추출물의

APP

베타부위를절단하는

BACE1

(β-secretase)

저해활성을측정하여알츠하이머병의예방 억제활성을검토하였다

.

추출용매에따른추출물의

BACE1

저해활성을측정한결과

IC

50

Fig. 2

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).

수치

Table 1. Comparison of the extraction yields and color values of various solvent extracts from Hizikia fusiformis
Fig 1. ABTS (A) and DPPH radical scavenging activities (B) of  various solvent extracts from Hizikia fusiformis
Table 4 에 나타내었다 .  각 용매 별 톳 추출물의  BACE1  저해 활 성은 각 추출물의 농도에 비례하여 증가하는 경향을 보였다 .  톳 추출물  1.0 mg/mL 의 농도에서  BACE1 의 저해 활성을 측정한 결과  EtOH  추출물은  43%, MeOH  추출물은  26%,  증류수 추출 물은  83% 로 나타나 ,  증류수 추출물이 가장 높은 저해 활성을 보 였다

참조

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