Anti-obesity effect and ethanol production of Undaria pinnatifida

Abstract

미역(Undaria pinnatifada)은 국내에서 가장 많이 양식되는 갈조류 중의 하나로, 높은 탄수화물 함량을 가지고 있으나, 낮은 칼로리로 천연체중조절식품으로 알려져 있다. 본 연구에서는 3T3-L1에서 지방세포로 분화가 일어나는 단계에서 미역에탄올추출물의 효과 및 기작을 확인하였으며, 미역의 탄수화물을 이용하여, 바이오 에탄올을 생산하였다. 미역에탄올추출물의 독성과 지방축적저해효과는 MTT assay, Oil red O staining, RT-PCR과 western blot으로 분석하였다. 미역에탄올추출물은50 ㎍/ml의 농도에서 독성을 띄지 않았다. 3T3-L1의 분화 및 지방세포에서 triglyceride축적과정동안50㎍/ml 의 미역에탄올추출물을 처리하였으며, 미역에탄올추출물은 지방세포에서triglyceride의 축적을 40% 감소시켰다. 지방세포 특이적 단백질인 Peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ), leptin 과 Hormone sensitive lipase (HSL)의 발현은 RT-PCR과 western blot으로 확인하였다. RT-PCR과 western blot의 결과에서, 첨가한 미역에탄올추출물의 농도가 높아질수록 PPARγ와 leptin의 발현이 억제되었다. 이상의 결과를 통하여, 미역의 에탄올 추출물은 지방전구세포의 분화를 억제시키며, 지방세포 내 triglyceride의 축적을 저해하는 것으로 판단된다. 바이오 에탄올을 생산하기 위하여, 효소를 이용하여 미역을 당화 하였으며, 고농도의 당에 순치시킨 균주를 사용하여 발효하였다. 미역의 최적 전처리 조건은 13%(wt/v) 슬러리에 75mM황산 및 2.88 KNU/ml의 Termamyl 120L을 처리 하여 121℃에서 60분간 반응 시키는 것이다. 전 처리된 당화 액에서 바이오 에탄올을 생산하기 위한 균주는 Pichia angophorae를 이용하였으며, 에탄올 생산수율을 향상시키기 위하여 120 g/L의 galactose와 mannitol를 첨가한 배지에 24시간 순치 후 발효에 이용하였다. 그 결과 순치하지 않은 균주는 에탄올을 생산하지 않았으나, 고농도의 당에 순치한 균주는 48시간에 12.98 g/L의 에탄올을 생산하였다. 미역을 이용한 바이오 에탄올 생산에 있어 고농도의 당에 순치 하는 것이 에탄올 생산에 효과적이라고 판단된다.