민물과 해수에 서식하는 미세조류는 식품, 화장품, 의약품 등 다양한 상업적 용도로 사용되고 있다. 그러나 Chlorella fusca 대사체 분석과 생리활성 특성에 관한 연구는 존재하지 않는다. 본 연구는 UPLC-QTOF-MS의 음이온 및 양이온 모드를 사용하여 C. fusca 대사체 분석을 진행하였다. 또한, 생리활성 효능을 검증하여 항산화 및 항노화 특성을 입증하였으며, C. fusca 처리 후 딸기 내 안토시아닌 및 당 함량 변화를 관찰하였다. 연구결과는 다음과 같이 요약하였다.

1. 생리활성 특성 연구결과 C. fusca 메탄올 추출물 200 μg/mL에서 ABTS 라디칼 소거능 (90%)이 DPPH 라디칼 소거능 (34%)보다 약 3배 높은 소거 활성을 나타냈다. 또한, C. fusca 처리 농도가 250 μg/mL 및 100 μg/mL에서 DNA 보호 활성은 각각 50.5% 및 63.0%로 측정되었다. 티로시나아제와 엘라스타아제 저해 활성은 140 μg/mL에서 티로시나아제는 93.4 → 61.1%, 400 μg/mL에서 엘라스타아제는 90.5 → 52.0% 효능이 나타났다 (＞ 50%). 생리활성 실험결과 C. fusca는 200 μg/mL에서 티로시나아제 (100%) ＞ ABTS (90%) ＞ 엘라스타아제 (88%) ＞ DPPH (34%) 순으로 측정되었으며 항산화, 미백 및 항노화에 우수한 효능이 있음을 알 수 있다.

2. UPLC-Q-TOF-MS의 두 이온 모드를 사용하여 대사체 분석을 진행한 결과 각 모드에서 검출된 대사체 성분에 큰 차이가 나타났으며 총 62종 (음이온: 26종, 양이온: 36종)의 화합물이 검출되었다 (음이온 모드: 4-nonylphenol, diterpene alcohol, fatty acid, fatty alcohol, and chlorophyll structures; 양이온 모드: chlorophyll, carotenoid, fatty acid, fatty alcohol, lipid, lysophospholipid, oxaspiro, 4-nonylphenol, diterpene alcohol, tocopherol, and ergostane structures). 분석결과 음이온 모드는 fatty acid (＞ 80%) 계열이 양이온 모드에서는 fatty acid + chlorophyll (＞ 70%) 계열의 화합물이 가장 많이 검출되었으며, 각 화합물은 fatty acid ＞ chlorophyll ＞ polar lipid ＞ carotenoid 그룹의 순서로 우세하게 나타났다.

3. C. fusca 처리에 따른 수확 시기별 딸기 대사체 구성과 안토시아닌 및 당 함량 변화 연구를 수행하였다. 음이온 모드 활용 대사체 분석결과 7종의 대사체 (citric acid, quercetin-3-O-glucoside, malvidin-3-O-glucoside, cyanidin-3-O-acetylglucoside, kaempferol, quercetin, kaempferol-3-O-glucoside)가 검출되었다. 그 중 malvidin-3-O-glucoside와 cyanidin-3-O-acetylglucoside이 C. fusca 처리 후 함량에 변화가 생겼으며, 4/6 시료가 malvidin-3-O-glucoside: 23.8 → 51.0%, cyanidin-3-O-acetylglucoside: 8.7 → 16.5%로 가장 높게 증가하였다. 또한, C. fusca 처리 후 당 함량의 부분적 증가를 확인하였으며 4/8 시료가 12.96 → 15.14 mg/g로 가장 높은 증가율을 나타냈다. 본 연구를 통해 C. fusca가 생물 처리제, 기능성 식품 및 화장품 등의 우수한 제제로써 이용될 수 있음을 확인하였다.