KR101114498B1 - 혈중 콜레스테롤 저하와 항비만 활성을 동시에 갖는 락토바실러스 존소니 ｈｆｉ 108 균주 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 혈중 콜레스테롤 저하와 항비만 활성을 동시에 갖는 락토바실러스 존소니(Lactobacillus johnsonii) HFI 108 균주(KCTC 11356BP)에 관한 것으로, 본 발명에 따른 균주는 총 콜레스테롤 수치를 저하시키는 한편, HDL 수치는 상승시키고, LDL 수치는 저하시키며, 몸무게를 감량시킴으로써 혈중 콜레스테롤 저하 및 항비만 활성 효과를 가지며, 상기 균주로 제조한 사료 첨가제 조성물을 산란계 및 착유우에 급여하여 생산된 계란 및 우유는 콜레스테롤 함량이 현저히 감소된 효과가 있다.
락토바실러스 존소니, 혈중 콜레스테롤, 항비만
Description
본 발명은 혈중 콜레스테롤 저하와 항비만 활성을 동시에 갖는 신규한 유산균에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 몸무게 증가를 억제하고, 총 콜레스테롤 수치는 감소시키는 반면, 고밀도 지단백(HLD) 수치는 증가시키고 저밀도(LDL) 수치는 감소시키는 서열번호 1의 락토바실러스 존소니(Lactobacillus johnsonii) HFI 108 균주(KCTC 11356BP) 및 이를 함유한 사료를 산란계 및 착유우에 급여하여 제조한 콜레스테롤이 저감된 계란 및 우유에 관한 것이다.
한국인의 사망원인은 뇌 혈관 질환이 1위, 교통사고 2위, 그리고 암이 3위를 차지하고 있으며 70대 이상의 노인에서는 뇌혈관 질환이 가장 많다. 체내 혈중 콜레스테롤은 인체의 혈루 및 세포 내의 지질 중에서 발견되는 왁스질 물질이다. 콜레스테롤은 필요한 신체기능을 수행하지만, 혈중 콜레스테롤 수준이 너무 높으면 심혈관계 질환의 위험을 증가시키기 때문에 인간의 건강에 유해 할 수 있다. 고 콜레스테롤이라 함은 일반적으로 인간의 총 혈중 콜레스테롤 수준이 240mg/dl을 초과하거나 저밀도 지단백 수준(LDL : Low Density Lipoprotein)이 160mg/dl을 초과하는 것을 뜻한다.
이처럼 혈중 콜레스테롤이 높은 수준에 도달할 경우, 콜레스테롤이 혈중에 용해되지 않기 때문에 동맥 혈관벽에 침착될 수 있다.
원래 콜레스테롤은 저밀도 지단백질(LDL) 및 고밀도 지단백질(HDL: High Density Lipoprotein) 이라 불리는 특정 캐리어에 의해 세포에서 또는 세포로 수송되어야 한다. HDL 콜레스테롤은 혈관벽에서 콜레스테롤을 제거하여 간으로 운반하므로서 소화하기 좋은 상태로 만드는 역할을 하기 때문에 양성 콜레스테롤(좋은 콜레스테롤)로 간주된다. LDL콜레스테롤은 혈액 안에서 콜레스테롤을 운반하며 혈관내벽에 축적되어 동맥경화증을 가속화시키기 때문에 악성 콜레스테롤(나쁜 콜레스테롤)이라고 부르며 따라서 혈액 중에 이 수치가 낮을수록 좋다.
한편, 현대인들은 비만이 큰 사회문제로 대두되고 있다. 유럽과 북미지역 인구의 25%, 아시아 지역의 15% 정도가 비만인구로 추산되고 있다. 이러한 비만 인구의 증가 속도는 더욱 빨라질 것이라 본다. 따라서 비만을 억제하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있는데, 주 연구는 비만 억제 약품, 및 한약품 등이다. 하지만 미생물을 이용한 항 비만 연구가 최근에 시작되고 있다.
E. coli, Lactobacillus acidophilus 등은 장내에서 렙틴(leptin)을 생산하여 섭식을 억제 시켜서 비만 유도 확률을 감소시킨다. 특히 Lactobacillus acidophilus 는 혈청 콜레스테롤 수준과 항비만 효능을 동시에 개선시킨다는 사실이 공지되어 있다(Grunewald, 1982; Gilliland, 1985 및 Y K Kim 등 J. Anim.Sci & Techno(Kor.) 42(6) 2000).
E. coli, Lactobacillus acidophilus 등은 장내에서 렙틴(leptin)을 생산하여 섭식을 억제 시켜서 비만 유도 확률을 감소시킨다. 특히 Lactobacillus acidophilus 는 혈청 콜레스테롤 수준과 항비만 효능을 동시에 개선시킨다는 사실이 공지되어 있다(Grunewald, 1982; Gilliland, 1985 및 Y K Kim 등 J. Anim.Sci & Techno(Kor.) 42(6) 2000).
그리고, 김치 발효에 관여하는 김치유산균은 면역증강, 항 미생물, 항산화, 항암효과, 항비만예방, 고혈압예방 또는 변비예방효과 등이 있는 것으로 다양하게 보고되고 있다[Hivak P, Odrska J, Ferencik M, Ebringer L, Jahnova E, Mikes Z. : One-year application of Probiotic strain Enterococcus facium M-74 decreases Serum cholesterol levels. : Bratisl lek Listy 2005; 106(2); 67-72; Agerholm-Larsen L. Bell ML. Grunwald GK. Astrup A. : The effect of a probiotic milk product on plasma cholesterol : a meta-analysis of short-term intervention studies ; Eur J Clin Nutr. 2000; 54(11) 856-860; Renato Sousa, Jaroslava Helper, Jian Zhang, Strephen J Lewis and Wani O Li ; Effect of Lactobacillus acidophilus supernants on body weight and leptin expression in rats ; BMC complementary and alternative medicine. 2008; 8(5)1-8]. 이러한 김치 유산균의 종류로는 지금까지(L. bulgaricus, Str. thermophilus, Bifidobacterium bifidum, Bif. longeum, Bif. infantis, Leuconostoc helveticus<항암>, L. acidophilus<항비만>, L. rhamnosus<항미생물>, Lactobacillus GG<항변비>)가 알려져 있다.
그러나 지금까지 앞서 밝힌 유산균 Lactobacillus acidophilus 외의 김치유산균 중에서 콜레스테롤 저하와 항비만효능을 동시에 가지는 균주를 규명하거나 연구된 실정은 전무하다.
그러나 지금까지 앞서 밝힌 유산균 Lactobacillus acidophilus 외의 김치유산균 중에서 콜레스테롤 저하와 항비만효능을 동시에 가지는 균주를 규명하거나 연구된 실정은 전무하다.
따라서 본 발명의 목적은 김치에서 분리한 유산균주들이 혈중 콜레스테롤 농도를 저하시키는데 효과가 있다는 사실과 항비만 효과를 조사하여, 이들을 이용한 의약품 또는 기능성 식품으로 활용 가능함을 밝히는데 한편, 상기 균주를 함유한 사료를 산란계 및 착유우에 급여하여 제조된 계란 및 우유가 콜레스테롤 함량이 현저히 저감된다는 사실을 밝히는데 있다
상기와 같은 본 발명의 목적은 김치 유산균 중 Lactobacillus johnsonii 종균중 혈중 콜레스테롤 저하와 동시에 항비만효능이 있을 것으로 측정되는 균주를 선발하고 고지방 식이를 섭식시킨 마우스에 투여한 경우, 마우스의 몸무게 증가가 억제되고, 총 콜레스테롤(TC) 수치가 감소된 반면, 고밀도 지단백(HLD) 수치는 증가되며 저밀도(LDL) 수치는 감소되었음을 확인한 한편, 상기 Lactobacillus johnsonii의 균주에 의한 항비만 효과를 확인하는 한편, 상기 균주를 함유한 사료를 산란계 및 착유우에 급여하여 계란과 우유를 생산하고, 이들의 콜레스테롤 저감효과를 확인함으로써 달성되었다.
본 발명은 혈중 콜레스테롤 농도 저하와 항 비만 활성을 동시에 갖는 유산균주를 제공한다.
상기 본 발명에 따른 유산균은 서열번호 1의 락토바실러스 존소니(Lactobacillus johnsonii) HFI 108 균주(KCTC 11356BP)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 균주를 유효성분으로 함유하는 사료첨가제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 사료 첨가제 조성물을 산란계에 급여하여 계란의 콜레 스테롤 함량을 저하시키는 방법을 제공한다.
상기에서 사료 첨가제 조성물의 급여량은 107 내지 1010/사료g인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 콜레스테롤 함량이 저하된 계란을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 사료 첨가제 조성물을 착유우에 급여하여 우유의 콜레스테롤 함량을 저하시키는 방법을 제공한다.
상기에서 사료 첨가제 조성물의 급여량은 107 내지 1010/사료g인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 콜레스테롤 함량이 저하된 우유를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 균주를 유효성분으로 함유하는 콜레스테롤 저감과 동시에 항비만용 기능성 식품 또는 유산균 제제를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 균주의 대사산물을 유효성분으로 함유하는 콜레스테롤 저감과 동시에 항비만용 기능성 식품 또는 유산균 제제를 제공한다.
본 발명에 따른 서열번호 1의 락토바실러스 존소니(Lactobacillus johnsonii) HFI 108 균주(KCTC 11356BP)는 총 콜레스테롤 수치를 저하시키는 한편, HDL 수치는 상승시키고, LDL 수치는 저하시키며, 몸무게를 감량시킴으로써 혈중 콜레스테롤 저하 및 항비만 활성 효과를 가지며, 상기 균주로 제조한 사료 첨가제 조성물을 산란계 및 착유우에 급여하여 생산된 계란 및 우유는 콜레스테롤 함량이 현저히 감소된 효과가 있어, 본 발명은 기능성 식품 또는 의약 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 실시예를 참고로 보다 구체적으로 설명한다. 하지만 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 콜레스테롤 저하 및 비만 억제 균주의 분리 및 동정
본 발명에서 사용된 공시 균주로는 김치에서 분리한 유산균으로 HFI 108 균주를 형태적, 배양적 특성에 따라 분리하였는데, 정확하게 동정하기 위하여 rep-PCR, RAPD-PCR 및 16s-rDNA gene Sequencing의 유전형 동정방법을 사용하였다.
본 발명에 사용하기 위해 분리 동정된 유산균주는 서열번호 1의 서열을 가짐을 확인하였으며, 이를 Lactobacillus johnsonii HFI 108로 명명하고 2008년 6월 26일 자로 공인기탁기관(한국생명공학연구원: Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology)에 기탁번호(KCTC 11356BP)로 기탁하였다.
<표 1>
콜레스테롤 저하 및 비만 억제 균주 조사 결과
실시예 2 : 본 발명에 따른 균주의 콜레스테롤 저하 및 비만 억제 효과
본 실시예에서 사용한 공시 균주로는 상기 실시예 1에서 김치에서 분리한 유산균중, HFI 108 균주는 락토바실러스 존소니(Lactobacillus johnsonii)이었으며 이 균주를 이용하여 마우스 급여 실험에 이용하였다.
마우스에 매일 유산균을 107수준으로 4주간 급여하며 몸무게(Body weight)를 측정한 후 전혈 처리하여 총 콜레스테롤(TC: 총 콜레스테롤) 수치, 고밀도 지단백 (HDL : High density lipoprotein) 수치 및 저밀도 지단백(LDL : Low density lipoprotein) 수치를 분석하여 각 유산균이 가지는 효과를 관찰하였다.
1. 사료급여
마우스(효창 사이언스에서 구입, 6주령 수컷, C57BL/6)에 하기 각각(표 2 참조)에 나타낸 바와 같은 성분과 열량으로 구성된 고지방식이와 대조군으로써 일반식이를 급여하였다.
<표 2> 고지방식이와 일반식이의 조성비교
2. In vivo 시험
마우스를 1주간 사육하여 안정화시키고 그 다음 4주간을 사육하였다. 상기의 각 균주를 고지방식이 2g과 혼합하여 마우스 1마리 당 유산균(Lactobacillus johnsonii)을 매일 107마리씩 섭식하도록 조절하였다. 총 4주간을 사육한 후, 몸무게(Body Weight)를 측정하고, 전혈을 실시하여, 총 콜레스테롤(TC) 수치, 고밀도 지단백(HDL) 수치, 및 저밀도 지단백(LDL) 수치를 분석하여 하기 <표 3>에 나타내었다.
<표 3>에 나타낸 바와 같이 4주차까지 실험한 결과 TC수치는 48% 감소하였고 HDL 수치는 69% 상승하였으며 LDL 수치는 20% 감소되었다. 콜레스테롤 저하 효과 및 HDL의 상승효과 그리고 LDL 감소효과가 매우 뛰어나다고 판단되었다.
<표 3>
콜레스테롤 저하 및 비만 억제 균주를 이용한 동물실험
3. 총 콜레스테롤 수치분석
HFI108균주(Lactobacillus johnsonii)의 TC 수치 감소효과를 조사하였으며 4주 마우스 급여 후에는 총 콜레스테롤이 고지방식에 비하여 총 콜레스테롤이 48% 저하 효과가 있는 것으로 보아진다(도 1 참조).
4. HDL 수치분석
HDL 수치는 HFI108 균주를 107/g 당 마우스에 4주간 급여 후 전혈을 실시하 여 HDL을 분석하였던바 고 지방식이군에 비하여 HDL이 점차 상승하여 HDL값이 오히려 69% 상승하는 것으로 나타났다. HDL의 수치는 HFI108 균주를 107/g 당급여 하였던바 HDL이 크게 상승하는 것으로 나타났다(도 2 참조).
5. LDL 수치분석
고지방식이 처리구에 비하여 HFI108 균주 처리구는 LDL 농도가 20%가량 낮아 졌으며 고지방 식이는 56.941mg/dl을 나타낸 반면 HFI108 균주급여 군에서는 47.217mg/dl로 나타났다(도 3 참조).
6. 몸무게 측정
고지방식이 처리구에 비하여 HFI108 균주 처리구는 LDL 농도가 10%가량 낮아 졌으며 고지방 식이는 28.42g을 나타낸 반면 HFI108 균주급여 군에서는 26.09g 으로 나타났다(도 4 참조).
<표 4>
마우스의 몸무게 변화
상기와 같은 결과에서 볼 때 본 발명의 유산균주(Lactobacillus johnsonii)는 의약품과 기능성 식품으로 이용할 경우 콜레스테롤 저하 및 비만 억제 효과가 크게 나타날 것으로 보여진다.
실시예 3 : 본 발명에 따른 상기 유산균 108 균주를 이용한 콜레스테롤 저하 계란 및 우유의 생산
1. 사료급여
L.johnsonii HFI 108 균주를 액체배지에서 48시간 배양 후, 건조한 다음 이것을 이용하여 사료로 제조하였다. 사료당 총 L.johnsonii HFI 108 균주 수는 1010/g 수준으로 제조하였다. 일반사료와 균주를 혼합하여 본 사료를 보관하며 본 실험에서 이용하였다.
2. 동물 실험
본 동물 실험은 계란의 난황 속에 함유되어 있는 콜레스테롤 저하 효과를 보기 위하여 한 처리구에 산란계는 30마리 사육하며 미생물의 급여는 109/g 수준으로 본 실험을 실시하였고 10일 후부터 달걀을 채취하여 달걀 난황 속의 콜레스테롤을 정량하였다.
또한 우유의 콜레스테롤 저하 효과를 보기 위하여 젖소(착유우) 20두 중 10두는 L. johnsonii HFI 108 균주 급여구로 하였고 나머지 10두는 대조구로 하여 이 두 그룹을 비교하였다. 젖소에서 L.johnsonii HFI 108 균주 급여는 마리당 1010/g * 100g 수준으로 하루에 1회 급여하며 10일에서부터 우유를 채취하여 콜레스테롤을 분석하였다.
3. 축산물의 콜레스테롤 저하 효과
계란의 난황을 취하여 콜레스테롤을 분석하여 균주의 급여군(109/g)과 비급여군에서 각각 10개의 계란을 취하여 콜레스테롤을 정량한 후 평균값을 구하였다. 또한 유산균 (L.johnsonii HFI 108)처리군과 대조군의 각각의 우유 시료 50ml을 취하여 효소분석법으로 콜레스테롤을 분석한 뒤 평균값을 구하였다.
4. 계란 난황의 콜레스테롤 분석
도 5에 나타낸 바와 같이, 실험 시작 10일 후의 유산균(L.johnsonii HFI 108) 처리구의 난황 콜레스테롤은 대조구보다 약 24% 감소하였고, 20일 후에는 약 30% 감소하였으며, 그리고 30일 후에는 약 30% 감소하였다.
5. 우유의 콜레스테롤 분석
도 6에 나타낸 바와 같이, 실험 시작 10일 후, 유산균(L.johnsonii HFI 108) 처리구 우유의 콜레스테롤 대조구보다 약 10% 감소하였고, 20일 후에는 약 9%, 그리고 30일 후에는 약 12% 감소하였다.
도 1은 마우스에 Lactobacillus johnsonii을 이용한 사료 급여 후 혈청의 총 콜레스테롤에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 2는 마우스에 Lactobacillus johnsonii을 이용한 사료 급여 후 혈청의 HDL 농도에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 3은 마우스에 Lactobacillus johnsonii을 이용한 사료 급여 후 혈청의 LDL 농도에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 4는 마우스에 Lactobacillus johnsonii을 이용한 사료 급여 후 몸무게의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 산란계에 Lactobacillus johnsonii을 이용한 사료 급여 후 계란 난황의 콜레스테롤 함량 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6는 착유우에 Lactobacillus johnsonii을 이용한 사료 급여 후 우유의 콜레스테롤 함량 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
<110> SHIN, hyun gil
<120> Lactobacillus johnsonii HFI108 having blood cholesterol level
lowering and anti-obesity activity
<150> KR10-2008-70651
<151> 2008-07-21
<160> 1
<170> KopatentIn 1.71
<210> 1
<211> 1480
<212> DNA
<213> Lactobacillus johnsonii HFI108
<400> 1
nnatctgtct acttagacgg ctgactccta taaaggttat cccaccggct ttgggtgtta 60
cagactctca tggtgtgacg ggcggtgtgt acaaggcccg ggaacgtatt caccgcggcg 120
tgctgatccg cgattactag cgattccagc ttcgtgtagg cgagttgcag cctacagtcc 180
gaactgagaa cggctttaag agatccgctt gccttcgcag gttcgcttct cgttgtaccg 240
tccattgtag cacgtgtgta gcccaggtca taaggggcat gatgacttga cgtcatcccc 300
accttcctcc ggtttgtcac cggcagtctc attagagtgc ccaacttaat gatggcaact 360
aatgacaagg gttgcgctcg ttgcgggact taacccaaca tctcacgaca cgagctgacg 420
acagccatgc accacctgtc tcagcgtccc cgaagggaac acctaatctc ttaggtttgc 480
actggatgtc aagacctggt aaggttcttc gcgttgcttc gaattaaacc acatgctcca 540
ccgcttgtgc gggcccccgt caattccttt gagtttcaac cttgcggtcg tactccccag 600
gcggagtgct taatgcgtta gctgcagcac tgagaggcgg aaacctccca acacttagca 660
ctcatcgttt acggcatgga ctaccagggt atctaatcct gttcgctacc catgctttcg 720
agcctcagcg tcagttgcag accagagagc cgccttcgcc actggtgttc ttccatatat 780
ctacgcattc caccgctaca catggagttc cactctcctc ttctgcactc aagttcaaca 840
gtttctgatg caattctccg gttgagccga aggctttcac atcagactta ttgaaccgcc 900
tgcactcgct ttacgcccaa taaatccgga caacgcttgc cacctacgta ttaccgcggc 960
tgctggcacg tagttagccg tgactttcta agtaattacc gtcaaataaa ggccagttac 1020
tacctctatc tttcttcact accaacagag ctttacgagc cgaaaccctt cttcactcac 1080
gcggcgttgc tccatcagac tttcgtccat tgtggaagat tccctactgc tgcctcccgt 1140
aggagtttgg gccgtgtctc agtcccaatg tggccgatca gtctctcaac tcggctatgc 1200
atcattgcct tggtaagccg ttaccttacc aactagctaa tgcaccgcag gtccatccaa 1260
gagtgatagc agaaccatct ttcaaactct agacatgcgt ctagtgttgt tatccggtat 1320
tagcatctgt ttccaggtgt tatcccagtc tcttgggcag gttacccacg tgttactcac 1380
ccgttcgccg ctcgcttgta tctagtttca tttagtgcaa gcactaaaat catctaggca 1440
agctcgctcg acttgcatgt atagcacgcc gccatccccc 1480
Claims (8)
- 혈중 콜레스테롤 농도 저하와 항 비만 활성을 동시에 갖는 서열번호 1의 락토바실러스 존소니(Lactobacillus johnsonii) HFI 108 균주(KCTC 11356BP).
- 제1항에 기재한 균주수가 1010/사료g수준의 유효성분으로 함유하는 사료 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 기재한 균주를 유효성분으로 함유하는 혈중 콜레스테롤 저감과 동시에 항비만 기능성을 가지는 유산균 제제.
- 삭제
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