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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10007049&local_id=10012006
Antioxidant and antidiabetic effects of fermented Laminaria japonica
Reports NRF is supported by Research Projects( Antioxidant and antidiabetic effects of fermented Laminaria japonica | 2004 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 박민정(부산대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number C00049
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2006년 07월 25일
Year type 결과보고
Year(final report) 2006년
Research Summary
  • Korean
  • 다시마는 식이섬유소 외에도 여러 가지 생리활성 물질을 함유하고 있으나, 이들 물질은 다시마의 단단한 rigid structural matrix에 결합되어 있으므로 인체 내에서 기능성을 나타내기 어렵다. 따라서 본 연구는 다시마를 발효하여 다시마의 생리활성 성분의 용출을 용이하게 하고, 이를 이용하여 산화 스트레스 개선 효과 및 당뇨병 환자에게서 유발되는 산화적 손상을 막을 수 있는 항산화계의 개선 효과를 검증하여 당뇨 합병증 예방과 치료를 위한 기능성 식품으로서의 발효다시마의 이용 가능성을 제시하고자 한다. 먼저 발효다시마 추출물의 혈당조절 및 산화적 스트레스 개선을 위한 최적 추출조건을 탐색하였고, 발효다시마 추출물 및 활성물질의 항당뇨성과 항산화성 효과를 검색하였으며, cell 실험을 통해 효과를 확인하였다. 마지막으로 제 2 형 당뇨 환자에게서 섭취시켜 발효다시마 추출물의 혈당 및 지질 대사와 혈액 항산화 체계에 미치는 영향을 분석하였다.
    그 결과, in vitro 실험에서는 다시마 추물물보다 발효다시마 추출물이 항산화성 및 항당뇨이 높은 것으로 나타났으며, 일반적으로 다시마의 활성성분이 많은 당부분보다 비당부분인 ethanol 용해층이 활성이 높았고, 이를 계통 분획한 분획물 중에서는 butanol fraction이 높은 활성을 나타내었다. 또한 고농도의 glucose 및 AAPH로 산화를 유발한 HUVECs과 LLC-PK1 cell에 대한 항산화성 검증에서도 동일한 결과를 나타내었다. 그리고, 제 2형 당뇨병 환자에게 다시마 및 발효다시마 열수추출물을 3개월간 투여한 임상실험 결과, 대조군에서는 3개월 후 변화가 거의 없는 반면, 다시마 열수 추출물 섭취군은 혈당, 혈중 지질 및 항산화 효소 등에서 변화가 나타났고, 발효다시마 섭취군에서는 유의적으로 개선효과를 나타내었다. 따라서 발효다시마는 산화 스트레스 개선 효과 및 제 2형 당뇨병 환자의 혈당조절 뿐 아니라 혈중 지질 및 항산화 체계 개선효과를 가지는 것으로 나타났다.
  • English
  • The aim of this study was to evaluate the antioxidant and antidiabetic activities of fermented L. japonica as functional food. L. japonica was fermented by Aspergillus oryzae. To determine the antioxidant and antidiabetic properties of fermented L. japonica, we investigated the radical scavenging and antioxidant activities, inhibition effects of carbohydrate digesting enzymes, protective effects of fermented L. japonica on high glucose-induced oxidative stress in HUVECs, on AAPH-induced cell-injury in LLC-PK1 cells and insulin secretion in HIT-T15 cells against alloxan induced oxidative stress and the effect of fermented L. japonica supplement on blood glucose, serum lipid and antioxidative defence system of type Ⅱ diabetic patients.
    As results of this study, it may be summarized and concluded as follows.
    Fermented L. japonica (FLJ) had higher radical scavenging and antioxidant activity than intact L. japonica (LJ). Among FLJ extracts, ethanol soluble fraction (ESF, non-polysaccharide fraction), had higher radical scavenging and antioxidant activities than ethanol insoluble precipitation (EIP, polysaccharide fraction). The butanol fraction (BT) of FLJ showed the highest radical scavenging and antioxidant activity among the fractionated extracts of ESF. The fucoidan showed the highest activity among the active components of LJ. FLJ had higher α-amylase and α-glucosidase inhibitory activities than LJ. The FLJ and its active components treatment appeared to have increased the cell viability and antioxidant enzyme activity on HUVECs and LLC-PK1 cells. The presence of BT of FLJ recovered the viability of HUVECs and LLC-PK1 cells to nearly 100%. The fucoidan showed significant decrease in MDA level and increase in cell viability and antioxidant enzyme activity (p<0.05).
    The LJ and FLJ showed a little decrease in fasting blood glucose (FBG) and HbA1c after 12 weeks compared with placebo group, these were was not significant. But among the 3 groups by FBG levels, HFG taking FLJ supplement showed an significant decrease (p<0.05). Among the 3 groups by HbA1c concentration, HHG taking FLJ supplement showed an significant decrease (p<0.05). TC (p<0.05), LDL-C and TG (p<0.01) concentration decreased significantly in FLJ group. The GSH-px (p<0.05), and SOD (p<0.01) concentration were significantly increased in FLJ group, also TBARS concentration tended to decrease significantly in FLJ group (p<0.01). AST and ALT concentrations as liver functions test were not changed by the LJ and FLJ supplement. BUN, creatinine and uric aicd concentrations as kidney functions test were not changed by LJ and FLJ supplement. Free T4 and TSH as thyroid functions test, both LJ and FLJ group belonged in normal range.
    In this study, the extract of fermented L. japonica increased antioxidant and antidiabetic activities compared with the extract of L. japonica. Specifically, BT showed the highest antioxidant and antidiabetic activity among the ESF fraction. The fucoidan showed the highest activity among L. japonica's active components. Fermented L. japonica also improved the oxidative stress in cellular system and the serum lipid and blood antioxidative defence system in typeⅡ diabetic patients without adverse effects. Therefore, the present study suggests that fermented L. japonica may be able to use as the functional food having antioxidant and antidiabetic activity for diabetic patients.
Research result report
  • Abstract
  • 다시마는 식이섬유소 외에도 여러 가지 생리활성 물질을 함유하고 있으나, 이들 물질은 다시마의 단단한 rigid structural matrix에 결합되어 있으므로 인체 내에서 기능성을 나타내기 어렵다. 따라서 본 연구는 다시마를 발효하여 다시마의 생리활성 성분의 용출을 용이하게 하고, 이를 이용하여 산화 스트레스 개선 효과 및 당뇨병 환자에게서 유발되는 산화적 손상을 막을 수 있는 항산화계의 개선 효과를 검증하여 당뇨 합병증 예방과 치료를 위한 기능성 식품으로서의 발효다시마의 이용 가능성을 제시하고자 한다. 먼저 발효다시마 추출물의 혈당조절 및 산화적 스트레스 개선을 위한 최적 추출조건을 탐색하였고, 발효다시마 추출물 및 활성물질의 항당뇨성과 항산화성 효과를 검색하였으며, cell 실험을 통해 효과를 확인하였다. 마지막으로 제 2 형 당뇨 환자에게서 섭취시켜 발효다시마 추출물의 혈당 및 지질 대사와 혈액 항산화 체계에 미치는 영향을 분석하였다.
    그 결과, in vitro 실험에서는 다시마 추물물보다 발효다시마 추출물이 항산화성 및 항당뇨이 높은 것으로 나타났으며, 일반적으로 다시마의 활성성분이 많은 당부분보다 비당부분인 ethanol 용해층이 활성이 높았고, 이를 계통 분획한 분획물 중에서는 butanol fraction이 높은 활성을 나타내었다. 또한 고농도의 glucose 및 AAPH로 산화를 유발한 HUVECs과 LLC-PK1 cell에 대한 항산화성 검증에서도 동일한 결과를 나타내었다. 그리고, 제 2형 당뇨병 환자에게 다시마 및 발효다시마 열수추출물을 3개월간 투여한 임상실험 결과, 대조군에서는 3개월 후 변화가 거의 없는 반면, 다시마 열수 추출물 섭취군은 혈당, 혈중 지질 및 항산화 효소 등에서 변화가 나타났고, 발효다시마 섭취군에서는 유의적으로 개선효과를 나타내었다. 따라서 발효다시마는 산화 스트레스 개선 효과 및 제 2형 당뇨병 환자의 혈당조절 뿐 아니라 혈중 지질 및 항산화 체계 개선효과를 가지는 것으로 나타났다.
  • Research result and Utilization method
  • ․ 민간에서 당뇨병 환자들 사이에서 섭취되고 있는 다시마 추출물을 실제 당뇨병 환자의 혈당조절 및 혈액 항산화 체계 개선효과를 과학적으로 규명하고, 인체에서 발생할 수 있는 문제점 유무를 확인하여 안전성을 확보함으로서 환자들에게 안전하고 효력이 규명된 기능성 식품을 제공하였다.

    ․ 다시마의 단단한 rigid structural matrix에 결합되어 있는 다시마의 생리활성 성분의 최적 추출조건을 선정하였고, 당뇨 환자들이 다시마 추출물을 이용하는데 가장 좋은 조건을 설정해 주어 이를 실제 환자들이 생활에서 이용할 수 있게한다.

    ․ 제 2형 당뇨병 환자에게 발효다시마 추출물을 섭취시킴으로서 그들의 혈당조절 뿐 아니라 혈액 항산화 체계 개선에 미치는 효과를 검증하여 당뇨병 치료보조제로서의 다시마 추출물의 유용성을 밝히고, 나아가 당뇨병 환자의 합병증 예방 및 개선에 기여한다.

    ․ 인슐린 비의존형 당뇨병 환자들에서 혈당과 혈청지질 농도의 조절을 도와주고 미량 영양소까지도 공급하며 복용하기 쉬운 영양보충 식품을 개발하여 이를 활용하도록 한다.
  • Index terms
  • Laminaria japonica, Fermentation, antioxidant and antidiabetic activities
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