This study aimed to examine the morphological characteristics and variation in main traits by comparing the growth of individuals of Ecklonia cava Kjellman (Laminariales, Phaeophyceae) under an aquaculture environment. This survey was conducted from April 2018 to November 2019 at the aquafarm in Jindo-gun, Jeollanam-do (South coast of Korea). To classify the morphology of individuals in the aquaculture farm of E. cava, we investigated fourteen morphological characteristics and calculated four ratios between the measured values. Juvenile individuals showed a simple or oblong lanceolate, and at 3-4 months, a short stipe and holdfast developed, along with a bladelet that developed into the secondary blade form. At 5-7 months, secondary blades were found to develop irregularly on the primary blade. At 8-10 months, the primary blade expanded and secondary blades elongated. At 11-12 months, the secondary blades became oblong. At 13-14 months, the thallus area expanded. At 15-16 months, tertiary blades were formed, the thallus became more complex, the stipe thickened, and the holdfast widened. At 17-18 months, secondary blades clearly developed along with lobes. At 19-20 months, tertiary blades developed and became similar to mature natural blades. In the principal component analysis (PCA), the monthly population of the first year (Q1) and that of the second year (Q2) of the cultured population were divided along PC1, which is related to secondary blade morphological characteristics and the holdfast width. Q2 and natural populations are distributed in descending order of volume in Jeju (J), East Coast (E), and South Coast (S) along PC2, which is related to primary blade and stipe morphological characteristics. The results of this study were judged to offer important criteria for the development of different varieties of E. cava.

The study investigated the potential effect of the Ecklonia cava extract by using Jeju lava seawater (ECE-JLS; hardness: 100, 300 mg/L), which is naturally filtered underground by a volcanic rock layer. The chemical composition, antioxidant-related enzyme activities, radical scavenging activities, reactive oxygen species (ROS) production in Vero cells, and nitric oxide (NO) production in Raw 264.7 cells were measured to evaluate the antioxidant and anti-inflammatory activities of the extract. The total polyphenol and flavonoid contents of ECE-JLS100 and 300 were 156.41± 1.15, 166.16±2.27 mg/g, and 343.76±2.40, 373.90±3.67 mg/g, respectively. The concentration of ECE-JLS’ SOD and CAT-like activities was increased. ECE-JLS in the range of 0.25 to 2 mg/mL exhibited remarkable DPPH radical and hydrogen peroxide scavenging activities. ECE-JLS100 and 300 inhibited total ROS generation by 21.4±0.4 and 23.9± 0.3% in H2O2-induced Vero cells at 200 g/mL concentration, respectively. ECE-JLS100 and 300 decreased NO production, with levels of about 55.0±2.4 and 56.5±1.8% at 200 g/mL concentration, respectively. The contents of TNF-  were decreased compared to the negative control. These observations provide helpful information for the potential industrial use of Jeju lava seawater. Also, ECE-JLSW could be used as a functional food material.

Lindera glauca Blume has been used in Korean traditional medicine to treat the symptoms of paralysis, abdominal pain, speech disorders, extravasations, contusions, and pain caused by rheumatoid arthritis. We investigated the effect of L. glauca Blume extracts on the proliferation of colorectal cancer cells in vitro using HCT116 human colorectal cancer cell lines. We also investigated its mechanism of action. For this purpose, we used the MTT assay, western blotting, DNA fragmentation analysis, and flow cytometry. HCT116 cells were cultured in several concentrations of ethanol extracts of L. glauca Blume root (0, 50, 100 μg/mL). In this study, colon cancer cell growth was inhibited by L. glauca Blume root extract in a dose-dependent manner. It was associated with induction of apoptosis as assessed by nuclear fragmentation and cell cycle analysis. Apoptosis was assessed using western blotting for TNF-α, IL-6, NF-κB, Caspase-3, PARP, Bax, Bcl-2, and SIRT1. The extract also dose-dependently upregulated the expression Bax, the pro-apoptotic gene and downregulated the expression of the anti-apoptotic gene Bcl-2. Furthermore, the extract enhanced Caspase-3 activity in a dose-dependent manner. Our findings provide evidence that L. glauca Blume extract may mediate its anti-proliferative effect via the modulation of apoptosis.

감태 (Ecklonia cava)는 다년생 대형갈조류로써 활용성이 매우 높은 것으로 알려졌다. 이 연구는 감태의 대량 생산을 위한 실내 배양 조건 확립을 위해서 계절과 질소원 종류에 따른 감태 포자체의 생장과 생화학적 반응을 조사하였다. 제주도 서귀포 해역에 생육하는 감태를 계절별로 채집하여 계절별 수온조건 (봄 17°C, 여름 25°C, 가을 21°C 와 겨울 15°C)과 4가지 영양염 조건 [대조구 (control), 100 μM NH4 +를 넣은 실험구 (NH), 100 μM NO3 -를 추가한 실험구 (NO), 50 μM NH4 +와 50 μM NO3 -를 함께 넣은 실험구 (NHNO)]에서 배양하여 엽체의 생체량과 면적 변화에 따른 생장률, 질산환원효소 활성도와 광합성 색소 함량을 조사하였다. 감태의 생장은 뚜렷한 계절 변화를 나타냈고, 무게와 면적과의 상관성은 계절별로 차이를 보였다. 무게와 면적의 일일생장률은 겨울에 최고 값 (5.8±0.5와 6.6± 0.5% day-1)을 보였고, 여름에 최저값 (2.2±0.2와 3.0± 0.3% day-1)을 나타냈다. 엽체의 일일생장률은 NH와 NO 실험구에서 가장 높았으며 NHNO 실험구에서 중간 값 그리고 대조구에서 가장 낮은 값을 보였다. 감태의 질산환원 효소 활성도는 계절적으로 유의한 차이를 나타났으며, 대조구에서 가장 높고 (1.32±0.10 μmol NO2 - g-1 dry weight h-1), NH 실험구에서 가장 낮았다 (0.25±0.02 μmol NO2 - g-1 dry weight h-1). 엽체 내 광합성 색소의 함량은 대조구에서 가장 낮고 NHNO 실험구에서 가장 높았다. 본 연구 결과는 감태 배양을 위한 배양액을 제작 시, 단일 종류의 질소원으로 제작하는 것이 생장률을 향상시킨다는 것을 보여주었으며, 실내배양에 따른 최적 질소원 종류를 결정하는 데 중요한 기초자료를 제공할 것이다.

본 연구는 해중림초 주변에서의 감태 포자의 확산 특성에 알아보기 위하여 연구를 수행하였다. 이를 위해 대상해역에서의 현 장관측과 EFDC를 활용하여 수치모형실험을 실시하였다. 또한, 앞선 결과를 바탕으로 대상해역에 설치된 해중림초 중 3개종(정삼각뿔형어 초, 이중돔형어초, 날개부를가진어초)에 대하여 Flow-3D를 이용한 수치모형실험을 실시하여 실해역 흐름 재현을 통한 포자이동 방향 및 최대 이동거리를 도출하고자 하였다. 연구결과, 정삼각뿔형어초와 이중돔형어초의 경우 포자의 최대 안착지점은 북서쪽 방향으로 10 m, 서쪽방향으로 6 m로 나타났다. 날개부를가진어초의 경우 포자가 해중림초 주변 4m지점에서 최대 안착을 하였다. 이러한 결과는 해중림초 설치시 감태 포자의 확산특성을 고려하여 배치하였을 경우 포자의 이동에 따른 해조류의 부착기질로서의 기능에 대한 효과가 증대될 것 으로 판단된다.

최근 양식기법이 보급되어 어가의 양식이 활발해진 감태 (Ecklonia cava Kjellman)는 향후 다양한 품종개발이 예상되고, 이들의 구분을 위한 신품종 심사기준 (특성조사요 령) 작성과 기초자료가 되는 자연 개체군의 변이 폭과 지역적 형태 변이에 관한 연구 필요성은 더욱 커지고 있다. 본 연구는 감태 양식 개체군과 국내 연안 16개소에서 채집한 자연개체군의 형태를 비교하고, 주요 형태 형질의 특성과 변이 폭을 규명하고자 하였다. 감태의 품종 구분에 적합한 형질은 1차엽과 2차엽, 줄기에 대한 주요 형태와 특 징에 관한 14개 측정 형질과 4개 비율 형질, 총 18개 특성을 선정하였다. 군집 분석에서 전체 19개 개체군 중, 자연 개체군인 장길 (E4), 소록 (S7)은 동일 지역 개체군들과 유의한 차이를 보였고, 동해와 남해의 나머지 자연 개체군은 양식 2년생인 수유 (Q6, Q8, Q10)를 포함한 2개 집단으로 구분되었고, 제주의 3개 개체군은 별도의 집단을 이루어 지역적으로 구분되었다. 주성분 분석에서도 군집 분석에서 집단을 이룬 동해와 남해 개체군을 중심으로 양식 개체군은 중앙에 모여 나타났고, 장길 (E4), 소록 (S7)과 제주 개체군들은 주성분 1 (PC1)과 주성분 2 (PC2)에 연관된 2 차엽 지수, 줄기의 길이와 직경, 줄기 길이/1차엽 길이, 1차엽 길이와 너비, 2차엽 수, 2차엽 길이와 너비의 형질에 의해 각 축에 따라 구분되어 나타났다. 이상의 결과로 본 연구에서 조사한 18개 형질은 각 해역에서 유의한 차이를 보이는 개체군 구분을 위한 기준으로 유용성이 확인되었으 며, 감태의 각 지역 개체군은 향후 신품종 개발 후보 종으로 가능성이 클 것으로 기대되었다.

본 연구는 감태 분말을 0(S1), 2(S2), 4(S3), 6(S4), 8(S5)% 비율로 첨가한 크래커를 제조한 뒤 항산화 활성과 품질 특성을 측정하였다. 색도 측정 결과, L값과 b값은 감태 첨가량이 증가할수록 감소하였다(p<0.001). a값은 음(－)의 값을 보였는데, S4가 －8.03으로 가장 낮은 값을 보였고, 경향성은 나타나지 않았다. pH는 첨가량이 증가할수록 값이 감소하였고, 퍼짐성은 첨가량에 따른 유의성이 나타나지 않았다. 텍스쳐 측정 결과, 첨가량이 증가함에 따라 값이 증가하는 경향을 보였다(p<0.001). 관능검사는 색, 향, 맛, 외관, 조직감, 전반적인 기호도 항목을 평가하였다. 그 결과, 대조군보다 감태를 첨가한 샘플에서 더 높은 기호도 값을 보였고, S4(6% 첨가)가 기호도가 가장 좋았다. 감태 크래커는 분말 첨가량이 증가할수록 DPPH radical 소거능과 환원력이 유의적으로 높게 나타났다(p<0.001). 또한, 총 페놀 함량은 분말 첨가량이 증가할수록 높아졌다(p<0.05). 이를 통해 감태 크래커의 항산화 활성은 감태 첨가량이 증가할수록 높아진다는 것을 알 수 있다.

사람과 어류에게 감염증을 유발하는 Edwardsiella sp., Streptococcus sp. 및 Vibrio sp. 의 해양 유해세균에 대한 해조류 추출물의 항균 활성을 조사하였다. 연구에 사용된 4종의 식용 해조류 중에서 감태 MeOH 추출물이 본 연구에서 사용 된 6종의 모든 해양 유해세균에 대해 넓은 범위의 항균 활성을 나타내었다. 감태의 MeOH 추출물의 유기용매 분획 추출물들 중에서, EtOAc 분획 추출물이 가장 높은 항균활성을 나타내었으며 6종의 해양 유해세균에 대하여 128 μg/mL에서 256 μg/mL의 MIC 값을 나타내었다. 또한, HPLC 분석에 의해 감태 EtOAc 분획 추출물에 phlorotannin 화합물인 dieckol이 다량 존재하고 있는 것이 확인 되었다. 결론적으로, 감태 추출물의 phlorotannin 화합물이 여러 유해세균에 대한 강한 항균활성을 나타내는 것처럼, 해양 유해세균에 대해서도 강한 항균활성을 나타내는 것으로 판단된다.

감태의 인공채묘시 유주자 및 유리배우체를 채묘하여 양성 생장도를 비교하므로써, 유리배우체의 대량양식 이용 가능성을 시험하였다. 2008년 11월에 유주자 및 유리 배우체를 채묘한 채묘틀을 이용하여 2009년 5월부터 10월까지 전남 완도군 약산면 시험어장에서 양성 생장도를 비교하였다. 유주자 및 유리배우체 채묘 실험구에서 감태 엽체의 엽장과 생체량 등은 유의한 차이를 보이지 않았다.

기능성 느타리버섯 재배를 위하여 국내에서 자생하는 감태나무의 적정 첨가량을 구명하기 위하여 실험을 실시하였다. 감태나무 톱밥의 수분함량은 6.8%였고, pH는 6.0이였다. 총질소함량은 0.16%였고, 총탄소함량은 40.9%였으며, C/N율은 215이었다. 혼합배지의 pH는 4.8~5.0이였으며, 총질소함량은 2.8~3.0%로 처리간에 뚜렷한 차이가 없었다. 무기성분인 P2O5, CaO, MgO, Na2O 함량은 감태나무 톱밥의 첨가비율이 높아질수록 증가하였지만, K2O 함량은 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 느타리버섯 균사 생육은 감태나무 톱밥 첨가시 오히려 빨랐으며, 자실체의 수량은 감태나무 톱밥 20%첨가시에 163g/850㎖로 가장 높았다. 갓의 크기와 두께는 감태나무 톱밥의 첨가비율이 높아질수록 증가하였고, 대의 굵기와 길이도 증가하였다. 대의 경도는 처리간에 뚜렷한 차이를 보이지 않았지만, 갓의 경도는 감태나무 톱밥의 첨가량이 증가할수록 높은 경향을 보였다. 수확기 갓의 색도를 측정한 결과 L값은 감태나무 톱밥 10% 첨가시 가장 높았으며, 첨가비율이 높을수록 낮아지는 경향을 보였지만, a, b값은 처리간에 뚜렷한 차이가 없었다.

감태 분말의 대체량을 0-8%로 달리하여 스펀지 케이크를 제조한 후 물리화학적 및 관능적 품질특성을 측정하고 각 특성사이의 상관관계를 살펴보았다. 감태 분말의 대체비율이 증가함에 따라 반죽의 비중은 점차적으로 증가하는 경향을 나타내었고, 케이크의 비체적은 감태 분말 대체에 따라 감소하고 굽기 손실은 증가하였다. 부피지수는 감소하는 경향을 보여 감태 분말의 비율이 높아지면 케이크의 부피가 작아짐을 알 수 있다. 밝기는 나타내는 L*값은 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 경도는 점차적으로 증가하였다. 관능검사 결과 감태 분말대체에 따라 대부분의 관능 특성이 뚜렷하게 구분되었다(p<0.05). 한편 상관분석 결과 감태 분말의 대체수준은 a*값과 관능적 경도(firmness)를 제외하고 모든 품질특성과 유의적인 상관관계를 나타내었다(p<0.05, p<0.01 또는 p<0.001).

This study was conducted to investigate the quality characteristics of the natural dishwashing liquid added with the mixture extracts of Curcuma Longa L. (CL), Morus alba (MA) and Ecklonia cava (EC) at various concentrations. The pH and lightness of the natural dishwashing liquid were reduced by adding the mixture extracts, while the turbidity was increased. The natural dish washing liquid added with mixture extracts was shown to display strong antimicrobial activities against L. monocytogenes compared to that of control. Also, it revealed that antioxidant activity was increased depending on concentrations. However, natural dishwashing liquid added with mixture extracts showed the low detergency efficiency. In sensory evaluation, the natural dishwashing liquid containing CL 0.5%, MA 0.25% and EC 0.25% was preferred than the control and it showed negative result in skin patch test. These results suggest that the addition of CL 0.5%, MA 0.25% and EC 0.25% positively improved the qualities characteristics in the natural dish washing liquid.

In this study, we assessed the effects of dietary supplementation with Ecklonia cava on blood glucose, lipid metabolism, and renal oxidative stress in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Male Sprague-Dawley rats were divided into a normal rat group fed on a control diet and diabetic rats fed on a control diet or supplemented with powder (15% w/w) or water extract of Ecklonia cava (2.5% w/w). Diabetes was induced by a single injection of STZ (60 mg/kg, ip) in citrate buffer. The animals were fed ad libitum with the experimental diet and water for 5 weeks. Dietary supplementation of Ecklonia cava powder and water extract was shown to reduce blood glucose levels in the diabetic rats, and the water extract was more effective than the powder. Dietary supplementation with Ecklonia cava also reduced LDL cholesterol and increased HDL-cholesterol levels in the diabetic rats. Renal glutathione S-transferase activity was increased in the diabetic rats as compared to the normal rats, but reverted to near control values as the result of dietary supplementation with Ecklonia cava. These results show that Eklonia cava exerts an anti-diabetic effect by improving blood glucose concentrations, LDL/HDL-cholesterol ratios, and antioxidative effects on the kidney in diabetic rats.

This study was performed to investigate the change of biologically functional compounds and antioxidant activities in Ecklonia cava with blanching times. As biologically functional compounds, the contents of minerals(K, Ca, Na, Mg, Fe, Cu, Mn and Zn), vitamins(vitamin C, β-carotene and α-tocopherol) and total polyphenol were analyzed. And antioxidant activity was determined through free radicals(DPPH radical, superoxide anion radical, hydroxyl radical and hydrogen peroxide) scavenging activity and linoleic acid peroxidation inhibitory activity. As the blanching time increased, the contents of minerals, vitamin C, β-carotene and total polyphenol were decreased however α-tocopherol was not affected by blanching time, and antioxidant activities were decreased with blanching time.

This study was performed to find the effect of Enteromorpha prolifera as a biosorbent on the removal of heavy metals such as lead, copper, zinc and cadmium from the synthetic wastewater. The biosorption experiment was conducted using biomass of dried Enteromorpha prolifera, which has caused environmental pollution issues in oceans and lakes. To find the physico-chemical characteristics and adsorption capacity, parameters such as biosorbent dosage, initial heavy metal concentration, pH value of solution, contact time which influence the effects on heavy metals removal were changed and the optimum values were found through batch test. The experimental results showed that the sequence for adsorption capacity of heavy metals by Enteromorpha prolifera was Pb2+> Cu2+> Cd2+> Zn2+. The optimum conditions of pH, contact time and dosage of biosorbent were pH 5.0, 60 min. and 0.5 g/L, respectively. As initial heavy metal concentration increased, the adsorption capacity increased up to 17.53 mg/g for Pb with 98% removal efficiency. From the adsorption thermodynamic and kinetic analysis, the biosorption pattern of Pb, Cu, Zn and Cd was well described using Freundlich and Langmuir sorption isotherm with their R2 values of 0.99 and 0.97, respectively. The sorption kinetics followed pseudosecond order kinetic models and thus supported chemical sorption rather than internal diffusion. The work clearly indicates the potential of using Enteromorpha prolifera as an excellent adsorbent for heavy metal removal in industrial wastewater.

최근 산업의 발달로 산업폐수가 다량으로 발생됨과 더불어 방류수내 유독성 중금속으로 인해 수생태계에 악영향을 미치고 있으며 또한 인체 내에 축적되는 성질을 가지고 있다. 이러한 중금속 제거에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나 효과적인 처리에는 한계점을 나타내고 있다. 지금까지 가장 널리 사용되고 있는 방법으로는 화학첨전법, 이온교환법 등이 이용되고 있으나 완전한 중금속 제거가 어렵고 많은 약품이 필요하며 고독성의 슬러지가 발생하는 단점이 있다. 생물흡착제로서 미세 해양 조류, 미생물 및 효모 등을 이용한 중금속 흡착연구가 진행되어 왔는데, 이중에서도 조류를 이용한 방법이 가장 경제적이고 효율적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 해양에 널리 분포성장하고 있는 조류 중 감태를 이용하여 중금속 흡착실험을 수행하였는데, 이러한 조류 감태는 최근 기후변화 및 부영양화 현상으로 인하여 2007년부터 여름철에 한국과 중국 연해인 황해에서 대량 번식하여 2014년에도 감태 최대 분포면적이 50,000 km²에 이르는 것으로 보고되고 있다. 현재 감태는 식용을 제외하고 일부 가축 사료로도 활용되지만 대부분 폐기물로 처리되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 감태(Enteromorpha prolifera)를 이용한 중금속 흡착능을 평가하여 대부분 폐기물로 처리되고 있는 감태의 활용방안을 모색하고자 하였다. 비활성 감태의 물리화학적 특성 파악 및 금속이온 공존상태에서의 흡착능을 검토하기 위해서 감태를 건조한 후 분말로 만들어 batch test를 하였으며, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+ 등 4종의 중금속을 대상으로 흡착 실험을 수행하여 적정 투입량, pH, 온도 및 반응시간변화에 따른 최적 조건을 도출하고자 하였다. 또한 해조류 중 다시마 등과의 흡착능을 비교해 보았다. 흡착실험결과, pH는 1~11변화에 따른 흡착능을 비교해 본 결과, pH 5에서 가장 높은 흡착효율을 나타내었으며, 온도는 10~30℃ 범위내에서 실험해 본 결과, 최적 흡착 조건은 20℃로 나타났다. 또한 생물흡착제의 종류에 따라 금속의 흡착율 뿐만 아니라 금속의 선택적인 흡착까지도 명확하게 다른 것으로 나타났다. 중금속 종류별 흡착능력은 Pb2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+순이었으며, 감태는 Pb2+, Cu2+이온에 대한 흡착율이 최대 95% 및 82%로서 높은 제거효율을 보였으며, 다시마는 각각 92%, 77%의 흡착율을 나타내었다. Zn2+과 Cd2+이 함유되어 있는 폐수에 대해서는 다시마가 감태보다 오히려 흡착능 효율이 더 좋은 것을 알 수 있었다. 이상의 결과로부터 생물흡착제 감태의 중금속 흡착 제거 효과가 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 조류의 활용과 더불어 생물흡착제로서 중금속 흡착제거에 활용될 수 있을 것으로 판단된다

본 연구에서는 갈조류인 감태의 추출물과 그 분획들의 항산화 활성을 측정하였다. 모든 실험에서 감태의 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획을 사용하였다. DPPH (1,1-diphenyl-2-pic-rylhydrazyl)법을 이용한 자유 라디칼 소거 활성(FSC50)에서 에틸아세테이트 분획(FSC50 = 6.98 µg/mL)과 아글리콘 분획(7.03 µg/mL)은 비교물질인 (+)-α-tocopherol(8.98 µg/mL)과 유사한 활성을 나타냈다. 루미놀 발광법을 이용하여 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 활성산소 소거 활성(총 항산화능, OSC50) 결과, 모든 추출물과 분획들 중에서 아글리콘 분획(OSC50 = 14.48 µg/mL)이 가장 큰 항산화능을 나타내었으나, 강력한 항산화제인 L-ascorbic acid (6.88 µg/mL)보다는 낮았다. 1O2로 유도된 사람 적혈구 세포 손상에 있어서 50% 에탄올 추출물은 5 ∼ 50 µg/mL에서 농도 의존적인 세포보호 효과를 나타냈다. 10 µg/mL에서 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획의 세포보호 효과(τ50)는 각각 442.0 min 및 539.9 min으로 세포보호 활성이 크게 나타났다. 3종류의 감태 추출물 및 분획은 10 µg/mL에서, 비교물질인 지용성 항산화제 (+)-α-tocopherol (40.6 min)보다 훨씬 더 큰 세포보호 활성을 나타냈다. 이러한 결과들은 감태 추출물과 그 분획물들이 항노화 관련 화장품 분야에서 항산화제로서 이용 가능성이 있음을 시사하였다.