다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리${\cdot}$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 -1. 저분자 alginate의 점도, 평균분자량 및 분자구조의 변화-

Studies on Physicochemical and Biological Properties of Depolymerized Alginate from Sea tangle, Laminaria japonicus by Thermal Decomposition -1. Changes in Viscosity, Average Molecular Weight and Chemical Structure of Depolymerized Alginate-

갈조류의 주성분인 alginate는 다양한 생리적 기능을 가지고 있으나, 고점성과 난용성으로 인하여 식품에의 광범위한 이용에 제한을 받고 있는 실정이다. Alginate가 가지고 있는 고유의 생리적 기능성을 유지 향상시키면서 점성을 줄이고 용해도를 높혀서 alginate의 이용성을 확대할 목적으로 가열에 의한 저분자화를 시도하였다. 즉, 평균분자량이 약 10,000 (HAG-10), 50,000 (HAG-50) 및 100,000 (HAG-100) 정도의 alginate를 제조하여 각 저분자 atginate의 물리${\cdot}$화학적 특성 변화를 검토하였다. 가열에 의한 점도와 평균분자량은 가열시간이 경과할수록 급격히 저하하였으며, 점도와 평균분자량사이에는 서로 밀접한 상관관계 ($r^2=0.955$)를 나타내었다. 가열에 의한 alginate의 block조성비 및 M/G 비율은 가열시간이 경과함에 따라 MM-block은 변화가 없었으나 GG-block은 급격히 저하하였다. 그리고, MG-block은 오히려 완만히 증가하였으며 M/G 비율은 급격히 증가하는 경향을 보였다. 분자량의 감소에 따른 alginate의 분자구조의 변화를 $FT-IR, ^1H-NMR$ 및 $^(13)C-NMR$로 측정한 결과, 가열에 의해 alginate가 저분자화되어도 분자구조의 특징적인 변화는 관찰할 수 없었다.

Alginate obtained from brown algae had various physicochemical and rheological properties and could used as a dietary fiber, However, alginate has not been widely applied to the food industry, since it had high viscosity, high gelling effect conjugated with some mineral, and low solubility. To improve functionality of alginate, partially develymerized alginates, which was water-soluble dietary fiber were obtained by hydrolysis of alginate from the sea tangle, Laminaria japonicus, heated at $121^{\circ}C$. Effects of depolymerization of alginate on the changes of viscosity and average molecular weight, block composition ratio of mannuronate to guluronate (M/G ratio), chemical properties using $PT-IR, ^1H-NMR, and ^(13)C-NMR$ spectrum were investigated. The average molecular weight and viscosity of the alginate were rapidly decreased with the thermal decomposition, and estimated to be 1,307,415 dalton and 284,000 cps, before heating, 728,106 and 3,940.29 cps after 30 min heating, 102,635 and 22.22 cps after 2.5 hrs heating, 51,205 and 12.05 cps after 3 hrs, and 10,049 and 4.28 cps after 6.5 hrs, respectively. The M/G ratio was increased with the heating time, while MM-block did not show any changes and GG-block diminished. The results of $FT-IR, ^1H-NMR and ^(13)C-NMR$ spectrum suggested that changes of molecular structure did not occur by the thermal decomposition.