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민희 성
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1 KSBB Journal : 570~578 Astaxanthin 과 Astaxanthin-Cyclodextrin 포접화합물의생리활성 김소영 1,2 조은아 1 유귀재 1 유지민 1 손석민 1 인만진 3 김동청 3 채희정 1,2 * 1 호서대학교식품생물공학과및기초과학연구소, 2 내추럴초이스 ( 주 ), 3 청운대학교식품영양학과 Physiological Activity of Astaxanthin and its Inclusion Complex with Cyclodextrin Soyoung Kim 1,2, Eunah Cho 1, Guijae Yoo 1, Jimin Yoo 1, Seok Min Son 1, Man-Jin In 3, Dong Chung Kim 3, and Hee Jeong Chae 1,2 * 1 Department of Food and Biotechnology, Institute of Basic Science, Hoseo University, Asan , Korea 2 Natural Choice Co., Ltd, Asan , Korea 3 Department of Human Nutrition and Food Science, Chungwoon University, Hongseong , Korea Abstract In vitro biological activities such as antioxidant, whitening, anti-hangover and anticancer activities were evaluated. The antioxidant activities of astaxanthin and H. pluvialis extract were significantly higher than that of α-tocopherol when the antioxidant activities were determined as xanthine oxidase inhibition, hydroxyl radical scavenging and DPPH radical scavenging. The whitening effect of H. pluvialis extract was about two times as kojic acid. H. pluvialis extract indicated an anticancer activity on a cervical cancer cell line. Astaxanthin showed anti-hangover effect of 1.5 times as jiguja extract. The anti-hangover effect of the inclusion complex (As-β-CD) was about 1.2 times of jiguja extract. And, the inclusion complex of Haematococcus pluvialis (H.p.-β-CD) showed almost the same whitening effect as kojic acid. Keywords: Astaxanthin, Haematococcus pluvialis, Inclusion complex, biological activity 서론 1) 아스타잔틴 (astaxanthin) 은인체내에서 vitamin A 의전구체역할을하며, 다른카로티노이드보다최소 10 배, 비타민 E (vitamin E) 인알파 - 토코페롤 (α-tocopherol) 보다 500 배이상의항산화활성을가지고있는물질로알려져있다 [1-4]. 아스타잔틴의강력한항산화활성은구조의 C-4, C-4' 에위치한 oxo-group 때문이라고보고되어있고 [5], 아스타잔틴의항산화기작은일중항산소 (singlet oxygen) 를제거하거나 [6] 자유라디컬소거능 [7,8], 과산화물연쇄반응 (peroxide chain reaction) 을정지시키는것으로알려져있다 [9,10]. 아스타잔틴의항산화작용은일중항산소의제거에의해 *Corresponding author Tel: , Fax: hjchae@hoseo.edu 항암에도효과가있는것으로알려져있다. 그예로아스타잔틴의활성산소 (oxygen radical) 제거에의한개시 (cancer initiation) 와진행 (propagation) 의과정을감소시켜난소암, 간암에대한예방효과등이보고된바있다 [11-13]. 이외에도아스타잔틴의항암효과에대한많은연구결과가보고되었다 [14-18]. 또한아스타잔틴은면역기능에활성이있는것으로알려져있고 [2,19-23], 심장질환에대한치료효과도보고되었다 [24,25]. 이외에도항염증효과 [26], 자외선차단효과 [27], 눈기능과관련된효과 [28-31], 간기능에대한영향 [32] 이보고된바있다. 또한, 아스타잔틴의미백활성이미백제로알려진 kojic acid 와비슷한활성을지니는것으로보고된바있다 [33]. 그러나현재아스타잔틴 (astaxanthin) 은다양한생리활성에도불구하고산업적으로응용이미비한실정이다. 이러한이유는아스타잔틴의구조에기인하는결과이다. 아스타잔틴은구조적으로이중결합을가진불포화화합물로제조

2 KSBB Journal 571 나저장시열과산화 ( 빛 ) 에의해쉽게파괴되어활성이감소하며, 또한지용성물질로서단일또는단백질과에스터 (ester) 결합구조를가지고있어물에서용해가잘되지않는다 [34]. 이러한아스타잔틴의불안정성과수불용성이응용에제한으로작용한다. 현재국내외적으로아스타잔틴의안정성과용해도개선을위한제형화연구는미비한실정이다. 국내에서는아스타잔틴을수용화하기위한방법으로키토산등수용성고분자를이용한연구를진행하였으나, 현재실용화되지않은상태이고, 그안정성이나효능또한입증되지않았다 [35]. 또한안정성향상의측면에서아스타잔틴유액제조에의한안정성향상이보고된바있고 [36], chitosan matrix 를이용하여아스타잔틴을캡슐화하여온도에대한저장성개선 [37], 키토산을이용하여헤마토코커스로부터추출한아스타잔틴을캡슐화하여산화안정성개선과저장에따른항산화활성이보고된바있다 [38]. 현재까지국내외적으로아스타잔틴제형화연구는초기상태이고안정성과용해도를동시에높일수있는기술은미비한상태라할수있겠다. 본연구팀에서는지용성물질의안정화와용해도향상을위해널리사용되는수종의싸이클로덱스트린 (βcyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, hydroxypropylγ-cyclodextrin) 을이용한포접화합물을제조하였고안정성과용해도를향상시킨아스타잔틴제형을얻을수있었다. β-cd 를이용하여포접시켰을경우자외선, 산화, 산성조건및열처리에대한안정성이크게향상되었고, 물에대한용해도는아스타잔틴에비해 ph 6.5 에서 110 배, 25 에서 13 배증가된것을확인하였다 [39]. 본연구에서는아스타잔틴의항산화기작을확인하고자다양한항산화활성의측정법을통해항산화활성을확인하였다. 또한유방암, 폐암및자궁경부암에대한항암효과를측정하였고, 미백기능과함께숙취해소에대한효과를검토하였다. 특히 cyclodextrin 과의포접화합물을조제하였을경우에도유리형아스타잔틴과비슷한생리활성을나타내는지확인하였다. 재료및방법 재료및시약 Astaxanthin 은 Sigma 사 (MO, USA) 의제품으로서순도 92% 이상의것을사용하였고, Haematococcus pluvialis cracked cell 은순도 1.5% 의 Parry Nutraceutical 사 (India) 로부터구입하였고, 포접화합물의제조에사용된베타 - 싸이클로덱스트린 (β-cyclodextrin) 은 Wako 사 (Osaka, Japan) 로부터구입하여사용하였다. Xanthine 과 xanthine oxidase, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), mushroom tyrosinase (25,000 U/mg), kojic acid, ethylenediaminetetraaceticacid (EDTA), 2-deoxyribose,trichloroacetic acid (TCA), bovine serum albumin (BSA), alcohol dehydrogenase (ADH) 는 Sigma 사 (MO, USA) 의제품을구입하여사용하였고, 4, 6-dihydroxy-2-mercapto-pyrimidine (TBA) 은 Alfa Aesar 사 (MA, USA) 로부터구입하여사용하였다. L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) 는 Across Organics 사 (NJ, USA) 로부터 β-nicotinamide adenine dinucleotide (β-nad) 는 Fluka 사 (Steinheim, Germany) 로부터구입하였다. 항암활성에사용한 cell counting kit-8 (CCK-8) 은 Dojindo Molecular Technology 사 (MD, USA) 제품을사용하였다. 항암활성을위한 MCF-7 세포주 ( 유방암 ), HeLa 세포주 ( 자궁경부암 ) 는한국세포주은행 ( 한국 ) 으로부터분양받았다. 헤마토코커스로부터아스타잔틴의추출조건 인산완충용액 (ph 5-7) 에헤마토코커스분말을 0.5% (w/v) 의비율로현탁시킨후, 40 에서 1 시간동안반응시켰다. 반응종료후, 원심분리로침전물을회수하여아세톤을 0.5% (w/v) 의농도로첨가한후초음파처리 (75 min, 40 khz; Power sonic 510, Hwashin, Korea) 하여아스타잔틴을추출하였다. 포접화합물의제조 싸이클로덱스트린을증류수에 0.1 g/ml 의농도로 50 에서가온하면서용해하였다. 아스타잔틴은 500 μg/ml 의농도로염화메틸렌과아세톤 (3:1, v/v) 혼합용매에용해하였다. 싸이클로덱스트린용액과아스타잔틴용액을 1:1 (v/v) 의비율로첨가한후, 50 에서 7 시간교반하였다. 교반이끝난다음냉각시킨후, 4 에서 24 시간동안보관하였고, 증류수와에탄올로각각 3 회세척하여동결건조하여복합체를제조하였다. 항산화활성 Xanthine oxidase 저해활성측정 Xanthine oxidase 저해활성측정은 An 등 (2006) 의방법 [40] 에따라측정하였다. 각시료용액 0.1 ml 과 0.1 M 인산완충용액 (ph 7.5) 0.6 ml 을첨가하고, xanthine (2 mm) 을녹인기질액 0.2 ml 과 xanthine oxidase (0.2 U/mL) 0.1 ml 을가하여 37 에서 15 분간반응시켰다. 1 N HCl 1 ml 을가하여반응을종료시킨다음반응액중에생성된요산 (uric acid) 의양을 292 nm 에서흡광도를측정하였다. Xanthine oxidase 저해활성은식 (1) 과같이시료용액의첨가구와무첨가구의흡광도감소율로나타내었다. 시료첨가구의 uric acid 생산량 Inhibition rate (%) = (1 - ) 100 (1) 무첨가구의 uric acid 생산량

3 572 DPPH radical 소거능측정 DPPH radical 소거능은 Heo 등 (2006) 의방법 [41] 에따라메탄올에 0.4 mm 의농도로용해한 DPPH 용액 160 μl 와시료 40 μl 를첨가하여암소에서 30 분간방치한다음 microplate reader (VERSAmax, Molecular Device, CA, USA) 를이용하여 515 nm 에서흡광도를측정하였다. DPPH radical 소거능은시료용액의첨가구와무첨가구의흡광도감소율로나타내었다. Hydroxyl radical 소거능측정 Hydroxyl radical 소거능은 Kang 등 (2001) 의방법 [42] 에의해측정하였다. 50 mm FeSO 4 7H 2 O 20 μl 와 50 mm 의 EDTA 20 μl 를각각넣고, 50 mm 2-deoxyribose 40 μl 와시료 40 μl 를첨가하였다. 여기에 100 mm 인산완충용액 (ph 7.4) 240 μl 와 50 mm H 2 O 2 40 μl 를넣고 37 에서 4 시간동안반응시켰다. 반응후, 2.8% TCA 200 μl 와 50 mm NaOH 에용해한 1% TBA 200 μl 를첨가하여 분동안가열시키고, 얼음속에서급속히냉각하여 530 nm 에서생성된 malondialdehyde (MDA) 의양을측정하였다. Hydroxyl radical 소거능은시료용액의첨가구와무첨가구의흡광도감소율로나타내었다. 미백활성 (tyrosinase inhibition assay) Tyrosinase 저해활성측정은 Jeong 등 (2004) 의방법 [43] 에따라측정하였다. 반응구는 0.5 M 인산완충용액 (ph 6.5) 0.5 ml 에 10 mm L-DOPA 를녹인기질액 0.2 ml 및시료용액 0.1 ml 의혼합액에 mushroom tyrosinase (110 U/mL) 0.2 ml 를첨가하여 25 에서 2 분간반응시켜반응액중에생성된 dopachrome 을 475 nm 에서측정하였다. Tyrosinase 저해활성은시료용액의첨가구와무첨가구의흡광도감소율로나타내었다. 항암활성 10% fetal bovine serum (FBS) 과 1% penicillin-streptomycin 이첨가된 RPMI-1640 배지에서각각배양된유방암세포주 (MCF-7) 와자궁암세포주 (HeLa) 를 cell/ml 의농도가되도록 96 well plate 에각각 180 μl 씩넣고, 5% CO 2 배양기에서 24 시간배양하였다. 측정하고자하는시료를 phosphate buffer saline (PBS) 에녹인후농도별로 20 μl 씩각 well 에첨가하여 5% CO 2 배양기에서 24 시간배양후, 배지를제거하고새로운배지 190 μl 와 10 μl 의 CCK-8 용액을각 well 에가하였다. CO 2 배양기에서 5% 의 CO 2 농도하에 4 시간배양후, microplate reader (VERSAmax, Molecular Device, CA, USA) 를이용하여 570 nm 에서흡광도를측정하였다. 결과값은세포에대한증식저해율 (inhibition rate, %) 로나타냈으며, 식 (2) 와같이산출하였다 [44]. Inhibition rate (%) = (1- A sample A blank ) 100 (2) 여기서, A sample : 시료첨가 well 의흡광도 (570 nm) A blank : PBS 완충용액첨가 well 의흡광도 (570 nm) 숙취해소활성 (alcohol dehydrogenase activity) 숙취해소활성은 Jeong 등 (2004) 의방법 [43] 에따라기질인 ethanol 이조효소 NAD 의존재하에서대사되면서생성되는 NADH 양을 340 nm 에서흡광도를측정하여 alcohol dehydrogenase (ADH) 활성으로서측정하였다. 우선 50 mm 인산완충용액 (ph 8.8) 1.3 ml 에 15 mm β-nad 를 1.5 ml 씩혼합한후 95% 에탄올 0.1 ml 과시료를농도별로 0.1 ml 첨가한후 25 로예열된항온수조에넣어온도를유지시켜주었다. 이반응액에 0.1% bovine serum albumin (BSA, ph 7.5) 에녹인 alcohol dehydrogenase 용액 (ADH, 0.75 unit/ml) 0.1 ml 를신속하게혼합한다음분광광도계로 340 nm 에서 5 분간흡광도를측정하였다. 대조군에는 ADH 대신 0.1% BSA 를첨가하여흡광도를측정하였다. 시료의 ADH 활성은대조군에대한상대활성 (%) 으로측정하였다. 결과및고찰 항산화활성 Shimidzu 등 (1996) 은아스타잔틴이토코페롤보다 500 배정도항산화활성이높음을보고하였고 [1-4], 아스타잔틴은다른카로티노이드보다최소 10 배, vitamin E 인알파 - 토코페롤보다 500 배이상의항산화활성을가지고있는데이것은 C-4, C-4' 에위치한 oxo-group 때문이라고보고되어있다 [5]. 아스타잔틴의항산화기작은일중항산소 (singlet oxygen) 를제거하거나자유라디칼소거능이높고특히과산화물연쇄반응 (peroxide chain reaction) 을정지시켜지질의산화를방지하는것으로알려져있다 [45-48]. 본연구에서는아스타잔틴의항산화능을확인하기위해몇종류의항산화활성을검토하였다. 항산화측정시료로는합성아스타잔틴 (astaxanthin) 과헤마토코커스추출물 (H. pluvialis extract) 및이두물질을베타 - 사이클로텍스트린으로포접시킨포접화합물 (As-β-CD 와 H.p.-β-CD) 을사용하였고, 대조군으로지용성항산화제인알파 - 토코페롤을사용하였다. 활성분석시포접화합물의농도는포접된아스타잔틴의농도로환산하여첨가하였고, 포접화합물의특성상짧은시간동안의 in vitro 실험보다는상대적으로오랜시간동안반응이이루어지는 in vitro 실험에서안정화효과가나타날것으로판단되어항산화측정법중장시간반응시킬수있는조건에서활성분석실험을시

4 KSBB Journal 573 행하였다. 먼저아스타잔틴의라디칼소거능을확인하였고, 검정방법으로 DPPH 라디칼소거능, hydroxyl 라디칼소거능및 xanthine oxidase 저해활성등을측정하였다. 로기존에보고된것은아니지만, xanthine oxidase 와 xanthine 의반응에서일어나는라디칼형성을저해하는원리로아스타잔틴의라디칼소거능을확인할수있었다. 포접화합물은포접전의약 50% 수준의활성을나타내는것으로나타났고, 1 μg/ml 의농도에서포접화합물 As-β-CD 와 H.p.-β-CD 는각각 70% 와 50% 정도의저해활성을보였다 (Fig. 1). Fig. 1. Inhibition rate of astaxanthin, H. pluvialis extract and inclusion complexes on xanthine oxidase. :, α-tocopherol;, astaxanthin;, H. pluvialis extract, :, α-tocopherol;, As-β -CD;, H.p-β-CD. Xanthine oxidase 는생체내에서퓨린 (purine) 대사에관여하는효소로 xanthine 과반응하면심한통증을유발하는요산염 (urate) 을형성하게된다. Xanthine oxidase 와 xanthine 기질과의반응은일반적인라디칼형성반응으로알려져있다 [42]. Xanthine oxidase 저해활성은효소반응액중에생성된요산 (uric acid) 의양을흡광도로측정하여나타낸다. Fig. 1 에서보는바와같이헤마토코커스추출물은고형분 (dry matter) 기준으로 μg/ml 농도에서 90% 이상 xanthine oxidase 를저해하였고, 같은농도에서대조군으로사용된알파 - 토코페롤보다도높은활성을나타냈다. 이것은 An 등 (2006) [40] 이보고한연구결과 (1000 μg/ml 에서 40% 저해 ) 와비교하면매우높은활성이었다 (Fig. 1). Xanthine oxidase 저해활성은아스타잔틴의항산화활성으 Fig. 2. DPPH free radical scavenging activities of astaxanthin, H. pluvialis extract and inclusion complexes. :, α-tocopherol;, astaxanthin;, H. pluvialis extract, :, α-tocopherol;, As-β-CD. 또한, 가장보편적으로사용되고있는항산화능의검정법인 DPPH 자유라디칼소거능을조사하였다. DPPH 는분자내라디칼을함유하고있으며토코페롤, ascorbic acid, polyhydroxy aromatic compounds, aromatic amine 에의해환원되면서라디칼이소거되어짙은자색이탈색되는데이정도를항산화물질의수소공여능으로측정하는방법이다. 측정결과, Fig. 2 에서와같이헤마토코커스추출물은대조군인알파 - 토코페롤과비슷한활성을나타냈고, 반면합성아스타잔틴은 25 μg/ml 농도에서 15% 정도의수준으로낮은활성을보였다. 이것은헤마토코커스추출물내에함유되어있는항산화를나타내는다른카로티노이드에의해활성이증가된것으로판단된다. 포접화합물의경우

5 574 As-β-CD 만이 200 μg/ml 에서 20% 정도의약한활성을나타내었고 (Fig. 2), 다른포접화합물은농도를높여도활성을나타내지않았다. 슷하거나높은활성을나타내었으며, 라디칼소거능이높은것으로보고된것과일치하는결과였다 [7,8]. 그러나기존의연구에서보고되었던알파 - 토코페롤보다 500 배이상의활성차이는 in vivo 실험에서얻은결과로 in vitro 활성측정에서는확인이어려울것으로판단된다. 이점은기존에보고되었던베타카로틴과아스타잔틴의항산화활성에대한비교연구결과에서도확인할수있었다 [48]. 포접화합물의항산화활성을검토한결과, 포접전의아스타잔틴보다는낮은활성을나타냈고, 이러한결과는아스타잔틴이충분히유리되지않아활성이발현되지않아나타난결과로판단된다. 기존의보고에서도포접된물질의 in vitro 측정시에는물질의반응시간을길게수행한분석법에서활성이충분히발현되는것으로나타났다 [49,50]. 미백활성 현재아스타잔틴은항산화와함께미백효과가알려져있어화장품소재로활용되고있다. 아스타잔틴의미백활성은 Fig. 3. Hydroxyl radical scavenging effects of astaxanthin, H. pluvialis extract and inclusion complexes. :, α-tocopherol;, astaxanthin;, H. pluvialis extract, :, α-tocopherol;, As-β -CD;, H.p-β-CD. 다음으로 hydroxyl 라디칼소거능을측정하였다. hydroxyl 라디칼은활성산소중반응성이매우강하여생체산화에중요한역할을하는것으로알려져있다. Fe +2 와 H 2O 2 가반응하는 Fenton s reaction 에의해생성된 hydroxyl 라디칼이 2-deoxyribose 를산화시켜 malondialdehyde (MDA) 로분해시킨다. 이때 MDA 를 530 nm 에서측정하여 hydroxyl 라디칼의반응정도를측정하고자하였다. 아스타잔틴의경우 2.5 μg/ml 의농도에서 hydroxyl 라디칼을 100% 소거하였고, 헤마토코커스추출물도 2.5 μg/ml 농도에서 80% 소거능을나타냈다 (Fig. 3). 그러나포접화합물의경우, As-β -CD 가 2.5 μg/ml 의농도에서 50% 수준의소거능을보였고, 다른포접화합물도낮은활성을나타냈다 (Fig. 3). 이것은아스타잔틴이대조군인알파 - 토코페롤에비해비 Fig. 4. Inhibition rate of astaxanthin, H. pluvialis extract and inclusion complexes on tyrosinase activity. :, kojic acid;, astaxanthin;, H. pluvialis extract, :, kojic acid;, As-β-CD;, H.p-β-CD.

6 KSBB Journal 575 바있다 [33]. 미백활성은기존의보고된방법인 tyrosinase 대조군인 kojic acid 와비슷한활성을지니는것으로보고된저해활성을측정하여평가하였다. 멜라닌 (melanine) 은자연계에널리분포하는페놀류의생물고분자물질로검은색소와단백질의복합체이다. 이색소의생합성경로는 tyrosine 을출발물질로하여 dopaquinone 을거쳐합성이이루어지며이후아미노산혹은단백질과의중합반응에의해최종적으로멜라닌을합성하게된다. 본실험에서멜라닌색소의생합성과정에서 tyrosinase 가 L-dopa 를기질로하여초기반응의주요과정을촉진한다는것을이용하여 tyrosinase 활성의저해도를측정하는방법을사용하였다. 현재강한미백물질로알려져있는 kojic acid 를대조군으로비교하였다. Tyrosinase 저해활성을측정한결과 Fig. 4 에서보는바와같이모든측정농도에서헤마토코커스추출물이대조군인 kojic acid 보다 2 배이상의활성을나타내는것으로나타났다. Lee 등 (1999) 의연구에서기존에보고된미백물질박태기나무추출물의 IC 50 값이 μg/ml 인것과비교하여헤마토코커스추출물은 IC 50 값이 5 μg/ml 이하로높은활성을나타내는것을확인하였다 [51]. 포접화합물에서도포접전과비슷한결과로헤마토코커스추출물을포접한 H.p.-β-CD 의활성이 10 μg/ml 의농도에서약 80% 의저해능을나타냈다 (Fig. 4). 항암활성 아스타잔틴은항산화효과외에다양한면역기능과함께항암작용을하는것으로알려져있고, 항암효과에대한많은연구결과가보고되었다 [14-18]. 그러한항암효과는항산화작용에기인하는결과로생각된다. 그예로아스타잔틴의활성산소 (oxygen radical) 제거에의한개시 (cancer initiation) 와진행 (propagation) 의과정을감소시켜난소암, 간암에대한예방효과등이보고되었다 [11,12]. 본연구에서는일반적으로사용되고있는유방암세포주 (MCF-7), 자궁암세포주 (HeLa) 에대해아스타잔틴과헤마토코커스추출물의항암활성을측정하였다. 실험결과, 자궁암세포주 (HeLa) 에대해서는대조군인 5-fluorouracil (5-FU) 과비교하여비슷하거나높은세포독성을나타냈고, 유방암세포주 (MCF-7) 에대해서는대조군인 indol-3-carbinol (I 3 C) 의 50% 수준으로활성을나타냈다 (Fig. 5). 포접화합물의경우에도자궁암세포주 (HeLa) 에대해서 H.p.-β-CD 포접화합물이대조군인 5-FU 와비교하여비슷한활성을나타냈다 (Fig. 5). 이러한결과는포접화합물형성전과비슷한결과였는데, 항암활성측정법의경우시료주입후, 24 시간배양시키기때문에긴시간동안포접되었던물질의활성이충분히발현되어나타난결과로해석된다. Zirar 등 (2008) 의연구에서도 melarsoprol 과그것의포접화합물의혈액암세포에대한저해능을각각 48 시간과 72 시간동안배양후측정한결과, 72 시간반응시저해능이 1.5 배정도증가하는것을확인할수있었다 [49]. Fig. 5. Inhibitory effects of astaxanthin, H. pluvialis extract and inclusion complexes on the growth of cancer cell line MCF-7 and HeLa (, I3C for and 5-FU ;, astaxanthin;, As-β-CD;, H. pluvialis extract;, H.p-β-CD). 숙취해소활성 항산화물질의숙취해소효과를함께검토한최근의연구동향에비추어본연구에서도아스타잔틴의숙취해소효과를검토하였다. 기존에효모의일종인파피아로도지마 (Phaffia rhodozyma) 에서추출된아스타잔틴을음료에첨가하여두통해소, 혈중알콜농도감소등의숙취해소효과가보고된예가있다 [52]. 간에서의에탄올대사는주로 alcohol dehydrogenase (ADH) 와 acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) 에의해서이루어진다. 이들효소는각각 acetaldehyde 와 acetate 를형성하며 acetate 는 acetyl-coa 로전환되어 TCA 회로를거쳐에너지를발생하거나콜레스테롤과지방을합성하는데이용된다. 본실험에서는알콜대사산물인 β-nadh 의양을측정하여효소활성을측정하였다. 즉기질인에탄올이조효소 NAD 의존재하에서대사되면서생성되는 NADH 의양을 340 nm 에서흡광도를측정하여 ADH 활성을측정하였다. Fig. 6 에서보는바와같이대조군으로사용된

576 지구자추출물에비해 1.5 배높은숙취해소효과를나타냈으며아스타잔틴포접화합물의경우에도대조군으로사용된지구자추출물에비해높은활성을보였고, 이는포접화합물형성전과비슷한결과였다. 숙취해소활성측정법의경우시료를주입하고 25 에서충분히예열시켜주었다.

7 576 지구자추출물에비해 1.5 배높은숙취해소효과를나타냈으며아스타잔틴포접화합물의경우에도대조군으로사용된지구자추출물에비해높은활성을보였고, 이는포접화합물형성전과비슷한결과였다. 숙취해소활성측정법의경우시료를주입하고 25 에서충분히예열시켜주었다. 포접화합물의용해도조사에서 25 에서용해도가증가하는경향을나타냈는데 [39], 그러한포접화합물의용해특성에의해 25 에서예열하는도중아스타잔틴이충분히수중으로유리되어포접전의아스타잔틴과비슷한결과를나타냈을것으로판단된다. 아스타잔틴과포접화합물의다양한생리활성을평가한결과, 포접후에도생리활성을나타내는것을볼수있었고, 포접의특성상장시간반응이이루어지는평가에서포접전과비슷한활성을나타내는것을확인할수있었다. 덱스트린의포접화합물인 H.p.-β-CD 의생리활성을조사한결과, As-β-CD 는대조군인지구자추출물보다높은숙취해소효과를나타냈고, H.p.-β-CD 는대조군인 kojic acid 와비슷한수준의미백효과를나타냈다. 감사 본연구는교육과학기술부와한국산업기술진흥원의지역혁신인력양성사업으로수행된연구결과의일부이며, 이에깊이감사드립니다. 접수 :2009 년 9 월 11 일, 게재승인 :2009 년 12 월 22 일 REFERENCES Fig. 6. Effect of astaxanthin, inclusion complexes and jiguja extract on alcohol oxidation activity (, jiguja extract;, astaxanthin;, As-β-CD;, H. pluvialis extract;, H.p-β-CD). 요약 헤마토코커스로부터아스타잔틴의추출과제형화의유효성을확인하고적용성을검토하고자헤마토코커스추출물과아스타잔틴포접화합물의생리활성을측정하였다. 그결과, 헤마토코커스추출물은 DPPH 라디칼소거능, xanthine oxidase 저해활성및 hydroxyl 라디칼소거능에대해 in vitro 실험에서활성을나타냈다. 또한헤마토코커스추출물은대조군인 kojic acid 에비해동일한농도에서 2 배이상의미백활성을나타냈고, 자궁암세포주 (HeLa) 에대해대조항암물질인 5-fluorouracil (5-FU) 과비슷한항암활성을나타냈다. 아스타잔틴은또한숙취해소효과를갖고있는것으로확인되었는데, 대조군인지구자추출물에비해 1.5 배높음을알수있었다. 또한, 아스타잔틴과싸이클로덱스트린의포접화합물 As-β-CD 와헤마토코커스추출물과싸이클로 1. Shimidzu, N., M. Goto, and W. Miki (1996) Carotenoids as singlet oxygen quenchers in marine organisms. Fish. Sci. 62: Bendich, A. (1991) Non vitamin a activity of carotenoids : immuno enhancement. Food Sci. Technol. Res. 2: Miki, W. (1989) Biological functions and activities of animal carotenoids. Pure Appl. Chem. 63: Palozza, P. and N. I. Krinsky (1992) Antioxidant effects of carotenoids in vivo and in vitro. Meth. Enzymol. 213: Hong, S. P., M. H. Kim., and J. K. Hwang (1998) Biological functions and production technology of carotenoids. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 27: During, A., A. Nagao, and J. Terao (1998) β-carotene 15, 15-deoxygenase activity and cellular retinal-binding protein type II level are enhanced by dietary unsaturated triacylglycerols in rat intestines. J. Nutr. 128: Jorgensen, K. and L. Skibsted (1993) Carotenoid scavenging radicals. Effect of carotenoid structure and oxygen partial pressure on antioxidative activity. Z. Lebensm. Unters Forsch 196: Naguib, Y. (2000) Antioxidant activities of astaxanthin and related carotenoids. J. Agric. Chem. 48: Lim, B. P., A. Nagao, J. Terao, K. Tanaka, T. Suzuki, and K. Takama (1992) Antioxidant activity of xanthophylls on peroxyl radical-mediated phospholipid peroxidation. Biochim. Biophys. Acta. 1126: Nakagawa, K., S. Kang, D. Park, G. Handelman, and T. Miyazawa (1997) Inhibition by beta-carotene and astaxanthin of NADPH-dependent microsomal phospholipid peroxidation. J. Nutr. Sci. Vitamin 43:

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Journal of Life Science 2011 Vol. 21. No. 8. 1120~1126 ISSN : 1225-9918 DOI : http://dx.doi.org/10.5352/jls.2011.21.8.1120 μ μ μ α β Journal of Life Science 2011, Vol. 21. No. 8 1121 μ μ 1122 생명과학회지 2011,