KR102123565B1 - 해조류 효소 추출물을 유효성분으로 포함하는 항염증 또는 항산화 조성물 - Google Patents

해조류 효소 추출물을 유효성분으로 포함하는 항염증 또는 항산화 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102123565B1
KR102123565B1 KR1020190070259A KR20190070259A KR102123565B1 KR 102123565 B1 KR102123565 B1 KR 102123565B1 KR 1020190070259 A KR1020190070259 A KR 1020190070259A KR 20190070259 A KR20190070259 A KR 20190070259A KR 102123565 B1 KR102123565 B1 KR 102123565B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
extract
seaweed
enzyme
inflammatory
minima
Prior art date
Application number
KR1020190070259A
Other languages
English (en)
Inventor
전유진
이원우
김현수
Original Assignee
제주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제주대학교 산학협력단 filed Critical 제주대학교 산학협력단
Application granted granted Critical
Publication of KR102123565B1 publication Critical patent/KR102123565B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/02Algae
    • A61K36/03Phaeophycota or phaeophyta (brown algae), e.g. Fucus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/11Pteridophyta or Filicophyta (ferns)
    • A61K36/12Filicopsida or Pteridopsida
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/96Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution
    • A61K8/97Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution from algae, fungi, lichens or plants; from derivatives thereof
    • A61K8/9706Algae
    • A61K8/9711Phaeophycota or Phaeophyta [brown algae], e.g. Fucus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/96Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution
    • A61K8/97Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution from algae, fungi, lichens or plants; from derivatives thereof
    • A61K8/9741Pteridophyta [ferns]
    • A61K8/9749Filicopsida or Pteridopsida
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00General protective or antinoxious agents
    • A61P39/06Free radical scavengers or antioxidants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00Preparations for care of the skin
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2236/00Isolation or extraction methods of medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicine
    • A61K2236/10Preparation or pretreatment of starting material
    • A61K2236/19Preparation or pretreatment of starting material involving fermentation using yeast, bacteria or both; enzymatic treatment

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Pathology (AREA)

Abstract

본 발명은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 포함하는 항산화 또는 항염증용 조성물에 관한 것으로, Sargassum polycystumChnoospora minima의 셀루크라스트(Celluclast) 추출물이 NO 생성 억제하고, 과산화수소 소거 활성이 우수하여 항염증 효과 및 항산화 효과를 가지며, Chnoospora minima의 효소 추출물이 iNOS, COX-2, PGE2 및 TNF-α를 억제함을 확인하였다. 따라서 본 발명의 해조류 효소 추출물을 항산화 또는 항염증 용도로 화장품, 식품, 의약품 등에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

해조류 효소 추출물을 유효성분으로 포함하는 항염증 또는 항산화 조성물{A composition comprising seaweed extracts or fraction having anti-oxidation or anti-inflammation activity}
본 발명은 해조류 효소 추출물을 유효성분으로 포함하는, 항산화 또는 항염증용 조성물에 관한 것이다.
최근 수년간 천연 해조류 제품에 대한 평가를 중심으로 하는 연구는 식품, 화장품 및 제약 산업에서 많은 관심을 받아 왔다. 해조류에서 폴리페놀, 터페노이드, 황산다당류, 알칼로이드, 다중불포화지방산, 마이코스포린 유사 아미노산, 펩타이드 및 할로겐화 화합물을 포함한 다양한 생체 활성 이차 대사 산물이 확인되었다. 이들 분자는 다양한 질병에 대하여 활성을 나타낸다. 육상 생물에서 분리된 대부분의 천연물과는 달리, 이들 분자는 독특한 구조적 특징을 지니므로 특성 분석에서 구조 유사체의 합성에 이르기까지 광범위한 연구가 진행되었다. 천연물의 추출에 전형적으로 사용되는 방법은 유기 용매를 사용하는 것이다. 그러나, 천연물의 연구와 산업 응용 분야에 적용하기 위해 새로운 친환경 추출법이 요구된다. 이러한, 방법 중에서 효소 보조 추출(Enzyme-assisted extraction, EAE)은 추출 효율을 높일 수 있는 혁신적인 방법이다. 효소는 세포 기질과 세포벽을 파괴하여 세포벽과 세포질 내부에 부착되어 있는 화합물의 방출을 돕는다. 다당류와 단백질을 특이적으로 분해하는 가수 분해 효소는 잠재적으로 유익한 기능을 갖는 새로운 거대 분자의 하부구조를 형성하는 핵심이 될 수 있다. 특히, 해조류는 육상 식물에서는 보고된 바 없는 다양한 생체 활성을 갖는 황산다당류를 함유한다. 최근에는 해조류 황산다당류의 효소적 가수 분해가 특히 관심을 받고 있다.
해조류를 이용한 효소 보조 추출 방법이 항산화 효과, 항염증 효과, 항증식 효과 또는 항응고 효과를 지니는 천연물 추출을 위해 수행되었다. 이러한 화합물은 생리학적 안정을 돕고, 산화 스트레스를 완화하고 류마티스 관절염, 암, 죽상 동맥 경화증, 심혈관 질환 및 신경 퇴행성 질환 등 질병의 발병을 완화하는 이점이 있다.
염증은 해로운 자극에 대한 신체의 일종의 복잡하고 전형적인 반응이다. 염증 반응은 사이토카인과 지질 매개체를 수반하는 세포 신호 전달 경로의 복잡한 시스템을 통해 매개된다. 염증 반응은 유기체가 감염을 방어하는 데 중요한 역할을 한다. 그러나, 만성 염증은 염증성 관절염을 비롯한 다양한 염증성 질환 등을 유발할 수 있다.
이에 본 발명에서는, 해조류의 효소 추출물을 이용하는 항산화 또는 항염증용 조성물을 개발하고자 한다.
대한민국 등록특허 제10-1910156호
본 발명의 목적은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 또는 항염증용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 또는 항염증용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하나의 양태로 본 발명은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 또는 항염증용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 “사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum)” 모자반속의 갈조류이다.
본 발명에서 용어“사르가숨 나탄스(Sargassum natans)”는 모자반속의 갈조류이다.
본 발명에서 용어 “차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina)”은 염주말(Chaetomorpha)속의 녹조류이다.
본 발명에서 용어 “크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)”는 크노오스포라(Chnoospora) 속의 갈조류다.
본 발명에서 “효소”는 탄수화물 분해 효소 및 단백질 분해 효소 중 하나 이상을 포함한다.
상기 탄수화물 분해 효소는 탄수화물의 분해에 관여하는 효소를 널리 포함하며, 구체적으로 상기 탄수화물 분해 효소는 글루코아밀라아제, 알파 아밀레이즈, 아라비나아제(arabinase), 카보하이드라제(carbohydrase), 셀룰라아제(cellulase), 베타-글루카나아제(beta-glucanase), 헤미셀룰라아제(hemicellulase), 자일라나아제(xylanase)를 포함한다.
상기 단백질 분해 효소는 단백질과 펩티드의 펩티드 결합을 가수 분해하는 효소를 널리 포함하며, 구체적으로 엔도펩티다아제(endopeptidase)와 엑소펩티다아제(exopeptidase)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 탄수화물 분해 효소인 비스코자임(Viscozyme), 셀루크라스트(Celluclast), 에이엠지(AMG), 테르마밀(Termamyl) 및 울트라플로(Ultraflo)를 이용하여 해조류 효소 추출물을 제조하였다. 따라서 본 발명에서 효소는 구체적으로 탄수화물 분해 효소일 수 있다.
상기 비스코자임(Viscozyme)은 아라비나아제(arabinase), 카보하이드라제(carbohydrase), 셀룰라아제(cellulase), 베타-글루카나아제(beta-glucanase), 헤미셀룰라아제(hemicellulase), 자일라나아제(xylanase)를 포함하며 강력한 펙틴 소화효소 활성(pectolytic activity)을 갖는 복합 효소이다.
본 발명에서 상기 셀루크라스트(Celluclast)는 셀룰라아제(cellulose)를 포함한다.
본 발명에서 상기 에이엠지(AMG)는 글루코아밀라아제(gluco-amylase)를 포함한다.
본 발명에서 상기 테르마밀(Termamyl)은 알파 아밀레이즈(α-amylase)를 포함한다.
본 발명에서 상기 울트라플로(Ultraflo)는 베타-글루카나아제((endo-1,3(4)-) beta-glucanase)을 포함한다.
본 발명에서 용어, "추출물"은 천연물로부터 그 안의 성분을 뽑아낸 물질로, 물, 유기 용매 또는 이들 혼합용매를 이용하여 추출과정으로 획득할 수 있으며, 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체, 추출액을 용매로 분획한 분획물 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다.
본 발명에서 추출물의 건조는 채취한 해조류로부터 유용한 성분들이 파괴되지 않는 범위에서 공지의 방법으로 진행될 수 있고, 예를 들어 음지에서 자연건조의 방법 또는 동결건조로 진행될 수 있다. 또한, 파쇄 또는 분쇄는 이후 추출과정에서 해조류의 유용한 성분들이 충분하게 추출될 수 있을 정도로 파쇄 또는 분쇄하여 분말화할 수 있다. 상기 건조와 파쇄 또는 분쇄 공정은 필요에 따라서 순서를 뒤바꿔서 진행하거나 반복하여 실시할 수 있다.
본 발명의 추출에 있어서, 상기 추출하는 방법은 효소를 이용하는 것을 특징으로 하며, 상기 “효소 추출물”은 물과 효소를 이용하여 추출된 추출물을 의미한다.
본 발명의 실시예에서 해조류에 물과 탄수화물 분해 효소(Viscozyme, Celluclast, AMG, Termamyl 또는 Ultraflo)를 첨가하여 추출한 해조류 효소 추출물이 물만을 이용하여 추출한 추출물보다 추출 수율이 우수하고 탄수화물, 단백질 또는 폴리페놀 함량이 높은 경향을 가짐을 확인하였다. 또한 항산화 활성이 물 추출물 보다 우수함을 확인하였다. 특히 셀루크라스트(Celluclast) 효소를 이용하여 추출한 추출물이 항산화 활성이 높음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 추출물은 구체적으로 해조류에 물과 탄수화물 분해효소를 첨가하여 추출한 추출물일 수 있으며, 더욱 구체적으로 해조류에 물과 셀루크라스트(Celluclast) 효소를 첨가하여 추출한 추출물일 수 있다.
본 발명에서 추출물은 해조류 또는 건조된 해조류를 이용하여 추출할 수 있으며, 구체적은 건조된 해조류에 물과 효소를 첨가하여 추출된 추출물일수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "분획물"은 여러 다양한 구성 성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다.
본 발명에서 상기 분획물을 얻는 분획 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 분획 방법의 비제한적인 예로는, 추출물에 소정의 용매를 처리하여 상기 추출물로부터 분획물을 얻는 방법을 들 수 있다.
본 발명에서 상기 분획물을 얻는 데에 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 비제한적인 예로는 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올, 헥산(Hexane), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 또는 이들의 혼합용매를 들 수 있다.
본 발명의 용어 "항산화"는 산화를 억제하는 작용을 의미한다. 인체는 산화촉진물질(prooxidant)과 산화 억제물질(antioxidant)이 균형을 이루고 있으나 여러 가지 요인들에 의하여 이런 균형상태가 불균형을 이루게 되고 산화촉진 쪽으로 기울게 되면, 산화적 스트레스(oxidative stress)가 유발되어 잠재적인 세포손상 및 병리적 질환을 일으키게 된다. 이러한 산화적 스트레스의 직접적 원인이 되는 활성 산소종(reactive oxygen species, ROS)은 불안정하고 반응성이 높아 여러 생체물질과 쉽게 반응하고, 체내 고분자들을 공격하여 세포와 조직에 비가역적인 손상을 일으키거나 돌연변이, 세포독성 및 발암 등을 초래하게 된다. NO, HNO2, ONOO-와 같은 활성 질소종(reactive nitrogen species, RNS)은 염증 반응 시 대식세포 호중구 및 다른 면역 세포 들의 면역반응으로 인해 다량 생성되며, 이때 ROS도 같이 생성된다. 상기와 같은 활성산소는 체내에서 세포를 산화시켜 파괴시키며, 그에 따라 각종 질환에 노출되게 된다.
따라서, 본 발명의 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 식품에 포함시키면 항산화 효과를 달성함으로써, 건강증진에 기여할 수 있다.
본 발명에 있어서, “항염증”이란 염증을 억제하는 것을 말하며, 상기 염증은 어떤 자극에 대한 생체조직의 방어반응의 하나로, 조직 변질, 순환 장애와 삼출, 조직 증식의 세가지를 병발하는 복잡한 병변을 말한다. 보다 구체적으로 염증은 선천성 면역의 일부이며 다른 동물에서처럼 인간의 선천성 면역은 병원체에 특이적으로 존재하는 세포 표면의 패턴을 인식한다. 식세포는 그런 표면을 가진 세포를 비자기로 인식하고 병원체를 공격한다. 만일 병원균이 신체의 물리적 장벽을 깨고 들어온다면 염증반응이 일어난다. 염증반응은 상처부위에 침입한 미생물들에 대한 적대 환경을 만드는 비특이적인 방어작용이다. 염증반응에서, 상처가 나거나 외부 감염체가 체내로 들어왔을 때, 초기단계 면역반응을 맡고 있는 백혈구들이 몰려들어 사이토카인을 발현한다. 따라서 세포 내 사이토카인의 발현양이 염증반응 활성화의 지표가 된다. 본 발명의 항염증은 간 또는 피부에서 발병된 염증을 억제하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에서 스리랑카에서 수집한 10종의 해조류 Sargassum polycystum(S. polycystum), Sargassum natans(S. natans), Padina commersonii(P. commersonii), Ahnfeltiopsis pygmaea(A. pygmaea), Gracilaria corticata(G. corticata), Cladophora herpestica(C. herpestica), Chaetomorpha antennina(C. antennina) 및 Grateloupia lithophila(G. lithophila), Chnoospora minima(C. minima) 및 Ulva fasciata(U. fasciata)를 Viscozyme, Celluclast, AMG, Termamyl 또는 Ultraflo의 효소를 이용하여 효소 추출물을 제조하고, 각 추출물의 Chang 세포에서 세포독성을 확인한 결과, Cladophora herpestica(C. herpestica)를 제외한 9종 (Sargassum polycystum(S. polycystum), Sargassum natans(S. natans), Padina commersonii(P. commersonii), Ahnfeltiopsis pygmaea(A. pygmaea), Gracilaria corticata(G. corticata), Chaetomorpha antennina(C. antennina) 및 Grateloupia lithophila(G. lithophila), Chnoospora minima(C. minima) 및 Ulva fasciata(U. fasciata))의 해조류 추출물이 세포독성이 없음을 확인하였다. 반면 Cladophora herpestica(C. herpestica)의 물 추출물 및 효소 추출물 모두 Chang 세포에서 세포독성을 보였으며, 또한, RAW 264.7 세포에서도 세포독성을 가짐을 확인하였다.
Chang 세포에서 ROS 소거 활성을 확인한 결과, S. polycystum, S. natans 또는 C. minima의 셀루크라스트 추출물은 가장 강한 세포 내 ROS 소거 효과를 보였다.
항염증 활성을 확인하고자, RAW 264.7 세포에서 NO 생성 저해 효과를 비교한 결과, C. minima, C. antennina, S. polycystum의 셀루크라스트 추출물이 NO 생성억제 효과가 우수함을 확인하였으며, 이중 C. minima의 셀루크라스트 추출물이 가장 NO 생성 억제 효과가 우수하였다. 또한, C. minima의 셀루크라스트 추출물이 염증 반응에 관여하는 iNOS, COX-2, PGE2 및 TNF-α의 발현을 억제함을 확인하였다.
즉, 세포 수준에서 사르가숨 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)의 효소 추출물이 항산화 또는 항염증 효과를 나타냄을 확인하였으며, 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum) 또는 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)의 셀루크라스트 추출물이 항산화 효과 및 항염증 효과가 우수함을 확인하였다.
또한 제브라피쉬 실험을 통해 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum) 또는 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)의 셀루크라스트 추출물이 항산화 또는 항염증 효과를 가지며 산화적 스트레스에 의한 세포 사멸을 억제함을 확인하였다.
따라서 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물은 항산화 또는 항염증 효과를 가진다. 구체적으로 상기 해조류는 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum) 또는 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)일 수 있다.
본 발명에서 "유효성분"이란 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.
본 발명의 식품 조성물은 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 액제 등의 형태를 포함할 수 있으며, 본 발명의 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 종류에는 별다른 제한이 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있다.
상기 식품 조성물에는 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 이외에도 다른 성분을 추가할 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 통상의 식품과 같이 여러 가지 생약 추출물, 식품학적으로 허용되는 식품보조첨가제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어, "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.
상기 천연 탄수화물의 예는 포도당, 과당 등의 단당류; 말토스, 수크로스 등의 이당류; 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이 있으며, 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴 등), 스테비아 추출물(레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에는 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에서 사용된 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 기능성이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어날 수 있다.
유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품의 제조 시에 본 발명의 유효성분은 원료 조성물 중 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 10 중량%의 양으로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하로도 사용될 수 있다.
상기 건강기능식품은 이너뷰티 푸드(inner beauty) 형태로 섭취함으로써 더욱 우수한 항산화와 항염증 효과를 갖는 장점을 가진다. 상기 이너뷰티(inner beauty)는‘먹는 화장품 또는 뷰티푸드’로 일컬어지는 이너뷰티 푸드로, 피부에 좋은 여러 가지 성분을 몸속으로 흡수시켜 피부 체질을 건강하게 바꾸는 식품을 지칭하며, 피부 타입에 맞는 화장품을 고르듯 피부 컨디션과 라이프스타일을 고려해 개개인에게 맞는 이너뷰티 푸드를 선택하여 섭취할 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 화장료 조성물을 포함하는 화장품과 상기 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 포함하는 이너뷰티 푸드를 혼용할 경우, 화장품만 사용하는 것에 비해 항산화 및 항염증 효과가 월등히 높아져 더욱 효과적이다.
다른 하나의 양태로 본 발명은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 또는 항염증용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류, 추출물, 항산화, 항염증에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
본 발명의 항산화용 또는 항염증용 화장료 조성물은 유효성분인 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물 이외에, 항산화 또는 항염증 효과를 상승 또는 보강시킬 수 있도록 항산화 효과가 있다고 알려진 화합물이나 천연 추출물을 포함할 수 있다.
본 발명의 항산화 또는 항염증용 화장료 조성물에 있어서, 그 유효성분은 항산화 또는 항염증용 활성을 나타낼 수 있는 한 용도, 제형, 배합 목적 등에 따라 임의의 양(유효량)으로 포함할 수 있는데, 통상적인 유효량은 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 0.001 중량 % 내지 99.99 중량 % 범위 내에서 포함될 수 있다. 여기서 "유효량"이란 항산화 효과를 유도할 수 있는 유효성분의 양을 말한다. 이러한 유효량은 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 실험적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 항산화 또는 항염증용 화장료 조성물은 다양한 형태로 제조될 수 있는데, 예컨대, 발명의 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 구체적으로, 스킨로션, 스킨 소프너, 스킨토너, 아스트린젠트, 로션, 밀크로션, 모이스처 로션, 영양로션, 마사지크림, 영양크림, 모이스처 크림, 핸드크림, 에센스, 영양에센스, 팩, 비누, 샴푸, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 바디로션, 바디클렌저, 유액, 립스틱, 메이크업 베이스, 파운데이션, 프레스파우더 및 루스파우더로 이루어진 군으로부터 선택되는 제형을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 항산화용 또는 항염증용 화장료 조성물은 그 유효성분 이외에 화장료 제제에 있어서 수용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 여기서 "화장료 제제에 있어서 수용 가능한 담체"란 화장품 제제에 포함될 수 있는 이미 공지되어 사용되고 있는 화합물 또는 조성물이거나 앞으로 개발될 화합물 또는 조성물로서 피부와의 접촉시 인체가 적응 가능한 이상의 독성, 불안정성 또는 자극성이 없는 것을 말한다. 상기 담체는 본 발명의 항산화용 화장료 조성물에 그것의 전체 중량에 대하여 약 1 중량 % 내지 약 99.99 중량 %, 바람직하게는 조성물의 중량의 약 5 중량% 내지 약 99 중량 %로 포함될 수 있다. 그러나 상기 비율은 본 발명의 화장료의 제조되는 제형에 따라 또한 그것의 구체적인 적용 부위(얼굴이나 손)나 그것의 바람직한 적용량 등에 따라 달라지는 것이기 때문에, 상기 비율은 어떠한 측면으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
한편, 상기 담체로서는 알코올, 오일, 계면활성제, 지방산, 실리콘 오일, 습윤제, 보습제, 점성 변형제, 유제, 안정제, 자외선 차단제, 발색제, 향료 등이 예시될 수 있다. 상기 담체로서 사용될 수 있는 알코올, 오일, 계면활성제, 지방산, 실리콘 오일, 습윤제, 보습제, 점성 변형제, 유제, 안정제, 자외선 차단제, 발색제, 향료로 사용될 수 있는 화합물/조성물 등은 이미 당업계에 공지되어 있기 때문에 당업자라면 적절한 해당 물질/조성물을 선택하여 사용할 수 있다.
다른 하나의 양태로 본 발명은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류, 추출물, 항염증에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
본 발명의 약학적 조성물은 임상 투여 시에 경구적, 비경구적으로 투여될 수 있지만, 통상적으로 외용제 제형으로 피부에 국소적으로 직접 투여될 수 있다.
또 본 발명의 약학적 조성물은 제제화할 경우에는 통상적으로 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제 및 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제제화할 수 있다.
경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제 및 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 본 발명의 유효성분에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스 및 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등을 들 수 있는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 국소형 제형 예컨대 크림, 로션, 연고(반고형의 외용약), 마이크로 에멀젼, 젤, 페이스트, 경피제제(TTS) 등이 포함된다.
본 발명의 약학적 조성물은 1일 투여량은 통상 0.001 ~ 150 mg/kg 체중 범위이고, 1회 또는 수회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 본 발명의 약제학적 조성물의 실제 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중, 및 환자의 중증도 등의 여러 관련 인자에 비추어 결정되는 것이므로 상기 투여량은 어떠한 측면으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해해서는 안된다.
본 발명은 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 포함하는 항산화 또는 항염증용 조성물에 관한 것으로, 상기 해조류의 탄수화물 가수분해 효소 추출물이 NO 생성 억제하고, 과산화수소 소거 활성이 우수하여 항염증 효과 및 항산화 효과를 가지며, 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)의 효소 추출물이 iNOS, COX-2, PGE2 및 TNF-α 을 억제함을 확인하였다. 따라서 본 발명의 해조류 효소 추출물을 항산화 또는 항염증 용도로 화장품, 식품, 의약품 등에 유용하게 이용할 수 있다.
도 1은 10종 스리랑카 해조류의 탄수화물 분해 효소 추출물 및 물 추출물의 세포독성을 분석한 결과이다. 시료처리 후 24시간 장(CHANG) 세포의 생존율을 분석하였다. 각 실험은 3회의 독립적으로 반복하였다. *p <0.05, ** p <0.001은 대조군과 비교하여 유의한 것으로 간주하였다.
도 2는 RAW 264.7 세포에서 LPS 유도 iNOS 및 COX-2 단백질 발현 및 전염증성 사이토카인 생성에 미치는 Chnoospora minima 효소 추출물(Celluclast of Chnoospora minima, CCm) 효과를 나타낸다. 웨스턴 블랏을 이용하여 iNOS 및 COX-2(A)의 단백질 발현 수준을 하였으며, ELISA 키트를 이용하여 PGE2 (B) 및 TNF-a (C)의 발현 수준을 측정하였다.
도 3은 제브라피쉬에서 과산화수소 유도 산화 스트레스와 세포 사멸에 대한 CSp 추출물의 보호효과를 분석한 결과이다. (A) ROS 수준 및 세포사멸의 상대적 형광 강도이고, (B) 제브라피쉬 유충에서 ROS 수준의 현미경 형광사진(DCF-DA로 염색)이며, (C) 제브라피쉬 유충의 세포 사멸의 현미경 형광 사진(아크리딘 오렌지로 염색)이다. 3 hpf에서 0.2 mM PTU(1.00 ㎖)를 함유한 배아 배지에 배아를 접종하였다. 1시간 후 배아는 50, 100, 200 ㎍/㎖의 CSp로 처리하였다. 1시간 후 10 ㎍/㎖/H2O2를 배아에 처리하였다. 3 dpf에서 제브라피쉬 유충을 형광 염색법을 사용하여 검사하였다. 결과는 3회 독립적인 실험에서 얻었다. * p<0.05, **p<0.001은 대조군과 비교하여 유의한 것으로 간주하였다.
도 4는 제브라피쉬에서 LPS 유도 NO 생성, 산화 스트레스와 세포 사멸에 대한 CCm의 보호 효과를 분석한 결과이다. (A) ROS 수준, NO 생성 및 세포 사멸의 상대적 형광 강도이고, (B) 제브라피쉬 유충에서 ROS 수준의 현미경 형광사진(DCF-DA로 염색)이며, (C) 제브라피쉬 유충에서 NO 수준의 현미경 형광 사진(DAF-DA로 염색)이다. (D) 제브라피쉬 유충에서 세포 사멸의 현미경 형광 사진(DAF-FM-DA로 염색)이다. 3 hpf에서 0.2 mM PTU(1.00 ㎖)를 함유한 배아 배지에 배아를 접종하였다. 1시간 후 배아는 25, 50, 100 ㎍/㎖의 CCm으로 처리하였다. 1시간 후 10 ㎍/㎖/LPS를 배아에 처리하였다. 3 dpf에서 제브라피쉬 유충을 형광 염색법을 사용하여 검사하였다. 결과는 3회의 독립적인 실험을 통해 얻었다. * p<0.05, ** p<0.001은 대조군과 비교하여 유의한 것으로 간주하였다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<재료 및 방법>
<실시예1> 시약 및 세포의 준비
Viscozyme L, Celluclast 1.5L FG, AMG 300L(exo 1,4-alpha-d-glucosidase), Termamyl 120L 및 Ultraflo L은 Novo사(Novozyme Nordisk, Bagsvaerd, 덴마크)에서 구입하였다.
Chang liver 세포와 RAW 264.7 대식세포는 한국 세포주 은행 (KCLB, Seoul, Korea)에서 구입하였다.
DMEM과 소태아혈청 (FBS)은 GIBCO Inc. (New York, NY, USA)에서 구입하였다.
페닐티오우레아 (PTU), 2’,7’-2’,7’-디클로로디하이드로플루오세인 디아세테이트 (DCFH-DA), 아크리딘 오렌지, 에티디움 브로마이드, Hoechst 33342 및 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸리움 브로마이드(MTT)는 시그마 알드리치사 (미국)으로부터 구입하였다. 실험에 사용된 그 외의 모든 화학 물질은 고순도 등급(high prurity grade)을 사용하였다.
<실시예2> 해조류 시료의 준비
2015년 5월 스리랑카 남부, 북서부 및 북동부 지역에서 해조류를 수집하였다. 수집된 해조류 시료는 스리랑카 해조류에 대한 상세한 분류 정보를 제공하는 안내서를 참조하여 형태학적 및 해부학적 특성에 따라 구분하였다.
히카두와(Hikkaduwa) 지역에서 Sargassum polycystum(S. polycystum), Sargassum natans(S. natans), Padina commersonii(P. commersonii), Ahnfeltiopsis pygmaea(A. pygmaea) 및 Gracilaria corticata(G. corticata)를 수집하였다. 칼피티야(Kalpitiya) 지역에서 Cladophora herpestica(C. herpestica), Chaetomorpha antennina(C. antennina) 및 Grateloupia lithophila(G. lithophila)를 수집하였고, 닐라벨리(Nilaveli) 지역에서 Chnoospora minima(C. minima) 및 Ulva fasciata(U. fasciata)를 수집하였다. 수집된 해조류 시료를 수돗물로 세척하여 모래, 소금 및 부착된 착생식물을 제거하였다. 그 후, 각 시료를 동결 건조하고 분말로 분쇄하였다.
<실시예3> 효소 보조 추출물(EAE)의 제조
실시예2에서 제조한 10종의 해조류 시료를 5종의 효소(Viscozyme, Celluclast, AMG, Termamyl 또는 Ultraflo)를 이용하여 효소 추출물을 제조하였다. 각 해조류 시료 분말 2g을 탈이온수 100 ㎖에 현탁하고 1M HCl 또는 NaOH를 사용하여 효소의 최적 pH 값으로 조정하였다. 각 시료 현탁액에 효소(Viscozyme, Celluclast, AMG, Termamyl 또는 Ultraflo)를 0.5%의 농도로 주입하고 효소에 따른 최적 온도에서 24시간 동안 교반하여 해조류 가수 분해물을 제조하였다. 효소별 최적 조건(온도, pH)은 표 1과 같다.
효소 최적온도(℃) 최적 pH
Viscozyme 50 4.5
Celluclast 50 4.5
AMG 60 4.5
Termamyl 60 6
Ultraflo 0 7
가수 분해 반응 후, 10분간 열탕(90℃ 이상 100℃ 이하)에서 가열하여 효소를 불활성화시키고, 마지막으로, 상기 가수 분해물을 여과하고, pH를 7.0으로 재조정하였다.
또한, 각 해조류 시료 분말 2g을 30℃의 탈이온수를 이용하여 추출하여 물 추출물을 제조하였다. 제조한 추출물은 모두 동결 건조하여 사용하였다.
<실시예4> 예비분석
AOAC 2005 표준에 따라 해조류의 화학 조성분(proximate chemical composition)을 분석하였다. 해조류의 단백질 및 지질 함량은 각각 Kjeldahl 및 Soxhlet 방법을 사용하여 분석하였다. 회분(ash content)은 550℃의 용광로 노(furnace)에서 6시간 동안 건식 회화 (dry ashing)법으로 분석하였다. 다당류 함량은 페놀 황산 방법으로 측정하였다. 각 추출물에 대하여 추출 수율을 분석하였으며, 폴린-키오칼테우 (Folin-Ciocalteu) 방법을 이용하여 총 폴리페놀 함량을 분석하였고, 페놀 황산 방법을 이용하여 탄수화물 함량을 분석하였다. 또한, Thermo scientific Pierce BCA 단백질 분석 키트를 이용하여 단백질 함량을 분석하였다. 산 분해 (HCl/HNO3 3:1)에 따라 유도 결합 플라즈마 발광 분석기 (ICP-OES) (PerkinElmer Optima 7300 New York, NY, USA)를 사용하여 해조류의 미네랄 조성을 분석하였다.
<실시예5> 항산화 활성 평가
항산화 활성 분석에는 2㎎/㎖ 농도의 시료를 사용하였다. 비색분석에 대한 블랭크(Blank)으로 증류수를 사용하였다. 항산화 활성은 수학식1을 이용하여 계산하였다
Figure 112019060673927-pat00001
상기 식에서 A0는 대조군의 흡광도를 나타내고, A1은 시료의 흡광도를
나타내고 A2는 각 블랭크(증류수)의 흡광도를 나타낸다.
DPPH 라디칼 소거능 평가
4 × 10-4 M DPPH를 포함하는 메탄올 100㎕에 추출물 시료 100㎕을 혼합하고 상온에서 30분간 반응시켰다. 이 후 시너지 HT 다중 검출 마이크로플레이트 판독기 (BioTeek, Winooski, VT, USA)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
과산화수소 소거 활성 평가
20㎕의 추출물과 20㎕의 10mM hydrogen peroxide, 100㎕ phosphate 버퍼(0.1M, pH 5.0)를 96 웰 마이크로플레이트에서 혼합하고 37℃에서 5분간 반응시켰다. 이 후, 30㎕의 ABTS(1.25mM)과 30㎕ peroxidase(1U/㎖)을 혼합물에 첨가하고 37℃에서 10분간 반응시킨 후, 405㎚에서 흡광도를 측정하였다.
이가 철 이온 킬레이트성 분석(ferrous ion chelating ability)
추출물 시료 5㎖과 2mM FeCl2을 혼합하고, 5mM ferrozine 용액 0.2㎖를 첨가하여 반응을 시작하였다. 반응 혼합물을 실온에서 10분간 진탕배양기(shaking incubator)에서 반응시켰으며, 반응 후 상기 반응 혼합물을 562㎚에서 흡광도를 측정하였다.
<실시예6> 세포의 배양
각 추출물의 세포독성 및 세포 내 ROS 소거 효과는 인간 간 조직에서 유래된 Chang 세포를 이용하여 측정하였다. 항염증성은 RAW 264.7 대식세포를 사용하여 평가하였다.
두 세포주 모두 10% FBS 및 1% 항생제(페니실린 및 스트렙토마이신)를 포함하는 DMEM 배지를 이용하여 배양하였다. 세포는 37℃, 5% 이산화탄소의 습도환경에서 배양하였다. 실험은 대수증식기(exponential growth)의 세포를 접종하여 사용하였고, 세포 생존률은 MTT 어세이를 이용하여 분석하였다.
<실시예7> 세포 내 ROS 소거 활성
디클로로-디하이드로-플루오레신 다이아세테이트(DCFH-DA) 분석을 이용하여 추출물의 세포 내 ROS 소거능을 측정하였다. 25, 50 또는 100 ㎎/㎖ 농도의 추출물을 Chang 세포 (1 × 105 cells/㎖)가 접종된 96-웰 플레이트에 처리하고, H2O2 (1 mM)를 처리하였다. 1시간 배양 후 DCFH-DA (25 ㎍/㎖) 10 ㎕를 각 웰에 처리하였다. 10분 후, 시너지 HT 다중 검출 마이크로플레이트 판독기 (BioTeek, Winooski, VT, USA)를 이용하여 485㎚의 여기 파장(excitation wavelength) 및 530 ㎚의 방출 파장에서 형광을 측정하였다.
<실시예8> LPS (Lipopolysaccharide) 유도 NO 생산 및 세포 독성 평가
RAW 264.7 대식세포에 LPS로 염증을 유도하였으며, 시료는 50, 100, 또는 200 ㎍/㎖ 농도로 처리하였다. NO 생산은 그리스 분석(Griess assay)으로 측정하였고 MTT 어세이를 이용하여 세포독성을 분석하였다.
<실시예9> 웨스턴 블롯 분석
RAW 264.7 세포에 C. minima의 셀루크라스트(CCm) 추출물을 25, 50, 100 ㎍/㎖로 처리하였다. PBS를 사용하여 세포를 수집하고, 용해 완충액을 이용하여 세포 용해물을 제조하였다. 세포 단백질을 원심분리(12,000 rpm)로 수집하고 Thermo scientific Pierce BCA 단백질 분석 키트를 사용하여 분석하였다.
용해물의 단백질을 정량하여 표준화시킨 후, SDS-PAGE에서 전기영동하여 단백질을 분리하였다. 분리된 단백질 밴드를 폴리비닐리덴 플루오라이드 멤브레인 (Bio-Rad, Irvine, CA, USA)에 트랜스퍼 하였다. 상기 멤브레인의 비특이적 결합 부위는 탈지 분유 5% 및 Tween-20를 포함하는 Tris 완충 식염수(블로킹 용액)를 이용하여 블로킹하였다. 그 후 멤브레인을 1차 및 2차 항체로 순차적으로 반응시키고, Westar EtaC enhanced chemiluminescent substrate (Cyanagen Srl, Bologna, Italy)을 사용하여 현상하였다. 이미지 분석은 형광 분자 이미지 형성 시스템 (Vilber Lourmat, Paris, France)을 사용하였다.
<실시예10> 제브라피쉬 배아를 이용한 세포 내 과산화수소 소거 활성 및 항염증성 평가
제브라피쉬 배아는 자연 산란을 통해 얻었다. 수정 후 3시간 (hpf) 후에 배아(15/group)를 12-웰 플레이트로 옮기고 배아 배지에 접종하였다. 1시간 후 세포 내 과산화수소 소거 활성을 평가하기 위해 S. polycystum의 셀루크라스트 (CSp) 추출물을 50, 100, 200 ㎍/㎖로 처리하였다. 1시간 배양 후 H2O2 (10 ㎍/㎖)를 처리하고 24시간 뒤에 배아를 헹구고 0.2 mM PTU를 포함하는 신선한 배아 배지에 넣고 생존율을 평가하였다. 생존율을 평가하기 위해 배아 또는 부화된 유충의 생존 및 심장박동수를 최대 5일간 매일 관찰하였다.
또한, 항염증 효과를 평가하기 위해 제브라피쉬 배아에 CCm 25, 50 및 100 ㎍/㎖을 처리하고, 1시간 뒤에 LPS (10 ㎍/㎖)를 처리하였다. 이후 24시간 후, 배아를 헹구고 0.2 mM PTU를 함유하는 새로운 배아 배지에 넣은 후, 생존율을 관찰하였다.
또한, 추출물의 ROS 생성 저해, NO 생성 감소 및 세포사멸 억제효과를 평가하기 위해 수정 후 3일차 (dpf) 제브라피쉬 유충을 12개의 웰 플레이트로 옮기고 각기 다른 형광성 프로브 염료로 처리하였다. ROS 농도는 DCFH-DA (20 ㎍/㎖)를 이용하여 측정하였다. DAF-FM-DA(5 μM)을 사용하여 NO 수준을 확인하였고, 아크리딘 오렌지 (7 ㎍/㎖)을 사용하여 세포사멸을 확인하였다. 현미경 Cool-SNAP-Pro 컬러 디지털 카메라 (Olympus, Japan)를 사용하여 사진을 촬영하였다. 형광강도는 이미지 J 프로그램을 사용하여 정량화하였다.
<실시예11> 통계 분석
모든 데이터 값은 최소 3회의 독립적인 실험을 기준으로 평균 ± 표준 편차
(SD)로 표시하였다. 데이터를 비교하기 위한 통계 분석은 IBM SPSS Statistics 20 소프트웨어를 이용하여 일원 분산 분석 (one-way ANOVA)을 수행 한 후 던칸의 다중검정 (Duncan’s multiple range test, DMRT)를 이용하여 수행하였다. P값이0.05 미만 (P<0.05)은 유의한 것으로 간주하였다.
<결과>
<실험예1> 일반 조성분(proximate composition)
10종의 해조류의 회분, 단백질, 탄수화물 및 지질의 일반 조성분 (proximate composition)을 AOAC 2005에 기술된 표준 방법에 따라 평가하였다. 또한 추가적으로 상기 10종의 해조류에서 금속이온 함량을 분석하였다.
표 2는 10종 해조류에서 일반조성을 분석한 결과이다.
시료
번호
해조류 명칭 탄수화물 함량 단백질 함량 지방 함량 회분 함량
1 S. polycystum 57.32 ± 0.26h 12.76 ± 0.15c 1.03 ± 0.05d,e 17.35 ± 0.18a,b
2 S. natans 52.45 ± 0.63g 11.52 ± 0.40b 0.96 ± 0.07c,d 24.15 ± 0.89b
3 P. commersonii 34.00 ± 0.48b 14.36 ± 0.42d 0.81 ± 0.04c 48.40 ± 0.85c,d
4 C. minima 57.71 ± 0.36h 12.3 ± 0.20c 0.35 ± 0.05a 16.94 ± 0.60a,b
5 C. herpestica 28.63 ± 0.43a 9.08 ± 0.15a 0.34 ± 0.06a 50.88 ± 0.54d
6 C. antennina 42.21 ± 0.32d 13.56 ± 0.09d 0.59 ± 0.07b 39.73 ± 0.71c
7 U. fasciata 40.38 ± 0.52c 22.68 ± 0.38f 0.95 ± 0.04c,d 18.76 ± 0.65a,b
8 A. pygmaea 43.61 ± 0.35e 16.25 ± 0.14e 0.25 ± 0.06a 12.04 ± 0.47a
9 G. corticata 50.21 ± 0.09f 10.26 ± 0.27a 1.16 ± 0.05e,f 14.99 ± 0.39a,b
10 G. lithophila 62.24 ± 0.27i 15.83 ± 0.28e 1.25 ± 0.05f 18.58 ± 0.85a
각 함량은 % 단위이며, 값은 3회 측정의 평균 ± 표준편차로 나타냈다.
표 3는 10종의 해조류의 금속이온 함량(mg/L)을 분석한 결과이다.
시료번호 금속 이온 함량
K Ca Mg Fe Cu Mn Na Zn Ni Al V Sr Ba As
1 4065.0 3295.8 2715.6 4.7 14.5 1.9 825.3 0.0 8.0 53.2 6.6 359.0 14.2 60.1
2 5386.2 3918.2 2008.8 133.1 0.0 3.0 2548.7 0.0 12.9 237.3 0.0 343.6 9.8 81.8
3 3182.8 12410.3 4131.4 1637.6 13.0 38.4 618.0 0.0 20.3 2657.5 49.0 326.1 9.1 191.0
4 3745.8 3425.3 1436.2 127.1 7.4 4.5 670.4 0.0 11.5 98.2 0.0 504.1 8.9 41.7
5 2905.4 16732.3 1567.0 1436.7 10.0 24.4 3776.8 0.0 18.3 1770.7 0.0 230.5 10.4 171.2
6 12743.7 2727.9 938.1 559.2 0.0 13.0 1077.7 0.0 16.2 164.7 0.4 33.8 11.1 145.2
7 588.4 5513.5 4492.1 422.2 0.0 5.4 1241.4 0.0 8.0 474.4 12.8 83.4 12.6 10.1
8 4367.2 1002.8 642.0 94.5 0.2 5.3 714.1 0.0 4.0 35.3 7.9 12.7 -0.2 35.4
9 2951.9 4099.2 1091.0 0.0 19.5 5.7 91.5 4.7 2.3 27.8 3.3 28.1 35.0 23.6
10 2963.0 2668.5 2353.5 0.0 4.8 6.0 2520.4 0.0 3.1 27.7 2.6 33.4 6.8 0.0
시료번호는 1: S. polycystum, 2: S. natans, 3: P. commersonii, 4: C. minima, 5: C. herpestica, 6: C. antennina, 7: U. fasciata, 8: A. pygmaea, 9: G. corticata 그리고 10: G. lithophila를 나타낸다.
분석결과, G. lithophila가 가장 높은 탄수화물 함량을 나타냈으며, U. fasciata는 가장 높은 단백질 함량을 가짐을 확인하였다. 회분 함량은 주로 Ca2+ 이온으로 구성된, C. herpesticaP. commersonii에서 높게 나타났다(표 2, 3). 이러한 관찰 결과는 석회 형태와 관련된다. 다량의 K, Ca, Na, Mg가 모든 시료에서 검출되었다. 일부 해조류에서는 비소(As)가 검출되었다. 그러나, 검출된 수치는 해조류에서 발생하는 정상 수준이었다(표 3).
<실험예2> 효소 및 해조류 시료에 따른 추출 수율, 화학 조성 및 항산화 활성
표 4은 각 해조류 추출물의 수율, 화학조성 및 항산화 활성을 분석한 결과이다. 해조류의 효소 보조 추출물이 물 추출물 보다 수율이 더 높은 것을 확인하였다. 또한, 탄수화물, 단백질 또는 폴리페놀의 함량은 대체적으로 물 추출물보다 효소 보조 추출물에서 높게 나타났다. 이는 탄수화물 분해 효소를 이용한 효소 보조 추출이 세포벽을 분해하여 유기 화합물을 추출하는 데 물 추출보다 효과적임을 보여준다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 2 ㎎/㎖의 S. polycystum 셀루크라스트 추출물(CSp)에서 DPPH 및 과산화수소 라디칼 소거 활성이 가장 강하게 나타났으며 (각각 57.23 및 39.10%), C. herpestica의 물 추출물에서 이가철 이온 킬레이트 항산화 활성은 82.95%로, 모든 추출물 중에서 가장 높았다.
효소 시료번로 (수율)
Yield
Chemical analysis
Antioxidant activities (%)
항산화 활성
Radical scavenging
라디칼 소거능
Fe2+
Chelating
Carbohydrate Protein Polyphenolic DPPH Hydrogen peroxide
Viscozyme 1 12.5 ± 1.3 44.7 ± 1.4 10.5 ± 0.8  3.8 ± 0.0 42.2 ± 1.2g 35.4 ± 1.2h 49.7 ± 0.5d
2 21.0 ± 1.0 24.0 ± 0.1 11.2 ± 0.4  3.2 ± 0.1 21.8 ± 1.4de 28.8 ± 1.4g 58.0 ± 1.1g
3 21.5 ± 0.9 10.6 ± 0.4 8.8 ± 1.2  3.6 ± 0.0 20.2 ± 0.5d 21.6 ± 1.1e 55.2 ± 0.3f
4 9.0 ± 1.0 31.2 ± 0.1 10.4 ± 0.7  4.1 ± 0.0 39.2 ± 0.9f 34.2 ± 0.2h 51.9 ± 0.0e
5 14.5 ± 0.6 15.5 ± 1.2 14.5 ± 1.0  0.7 ± 0.0 8.7 ± 1.2b 14.3 ± 1.3b 60.0 ± 1.3h
6 33.5 ± 2.0 46.3 ± 0.8 7.3 ± 0.6  1.8 ± 0.1 23.5 ± 0.1e 19.0 ± 0.1d 35.9 ± 0.6b
7 25.0 ± 1.8 58.6 ± 1.8 13.6 ± 0.5  1.1 ± 0.0 6.7 ± 0.3a 8.1 ± 1.3a 11.7 ± 0.2a
8 17.0 ± 0.5 51.4 ± 1.9 14.7 ± 0.7  2.3 ± 0.0 22.9 ± 0.1e 26.2 ± 1.1f 61.0 ± 1.3h
9 33.5 ± 1.7 40.3 ± 1.3 15.1 ± 0.9  0.8 ± 0.0 16.8 ± 1.2c 17.6 ± 0.8cd 44.9 ± 1.2c
10 36.0 ± 1.1 76.9 ± 3.9 15.3 ± 0.7  0.9 ± 0.1 23.7 ± 0.2e 16.4 ± 0.5bc 12.0 ± 1.2a
Celluclast 1 15.0 ± 0.9 48.4 ± 2.2 10.3 ± 1.2  3.8 ± 0.0 57.2 ± 0.6f 39.1 ± 0.3i 44.5 ± 1.0e
2 23.5 ± 0.9 28.3 ± 0.8 11.6 ± 0.7  3.4 ± 0.0 30.7 ± 1.1d 30.0 ± 1.2g 45.3 ± 1.4e
3 26.0 ± 1.2 9.7 ± 0.1 9.1 ± 0.8  3.6 ± 0.0 21.9 ± 1.2c 23.9 ± 0.3e 50.3 ± 0.8f
4 12.0 ± 0.8 34.9 ± 1.8 11.5 ± 0.0  4.2 ± 0.0 45.4 ± 0.1e 35.1 ± 0.2h 48.4 ± 1.2f
5 17.5 ± 0.9 23.5 ± 1.0 15.1 ± 1.0 0.6 ± 0.0 0.5 ± 0.5a 17.1 ± 0.2c 60.6 ± 1.0g
6 39.5 ± 0.8 60.1 ± 0.8 8.1 ± 0.7  1.9 ± 0.1 18.7 ± 0.7b 21.2 ± 0.0d 31.3 ± 0.5c
7 27.0 ± 0.9 60.5 ± 0.2 24.3 ± 0.8  1.1 ± 0.0 2.3 ± 1.2a 7.9 ± 0.9a 7.1 ± 0.5a
8 17.5 ± 0.6 53.3 ± 4.4 15.2 ± 0.3  2.3 ± 0.0 21.4 ± 0.6c 26.0 ± 1.0f 49.8 ± 0.9f
9 36.0 ± 0.8 53.4 ± 1.2 15.6 ± 0.5  0.9 ± 0.0 19.1 ± 1.1b 15.1 ± 0.3b 34.9 ± 0.4d
10 40.0 ± 0.9 79.4 ± 0.7 15.2 ± 0.7  0.9 ± 0.0 17.1 ± 1.0b 18.4 ± 1.4c 9.4 ± 0.3b
Termamyl 1 13.0 ± 0.9 41.8 ± 9.5 9.4 ± 0.7  3.6 ± 0.1 47.0 ± 1.1g 36.3 ± 0.3h 54.4 ± 0.4d
2 22.0 ± 1.1 20.5 ± 0.1 10.0 ± 0.9  3.1 ± 0.0 19.2 ± 0.7e 20.2 ± 0.7e 60.4 ± 1.1f
3 22.5 ± 0.8 6.0 ± 0.1 8.8 ± 0.2  3.5 ± 0.0 17.9 ± 0.1e 21.8 ± 0.9f 70.8 ± 0.4g
4 8.0 ± 0.7 22.7 ± 0.1 10.4 ± 0.2  4.2 ± 0.0 43.3 ± 0.5f 34.0 ± 1.1g 54.4 ± 1.4d
5 14.0 ± 0.6 12.6 ± 1.0 14.7 ± 0.8  0.6 ± 0.0 1.4 ± 0.1a 15.3 ± 0.2d 56.6 ± 0.4e
6 34.5 ± 0.8 48.6 ± 0.1 8.0 ± 0.1  1.8 ± 0.0 8.4 ± 1.2b 12.3 ± 0.2c 47.0 ± 1.2c
7 26.0 ± 1.2 53.6 ± 1.1 22.9 ± 0.8  1.1 ± 0.0 0.6 ± 0.4a 3.6 ± 0.7a 12.4 ± 0.9a
8 16.5 ± 0.9 49.1 ± 4.5 15.0 ± 0.2  0.9 ± 0.0 15.4 ± 1.0d 19.7 ± 0.1e 53.7 ± 0.1d
9 34.0 ± 0.3 54.6 ± 0.0 14.3 ± 0.4  0.8 ± 0.1 7.7 ± 1.0b 12.9 ± 0.0c 31.9 ± 0.4b
10 37.0 ± 0.6 74.6 ± 2.3 14.7 ± 1.0  0.8 ± 0.0 11.6 ± 1.4c 10.0 ± 0.9b 12.1 ± 0.1a
Ultraflo 1 10.5 ± 0.2 40.8 ± 1.3 9.1 ± 0.6  3.7 ± 0.0 51.6 ± 0.6i 34.2 ± 1.3g 54.3 ± 0.2e
2 21.5 ± 0.4 25.0 ± 0.4 10.0 ± 1.0  3.2 ± 0.0 21.4 ± 0.0g 28.3 ± 0.9f 55.5 ± 0.5e
3 17.5 ± 0.2 9.4 ± 0.3 8.1 ± 0.3  3.5 ± 0.0 19.6 ± 1.1f 25.4 ± 0.2e 73.3 ± 0.1g
4 6.5 ± 0.7 30.9 ± 0.0 10.3 ± 0.1  4.1 ± 0.0 42.7 ± 0.6h 29.9 ± 0.9f 55.8 ± 0.9e
5 15.0 ± 0.2 17.0 ± 0.6 14.8 ± 0.2  0.7 ± 0.0 4.1 ± 0.8b 11.4 ± 0.5b 76.1 ± 1.4h
6 37.5 ± 0.6 31.3 ± 0.5 7.0 ± 0.1  1.9 ± 0.0 10.4 ± 0.9c 11.1 ± 0.2b 51.5 ± 0.2d
7 24.0 ± 0.5 56.3 ± 1.8 22.6 ± 0.1  0.9 ± 0.0 0.1 ± 0.8a 5.9 ± 1.2a 21.9 ± 1.3b
8 12.0 ± 0.9 57.2 ± 1.6 14.0 ± 0.6  0.9 ± 0.0 12.3 ± 0.7d 23.5 ± 0.2d 61.4 ± 0.6f
9 29.5 ± 0.7 43.7 ± 0.2 14.2 ± 0.3  0.6 ± 0.0 3.3 ± 0.5b 14.9 ± 1.0c 41.8 ± 0.7c
10 34.0 ± 0.2 66.7 ± 1.9 14.8 ± 0.6 0.9 ± 0.0 16.3 ± 0.9e 11.1 ± 0.4b 15.5 ± 1.2a
물DW 1 5.5 ± 0.2 26.4 ± 0.0 9.5 ± 0.7  3.2 ± 0.0 41.4 ± 1.3i 30.3 ± 1.2g 53.7 ± 0.0d
2 13.5 ± 0.8 9.0 ± 0.0 10.3 ± 0.4 2.9 ± 0.1 17.8 ± 0.1g 22.4 ± 1.4e 78.5 ± 0.7h
3 14.5 ± 0.2 5.5 ± 0.3 7.1 ± 0.1  2.8 ± 0.0 10.8 ± 0.9e 21.5 ± 0.0e 84.9 ± 0.9j
4 4.0 ± 0.3 10.4 ± 1.0 9.0 ± 0.6  3.3 ± 0.0 25.8 ± 1.0h 24.9 ± 0.6f 69.6 ± 1.2g
5 7.5 ± 0.5 9.5 ± 0.2 13.2 ± 0.5  0.5 ± 0.0 2.2 ± 0.9b 10.5 ± 0.6c 82.9 ± 0.9i
6 26.5 ± 0.2 15.8 ± 2.5 5.2 ± 0.8  1.2 ± 0.1 10.5 ± 0.9e 9.2 ± 0.3c 55.8 ± 0.9e
7 13.0 ± 0.3 40.2 ± 0.8 20.0 ± 0.5  0.6 ± 0.0 0.5 ± 0.3a 2.9 ± 0.4a 23.6 ± 1.1b
8 8.5 ± 0.43 27.1 ± 0.1 12.9 ± 0.7  0.6 ± 0.0 6.7 ± 0.4d 17.5 ± 0.3d 65.6 ± 0.3f
9 20.5 ± 0.33 25.7 ± 0.1 13.1 ± 0.4  0.5 ± 0.0 4.0 ± 0.1c 8.9 ± 0.3b 42.9 ± 0.7c
10 23.0 ± 0.17 52.1 ± 0.9 12.9 ± 0.1  0.7 ± 0.0 13.7 ± 0.1f 8.1 ± 0.3b 20.8 ± 0.0a
시료번호는 1: S. polycystum, 2: S. natans, 3: P. commersonii, 4: C. minima, 5: C. herpestica, 6: C. antennina, 7: U. fasciata, 8: A. pygmaea, 9: G. corticata 그리고 10: G. lithophila를 나타낸다.
<실험예3> 해조류 추출물의 세포독성
다음으로 Chang 세포에서 100 ㎍/㎖ 농도의 각 추출물을 처리하고 24시간 배양한 후 MTT 어세이를 수행하여 세포독성을 분석하였다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 시료 5 (C. herpesica)의 추출물을 제외한 모든 추출물은 80% 이상의 세포 생존률을 나타내었다. 세포독성 분석결과, C. herpestica를 제외한 해조류 추출물이 추후 실험을 위해 200 ㎍/㎖ 미만의 농도에서 안전하게 세포에 적용할 수 있음을 확인하였다.
<실험예4> 해조류 추출물의 세포 내 ROS(과산화수소) 소거 활성
DCFH-DA는 세포로 용이하게 흡수되어 세포 에스테라아제에 의해 비형광 DCFH로 전환된다. 세포 내 ROS 및 기타 과산화물에 의한 산화 후, DCFH는 형광계 (여기 파장 485 nm, 방출 파장 530 nm)를 사용하여 검출할 수 있는 고형광 DCF로 변환된다.
이에, Chang 세포에서 100 ㎍/㎖ 농도의 각 추출물을 처리하고, 세포 내 과산화수소 소거능을 DCFH-DA 분석법을 사용하여 평가하였다(표 5). S. polycystum (CSp), S. natansC. minima의 셀루크라스트 추출물은 가장 강한 세포 내 ROS 소거 효과를 보였다. 결과적으로, 셀루크라스트 추출물은 다른 효소 추출물 및 물(DW) 추출물보다 우수한 항산화 활성을 보였다.
표 5는 세포 내 과산화수소(hydrogen peroxide) 소거 활성에 대한 해조류 추출물의 IC50 값이다.
Figure 112019060673927-pat00002
시료번호는 1: S. polycystum, 2: S. natans, 3: P. commersonii, 4: C. minima, 5: C. herpestica, 6: C. antennina, 7: U. fasciata, 8: A. pygmaea, 9: G. corticata 그리고 10: G. lithophila를 나타낸다.
<실험예5> 해조류 추출물의 항염증 활성(NO 생성 억제)
표 6에 나타낸 바와 같이, C. minima 추출물이 다른 해조류 추출물과 비교하여 강한 항염증 활성을 가짐을 확인하였으며, 특히 C. minima의 셀루크라스트(CCm) 추출물에 의해 NO 생성이 현저하게 감소되었다(IC50 = 44.47 ㎍/㎖).
C. herpestica 추출물을 제외한 대부분의 해조류 추출물은 항염증 활성을 나타냈다. 상기 C. herpestica 추출물은 RAW 세포에 25.00 ㎍/㎖처리시 60% 미만의 생존률을 보여 세포독성을 유도함을 확인하였다. 앞선 실험 결과에서 관찰된 바와 같이 C. herpestica 추출물은 장(Chang) 세포에 독성을 나타냈다. 따라서 관찰된 세포독성을 감안하면, C. herpestica 추출물은 생물학적 분석에 사용하기에 적합하지 않았다.
표 6은 RAW 264.7 세포에서 LPS 유도 NO 생성 억제에 대한 해조류 추출물의 IC50 값 이다.
Figure 112019060673927-pat00003
시료번호는 1: S. polycystum, 2: S. natans, 3: P. commersonii, 4: C. minima, 5: C. herpestica, 6: C. antennina, 7: U. fasciata, 8: A. pygmaea, 9: G. corticata 그리고 10: G. lithophila를 나타낸다.
<실험예6> C. minima 추출물이 iNOS, COX-2, PGE2 및 TNF-α 단백질 발현에 미치는 효과
염증 반응은 신호 경로의 복잡한 시스템에 의해 매개된다. iNOS, COX-2, PGE2 및 TNF-α는 NO 및 프로스타글란딘의 생산을 조절하는 주요 세포 신호 전달 매개체이며, 차례로 다양한 세포 반응을 조절한다. 따라서 CCm의 항염증 효과를 확인하고자, LPS 처리하여 염증을 유도한 RAW 세포에서 CCm에 의한 iNOS, COX-2, PGE2 및 TNF-α 단백질 발현변화를 분석하였다.
도 2에 나타낸 바와 같이, LPS 처리시 대조군에 비해 사이토카인 생성이 유의하게 증가되었다. 그러나, CCm 처리 농도가 증가함에 따라 iNOS, COX-2, PGE2 및 TNF-α의 발현 수준이 감소되는 것을 확인하였다. 또한, 앞서 표 6에서 확인된 바와 같이 RAW 264.7 대식세포에서 관찰된 NO 생성의 감소는 iNOS 발현의 감소로 인한 것으로 판단된다.
상기 결과를 통해 CCm 추출물이 iNOS, COX-2, PGE2 및 전염증성 사이토카인인 TNF-α의 발현을 억제하여 염증 반응을 저해할 수 있음을 확인하였다.
<실험예7> 제브라피쉬에서 LPS 유도 산화 스트레스 및 세포사멸에 대한 CSp의 보호 효과
수정 후 5일차(day post-fertilization, dpf)에 10 mM H2O2로 처리한 제브라피쉬의 생존율은 58.6%이었고, CSp (200 ㎍/㎖) 처리한 경우, 생존율은 93.0%까지 증가하였다. 2 dpf에서의 심장 박동수는10 mM H2O2로 처리한 제브라피쉬에서 평균 112 회/분으로 112.2%으로 증가하였다. CSp (200 ㎍/㎖)를 처리하면 평균 143 회/분의 심장박동수로 정상 수준 (100 %)으로 감소되었다. 또한, 산화 스트레스에 의해 유도된 제브라피쉬의 세포사멸은 아크리딘 오렌지 염색을 사용하여 관찰하였다. CSp (200 ㎍/㎖) 처리 후 형광 강도가 감소하는 것을 확인하였다. 즉, CSp에 의해 H2O2 유도 산화 스트레스에 의한 세포 사멸이 정상수준으로 효과적으로 감소되었다.세포 내 ROS 수준은 DCFH-DA 염색법을 사용하여 분석하였다. 10 mM H2O2를 처리한 경우 ROS가 급격하게 증가하였으며, CSp (200 ㎍/㎖)을 처리한 후 세포 내 ROS 수준은 대조군과 유사한 수준으로 효과적으로 감소되었다(도 3).
<실험예8> 제브라피쉬에서 CCm의 항염증 효과
제브라 피쉬에서 심장박동수는 LPS를 처리한 후 현저하게 증가하여 대조군 값 (최대 140 비트/분)의 113.4 % (161 비트/분)까지 증가하였으나, CCm (100μg/ mL) 처리한 경우, 정상 수준 (142 회/분)으로 효과적으로 감소하였다.
5 dpf에서 LPS 처리 된 제브라 피쉬의 생존율은 51.7% 이었지만, 25, 50 및 100 ㎍/㎖에서 CCm 처리한 제브라피쉬의 생존율을 각 59.2, 76.5, 93.1 %로 농도의존적으로 생존율이 증가함을 확인하였다.
도 4에서 나타난 바와 같이, LPS 처리는 3 dpf제브라피쉬에서 세포사멸, ROS 생산 및 NO 생성을 증가시켰으며, 이는 100㎍/㎖ CCm 처리에 의해 효과적으로 억제되어 세포사멸, ROS 생산 및 NO 생성이 대조군과 유사한 수준으로 감소하였다.
LPS로 처리 한 제브라피쉬의 양성 대조군의 NO 생성이 증가하여 높은 형광강도가 나타났으나, CCm 처리에 의해 NO 수치가 효과적으로 감소하여 CCm이 항염증 효과를 가짐을 확인하였다.
요약하면, EAE는 종래의 방법에 비해 식물 물질로부터 생체 활성 물질을 얻을 수 있는 안전하고 저렴한 방법이다. 스리랑카 해조류 10종의 효소 추출물에서 항산화 또는 항염증 효과를 확인한 결과, Chang 세포에서 S. polycystum (CSp), S. natansC. minima의 셀루크라스트 추출물은 강한 세포 내 ROS 소거 효과를 나타내 항산화 효과가 우수하였으며, RAW 264.7 세포에서 NO 생성 저해 효과를 비교한 결과, C. minima, C. antennina, S. polycystum의 셀루크라스트 추출물이 NO 생성억제 우수하여 항염증 효과를 가짐을 확인하였다.
생체 내 및 생체 외 제브라피쉬 모델 시스템에서 S. polycystum 및/또는 C. minima의 셀루크라스트(Celluclast) 추출물에서 주목할만한 항산화성 및 항염증성과 보다 높은 폴리페놀 함량을 확인하였다.
효소 보조 추출(EAE)는 DW과 효소를 이용하여 유효성분을 추출하는 방법이다. 상기 실혐결과에서 10종의 해조류의 모두 셀루크라스트 추출물에서 물(DW) 추출물보다 우수한 항염증 효과를 나타냈다. 이러한 결과는 셀루크라스트를 이용한 효소 보조 추출이 해조류로부터 생물 활성 물질을 얻을 수 있는 효율적인 방법임을 보여준다. 또한, 본 발명은 해조류 기반 기능성 성분의 산업 생산에서 EAE의 가능성을 확인하였다.

Claims (5)

  1. 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 또는 항염증용 식품 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 효소는 탄수화물 분해 효소인 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 효소 추출물은 물과 효소를 이용하여 추출된 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
  4. 삭제
  5. 사르가숨 폴리시스툼(Sargassum polycystum), 사르가숨 나탄스(Sargassum natans), 차에토모르파 안테니나(Chaetomorpha antennina) 및 크노오스포라 미니마(Chnoospora minima)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 해조류의 효소 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증용 약학 조성물.
KR1020190070259A 2019-02-12 2019-06-13 해조류 효소 추출물을 유효성분으로 포함하는 항염증 또는 항산화 조성물 KR102123565B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190016244 2019-02-12
KR20190016244 2019-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102123565B1 true KR102123565B1 (ko) 2020-06-16

Family

ID=71141668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190070259A KR102123565B1 (ko) 2019-02-12 2019-06-13 해조류 효소 추출물을 유효성분으로 포함하는 항염증 또는 항산화 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102123565B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110118064A (ko) * 2010-04-22 2011-10-28 재단법인 제주테크노파크 잔가시모자반으로부터 분리한 활성물질을 이용한 항염증성 조성물
KR20140067826A (ko) * 2012-11-27 2014-06-05 부경대학교 산학협력단 모자반 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 조성물
KR20150051387A (ko) * 2013-11-04 2015-05-13 제주대학교 산학협력단 큰열매모자반 추출물을 함유하는 염증성 질환의 예방 및 치료용 조성물
KR20170073987A (ko) * 2015-12-21 2017-06-29 부경대학교 산학협력단 톱니모자반 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 항산화 조성물
KR101910156B1 (ko) 2016-10-26 2018-10-19 재단법인 제주테크노파크 흑무 추출물을 이용한 항염증용 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110118064A (ko) * 2010-04-22 2011-10-28 재단법인 제주테크노파크 잔가시모자반으로부터 분리한 활성물질을 이용한 항염증성 조성물
KR20140067826A (ko) * 2012-11-27 2014-06-05 부경대학교 산학협력단 모자반 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 조성물
KR20150051387A (ko) * 2013-11-04 2015-05-13 제주대학교 산학협력단 큰열매모자반 추출물을 함유하는 염증성 질환의 예방 및 치료용 조성물
KR20170073987A (ko) * 2015-12-21 2017-06-29 부경대학교 산학협력단 톱니모자반 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 항산화 조성물
KR101910156B1 (ko) 2016-10-26 2018-10-19 재단법인 제주테크노파크 흑무 추출물을 이용한 항염증용 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101973639B1 (ko) 콩잎 추출물을 함유하는 항산화용 조성물
KR20170132388A (ko) 애기수영 또는 산수국의 추출물을 유효성분으로 함유하는 주름개선 또는 피부미백용 조성물
KR101136742B1 (ko) 연산호류 추출물 및 그것의 용도
KR101793208B1 (ko) 홍자단 추출물을 포함하는 항산화 또는 항염증 조성물
KR101440684B1 (ko) 클로렐라 유래 항산화 활성을 갖는 펩티드
KR20190057225A (ko) 부처손 추출물, 이의 분획물 또는 이로부터 분리된 화합물을 유효성분으로 함유하는 항산화 또는 항염증용 조성물
KR20110049575A (ko) 항산화 활성을 갖는 다시마 정유 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물
JP6778026B2 (ja) 4’−デメチルノビレチンを有効成分として含有する美白剤および美白用飲食物
KR102123565B1 (ko) 해조류 효소 추출물을 유효성분으로 포함하는 항염증 또는 항산화 조성물
JP2008297214A (ja) 美肌作用を有する組成物
KR101679480B1 (ko) 천연 추출물을 함유하는 여드름 개선용 화장료 조성물
KR20200098370A (ko) 콜레르파 라세모사 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 항염증 또는 항산화 조성물
KR20200081599A (ko) 해조류 발효 추출물을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물
KR101182059B1 (ko) 항산화 활성을 갖는 톳 정유 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물
JP2008174457A (ja) 抗酸化作用を有する2−(2−メチルプロパノイル)フロログルシノール−1,5−ジ−O−β−D−グルコピラノシド
KR102058022B1 (ko) 백산차 추출물의 분획물을 유효성분으로 함유하는 항산화 및 항염증용 조성물
KR20180098737A (ko) 부처손 추출물, 이의 분획물 또는 이로부터 분리된 화합물을 유효성분으로 함유하는 항산화 또는 항염증용 조성물
KR102032830B1 (ko) 쌀겨 추출물을 함유하는 피부 개선용 건강기능식품
KR20120073720A (ko) 디프테로카퍼스 옵터시포리어스 추출물을 유효성분으로 함유하는 노화방지용 조성물
KR101891408B1 (ko) 영지버섯균사체 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증 조성물
KR101768280B1 (ko) 카르피너스 푸베센스 추출물을 포함하는 항산화 또는 항염증 조성물
KR101461704B1 (ko) 모로우붉은실 추출물을 유효성분으로 포함하는 자외선에 의한 피부손상 억제 및 피부치료용 조성물
KR102598905B1 (ko) 퀼라야 추출물을 함유하는 소취용 조성물
KR102014960B1 (ko) 콩뿌리 추출물을 함유하는 항산화용 조성물
KR101804580B1 (ko) 1,3-디올레인 또는 1,3-디리노레오일-락-글리세롤을 함유하는 피부 과색소성 질환의 개선, 예방 또는 치료용 및 미백용 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant