KR100542674B1 - 은행잎에 감마-아미노부틸산의 함유량을 강화시키기 위한 방법과 그에 의해 추출된 추출물 및 이를 포함하는 건강보조식품 - Google Patents
은행잎에 감마-아미노부틸산의 함유량을 강화시키기 위한 방법과 그에 의해 추출된 추출물 및 이를 포함하는 건강보조식품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 은행잎에 감마-아미노부틸산의 함유량을 강화시키기 위한 방법 및 그의 조성물에 관한 것으로 특히, 은행잎을 채집한 후에 기밀 용기에 넣고 이산화탄소 또는 질소가스로 치환하여 은행잎에 함유된 감마-아미노부틸산의 함유량을 강화시키고, 감마-아미노부틸산이 강화된 은행잎과 글루탐산을 동시에 배지에 넣고 유산균으로 발효시켜 글루탐산을 감마-아미노부틸산으로 전환시켜 감마-아미노부틸산의 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 이와 같이 감마-아미노부틸산이 강화된 은행잎의 추출물은 노인성 질환 예방 등 여러 생리활성이 증가되게 되며, 이러한 추출물을 이용하여 유산균제, 건강식품, 갱년기 및 노인성 식품, 미용식품, 정제 또는 캡슐과 같은 기능성 식품 및 의약품 또는 그의 소재로 이용될 수 있다.
은행잎, 감마-아미노부틸산, 기체치환, 이산화탄소, 유산균발효, 글루탐산염
Description
본 발명은 은행잎에 감마-아미노부틸산(감마-아미노부티르산이라고도 한다)의 함유량을 강화시키기 위한 방법 및 그의 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은행잎을 채집한 후에 기밀 용기에 넣고 치환기체로 이산화탄소 또는 질소가스를 이용하여 치환시켜 은행잎에 함유된 감마-아미노부틸산의 함유량을 강화시키고, 2차로 감마-아미노부틸산을 보다 더 강화시키기 위하여 감마-아미노부틸산이 강화된 은행잎과 글루탐산을 동시에 배지에 넣고 유산균으로 발효시켜 글루탐산을 감마-아미노부틸산으로 전환시켜 감마-아미노부틸산의 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
감마-아미노부틸산은 뇌 등에 존재하는 신경전달물질의 하나로 최근 건강식품소재로 혹은 의약품 소재로 사용되고 있다. 감마-아미노부틸산을 이용한 의약품으로는 정맥 주사제로 뇌졸중, 머리외상, 뇌동맥 휴유증에 있어 뇌혈류 개선 및 뇌대사 증진 작용에 사용하고 있으며, 경구 처방약으로도 판매되고 있다.
그리고, 감마-아미노부틸산을 이용한 건강식품소재로는 일본의 경우 가바론차(GABARON TEA)라 하여 녹차에서 감마-아미노부틸산 함량을 증가시킨 차가 판매되고 있다(출처 : Yusuke 등, 일본식품공업과학회지 46권 4호, 274페이지, 1999년,. Tojiro 등, Agric. Biol. Chem., 51권 11호, 2865페이지 1987년).
일본 차업계에서는 1.5mg/g 이상 함유되어 있는 녹차만을 가바론 차(GABARON TEA)라 명명할 수 있는데, 이와 같은 가바론 차의 차잎으로는 1번차가 주로 가바론 차에 사용되고 있으며, 그 이유는 1번차가 2번차, 3번차보다 감마-아미노부틸산으로 전환할 수 있는 글루탐산(glutamic acid) 함량이 높기 때문이다. 국내에서도 1번차, 2번차, 3번차로 수확한 녹차잎을 12시간 정도 혐기처리하여 감마-아미노부틸산(GABA) 함량을 높인 특허가 있다(공개특허 1999-0034313). 감마-아미노부틸산을 증가시키는 연구는 주로 식물학적인 측면에서 연구되었으며, 감마-아미노부틸산 함량을 증가시키는 외부환경적 요인은 아래의 표 1에서처럼 냉장충격(cold shock), 기계자극(mechanical stimulation), 열충격(heat shock), 기체치환(hypoxia), 세포질산성화(cytosolic acidification), 수분자극(water stress), 식물성호르몬(phytohormones) 등을 들 수 있다.
식품에서의 감마-아미노부틸산 축적을 위한 연구와 이들에 대한 기능성 연구는 최근에 들어 주로 일본에서 이루어지고 있으며, 주로 녹차와 쌀을 이용하여 이루어지고 있다.
예를 들면, 녹차의 경우 혐기처리만을 하여 감마-아미노부틸산 함량을 높인 녹차 혹은 혐기처리와 호기처리를 반복하여 기존보다 감마-아미노부틸산 함량을 높 인 녹차제조연구가 수행되었다(출처: Hideki 등, 일본식품공업과학회지. 46(7):494 ~ 496 (1999)., Yusuke 등, 일본식품공업과학회지. 46(7):462 ~ 466 (1999)., Yusuke, 등, 일본식품공업과학회지. 46(4):274 ~ 277 (1999), Tojiro 등 Agric. Biol. Chem., 51(11):2865~2871 (1987).
그리고, 쌀을 이용한 감마-아미노부틸산 함량을 높인 연구를 보면 물에 침지시 감마-아미노부틸산 함량의 변화와 품종별 특성 등을 조사하였으며, 이외에도 고압처리 및 쌀배아만을 대상으로 침지조건 및 침지 시간별 감마-아미노부틸산 함량을 축적하고자 한 연구도 있다<Miwako 등, 일본식품공업과학회지. 46(5):329 ~ 333 (1999)., Miwako 등, 일본식품공업과학회지. 46(5):323 ~ 328 (1999), Takayo 등 J. Agric. Food Chem. 42:1122~1125 (1994)>.
또한, 대두에 이산화 질소같은 기체로 혐기 처리하였을 때 감마-아미노부틸산 함량의 변화를 조사한 결과 대조구 보다 7.4배정도 많이 생성된다고 하였다<Mitsuaki 등, 일본식품공업과학회지.36(11):916~919 (1989)>.
일본의 특허로는 코지(Koji) 제조 중 감마-아미노부틸산 함량을 높이는 방법(일본특개 2000-60536), 쌀배아를 이용하여 감마-아미노부틸산 함량이 높은 침지수를 회수하는 방법(일본특개평 9-140361) 등이 있다.
| 처리방법 | 대상 시료 조직 |
| 기계자극 | 대두잎 |
| 냉동충격 | 대두잎 |
| 아스파라가스세포 | |
| 열충격 | 콩세포배양 |
| 기체치환 | 차잎 |
| 벼 뿌리 | |
| 세포질 산성화 | 아스파라가스세포 |
| 당근세포 혼탁물 | |
| 수분 자극 | 토마토 잎과 뿌리 |
| 식물성 호르몬 | 뿌리 배양 |
감마-아미노부틸산에 대한 앞으로의 전망을 보면, 일본의 한 연구에서 감마-아미노부틸산을 축적한 쌀배아를 경구투여 하여 갱년기 장애 및 노인들의 정신 장애를 조사한 연구에서 하루 26.5mg 감마-아미노부틸산을 섭취하였을 때 두통 혹은 우울증같은 정신적 질환이나 여러 증상의 갱년기 장애가 약 75% 정도 치유된다고 보고되었다<출처 : Tadashi 등, 일본식품공업과학회지, 47(8):596 ~ 603 (2000)>. 따라서, 노령화 시대에 대비하기 위한 제품의 하나로 감마-아미노부틸산이 주목을 받을 것으로 예상된다.
본 발명에서는 은행잎에 축척하고자 하는 물질인 감마-아미노부틸산(γ-aminobutyric acid, GABA)은 H2NCH2CH2COOH의 분자식을 갖는 분자량 103.12인 비단백태아미노산의 일종이다. 감마-아미노부틸산은 뇌 등에 존재하는 신경전달물질의 하나로 뇌혈류 개선, 뇌대사 증진 작용이 있어 뇌졸중, 머리외상, 뇌동맥 휴유증에 효과가 있는 것으로 보고되어 있다.
한편, 은행잎의 생리활성물질의 주성분은 플라보노이드계 화합물과 터펜(terpene)계 화합물로 뇌기능 부전증상 개선제, 혈액순환개선제로 사용되고 있 다.
그러나, 이들의 연구나 특허는 기체 치환 기법(기체 스트레스)이나 또는 물 침지 기법(물 스트레스)만을 사용한 방법으로 본 발명과 같이 이산화탄소 또는 질소가스를 이용하여 치환시킨 후에 다시 유산균을 이용하여 글루탐산을 감마-아미노부틸산으로 전환시키는 방법은 알려진 바가 없다.
본 발명의 일 목적은 뇌 등에 존재하는 신경전달물질의 하나로 뇌혈류 개선, 뇌대사 증진 작용이 있어 뇌졸중, 머리외상, 뇌동맥 휴유증에 효과가 있는 것으로 보고되어 있는 감마-아미노부틸산(γ-aminobutyric acid : GABA)을 은행잎에 강화하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은 상기 감마-아미노부틸산이 가지는 효능과 더불어 은행잎이 가지는 혈액 순환 개선작용 및 뇌기능부전증 개선작용을 함께 가지도록 하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 감마-아미노부틸산이 강화된 은행잎 또는 은행잎 추출물을 이용하여 유산균제, 건강식품, 갱년기 및 노인성 식품, 미용식품, 정제나 캡슐과 같은 기능성식품, 의약품 제품들 또는 그 소재들로 응용하는 데에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 특징은 은행잎을 이산화탄소 또는 질소 가스를 치환가스로 하여 치환시켜 밀봉 후 20 ~ 30℃에서 30분 내지 24시간 동안 저장하면서 1차로 감마-아미노부틸산의 함량을 강화시키는 데에 있다.
본 발명의 다른 일 특징은 상기 감마-아미노부틸산이 강화된 은행잎을 분쇄하여 글루탐산 또는 글루탐산염을 1 ~ 5% 첨가하여 혼합한 후 배지에 10 ~ 20% 첨가하고 유산균을 0.5 ~ 1% 접종하여 36시간 발효시켜 2차로 감마-아미노부틸산의 함량을 강화시키는 데에 있다.
여기서, 상기 은행잎의 가스치환은 이산화탄소로 치환한 후에 호기처리 한 다음 다시 이산화탄소로 치환하여 감마-아미노부틸산의 함량을 증가시킬 수도 있다.
상기 유산균은 비피도박테리움을 이용하여 접종하는 것이 바람직하며, 이때 0.075%의 아스코르브산을 첨가하여 발효시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 이용되는 은행잎은 9월부터 11월까지 시기를 달리하여 채집한 것이 바람직한데, 11월 초순경에 채집한 은행잎을 이용하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 다른 일 특징으로는 감마-아미노부틸산의 함량이 강화된 은행잎 또는 추출물을 이용하여 유산균제, 건강식품, 갱년기 및 노인성 식품, 미용식품, 그리고 타블렛 또는 캡슐 형태의 의약품 제품에 이용하는 데에 있다.
본 발명의 기술적인 주요 내용을 개략적으로 설명하면, 감마-아미노부틸산(γ-aminobutyric acid, GABA)을 은행잎에 강화를 위한 치환 기체를 선발하기 위해 다양한 가스를 이용하여 실험을 한 결과 이산화탄소로 치환한 후 밀봉하여 항온기에서 저장시 감마-아미노부틸산의 증가가 가장 많았다.
이산화탄소 치환 시간에 따른 감마-아미노부틸산 함량의 변화를 보면 12시간까지 감마-아미노부틸산 함량이 증가하여 최적 치환시간은 12시간이었고, 이산화탄소 처리 및 호기 처리의 영향을 보면 이산화탄소를 8시간 처리한 후, 공기 중에서 1시간 동안 호기 처리하고, 다시 이산화탄소로 치환하여 2 차 혐기 처리를 하였을 때 감마-아미노부틸산 함량을 크게 증가하지는 않았지만 대조구 보다는 많았다.
채집시기에 따른 감마-아미노부틸산 함량의 변화에서 완전 노랗게 착색되는 은행잎을 사용하였을 때 감마-아미노부틸산의 함량을 크게 증가시킬 수 없었다. 따라서, 채집시기를 조절하여 은행잎을 채취하는 것이 중요하였다.
유산균 발효에 의한 감마-아미노부틸산을 강화하기 위해서 물을 2 ~ 3배를 가하여 분쇄한 은행잎 분쇄물에 글루탐산을 일정 농도로 혼합하여 배지에 첨가한 후 선발한 유산균으로 발효시키면 발효과정 중 글루탐산이 감마-아미노부틸산으로 전환된다. 은행잎에 존재하는 징코플라보노이드가 혈류개선 및 뇌기능 부전증 개선에 쓰이는 것을 감안하면 감마-아미노부틸산은 뇌 등에 존재하는 신경전달물질의 하나로 뇌혈류 개선, 뇌대사 증진 작용이 있어 뇌졸중, 머리외상, 뇌동맥 휴유증에 효과가 있는 것으로 보고되어 있어 은행잎의 효능을 보다 극대화 할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예는 다음과 같으며, 여기에서 글루탐산은 글루타민산, 글루탐산나트륨염과 같은 글루탄산염을 의미한다.
시험예 1
감마-아미노부틸산 측정
메틸알콜(Methanol) 400㎕가 들어 있는 에펜도르프 튜브(Eppendorf tube)에 약 0.03ｇ의 시료인 은행잎을 분쇄하여 넣고 무게를 정확히 측정하였다. 55℃를 유지하는 수욕(water bath)에서 약 3시간동안 메틸알콜(methanol)을 휘발시켜 건조시켰다. 건조된 시료에 70mM LaCl3 1000㎕를 첨가한 후 보텍스 믹서(vortex mixer)로 교반한 다음 11000rpm에서 5분 동안 원심 분리하였다.
1.0M KOH 160㎕가 포함되어 있는 또 다른 에펜도르프 튜브(Eppendorf tube)에 원심분리 상등액 800㎕를 첨가하여 보텍스 믹스(vortex mixer)로 잘 교반한 다음 11000rpm에서 5분 동안 다시 원심 분리하였다. 상등액 550㎕, 0.5M K4P2O7
200㎕, 4mM NADP+ 150㎕, 2.5units GABASE/mL 50㎕를 일회용 규벳(cuvette)에 차례로 넣고 잘 혼합한 후 340nm에서 흡광도를 측정하였다.
흡광도를 측정한 다음 알파-케토글루타레이트(α-Ketoglutarate)를 첨가하여 잘 혼합한 후 한시간 후에 340nm에서 흡광도를 측정하여 감마-아미노부틸산 함량을 계산하였다. 이때 표준 곡선은 아래의 그래프 1에 나타내었다. 모든 실시예에서 수행한 감마-아미노부틸산 측정에 이 방법을 사용하였으며, 이 방법은 고진, 제트(Guojin, Z.)와 알란 더블유. 비.(Alan, W. B.) 등이 사용한 감마-아미노부틸산의 빠른 측정(The Rapid Determination of γ-Aminobutyric Acid; Phytochemistry. 44(6):1007 ~ 1009 (1997))의 방법에 준한 것이다.
그래프 1 : 감마-아미노부틸산 측정을 위한 표준 곡선
실시예 1
감마-아미노부틸산 강화를 위한 치환 기체의 선발
채집 즉시 은행잎 10g을 폴리에틸렌 포장용기(22.7 × 25.5 cm)에 넣고 이산화탄소 또는 질소 가스로 각각 3분 동안 치환한 후 밀봉하였다.
상부공간을 치환하여 밀봉한 은행잎은 30℃를 유지하는 항온기에서 2시간 동안 저장하였다. 상기 저장 후 개봉 즉시 전자렌지에서 1분간 열처리하여 은행잎에 존재하는 효소를 불활성화 시켰다.
대조구로는 같은 포장 용기에 은행잎을 넣어 같은 저장 조건으로 공기중에 방치한 것을 사용하였으며, 저장하기 전 은행잎의 감마-아미노부틸산(GABA)의 함량 은 채취한 즉시 측정하였다.
측정한 은행잎의 감마-아미노부틸산의 함량 변화는 아래의 그래프 2에 나타내었다.
은행잎 중의 감마-아미노부틸산의 함량은 채취 직후 평균 54.65 mg%이었고, 2시간 동안 공기 중에 보관하였을 때 61.47 mg% 이었으며, CO2로 치환 처리하여 2시간 동안 보관하였을 때는 97.82 mg%, 그리고 N2에서는 77.04mg %로 채취 직후에 비하여 감마-아미노부틸산의 함량은 각각 공기 중에 보관하였을 때에는 12.5 mg%, CO2로 치환 처리하여 보관하였을 때에는 79.0 mg%, 그리고 N2로 치환처리하여 보관하였을 때에는 41.0 mg%가 증가하였다.
치환 기체 중 질소가스에 비하여 이산화탄소에 의해 치환시켰을 때 감마-아미노부틸산의 증가가 더 크다는 것을 알 수 있다. 따라서, 질소 가스로 치환 처리하는 것보다 이산화탄소로 치환처리를 하여 30℃를 유지하는 항온기에서 2시간 동안 저장하면 감마-아미노부틸산의 함량을 채취 직후에 비해 약 1.79배 정도 증가시 킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
그래프 2 : 치환기체에 따른 감마-아미노부틸산의 함량 변화
실시예 2
이산화탄소 치환 시간에 따른 감마-아미노부틸산 함량의 변화
은행잎을 채집 즉시 10g씩 폴리에틸렌 포장용기에 넣어 CO2 가스로 3분 동안 치환 한 후 밀봉하여 30℃를 유지하는 항온기에서 각각 0.5, 1, 2, 4, 8, 12, 16, 20 및 24시간을 보관한 후, 개봉 즉시 전자렌지에서 1분간 열처리하여 은행잎에 존재하는 효소를 불활성화시켜 감마-아미노부틸산 함량을 측정하였다. 이에 대한 결과는 아래의 그래프 3에 나타내었다.
은행잎을 CO2로 치환 처리하여 30분 경과한 시료의 감마-아미노부틸산함량은 약 86.34mg%로 대조구에 비해 약 41.9%상승하였으며, 이산화탄소로 치환한 은행잎의 감마-아미노부틸산의 함량은 12시간 경과했을 때 최고로 증가하여 약 119.32mg%를 나타내었고, 이때, 대조구에 비하여 약 96.1% 함량이 증가하였다.
그러나, 12시간이후 24시간까지 감마-아미노부틸산 함량은 점차 감소하는 것으로 나타나 16시간 후에는 약 107.4 mg%, 20시간 후에는 약 115.1 mg%, 그리고 24시간 후에는 약 92.39 mg%로 감소하였다. 따라서 이산화탄소로 치환 처리하여 30℃를 유지하는 항온기에서 12시간 동안 저장하였을 때 감마-아미노부틸산 함량을 가장 높게 강화시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
그래프 3 : 저장 시간에 따른 감마-아미노부틸산 함량의 변화
실시예 3
이산화탄소 처리 및 호기 처리의 영향
이산화 탄소처리는 위에 언급한 실시예 1과 2의 방법과 유사하게 처리하였다. 즉, 처음 이산화 탄소처리는 8시간 처리한 후, 공기 중에서 1시간 동안 호기 처리하고, 다시 이산화탄소로 1, 2, 3, 4, 및 12시간 치환하여 제2차 혐기 처리를 하였을 때 감마-아미노부틸산 함량의 변화를 표 2에 나타내었다.
CO2가스 치환 처리 후 8시간 후에 은행잎의 감마-아미노부틸산 함량은 21.5% 증가하였으나, 그 이후 1시간 동안 공기중에 호기 처리한 시료의 감마-아미노부틸산 함량은 다소 감소하였으며, 다시 1, 2, 3, 및 4 및 호기처리없이 12 시간동안 CO2가스로 치환 처리한 시료의 감마-아미노부틸산 함량은 약간 증가하였으나, 크게 증가하지는 않았다. 다시 말해서, 호기처리하지 않고 12시간 동안 CO2가스로 치환 처리한 은행잎보다 호기처리 과정을 거친 은행잎의 감마-아미노부틸산의 함량은 낮게 측정되었다.
그러나, CO2 치환처리 - 호기 처리 - CO2 치환처리 과정을 거친 은행잎의 감마-아미노부틸산 함량을 크게 증가하지는 않았지만 무처리구보다는 높았다.
| 시료 | 감마-아미노부틸산 함량(mg%) |
| 무처리 | 53.84 ± 1.01 |
| 이산화탄소 8시간처리 | 65.39 ± 1.97 |
| CO2 8시간처리 + 공기1시간처리 + CO2 1시간처리 | 59.26 ± 4.53 |
| CO2 8시간처리 + 공기1시간처리 + CO2 2시간처리 | 61.91 ± 0.86 |
| CO2 8시간처리 + 공기1시간처리 + CO2 3시간처리 | 61.24 ± 1.99 |
| CO2 8시간처리 + 공기1시간처리 + CO2 4시간처리 | 62.69 ± 3.16 |
| CO2 8시간처리 + 공기1시간처리 + CO2 12시간처리 | 67.78 ± 1.25 |
실시예 4
물 침지에 따른 감마-아미노부틸산 함량
물 침지에 따른 감마-아미노부틸산 함량의 변화를 조사하기 위해 은행잎을 25배의 증류수에 4시간동안 침지한 후 꺼내어 키친 타월로 물기를 제거하였다.
침지과정을 거친 은행잎을 CO2 가스로 치환 밀봉하여 30℃를 유지하는 항온 기에서 1, 2, 4, 8 및 12시간 보관한 후 감마-아미노부틸산 함량의 변화를 측정한 결과는 표 3에 나타내었다. 물에 침지하기 전 은행잎의 감마-아미노부틸산 함량은 72.99 mg%이었으나 침지 4시간 후 감마-아미노부틸산 함량은 감소하여 침지전에 비해 약 34.3%가 감소한 47.98 mg%가 되었다.
따라서, 은행잎을 물에 침지하면 은행잎에 존재하는 감마-아미노부틸산 함량의 손실이 일어남을 알 수 있었다. 그리고, 물에 침지시킨 은행잎은 이산화탄소로 1, 2, 4, 8 및 12 치환 처리를 하여도 감마-아미노부틸산 함량의 변화는 거의 없었다.
즉, 물에 침지하는 동안 감마-아미노부틸산의 손실이 일어날 수 있으므로, 감마-아미노부틸산 함량을 증가시킨 후에 세척과정과 같이 물을 사용하게되는 공정은 가능한 빠른 시간 내에 처리하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
| 시료 | 감마-아미노부틸산 함량 (mg%) |
| 무처리 | 72.99 ± 1.88 |
| 4시간물침지 | 47.98 ± 1.86 |
| 4시간물침지 + CO2 1시간 처리 | 43.20 ± 0.91 |
| 4시간물침지 + CO2 2시간 처리 | 44.01 ± 2.34 |
| 4시간물침지 + CO2 4시간 처리 | 44.66 ± 2.16 |
| 4시간물침지 + CO2 8시간 처리 | 48.18 ± 2.57 |
| 4시간물침지 + CO2 12시간 처리 | 51.08 ± 2.52 |
실시예 5
채집시기에 따른 감마-아미노부틸산 함량의 변화
시기를 달리하여 채집한 은행잎을 이산화탄소로 치환 처리하여 8시간 동안 저장하였을 때, 감마-아미노부틸산 함량의 변화를 표 4에 나타내었다.
표 4에서 알 수 있는 바와 같이 채집시기에 따라 감마-아미노부틸산의 함량에 차이가 있음을 알 수 있으며, 완전 노랗게 착색되는 11월 중순경의 은행잎을 사용하였을 때에는 은행잎에 함유된 감마-아미노부틸산 함량을 크게 증가시킬 수 없었다.
따라서, 채집시기를 조절하여 은행잎을 채취하는 것이 중요하며, 은행잎의 착색도나 색소의 변화에 따른 것을 조사하여 적정 채취시기를 선정하는 것이 중요할 요인임을 알 수 있다.
| 채집시기 | 감마-아미노부틸산 함량 (mg %) | |
| 무처리 | CO2처리 | |
| 9월 5일 | 54.65 | 90.82 |
| 10월 15일 | 66.54 | 86.99 |
| 11월 8일 | 100.2 | |
| 11월 15일 | 53.84 | 65.39 |
실시 예 6
유산균 발효에 의한 감마-아미노부틸산의 강화
감마-아미노부틸산(GABA)은 글루탐산(L-glutamate)이 탈탄산하여 생성되는 원리에 착안하여 배지에 글루탐산을 첨가하여 유산균으로 발효하면서 감마-아미노부틸산으로 전환시키고자 하였다.
여기에서 글루탐산은 글루타민산, 글루탐산나트륨염 같은 글루탄산염을 의미하는 것이다. 위의 실시예의 방법으로 감마-아미노부틸산을 강화한 은행잎에 물을 2 ~ 3배 가하여 콜로이드밀로 분쇄한 분쇄물에 글루탐산 또는 글루탐산염을 1 ~ 5% 첨가하여 혼합한 후 엠알에스 배지에 10 ~ 20% 첨가한 후 살균하여 미리 선발한 유산균을 0.5 ~ 1% 접종하여 36시간 발효시켰을 때 감마-아미노부틸산 전환율은 표 5에 나타내었다. 이러한 유산균 발효 방법을 도입한 이유는 혐기처리 방법으로 감마-아미노부틸산을 강화한 은행잎을 발효 소재로 이용함으로써 보다 많이, 쉽게 감마-아미노부틸산을 강화할 수 있기 때문이다. 또한 혐기처리하지 않은 은행잎도 유산균 발효에 사용할 수 있을 것이다.
여기서, 상기 글루탐산염은 글루탐산나트륨염이 가장 바람직하다.
이때, 상기 유산균으로 비피도박테리움을 사용하는 경우에는 아스코르브산을 0.075% 첨가하여 발효시켰다. 표 5에 나타낸 것처럼 유산균의 종류에 따라 감마-아미노부틸산 전환율은 다르게 나타났으며, 36시간 배양시 전환율이 70% 이상인 균주는 Bifidobacterium breve, Leuconostoc plantarum으로 나타났다. Yoshie 등은 L. brevis IFO 12005에서 글루타메이트 데카록실레이스(glutamate decarboxylase)를 분리하였으며, 최적 pH는 4.2, 최적 온도는 30℃이며, 이효소의 활성은 설페이트 이온(sulfate ion)의 첨가량에 의존하여 증가한다고 하였다(출처 : Yoshie 등, Biosci. Biotech, Biochem. 61권 7호 1168 ~ 1171페이지, 1997년).
따라서, 유산균의 발효과정 중 데카복실레이스란 효소가 생성되어 글루탐산(glutamate)이 감마-아미노부틸산으로 전환 될 수 있는 것이다. 감마-아미 노부틸산은 엘-글루탐산(L-glutamate)이 탈탄산하여 생기는데 이때 H+이 소요된다. 이 반응에 관여하는 효소는 엘-글루탐산 탈탄산효소 (L-glutamate decarboxylase : EC 4.1.1.4)이다.
이 과정에서 생성된 감마-아미노부틸산는 피루베이트(pyruvate)와 가역적인 아미노산 전위(reversible transformation)과정을 통해 석시닉 세미알데히드(succinic semialdehyde)로 대사되며, 이때 관여하는 효소는 감마-아미노부틸산 아미나제(EC 2.6.1.19)이다.
그리고, 상기 석시닉 세미알데히드(Succinic semialdehyde)는 석시네이트(succinate)로 산화되며, 관여 효소는 석시네이트 세미알데히드 데히드로게나아제(succinate semialdehyde dehydrogenase : EC 1.2.1.16)이다.
| 유산균 | 전환율(%) |
| Lactobacillus acidophillus | 30 |
| Bifidobacterium breve | 74 |
| Bifidobacterium longum | 53 |
| Bifidobacterium thermophillum | 48 |
| Str. faecalis | 45 |
| Leuconostoc plantarum | 70 |
상기와 같은 실시예들은 순차적인 과정을 거치면서 은행잎에 함유되는 감마-아미노산의 함량을 증가시키게 되는데, 이와 같이 감마-아미노산의 함량이 증착된 은행잎 또는 은행잎의 추출물을 이용하여 감마-아미노산의 효능에 의한 갱년기 장애 및 노인들의 두통 혹은 우울증같은 정신적 질환이나 여러 증상의 갱년기 장애, 그리고 뇌졸중, 머리외상, 뇌동맥 휴유증에 대한 생리작용을 개선할 수 있는 다양 한 제품의 소재로 응용될 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 은행잎을 기체치환 방법 외에 글루탐산이나 그 유도체을 첨가하여 유산균으로 발효시키면서 감마-아미노부틸산을 더욱 많이 강화시킬 수 있게 된다.
그리고, 이와 같은 방법을 통해서 다양한 생리활성이 있는 감마-아미노부틸산을 다량 함유한 은행잎의 추출물을 통해 감마-아미노부틸산의 효능인 치매예방, 뇌졸중, 머리외상, 뇌동맥 휴유증에 있어 뇌혈류 개선 및 뇌대사 증진 작용과 더불어 은행잎이 가지는 혈액 순환 개선작용 및 뇌기능부전증 개선작용이 복합적으로 이루어진 건강식품, 미용식품, 의약품 소재와 제품 등에 다양하게 이용 될 수 있는 효과가 있다.
감마-아미노부틸산이 강화된 은행잎 또는 은행잎 추출물은 유산균제, 건강식품, 갱년기 및 노인성 식품, 미용식품, 정제나 캡슐과 같은 기능성식품, 의약품 제품들 또는 그 소재들로 응용될 수 있다.
또한, 감마-아미노부틸산을 측정하는 시험예에 사용한 알콜추출물도 소재로도 사용할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정 신이 있다고 할 것이다.
Claims (7)
- 감마-아미노부틸산의 함량을 강화시키는 방법에 있어서,a) 은행잎을 이산화탄소 또는 질소 가스의 치환가스로 치환시키고 밀봉한 후, 20~30 ℃에서 30 분~24 시간 동안 저장하면서 감마-아미노부틸산의 함량을 1차 강화시키는 단계; 및b) 상기 a)단계에서 감마-아미노부틸산의 함량이 1차 강화된 은행잎을 분쇄한 후, 상기 은행잎에 대하여 글루탐산 또는 글루탐산염을 1~5 %를 첨가하여 혼합한 혼합물 10~20 %를 배지에 첨가하고, 여기에 유산균을 0.5~1 % 접종하여 36 시간 동안 발효시켜 감마-아미노부틸산의 함량을 2차 강화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마-아미노부틸산의 함량을 강화시키는 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 은행잎의 가스치환이 이산화탄소로 치환한 후에 호기처리 한 다음 다시 이산화탄소로 치환하는 것을 특징으로 하는 감마-아미노부틸산을 강화시키는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유산균이 비피도박테리움을 이용하여 접종하며, 이때 0.075%의 아스코르브산을 첨가하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 감마-아미노부틸산 함량을 강화시키는 방법.
- 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 은행잎이 9월부터 11월까지 시기를 달리하여 채집한 것을 특징으로 하는 감마-아미노부틸산 함량을 강화시키는 방법.
- 제 1 항 또는 제 3항 내지 제 5 항 중 어느 일 항의 방법을 통해 감마-아미노부틸산의 함량이 강화된 것을 특징으로 하는 은행잎 추출물.
- 제 6 항의 은행잎 추출물을 유효성분으로 하는 것을 특징으로 하는 뇌혈류 개선 및 뇌대사 증진용 건강 보조식품.
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