KR101357850B1 - 장 기능 개선용 기능성 식품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장 기능 개선용 기능성 식품에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 토마토의 과즙과 케이크를 분리한 다음, 분리된 습식 토마토 케이크(고형물 함량 8∼12%)에 1%의 펙티나아제를 상기 케이크 중량대비 0.5∼2%로 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 동안 효소반응시킨 반응물을 원심분리하여 고형분과 수용성 상등액으로 분리하고, 상기 상등액을 농축시켜 얻은 농축액이거나 건조시켜 얻은 분말을 함유하는 장 기능 개선용 기능성 식품에 관한 것이다.

Description

장 기능 개선용 기능성 식품 {FUNCTIONAL FOOD FOR IMPROVING GASTROINTESTINAL FUNCTION}
본 발명은 장 기능 개선용 기능성 식품에 관한 것이다.
토마토나 수박 등을 붉게 만드는데 관여하는 색소인 리코펜(lycopene)은 비타민C, 비타민E, 카로틴 등과 함께 심혈관 질환을 예방하고, 항암 효과를 발휘하는 강력한 항산화제 역할을 한다고 알려져 있다. 특히 토마토에 함유된 리코펜은 항산화 식품인 당근에 함유된 베타카로틴의 두 배에 달하는 항산화력을 자랑한다. 또한, 노화방지, 항암효과(전립선암), 심혈관질환 예방 및 혈당저하 효과를 나타낸다. 특히, 암세포 성장을 도모하는 주요 조절 인자인 IGF-1(insulin like growth factors)인자를 강력하게 억제하며, 단백질 43효소를 자극하여 세포 간 연락장치(gap junction)를 발현시키는데, 세포간 연락장치의 발현은 암의 억제와 깊은 연관이 있다. 동물이나 암세포를 이용한 일부 실험에선 폐암, 간암, 위암, 유방암, 자궁경부암, 대장암, 방광암, 췌장암 등에도 효과를 보였으며, 사람을 대상으로 한 임상 실험에서는 유방암, 전립선암에 대해 탁월한 방어기능을 가지고 있는 것으로 보고하였다. 특히 육종암과 전립선암에 효과가 있다고 알려져 있다.
리코펜은 열을 가할 경우 인체에 더 잘 흡수된다. 리코펜은 트랜스형과 시스형의 두가지 이성질체를 갖고 있는데, 열을 가할 경우 인체에 더 잘 흡수되는 시스형 이성질체로 변화해 체내 흡수율이 높아진다. 이와 관련하여, John Shi 등(2002) Neutraceutical & Foods, 17:179-183을 보면, 100℃ 미만에서는 트랜스형이 시스형으로 구조가 전환되며, 총 리코펜 함량에는 큰 변화가 없지만, 190℃에서는 총 리코펜 함량이 상당히 감소하며, 트랜스형과 시스형 함량이 큰 폭으로 줄어드는 것을 알 수 있다.
또한, 리코펜은 빛의 강도에 따라 트랜스형의 함량이 급격히 줄어들어, 빛에 민감한 물질임을 알 수 있다. 또한, 리코펜은 에테르, 석유에테르, 헥산에 약간 녹고, 클로로포름, 벤젠에는 잘 녹으며, 메탄올, 에탄올에는 거의 녹지 않으며, 지용성이기 때문에 기름에 조리했을 때 더 잘 흡수된다.
이러한 토마토 내 리코펜 성분을 추출하는 방법에 관한 국내외 특허출원을 살펴보면, 특허문헌 1에서는 과육 펄프(pulp)를 펙틴분해효소 처리를 하고 필터(0.3-0.7㎜)로 고액분리를 하여 얻은 미세 펄프를 분리막(10㎛ 이하)로 여과하여 얻은 농축 펄프를 회수하여 식재료로 사용하는 저점도인 고함량 리코펜을 함유하는 식재료의 제조방법을 개시하고 있다. 그 밖에, 특허문헌 2 및 3에서는 토마토 껍질과 씨로부터 리코펜을 얻는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 특허문헌 1은 토마토 주스를 제조하고 버리는 토마토 케이크(이하 "케이크"라고도 약칭함)를 이용하는 것이 아니라 토마토 과육 펄프를 이용함으로써 본 발명과 효소처리공정, 효소 및 처리조건과 다르며, 이를 식품소재로 한 제품은 단순한 1회분의 대용식으로서의 식품과 관련이 있다. 또한, 특허문헌 2 및 3은 토마토 주스를 압착식 물리적 처리시 발생되는 토마토 껍질과 씨를 이용하지만, 효소의 처리없이 용매 추출 및 증류와 같은 복잡한 과정을 거치므로 비경제적일 뿐만 아니라 리코펜의 수율이 떨어지는 단점이 있다.
특허문헌 1: 일본 특개평 제10-276707호
특허문헌 2: EP 1 676 888 A1
특허문헌 3: WO 2005/032712 A1
이에 본 발명에서는 토마토 주스의 제조를 위하여 압착식 물리적 처리에서 발생하는 씨를 포함한 토마토 습식케이크를 선택적으로 열에 의한 예비처리를 하고, 펙티나아제(pectinase)로 처리하여 수용성 식이섬유 함량을 높이고, 이를 원심분리하여 얻은 상등액으로부터 건조 분말 또는 농축액을 제조할 수 있었고, 상기 분말 및 농축액이 장내 유해균 정착 억제 및 유익균인 유산균 및 비피더스균의 정착을 활성화시키는 것을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명은 수용성 식이섬유 함량이 높고, 리코펜의 체내흡수가 용이할 뿐만 아니라 장내 유해균 정착 억제 및 유익균인 유산균 및 비피더스균의 정착을 활성화시키는 토마토 습식케이크의 분말 또는 농축액을 함유하는 장 기능 개선용 기능성 식품을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장 기능 개선용 기능성 식품(이하 "제1발명"이라 한다)은 토마토의 과즙과 케이크를 분리한 다음, 고형물 함량이 8∼12중량%인 분리된 습식 토마토 케이크에 1%의 펙티나아제를 상기 케이크 중량대비 0.5∼2%로 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 동안 효소반응시킨 반응물을 원심분리하여 고형분과 수용성 상등액으로 분리하고, 상기 상등액을 건조시켜 얻은 분말을 함유한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 장 기능 개선용 기능성 식품(이하 "제2발명"이라 한다)은 토마토의 과즙과 케이크를 분리한 다음, 고형물 함량이 8∼12중량%인 분리된 습식 토마토 케이크에 1%의 펙티나아제를 상기 케이크 중량대비 0.5∼2%로 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 동안 효소반응시킨 반응물을 원심분리하여 고형분과 수용성 상등액을 얻고, 상기 수용성 상등액을 농축시켜 얻은 농축액을 함유한다.
제1발명 또는 제2발명에 있어서, 상기 분리된 습식 토마토 케이크를 60∼80℃에서 10∼50분간 열처리하는 것을 특징으로 한다.
제1발명 또는 제2발명에 있어서, 상기 원심분리는 6,000∼10,000rpm에서 15분 이상 수행되는 것을 특징으로 한다.
제1발명에 있어서, 상기 상등액의 건조는 무산소 상태 및 배출 온도 80∼85℃로 유지되는 분무 건조로 수행되는 것을 특징으로 한다.
제2발명에 있어서, 상기 상등액의 농축은 50℃ 이하 및 무산소 상태의 진공 감압하에서 농축되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장 기능 개선용 기능성 식품은 유해 병원균의 장내 부착은 억제하고, 유익균인 유산균 및 비피더스균의 장내 부착을 촉진하는 기능성이 있어 장 기능을 개선시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 토마토 케이크를 가공하는 과정을 나타낸 공정도이다.
도 2는 토마토 케이크의 처리군(대조군 포함)에 대해 세균의 Caco-2 세포의 부착에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 토마토 주스를 제조하고 버리는 토마토 케이크를 이용하여 식품에 활용 가능한 식품을 제공하고자 한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 가공방법을 살펴보면, 먼저, 선별단계에서는 완숙한 토마토를 구입하거나 미숙한 토마토를 일정기간 보관하여 완숙된 토마토만을 선별한다. 그 다음, 토마토의 꼭지 부분의 쓴맛 제거를 위하여 착즙 전에 꼭지를 제거한 후, 토마토를 세척하고, 표면의 수분이 제거되도록 탈수시킨다.
본 발명에 따르면, 선택적으로, 이렇게 전처리된 토마토는 과피 외부의 미생물을 제거하고, 착즙을 용이하도록 스팀으로 2∼10분간, 바람직하게는 약 5분간 가열한다. 그 다음, 착즙 단계에서는 과육 채취기(Pulper)로 과육이 과피, 씨, 또는 단단한 부위와 분리되도록 분쇄하고, 과육을 이들과 분리한 다음, 여과기를 이용하여 과육으로만 형성된 주스 과육 펄프로 분리하고, 과피 또는 씨 등은 케이크로 분리한다.
본 발명에서는 상기 토마토 케이크에 함유된 식이섬유와 리코펜을 식품 등에 활용 가공하기 위해 가공하기 위해, 선택적으로, 열처리 공정을 수행할 수 있다. 상기 열처리 공정에서는 상기 케이크를 60∼80℃에서 10∼50분간 가열한다. 상기 열처리 온도가 60℃ 미만이면 단단한 식이섬유나 단단한 부위가 그대로 유지될 수 있어 효소반응에 원활하지 않게 되고, 80℃를 초과하면 리코펜 등 기능성분 및 영양성분의 손실이 높아지는 경향이 있다. 또한, 상기 가열 시간이 10분 미만이면 단단한 식이섬유나 단단한 부위가 물리적으로 단단하게 그대로 유지될 수 있어 효소반응이 원활하지 않을 수 있으며, 50분을 초과하면 지나친 과 반응으로 리코펜 등 기능성분 및 영양성분의 손실이 높아지는 경향을 초래하는 단점이 있다.
그 다음, 본 발명에 따르면, 열처리되지 않은 또는 열처리된 습식 케이크는 펙틴 효소로 처리된다. 상기 펙틴 효소는 펙티나아제 활성을 갖는 효소이다. 본 발명에 있어서, 이렇게 케이크를 펙티나아제로 처리하는 이유는 단단한 식이섬유나 단단한 부위의 분해를 높이기 위해서 필요하기 때문이다.
상기 효소반응은 1%의 펙티나아제를 습식 케이크(고형물 함량 8∼12%) 중량대비 0.5∼2%로 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상술한 조건에서 효소 반응을 시킴으로써 효과적이고, 경제적인 처리효율을 나타낼 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따르면, 효소 처리된 케이크를 8,000∼10,000rpm에서 15분 이상 상기 원심분리시켜 고형분과 상등액을 얻는다. 이러한 원심분리 조건은 고액분리효율을 경제적으로 높일 수 있어 바람직하다.
이렇게 얻은 상등액은 건조시켜 토마토 케이크 효소 처리 분말을 얻는다. 이때, 상기 상등액은 무산소 상태 및 배출 온도 80∼85℃로 유지되는 분무 건조를 통하여 분말을 얻거나, 50℃ 이하 및 무산소 상태의 진공 감압하에서 농축하여 농축액을 얻을 수 있다. 이때 건조 온도가 너무 낮으면 건조 효율이 떨어진다.
본 발명에서는 효소 처리 후 원심분리에 의하여 얻은 상등액을 분무 건조하여 얻은 건조 분말을 분쇄하여 식품에 첨가하기 위한 식품원료로 제공할 수 있다. 또한, 상기 상등액만을 농축한 농축액을 식품에 첨가하기 위한 식품원료로 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 토마토 주스 가공시 활용되지 않는 씨를 포함한 토마토 습식 케이크를 그대로 식품소재로서의 이용성을 높이기 위하여, 선택적으로 예비 열처리를 하고, 산업용 펙티나아제 및 이의 처리조건을 선정하여 분말화하거나 농축하였다.
본 발명에 따라 얻는 상기 분말 또는 농축액은 토마토 케이크의 식품 소재로의 활용성과 체내 이용성을 개선함으로써 유용한 식품원료로 생산이 가능하다. 또한, 상기 분말 또는 농축액은 장내 유해균 정착 억제 및 유익균인 유산균 및 비피더스균의 정착을 활성화시키는 기능이 있어 장 기능 활성 식품원료로 바람직하다. 따라서, 이와 관련된 산업체와 연계시킴으로써 관련산업을 발전시킬 수 있으며, 식품 원료업체에 공급함유로써 리코펜이 함유한 식품 소재로서 활용성이 높다. 아울러, 본 발명의 식품은 사람뿐만 아니라 동물의 장 기능 개선용으로도 사용이 가능하다.
이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시 예
1. 토마토 소재의 장내 유해균 정착 억제 및 유익균인 유산균 및 비피더스균의 정착 활성
1-1. 토마토 시료의 준비
토마토 시료를 실험에 사용하는데 대상 토마토는 방울토마토로, 국내산의 적색, 요요 품종을 사용하였다. 토마토의 꼭지 부분의 제거한 다음, 세척하고, 표면의 수분이 제거되도록 탈수시켰다. 이렇게 전처리된 토마토를 스팀으로 80℃에서 약 15분간 열처리한 다음, 과육 채취기(pulper; AG-5500, Angel Juicer Co., Pusan, Korea)로 과육이 과피, 씨, 또는 단단한 부위와 분리되도록 분쇄하고, 여과기를 이용하여 주스 과육 펄프와 케이크를 얻었다.
상기 케이크를 75℃에서 30분간 열처리를 수행한 다음, 실험을 위하여 -70℃ 조건에서 동결건조한 후 분쇄기(FODD, Cyclote 1093, Sweden)으로 40∼80mesh로 분쇄한 후 냉동보관하면서 실험에 사용하였다.
본 실험을 위해 준비된 시료는 다음과 같다.
A: 시료 일정량에 증류수를 가하여 10분간 잘 섞어준 후 원심분리한 상등액;
B: 원심분리한 상등액에서 회수한 수용성 식이섬유의 수용액;
C: 원심분리 상등액에 펙티나아제로 1% Viscozyme-L (v/v) 용액을 2.0% (v/v) 가하여 50℃에서 4시간 동안 처리 후 회수한 수용성 식이섬유 수용액;
D: 토마토 케이크 2% 수용액에 펙티나아제로 1% Viscozyme-L 용액을 2.0% (v/v) 가하여 50℃에서 4시간 동안 처리 후 회수한 효소처리 수용성 식이섬유 수용액; 및
E: 토마토 케이크 2% 수용액에 펙티나아제로 1% Viscozyme-L 용액을 2.0% (v/v) 가하여, 50℃에서 4시간 동안 처리 후 회수한 효소처리 수용액.
이때, 생토마토 시료는 1, 열처리 토마토 시료는 2라 하여 A-1, A-2와 같은 식으로 표기하였다. 시료에 대한 명칭을 정리하면 하기 표 1과 같다.
시료의 처리 조건
생 방울 토마토 열처리 (80℃, 15분), 방울 토마토
주스 케이크 주스 케이크
효소처리 후 수용성
식이섬유		 C-1 D-1 C-2 D-2
효소처리 후 수용성 상등액 - E-1 - E-2
A∼E의 시료를 얻는 방법을 자세히 기술하면 다음과 같다.
먼저, 주스 시료를 멸균 3차 증류수에 10% 용액으로 만들어 10분 동안 교반(stirring)한다. 이를 10,000rpm, 4℃에서 30분 동안 원심분리하고, 상등액을 40㎛ 구경메쉬(pore mesh, cell strainer, BD, USA)에 걸러 이 상등액을 동결건조하고, 시료 A라 한다.
또한, 상기 상등액에 100% 에탄올을 총 70% 되도록 첨가하고, 4℃에서 하룻밤 동안 방치한 후, 3000rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상등액을 버리고 에탄올 침전(ethanol precipitation)된 수용성 식이섬유 용액을 동결 건조하고, 시료 B라 한다.
원심분리 상등액(시료 A)에 1% Viscozyme-L (멸균 3차 증류수에 희석하여 준비, Novozymes, Denmark) 용액을 2% 되게 첨가한 후 50℃ 수조(water bath)에서 4시간 동안 방치하면서 200rpm으로 처리하여 효소액과 시료가 닿는 면적을 넓혀주고 효소처리가 끝나면 10분 동안 증탕(boiling)한 다음, 이 용액을 3000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상등액을 40㎛ 구경 메쉬에 걸러 얻어진 상등액에 100% 에탄올을 총 70% 되도록 첨가하고 4℃에서 하룻밤 동안 방치한 후 다시 3000rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상등액을 버리고 에탄올침전된 효소처리 수용성 식이섬유 수용액을 동결 건조하고, 시료 C라 한다.
케이크 시료는 멸균 3차 증류수에 2% 용액으로 만들어 여기 1% Viscozyme-L을 2%의 양만큼 첨가하여 50℃ 수조에서 4시간 동안 200rpm을 주면서 방치하고 효소처리가 끝나면 10분 동안 증탕한 다음, 3000rpm에서 10분 동안 원심분리하고 40㎛ 구경메쉬에 걸러 얻어진 상등액을 동결건조하고, 시료 E라 한다.
또한, 상기 시료 E인 상등액 중에서 어떤 성분이 유효성분인가를 확인하기 위해 상기 상등액에 100% 에탄올을 총 70% 되도록 첨가한 후 4℃에서 하룻밤 동안 방치하고, 다시 3000rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상등액을 버리고 에탄올침전된 것을 동결건조하여 얻은 식이섬유를 시료 D라 한다.
여기에 식품회사에서 사용되고 있는 시판 펙틴(commercial pectin)인 Cremar 사의 HM-pectin(HM)과 LM-pectin(LM)을 대조군으로 사용하여 실험을 진행한다.
시료의 보관(Stock)의 농도는 10 ㎎/㎖로 하여 사용하였다.
시료는 실험에 사용하기 전 A와 E는 PBS(Phosphate Buffered Saline)에 희석하여 사용하였고, 분말(powder) 시료는 10% DMSO가 포함된 PBS에 녹여 0.2㎛ 구경필터(pore filter, ADVANTEC, Japan)에 여과멸균(filter-sterilization) 후 사용하였다. 보관(Stock)의 농도는 10 ㎎/㎖로 하였고, 신선함을 유지하기 위해 제조한 시료 용액은 100㎕씩 분주하여 냉동보관하면서 필요할 때마다 꺼내 쓰고 다시 얼리지 않으며 일주일이 지나면 폐기하였다.
1-2. 세포배양법
콜론 암세포(Colon cancer cell; Caco-2 cell)을 사용하며 MEM(minimum essential medium)에 56℃에서 30분 동안 방치하여 불화성화(inactivation)시킨 FBS(fetal bovine serum)을 15%가 되도록 첨가하고, 1% penicillin/streptomycin (각각 100 IU/㎖와 100㎍/㎖), 1% sodium pyruvate (1.0 mM)를 추가로 첨가하여 사용한다. MEM은 2mM L-글루타민과 Earle's balanced salt solution (1.35 g/ℓ sodium bicarbonate 함유), 0.1 mM 비-필수 아미노산(non-essential amino acid)이 포함된 제품을 사용하였고, 세포 배양(cell culture)에 사용한 모든 배지(medium)와 FBS, 시약은 Welgene (Korea)에서 구입하여 사용하였다. 이렇게 제조한 배지로 이틀마다 배지를 교환해주었다.
세포는 96-웰 플레이트(well plate)에서 배양할 때는 1.5 x 103 cells/well로, 24-웰 플레이트에서 배양할 때는 2 x 104 cells/well로 접종(seeding)하였고, 37℃, 5% CO2 배양기(incubator)에서 14일 동안 배양하고 실험에 사용하였다. 세균 부착 분석(Bacterial adhesion assay)에 사용하는 플레이트는 마지막 두 번 배지 교환시, 항생제(antibiotic), 항진균제(antimycotic)를 첨가하지 않은 배지를 사용하였다.
1-3. 방울 토마토 시료가 Caco-2 세포 생존(viability)에 미치는 영향
14일 동안 96-웰 플레이트에서 자란 Coco-2 세포를 사용하였다. 분석 1시간 전에 시선한(fresh) MEM으로 교환하고 대조 물질 (HM, LM)과 각 토마토 시료를 웰에 넣어 최종 농도가 1, 0.5, 0.25, 0.125, 0.0625㎎/㎖가 되게 첨가하고, 음성 대조군(negative control)은 시료를 첨가하지 않고 제조하였다. 1시간 후 10㎕의 수용성(water soluble) tetrazolium (WST) reagent (EZ-cytox, Itsbio, Korea)를 첨가한 후 2시간 동안 배양하고, microplate reader (SpectraMax 340PC 384, Molecular Devices, USA)를 이용하여 420 ㎚에서 광학 밀도(optical density: OD)를 측정하였고, 세포 생존율은 하기 수학 식 1과 같다.
[수학식 1]
세포 생존율(%) = ( 샘플 OD / 미처리 대조구 OD ) × 100
1-4. 토마토 시료가 세균 생존(bacterial viability)에 미치는 영향
장내 병원성균(Gut pathogen)인 Salmonella typhimurium과 프로바이오틱(probiotics)인 Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus rhamnosus의 증식에 미치는 대조(control) 물질과 토마토 시료에 대한 효과를 측정하였다. S. typhimurium은 TSB (Tryptic soy broth, Difco, USA)에 호기적으로 배양하고, 프로바이오틱은 혐기용기(anaerobic sachet, Gaspak pouch, BD, USA)을 이용해 혐기적으로 배양하는데 B. bifidum은 MRS broth (Difco, USA)에 0.05% 시스테인 (Sigma Aldrich, USA)을 첨가한 배지를 사용하고, L. rhamnosus는 MRS broth에 시스테인(cysteine)을 첨가하지 않고 사용하였다.
먼저 대조 물질과 방울토마토 시료는 96-웰 플레이트에 희석법(half serial dilution)하여 1∼0.0625㎎/㎖로 준비하고 음성대조군(negative control)과 양성대도군(positive control)도 포함시켰다. 여기에 1 x 105 cells의 농도로 세균현탁액(bacterial solution)을 넣어주고 S. typhimurium은 37℃에서 16시간, L. rhamnosus는 37℃, 5% CO2에서 20시간, B. bifidum은 혐기용기(anaerobic sachet)에 넣어 37℃, 5% CO2에서 20시간 동안 배양하고 microplate reader (SpectraMax 340PC 384, Molecular Devices, USA)를 이용하여 600㎚에서 OD(optical density)를 측정하는데 균과 물질을 첨가하지 않은 음성대조군(negative control)을 블랭크(blank)로 하여 균 증식을 판단하였다.
1-5. 토마토 시료가 세균의 Caco-2 세포 부착에 미치는 영향
장관 병원성 세균(Gut pathogen)의 장관 내 부착을 억제시키면서 프로바이오틱(probiotic)의 부착은 증대시키는 토마토 시료의 효과를 검토하기 위해 S. typhimurium과 L. rhamnosus는 TSB나 MRS 브로쓰(broth)에 배양하여 3000rpm에서 10분간 원심분리하고 PBS로 3번 세척한 후, 1∼5×109 cells/㎖이 되도록 MEM에 희석하여 준비해 둔다. Caco-2 세포는 24-웰 플레이트에 14일 동안 배양하여 준비하고, 분석 1시간 전에 배지를 교환한다. 토마토 시료를 최종 100㎍/㎖ 되도록 웰에 첨가하고 1시간 배양 후, 준비해 둔 S. typhimurium이나 L. rhamnosus 10㎕을 웰에 넣는다. 37℃에서 2시간 배양 후, 세포를 예온한(pre-warmed) PBS로 세척하여 부착하지 못한 세균을 제거하고 1% Triton X-100으로 37℃에서 10분간 세포분해시킨다. 그리고 세포에 부착했거나 안으로 들어간 세균이 얼마나 되는지 측정하는데, 세포분해시킨 현탁액(suspension)을 연속희석(serial dilution)하여 평판법(plating method)를 사용하였다. S. typhimurium은 TSB에 1.5% agar (BactoTM agar, BD, USA)를 포함하여 만든 고체 배지 평판(agar plate)에 도말(plating)하여 37℃에서 16∼20시간 배양하고, L. rhamnosus는 MRS에 1.5% agar를 포함시킨 고체배지 평판(agar plate)에 도말(plating)하여 37℃, 5% CO2에서 2일간 배양하였다. 토마토 시료를 포함시키지 않은 세포를 대조군(control)으로 하여 측정하였다. 평판(Plate)에 생성된 콜로니(colony)수를 측정하여 부착생균(viable adherent bacteria)의 수로 하기 수학 식 2와 같이 계산하였다.
[수학식 2]
생존 부착 세균(%) = (샘플 처리된 세포로부터 형성된 cfu / 미처리된 대조구에서 형성된 cfu ) × 100
1-6. 형광 세균 분석법(Fluorescent bacterial assay)
장관 병원성 세균(Gut pathogen)의 장관 내 부착을 억제시키면서 프로바이오틱(probiotic)의 부착은 증대시키는지에 대해 토마토 시료의 효과를 시판 펙틴(commercial pectin)과 비교하기 위해 본 실험을 수행한다. L. rhamnosus와 B. bifidum, S. typhimurium은 각각 MRS, 0.05% 시스테인 함유 MRS, TSB에 배양하여 준비한다. L. rhamnosus와 B. bifidum 배양 시에는 혐기적 조건(anaerobic condition)에서 배양한다. 균은 PBS에 세척하고 재현탁(resuspension)한 후, 1∼5 x 108 cells/㎖ 되도록 희석해둔다. 이 균을 100μM carboxy-fluorescein diacetate (cFDA)과 37℃에서 30분 동안 배양하여 형광(fluorescent)으로 만들고, 가온한(warm) PBS에 세척(washing) 후 다시 재현탁(resuspension) 하여 Caco-2 세포에 첨가할 준비를 한다.
Caco-2 세포는 96-웰 플레이트에 14일 동안 배양하여 준비하고 토마토 시료를 100㎍/㎖의 농도로 처리한 후 1시간 동안 배양하고, 위에서 준비한 L. rhamnosus 또는 B. bifidum , S. typhimurium의 세균현탁액(bacterial solution)을 10㎕ 첨가한다. 플레이트를 37℃에서 추가로 2시간 동안 배양하고, 이를 가온한(warm) PBS로 세척(washing)하여 잘 부착하지 못한 세균을 제거한 후, 분해 버퍼(lysis buffer) (920 mM PBS, pH 7, with lysozyme 1 ㎎/㎖)를 첨가하여 37℃에서 30분 동안 추가로 배양하여 세포를 분해시킨다. 그리고 부착 세균(adherent bacteria)에 의한 형광(fluorescence)를 측정하는데, 여기파장(excitation wavelength)은 492㎚, 발광 파장(emission wavelength)은 517㎚로 하여 SpectraMax Gemini EM (Molecular Devices, USA)를 이용하여 측정한다. 부착 세균의 정도는 하기 수학 식 3으로 계산하였다.
[수학식 3]
부착 세균(%) = (토마토 시료를 처리한 Caco-2 세포에 부착한 세균으로 인한 형광 / 미처리된 대조구에 부착한 세균으로 인한 형광) × 100
2. 통계 분석
본 실험에 사용한 실험 결과는 SPSS 12.0을 이용하여 Student's t-test로 유의성이 있는지 분석하였고 토마토 시료를 처리하지 않은 미처리 대조구를 100% 표준으로 P < 0.05인 것을 통계적으로 유의미한 결과로 판단하였다.
2-1. 토마토 시료가 Caco-2 생존(viability)에 미치는 영향
본 실험의 목표는 토마토 시료가 장관 내 감염증을 일으킬 수 있는 균의 부착은 억제시키면서 장 내 유익한 균의 부착은 증대시키는 프리바이오틱(prebiotic)으로서의 효과를 가지고 있는지 평가하는 것인데, 프리바이오틱으로 효과가 있다고 하더라도 Caco-2 세포이나 세균의 생존(viability)에 영향을 미치게 된다면 실제 활용하는 데는 어려움이 따를 수 있다. 따라서 Caco-2 세포 및 시험균주의 증식에 미치는 토마토 시료의 안전성을 우선적으로 검토해야 한다. 세포독성에 대한 실험 결과 전체적으로 본 토마토 시료의 사용은 Caco-2 세포 (생존)에 큰 영향을 보이지 않았고, C-1, D-1 시료는 1 ㎎/㎖ 처리에서 미처리 대조군(untreated control)에 비해 유의미한 차이를 보여 토마토 시료를 고농도로 처리했을 때 그 증식을 억제시킬 수 있음을 확인하였다. 대조군으로 사용한 LM의 경우는 가장 낮은 농도인 0.0625 ㎎/㎖에서도 유의미한 차이를 보였으나, 세포의 증식을 억제한 것이 아니라 오히려 증가시킨 쪽으로 차이를 보였다. 본 실험에서는 토마토 시료의 처리로 인해 세포의 성장에 영향이 없는 농도를 선택해야 하므로 앞으로의 실험에서 100 ㎍/㎖의 농도를 선택하였다.
2-2. 토마토 시료가 세균 생존(bacterial viability)에 미치는 영향
토마토 시료 처리에 따른 균 증식 억제를 확인하기 위한 실험에서 처리한 모든 토마토 시료의 농도가 1 ㎎/㎖까지는 시험에 사용한 균의 성장에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 따라서 Caco-2 세포의 증식에도 영향을 미치지 않는 100 ㎍/㎖의 농도를 선택하여 Caco-2 세포에의 세균 부착 실험을 수행하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
본 시험에 사용하기 위해 제조된 토마토 유래의 모든 시료는 일정농도 범위내에는 Caco-2 세포 및 시험 균주(세균)의 증식에 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 세균 생존(Bacterial viability)를 측정한 결과에서도 1 ㎎/㎖의 고농도까지 세균의 성장을 저해하지 않는 것이 확인되어 토마토 시료의 안전성을 검증할 수 있었다.
세균 증식억제에 영향을 미치는 토마토 시료의 농도(㎎/㎖)
구 분 S. typhimurium L. rhamnosus B. bifidum
C-1 < 1 < 1 < 1
C-2 < 1 < 1 < 1
D-1 < 1 < 1 < 1
D-2 < 1 < 1 < 1
E-1 < 1 < 1 < 1
E-2 < 1 < 1 < 1
HM < 1 < 1 < 1
LM < 1 < 1 < 1
2-3. 토마토 시료의 장관세포에서의 세균 부착성에 미치는 영향
본 실험에서는 100 ㎍/㎖의 농도의 토마토 시료를 Caco-2 세포에 처리하였을 때 장관 내 감염증의 원인균인 S. typhimurium의 부착은 억제시키면서 유익균인 L. rhamnosus, B. bifidum의 부착은 증대시키는지에 대해 각 토마토 시료의 효과를 보았다.
토마토 케이크의 경우에, 시료 E-1(생토마토 케이크의 효소처리 후의 수용성 상등액의 조제시료)은 S. typhimurium의 부착의 감소효과와 동시에 L. rhamnosus의 B. bifidum의 부착 효과를 증가시켰고, 시료 E-2(열처리 (80℃, 15분) 토마토 케이크의 효소처리 후의 수용성 상등액의 조제시료)는 S. typhimurium의 부착 감소 효과와 동시에 B. bifidum의 부착 상승 효과를 증가시켰다(도 2 참조), 반면에 C-1(생 방울 토마토 과즙의 효소처리 후 수용성 식이섬유의 조제시료), C-2(열처리 (80℃, 15분) 토마토 과즙의 효소처리 후 수용성 식이섬유의 조제시료)는 S. typhimurium의 부착 감소 및 동시에 L. rhamnosus의 B. bifidum의 부착 상승에 대한 효과가 없었다.
토마토 시료가 장관세포에의 감염균 및 유익균의 부착에 미치는 영향을 조사하기 위해 토마토 시료는 생토마토와 열처리 토마토를 시료로 하여, 원심분리 상등액, 효소 처리 상등액, 식이섬유 등으로 추출하여 사용하였는데 시료 E-1 및 E-2는 장내 유해균(S. typhimurium )의 부착의 감소효과와 장내 유익균인 유산균 및 비피더스균(L. rhamnosus, B. bifidum)의 부착 상승효과의 증가시킴으로써 프리바이오틱으로써의 효과가 관찰되었다.

Claims (6)

  1. 토마토의 과즙과 케이크를 분리한 다음, 고형물 함량이 8∼12중량%인 분리된 습식 토마토 케이크에 1%의 펙티나아제 (v/v)를 상기 케이크 중량대비 0.5∼2%로 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 동안 효소반응시킨 반응물을 원심분리하여 고형분과 수용성 상등액으로 분리하고, 상기 상등액을 건조시켜 얻은 분말을 함유하는 장 기능 개선용 기능성 식품.
  2. 토마토의 과즙과 케이크를 분리한 다음, 고형물 함량이 8∼12중량%인 분리된 습식 토마토 케이크에 1%의 펙티나아제 (v/v)를 상기 케이크 중량대비 0.5∼2%로 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 동안 효소반응시킨 반응물을 원심분리하여 고형분과 수용성 상등액을 얻고, 상기 수용성 상등액을 농축시켜 얻은 농축액을 함유하는 장 기능 개선용 기능성 식품.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 분리된 습식 토마토 케이크를 60∼80℃에서 10∼50분간 열처리하는 것을 특징으로 하는 장 기능 개선용 기능성 식품.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 원심분리는 6,000∼10,000rpm에서 수행하여 상등액을 얻는 것을 특징으로 하는 장 기능 개선용 기능성 식품.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상등액의 건조는 무산소 상태 및 배출 온도 80∼85℃로 유지되는 분무 건조로 수행되는 것을 특징으로 하는 장 기능 개선용 기능성 식품.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 상등액의 농축은 무산소 상태의 진공 감압하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장 기능 개선용 기능성 식품.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230037761A (ko) 2021-09-09 2023-03-17 박종호 차전자피가 함유된 장기능 개선용 건강기능식품 조성물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000032909A (ja) 1998-07-21 2000-02-02 Bio Health:Kk 微生物由来の腸内環境改善による消化吸収向上食品
KR100778886B1 (ko) 2006-07-28 2007-11-29 (주)진바이오텍 과채발효물의 제조방법, 그 방법으로 제조된 과채발효물 및이를 포함하는 기능성 조성물
KR100998991B1 (ko) 2008-02-25 2010-12-09 (주)아모레퍼시픽 장용성 결명자 분말 과립 및 이를 함유하는 변비 개선용조성물
KR20120019516A (ko) * 2010-08-26 2012-03-07 이외철 방울토마토 즙의 제조방법 및 이의 제조방법에 의하여 제조된 방울토마토 즙

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000032909A (ja) 1998-07-21 2000-02-02 Bio Health:Kk 微生物由来の腸内環境改善による消化吸収向上食品
KR100778886B1 (ko) 2006-07-28 2007-11-29 (주)진바이오텍 과채발효물의 제조방법, 그 방법으로 제조된 과채발효물 및이를 포함하는 기능성 조성물
KR100998991B1 (ko) 2008-02-25 2010-12-09 (주)아모레퍼시픽 장용성 결명자 분말 과립 및 이를 함유하는 변비 개선용조성물
KR20120019516A (ko) * 2010-08-26 2012-03-07 이외철 방울토마토 즙의 제조방법 및 이의 제조방법에 의하여 제조된 방울토마토 즙

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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