Effect of UV and temperature on fucoxanthin stability from Saccharina japonica and pharmacokinetics study of fucoxanthin

Abstract

Saccharina japonica (kelp) contains various bioactive compounds including vitamins, minerals (especially iodine and potassium), alginic acid, fucoxanthin, and various antioxidants. The purpose of this study was to investigate the change of UV and temperature effects on fucoxanthin stability antioxidant capacities in kelp extracts and pharmacokinetics study of fucoxanthin. UV-A radiation or 55 and 75℃ were treated to the kelp. Fucoxanthin in ethanol and hexane extracts were significantly decreased after 6 hrs of irradiation, and chloroform and ethyl acetate extracts were significantly decreased an hour of irradiation. Also, when treated at 55,75℃, a significant reduction was found in all organic solvent extracts except ethyl acetate extracts by 48 hrs. Fucoxanthin in ethyl acetate extract was not detected after 1 hr. Total phenolic contents in all extracts were significantly increased until 24 hrs when treated UV-A radiation and there was a significant increase in all extracts that were treated with high temperatures except for the chloroform extract which was treated at 75℃. The antioxidant capacities by ABTS, FRAP, and ORAC assays were also shown to have significant increases similar to total phenolic contents. Also, except for the ORAC assay, The pearson correlation showed a highly positive correlation with fucoxanthin contents, TPC, and TAC (p<0.001). An hour after oral administration of 10 mg of fucoxanthin supplemented pills, fucoxanthinol, a metabolite of fucoxanthin was found in the plasma of 5 subjects, and the highest concentration was shown 4 hrs after intake. In addition, the acute antioxidant capacities by ABTS, FRAP, ORAC, and SOD assays in plasma of most subjects were a shown positive trend up to 8 hrs after intake.

다시마에는 후코잔틴 (fucoxanthin) 및 다양한 생리활성물질이 존재한다. 본 연구에서는 다시마 추출물과 분획물의 자외선과 온도의 영향에 따른 후코잔틴 안정성 및 항산화 효과의 변화와, 후코잔틴의 약리동태학적 연구를 하였다. 다시마 추출물 및 헥산, 클로로폼, 에틸아세테이트, 부탄올, 물 분획물을 UV-A와 55℃ 또는 75℃의 환경에 노출 시켰다. 에탄올과 헥산 추출물에 UV-A를 6시간 동안 조사하였을 때 후코잔틴의 함량이 유의적으로 감소하였고, 55℃, 75℃로 48 시간 동안 열처리를 하였을 때, 에틸 아세테이트 층을 제외한 모든 추출물에서 후코잔틴 함량이 현저한 감소가 나타났으며, 에틸 아세테이트층에서는 1시간 이후 후코잔틴이 발견되어지지 않았다. 그러나, UV-A 조사 후 24시간까지 총 페놀 함량이 증가하는 경향을 보였고, 75℃에서 처리한 클로로폼 추출물을 제외하고 모든 추출물에서 증가하는 경향을 보였다. ABTS, FRAP, ORAC 시험법에의한 항산화 효과를 측정 결과, 총 페놀 함량과 마찬가지로 유의적으로 증가하였다. 후코잔틴의 약리동태학적 연구를 위하여 5명의 피시험자에게 10 mg의 후코잔틴이 포함되어있는 보충제를 경구 투여 한 후, 혈장에서 후코잔틴 대사 산물을 분석하였다. 투여 후 1시간이 지난 혈장에서 후코잔틴의 대사 물질인 후코잔티놀(fucoxanthinol)이 발견되었고, 투여 4시간 후 가장 높은 농도의 후코잔티놀이 나타났다. 또한 ABTS, FRAP, ORAC, SOD 시험법을 통해 혈장의 항산화능력을 측정 한 결과, 대부분의 피실험자의 혈장에서 섭취 후 8시간까지 증가하는 경향이 나타났다.