KR101437648B1 - 바실러스 아리아바타이 ｆ1253을 포함하는 항당뇨 효과가 증강된 콩발효물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항당뇨 효과가 증강된 콩발효물 및 이의 제조방법에 관한 것으로 좀 더 자세하게는 바실러스속 균주를 증자시킨 대두에 접종하는 단계; 및 상기 균주를 접종시킨 대두를 발효시키는 단계를 포함하는 항당뇨 효과가 증진된 콩발효물을 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 콩발효물에 관한 것이다. 본 발명에서는 높은 알파글루코시다아제 저해 활성을 가지는 균주로 인해 항당뇨 활성을 가지는 콩발효물을 제공한다.
Description
본 발명은 항당뇨 효과가 증강된 콩발효물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
경제발전이 가속화되고 식생활 문화가 점점 서구화 및 간편화되면서, 이와 관련한 대사성 증후군 발병률이 점차 증가하고 있는데, 대표적인 질환 중 하나가 당뇨병이다. 대한당뇨병학회와 심평원에서 실시한 한국인 당뇨병 역학조사 결과에 따르면 2005년 국내 당뇨병으로 고통받는 환자는 270만명(전체 인구의 7.7%)이며, 2020년에는 455만명(전체 인구의 8.97%), 2030년에는 545만명(전체 인구의 10.85%) 에 이를 것으로 추정되고 있다. 또한 매년 전체 환자의 10%에 달하는 신규환자가 발생하는 등 당뇨병에 대한 국가차원의 예방관리 시스템이 필요한 실정이다. 당뇨병은 발병 원인에 따라 제 1형 당뇨와 제 2형 당뇨로 구분되는데, 전체 당뇨병의 90%에 해당하는 제 2형 당뇨병은 근육, 간, 지방조직에서 다양한 요인에 의해 인슐린 작용이 저하되어 췌장의 베타세포가 인슐린 저항성을 극복할 수 있을 만큼 인슐린을 분비하지 못하여 혈중 포도당 농도가 높게 지속될 때 유발된다. 당뇨병에 걸리게 되면 당의 이용률이 낮아지고 소변으로 당을 잃게 되기 때문에 에너지원으로 사용되어야 할 당을 세포가 이용하지 못하여 충분한 에너지를 생산할 수 없게 되며, 결국 체내의 단백질을 에너지원으로 사용하게 되면서 피로를 느끼고 체중이 감소하게 된다. 또한 신장 기능의 저하, 동맥경화, 망막 출혈로 인한 시력 저하, 족부 궤양, 말초신경병증 등 다양한 합병증을 유발하게 되는데, 2007년 당뇨병 합병증인 말초순환장애 및 당뇨병성 망막증 환자의 경우 전년 대비 각각 60% 및 36% 가량 증가한 것으로 나타났다. 이처럼 당뇨병은 그 자체의 발병률이 점차 증가하고 있을 뿐만 아니라, 수반되는 합병증 발병률이 높다는 특성을 가지고 있어 의료비용(건강보험 총진료비의 5분의 1이 당뇨병 환자 총진료비) 및 인력손실 등 막대한 사회적 손실이 발생되고 있다. 그럼에도 불구하고 아직까지 당뇨병을 근원적으로 치료할 수 있는 약물을 개발하지 못하고 있는 실정이다.
상기의 당뇨병을 예방 또는 치료하는 방법으로 인슐린이나 경구 혈당 강하제의 투여가 이루어지고 있는데, 경제적 부담과 더불어 부작용의 위험도 수반하고 있기 때문에 근래에 와서는 천연식물 등의 약리물질을 이용한 식이 요법 및 자연 요법이 시도되고 있다. 당뇨병 치료에 효과가 있다고 보고된 천연물로서는 뜸부기 추출물(대한민국 특허 제464815호), 잔나비걸상버섯으로부터 분리한 아플아나산 유도체 화합물(대한민국 특허 제457690호), 헛개나무의 추출물(대한민국 특허 제417287호), 참당귀에서 분리한 다당류(국제공개 제2001-60386호), 반추동물의 담즙(미국특허 제6451355호) 등을 예시할 수 있다.
한편, 청국장은 대두에 고초균을 이용하여 2-3일간의 짧은 발효를 통해 제조하는 한국의 대표적인 발효식품으로 면역증진, 항암 활성을 가지며 당뇨나 고지혈증과 같은 대사성 질환 예방 및 억제에 효과가 있다고 알려져 있다. 그러나 청국장의 이런 다양한 생리활성들은 제조 시 사용하는 종균의 종류에 따라 활성의 차이가 나타나므로 생리활성을 높은 청국장을 제조하기 위해서는 기능성이 뛰어난 종균을 이용하여 발효를 진행하여야 한다.
이에 본 발명자는 전통발효식품으로부터 높은 알파글루코시다아제 저해 활성을 가지는 균주를 분리하고 이를 균주를 이용하여 알파글루코시다아제 저해 작용을 통해 식후 혈당 조절에 탁월한 효과를 보이는 콩발효물을 제조하여 본 발명을 완성하였다.
이와 같이, 본 발명은 높은 알파글루코시다아제 저해 활성을 가지는 균주를 전통발효식품으로부터 분리하고 이를 이용하여 콩발효물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 구체예에서 알파글루코시다제 저해활성을 가지는 것을 특징으로 하는 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253, KCCM11281P)을 제공한다.
본 발명의 다른 구체예에서 바실러스속 균주를 증자시킨 대두에 접종하는 단계; 및 상기 균주를 접종시킨 대두를 발효시키는 단계를 포함하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 균주는 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253, KCCM11281P)일 수 있고, 상기 균주는 증자시킨 대두량의 0.05 내지 5 중량%를 접종할 수 있으며, 상기 균주를 접종시킨 대두는 습도 60 내지 80%의 조건에서 발효될 수 있으며, 상기 균주를 접종시킨 대두는 30 내지 45℃의 온도에서 발효될 수 있으며, 상기 균주를 접종시킨 대두는 1 내지 5일간 발효시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예에서 상기의 방법에 따라 제조된 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 식품을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구체예에서 바실러스속 균주 및 증자시킨 대두를 포함하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 균주는 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253, KCCM11281P)일 수 있고, 상기 균주는 증자시킨 대두량의 0.05 내지 5 중량%일 수 있으며, 상기 균주를 접종시킨 대두는 습도 60 내지 80%의 조건에서 발효된 것일 수 있으며, 상기 균주를 접종시킨 대두는 30 내지 45℃의 온도에서 발효된 것일 수 있으며, 상기 균주를 접종시킨 대두는 1 내지 5일간 발효된 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 "콩발효물"은 콩을 원료로 하는 미생물의 발효 작용을 이용하여 제조한 것을 의미하며, 콩발효물의 일 예로, 이에 제한되는 것은 아니나, 된장, 고추장, 메주, 청국장 및 간장이 포함된다.
본 발명에서 당뇨병은 인슐린 분비 혹은 인슐린의 세포에 대한 작용이 저하되어 체내로 들어온 당의 흡수가 정상적으로 일어나지 않는 질병으로 고혈당을 수반하는데, 탄수화물 대사뿐만 아니라 지질 및 단백질 대사의 이상을 초래하여 고인슐린증, 죽상경화, 망막출혈, 고혈압 등과 같은 다양한 합병증을 유발하게 된다. 당뇨병 치료방법으로 식이요법, 운동요법과 함께 약물요법이 병용되고 있는데, 임상에서 많이 이용되는 약물은 인슐린 제제, 설폰요소제 제제, 바이구아니드 제제, 트로글리타존 제제, 알파글루코시다아제 저해제 등이 있다. 이 중 알파글루코시다아제 저해제는 음식물 중의 소당류와 이당류의 분해 속도를 감소시켜 식후 혈당의 급속한 상승과 그에 따른 혈액 내의 인슐린 반응을 감소시키기 때문에 당뇨병 예방 및 치료에 이용되고 있는데, 아카보스와 보글리보스등이 대표적인 알파글루코시다아제 저해제이다.
본 발명에서 '청국장'은 콩을 불리고 찐 다음, 고온(40℃)에서 발효하여 바실러스(Bacillus)속 균이 증식하면서 끈끈한 점성물질이 생긴 발효식품을 말한다. 상기 청국장에는 바실러스 속 세균이 주요 미생물로 함유되어 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 높은 알파글루코시다아제 저해 활성을 가지는 균주로 인해 항당뇨 활성을 가지는 콩발효물을 제공한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예
1. 균주 분리 및 동정
균주는 트립티케이스 대두 한천(Difco, USA) 배지를 이용하여 재래식으로 제조된 메주로부터 분리하였으며, 16S rDNA 시퀀싱을 통해 균주를 동정하였다. 동정 결과, 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253, KCCM11281P)는 종래 바실러스 아리아바타이(Bacillus aryabhattai)와 100%의 높은 상동성을 보였으며, 본 발명에 사용한 균주는 2012년 6월 14일자로 KCCM에 기탁하였다.
실시예
2. 청국장의 제조
청국장 제조를 위해 대두를 세척 후 하룻밤 동안 침지한 후 물기를 제거하고 114℃에서 50 분간 증자하였다. 증자한 후 식힌 대두 200g에 균주를 대두량의 1%가 되도록 접종하고 습도 70%, 온도 37℃ 항온기에서 3일간 발효시켜 청국장을 제조하였다. 이를 동결 건조한 후 분쇄하여 -20℃에서 보관하며 알파글루코시다아제 저해활성을 측정하였다.
실시예
3.
알파글루코시다아제의
저해활성 측정
상기 실시예 2에 따라 제조된 청국장 10g에 증류수를 10 배량 가한 후 200 rpm으로 60분간 혼합하며 추출하였다. 이를 10분간 가열하고 10,000 rpm에서 10 분간 원심 분리한 후 상층액의 알파글루코시다아제 저해활성을 측정하였다. 96 웰 플레이트에 상층액 147 uL, 30 uL 0.1 M 인산완충액(pH 7.2), 30 uL PNPG (1.42 mM) 및 5 uL 알파글루코시다아제(1.8 U/ml)을 첨가한 후 37℃에서 10 분간 반응 시켰다. 10 분 후 0.5 M Na2CO3을 100 uL 가하여 반응을 중지시키고 405nm에서 흡광도를 측정하였다. 저해율은 아래 식을 통해 산출하였다.
저해율(%) = [1－(A405 of sample－A405 of blank)/A405 of control]×100
| 균주 | 청국장의 알파글루코시다아제 저해활성 (%) | 균주배양액의 알파글루코시다아제 저해활성 (%) | |
| 제조예1 | Bacillus aryabhattai F1253 | 86 | 63.7 |
| 제조예 2 | Bacillus subtilis subsp . subtilis 210 | 2.6 | 4.3 |
| 제조예 3 | Bacillus lichenifomis 248 | 5.0 | 6 |
| 제조예 4 | Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantrum 21 | 11.4 | 2.7 |
| 제조예 5 | Bacillus subtilis subsp . inaquosorum 387 | 1.0 | 0 |
| 대조군1 | 증자 대두 | 0.23 | - |
| 대조군2 | 시판청국장 1 | 0.19 | - |
| 대조군3 | 시판청국장 2 | 0.06 | - |
| 대조군4 | 시판청국장 3 | 0.02 | - |
| 대조군5 | 시판청국장 4 | 2.77 | - |
시판청국장1, 2, 3, 4와 균주를 접종하지 않은 증자한 대두에서는 알파 글루코시다아제 저해활성이 거의 없는 반면, 메주에서 분리한 바실러스 아리아바타이 F1253(KCCM11281P)으로 제조한 청국장은 86%의 높은 알파 글루코시다아제 저해율을 보였다. 간장, 메주, 젓갈등의 전통발효식품에서 분리한 다른 균주인 바실러스 서브틸리스 서브스페시스 서브틸리스 210(Bacillus subtilis subsp . subtilis 210), 바실러스 리케니포미스 248( Bacillus lichenifomis 248), 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 서브스페시스 플란타럼 21(Bacillus amyloliquefaciens subsp . plantrum 21) 및 바실러스 서브틸리스 서브스페시스 인아쿠오소룸 387 (Bacillus subtilis subsp. inaquosorum 387) 등을 이용하여 제조한 청국장에서는 알파글루코시다아제 저해활성이 낮게 검출된 것으로 미루어 보아 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253)를 이용하여 제조한 청국장에서 알파글루코시다아제 저해 활성이 현저히 높아짐을 확인할 수 있었다.
또한, 균주배양액 자체의 알파글루코시다아제 저해 활성을 측정해본 결과 바실러스 아리아바타이 F1253(KCCM11281P) 배양액 자체에서 알파글루코시다아제 저해 활성이 63.7%임을 확인함으로써, 균주 자체가 알파글루코시다아제 저해 활성을 가지고 있으며, 이것을 청국장으로 제조함으로 인해 그 활성이 더 높아지는 것을 확인하였다.
소장융막부분의 알파글루코시다아제는 알파아밀라아제에 의해 분해된 당질을 최종적으로 단당류로 전화시키므로 식후 혈당 상승을 억제 할 수 있다. 따라서 알파 글루코시다아제 저해활성을 가지는 물질은 당뇨병의 예방 및 치료에 이용될 수 있다. 따라서, 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253 (KCCM11281P)) 및 이 균주로 제조한 청국장은 알파글루코시다아제 저해활성이 높아 탄수화물의 소화과정에서 단당류 생성을 효과적으로 저해할 수 있으므로 식후 혈당 조절을 통한 당뇨 예방 및 치료에 이용할 수 있을 것으로 판단된다.
지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (14)
- 알파글루코시다제 저해활성을 가지는 것을 특징으로 하는 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253, KCCM11281P).
- 바실러스 아리아바타이 (Bacillus aryabhattai) 균주를 증자시킨 대두에 접종하는 단계; 및
상기 균주를 접종시킨 대두를 발효시키는 단계를 포함하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법. - 제 2항에 있어서,
상기 균주는 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253, KCCM11281P)인 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법. - 제 2항에 있어서,
상기 균주는 증자시킨 대두량의 0.05 내지 5 중량%를 접종하는 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법. - 제 2항에 있어서,
상기 균주를 접종시킨 대두는 습도 60 내지 80%의 조건에서 발효되는 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법. - 제 2항에 있어서,
상기 균주를 접종시킨 대두는 30 내지 45℃의 온도에서 발효되는 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법. - 제 2항에 있어서,
상기 균주를 접종시킨 대두는 1 내지 5일간 발효시키는 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 제조하는 방법. - 바실러스 아리아바타이 (Bacillus aryabhattai) 균주 및 증자시킨 대두를 포함하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물.
- 제 8항에 있어서,
상기 균주는 바실러스 아리아바타이 F1253 (Bacillus aryabhattai F1253, KCCM11281P)인 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물. - 제 8항에 있어서,
상기 균주는 증자시킨 대두량의 0.05 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물. - 제 8항에 있어서,
상기 균주를 접종시킨 대두는 습도 60 내지 80%의 조건에서 발효된 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물. - 제 8항에 있어서,
상기 균주를 접종시킨 대두는 30 내지 45℃의 온도에서 발효된 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물. - 제 8항에 있어서,
상기 균주를 접종시킨 대두는 1 내지 5일간 발효된 것을 특징으로 하는 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물. - 제 2항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 항당뇨 효과가 증진된 콩 발효물을 포함하는 식품.
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| 나경수 등. 한국생물공학회지. Vol. 26, No. 1, 페이지 41-48 (2011.) * |
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