해조류 투여가 streptozotocin-유도 당뇨쥐의 장기능과 당질대사에 미치는 영향

김유정 慶北大學校 大學院 1994 국내석사

식이섬유가 많이 함유된 해조류의 투여가 당뇨쥐의 장기능과 당질 대사에 미치는 효과를 조사하고 이미 알려진 pectin의 효과와 비교하기 위해 성숙한 SD계 수컷 흰쥐에게 streptozotocin으로 당뇨병을 유발시킨 다음 대조식(무식이섬유식)과 실험식(김파래, 다시마, 미역, 한천 및 pectin을 각각 7% 수준으로 포함)을 6주간 투여한 후 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 실험기간 동안 모든 당뇨군들에서 체중 증가는 정상군에 비해 유의적으로 낮았으며 식이섬유 급원에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았다. 식이효율은 해조류 투여군이 천연 정제 식이섬유소인 pectin 투여군에 비해 높았다. 간과 콩팥의 체중에 대한 상대적 무게는 당뇨군에서 정상군에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 2) 해조류 투여는 당뇨동물의 식이 섭취량, 수분 섭취량, 뇨 배설량, 뇨당 배설 그리고 혈당수준을 감소시켜 당뇨병의 주요증세를 호전시키는 효과를 보였으며 그중 다시마 투여군은 다른 군들에 비해 효과가 크게 나타났다. 3) 해조류와 pectin의 투여는 장통과 시간을 유의적으로 단축시켰으며 총 분변 배설량, 분변의 고형물량 및 분변 중 수분함량을 유의적으로 증가시켰다. 그리고 소장과 대장길이도 대조군에 비해 해조류 및 pectin 투여에 의해 유의적으로 길어진 결과를 보였다. 4) 경구 당부하 검사에서 모든 해조류, pectin 투여군들은 대조군에 비해 공복시 혈당 수준이 낮았으며, 해조류의 투여가 내당능에 미치는 효과는 pectin에 비해 적었다. 정상 대조군에 비해 당뇨 대조군의 이당류 효소 활성도는 유의적으로 높았으며 당뇨군에서 식이섬유 첨가군들의 이당류 효소 활성도는 무식이섬유군에 비해 전반적으로 낮게 나타났다. 이상의 결과로부터 당뇨동물에 있어서 해조류의 투여는 pectin에 비해 그 효과의 정도가 약하나 당뇨병의 주요 증세의 호전도를 비롯하여 장기능과 당질 대사의 몇가지 면에서 유익한 효과를 보임으로써 당뇨병 환자를 위한 식이섬유 보충물로서의 효용 가능성을 시사하였다. 해조류 중 특히 다시마의 경우 보다 높은 효과를 보이는 경향이 있으므로 투여량의 증대와 투여 기간의 연장이 있을 때 보다 뚜렷한 효과가 나타날 수 있을 것으로 추정된다. The effect of seaweeds supplementation on the gastrointestinal function and glucose metabolism in streptozotocin-induced diabetic rats was investigated and the effectiveness of seaweeds as a fiber supplement in the therapeutic diet for diabetes was evaluated. Seven groups of male SD rats were fed ad libitum dietary fiber-free control diet or one of experimental diets containing 7% dietary fiber(mixture of purple laver and sea lettuce, sea tangle, sea mustard, agar agar or pectin) for 6wk. The body weight gains of all the diabetic groups were significantly suppressed and food efficiency ratio in the sea tangle and sea mustard groups were relatively high compared with other diabetic groups. The relative weight of liver & kidney in diabetic groups was heavier than normal one. Supplementation of sea tangle or pectin appeared to have ameliorating effects on the typical diabetic symptoms such as polydipsia, polyphasia, polyuric, urinary glucose excretion and hyperglycemia. Seaweed supplementation shortened GI transit time and increased total fecal weight, total fecal dry weight and fecal water content compared with pectin and control diets. Seaweeds and pectin showed fasting blood glucose-lowering effect compared with control diabetic group : pectin was the most beneficial in improving glucose tolerance in diabetic rats whereas seaweeds had a trend of positive effect, but less effective than pectin. Diabetic rats showed higher disaccharidases activities than the normal ones and the supplementation of seaweeds or pectin lowered the activities of disccharidases in the jejunum of the diabetic rats. The results of this study show that seaweeds, especially sea tangle, supplementation may have a beneficial effect on the glucose metabolism and symptoms in diabetic rats, and may be useful in the diet therapy for diabetes.

해조류에 의한 중금속 흡착 능력 평가

이장호 관동대학교 일반대학원 2010 국내석사

지난 20년 동안 해양 천연물에 대한 관심이 증가하고 있다. 산업화에 사용되는 해조류는 일반적으로 정제수를 이용한 추출공정을 통하여 추출된 생리활성 물질과 본 연구재료인 식이섬유로 나뉘며 산업화에서 주로 사용하는 생리활성물질과 반대로 식이섬유는 폐기되는 실정이다. 연구 결과 혼합 중금속이온은 각 pH범위에서 흡착효율은 pH의 변화에 따라 큰 차이는 없었다. 해조류에 대한 중금속이온의 우선 흡착 순위는 Pb(97%), Cd(85%), Cu(82%), Mn(50%), Ni(46%)의 순으로 흡착 경향을 보였다. 해조류와 중금속 흡착량과의 관계는 Eisenia bicyclis > Laminaria japonica > Undaria pinnatifida > Sargassum fulvellum > Agarum cribrosum 순으로 중금속을 흡착할 수 있는 능력이 있었다. 해조류 추출물과 추출 잔여물을 각각 이용한 제품을 개발하여 자원 활용도를 높임과 동시에 고부가가치 산업을 이용한 기능성 소재(식품, 화장품, 사료등)로 활용할 수 있을 것이다.

해조류를 이용한 천연염료 개발

최민 전남대학교 대학원 2011 국내석사

최근 육상자원이 고갈되면서 새로운 미활용 자생식물 자원에 대한 연구가 활발하다. 해양자원은 종이 다양하고 자원이 풍부하며, 재생산이 가능한 바이오매스로서 주목을 끌고 있다. 우리나라 근해의 풍부한 해양자원인 해조류를 염재로 한 천연염료의 제조는 자원의 부가가치를 높일 뿐만 아니라 새로운 색소성분의 발굴과 함께 천연염색의 색상 다양화 효과를 얻을 수 있다. 본 연구는 국내 자생 해조류로부터 다양한 색상을 얻기 위해 여러 가지 추출공정을 사용하여 색소를 추출하고 염색성을 조사하여 새로운 염재로서의 유효성을 확인하는데 목적이 있다. 이를 위하여 사용한 해조류는 제주에서 자생하는 해조류 중 갈조류 2종, 녹조류 2종이다. 갈조류는 꽈배기모자반, 참가죽그물바탕말 녹조류는 구멍갈파래, 청각이다. 해조류 색소를 추출하여 분말화 형태로 만들어 염색하였고 추출공정에 따른 다양한 색상 구현을 할 수 있게 되었다. 해조류 색소의 특성을 알아보기 위해 UV-Vis, FT-IR 분석에 의해 그 성분을 확인하였다. 염색은 면섬유, 견섬유, 모섬유, 나일론섬유를 사용하여 염색하였다. 추출공정의 다양화를 통해 해조류 색소를 직물에 염색했을 때 직물의 색상과 염착량에 미치는 영향을 평가하였고, 세탁, 마찰 그리고 일광에 대한 견뢰도를 측정하였다. 색소의 기능성을 평가하기 위해 해조류 색소분말의 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대한 항균성을 평가하였다. 해조류 색소추출 공정은 1) 물 추출, 2) 알칼리 수용액 추출, 3) 금속염으로 색소 안정화 후 알칼리조건에서 추출, 4) 1) & 3)의 혼합 공정이며, 해조류 색소 추출은 공정 1)을 통해 물에 녹는 수용성 색소를 추출하였고, 공정 2)를 통해 강알칼리 수용액으로 수용성 및 지용성 색소 두 가지를 추출할 수 있었다. 공정 3)의 방법으로 클로로필 구조 내에 있는 Mg 이온이 Cu 이온으로 치환되어 색소로서 안정화되었고, 이것을 강알칼리 수용액으로 추출하여 밝은 녹색소를 추출하였다. 공정 4)는 공정 1을 거쳐 수용성인 황색소 혹은 갈색소를 제거하고 공정 3의 추출과정을 통해 더 순수한 녹색소를 추출할 수 있었다. 갈조류는 공정 1)로 추출하여 염색한 직물은 Munsell 색체계의 YR~Y계열로, 육안으로 보면 갈색이고, 공정 2)로 추출하여 염색한 직물은 Y계열로 연한 녹색을 띈 노랑색이었다. 공정 3)으로 추출하여 염색한 직물은 GY계열로 선명하고 밝은 녹색이었다. 공정 4)로 추출하여 염색한 직물은 공정 3)과 같은 GY계열이나, 더 진한 녹색이었다. 갈조류 색소로 염색한 직물의 세탁견뢰도는 3/4~4/5등급, 마찰견뢰도는 건조 시 5등급, 습윤시 4~5등급, 일광견뢰도는 1~2/3등급으로 나타났다. 추출 공정에 따른 색소액의 항균성은 모든 추출 공정에서 강한 항균력을 보였다. 녹조류는 공정 1)로 추출하여 염색한 직물은 Y~GY계열로 노랑색이고, 공정 2)로 염색한 직물은 GY계열로 노랑기운이 강한 녹색이었고, 공정 3)으로 염색한 직물은 GY계열로 밝고 선명한 녹색이며, 공정 4)로 염색한 직물은 GY계열로 공정 3)보다 연한 녹색으로 나타났다. 녹조류 색소로 염색한 직물의 세탁견뢰도는 2/3~5등급, 마찰견뢰도는 건조 시 5등급, 습윤 시 4~5등급, 일광견뢰도는 1~2/3등급으로 나타났다. 추출 공정에 따른 색소액의 항균성은 황색포도상구균에 대한 항균효과가 강하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 추출공정을 달리하여 제조한 해조류 색소는 다양한 색상구현에 적합하였고, 견직물과 모직물에 염착이 잘 되었다. 또한 해조류 색소는 항균성을 지녀 향후 기능성 천연염료로서 응용가능성이 매우 클 것으로 전망된다.

해조류를 이용한 바이오에탄올 생산효율에 관한 연구

손창인 목포대학교 대학원 2012 국내박사

The continuous increase in the need for sustainability, energy security and reduction of global warming has led to the search of renewable energy sources. Among the renewable energies, bioethanol is regarded as an attractive renewable energy which can be used as a substitute for petroleum fuels in the transportation sector. To make it competitive with traditional fossil fuels, however, it is necessary to reduce production costs by using new, alternative, low-priced biomass feedstocks. Marine macroalgae (seaweeds) contribute significantly to global primary production and play critical roles in the stability and function of marine ecosystems. In this study, the potential usability of seaweeds as an alternative renewable feedstock for bioethanol production was estimated with a brief determination of optimal conditions for hydrolysis and fermentation of the seaweed to produce fermentable sugars and ethanol. Sea mustard(Undaria pinnatifida) and sea tangle(Laminaria japonica)as a representative brown seaweed, ceylon moss(Gelidium amansii) and purple laver(Porphyra tenera) as red seaweed, and sea staghorn(Codium fragile) and green laver(Enteromorpha) as green seaweed were selected for this study. The seaweeds were well hydrolyzed with diluted sulfuric acid. The weight loss of seaweeds reached 75-90%, but only 12-51% of them was converted into reducing sugars after the acid-hydrolysis at 130℃ for 4-6 h. The yield of reducing sugars increased with increasing the hydrolysis time up to 4 h and then decreased thereafter. In contrast, the ethanol yield from the hydrolysates increased with hydrolysis time except for green seaweeds maximizing at 4 h. Optimal fermentation time by Saccharomyces cerevisiae (ATCC 24858) varied with seaweeds; 48 h for green seaweeds, 96 h for brown and red seaweeds. The ethanol yield from the hydrolysate reached 138±37 mg/g-dry for green seaweeds, 258±29 mg/g-dry for brown seaweeds, and 343±53 mg/g-dry for red seaweeds, which correspond to approximately 1.5-4.0 times more than the theoretical yield from total reducing sugars in the hydrolysates. The results obtained indicate clearly that the non-reducing sugars or oligosaccharides dissolved in the hydrolysate played an important role in producing bioethanol. The bioethanol productivities estimated was approximately 180∼360 kg/ha/year for Enteromorpha, 5,200 kg/ha/year for Undaria pinnatifida, 5,600∼11,200 kg/ha/year for Laminaria japonica, and 860∼1,720 kg/ha/year for Porphyra tenera. Considering the productivity and production cost of each seaweed, brown seaweeds such as Laminaria japonica and Undaria pinnatifida seem to be a promissing feedstock for bioethanol production. 최근 들어 과다한 화석 연료 사용에 의한 온실가스 배출로 지구 온난화 문제화 기후변화에 대응하기 위해 대체에너지의 개발과 사용이 증가하고 있다. 특히, 수송용 화석연료의 대체 수단인 바이오연료인 바이오에탄올과 바이오디젤은 환경개선과 원료 재배농가의 소득창출이라는 긍정적 효과를 지니고 있어 전 세계적으로 주목을 받고 있다. 현재 바이오에탄올 산업은 옥수수, 수수 등의 전분질계와 사탕수수, 사탕무우 등의 당질계를 원료로 사용하는 제1대 바이오에탄올이 주를 이루고 있어 식량과 에너지의 경합문제와 온실가스 감축효과에 대한 회의론이 제기되고 있다. 따라서 바이오에너지 산업의 지속적인 성장을 위해서는 농산물을 대체할 수 있는 새로운 유기자원과 이를 효율적으로 에너지화 할 수 있는 기술개발이 요구되고 있다. 이에 국토면적이 좁고 삼면이 바다인 우라나라의 지리적 특성과 해조류 양식산업이 잘 발달되어 있는 점을 고려할 때, 제3세대 바이오에탄올의 원료인 해조류를 이용한 바이오에탄올 생산이 가장 유리하고 적합하다고 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 바이오에탄올 생산을 위한 바이오매스 자원으로서 해조류의 활용성을 평가하기 위하여 우리나라 해역에서 생산되는 녹조류(파래, 청각), 갈조류 (다시마, 미역) 및 홍조류 (김, 우뭇가사리)를 대상으로 각 해조류별 가수분해 특성과 Saccharomyces cerevisiae에 의한 가수분해물의 에탄올 발효특성을 검토하였다. 해조류의 가수분해 촉매로서 가장 높은 효율을 나타낸 것은 황산 가수분해 촉매였으며, 130℃에서 4~6시간 황산을 이용하여 가수분해한 결과 해조류 건조무게 당 용해율은 75~90%인 반면 환원당 생성율은 12~51%로 나타났다. 또한 가수분해 4시간에서 환원당 생성량의 최대값을 나타내었으며, 이와는 달리 최대 바이오에탄올 생산량을 얻을 수 있는 가수분해 시간은 갈조류가 8시간, 홍조류가 6~8시간으로 녹조류를 제외하고는 모두 최대 환원당 생성시간 보다 길었다. Saccharomyces cerevisiae에 의한 해조류별 적정 에탄올 발효시간은 녹조류가 48시간, 갈조류와 홍조류가 96시간으로 순수 단당류인 글루코오스에 비해 지연되었으며, 0.5 N H2SO4 수용액을 촉매로 하여 130℃에서 4~8시간 가수분해하고 S. cerevisiae 를 효모로 첨가하여 48~96시간 발효시켜 건조중량당 녹조류는 148.33±57.62 kg/ton, 갈조류는 268.95±29.22 kg/ton, 홍조류는 378.00±53.02 kg/ton의 바이오에탄올을 생산할 수 있었다. 또한 연구대상 해조류 중 생산속도가 빠르고 생산량이 많을 뿐만 아니라 5,000 kg/ha/년 이상의 바이오에탄올 생산수율을 얻을 수 있는 갈조류가 바이오에탄올 생산을 위한 해양 바이오매스 자원으로 가장 유리한 것으로 평가되었다.

김,파래,미역,다시마 4종의 해조류별 Diuron과 Prometryn 농축시험

대금향 전남대학교 대학원 2023 국내석사

An experiment was conducted to provide basic data on the process of concentration from seawater to seaweed for Diuron and Prometryn present in the seawater environment. Exposure experiments were conducted with pesticides such as Diuron and Prometryn, respectively, on four types of seaweed mainly cultivated on the coast near Korea: Porphyra sp., UlVasp., Undaria pinnatifida, and Saccharina japonica. In the experiment, each seaweed was cultured in a tank to which a 150L PES batch was added, and reagents prepared to have a concentration of 1 ppt, 10 ppt, 20 ppt, and 100 ppt, a control considering the concentration in the natural environment measured in advance, were added to each tank. The experiment was conducted using the batch culture system. Considering the survival variability by species, samples were taken for 12 days at 3-day intervals for Porphyra sp., and UlVa sp., and for 20 days at 5-day intervals for Undaria pinnatifida and Saccharina japonica. In the case of Porphyra sp. and UlVa sp., when exposed to Diuron, the longer the exposure period, the higher the average concentration in the high concentration zone. In the case of Undaria pinnatifida, the average concentration initially increased in all concentration groups, but the average concentration tended to decrease as the exposure period passed. In the case of Saccharina japonica, the concentration initially increased in all concentration groups and the average concentration tended to remain constant even if the exposure period was prolonged. When Porphyra sp. and UlVa sp. were exposed to Prometryn, even after the average concentration initially increased in the high concentration zone, the average concentration tended to increase as the exposure period became longer. In the case of Undaria pinnatifida and Saccharina japonica, the concentration initially increased in the high concentration zone, but the average concentration tended to decrease as the exposure period became longer. In the case of seaweeds such as Porphyra sp., UlVa sp. and Undaria pinnatifida, it was confirmed that the bioconcentration factor increased at the end of the experiment than at the beginning of the experiment under the conditions of exposure to Diuron. In the case of Saccharina japonica, the bioconcentration factor decreased at the end of the experiment than at the beginning of the experiment. Overall, as the exposure conditions for Diuron increased, the bioconcentration coefficients of all four seaweed species tended to decrease. In the case of Porphyra sp., the bioconcentration factor tended to decrease at the end of the experiment than at the beginning of the experiment in the Prometryn low concentration exposure tank, but in the high concentration exposure tank, the bioconcentration factor tended to increase at the end of the experiment than at the beginning of the experiment. In the case of UlVa sp., it was confirmed that the bioconcentration factor increased at the end of the experiment than at the beginning of the experiment under all Prometryn exposure conditions. In the case of Undaria pinnatifida, the bioconcentration factor tended to increase at the end of the experiment than at the beginning of the experiment in the Prometryn low concentration exposure tank, but in the high concentration exposure tank, the bioconcentration factor tended to decrease at the end of the experiment than at the beginning of the experiment. In the case of Saccharina japonica, the bioconcentration factor tended to decrease at the end of the experiment than at the beginning of the experiment in all exposure tanks. Overall, as the exposure conditions for Prometryn increased, the bioconcentration factor of all four species of seaweed decreased. 환경중에 존재하는 diuron과 prometryn을 대상으로 해수로부터 해조류로 전이되는 과정에 대한 기초 자료를 제공하고자 실험을 진행하였다. 우리나라 인근 연안에서 주로 양식하고 있는 해조류 중 김(Porphyra sp.), 파래(UlVa sp.), 미역(Undaria pinnatifida), 다시마(Saccharina japonica) 4종에 대해 diuron, prometryn에 대하여 각각 노출 실험을 진행하였다. 실험은 각각의 해조류를 150L PES 배치가 첨가된 수조에서 배양하고, 각각의 수조에 사전에 측정한 자연환경 중의 농도를 고려한 대조구, 1 ppt, 10 ppt, 20 ppt, 100 ppt 농도가 되도록 조제한 시약을 투입하여 지수식 방법으로 실험을 진행하였다. 종별 생존 변동성을 고려하여 김, 파래 해조류의 경우 3일 간격으로 12일 동안 시료를 채취하고, 미역, 다시마 해조류의 경우 5일 간격으로 20일 동안 시료를 채취하여 해조류 생물농축 시험을 진행하였다. 김 해조류와 파래 해조류의 경우 diuron에 노출되었을 때 노출 기간이 길어질수록 높은 농도구에서 평균농도가 높아지는 경향을 보였으며, 미역의 경우에는 모든 농도구에서 초기에는 평균 농도가 상승하였다가 노출기간이 지날수록 평균 농도가 감소하는 경향을 보였다. 다시마의 경우에는 모든 농도구에서 초기에 농도가 상승하고 노출 기간이 길어져도 평균 농도가 일정하게 유지되는 경향을 보였다. 김 해조류와 파래 해조류가 prometryn에 노출되었을 때 높은 농도구에서 초기에 평균 농도가 상승한 이후에도 노출 기간이 길어질수록 평균 농도가 상승하는 경향을 보였으며, 미역과 다시마의 경우에는 높은 농도구에서 초기에 농도가 상승한 이후 노출 기간이 길어질수록 평균 농도가 감소하는 경향을 보였다. Diuron의 생물농축 시험 결과, 김, 파래, 다시마 해조류의 경우 diuron 노출 조건에서 실험 초기보다 실험 종료 시에 생물농축계수가 상승하는 경향을 확인할 수 있었다. 미역의 경우 실험 초기보다 실험 종료시에 생물농축계수가 하강하는 결과를 보였다. 전체적으로 diuron 노출 조건이 고농도로 갈수록 4종의 해조류 모두 생물농축계수가 낮아지는 경향을 확인 할 수 있었다. prometryn의 생물농축 시험 결과, 김 해조류의 경우 prometryn 저농도 노출 수조에서 실험 초기보다 실험 종료 시에 생물농축계수가 하강하는 경향을 보였으나, 고농도 노출 수조에서는 반대로 실험 초기보다 실험 종료시에 생물농축계수가 상승하는 경향을 보였다. 파래 해조류의 경우 모든 prometryn 노출 조건에서 실험 초기보다 실험 종료 시에 생물농축계수가 상승하는 경향을 확인할 수 있었다. 미역의 경우 prometryn 저농도 노출 수조에서 실험 초기보다 실험 종료 시에 생물농축계수가 상승하는 경향을 보였으나, 고농도 노출 수조에서는 반대로 실험 초기보다 실험 종료시에 생물농축계수가 하강하는 경향을 보였다. 다시마의 경우 모든 노출 수조에서 실험 초기보다 실험 종료 시에 생물농축계수가 하강하는 경향을 보였다. 전체적으로 prometryn노출 조건이 고농도로 갈수록 4종의 해조류 모두 생물농축계수가 낮아지는 경향을 확인할 수 있었다.

해조류 단백질 농축물을 활용한 3D 식품 프린트 기술 응용 고령친화식품의 제조 및 특성

박선영 경상국립대학교 대학원 2024 국내박사

FoodTech is a new food industry that enhances the added values across food production, distribution, and consumption by applying advanced technologies including artificial intelligence (AI), the Internet of things (loT), and biotechnology (BT). For the reason, FoodTech, which includes 3D food-printing techniques, is being actively applied in process automatization related to food supply and the development of alternative foods (meat steak, patties, sashimi, etc. using alternative materials), alternative food ingredients (cultured meat, plant proteins, insect proteins, etc.), and consumer-friendly foods (senior-friendly foods, Medifood and Carefood). The elderly population is rapidly increasing globally and the resulting decrease in the labor force has caused social problems affecting retirement life, such as reduced productivity in industries, poverty, disease, alienation, and foods. South Korea is no exception to this. Blue food is defined as food derived from aquatic animals, plants or algae that are caught or cultivated in freshwater and marine environments. The term goes beyond the simple concept of food to include sustainable food production, conservation of marine ecosystems, and the supply of nutrients with health benefits. Seaweed is a food material that contains a lot of proteins, minerals (calcium and potassium), five vitamins (B2, B3, C, A, and D), and dietary fiber, which is an essential nutritional ingredient for the elderly. Seaweed is thus a suitable ingredient for blue foods. In the sense, it is necessary to develop senior-friendly foods, one of the food trends, by using seaweed, one of the blue materials, as a food material and food technology as an application technology. However, studies on the topic are difficult to search. This study was conducted to develop a senior food by applying FoodTech to seaweed. Namely, this study was conducted to screen seaweed materials for 3D printing ink material in Chapter 1, to optimize concentration processes for dried protein concentrates (DPC) as an alternative material, using dried laver produced in South Korea in Chapter 2, to optimize blending process for the 3D printing ink based on laver DPC and to optimize the ink extrusion and lamination process in Chapter 3. Finally, in Chapter 5, the production of senior-friendly food corresponding to the step 2–3 through hardness control is presented. The quality characteristics of the senior food are then examined by reviewing the standard criteria. To select a suitable 3D printing ink material through screening, the quality characteristics, and concentration and hygienic properties were examined for 45 different samples of 9 types of dried seaweed (3 brown algae species [sea tangle, sea mustard, Hizikia fusiforme], 3 green algae species [Ulva australis, sea staghorn, seaweed fulvescens], and 3 red algae species [ceylon moss, laver, sea string]. The protein and total amino acid contents of the 45 samples of 9 seaweed species were 15.1±8.4 g (6.5-38.6 g) and 6.06–37.78 g (6.06-37.78 g), respectively, per 100 g. The highest contents were found in laver at 35.8±2.5 g (32.1-38.6 g) and 24.53 g (31.28-37.78 g) of proteins and total amino acids, respectively, followed by sea staghorn at 31.9±1.4 g (29.9-33.9 g) and 30.40 g (28.89-31.93 g), respectively, and U. australis at 19.2±2.6 g (16.8-23.4 g) and 19.79 g (16.29-23.29 g), respectively. The contents in the remaining six species were <18%. The main amino acids in all nine seaweed species were aspartic acid and glutamic acid, and the limiting amino acid was tryptophan, methionine, or histidine. The salinity of the tested seaweeds was laver 0.5±0.2 g (0.2–0.7 g), seaweed fulvescense 11.1±20.4 g (8.9–14.7 g), and U. australis 4.7±0.6 g (4.1–5.5 g). This suggested that a desalting process could be required if using seaweed fulvescense or U. australis as an ink material. In the Hunter Lab, lightness was the highest in U. australis [30.8±1.4 (29.0~32.6)], followed by laver [28.3±2.7 (23.9~31.3)] and seaweed fulvescense [23.8±3.1 (20.2~26.9)]. Redness was the highest in laver [1.5±2.0 (0.5~5.0)], followed by seaweed fulvescense [0.8±0.3 (0.5~1.2)] and U. australis [–2.8±0.4 (-3.3~-2.2)]. Yellowness was the highest in U. australis [9.2±0.8 (8.4~10.5)], followed by laver [7.9±2.1 (4.6~9.5)] and seaweed fulvescense [6.1±1.1 (5.0~7.1)]. The heavy metal contents per 100 g of the 45 samples of 9 seaweed species were as follows: Pb 0.046±0.079 mg (0.003–0.264 mg), Cd 0.053±0.036 mg (0.004–1.137 mg), total Hg 0.007±0.008 mg (0.001–0.030 mg), all of which were found to be within the standard criteria (Food Code). The viable cell count in the 45 samples of 9 seaweed species was 8.9±7.6 CFU/g (0.1–22.6 CFU/g); E. coli and S. aureus were not detected. Thus, with respect to the heavy metal contents, total bacterial count, and counts of E. coli and S. aureus, all 45 samples of the 9 seaweed species were also found to be within the standard criteria (Food Code). For the seaweed protein concentrates from the nine species using various types of solvents, the yield and protein content per 100 g were the highest in residues [50.2±31.3 g (14.6–82.5 g) and 31.2±17.6 g (10.5–62.7 g), respectively] after water extraction, followed by residues [14.1±3.6 g (7.1–18.9 g) and 45.5±20.4 g (15.1–75.4 g), respectively] after 0.1 N NaOH extraction, and residues [14.0±4.8 g (5.6–18.4 g) and 23.01±2.2 (2.1–39.4 g), respectively] after 0.1N HCl extraction. From the results, thereafter, the protein concentrates was used as a sample by extracting dry seaweed with water, removing the extracts, and then drying the residues. Additionally, the yield and protein content per 100 g of protein concentrates from the 9 seaweed species using water were the highest for laver (82.5 g and 62.7 g, respectively), followed by U. australis (79.0 g and 46.3 g, respectively) and seaweed fulvescens (76.8 g and 44.9 g, respectively). The yield and protein content in the remaining 6 species were <70% and <40%, respectively. Furthermore, water extraction was shown to be suitable for seaweed protein concentrates. Thus, laver was selected as the most suitable material for producing seaweed protein concentrates. Using the response surface methodology (RSM), the process of protein concentrates from laver for use as a 3D printing ink material was optimized. The extraction process using laver to obtain protein concentrates with high purity was designed according to the central composite design (CCD) of the RSM. Temperature (X1: 38.2–71.8℃), time (X2: 199.0–401.0 min), and frequency of water replacement (X3: 1.3–4.7 times) of the ultrasonic device were chosen as the independent variables. The dependent variables were Y1: yield (g solid/100 g dried laver)×100, Y2: protein content per dried material (g protein/100 g extract of dried material)×100, and Y3: score on sensory evaluation of the 3D printability. The optimized process for producing protein concentrates from laver thus involved for 243 min extraction at 57.2℃ using an ultrasonic device, after which the supernatant was removed twice. For the protein concentrates, residues powder after water extraction from laver, produced under optimal conditions, the predicted yield (Y1), protein content (Y2), and sensory evaluation of the 3D printability (Y3) were 78.4 g/100 g, 68.9 g/100 g, and 5.0 scores. The actual values were Y1 76.5 g/100 g, Y2 68.0 g/100 g, and Y3 5.0 score, respectively, indicating no significant difference from the predicted values at a 5% significance level (P>0.05). Through RSM, the blending process for the 3D printing ink based on the laver protein concentrate was optimized. The central composite rotatable design (CCRD) was applied to set the laver protein concentrate powder (A), water (B), and starch (C) as the independent variables to encode the median blending ratio as a conversion equation [X1: A/(B+C), X2: B/C] for optimization. The dependent variables were Y1: water content (g/100 g), Y2: hardness (×1,000 N/m2), Y3: sensory evaluation of the 3D printability (score). For the 3D printing ink produced under optimal conditions, the predicted water content (Y1) was 84.4 g/100 g, the predicted hardness (Y2) was 26.1×1,000 N/m2, and the predicted score for sensory evaluation of the 3D printability (Y3) was 4.1 score, while the actual values were Y1 84.6 g/100 g, Y2 27.2×1,000 N/m2, and Y3 4.5, indicating no significant difference from the predicted values at a 5% significance level (P>0.05). Through RSM, the process of ink extrusion and lamination for 3D printing was optimized based on the CCD with the aim to develop a high-quality an ink based on a laver protein concentrate. The independent variables were the flow rate (X1: 12.0–24.0 mm3/sec), nozzle speed (X2: 550–950 mm/sec), standard-off distance (SOD) (X3: 0.5–0.9 mm), and nozzle diameter (X4: 0.97–2.01 mm). The dependent variables were the strain rate of line width (Y1, %), strain rate of cross-sectional area (Y2, %), and sensory evaluation of the 3D printability (Y3, score). For the dependent variables of the optimized 3D printing output conditions (ink extrusion and lamination), the predicted line the strain rate of line widthr (Y1) was 2.6%, the predicted strain rate of cross-sectional area (Y2) was 1.2%, and the predicted score for sensory evaluation of the 3D printability (Y3) was 5.0 score. The actual values were Y1 3.2%, Y2 1.9%, and Y3 5.0 score, indicating no significant difference from the predicted values at a 5% significance level (P>0.05). To produce the laver protein bar, the output conditions for the 3D printing ink were set at nozzle speed 671.0 mm/min, SOD 0.8 mm, nozzle diameter 1.49 mm, and flow rate 18.0 mm3/sec. The printing was conducted after calibrating the zero point along the Z-axis. Next, the printed object was treated in a steamer via 10 min heating (92±3℃) and 1 hr at low-temperature cooling (3±1℃) to produce the laver protein bar. The laver protein bar as a senior-friendly food was produced under the optimized output conditions applied to a 3D food printer with an ink based on a laver protein material, while the distance between the line and the pattern of the printed object (2.0–4.5 mm, in 0.5 mm intervals) were varied in the CAD loaded with the 3D model to reproduce the pattern. The suitability of the laver protein bar as a senior-friendly food was verified by comparatively analyzing the items of the Food Code and Korean Standards (KS) standard criteria. For the printed laver protein bar per distance (2.0–4.0 mm, in 0.5 mm intervals), the hardness tended to decrease as the distance increased; it was (12.1–30.1) × 1,000 N/m2 in the printed object with 2.0–4.0 mm distance. Hence, the hardness of the laver protein bar fell within the set range according to the Food Code standard criteria, and according to the KS criteria, the printed object with 2.0/2.5 mm distance, both all of which were found to be within the standard criteria as a step 2 of senior-friendly food and those with 3.0/3.5/4.0 mm distance satisfied the criteria as a step 3 of senior-friendly food. The prototype of laver protein bar as a senior-friendly food was assessed via sensory evaluation in terms of its color, flavor, taste, and shape. It was shown to have no off-taste or off-odor, with a unique color and flavor, obtaining 5.0 score. No foreign matter was detected. Additionally, no E. coli was detected in the prototype. Thus, the unique appearance, foreign material, and hygienic properties of the prototype bar uniformly satisfied the Food Code and KS standard criteria. Meanwhile the nutritional properties per 100 g of the prototype were as follows: protein 10.1 g, vitamin A 3.5 μg RAE, vitamin D 8.3 µg, riboflavin ND, niacin ND, vitamin C ND, calcium 40.3 mg, potassium 171.5 mg, and dietary fiber 6.4 g. The nutritional properties that satisfied the Food Code and KS standard criteria were the protein, vitamin D, and dietary fiber. Based on the results on the unique appearance, foreign material and hygienic, nutritional, and physical properties of the prototype of laver protein bar, the Food Code standard criteria for nutrient formula food and hardness-controlled food were satisfied, and according to the KS criteria on senior-friendly foods, the prototype was determined to be a step 2–3 senior food. 푸드테크(FoodTech)는 식품의 생산·유통·소비 전반에 인공지능(artificial intelligence, AI), 사물인터넷(internet of thing, IoT), 바이오기술(biotechnology, BT) 등과 같은 첨단기술을 접목하여 부가가치를 향상시킨 식품 관련 신산업을 말한다. 이로 인하여 3D 식품 프린팅 기술을 포함한 푸드테크는 식품공급과 관련된 자동화 기술, 3D 프린팅 기술과 AI 로봇기술 등을 활용하여 대체식품(대체 소재를 활용한 육고기 스테이크, 패티, 횟감 등), 대체식품 소재(배양육, 대체 식물성 단백질 및 곤충단백질 등) 및 소비자 맞춤형 식품(메디푸드, 고령친화식품 등의 케어푸드 등) 등의 개발에 활발히 응용되고 있다. 고령인구는 전 세계적으로 급격하게 증가하고 있고, 이는 노동력의 감소에 따른 산업 생산성 저하와 빈곤, 질병, 소외 문제와 먹거리 등과 같은 노후 생활에 영향을 미치는 사회적 어려움을 야기하고 있으며, 우리나라도 예외는 아니다. 블루푸드(blue food)는 내수면 및 해면에서 양식하거나 어획한 수산물로 만든 식품을 통칭하며, 단순한 식품의 개념을 넘어 지속 가능한 식량생산, 해양생태계 보전, 건강에 좋은 영양 공급원 등의 의미를 포함하고 있다. 해조류는 고령인들이 섭취하여야 하는 필수 영양소인 단백질, 무기질(칼슘 및 칼륨), 비타민(비타민 B2, B3, C, A 및 D) 5종, 식이섬유 등과 같은 영양성분이 풍부한 식품소재이면서 블루푸드에 적합한 소재 중의 하나이다. 이러한 일면에서 블루푸드 소재를 활용한 푸드테크 기술 접목 고령친화식과 같은 식품 트렌드에 맞는 제품의 개발이 필요하나, 이에 대한 연구는 찾아보기 어렵다. 본 논문은 해조류를 소재로 하여 푸드테크 기술을 접목한 고령친화식의 개발을 목적으로 제1장에서 3D 프린터 잉크 소재용 해조류의 스크리닝을 시도하였고, 제2장에서 국내산 마른김을 활용한 대체 단백질 농축 건조물(이하 농축물으로 칭함) 추출 및 정제 공정 최적화를, 제3장에서 마른김 단백질 농축물을 활용한 3D 프린터용 잉크의 배합공정 최적화를, 제4장에서 잉크 압출 및 적층 공정 최적화를, 제5장에서 경도 조절에 의한 2-3단계 고령친화식품을 제조하고, 이의 품질특성을 고령친화식품의 기준규격과 검토하여 살펴보았다. 마른 해조류(이하 해조류라 칭함) 9종[갈조류 3종(다시마, 미역 및 톳), 녹조류 3종(구멍갈파래, 청각 및 매생이), 마른 홍조류 3종(참우뭇가사리, 참김 및 꼬시래기)] 45건의 품질특성, 추출 특성 및 위생 특성을 검토하여 적정한 3D 프린터 잉크용 소재를 스크리닝하고자 하였다. 해조류 9종 45건의 단백질 및 총아미노산 함량은 100 g 당 각각 15.1±8.4 g (6.5-38.6 g) 및 6.06-37.78 g (6.06-37.78 g)이었고, 이 중 참김이 각각 35.8±2.5 g (32.1-38.6 g) 및 24.53 g (31.28-37.78 g)으로 가장 높았고, 다음으로 매생이 31.9±1.4 g (29.9-33.9 g) 및 30.40 g (28.89-31.93 g), 구멍갈파래 19.2±2.6 g (16.8-23.4 g) 및 19.79 g (16.29-23.29 g)의 순이었으며, 나머지 6종은 평균 18% 미만이었다. 이들 해조류 9종의 주요 아미노산은 모두 aspartic acid 및 glutamic acid이었으며, 제한아미노산은 tryptophan, methonine 또는 histidine이었다. 해조류의 염도는 참김 0.5±0.2 g (0.2-0.7 g), 매생이 11.1±20.4 g (8.9-14.7 g) 및 구멍갈파래 4.7±0.6 g (4.1-5.5 g) 등으로, 잉크 소재로 이용 시 매생이 및구멍갈파래의 경우 탈염 공정도 고려하여야 할 것으로 판단되었다. 헌터색조는 명도의 경우 구멍갈파래[30.8±1.4 (29.0~32.6)], 참김[28.3±2.7 (23.9~31.3)], 매생이[ 3.8±3.1 (20.2~26.9)]의 순이었고, 적색도의 경우 참김[1.5±2.0 (0.5~5.0)], 매생이[0.8±0.3 (0.5~1.2)], 구멍갈파래[–2.8±0.4 (-3.3~-2.2)]의 순이었으며, 황색도의 경우 구멍갈파래[9.2±0.8 (8.4~10.5)], 참김[7.9±2.1 (4.6~9.5)], 매생이[6.1±1.1 (5.0~7.1)]의 순이었다. 해조류 9종 45건의 100 g 당 중금속은 납이 0.046±0.079 mg (0.003-0.264 mg), 카드뮴이 0.053±0.036 mg (0.004-1.137 mg), 총수은이 0.007±0.008 mg 0.001-0.030 mg), 총비소가 4.327±3.687 mg (0.760-12.049 mg)이었으며, 이들 모두는 기준규격(식품공전)의 범위 내에 있었다. 해조류 9종 45건의 일반세균수는 8.9±7.6 CFU/g (0.1-22.6 CFU/g)이었고, 대장균 및 황색포도상구균은 모두 불검출이었다. 따라서, 해조류 9종 45건의 중금속, 일반세균수, 대장균 및 황색포도상구균의 결과를 기준규격(식품공전)에 적용하였을 때 모두 적합하였다. 물 및 용매를 달리하여 해조류 9종으로부터 추출한 해조류 농축물 100 g 당 수율 및 단백질은 물 추출의 경우 50.2±31.3 g (14.6-82.5 g) 및 31.2±17.6 g (10.5-62.7 g)으로 가장 높았고, 다음으로 0.1 N NaOH 추출[14.1±3.6 g (7.1-18.9 g) 및 45.5±20.4 g (15.1-75.4 g)], 0.1 N HCl 추출[14.0±4.8 g (5.6-18.4 g) 및 23.01±2.2 g (2.1-39.4 g)]의 순이었다. 따라서, 이후 해조류 단백질 농축물의 검체는 물 추출하고, 이를 건조한 것을 사용하였다. 또한, 해조류 9종으로부터 물 추출법을 적용한 해조류 단백질 농축물 100 g 당 수율 및 단백질의 경우 각각 참김(82.5 g 및 62.7 g)이 가장 높았고, 다음으로 파래(79.0 g 및 46.3 g), 매생이(76.8 g 및 44.9 g)의 순이었으며, 나머지 6종은 평균 70% 및 40% 미만이었다. 또한, 해조류로부터 단백질 추출 및 정제를 위하여 물 추출하는 것이 적절하였고, 물 추출할 시 단백질 함량 및 수율이 가장 높은 해조류는 참김이었다. 따라서, 해조류 단백질 농축물용 원료는 참김이 적절하였다. 반응표면분석법(RSM)을 활용한 3D 프린팅 잉크 소재용 마른김의 단백질 농축물 추출 공정 최적화에 대한 결과는 다음과 같다. 마른김의 단백질 농축물의 추출 공정 최적화의 설계는 반응표면분석법의 중심합성계획(CCD)에 따라 실시하였다. 독립변수는 초음파기의 처리 온도(X1: 38.2~71.8℃), 처리 시간(X2: 199.0~401.0분) 및 물 교환 횟수(X3: 1.3~4.7회)로 설정되었고, 종속변수는 Y1: 수율 (고형물 g/100 g 건조김) x 100, Y2: 건물당 단백질 함량(g 단백질/100 g 건물 기준 추출물) x 100, Y3: 출력물 형태에 대한 관능평가으로 설정되었다. 마른김 단백질 농축물의 제조를 위한 최적 공정은 초음파기로 57.2℃에서 243분간 추출 처리한 다음 상층액을 2회 제거하는 공정으로 실시하였다. 이들 최적 조건으로 제조한 마른김 단백질 정제물의 수율(Y1)은 78.4 g/100 g, 건물당 단백질 함량(Y2)은 68.9 g/100 g, 출력물 형태에 대한 관능평가(Y3)은 5.0점으로 예측되었으며, 실제로 측정한 Y1은 76.5 g/100 g, Y2는 68.0 g/100 g 및 Y3는 5.0점으로, 5% 유의수준에서 예측값과 차이가 없었다(P>0.05). 반응표면분석법(RSM)을 활용한 3D 프린팅 김 단백질 농축물 베이스 잉크의 배합공정 최적화는 중심합성회전계획법(CCRD)을 적용하여 다음과 같이 실시하였다. 즉, 김 농축물 분말(A)과 가공용수(B), 그리고 전분(C)을 독립변수로 설정하여 배합 비율의 중심값을 변환식[X1: A/(B+C), X2: B/C]으로 암호화 한 다음 배합공정 최적화를 시도하였다. 이때, 종속변수는 Y1: 수분 (g/100 g), Y2: 경도(× 1,000 N/m2), Y3: 출력물 형태에 대한 관능평가(점수)으로 하였다. 이들 최적 조건으로 제조한 3D 프린팅 잉크의 수분(Y1)은 84.4 g/100 g, 경도(Y2)는 26.1×1,000 N/m2, 출력물 형태에 대한 관능평가(Y3)은 4.1점으로 예측되었으며, 실제로 측정한 Y1은 84.6 g/100 g, Y2는 27.2×1,000 N/m2 및 Y3은 4.5점으로, 5% 유의수준에서 예측값과 차이가 없었다(P>0.05). 김 단백질 농축물 이용 잉크를 활용하여 고품질의 제품을 제조할 목적으로 3D 식품 프린팅 압출 및 적층과 같은 출력 공정에 대하여 표면반응분석법의 중심합성계획법으로 최적화하고자 하였다. 독립변수는 압출 유량(X1: 12.0~24.0 mm3/sec), 노즐의 이송속도(X2: 550~950 mm/sec), 노즐과 베드(bed) 간의 거리(SOD) (X3: 0.5~0.9 mm) 및 노즐 내경(X4: 0.97~2.01 mm)으로 설정하였고, 종속변수는 선폭 변형률(Y1, %), 단면적 변형률(Y2, %), 출력물 형태에 대한 관능평가(Y3, 점)으로 설정하여 살펴보았다. 이들 최적 조건으로 제조한 3D 프린팅 출력조건(압출 및 적층)의 종속변수에 대한 예측치는 선폭 오차(Y1)는 2.6%, 단면적 변형률(Y2)은 1.2%, 출력물 형태에 대한 관능평가(Y3)은 5.0점으로 예측되었으며, 실제로 측정한 Y1은 3.2%, Y2는 1.9%, Y3는 5.0점으로, 5% 유의수준에서 예측값과 차이가 없었다(P>0.05). 김 단백질 바(bar) 제조를 위한 잉크의 3D 프린팅의 출력조건은 노즐의 이송 속도 671.0 mm/min, 노즐과 베드(bed) 간 거리는 0.8 mm, 노즐 직경 1.49 mm 및 압출 유량 18.0 mm3/sec을 설정하고 Z축으로 원점을 맞춘 후 프린팅하였다. 이어서, 3D 프린팅 출력물을 이용한 김 단백질 바를 얻어진 출력물을 찜기에서 10분간 가열(92±3℃)한 다음 저온(3±1℃)에서 1시간 냉각하여 제조하였다. 고령친화식품용 김 단백질 바(bar)는 김 대체 단백질 소재 잉크를 장착한 3D 식품 프린터에 구명한 최적의 출력조건으로 적용하고, 3차원 모델이 탑재된 캐드에서 출력물의 패턴 및 선 간의 거리(2.0~4.5 mm, 0.5 mm 간격)를 달리하여 패턴과 동일하게 제조하였다. 그리고, 고령친화식 김 단백질 바가 고령친화식품으로서의 적합 여부는 식품공전과 한국산업표준에 제시되어 있는 기준규격 항목에 대하여 분석하고, 비교하여 살펴보았다. 김 단백질 바(bar)의 선 간 거리(2.0~4.5 mm, 0.5 mm 간격)별에 따른 출력물의 경도는 선 간 거리가 길어질수록 낮아지는 경향을 나타내어, 선 간 거리 2.0~4.0 mm 출력물의 경우 (12.1-30.1)×1,000 N/m2이었다. 따라서, 김 단백질 바의 경도는 식품공전의 기준규격에 적용하는 경우 그 범위 내에 있었고, 한국산업표준의 기준규격에 적용하는 경우 선 간의 거리가 2.0/2.5 mm에 해당하는 출력물은 2단계 고령친화식품에 해당하였고, 3.0/3.5/4.0 mm에 해당하는 출력물은 3단계 고령친화식품에 해당하였다. 시제품인 김 단백질 바(bar)는 고령친화식품으로서 색, 향, 맛 및 형태와 같은 각각의 성상에 대하여 관능검사를 실시한 결과 시제품인 김 단백질 바의 색택과 향미를 가지고 이미, 이취가 없다고 판단되었고, 평균도 5.0점이었으며, 이물도 인정되지 않았다. 또한, 시제품인 김 단백질 바는 대장균이 불검출이었다. 따라서, 시제품의 성상 및 이물, 위생 특성은 모두 식품공전과 한국산업표준의 기준규격에 적합하였다. 한편, 시제품 100 g 당 영양 특성은 단백질 10.1 g, 비타민 A 3.5 μg RAE, 비타민 D 8.3 µg, 리보플라빈 불검출, 나이아신 불검출, 비타민 C 불검출, 칼슘 40.3 mg, 칼륨 171.5 mg, 식이섬유 6.4 g으로, 식품공전과 한국산업표준의 기준규격에 적용하는 경우 적합한 영양성분은 3종(단백질, 비타민 D 및 식이섬유)이었다. 이상의 시제 김 단백질 바(bar)의 성상 및 이물, 위생, 영양 및 물성 특성에 대한 결과를 식품공전 고령친화식품 기준규격에 적용하는 경우 영양조제식품과 경도조절식품에 모두 적합하였고, 한국산업표준 고령친화식품 기준규격에 적용하는 경우 제2단계 및 제3단계 고령친화식품으로 판정되었다.

해조류의 NDF에 결합된 무기질 추정 이용률에 관한 연구

곽연화 동아대학교 대학원 2010 국내석사

해조류는 다당류인 수용성 식이섬유와 무기질의 공급원으로 그 필요성이 증대되고 있다. 그러나 해조류의 다당류인 세포벽물질(NDF, neutral detergent fiber)에 결합된 무기질은 인체 내 소화가 되지 않으므로 소화율을 고려한 영양 평가가 이루어져야한다. 따라서 본 연구는 해조류 총 7종(갈조류 : 톳, 다시마, 미역, 녹조류 : 매생이, 파래, 홍조류: 꼬시래기, 김)에 대해 해조류의 무기질 함량과 NDF에 결합된 무기질 함량을 측정하여, 해조류 내에서 측정된 무기질 함량에서 NDF에 결합된 무기질 함량을 감한 후 계산하여 실질적으로 해조류 내에서의 무기질 이용률을 추정하는 것에 그 목적이 있다. 해조류의 NDF를 화학적 방법으로 분석 측정한 후, 그에 결합된 다량 무기질인 Ca, P, Mg과 미량 무기질 Fe, Cu, Zn, Mn을 측정하였다. 이후 해조류 내의 무기질 함량을 측정하고 그 무기질 함량에서 NDF에 결합된 무기질 함량을 감한 후 계산하여 해조류의 무기질 이용률을 추정하였다. 해조류의 NDF의 함량은 갈조류의 경우 톳 51.34%, 다시마 36.86%, 미역 22.84%로 평균 37.01%였고, 녹조류의 경우 매생이 56.36%, 파래 46.42%로 평균 51.39%였으며, 홍조류의 경우는 꼬시래기 44.76%, 김 34.11%로 평균 39.43%였다. 해조류의 무기질 함량은 건조물 기준으로 가식부 100 g 당 평균함량으로, Ca 1179.32 mg, P 378.15 mg, Mg 665.03 mg, Fe 63.78 mg, Zn 21.19 mg, Cu 3.59 mg, Mn 1.92 mg이었고, NDF에 결합된 무기질 함량은 DM기준으로 NDF 100g 당 평균함량으로, Ca 35.52 mg, P 85.40 mg, Mg 1.78 mg, Fe 22.42 mg, Zn 1.78 mg, Cu 0.43 mg, Mn 0.23 mg 였다. 즉, 상대적으로, Ca, Mg, Zn의 경우 해조류의 많은 무기질 함량에 비례하여 NDF에 결합된 양이 작아 이용 가능한 무기질이 많은 것으로 나타났다. 하지만 Fe의 경우에는 무기질 함량에 비례하여 NDF에 결합된 양이 가장 많아 다른 무기질에 비해 이용 가능한 무기질이 작은 것으로 나타났다. 마지막으로 해조류의 NDF에 결합된 무기질을 감한 후 이용률을 추정한 결과 Fe을 제외한 P, Cu, Mn의 이용률이 모두 70%이상으로 나타났고 특히, Ca, Mg, Zn 각각의 평균은 96.31%, 96.79%, 90.56%로, 90%이상의 높은 이용률을 보였다. 따라서 수용성 식이섬유와 무기질의 급원으로 알려진 해조류는, 인체 내에서의 소화율을 고려한다고 하더라도 무기질의 높은 이용률을 보일 것으로 판단되어 수용성 식이섬유와 무기질의 급원으로써 그 이용이 기대된다. 더욱이, 한국인에게 부족한 영양소로 주목 받는 Ca을 가장 많이 함유하고 있으며 그 이용률 또한 90%이상으로 높아 Ca의 공급원으로써 더 가치 있는 해조류의 이용을 기대해본다. Seaweeds have been described as an ideal food-safe natural source of mineral and soluble dietary fiber. However, because of undigestible characteristics of seaweed cell wall contents as a source of dietary fiber in human nutrition, the digestibility-considered nutrient evaluation is necessary to determine correct nutrients availabilities. Therefore, this study aimed to evaluate estimated availabilities of minerals in several seaweeds (brown algae: Hizikia fusiforme, Laminaria japonica, Undaria pinnatifida, green algae: Capsosiphon fulvescens, Ulva lactuca, red algae: Gracilaria verrucosa, Porphyra tenera) by analysis the neutral detergent fiber (NDF)-bound inorganic contents. Those contents of NDF-bound Ca, P, and Mg as major inorganics and Fe, Cu, Zn, and Mn as trace inorganics in the seaweeds were determined after the NDF contents were chemically analyzed and estimated. The inorganic contents availability was then estimated by subtracting the NDF-bound inorganic contents from the total inorganic contents in whole seaweed. Based on dry matter of seaweeds, those observed average NDF contents were 51.34%, 36.86%, 22.84% 56.36%, 46.42%, 44.76% and 34.11% for Hizikia fusiforme, Laminaria japonica, Undaria pinnatifida, Capsosiphon fulvescens, Ulva lactuca, Gracilaria verrucosa and Porphyra tenera, respectively. Based on 100 grams of edible parts in dry matter basis, those average Ca, P, Mg, Fe, Zn, Cu, and Mn contents were 1179.32 mg, 378.15 mg, 665.03 mg, 63.78 mg, 21.19 mg, 3.59 mg, and 1.92 mg where those NDF-bound Ca, P, Mg, Fe, Zn, Cu, and Mn contents based on 100 g dry matter of NDF were 35.52 mg, 85.40 mg, 1.78 mg, 22.42 mg, 1.78 mg, 0.43 mg, and 0.23 mg, respectively. Thus, the estimated available P, Cu, and Mn except Fe, in the seaweeds were found over 70% of total inorganic contents and especially, those available Ca, Mg, Zn contents were 96.31%, 96.79%, and 90.56%, respectively. Although the amounts of NDF-bound Fe in the seaweeds were relatively high, those NDF-bound Ca, Mg, and Zn were much smaller in relative to those total contents, thus more inorganic contents could be available. Therefore, this study suggested that, even with consideration of their digestibility, seaweeds could be good sources of natural minerals for human nutrition because of their high availabilities of minerals. Also, indicate that seaweeds may be a valuable soluble dietary fiber and mineral source as a food component.

거주지역에 따른 해조류 이용실태 조사 비교 연구

황유미 全南大學校 2008 국내석사

(국문초록) 본 연구는 우리나라 사람들의 해조류 섭취에 미치는 요인을 파악하기 위하여 거주지역을 내륙지역과 해안지역으로 나누어 내륙 지역은 서울, 대전, 광주지역을, 해안지역은 부산, 여수, 속초지역으로 나누어 총 1218명을 대상으로 2007년 12월 1일부터 12월 31일까지 해조류에 관련된 사항을 자기기입식 설문조사를 실시하여 나타난 결과는 다음과 같다. 1. 조사대상자들의 일반사항으로 지역별 분포는 16~17%로 나타났으며, 성별은 남자 46.5%, 여자 53.5%로 나타났고, 연령별로는 20~29세가 가장 높았으며 다음으로 40대, 30대, 10대, 50대 순으로 나타났다. 결혼여부에서 미혼자는 50.4%, 기혼자는 49.6%로 나타났으며, 조사대상자들의 직업은 학생이 29.8%로 가장 높았다. 2. 지역별 해조류 구입 시 고려사항을 살펴보면 전체적으로 신선도, 맛, 영양 순이었으며, 대부분의 지역이 이와 같은 순이었으나 광주와 대전지역은 신선도, 맛, 가격 순으로 나타났다. 이를 점수로 환산하여 성별로 비교해 보았을 때 남성에 비해 여성이 신선도, 영양, 편리성, 디자인, 색상이 점수가 더 높게 나타나 유의적인 차이를 나타냈다. 내륙과 해안지역별로 볼 때 내륙지역에 비해 해안지역에서 신선도, 디자인, 색상의 점수가 높게 나타나 유의적인 차이를 보였다. 또한 기혼자들은 미혼자들에 비해 신선도와 영양(p<0.0001)의 점수가 높아 유의적 차이를 나타냈다. 주거형태별로 보면 아파트 거주자들이 주택 거주자들에 비해 신선도(p<0.005)와 영양(p<0.05)의 점수가 더 높게 나타나 유의적인 차이가 있었다. 3. 지역별 해조류의 선호도 점수는 전체적으로 김이 가장 높았고, 다음으로 미역, 다시마 순으로 나타났다. 이는 지역별로도 동일한 경향을 나타냈으며, 내륙지역과 해안지역으로 나누어서 살펴보았을 때 김과 미역의 경우는 내륙과 해안지역별로 유의적인 차이가 없었으나 다시마, 톳, 우뭇가사리의 경우 내륙지역에 비해 해안지역에서 점수가 더 높게 나타나 유의적인 차이를 나타냈다. 성별로 비교해 보았을 때 여성은 남성에 비해 파래(p<0.005), 톳, 미역, 다시마(p<0.0001)의 선호도 점수가 높게 나타나 유의적인 차이를 나타냈다. 기혼자들은 미혼자들에 비해 김을 제외한 거의 모든 해조류의 선호도 점수에서 높게 나타나 유의적인 차이를 나타냈다. 또한 아파트 거주자들에서 매생이(p<0.01)와 톳(p<0.05)의 선호도 점수가 높게 나타나 주택 거주자들에 비해 유의적인 차이를 나타냈다. 4. 지역별 해조류 관련요인을 살펴보면 속초가 해조류를 가장 좋아한 반면 광주는 가장 싫어하여 유의적인(p<0.0001)차이가 있었으며, 싫어하는 이유는 서울지역이 냄새, 광주지역이 질감으로 각 지역별로 유의적인 차이(p<0.05)가 있었다. 섭취이유는 부산지역은 건강상, 대전지역은 맛있어서 라고 응답하여 유의적인(p<0.001)차이를 나타냈다. 이용 장소는 부산은 주로 가정, 광주는 식당이라고 하였고(p<0.001), 이용형태는 서울은 생것, 대전은 건조의 형태라고 하여 차이가 있었으며(p<0.01), 요리빈도는 속초는 가끔, 광주는 하지 않는다는 응답율이 높아 유의적인(p<0.05)차이가 있었다. 조리형태는 서울은 국, 여수는 쌈의 형태로 나타났다(p<0.01). 가공형태는 여수는 음료, 서울은 샐러드의 형태로 이용하였으며(p<0.005), 섭취비율은 서울은 매일 조금씩, 광주는 가끔 먹고 싶을 때 먹는다고 하였다(p<0.005). 해조류 감별법은 서울은 모른다 19.1%, 여수는 대강 안다 20.0%, 부산은 정확히 안다 26.2%로 나타나 지역별로 유의적(p<0.001)차이가 있었다. 제공받는 영양정보원은 속초는 TV, 라디오, 부산은 부모나 어른을 통해서 제공받는다고 하였고(p<0.005), 해조류를 구입경험에서는 부산은 해 본적 있다 21.5%, 광주는 해 본적 없다 18.3%로 높게 나타났고(p<0.01), 앞으로 소비전망에 관해서는 대전은 유지할 것이다. 속초는 증가할 것이라고 나타났다(p<0.0001). 5. 성별에 따른 해조류 관련요인에서는 남성보다 여성이 해조류를 더 좋아한다고 하였다(p<0.005). 섭취 시기는 여성은 사계절과 겨울, 남성은 가을이라고 응답하여 차이가 있었으며(p<0.005), 이용 장소는 여성은 가정, 남성은 단체급식시설이라고 나타났으며(p<0.0001), 요리빈도는 여성은 가끔이 66.8%, 남성은 하지 않는다 64.9%로 나타났다(p<0.0001). 가공형태는 여성은 팩, 해초분말, 남성은 잼, 젤리의 응답율이 높아 차이가 있었다(p<0.001). 해조류 감별법은 여성은 대강 안다, 남성은 모른다 라고 나타나 유의적(p<0.0001)차이가 있었고, 해조류에 관한 영양정보원은 여성은 전문서적, 책, 남성은 인터넷, 컴퓨터로 유의적인(p<0.0001)차이가 나타났다. 해조류 구입경험에서 여성이 남성보다 높게 나타났으며(p<0.0001), 해조류 소비전망에 관해서는 여성은 증가할 것이다 남성은 감소할 것이다 라고 하였다(p<0.01). 6. 연령별 해조류 관련요인은 40대가 가장 좋아하였고, 10대, 20대는 싫어한다고 나타났다(p<0.0001). 싫어하는 이유는 10대는 냄새, 20대는 질감, 맛, 30대는 위생이라고 나타났으며(p<0.05), 섭취하는 이유로 40대는 건강, 20대는 미용을 위해서 라고(p<0.0001)하였다. 섭취 시기는 20대는 사계절, 40대는 겨울에 섭취하였으며(p<0.0001), 이용 장소는 40대는 가정, 20대는 식당, 10대는 단체급식시설로 나타났다(p<0.0001). 이용형태는 40대는 생것, 20대는 건조의 형태로 이용하였으며(p<0.0001), 요리빈도는 30, 40대는 매일 혹은 가끔, 20대, 10대는 하지 않는다고 나타났다(p<0.0001). 조리형태는 10대 국, 20대는 쌈, 40대는 무침의 형태로 이용하였다(p<0.001). 해조류 감별법에서는 40대는 정확히 안다 32.8%, 20대는 모른다 30.3%로 나타났으며(p<0.0001), 영양정보원은 40대는 TV, 라디오, 10대는 부모나 어른이라고 하였다(p<0.0001). 구입경험에서는 30대 다음으로 20대의 순으로 나타났으며(p<0.0001), 앞으로 소비전망으로 40대는 증가할 것이다, 10대는 감소 할 것이라고 응답하여 유의적인(p<0.0001)차이를 나타냈다. 7. 내륙과 해안지역으로 볼 때 해안지역거주자들의 해조류 선호도가 내륙지역보다 높게 나타나 유의적(p<0.005)차이가 있었고, 싫어하는 이유는 내륙지역은 이유 없이, 해안지역은 냄새라고 나타났으며(p<0.05), 섭취시기는 내륙지역은 가을, 해안지역은 여름으로 나타났다(p<0.05). 이용 장소는 해안지역은 가정이나 단체급식시설, 내륙지역은 마트나 백화점으로 나타나 유의적인(p<0.0001)차이를 나타냈으며, 이용형태는 해안지역은 생것, 내륙지역은 염장의 형태로 나타나 유의적인(p<0.05)차이를 나타냈으며, 조리형태는 해안지역은 쌈, 무침의 형태로, 내륙지역은 가공품이나 샐러드의 형태로 나타나 유의적인(p<0.001)차이를 나타냈다. 가공형태는 해안지역은 해초분말이나 음료, 내륙지역은 팩, 샐러드의 형태로 유의적인(p<0.005)차이를 나타났다. 해조류 감별에 관해서는 해안지역이 내륙지역에 비해 정확히 아는 비율이 더 높게 나타나 유의적인(p<0.001)차이를 나타냈다. 해조류 구입여부는 해안지역이 내륙지역에 비해 더 높게 나타나 차이(p<0.005)가 있었으며, 해조류 소비전망에서는 해안지역이 내륙지역에 비해 증가할 것이라는 응답율이 높게 나타나 유의적(p<0.0001)차이를 나타냈다. 8. 학력별 해조류 선호도는 학력이 높을수록 좋아한다고 나타나 유의적(p<0.0001)차이가 있었고, 섭취이유로 대졸은 주로 건강상, 고졸은 맛있어서 먹는다고 (p<0.0001) 나타났다. 섭취시기에 관해서는 대졸의 84.9%는 겨울, 고졸의 36.4%는 가을이라고 응답하여 유의적(p<0.001)차이를 나타냈으며, 이용 장소에 관해서는 대졸의 49.7%가 마트나 백화점, 고졸의 29.6%는 식당이라고 응답하여 유의적(p<0.0001)차이를 나타냈다. 요리빈도, 섭취빈도, 해조류 감별 및 해조류 소비전망은 학력이 높을수록 높게 나타났고 (p<0.0001), 조리형태는 대졸의 59.8%는 가공품, 고졸의 31.9%는 쌈의 형태라고 하여 차이가 있었으며(p<0.005), 가공형태는 대졸은 주로 해조가공품, 고졸은 해초분말이라고 하여 유의적(p<0.05)차이를 보였다. 영양정보를 제공받는 곳에 관해서는 대졸의 57.8%는 인터넷, 컴퓨터, 중졸의 34.5%는 교과서라고 응답하여 유의적(p<0.0001)차이를 나타냈다. 9. 혼인여부와 해조류 관련요인에서 기혼자들은 선호도, 요리빈도, 섭취빈도, 해조류 감별법에서 미혼자보다 높게 나타나 유의적(p<0.0001)차이를 나타냈으며, 싫어하는 이유로 기혼자는 위생, 미혼자는 질감으로 차이를 나타냈다(p<0.01). 섭취이유는 기혼자는 건강상, 미혼자는 이유 없이로 나타났으며, 섭취시기로 기혼자는 겨울, 미혼자는 여름이라고 하였으며, 이용 장소로는 기혼자는 주로 가정, 미혼자는 주로 단체급식시설이라고 하였고, 이용형태로 기혼자는 생것, 미혼자는 기타의 형태로 유의적인(p<0.0001)차이가 나타났다. 조리형태는 기혼자는 무침, 미혼자는 가공품의 형태, 해조류 가공형태는 기혼자는 주로 해초분말, 미혼자는 사탕이나 과자의 형태가 많았으며, 해조류에 관한 영양정보원은 기혼자는 친구나 이웃, 미혼자는 없다라고 응답하였고, 해조류 구입여부에 관해서는 기혼자의 66.3%는 있다. 미혼자의 55.7%는 없다라고 응답하여 유의적인(p<0.0001)차이를 나타냈다. (Abstract) This Study was carried out to assess the factors affecting consumption of seaweed by Korean by conducting questionnaire survey from December 1 to 31, 2007 with total of 1,218 subjects whose residential area was divided into inland and coastal region. The following are the results of the Study. Regional distribution as a general characteristic of subjects of the Study was found to be 16~17%, with highest ratio in the age bracket of 20~29 years old. Proportion of students, at 29.8%, was the highest ranking occupation of the subjects of the Study. Considerations being made when purchasing seaweed for each region were in the order of Freshness, Taste and Nutrition, and there was significant difference with female displaying higher score in comparison to male. In comparing the inland region and coastal region, scores of freshness, design and color for the coastal region was higher, displaying significant difference. In addition, scores for freshness and nutrition in the case of married subjects (p<0.0001) were higher than the single subjects, thereby displaying significant difference. Degree of consideration made when purchasing seaweeds by residence type illustrated that subjects living in apartments illustrated higher score for freshness (p<0.005) and nutrition (p<0.05) than those living in houses, thereby showing significant difference. Preference score of seaweeds by region was highest for laver followed by brown seaweed and sea tangle. In terms of preference by gender, female subjects displayed higher preference score for green laver (p<0.005), seaweed fusi forme, brown seaweed, sea tangle (p<0.0001) than the male subjects. Married subjects displayed higher preference score for all types of seaweeds with the exception of laver in comparison to the single subjects, thereby illustrating significant difference. Factors associated with seaweeds by region illustrated that Sokcho City liked seaweeds the most. With regards to the reasons for consumption, Busan region stated health while Daejeon stated taste, illustrating significant difference (p<0.001). In terms of form of consumption, those living in Seoul preferred to consume them raw while Daejeon preferred dried seaweeds. While those living in Seoul preferred cooking form of soup those in Yeosu preferred as wrapper for rice (p<0.01). In terms of factors associated with seaweeds by gender, female liked seaweed more than male (p<0.005). Response of female that the cooking frequency is occasional accounted for 66.8%of the answers, that of male on cooking frequency is never accounted for 64.9% (p<0.0001). With regards to the prospect for consumption of seaweed, female subjects anticipated it to increase while male subjects felt it would decrease (p<0.01). With regards to factors associated with seaweeds by age, those in their 40’s displayed highest level of liking. Reason for dislike for the seaweed for the subjects in their teens was the odor, and texture and taste for subjects in their 20’s (p<0.05). Subjects in their 20’s consume seaweed throughout the year while those in their 40’s in the winter (p<0.0001). 32.8% of the subjects in their 40’s "knows accurately" the method of differentiating different types of seaweeds, while 30.3% of subjects in their 20’s answered that they do not know how to distinguish them (p<0.0001). In comparing the inland with coastal region, level of preference for seaweed for those living in coastal region was higher than those living in inland region, illustrating significant difference (p<0.005), and ratio of subjects living in coastal region who accurately knew how to differentiate seaweed was higher than those living in inland region, also displaying significant difference (p<0.001). Coastal region also displayed higher ratio of answers that consumption of seaweed will increase than the inland region, thereby illustrating significant difference (p<0.0001). With regards to factors associated with seaweeds by education level, those with higher education level liked seaweed more, illustrating significant difference (p<0.0001). Furthermore, cooking frequency, consumption frequency, knowledge on method of differentiation of seaweed and forecast for consumption of seaweed was found to be higher for higher level of education (p<0.0001). With regards to factors associated with seaweeds by marital status, married subjects displayed higher level of preference, cooking frequency, consumption frequency and knowledge on method of differentiation than the single subjects, thereby displaying significant difference (p<0.0001). Reason for disliking seaweed for the married subject was health while it was texture for the single subjects, also displaying significant difference (p<0.01).

제주해역의 해조류와 저서무척추동물 생태적 분포

임치영 순천향대학교 대학원 2012 국내박사

제주도는 해안에 다양한 기질이 존재하고 해양학적으로 제주 남쪽해역에서 북상하는 대마난류, 제주 북쪽의 남해안 연안수 및 중국대륙연안수 등 여러 수괴의 영향을 동시에 받고 있어 생물다양성이 높은 여건을 갖추고 있으며, 온대와 아열대, 열대 생물이 공존하는 곳으로 동·서·남해 해안과는 다른 종 조성을 가지고 있다. 해조군집은 연안생태계에서 발생하는 환경변화를 쉽게 인지할 수 있는 생물지표자로서의 유용성을 제공하며, 저서동물은 일시적인 환경변화에 쉽게 적응하지 않고 조사 시기에 영향을 받지 않아 연안 환경을 평가하는데 유용하게 이용되고 있다. 환경적 요인 및 지리적 요인으로 인해 연안생태 환경의 변화가 급격히 일어나고 있는 제주도 연안에 대한 저서생물의 주요 종 분포와 군집 양상 파악을 통해 연안 생태계 군집 분포 변화에 대한 규명 및 향후 진행 될 동·서·남해 연안 생태 변화를 예측하고 능동적 대응 방안을 마련의 기초 자료로의 활용을 위해 조사를 실시하였다. 조사방법으로는 제주해역에 서식하는 해조류와 저서무척추동물의 생태학적인 분포를 밝히기 위하여 제주해역의 물리·화학적인 요인을 측정하고, 2008년과 2010년 제주 연안 16개 정점에서 수심별로 방형구를 사용하여 저서생물(해조류, 저서무척추동물)을 채집하였다. 채집된 저서생물에 생태학적 연구를 위하여 출현 종수를 사용한 해조상 분석, 출현양상을 사용한 생태학적 제지수, Le Bris index 우점 종 분석, 정점 간 유사도 분석, K-dominance curve 그리고 기초 환경요인과 생물 간의 상관관계 분석을 수행하였다. 또한 제주해역에 서식하는 유용 해조류와 저서무척추동물의 분포를 파악하기 위해서 출현 종중에 유용 생물을 분류하여 출현 분포를 조사하였다. 제주해역 물리·환경요인 중에 수온은 조사정점의 위치적인 차이에 따라서 19~26℃의 범위에서 상대적으로 동부해역이 서부해역보다 높았다. 염분과 COD는 수온과 동일한 양상으로 해역별 또는 위치적으로 차이가 있는 양상이었으나, 통계학적으로는 유의하지 않았다. DIN와 DIP는 모든 정점에서 국내 수질기준 Ⅰ, Ⅱ등급에 해당하였으며, Chl-a는 용승현상 등 해양물리학적인 특징으로 서부해역이 동부해역보다 상대적으로 높았다. 해조류의 총 출현 종수는 89종이었으며, 녹조류 12종(13.5%), 갈조류 24종(27.0%), 홍조류 53종(59.6%)이었다. 수심별 출현 종수는 수심 5 m 71종, 수심 10 m 52종, 수심 15 m 56종이 출현하였으며, 해역별 출현 종수는 북서부해역 28종, 북동부해역 30종, 남동부해역 24종, 남서부해역 20종이 관찰되었다. 정점별 C/P ratio는 0.14에서 7까지 평균 1.92의 값을 나타내었고, 생태학적 제지수 분석 결과, 북서부해역에 위치한 애월과 이호에서 종 풍부도(d)와 종 균등도(J')가 타 정점에 비해 높았으며, 종 다양도 지수(H')를 이용하여 평가한 결과 월령(1.78), 곽지(1.47), 중문(1.78)은 군집 안정도는 “불안정”하고 환경상태는 “나쁜”것으로 평가되며, 그 외 13개 정점에서는 2.08~2.95로 군집 안정도는 “불안정”하고 환경상태는 “양호”한 것으로 평가되었다. 제주 해역의 해조류 출현 종 및 생체량 분석 결과 북동부해역이 타 해역에 비해 상대적으로 번무하였으며, 남서부해역은 상대적으로 낮게 나타났다. 저서무척추동물의 총 출현 종수는 199종이었으며, 환형동물문 17종, 절지동물문 37종, 극피동물문 11종, 연체동물문 90종, 기타동물문 44종이었다. 수심별 출현 종수는 수심 5 m 142종, 수심 10 m 112종, 수심 15 m 116종이 출현하였으며, 해역별 출현 종 수는 북서부해역 84종, 북동부해역 125종, 남동부해역 107종, 남서부해역 76종이 관찰되었다. 해역별 우점분류군은 모든 해역에서 연체동물이었으며, 최우점종은 분홍멍게로 단위면적당 110.8 inds./㎡이었다. 생태학적 제지수 분석 결과, 남동부해역에 위치한 신천에서 종 다양도(H')와 종 균등도(J')가 타 정점에 비해서 높기 때문에 저서무척추동물이 서식하기에는 가장 안정적인 것으로 판단된다. 제주해역 환경요인과 해조류 및 저서무척추동물의 생태적분포 양상을 비교 분석한 결과, 생태적 분포를 결정 짖는 가장 큰 환경요인은 수온인 것으로 나타났으며, 이에 따라서 해조류 및 저서무척추동물 우점종 분포와 밀도가 결정 되는 것으로 판단되었다. 본 연구는 조사 대상 해역에 대한 물리·화학적인 환경요인 및 일반 현황과 조사 정점 내 주요 저서생물 분포특성 파악, 수심별·지역별 출현 저서생물의 비교분석을 통해 연안 생태계 변화를 규명하여 향후 동·서·남해 연안 저서생물자원 변화 예측 및 이에 따른 어황변동 연구에 대한 기초자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.

비만관련 지표에 해양천연소재가 미친 영향에 대한 메타분석

전하연 경기대학교 대체의학대학원 2021 국내석사

오늘날, 비만인구가 지속적으로 증가하고 있으며, 비만을 예방하기 위한 다양한 노력에도 불구하고 현대인들은 계속해서 과체중과 비만으로 인한 합병증으로 건강에 위협을 받고 있다. 이와 관련하여, 인체 친화적인 비만치료제의 연구에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 최근 세계적인 환경오염에 의한 자원 고갈의 문제로 인해 해양자원의 연구개발에 대한 중요성 또한 대두되고 있다. 현시점에서 상업적으로 개발된 해양천연소재는 1% 미만에 그쳐, 해양천연소재는 그 개발 가능성이 무한하다. 해양천연소재는 해양동물, 해양식물(해조류), 해양 미세조류, 해양 미생물 등으로 분류를 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 비만 관련 지표에 해양천연소재, 그중에서도 해조류가 미친 영향에 대한 통합적인 연구를 하여, 추후 비만 관련 식품원료로서의 해조류 소재의 개발 가능성에 대해 확인하고자 하였다. 본 연구는 해조류 섭취가 비만 관련 지표에 미친 효과 크기를 확인하기 위한 목적으로 지난 약 10년간(2020년 7월∼2011년 1월) 발표된 관련 선행연구 20편을 분석하였다. 수집된 논문들에 대해, 세부적으로 비만과 관련된 중재변인을 신체측정 지표로 체중, 제지방 무게, 근육무게, BMI, 허리둘레, 팔둘레를, 지방관련 지표로 갈색지방량, 흰색지방량, 피하지방량, 복부지방량, 내장지방량, 체지방량, 복부지방율, 체지방율, 내장지방율을, 장기관련 지표로 심장무게, 신장 무게, 간 무게, 폐 무게, 이자 무게, 비장 무게를, 혈중 지질 지표로 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, 그 외에 혈당, 동맥경화지수, 심혈관 위험지수, 자유 지방산과 같은 혈액성상 및 렙틴, 인슐린과 같은 비만관련 호르몬 등으로 설정하였다. 또한, 추가적으로 연구 기간, 해조류 처리물 급여량, 실험동물의 종류, 해조류의 분류에 따른 영향도 알아보았다. 해조류 분류에 따른 효과크기를 분석한 결과, 모두 중간 효과크기였으며, 사례 수와 오차범위를 모두 고려할 시, 갈조류에서 0.706으로 효과크기가 가장 컸다. 신체 조성에선 모두 중간 효과크기이며 지방 관련 지표가 0.480으로 가장 큰 효과크기를 보였다. 혈액성상은 대체로 중간의 효과크기를 보였으며, 총 콜레스테롤에서 0.891, HDL-콜레스테롤에서 0.820으로 큰 효과크기를 보여 해조류의 비만뿐만 아니라, 심혈관 질환 관련 수치 개선 효과도 기대할 수 있다. 비만 관련 호르몬인 렙틴과 인슐린에 대한 효과크기는 모두 1을 넘는 매우 큰 효과크기를 보여, 해조류 시료 급여 시 비만뿐만 아니라 혈당 관련 수치 개선에서의 효과도 기대할 수 있다. 실험기간에 따른 효과크기를 분석한 결과, 7주 이상의 경우에서 0.994로 큰 효과크기였으며, 해조류 시료의 급여량에 따른 효과크기를 분석한 결과, 10 g 이상의 급여군에서 0.961로 큰 효과크기였다. 실험동물에 따른 효과크기를 분석한 결과, 랫드에서 0.774로 큰 효과크기를 보였다. 본 연구는 해조류 섭취가 비만 관련 지표에 미친 효과크기를 통합적으로 분석했다는데 그 의의가 크다. 그러나 해조류 분류 중 가장 효과크기가 큰 것으로 확인된 갈조류에 대해 세부적인 하위분류의 분석을 진행하지 못하였는데, 이는 갈조류 관련 선행연구 사례가 메타분석을 하기엔 아직 미비했기 때문이다. 본 연구가 해조류를 이용한 항비만 제품개발을 하는 연구자들에게 활용되기를 기대한다. The prevalence of obesity continues to increase. Despite various efforts to prevent it, complications associated with obesity, such as cardiovascular disease and diabetes, remain as a public health concern. Accordingly, studies on the development of plant based natural products as antiobesity therapeutics have emerged. In addition, due to resource depletion caused by global environmental pollution, studies on marine resources have gained prominence. Currently, commercially developed natural marine materials account for less than 1% of natural marine materials as a whole. suggesting an infinite potential for further development. Natural marine materials can be classified as marine animals, plants(sea algae/seaweed), microalgae, and microorganisms. In this meta-analysis, we investigated the effects of sea algae on obesity related indicators to identify potential sea algae materials as obesity related food ingredients. We analyzed 20 relevant studies published over the past decade(January 2011–July 2020) to determine the effect size of sea algae intake on obesity related indicators. The moderating variables related to obesity were divided into anthropometric, fat-related, organ-related, and blood lipid indicators. In addition, the effects according to study period, the effect size according to the sea algae treatment feed amount, type of experimental animals, and sea algae classification. We found that all samples exhibited medium effect size(0.724) according to sea algae classification. Considering the number of cases and the margin of error, brown algae showed the largest effect size of 0.706. With respect to body composition, all showed medium effect size. Of which, fat-related indicators had the largest effect size of 0.480. Blood characteristics mostly showed a medium effect size, with total cholesterol(0.891) and HDL-cholesterol(0.820) showing large size effect, indicating that sea algae may improve not only obesity, but also indicators related to cardiovascular disease. Obesity related hormones leptin and insulin showed very large effect sizes of >1, suggesting that feeding sea algae samples may improve not only obesity but also blood glucose related levels. In addition, a large effect size of 0.994 was obtained for ≥7 weeks of experimental period, whereas a large effect size of 0.961 was obtained in the group fed with ≥10 g sample. Meanwhile, a large effect size of 0.774 was calculated when rats were used. This study provided a comprehensive analysis of the effect size of sea algae intake on obesity related indicators. However, detailed subclass analysis was not conducted on brown algae, which was found to have the largest effect size among sea algae classifications. Our findings serve as a theoretical basis for future studies aiming to develop antiobesity products using sea algae.