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Comparison of Fatty Acid Composition of Wild and Cultured Sea Cucumber Apostichopus japonicus

자연산과 양식산 해삼(Apostichopus japonicus)의 지방산 조성 비교

  • Jin, Feng (Department of Seafood and Aquaculture Science, Gyeongsang National University) ;
  • Md, Anisuzzaman (Department of Seafood and Aquaculture Science, Gyeongsang National University) ;
  • Jeong, U-Cheol (Department of Seafood and Aquaculture Science, Gyeongsang National University) ;
  • Choi, Jong-Kuk (Department of Seafood and Aquaculture Science, Gyeongsang National University) ;
  • Yu, Hak-Sun (Department of Parasitology, School of Medicine, Pusan National University) ;
  • Kang, Seung-Wan (Gyeongsangnam-Do Fisheries Resources Research Institute) ;
  • Kang, Seok-Joong (Department of Seafood and Aquaculture Science, Gyeongsang National University)
  • ;
  • ;
  • 정우철 (경상대학교 해양식품생명의학과) ;
  • 최종국 (경상대학교 해양식품생명의학과) ;
  • 유학선 (부산대학교 의학전문대학원) ;
  • 강승완 (경상남도 수산자원연구소) ;
  • 강석중 (경상대학교 해양식품생명의학과)
  • Received : 2016.04.22
  • Accepted : 2016.06.24
  • Published : 2016.08.31

Abstract

This study compared the fatty acid composition of wild and cultured specimens of the sea cucumber Apostichopus japonicus. We extracted total lipids from the specimens and determined their fatty acid compositions through capillary gas chromatography, resulting in the identification of 53 fatty acids. We found that wild sea cucumbers were rich in palmitoleic (C16:1n-7) and eicosapentaenoic acid (C20:5n-3), whereas cultured specimens were rich in eicosenoic (C20:1n-9) and arachidonic acid (C20:4n-6). In both types of sea cucumbers, the highest percentage of polyunsaturated fatty acids (PUFA) consisted of polar lipids (PL), followed by total lipids (TL) and neutral lipids (NL). Cultured sea cucumbers contained a higher percentage of total lipids (TL) than wild sea cucumbers did, whereas there was no significant difference between the two groups in the percentages of neutral (NL) and polar lipids (PL).

Keywords

서 론

해삼(Apostichopus japonicus)은 태평양 서부연안에 널리 분포되고 있으며 주로 중국시장을 상대로 하는 경제 가치가 높은 수산양식생물이다(Kang et al., 2012). 최근 해삼은 해양오염과 연안매립으로 인한 서식지파괴 때문에 어획량이 점차 감소되고 있다(Conand, 2004; Yuan et al., 2006). 시장의 수요를 충족시키기 위하여 한국, 중국 및 일본을 비롯한 동아시아 지역에서 해삼 자원 관리와 대량양식을 계속 수행해 왔다(Chen, 2005; Okorie et al., 2008; kang et al., 2003). 이러한 배경 하에 해삼 소비대국인 중국에서 해삼양식 산업은 이미 생산량이 제일 큰 수산양식산업으로 성장하였다(Chen, 2005).

중국에서 해삼은 예로부터 관절염, 고혈압, 상처치유 및 외과 수술 후 건강회복에 사용해 왔으며(Liu et al., 1984; Fredalina et al., 1999; Hankenson et al., 2000; Sun et al., 1991), 특히 천식질환 개선에 있어 특효 약재로 사용해 왔다(Fredalina et al., 1999; Zhong et al., 2007 ). 전 세계적으로 약 3억명 인구가 천식의 고통을 겪고 있으며, 이로 인한 사망자는 연간 약 25만 명으로서 그 숫자는 계속 증가하고 있다(Bousquet et al., 2008). 또한 천식은 간접흡연, 미세먼지, 황사, 식습관 및 어린이 면역체계 약화 등 요인으로 발병연령이 점차 낮아지는 양상을 나타내어 세계보건기구의 관심이 증대되고 있는 질환중의 하나이다(Chilmonczyk et al., 1993; Kattan et al., 1997; Pope, 2000; Crain et al., 2002; WHO, 2009).

천식 예방과 개선에 있어 지방산이 아주 중요한 역할을 하고 있는 것으로 밝혀지고 있다. 즉 n-6 고도불포화지방산(polyunsaturated fatty acid, PUFA)은 천식 발병률을 증가시키는 원인으로 될 수 있는 반면에 n-3 PUFA는 어린이의 천식증상을 효과적으로 개선하고 예방할 수도 있다(Black and Sharpe, 1997; Okamoto et al., 2000). 임상실험에서 어린이가 장기적으로 n-3 PUFA/n-6 PUFA 비율이 높은 음식을 섭취하면 천식 발병률을 효과적으로 감소시키는 결과를 나타냈다(Oddy et al., 2004; Simopoulos, 2002). 최근 연구에 의하면 분지지방산(branch chain fatty acid, BCFA)을 섭취하였을 때 체내의 염증조절인자 IL-10을 증가시킬 수 있으며, 이는 알러지 천식증상을 완화시킬 수 있다(Van et al., Ran et al., 2011; Ran et al., 2013; Baars, 2013).

양식으로 인한 해삼의 성분조성 변화는 아직 식품 영양수준에서만 조사되어 있으며 최근 사포닌, 황산콘드로이틴 및 후코이단 등 기능성 물질의 변화도 조사되어 있으나(Van et al., 2009; Wang et al., 2016), 천식 개선 차원에서의 조사는 아직 이루어지지 않았다. 해삼 지방산 관련 선행연구로서 Jeong et al. (2008)은 한국 연안에 서식하고 있는 자연산 해삼의 지방산 조성을 상세하게 밝혔으나 양식산 해삼 지방산에 대한 연구는 거의 없는 실정이며 Seo et al. (2011)의 연구는 해삼 사료개발에 있어 해삼의 지방산 조성을 보았기에 세부적으로 불명확한 점이 많다. 그래서 본 연구는 천식개선의 측면에서 자연산 해삼과 양식산 해삼의 지방산 조성을 조사하였다.

 

재료 및 방법

실험 시료

실험에 사용한 자연산 해삼은 해삼이 연중 가장 많이 어획되는 시기인 2014년 4월 말에 경상남도 통영시 영운리 연안에서 다이버를 통하여 수심 7 m에서 채집하였다. 실험실로 운반 후 평균 체중이 150 g인 개체를 20마리 선별 후 -70℃에 저장하여 실험에 사용하였다. 한편 양식산 해삼은 동일 시기에 경상남도 통영시 산양읍에 위치하고 있는 경상남도수산자원연구소에서 사육하고 있는 해삼을 양식산 해삼 시료로 하였다. 이때 해삼에게 급여하 사료는 지충이(Sargassum thunbergii)분말, 패각분말, 탈지대두박, 옥수수박 및 갯벌로 제조된 시판중인 상품사료였으며 6개월 이상 해삼에게 공급을 하였다. 평균체중이 150 g인 개체를 20마리 선별하여 실험실로 운반 후 -70℃에 저장하여 실험에 사용하였다.

총지질 추출

자 연산과 양식산 해삼을 각각 20마리씩 해부하여 체벽 1 kg과 내장 100 g을 취하여 지질 추출에 사용하였다. 총지질 추출은 Bligh and Dyer (1959) 방법에 준하여 chloroform과 methanol을 2:1 (v/v)로한 혼합용매를 이용하여 추출하였다. 이때 100 g 시료에 300 mL 혼합용매를 첨가하여 추출하였으며 rotary evaporator (R-114, BUCHI, Swiss)를 이용하여 38℃에서 유기용매를 제거하여 총지질을 얻었다.

지질의 획분

총지질(total lipid, TL) 에서 비극성(neutral lipid, NL) 및 극성(polar lipid, PL) 지질의 획분은 Juaneda and Rocquelin (1985) 방법에 준하여 Sep-Pak Silica plus long cartridge (Waters, USA)를 이용하였다. 먼저 chloroform 15 mL를 cartridge에 통과 시켜 세척한 후 추출한 총지질 80 mg을 cartridge에 채운다. 이어서 chloroform 15 mL를 cartridge에 통과시켜 플라스크에 받은 다음 chloroform과 methanol을 49:1 (v/v)로 혼합한 용매 15 mL를 cartridge에 통과시켜 전과 같은 플라스크에 받아 rotary evaporator로 건조한 후 정량하여 비극성지질을 얻었다. 비극성지질의 획분이 끝난 다음 methanol 30 mL를 cartridge에 통과시켜 용출되어 나온 것을 rotary evaporator로 건조한 후 정량하여 극성지질을 얻었다. 이상 과정을 여러 번 반복해서 분석에 필요한 시료를 확보하여 분석에 사용하였다.

지방산조성 분석

추출된 총지질 100 mg을 cap tube에 넣고 0.5 N NaOH-methanol용액을 더하여 질소 충전한 후 100℃에서 8분간 검화하였다. 방냉 후 BF3-metanl를 이용하여 fatty acid methyl ester (FAME)로 methylation 후 isooctane 2 mL에 녹여 이를 capillary column (Omegawax-320, 30 m×0.25 mm i.d., Supelco Co., Bellefonte, PA, USA)이 장착된 gas chromatography (Glarus 600, Perkin Elmer, USA)로 지방산을 분석하였다. Carrier gas는 헬륨을 사용하였고 injector 온도는 250℃, detector (FID) 온도는 270℃로 각각 설정하였다. 이때 column 온도는 180℃에서 8 분간 유지하고 3℃/min 속도로 230℃까지 증가시킨 후 항온상태에서 10 분간 유지하였으며 split rate는 1:50으로 설정하였다. 지방산의 동정은 표준품 menhaden oil을 동일 조건으로 분석한 후 ECL (equivalent chain length)법으로 동정하였다(Ackman, 1969).

FAME의 Hydrogenation

250 mL 가스세척병에 methanol 70 mL와 자연산 해삼 FAME 1 mL를 첨가한 후 촉매제로서 PtO2 (PMID: 206032, Sigma-Aldrich, USA) 20 mg을 첨가하였다. 이때 자석 교반기를 이용하여 120 rpm 속도로 교반하는 상태에서 수소를 50 mL/min 유량으로 40분간 methanol에 통과시켰다. Hydrogenated fatty acid methyl esters (HFAME)의 지방산 조성은 FAME와 동일한 방법으로 분석하였다.

통계처리

모든 통계분석은 SPSS 16.0 프로그램을 사용하였고 One-way ANOVA test를 실시한 후 Duncan’s multiple rang test (Duncan, 1955)로 평균 간의 유의성(P<0.05)을 검정하였다.

 

결 과

자연산 해삼과 양식산 해삼의 총지질, 비극성지질 및 극성지질의 함량은 Table 1에 나타낸 바와 같다. 양식산 해삼 체벽과 내장의 총지질은 각각 1.01%와 2.49%로서 자연산의 0.63%와 1.11%에 비하여 유의적으로 높게 나타냈으며 모두 내장의 총지질 함량이 체벽보다 높게 나타냈다(P<0.05). 양식산 해삼체벽의 lipid class 조성에서 비극성지질은 38.63%, 극성지질은 59.74%였으며, 내장의 비극성지질은 64.82%, 극성지질은 33.71%였다. 자연산 해삼 체벽의 비극성지질은 37.81%, 극성지질은 60.24%였으며, 내장의 비극성지질은 65.33%, 극성지질은 33.46%였다. 양식산과 자연산 해삼은 동일하게 체벽에서 극성지질이 많고 내장에서 비 극성지질이 많았다(P<0.05).

Table 1.1Values are mean±SD (n = 3), and different superscript letters indicate statistically significant difference (P<0.05). 2TL, Total lipids (%/dry sample); NL, neutral lipids (%/total lipid); PL, polar lipids (%/total lipid).

Hydrogenation 전과 후의 자연산 해삼 체벽 총지질을 분석한 gas chromatogram은 Fig. 1에 나타난 바와 같이 record response 값이 0.01%이상인 peak는 총 60개 검출되었으며 menhaden oil 표품으로 53개 peak가 지방산으로 동정되었다. 동정되지 않은 7개 unknown peak는 chromatogram A에서 UN1-7로 표시하였다. 동일한 시료를 hydrogenation 후 전과 동일한 GC조건에서 분석한 결과 chromatogram B에 나타난 바와 같이 UN1, UN2, UN3, UN5 및 UN7은 기타 불포화지방산과 함께 사라졌으며 UN4와 UN6은 여전히 chromatogram A과 동일한 시간에 출현하였다.

Fig. 1.Gas chromatography-flame ionization detector chromatograms showing fatty acid methyl ester from wild sea cucumber Apostichopus japonicus before (A) and after (B) hydrogenation. UN, unknown peak.

자연산 해삼과 양식산 해삼의 총지질 지방산 조성은 Table 2에 나타낸 바와 같이 모든 시료에서 총 53 종 지방산이 동정되었으며 전체 지방산의 98.91-97.67%였다. 양식산 해삼 체벽에서 5%이상 되는 지방산은 16:0, 16:1n-7, 18:0, 20:1n-9, 20:4n-6 20:5n-3, 22:6n-3 (24:1n-9 포함) 및 23:1n-9 이였으며 그 중에서 20:4n-6가 11.5%로서 제일 많은 것으로 나타났다. 자연산 해삼 체벽에서 5%이상 되는 지방산은 16:0, 16:1n-7, 18:0, 18:1n-7, 20:4n-6 및 20:5n-3이였으며 그 중에서 16:1n-7은 14.02%로서 제일 많은 것으로 나타났다. 양식산 해삼 체벽의 16:1n-7 은 5.92%로서 자연산의 14.02%에 비하여 유의하게 낮게 나타났으며 20:1n-9는 9.75%로서 자연산의 2.42%보다 유의한 차이로 높게 나타났다. 양식산 해삼 체벽의 23:1n-9와 20:4n-6 은 각각 9.42%와 11.52%로서 자연산의 2.48%와 5.44%에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났다(P<0.05). 양식산 해삼 체벽의 분지지방산(BCFA)은 1.05%로서 자연산의 7.60%에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.05). 양식산 해삼 체벽의 n-3 PUFA는 14.18%로서 자연산의 14.05%와 유사하였으며 n-6PUFA는 17.17%로서 자연산의 10.74%에 비하여 높게 나타났다(P<0.05).

Table 2.1Values are mean±SD (n = 3), and different superscript letters indicate statistically significant difference (P<0.05). 2ΣUnnown, Sum of the unknown pea components; Σ BCFA, Sum of the branched chain fatty acid; Σ n-3 PUFA, sum of the n-3 polyunsaturated fatty acid; Σ n-6 PUFA, sum of the n-6 polyunsaturated fatty acid.

양식산 해삼 내장에서 5%이상 되는 지방산은 16:0, 16:1n-7, 18:1n-7, 20:1n-9, 20:4n-6, 20:5n-3 및 23:1n-9였다. 그 중에서 20:4n-6은 13.59%로서 제일 많은 것으로 나타났으며 그 다음으로 많은 것은 20:5n-3으로서 10.52%로 나타났다. 자연산 해삼 내장에서 5%이상 되는 지방산은 16:0, 16:1n-7, 18:1n-7, 20:4n-6 및 20:5n-3이였다. 그 중에서 16:1n-7은 14.02%로서 제일 많은 것으로 나타났으며 그 다음으로 많은 것은 20:5n-3으로서 10.12%였다. 양식산 해삼 내장의 16:1n-7은 5.35%로서 자연산의 13.42%에 비하여 유의하게 낮게 나타났으며 20:1n-9는 10.52%로서 자연산의 3.02%보다 유의한 차이로 높게 나타났다. 양식산 해삼 내장의 23:1n-9와 20:4n-6은 각각 7.03%와 13.59%로서 자연산의 2.14%와 8.59%에 비하여 유의한 차이로 높게 나타났다(P<0.05). 양식산 해삼 내장의 분지지방산은 0.84%로서 자연산의 3.87%에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.05). 양식산 해삼 내장의 분지지방산은 0.98%로서 자연산의 4.03%에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.05). 양식산 해삼 내장의 n-3 PUFA는 18.11%로서 자연산의 17.52%에 비하여 낮게 나타났으며 n-6 PUFA는 19.21%로서 자연산의 14.08%에 비하여 높게 나타났다(P<0.05).

자연산 해삼과 양식산 해삼 비극성지질의 지방산 조성은 Table 3에 나타난 바와 같이 함량이 5%이상인 지방산은 16:0, 16:1n-7 및 18:0였으며 자연산 해삼의 20:1n-9 및 23:1-n9가 양식산보다 높게 나타났다(P<0.05). 해삼의 극성지질을 분석한 결과는 Table 4에 나타난 바와 같다. 자연산과 양식산 해삼에서 함량이 5%이상되는 지방산은 16:0, 18:0, 18:1n-7, 20:4n-6 및 20:5n-3였으며 양식산 해삼의 20:4n-6이 자연산보다 높은 함량을 나타난 것이 특징이었다(P<0.05). 자연산 및 양식산 해삼 체벽에서 n-3 PUFA 및 n-6 PUFA의 비율은 모두 극성지질>총지질>비극성지질 순서로 나타났다(P<0.05).

Table 3.1Values are mean±SD (n=3), and different superscript letters indicate statistically significant difference (P<0.05). 2ΣUnnown, Sum of the unknown pea components; Σ BCFA, Sum of the branched chain fatty acid; Σ n-3 PUFA, sum of the n-3 polyunsaturated fatty acid; Σ n-6 PUFA, sum of the n-6 polyunsaturated fatty acid.

Table 4.1Values are mean±SD (n=3), and different superscript letters indicate statistically significant difference (P<0.05). 2ΣUnnown, Sum of the unknown pea components; Σ BCFA, Sum of the branched chain fatty acid; Σ n-3 PUFA, sum of the n-3 polyunsaturated fatty acid; Σ n-6 PUFA, sum of the n-6 polyunsaturated fatty acid.

 

고 찰

자연산과 양식산 해삼의 지질을 추출한 결과 Table 1에 나타낸 바와 같이 총지질 함량에 있어 양식산 해삼이 자연산 해삼보다 약 2배 높게 나타났다. 해삼은 섭취한 사료의 지질함량이 증가함에 따라 체지방도 일정한 정도로 증가하는 경향이 있다. 양식산 해삼에게 급여하는 사료는 주로 해조분말과 갯벌로 구성하였기에 해삼이 자연에서 섭취하는 해저 퇴적물 먹이보다 높은 지방함량을 가지고 있다(Liu et al., 2009). 이와 같은 먹이의 지질수준이 자연산과 양식산 해삼 총지질함량 차이를 나타나게된 원인일 수도 있다. 극성지질과 비극성지질은 자연산과 양식산 해삼에 있어 유사한 비율을 나타냈기에 해삼 체벽과 내장의 극성지질/비극성지질의 비율은 먹이의 영향을 받지 않는 가능성이 있을 것으로 추측된다.

이번 연구에서 자연산 해삼과 양식산 해삼의 지방산 조성을 GC분석한 결과 총 60개 peak가 검출되었고 53개 peak가 지방산인 것으로 동정되었다. Fig. 1에서 chromatogram A에 나타났던 불포화지방산들은 hydrogenation에 의하여 탄소사슬의 이중결합이 없어짐과 동시에 단일결합으로 대체되어 chromatogram B에 나타난 바와 같이 포화지방산 14:0, 15:0, 16:0, 17:0, 18:0, 19:0, 20:0, 21:0, 22:0, 23:0 및 24:0으로 전환되었다. 이때 UN1, UN2, UN3, UN5 및 UN7은 기타 불포화지방산과 함께 chromatogram B에서 사라졌으나 UN4 및 UN6은 여전히 chromatogram A과 동일한 시간 때에 출현하였다. 이런 결과를 통하여 UN4와 UN6은 지방산 아니라는 것을 판단할 수 있다.

Kaneniwa et al. (1986) 연구에서 해삼강 동물은 24:1n-9와 같은 특이한 지방산을 가지고 있으며 그 이후 Wen et al. (2010) 및 Bechtel et al. (2013)의 연구에도 해삼이 이러한 지방산을 가지고 있는 것을 확인하였다. 그러나 대다수의 해삼 지방산 관련된 연구에서는 24:1n-9에 대한 언급이 없었으며(Yu et al., 2015; Wen et al., 2016), 이번 연구에서도 해삼의 24:1n-9가 동정 되지 않았다. Chromatogram A에 나타난 바와 같이 29분 이후로 검출된 유일한 peak 22:6n-3지방산은 hydrogenation에 의하여 chromatogram B에서 포화지방산 22:0로 나타났으나, 29분 때 24:0지방산의 출현이 특이하였다. 이런 현상은 22:6n-3 peak가 24:1n-9 peak와 동일 시간에 검출 되었을 가능성을 제시한다. 이는 기존에 해양어류 지질방산 분석에 흔히 사용되고 있는 방법으로 해삼 지방산을 분석 할 때 유의해야 할 부분이다.

해삼은 기타 생물에서 잘 나타나지 않는 지방산 23:1n-9가 높은 함량을 가지고 있다. 특히 본 실험에서 양식산 해삼이 자연산 해삼에 비하여 23:1n-9의 함량이 약 3.8 배나 높게 나타났다. Kaneniwa et al. (1986)의 연구에 의하면 해삼 체내의 23:1-9는 먹이로부터 직접 유입된 것이 아니고 먹이로부터 섭취한 16:1n-9가 24:1n-9로 합성된 후 ɑ-oxidation에 의하여 발생된 산물일 가능성을 제시하였다. 지충이 분말은 해삼사료의 주요구성 성분이며 16:1n-9가 약 10%로서 해삼의 자연먹이보다 높은 함량을 가지고 있다(Yu et al., 2014; Wen et al., 2016). 양식산 해삼이 사료로부터 많은 양의 16:1n-9를 섭취하였기에 자연산 해삼에 비하여 23:1n-9가 높게 나타낸 원인이 될 수도 있다. 이번연구에서 이를 증명할 수 없었으나 추후 이에 대한 자세한 연구가 요망된다.

n-3 PUFA는 천식개선을 도와주는 역할을 하고 있으며, 또한 n-3 PUFA/n-6 PUFA의 비율이 높을수록 어린이의 천식 발병률을 감소 시킬 수 있다. 본 실험결과에서 양식산 해삼 체벽의 n-3 PUFA는 14.18%로서 자연산의 14.05%에 비하여 유사하였으며, 총지질의 증가로 인하여 실제 함량이 자연산 해삼보다 증가 하였으나, n-3 PUFA/n-6 PUFA의 비율을 보았을 때 양식산의 0.83%가 자연산의 1.81%에 비하여 심각한 불균형을 초래하고 있다. 그 원인은 Table 2에 나타낸 바와 같이 양식산 해삼 체벽에서 20:4n-6의 함량 증가로부터 기인되었다. 해삼은 20:4n-6을 어느 정도로 합성할 수 있는 능력을 가지고 있다 (Hasegawa et al., 2014; Wen et al., 2016). 해삼 체벽의 20:4n-6 함량 변화는 섭취된 사료 중 20:4n-6 함량의 영향보다 전구체인 18:2n-6의 증가에 따라 증가하는 특성을 가지기에 후자의 영향을 더 많이 받는다(Yu et al., 2015., Wen et al., 2016a; Wen et al., 2016b). 본 실험에서 양식산 해삼에게 급여한 사료에 첨가된 대두박과 옥수수박은 약 30%되는 18:2n-6을 함유하고 있어 이것이 해삼 체벽의 20:4n-6을 증가시키게 된 원인으로 생각된다. 최근 해삼양식의 발전과 함께 대량의 지충이가 소비되고 있으며 이로 인한 해삼사료 가격인상과 해조자원 및 생태파괴 문제가 심각해지고 있다(Yuan et al., 2006; Shi et al., 2013; Shi et al., 2015). 최근 해삼사료 중 지충이를 대체하기 위한 연구로서 육상식물 즉 대두박과 옥수수박을 일정한 비율로 해삼 사료에 첨가하였을 때 양호한 사육효과를 얻었다(Xia et al., 2012; Gao et al., 2011; Seo et al., 2011; Yu et al., 2015). 그러나 천식개선의 차원에서 해삼의 기능성을 고려했을 때 육상식물의 사용효과를 다시 평가할 필요가 있다고 한다고 생각한다.

해삼의 지방산 조성에 있어 또한 특이한 점은 분지지방산을 다량으로 가지고 있는 것이다. 분지지방산은 탄소사슬에 메틸기 가지를 가진 지방산으로서 자연에서 매우 희귀하며 알러지, 위장염 및 천식과 같은 질환을 개선하는 염증반응에 중요한 역할을 하고 있다(Van et al., Ran et al., 2011; Ran et al., 2013; Baars, 2013). 본 실험에서 자연산 해삼의 체벽에 약 7.60% 되는 분지지방산이 검출되었다. 이는 선행연구와 비교하였을 때 Kasai (2003)의 10.64% 및 Kaneniwa et al. (1986)의 8.08%보다 낮게 나타냈으나 해삼 전체 지방산에 있어서 큰 비중을 차지하고 있다. 이러한 차이는 서식지와 채집시기 및 종으로부터 기인 될 수도 있다. 양식산 해삼의 분지지방산 함량은 전체 지방산의 1.05%로서 자연산 해삼보다 훨씬 낮게 나타났다. 해삼체내의 분지지방산은 해삼자체가 합성할 수 없는 지방산으로서 섭취한 먹이로부터 유입된 것으로 밝혀져 있다(Kaneniwa et al., 1986; Hasegawa et al., 2013). 자연에 존재하는 분지지방산은 대부분 미생물에 의해 생성되었기 때문에 해삼이 해저퇴적물을 섭취하는 동시에 대량의 분지지방산을 함유하는 미생물을 섭취하고 이러한 지방산을 체내에 축적하게 된다(Leo and Patrick, 1966). 양식산 해삼은 섭취된 사료에 분지지방산 혹은 미생물의 결핍으로 인하여 자연산보다 분지지방산의 함량이 적을 가능성이 있다.

현재 국내외 해삼 양식업체에서 보편적으로 사용하고 있는 해삼 사료는 주로 지충이, 대두박 및 옥수수 박을 원료로 하고 있다. 이러한 사료를 해삼에게 급여했을 때 자연산 해삼보다 빠른 성장속도를 나타내어 식품적인 차원에서 큰 기여를 하고 있으나 기능성 적인 차원에서 특히 천식 개선하는 지질영양적인 측면에서 자연산과 일정한 차이를 두고 있는 해삼을 생산하고 있다. 본 실험의 결과를 요약하면 현재 사용하고 있는 해삼사료는 해삼의 n-3 PUFA/ n-6 PUFA비를 작게 하고 분지지방산의 함량을 감소 시킬 수 있다.

References

  1. Ackman RG. 1969. Temperature effects in the calculation of equivalent chain length values for multiple-branched fatty acid esters and ketones on polar and non-polar open tubular columns. J Chromato A 42, 170-175. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2006.01.029.
  2. Baars T. 2013. Milk consumption, raw and general, in the discussion on health or hazard. J Nut Eco Food Res 1, 91-107. http://dx.doi.org/10.1166/jnef.2013.1027.
  3. Bechtel PJ, Oliveira A, Demir N and Smiley S. 2013. Chemical composition of the giant red sea cucumber, Parastichopus californicus, commercially harvested in Alaska. Food Sci Nut 1, 63-73. http://dx.doi.org/10.1002/fsn3.12.
  4. Black PN and Sharpe S. 1997. Dietary fat and asthma: is there a connection? Eur Respir J 10, 6-12. http://dx.doi.org/10.1183/09031936.97.10010006.
  5. Bligh EG and Dyer WJ. 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can J Biochem Physiolo 37, 911-917. http://dx.doi.org/10.1139/o59-099.
  6. Bousquet J, Khaltaev N, Bousquet J and Khaltaev N. 2008. Global surveillance, prevention and control of chronic respiratory diseases: a comprehensive approach. J Pharmacy Tec 24, 122-122.
  7. Chen J. 2005. Present status and prospects of sea cucumber industry in China. FAO Fish Tec Paper 436, 25-38.
  8. Chilmonczyk BA, Salmun LM, Megathlin KN, Neveux LM, Palomaki GE, Knight GJ and Haddow JE. 1993. Association between exposure to environmental tobacco smoke and exacerbations of asthma in children. New En J Med 328, 1665-1669. https://doi.org/10.1056/NEJM199306103282303
  9. Conand C. 2004. Present status of world sea cucumber resources and utilisation: an international overview. FAO Fish Tec Paper 463, 35-48.
  10. Crain EF, Walter M, O'Connor GT, Mitchell H, Gruchalla RS and Kattan M. 2002. Home and allergic characteristics of children with asthma in seven U.S. urban communities and design of an environmental intervention: The Inner-City Asthma Study. E Health Per 110, 939-946. https://doi.org/10.1289/ehp.02110939
  11. Duncan DB. 1955. Multiple range and multiple F tests. Biometrics 11, 1-42. http://dx.doi.org/10.2307/3001478.
  12. Fredalina BD, Ridzwan BH, Zainal Abidin AA, Kaswandi MA, Zaiton H, Zali I and Kittakoop P. 1999. Fatty acid composition in local sea cucumber, Stichopus chloronotus, for wound healing. Gen Pharmacol 33, 337-340. http://dx.doi.org/10.1016/S0306-3623(98)00253-5.
  13. Gao, QF, Wang Y, Dong S, Sun Z and Wang F. 2011. Absorption of different food sources by sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka) (Echinodermata: Holothuroidea): evidence from carbon stable isotope. Aquaculture 319, 272-276. http://dx.doi.org/j.aquaculture.2011.06.051. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2011.06.051
  14. Hamel JF and Mercier A. 2004. Fisheries Technical Paper. FAO Rome Italy 2004, 25-38.
  15. Hankenson KD, Watkins BA, Schoenlein IA, Allen KG and Turek JJ. 2000. Omega-3 fatty acids enhanced ligament fibrablast collagen formation in association with changes in interleukin-6 production. Proc Soc Exp Biol Med 223, 88-95. http://dx.doi.org/10.1111/j.1525-1373.2000.22312.x.
  16. Hasegawa N, Sawaguchi S, Tokuda M and Unuma T. 2014. Fatty acid composition in sea cucumber Apostichopus japonicus fed with microbially degraded dietary sources. Aquacult Res 45, 2021-2031. http://dx.doi.org/10.1111/are.12149.
  17. Jeong BY, Choi BD, Moon SK, Lee JS and Jeong WG. 1998. Fatty acid composition of 35 species of marine invertebrates. J Fish Sci Tech 1, 232-241.
  18. Kaneniwa M, Itabashi Y, Endo S and Takagi T. 1986. Fatty acids in Holothuroidea: occurrence of cis-14-tricosenoic acid. Comparative Biochem Physiolo B 84, 451-455. http://dx.doi.org/10.1016/0305-0491(86)90105-7.
  19. Kang KH, Kwon JY and Kim YM. 2003. A beneficial coculture: charm abalone Haliotis discus hannai and sea cucumber Stichopus japonicus. Aquaculture 216, 87-93. http://dx.doi.org/10.1016/S0044-8486(02)00203-X.
  20. Kang SJ, Kang SW, Kang JH, Jung UC, Choi BD and Han JC. 2012. Sea cucumber aquaculture technology. Aqua info., Seoul, Korea, 32-36.
  21. Kasai T. 2003. Lipid contents and fatty acid composition of total lipid of sea cucumber Stichopus japonicus and Konowata(salted sea cucumber entrails). Food Sci Tec Res 9, 45-48. http://dx.doi.org/10.3136/fstr.9.45.
  22. Kattan M, Mitchell H, Eggleston P, Gergen P, Crain E and Redline S. 1997. Characteristics of inner-city children with asthma: the National Cooperative Inner-City Asthma Study. Pediatr Pulmonol 24, 253-262. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0496(199710)24:4<253::AID-PPUL4>3.0.CO;2-L
  23. Liu HM, Cai CG and Zhan JM. 1984. Using sea cucumber to treat 10 cases of anaemia. Guangxi Chinese Trad Med 7, 18.
  24. Liu Y, Dong S, Tian X, Wang F and Gao Q. 2009. Effects of dietary sea mud and yellow soil on growth and energy budget of the sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka). Aquaculture 286, 266-270. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2008.09.029.
  25. Ma KS, Hao XG and Wang L. 1982. Study of anti-lung-cancer of acid mucopolysaccharide of A. stichopus. J Ocean Med 1, 72-77.
  26. Oddy WH, De Klerk NH, Kendall GE, Mihrshahi S and Peat JK. 2004. Ratio of Omega-6 to Omega-3 Fatty Acids and Childhood Asthma. J Asthma 41, 319-326. http://dx.doi.org/10.1081/JAS-120026089.
  27. Okamoto M, Mitsunobu F, Ashida K, Mifune T, Hosaki Y, Tsugeno H and Tanizaki Y. 2000. Effects of dietary supplementation with n-3 fatty acids compared with n-6 fatty acids on bronchial asthma. Internal Med 39, 107-111. http://dx.doi.org/10.2169/internalmedicine.39.107.
  28. Okorie OE, Ko SH, Go S, Lee S, Bae JY, Han K and Bai SC. 2008. Preliminary study of the optimum dietary ascorbic acid level in sea cucumber, Apostichopus japonicus (Selenka). J World Aquacult Soc 396, 758-765. http://dx.doi.org/10.1111/j.1749-7345.2008.00211.x.
  29. Pope CA. 2000. Epidemiology of fine particulate air pollution and human health: biologic mechanisms and who’s at risk? E Health Per 108, 713–723. https://doi.org/10.1289/ehp.00108s4713
  30. Leo RF and Parker PL. 1966. Branched-chain Fatty acids in sediments. Science 152, 649-650. http://dx.doi.org/10.1126/science.152.3722.649.
  31. Ran-Ressler, RR, Khailova L, Arganbright KM, Adkins-Rieck CK, Jouni Z.E, Koren O and Dvorak B. 2011. Branched chain fatty acids reduce the incidence of necrotizing enterocolitis and alter gastrointestinal microbial ecology in a neonatal rat model. PLoS One 6, 29-32. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0029032.
  32. Ran-Ressler RR., Glahn RP, Bae S and Brenna JT. 2013. Branched-Chain Fatty Acids in the Neonatal Gut and Estimated Dietary Intake in Infancy and Adulthood. Nutrition Institute Workshop 77, 133-143. http://dx.doi.org/10.1159/000351396.
  33. Seo J and Lee S. 2011. Optimum dietary protein and lipid levels for growth of juvenile sea cucumber Apostichopus japonicus. Aquacult Nutr 17, 56-61. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2095.2009.00728.x.
  34. Shi C, Dong S, Wang F, Gao Q and Tian X. 2015. Effects of the sizes of mud or sand particles in feed on growth and energy budgets of young sea cucumber (Apostichopus japonicus). Aquaculture 440, 6-11. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2015.01.028.
  35. Shi C, Dong S, Wang F, Gao Q and Tian X. 2013. Effects of four fresh microalgae in diet on growth and energy budget of juvenile sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka). Aquaculture 416-417, 296-301. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2013.09.050.
  36. Simopoulos AP. 2002. The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids. Biomed Pharmacother 56, 365-379. http://dx.doi.org/10.1016/S0753-3322(02)00253-6.
  37. Sun L, Xu YH and Xu HL. 1991. The enforcing effect of acid mucopolysaccharide on cellular immunity. Adv Biochem Biophys 18, 394.
  38. Van Dyck S, Gerbaux P and Flammang P. 2009. Elucidation of molecular diversity and body distribution of saponins in the sea cucumber Holothuria forskali (Echinodermata) by mass spectrometry. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochem Mol Biol 152, 124-134. http://dx.doi.org/10.1016/j.cbpb.2008.10.011.
  39. Wang J, Hu S, Jiang W, Song W, Cai L and Wang J. 2016. Fucoidan from sea cucumber may improve hepatic inflammatory response and insulin resistance in mice. Int Immunopharm 31, 15-23. http://dx.doi.org/10.1016/j.intimp.2015.12.009.
  40. Wen B, Gao Q, Dong S, Hou Y, Yu H and Li W. 2016. Effects of dietary inclusion of benthic matter on feed utilization, digestive and immune enzyme activities of sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka). Aquaculture 458, 1-7. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2016.01.028.
  41. Wen B, Gao Q, Dong S, Hou Y, Yu H and Li W. 2016. Effects of different feed ingredients on growth, fatty acid profiles, lipid peroxidation and aminotransferases activities of sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka). Aquaculture 454, 176-183. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2015.12.027.
  42. Wen B, Gao QF, Dong SL, Hou YR, Yu HB and Xi X. 2016. Absorption of different macroalgae by sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka): Evidence from analyses of fatty acid profiles. Aquaculture 451, 421-428. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2015.10.008.
  43. Wen J, Hu C and Fan S. 2010. Chemical composition and nutritional quality of sea cucumbers. J Sci Food Agric 90, 2469-2474. http://dx.doi.org/10.1002/jsfa.4108.
  44. WHO. 2009. Woolcock A J Asthma—disease of a modern life-style. Med J Aust 165, 358-359.
  45. Xia S, Yang H, Li Y, Liu S, Zhou Y and Zhang L. 2012. Effects of different seaweed diets on growth, digestibility, and ammonia-nitrogen production of the sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka). Aquaculture 338, 304-308. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2012.01.010.
  46. Yu HB, Gao QF, Dong SL, Wen B, Hou YR and Ning LG. 2015. Utilization of corn meal and extruded soybean meal by sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka): Insights from carbon stable isotope analysis. Aquaculture 435, 106-110. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.09.036.
  47. Yuan X, Yang H, Zhou Y, Mao Y, Zhang T and Liu Y. 2006. The influence of diets containing dried bivalve feces and/or powdered algae on growth and energy distribution in sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka)(Echinodermata: Holothuroidea). Aquaculture 256, 457-467. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2006.01.029.
  48. Yu Z, Zhou Y, Yang H, Ma Y and Hu C. 2014. Survival, growth, food availability and assimilation efficiency of the sea cucumber Apostichopus japonicus bottom-cultured under a fish farm in southern China. Aquaculture 426, 426-427. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.02.013.
  49. Yu H, Gao Q, Dong S and Wen B. 2015. Changes in fatty acid profiles of sea cucumber Apostichopus japonicus (Selenka) induced by terrestrial plants in diets. Aquaculture 442, 119-124. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquaculture.2015.03.002.
  50. Zhong Y, Khan MA and Shahidi F. 2007. Compositional characteristics and antioxidant properties of fresh and processed sea cucumber (Cucumaria frondosa). J Agr Food chem 55, 1188-1192. http://dx.doi.org/10.1021/jf063085h.