목적은 순무 다당류 성분 추출 방법을 최적화하고, 분리 및 정제된 순무 다당류 성분(BP-1)의 1차 구조와 당뇨병 제브라피쉬에 대한 혈당 강하 효과를 분석 및 평가하는 것이다. 방법으로는 순무 다당류 수율을 평가 지표로 하여 반바이오마방식 추출을 적용하였고, 단일 인자 및 Box-Behnken 반응면법을 통해 재료와 용액 비율, 추출 시간, 추출 온도 3가지 요인을 조사하여 추출 공정을 최적화하였다. Sevage법과 DEAE-52 셀룰로오스 컬럼을 사용하여 BP-1을 분리 및 정제하였다. 자외선 가시광선 분광광도법(UV), 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS), 콩고레드 실험, 퓨리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)을 통해 순무 다당류의 순도, 단당류 조성, 삼중 나선 구조 및 관능기를 구조적으로 확인하였다. 주사전자현미경(SEM)과 원자력 현미경(AFM)으로 순무 다당류의 미세구조를 관찰하였다. 제브라피쉬를 대조군, BP-1-1, BP-1-10, BP-1-50, BP-1-200, BP-1-1000 군으로 나누고 각각 E3배지에 BP-1 용액 1, 10, 50, 200, 1000 mg·L^-1 농도로 첨가하여 96시간 배아 노출 실험을 진행하였다. 제브라피쉬의 표현형, 생존율, 기형률, 심박수에 미치는 영향을 평가하여 BP-1의 최대 내성 농도를 평가하였다. 실험 동물은 무작위로 대조군, 모델군, BP-1-10군(10 mg·L^-1), BP-1-50군(50 mg·L^-1), BP-1-200군(200 mg·L^-1)으로 나누었다. 대조군은 E3배지에서 사육하였고, 모델군과 투여군은 10 g·L^-1 포도당과 500 µmol·L^-1 테트라졸 유도에 의해 4 dpf 제브라피쉬 배아 당뇨병 모델을 구축하였으며, 투여군은 각각 대응 용량의 BP-1 용액을 투여하였고, 대조군과 모델군은 동량의 생리식염수를 투여하였다. 효소연결면역흡착법(ELISA) 키트를 이용하여 포도당 및 인슐린(INS) 함량을 측정하고, 헤마톡실린-에오신(HE) 조직병리학 슬라이드를 통해 간 영향을 관찰하며, 실시간 형광 정량 중합효소 연쇄반응(Real-time PCR)으로 글루카곤(Glucagon), 인슐린(Insa), 포스포엔올피루브산 카복시키나제 1(PCK1) mRNA 발현 수준을 검출하였다. 결과 최적 추출 공정은 재료와 용액의 비율 1:40 (g·mL^-1), 추출 시간 66분, 추출 온도 79 ℃로 확정되었으며, 순무 다당류 추출 수율은 (10.34±0.96)%였다. UV 분석에서 BP-1은 단백질 및 핵산을 함유하지 않았으며, GC-MS 분석에서 BP-1는 아라비노스, 라민오스, 리보오스, 만노오스, 갈락토오스, 포도당 6종의 단당류로 구성되었다. 콩고레드 실험 결과 분자 구조가 삼중 나선 구조를 갖지 않음을 나타냈으며, FT-IR 분석 결과 α-글리코사이드 결합 및 유론산을 포함함을 보여주었다. SEM 분석에서는 불규칙한 판상 구조와 평탄하고 매끄러운 표면을 나타냈으며, AFM 분석에서는 분자 사슬의 얽힘과 분자 내 수소 결합 상호작용에 의해 집합 구조가 형성된 것으로 보였다. 순무 다당류 성분 BP-1의 제브라피쉬 96시간 최대 허용 질량 농도는 200 mg·L^-1로 확인되었다. 약효 결과에서 대조군에 비해 모델군 제브라피쉬 내 포도당 함량이 유의하게 증가하였고, INS 함량은 유의하게 감소하였다(P<0.01). 모델군과 비교 시 순무 다당류 BP-1-50군은 포도당 함량을 뚜렷하게 낮추었고, INS 함량을 뚜렷하게 증가시켰다(P<0.05). 간 조직의 병리학적 관찰에서는 각 용량의 BP-1이 손상된 간 조직에 일정한 복구 효과를 나타냈으며, BP-1-200군은 간 조직 구조가 정상에 근접하고 간세포 형태가 포만함을 보였다. Real-time PCR 결과 대조군과 비교하여 모델군에서는 Glucagon, PCK1 mRNA가 유의하게 상향 조절되었고, Insa mRNA가 유의하게 하향 조절되었다(P<0.01). 모델군과 비교하면 BP-1-50, BP-1-200군에서는 Glucagon, PCK1 mRNA가 유의하게 하향 조절되고, Insa mRNA가 유의하게 상향 조절되었다(P<0.01). 결론 반바이오마 방식의 추출법은 순무 다당류 수율이 높고 조작이 간단하며 비용이 낮아 산업적 대량 생산에 적합하다. 순무 다당류 성분 BP-1는 6종 단당류로 구성되어 있고 α-글리코사이드 결합 및 유론산을 포함하며 혈당 강하 활성이 있고, 테트라졸 유도 당뇨병 제브라피쉬 간에 일정한 보호 효과가 있다.

순무 다당류; 반바이오마 방식; 구조 특성; 혈당강하 활성; 공정 최적화; 당뇨병