KR101635605B1 - 락토바실러스 속 균주 및 그의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 김치로부터 분리된 락토바실러스 속 균주로, 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 꽈배기모자반의 발효물의 항산화 활성 및 안지오텐신 전환효소(Angiotensin Converting Enzyme, ACE) 저해능을 강화하는 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)와 이의 용도, 구체적으로 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종시키고 발효시키는 단계를 포함하는 꽈배기모자반의 발효물의 제조방법에 관한 것이다.
상기 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)를 이용하여 발효시키는 경우, 기존 꽈배기모자반에 비하여, 항산화 효과 및 고혈압 등의 원인이 되는 안지오텐신 전환효소를 저해하는 저해능이 개선될 뿐만 아니라, 발효 효율의 경우에도, 다른 유산균에 비하여 가장 우수하며, 상기 유산균은 GRSA 미생물로 안전성도 확보되므로, 해조류를 이용한 식품, 특히 음료 개발에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

락토바실러스 속 균주 및 그의 용도{A STRAIN OF LACTOBACILLUS GENUS FROM FERMENTED FOODS AND USES THEREOF}
본 발명은 꽈배기모자반을 발효시켜 꽈배기모자반의 발효물의 생리활성을 개선시킬 수 있는 락토바실러스 속 균주 및 상기 균주를 이용한 꽈배기모자반의 발효물 제조방법에 관한 것이다.
발효란 효소 작용에 의해 복잡한 유기물이 간단한 화합물로 변화해 자유 에너지를 내놓는 현상으로, 일반적으로 미생물이 유기물을 분해해서 대사산물을 축적하는 현상을 말한다. 또 다른 측면에서, 발효는 고분자량의 유기 화학물로부터 보다 간단한 물질을 얻기 위해 대사과정을 수행하는 생화학반응을 의미한다.
발효는 필수 아미노산을 생합성하거나 단백질 함량과 섬유질의 소화가능성을 개선함으로써, 식품의 영양학적 가치를 증가시킨다. 또한, 발효는 칼슘이나 인 또는 다양한 비타민과 같은 미량영양소(micronutrient)의 생물학적 이용가능성(bioavailability )도 개선시킨다.
이러한 발효과정에 사용되는 대표적인 미생물로, 유산균, 효모, 아세트산균 등이 있으며, 이 중 오랜 시간 동안 발효식품의 제조에 관여하여 안전성이 확보된 유산균(Lactic acid bacteria, LAB)이 주로 관심을 받고 있다.
상기 유산균은 당류를 발효해서 50% 이상 젖산을 생성하는 세균으로, 인간이 이용할 수 있는 가장 유익한 미생물로 젖산균이라고도 불리운다. 음식물뿐만 아니라 포유동물의 구강과 소화관, 토양 등 자연계에 널리 분포하고 있으며, 식품의 보존과 관능적 특성과 관련된 중요한 역할 등을 수행하는 인간생활에 유익한 미생물이다. 상기 유산균은 형태학적으로 포자를 형성하지 않고(non-spore forming), 그람 양성(gram-positive )이며, 간균(rods)과 구균(cocci)으로 구분된다.
전 세계적으로 오랜 기간에 걸쳐 유산균 함유 발효 식품 등 널리 식품으로 사용된 유산균은 GRAS(Generally Recognized As Safe) 미생물로 안정성을 인정받고 있다. 따라서, 상대적으로 안전성에 대한 문제가 발생할 가능성을 최소화 할 수 있을 것으로 기대되는 천연물을 이용한 방법들에 대한 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 각국의 연구진에 의하여, 식이요법과 함께 사용될 각종 기능성 식품이나 식이보충제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 상황이다.
이러한 유산균의 안정성 및 유산균이 건강에 좋다는 인식을 기초로 하여 유산균 함유 식품을 통하여 건강을 유지하고, 질병을 예방하려는 노력이 증대되었으며, 최근 유산균을 기능성 식품에 사용하기 위하여 잠재력을 평가하기 위한 프로바이오틱 유산균에 대한 연구가 전 세계적으로 광범위하게 진행되고 있다.
또한, 우리나라는 3면이 바다와 접해 있는 지형을 가지고 있으며, 약 750여 종의 해조류가 분포되어 있다. 또한, 육상생물자원의 고갈 및 전염병 등에 의한 오염과 새로운 자원의 보고로서 해양에 대한 관심이 증가되며, 최근에는 해양생물자원 유래의 기능성 천연 생리활성물질에 대한 관심이 지속적으로 높아지고 있다. 특히, 해조류 유래의 생리활성물질이 영양적인 측면은 물론 각종 질병의 치료 및 건강 유지 등에 도움이 된다는 많은 연구결과가 지속적으로 보고되고 있는 실정이다. 이러한 관심에도 불구하고, 우리나라의 경우, 우리나라의 해안에 서식하고 있는 다양한 해조류 중 극히 일부분인 30 여종을 식용으로 소비하거나, 식품첨가물이나 공업용 다당류의 원료 또는 비료 및 사료의 원료 등으로 이용하고 있는 것으로 보고되고 있다.
다양한 생리활성물질을 가지고 있는 해조류의 경우, 주로 해조류 내의 유용성분을 열수로 직접 추출하거나, 알칼리, 산 또는 효소 등을 처리하여 추출한 후 가공하는 방법으로 이용하고 있다. 그러나, 이러한 추출공정만으로는 해조류에 포함된 성분들을 효과적으로 추출해내지 못하는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 최근에는 미생물을 이용하여 해조류를 발효하려는 시도들이 행해지고 있지만, 해조류 발효 추출물에 대한 체계적인 생리활성검증에 대한 보고는 미흡하며, 개별 해조류 별 생리활성을 개선시킬 수 있는 적합한 미생물에 대한 연구가 제한된 실정이다. 따라서, 해조류의 발효물에 대해 기능성을 부여하는 등 해조류의 품질 향상을 위한 제조방법 또는 이를 위한 미생물에 대한 연구의 필요성이 점차 증가하고 있다.
KR 101458073 B KR 1039432 B KR 0825394 B
상기와 같은 필요성에 따라, 본 발명은 꽈배기모자반의 발효물의 생리활성을 개선할 수 있는 신규한 미생물 및 이를 이용한 꽈배기모자반의 발효물 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라, 김치로부터 분리되고, 꽈배기모자반의 발효물에 생리활성을 개선할 수 있는 생촉매(biocatalyst)를 이용한 꽈배기모자반의 발효물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 김치로부터 분리된 신규한 미생물을 제공한다. 상기 신규한 미생물은 김치로부터 분리된 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.) 균주일 수 있다. 상기 균주는 김치로부터 분리되고, 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 꽈배기모자반의 발효물의 기능성, 구체적으로 항산화 활성 및 안지오텐신 전환효소(Angiotensin Converting Enzyme, ACE) 저해능을 강화하는 락토바실러스 속 SH-1 균주일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 락토바실러스 속 균주(Lactobacillus sp.), 상기 균주의 배양물 및 상기 배양물의 농축액으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 꽈배기모자반의 발효물 제조용 생촉매(biocatalyst)를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 락토바실러스 속 균주(Lactobacillus sp.) 또는 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조용 생촉매를 꽈배기모자반에 첨가하고 반응 또는 발효시키는 단계를 포함하는 꽈배기모자반의 발효물의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 꽈배기모자반의 발효물의 제조방법은 김치로부터 분리된 락토바실러스 속 균주로, 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 꽈배기모자반의 발효물의 항산화 활성 및 안지오텐신 전환효소(Angiotensin Converting Enzyme, ACE) 저해능을 강화하는 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)를 꽈배기모자반에 접종시키고 발효시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 발효시키는 단계는 2일 동안 수행할 수 있다.
또한, 상기 발효시키는 단계는 꽈배기모자반 분말(ground S. siliquastrum powder), 효모 엑기스(yeast extract) 및 포도당(glucose)를 첨가한 용액을 원심분리하여 침전물을 제거하는 것을 특징으로 하는 발효액을 제조하는 과정 및 상기 제조된 발효액에 상기 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)를 접종시키고 2일 동안 발효시키는 것을 특징으로 하는 발효 과정을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 대한민국 부산지역에서 수집된 김치로부터 분리한 신규 락토바실러스 속 균주(Lactobacillus sp.)인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobacillus sp. SH-1) 균주로 꽈배기모자반을 발효하는 경우, 다른 유산균에 비해 항산화 활성을 높게 향상시키고, 안지오텐신 전환효소 저해능을 우수하게 개선시키며, 상기 균주가 다른 유산균에 비해서도 발효 효율이 우수하다는 것을 확인하였고, 추가로 상기 균주를 이용하여 발효하는 경우, 발효대상인 꽈배기모자반은 꽈배기모자반 분말(ground S. siliquastrum powder), 효모 엑기스(yeast extract) 및 포도당(glucose)를 첨가한 용액을 원심분리하여 침전물을 제거하는 방법으로 제조하고, 발효기간은 2일 동안 수행함으로써, 발효물의 기능성을 현저하게 개선할 수 있다는 것을 추가로 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
산소의 대사산물로서 정상세포 내 호흡이나 세포질 내 효소 작용 등에 의해 내인성으로 형성되거나 다양한 외부요소에 의해 형성되는 체내에서 생성된 활성산소종(Reactive oxygen species, ROS)은 체내의 지질, 단백질, DNA 등을 손상시켜 세포의 기능을 억제시킬 뿐만 아니라 활성산소종 발생이 세포의 항산화 능력을 초과하는 경우 산화적 스트레스에 노출되어 항상성의 불균형을 초래할 수 있다. 상기 체내의 활성산소종을 제거하기 위한 체내 보호메카니즘으로 세포 내의 산화적 손상을 억제시키거나 지연시키는 효소, 일 예로 superoxide dismutase(SOD), peroxidase, catalase 등이 있으나, 상기한 바와 같이 활성산소종 발생이 세포의 항산화 능력을 초과하는 경우 여러 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 활성산소종의 과다한 생성으로 인해 개체의 체내에서 활성산소종 발생이 세포의 항산화 능력을 초과하는 경우 세포 내의 산화적 손상을 억제시키거나 지연시킬 수 있는 항산화물질의 공급이 요구된다.
본 발명에 있어서, 꽈배기모자반(Sargassum siliquastrum)은 주로 우리나라 및 일본의 조하대에서 자라는 모자반과의 해조류로, 상기 꽈배기모자반은 뿔 모양의 뿌리에서 원기둥모양의 짧은 줄기가 나오고 그 줄기는 여러 개의 가지로 나누어지며 그 가지의 끝에서 납작한 중심가지를 내고, 잎은 가죽질이며 긴 주걱 모양이고 뚜렷한 중륵을 가지며 가장자리는 매끈하거나 굵은 거치를 갖고, 기포는 북 모양 또는 기름한 알모양이며 끝에 가시 모양의 잎(관엽)을 갖는다. 생식기 가지는 작은 주걱모양이며 가지에 깃털모양으로 난다.
본 발명에 있어서, 생촉매(biocatalyst)란 여러 가지 화학반응 또는 생화학반응에서 촉매의 역할을 하는 미생물 또는 미생물이 분비하는 물질을 포함하는 것일 수 있고, 일 예로 화학반응 또는 생화학반응을 촉매하는 미생물, 미생물 배양액 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 배지(culture medium)란 미생물이나 동식물의 조직을 배양하기 위하여 배양체가 필요로 하는 영양물질을 주성분으로 포함하거나, 특수한 목적을 위하여 상기 주성분 외에 추가적인 물질을 더욱 포함하는 것을 의미하며, 배양배지, 배양기 또는 배양액이라고도 한다. 상기 배지는 천연배지, 합성배지 또는 선택배지가 있고, 성상에 따라 고체배지 또는 액체배지가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 식품이라 함은 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서 건강기능식품, 음료, 식품 첨가제 및 음료 첨가제를 모두 포함하는 의도이다.
본 발명은 김치로부터 분리된 락토바실러스 속(Lactobaillus sp.) 균주에 관한 것이다. 상기 락토바실러스 속 균주는 바람직하게는 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P), 더욱 바람직하게는 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 꽈배기모자반의 발효물의 항산화 활성 및 안지오텐신 전환효소(Angiotensin Converting Enzyme, ACE) 저해능을 강화하는 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1일 수 있다.
상기 락토바실러스 속 균주, 구체적으로 상기 락토바실러스 속 SH-1는 김치로부터 분리된 균주로, 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 발효된 꽈배기모자반의 발효물의 항산화활성을 향상시키고, 항고혈압 활성, 구체적으로 안지오텐신 전환효소 저해능을 강화할 수 있는 균주이다.
본 발명의 일 예에서, 본 발명의 김치나 물김치 등의 한국 전통 발효식품으로부터 분리된 유산균 균주를 탐색한 과정은 꽈배기모자반에 해당 유산균을 접종시켜 발효하는 경우, 다른 균주에 비해 발효물의 기능성, 구체적으로 항산화 활성성 및 안지오텐신 전환효소 저해능, 상세하게는 심혈관계 질환, 더욱 상세하게는 고혈압 예방 또는 개선 효과의 강화 효과가 우수한 균주를 선별하는 방법으로 수행하였다.
상기의 탐색과정을 통하여, 꽈배기모자반의 발효물 제조를 위해 꽈배기모자반에 첨가된 미생물 중에서 기능성 개선 효과가 우수한 것으로 선별된 SH-1 균주는 동정 결과 상기 도 1에 나타낸 바와 같이 락토바실러스 속(Lactobaillus sp.)인 것으로 확인되었다. 상기 선별된 SH-1 균주는 락토바실러스 속(Lactobaillus sp.)에 속하는 것으로 동정되어, 상기 균주는 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1)으로 명명하였다.
상기 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1)는 대한민국 전라북도 전주시 완산구에 위치한 국립농업과학원 농업유전자원정보센터에 2015년 4월 13일자로 기탁되어, 2015년 4월 20일 기탁번호 KACC 92067P를 부여 받았다.
상기 기탁번호 KACC 92067P를 부여받은 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)는 통상의 배지에서 배양할 수 있다. 또한, 상기 락토바실러스 속 SH-1는 탐색과정에서 확인된 바와 같이, 당원으로 갈조류, 구체적으로 꽈배기모자반을 분해하여 이용할 수 있으므로, 꽈배기모자반, 꽈배기모자반의 건조물, 꽈배기모자반의 건조물의 분말 및/또는 꽈배기모자반이나 꽈배기모자반의 건조물을 이용하여 제조된 발효대상물 또는 발효대상 원액을 발효시켜 제조된 꽈배기모자반의 발효물의 기능성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 락토바실러스 속 SH-1의 최적 배양 기간은 기능성 개선의 측면 및 경제적 측면에서 1일 내지 3일 또는 30시간 내지 66시간 바람직하게는 36시간 내지 60시간, 더욱 바람직하게는 42시간 내지 54시간, 더더욱 바람직하게는 2일 즉, 48시간 동안 수행할 수 있으며, 최적 배양 온도조건은 27℃ 내지 40℃ 또는 30℃ 내지 39℃ 또는 32℃ 내지 38℃일 수 있다.
또한, 본 발명은 꽈배기모자반의 발효물 제조용 생촉매(biocatalyst)에 관한 것이다.
상기 꽈배기모자반의 발효물 제조용 생촉매(biocatalyst)는 상기 락토바실러스 속 SH-1 균주(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P), 상기 균주의 배양물 및 상기 배양물의 농축액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 균주의 배양물이란 락토바실러스 속 SH-1를 배양하여 얻어진 배양배지를 의미하며, 상기 균주가 포함되어 있는 배양배지일 수 있다. 상기 균주의 배양물이란 액상의 배양배지에 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)을 배양한 후, 얻어진 배양배지일 수 있으나, 상기 배양물의 성상이 액체 또는 고체로 한정되는 것은 아니다.
상기 배양배지는 미생물이나 동식물의 조직을 배양하기 위한 통상의 배지일 수 있으며, 영양원으로는 효모 엑기스(yeast extract), 포도당(glucose), 감자 전분(potato starch), 덱스트로스(dextrose) 및 이들의 혼합물로 이루어진 것 중에서 선택된 어느 하나가 첨가된 것일 수 있다.
상기 배양물의 농축물이란 상기 균주의 배양물을 통상적인 방법으로 농축한 것을 의미한다. 상기 배양물의 농축물은 상기 락토바실러스 속 균주를 배양한 액상의 배양배지를 통상의 방법으로 농축한 농축액일 수 있으나, 상기 배양물의 성상이 액체로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 꽈배기모자반의 발효물 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조방법은 김치로부터 분리된 락토바실러스 속 균주로, 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 꽈배기모자반의 발효물의 항산화 활성 및 안지오텐신 전환효소(Angiotensin Converting Enzyme, ACE) 저해능을 강화하는 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp.)을 꽈배기모자반에 접종시키고 발효시키거나 상기 생촉매를 꽈배기모자반에 첨가하고 발효시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조방법은 김치로부터 분리된 락토바실러스 속 균주로, 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 꽈배기모자반의 발효물의 항산화 활성 및 안지오텐신 전환효소(Angiotensin Converting Enzyme, ACE) 저해능을 강화하는 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)를 꽈배기모자반에 접종시키고 발효시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조방법은 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조용 생촉매를 꽈배기모자반에 첨가하고 발효시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 발효시키는 단계는 1일 내지 3일 또는 30시간 내지 66시간 또는 36시간 내지 60시간, 바람직하게는 2일 동안 수행할 수 있다. 상기 발효기간은 2일을 초과하는 경우, 발효기간에 따른 비용 및 시간 소요뿐만 아니라 기능성 즉, 항산화능 및 안지오텐신 전환효소 저해능도 감소하므로, 상기 발효기간은 2일이 바람직하다.
또한, 상기 발효시키는 단계는 꽈배기모자반 분말(ground S. siliquastrum powder), 효모 엑기스(yeast extract) 및 포도당(glucose)를 첨가한 용액을 원심분리하여 침전물을 제거하는 것을 특징으로 하는 발효액을 제조하는 과정 및 상기 제조된 발효액에 상기 락토바실러스 속 SH-1를 접종시키고 2일 동안 발효시키는 것을 특징으로 하는 발효 과정을 포함하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 발효액에서 침전물을 제거함으로써, 발효수율이 개선될 뿐만 아니라, 기능성 즉, 항산화능과 항고혈압능이 모두 개선되기 때문에, 상기 발효액을 제조함에 있어서, 꽈배기모자반 분말이 첨가된 후, 발생되는 침전물을 제거하기 위한 과정 즉, 원심분리를 통해 침전물을 제거하는 과정을 추가로 수행하는 것이 바람직하다. 상기 침전물 제거를 위한 원심분리는 3,000 x g의 조건으로 15분 동안 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조방법에 의해 제조된 꽈배기모자반의 발효물일 수 있다.
상기 꽈배기모자반의 발효물은 상기 꽈배기모자반의 발효물을 시료로 하여 실험을 수행한 결과, 꽈배기모자반 자체 또는 다른 유산균을 이용하여 제조된 발효물에 비하여, 항산화 활성이 우수하고, 안지오텐신 전환효소 저해능이 뛰어나, 심혈관계 질환 특히, 고혈압의 예방 또는 개선 효과가 우수한 것으로 확인되었다.
이러한 측면에서, 본 발명은 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
상기 유효성분은 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조방법에 의해 제조된 꽈배기모자반의 발효물일 수 있으며, 바람직하게는 꽈배기모자반 분말(ground S. siliquastrum powder), 효모 엑기스(yeast extract) 및 포도당(glucose)를 첨가한 용액을 원심분리하여 침전물을 제거하는 것을 특징으로 하는 발효액을 제조하는 과정 및 상기 제조된 발효액에 상기 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)를 접종시키고 2일 동안 발효시키는 방법으로 제조된 꽈배기모자반의 발효물일 수 있다.
상기 꽈배기모자반의 발효물은 안지오텐신 전환효소 저해능이 우수하므로, 상기 꽈배기모자반의 발효물은 심혈관계 질환의 예방 또는 개선 효과가 있을 수 있다. 상기 안지오텐신 전환효소를 저해하는 경우, 항고혈압을 포함한 심혈관계 질환의 예방 또는 개선 효과가 있으므로, 상기 꽈배기모자반의 발효물은 항고혈압 개선 또는 예방용 조성물을 포함한 심혈관계 질환의 예방 또는 개선용 조성물의 유효성분으로 사용될 수 있다.
이러한 측면에서, 본 발명은 또한 상기 제조방법에 의해 제조된 꽈배기모자반의 발효물, 구체적으로 상기 꽈배기모자반의 발효물 제조용 생촉매를 발효대상, 구체적으로 꽈배기모자반에 첨가하고 발효시켜 발효된 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물일 수 있다.
상기 심혈관계 질환이란 심장질환과 혈관질환을 포함한 질환으로, 고혈압, 고혈압성 심장질환, 심장병, 부정맥, 뇌졸중, 혈전증, 협심증, 심부전, 심근경색, 죽상경화증 및 동맥경화로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 고혈압 또는 고혈압성 심장질환일 수 있다.
상기 고혈압은 혈관관련 질병으로, 주로 동맥의 혈압이 높은 동맥성 고혈압일 수 있다. 상기 고혈압은 동맥경화나 고혈압심장병(hypertensive heart disease) 등을 유발할 수 있다.
안지오텐신 전환효소는 기질인 angiotensin-I을 가수분해하여 angiotensin-II를 생성하는 효소로, 안지오텐신 전환효소의 분해산물인 angiotensin-II는 직접 동맥 및 소동맥을 수축시키고 알도스테론의 유리를 촉진시켜 혈압을 올리기 때문에, 상기 안지오텐신 전환효소는 대표적인 성인병인 고혈압을 유발시키는데 직접적인 역할을 하는 효소이다. 따라서 안지오텐신 전환효소 활성을 억제시키는 물질은 angiotensin-II의 생성을 저해하여 고혈압을 억제하는 작용을 나타내는 것으로 알려져 있다.
상기 꽈배기모자반의 발효물은 안지오텐선 전환효소를 유효하게 저해할 수 있다는 결과로부터, 상기 꽈배기모자반의 발효물의 혈압강하능이 확인되었으므로, 상기 꽈배기모자반의 발효물은 고혈압, 심장병 또는 동맥경화 등의 심혈관계 질환에 치료, 예방 또는 개선 효과가 있는 것으로 평가된다.
본 발명의 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환 개선 또는 예방용 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 꽈배기모자반의 발효물을 0.001 내지 99.99중량%, 바람직하게는 0.1 내지 99 중량%로 포함할 수 있다.
상기 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환 개선 또는 예방용 조성물은 천연물질의 추출물이라는 점에서 부작용의 문제가 발생되지 아니하고, 심혈관계 질환의 개선 또는 예방 효과가 있다는 점에서 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환 개선 또는 예방용 조성물은 인간에 직접 적용될 수 있다.
상기 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환 개선 또는 예방용 조성물은 상기 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 단독으로 포함할 수 있고, 이외 제형, 사용방법 및 사용목적에 따라 추가성분 즉, 약제학적으로 허용되거나 영양학적으로 허용되는 담체, 부형제, 희석제 또는 부성분을 추가로 포함할 수 있다.
상기 심혈관계 질환 개선 또는 예방용 조성물은 식품 조성물, 바람직하게는 기능성 식품 조성물일 수 있다.
상기 식품은 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강기능식품 등일 수 있다. 추가로, 본 발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영, 유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실 및 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료(예, 라면스프 등)를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
상기 식품, 건강기능식품, 음료, 식품 첨가제 및 음료 첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에서 건강기능식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절 기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다.
상기 건강기능식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 건강기능식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에서 음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며, 건강기능음료를 포함하는 의도이다.
상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 꽈배기모자반의 발효물을 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기의 천연 탄수화물의 예는 포도당이나 과당 등과 같은 모노사카라이드, 말토스, 수크로스 등과 같은 디사카라이드, 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 폴리사카라이드 또는 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올 등일 수 있다. 상기 향미제는 타우마틴이나 레바우디오시드 A 또는 글리시르히진과 같은 스테비아 추출물과 같은 천연 향미제 또는 사카린, 아스파르탐 등과 같은 합성 향미제일 수 있다.
상기 천연 탄수화물의 첨가량은 본 발명의 식품 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g일 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
이러한 성분을 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 본 발명의 꽈배기모자반의 발효물 100 중량부 당 0 내지 20 중량부 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명에서 건강기능음료란 음료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절 기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미한다.
상기 건강기능음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 꽈배기모자반의 발효물을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기의 천연 탄수화물의 예는 포도당이나 과당 등과 같은 모노사카라이드, 말토스, 수크로스 등과 같은 디사카라이드, 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 폴리사카라이드 또는 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올 등일 수 있다. 상기 향미제는 타우마틴이나 레바우디오시드 A 또는 글리시르히진과 같은 스테비아 추출물과 같은 천연 향미제 또는 사카린, 아스파르탐 등과 같은 합성 향미제일 수 있다.
상기 천연 탄수화물의 첨가량은 본 발명의 식품 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g일 수 있다.
그밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분을 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 본 발명의 꽈배기모자반의 발효물 100 중량부 당 0 내지 20 중량부 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명에서 건강기능음료란 음료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미한다.
상기 건강기능음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 꽈배기모자반의 발효물을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기의 천연 탄수화물의 예는 포도당이나 과당 등과 같은 모노사카라이드, 말토스, 수크로스 등과 같은 디사카라이드, 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 폴리사카라이드 또는 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올 등일 수 있다. 상기 향미제는 타우마틴이나 레바우디오시드 A 또는 글리시르히진과 같은 스테비아 추출물과 같은 천연 향미제 또는 사카린, 아스파르탐 등과 같은 합성 향미제일 수 있다.
상기 천연 탄수화물의 첨가량은 본 발명의 식품 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g일 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
또한, 심혈관 질환의 예방 또는 개선의 효과를 목적으로 하는 식품 조성물에 있어서, 상기 꽈배기모자반의 발효물의 양은 전체 식품 중량의 0.01 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있으며, 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 g 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 g 내지 1 g의 비율로 포함될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 락토바실러스 속 SH-1 균주는 꽈배기모자반의 발효물의 항산화 효과 및 고혈압 등의 원인이 되는 안지오텐신 전환효소를 저해하는 저해능을 모두 개선할 뿐만 아니라, 다른 유산균 균주에 비해서도 발효효율도 우수하며, 해당 유산균은 GRAS 미생물로서, 해당 유산균을 이용하여 식용인 꽈배기모자반을 발효시켜 제조된 발효액은 식품으로서 안전성도 확보되므로, 꽈배기모자반의 발효물의 기능성 식품 관련 품질 향상에 이바지할 수 있다는 점에서 관련 산업에 다양하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1, 2, 3 및 4 균주의 16S rDNA의 염기서열을 기초로 한 다른 세균과의 계통발생론적 관계(Phylogenetic tree)를 나타내는 표이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시 할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 실험은 각각 동일한 실험을 3회 수행하였으며, 각각의 실험결과로 얻어진 자료는 Macintosh용 통계프로그램인 Aabel 2.0 (Gigawiz Ltd Co., USA)을 이용하여 하위그룹 각각의 기술 통계치(Mean ± SEM)를 산출하였다. 분산분석(ANOVA) 후에 Fisher's PLSD의 다중범위 유의성 검증을 실시하였고, p<0.05 이상의 수준에서 유의성을 검증하였다.
실시예 1. 전통식품으로부터 꽈배기모자반의 발효 균주의 분리 및 동정
본 실험에 사용한 꽈배기모자반(S. siliquanstrum)은 파라제주(Parajeju, 대한민국)에서 판매하는 것을 구입하여 사용하였으며, 꽈배기모자반 시료는 탈염된 꽈배기모자반을 건조시킨 후, 건조된 꽈배기모자반을 초미세 기류식 분쇄기(KMS-200, Korea Medi Co., 대한민국)로 분쇄하여 제조하였고, 상기 제조된 꽈배기모자반 시료는 밀봉하여 4℃에 보관하면서 실험에 사용하였다
또한, 꽈배기모자반 발효를 위한 최적 발효균주 분리를 위해, 다양한 한국 전통 발효식품, 구체적으로 물김치, 김치 및 염장 해산물 시료로부터 균주를 수집하였다.
구체적으로, 상기 발효식품 시료의 상등액을 멸균수로 희석하여 희석 현탁액(10-1~10-3)을 제조한 후, 탄소원 대체제(substitute of carbon source)로 갈조류 분말(brown alga powder) 1%(w/v)와 지시제(indicator)로 브로모크레졸 퍼플(bromocresol purple) 0.002%(w/v)이 포함된 MRS 한천배지에 도말하였다. 도말한 배지는 37℃ 배양기에서 2일간 배양하였으며, 노란색의 군락(yellow-colored colonies)을 형성한 집락을 대상으로 균주를 선별하였다. 상기 선별된 균주는 1%(w/v) 갈조류 분말(brown alga powder), 0.01%(w/v) 효모 추출물(yeast extract) 및 0.5%(w/v) NaCl이 포함된 해조류 추출물 배지(seaweed extract media, SEM)을 이용하여, 37℃ 배양기에서 1일간 배양하였다. 배양 결과, 형성된 50개의 노란색 콜로니 중에서 그람 양성 균으로 확인된 콜로니 중, 균주가 가장 잘 성장한 4개 균주를 순수분리하여, 상기 분리된 4개의 세균을 배양 균주로 선정하여 1번 내지 4번의 이름을 명명하였다.
상기 배양된 균주를 동정하기 위하여, 상기 배양된 균주에 대한 총 세포 DNA(genomic DNA)를 분리하여 16S rRNA 서열을 분석하였다. 우선, 상기 선정된 4개의 균주를 MRS 액체배지(Difco Co., USA)를 이용하여, 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 상기 배양 후, 원심 분리하여 각각의 균체를 회수하였다. 상기 회수한 균체로부터 Wizard Genomic DNA Purification Kit(Promega, USA)를 사용하여 총 세포 DNA를 분리하였다.
상기 분리된 총 세포 DNA를 주형으로, 16S rRNA 유전자를 증폭하기 위해서 하기 표 1에 기재된 universal primer인 27F 프라이머와 1492R 프라이머를 사용하여, MyGenie96 Thermal Block(Bioneer, 대한민국)을 이용하여 PCR을 수행하였다.
Primers 서열 (5′→3′)
27F AGA GTT TGA TCC/A TGG CTC AG
1492R GGT TAC CTT GTT ACG ACT T
상기 증폭된 PCR 산물은 PCR/Gel Combo Kit(NucleoGen, 대한민국)를 사용하여 정제하였다. 상기 정제된 DNA 시료를 이용한 염기서열 분석은 코스모진텍사(Cosmo Gene Tech, 대한민국)에 의뢰하여 수행하였으며, National Center for Biotechnology Information(NCBI, USA)의 BLAST를 사용하여 16S rRNA 유전자 단편의 염기서열의 상동성을 근거로 분리된 균주들을 동정하였다.
염기서열 분석은 코스모진텍사(Cosmo Gene Tech, Korea)에 의뢰하였으며, National Center for Biotechnology Information (NCBI, USA)의 BLAST를 사용하여 16S rRNA 유전자 단편의 염기서열의 상동성을 근거로 분리된 균주들을 동정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
상기 도 1에 나타낸 바와 같이, 1번 균주는 16S rRNA의 서열이 Weissella cibaria strain AT6와 99% 일치하여, 웨이셀라 속(Weissella sp. SH-1)으로 동정되었고, 2번 균주는 16S rRNA의 서열이 Leuconostoc mesenteroides strain TUST005와 99% 일치하여, 류코노스톡 속(Leuconostoc sp. SH-1)으로 동정되었으며, 3번 균주는 16S rRNA의 서열이 Lactobacillus brevis strain 887G와 99% 일치하여, 락토바실러스 속(Lactobacillus sp. SH-1)으로 동정되었고, 4번 균주는 16S rRNA의 서열이 Streptococcus thermophilus strain KLDS 3.0606과 97% 일치하여, 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp. SH-1)으로 동정되었다.
실시예 2. 락토바실러스 속 SH -1 균주를 이용한 꽈배기모자반의 발효물의 기능성 향상 확인
2-1. 꽈배기모자반의 발효물 추출물의 제조
상기 실시예 1에서 분리 및 동정된 4종의 유산균으로부터 최적의 발효균주를 확인하기 위하여, 우선 꽈배기모자반 발효물을 제조하였다.
우선, 꽈배기모자반을 발효시키기 위한 접종물(inoculum) 즉, 생촉매를 제조하기 위해 상기 4종의 유산균을 유산균 선택배지인 MRS 액체배지(Difco, USA) 1 L에 배양한 후, 3000 х g의 조건에서 15분 동안 원심분리하였다. 원심분리 후, 세포 펠렛(cell pellet)을 증류수로 현탁하여 제조하였다.
상기 발효대상인 꽈배기모자반 발효액은 꽈배기모자반 분말(5%(w/v) ground S. siliquastrum powder), 효모 엑기스(3%(w/v) yeast extract) 및 포도당(1%(w/v) glucose)을 증류수에 첨가한 후, 121℃에서 살균(autoclave)하였다. 이 후, 꽈배기모자반 침전물(debris)이 포함된 시료(SBD)와 3000 х g의 조건에서 15분 동안 원심분리하여 침전물을 제거한 시료(SBO)로 구분하여 준비하였다.
상기 꽈배기모자반 발효물은 상기 각각의 시료에 상기 준비된 유산균 접종물(LAB Inoculum)을 세포수를 측정(plate count method )하여, 105 CFU/mL의 농도로 조절하여 첨가하고, 30℃에서 8일 동안 발효를 진행하면서, 2일 간격으로 150 ml씩 시료를 채취하였다. 채취한 시료는 -80℃에서 감압하에 동결건조(lyophilize)하여 보관한 후, 모든 시료가 채취된 후에, 냉동건조시킨 각각의 건조시료에 각각 10배량(w/v)의 3차 증류수를 첨가하고, 용해한 후, 필터(pore size 0.20 μm filter)로 여과멸균하여 시료(sample)를 제조하였다. 상기 발효물의 수율을 각각 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 대조군(Negative control)의 경우, 각각의 시료에 유산균 접종물(LAB Inoculum)을 첨가하지 않고 30℃에서 8일 동안 발효를 진행한 시료를 의미한다. 하기 표 2의 수율은 각각의 시료에 각 유산균을 접종하여 발효시킨 시료 또는 대조군을 농축 및 동결건조하여, 건조물의 중량을 측정한 후, 투입된 시료 즉, 꽈배기모자반 분말, 효모 엑기스 및 포도당의 총 중량 대비 함량(%)으로 계산하였다.
발효대상 구분 균주 수율
Fermented SBD Negative Control No seeding 47.7
1 Weissella sp. SH-1 44.6
2 Lactobacillus sp. SH-1 45.7
3 Streptococcus sp. SH-1 45.6
4 Leuconostoc sp. SH-1 44.6
Fermented SBO Negative Control No seeding 58.6
1 Weissella sp. SH-1 49.7
2 Lactobacillus sp. SH-1 52.4
3 Streptococcus sp. SH-1 47.3
4 Leuconostoc sp. SH-1 50.8
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 4종의 유산균주를 이용하여 꽈배기모자반을 발효시킨 결과, 발효물의 제조수율은 2번 균주인 락토바실러스 속 SH-1 균주가 가장 우수한 것으로 확인되었고, 침전물을 제거하지 않은 SBD 배지에서는 웨이셀라 속 SH-1 균주와 류코노스톡 속 SH-1 균주가 침전물을 제거한 SBO 배지에서는 스트렙토코커스 속 SH-1 균주가 발효 효율이 가장 낮은 것으로 확인되었다. 모든 유산균주에서 침전물을 제거한 SBO 배지에서 발효 효율이 우수하였으며, SBO 배지의 경우, 가장 효과가 우수한 락토바실러스 속 SH-1 균주는 효율이 가장 낮은 스트렙토코커스 속 SH-1 균주에 비하여 약 10% 가량 수율이 더 높은 것으로 확인되었다. 따라서, 발효 수율의 측면에서 락토바실러스 속 SH-1 균주가 가장 바람직한 것으로 확인되었다.
2-2. 꽈배기모자반의 항산화 활성 확인
상기 실시예 2-1에서 제조된 각각의 꽈배기모자반 발효물을 이용하여, 유산균에 의한 발효과정이 항산화 활성에 미치는 영향 즉, 라디칼소거능(radical scavenging activity)에 미치는 영향을 Blois의 방법을 변형하여 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)의 전자공여능 측정법 즉, DPPH 법으로 확인하였다.
구체적으로, 상기 각 발효물의 상등액 50 μl를 96 웰플레이트(96 well plate)에 70% 에탄올 수용액(70% ethanol)에 용해한 0.15 mM DPPH 용액 150 μl 또는 70% 에탄올 수용액 150 μl를 첨가하여 총액의 부피가 200 μl가 되도록 조정하였다. 상기 반응액을 37℃에서 1시간 동안 방치한 후 분광광도계(UV/VIS spectrophotometer, Jasco, 일본)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정한 후에, 아무런 처리를 하지 않은 경우(70% 에탄올 수용액만 첨가)에 비하여 감소된 흡광도로부터 라디칼 소거율을 하기 계산식 1의 계산식으로 계산하였다. 음성대조군(No seeding)으로는 꽈배기모자반 열수 추출물을 사용하였고, 양성대조군으로 3,5-di-tert-4-butylhydroxytoluene(BHT, Sigma, USA), 아스코르브산(ascorbic acid) 및 갈릭산(gallic acid)을 사용하였다. 상기 계산식 1의 S는 실험예의 흡광도를 나타내고, SB는 실험예에 70% 에탄올 수용액을 첨가한 것을 나타내며, C는 대조군의 흡광도를 나타내고, CB는 대조군에 70% 에탄올 수용액을 첨가한 것을 나타낸다. 상기 계산식 1에 의한 계산 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다. 하기 표 3은 우선 발효수율이 높은 것으로 확인된 침전물을 제거한 SBO 배지를 이용하여 발효시킨 경우, 균주 종류 및 발효일에 따른 항산화능의 변화를 확인한 결과이고, 하기 표 4는 발효수율 및 항산화능이 가장 우수한 것으로 확인된 락토바실러스 속 SH-1 균주를 이용하여, 배지 종류에 따른 항산화능 변화를 확인한 결과이다.
[계산식 1]
DPPH 제거능(%) = [1 - (S - SB) / (C - CB)] х 100
조건 시료농도(μg/mL)
발효기간 균주 500 100
Positive control BHT 84.74±0.22 53.56±0.61
Ascorbic acid 95.41±0.25 94.46±0.52
Gallic acid 92.53±0.93 89.65±0.03
No seeding 74.33±0.31 17.51±0.35
2 Weissella sp. SH-1 80.27±1.28 21.07±0.90
Lactobacillus sp. SH-1 82.72±0.59 23.95±0.51
Streptococcus sp. SH-1 80.61±0.18 22.85±0.81
Leuconostoc sp. SH-1 66.45±0.92 15.78±0.62
4 Weissella sp. SH-1 80.04±0.99 21.50±0.12
Lactobacillus sp. SH-1 71.75±1.03 16.35±0.74
Streptococcus sp. SH-1 77.25±2.97 17.63±0.85
Leuconostoc sp. SH-1 76.98±0.93 17.21±0.11
6 Weissella sp. SH-1 73.78±1.24 14.61±1.99
Lactobacillus sp. SH-1 69.56±0.15 17.24±0.52
Streptococcus sp. SH-1 78.11±0.80 20.52±2.24
Leuconostoc sp. SH-1 76.29±4.85 14.45±1.69
8 Weissella sp. SH-1 72.01±2.01 18.98±1.61
Lactobacillus sp. SH-1 70.64±1.30 13.33±8.13
Streptococcus sp. SH-1 71.81±1.37 14.43±1.50
Leuconostoc sp. SH-1 79.19±1.30 20.97±1.48
조건 시료농도(μg/mL)
발효기간 배지종류 500 100
2 SBD 배지(침전물 미제거) 72.95±3.26 19.71±0.58
SBO 배지(침전물 제거) 82.72±0.59 23.95±0.51
4 SBD 배지(침전물 미제거) 69.81±0.54 15.17±0.30
SBO 배지(침전물 제거) 71.75±1.03 17.35±0.74
6 SBD 배지(침전물 미제거) 69.90±0.99 13.63±1.02
SBO 배지(침전물 제거) 70.56±0.15 16.24±0.52
8 SBD 배지(침전물 미제거) 67.41±2.79 12.48±1.07
SBO 배지(침전물 제거) 70.64±1.30 13.33±8.13
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 다른 균주를 첨가하지 않은 대조군에 비하여, 유산균주를 첨가한 경우 항산화능이 증가됨이 확인되었고, 항산화능의 개선이 가장 높은 균주는 락토바실러스 속 SH-1 균주인 것으로 확인되었다. 상기 락토바실러스 속 SH-1 균주로 발효시킨 경우, 처리농도에 상관없이 모두 항산화능이 우수한 것으로 확인되었다. 한편, 다른 균주에 비하여, 류코노스톡 속 SH-1 균주의 경우 항산화능이 증가하기 위해서 오랜 시간 즉, 4일 이상 발효하여야 하는 것으로 확인되었고, 최적 발효기간은 8일인 것으로 확인되었다. 이 외에 다른 균주와 달리 락토바실러스 속 SH-1 균주의 경우 4일 경과시점부터 항산화능이 가장 우수한 것으로 확인된 2일 동안 발효한 시료에 비하여 항산화능이 감소하여, 최적 발효기간이 2일인 것으로 확인되었다. 이러한 측면에서 락토바실러스 속 SH-1 균주는 최종 산물인 발효물의 발효 제조수율도 우수할 뿐만 아니라, 항산화능도 우수하고 추가로 최적 항산화능 개선까지 단기간의 발효기간에도 도달을 수 있으므로, 항산화능 뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 4 균주 중에서 가장 바람직한 것으로 확인되었다.
또한, 상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 항산화능의 경우에 가장 우수한 발효 균주로 판단된 락토바실러스 속 SH-1 균주의 경우에, 발효기간의 경우 발효배지의 종류에 관계없이, 2일 동안 발효하는 것이 가장 우수한 것으로 확인된 반면, 배지의 경우에는 침전물을 제거한 배지(SBO)에서 항산화능이 더 우수한 것으로 확인되어, 항산화능의 개선이란 측면에서도 침전물을 제거한 배지(SBO)를 사용하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다.
추가로 진행된 실험에서, 침전물을 제거한 배지(SBO)를 이용하여, 락토바실러스 속 SH-1 균주로 2일 동안 발효하는 경우, 발효물을 1,000 μg/ml 처리하였을 때(94.58 ± 0.35), 라디칼 소거능이 94.58%로 확인되어, 양성대조군인 BHT(86.39 ± 0.53)나 갈릭산(93.69 ± 0.29) 보다 더 유의적으로 높은 것으로 확인되었다.
2-3. 꽈배기모자반의 항고혈압 활성 확인
상기 실시예 2-1에서 제조된 각각의 균주에 따라 2일 동안 발효시킨 꽈배기모자반 발효물을 이용하여, 유산균에 의한 발효과정이 항고혈압 활성에 미치는 영향 즉, 안지오텐신 전환효소(Angiotensin-I converting enzyme) 저해능에 미치는 영향을 Cushman과 Ondetti의 방법을 변형하여 확인하였다.
구체적으로, 300 mM NaCl을 함유하는 0.1 M 완충액(0.1 M sodium borate buffer, pH 8.3)에 기질로 25 mM hippuryl-L-histidyl-L-leucine(HHL, Sigma, USA) 용액 50 μl를 혼합하고, 상기 각 발효물을 상기 완충액(buffer)에 녹인 시료 50 μl 또는 buffer(대조군) 50 μl를 첨가하여 37℃에서 30분간 전반응(preincubate)시킨 후, ACE 용액(ACE regent, 25 mU/mL) 50 μL를 첨가하고 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 양성대조군으로는 캡토프릴(captopril)을 사용하였다.
1시간 동안 반응을 수행한 후, 1N HCl 250 μl의 첨가로 반응을 중지시킨 뒤, ethyl acetate 1 ml를 첨가하였다. 상기 ethyl acetate 첨가 후, 800 x g의 조건에서 4분 동안 원심분리하여, 상등액 즉, ethyl acetate층만을 취한 다음, 85℃에서 2시간 동안 건조를 수행하였다. 이 후, 분광광도계(UV/VIS spectrophotometer, Jasco, 일본)를 사용하여 228 nm에서 흡광도를 측정한 후에, 안지오텐신전환효소 저해능을 하기 계산식 2의 계산식으로 계산하였다. 하기 계산식 2의 S는 실험예의 흡광도를 나타내고, SB는 시료에 HCl을 첨가한 것을 나타내며, C는 대조군의 흡광도를 나타내고, CB는 대조군에 HCl을 첨가한 것을 나타낸다. 상기 계산식 1에 의한 계산 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
[계산식 2]
ACE 저해능(%) = [1 - (S - SB) / (C - CB)] х 100
조건 시료농도(μg/mL)
500 　100
양성대조군 Captopril 74.88±6.08 55.81±0.81
SBO 배지
(침전물 제거)
 No seeding 30.70±1.40 14.88±3.69
Weissella sp. SH-1 33.49±2.13 6.84±3.51
Lactobacillus sp. SH-1 37.67±2.79 20.00±3.22
Streptococcus sp. SH-1 32.56±2.13 12.56±2.42
Leuconostoc sp. SH-1 31.63±1.61 15.81±2.79
SBD 배지
(침전물 미제거)		 No seeding 15.81±1.40 10.70±1.40
Weissella sp. SH-1 8.37±2.91 5.58±0.81
Lactobacillus sp. SH-1 33.95±0.81 19.07±0.81
Streptococcus sp. SH-1 16.28±1.40 10.23±1.40
Leuconostoc sp. SH-1 13.49±1.40 7.44±1.40
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 균주를 첨가하지 않은 대조군에 비하여, 유산균주를 첨가한 경우 전반적으로 증가한 항산화능과 달리 안지오텐신 전환효소 저해능은 균주에 따라 오히려 감소되는 경우도 확인되었으나, 락토바실러스 속 SH-1 균주는 전반적으로 배지 종류 및 처리농도에 상관없이 모두 안지오텐신 전환효소 저해능이 현저하게 증가되었고, 유산균주를 처리한 실험예에서도 가장 우수한 것으로 확인되었다. 또한, 배지의 경우에는 침전물을 제거한 배지(SBO)에서 안지오텐신 전환효소 저해능이 더 우수한 것으로 확인되어, 안지오텐신 전환효소 저해능의 개선이란 측면에서도 침전물을 제거한 배지(SBO)를 사용하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다. 특히, 락토바실러스 속 SH-1 균주가 아닌 다른 균주의 경우에는 침전물을 제거하지 않은 경우(SBD), 안지오텐신 전환효소 저해능이 현저하게 감소되어, 다른 균주에서 배지에 따른 선택 폭이 감소하는 것이 확인되었다.
이러한 측면에서, 꽈배기모자반을 발효시키는 경우, 침전물을 제거한 배지를 이용하여, 락토바실러스 속 SH-1 균주로 2일간 발효시키는 것이, 최종 산물인 발효물의 발효 제조수율도 우수하고, 항산화능도 우수할 뿐만 아니라, 안지오텐신 전환효소 저해능도 우수하고, 추가로 최적 기능성 개선까지 단기간의 발효기간에도 도달을 수 있으므로, 기능성 개선뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 가장 바람직한 것으로 확인되었다.
상기 가장 우수한 발효 균주로 선발된 상기 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1)에 대해 대한민국 전라북도 전주시 완산구에 위치한 국립농업과학원 농업유전자원정보센터에 2015년 4월 13일자로 기탁하여, 2015년 4월 20일 기탁번호 KACC 92067P를 부여 받았다.
농업생명공학연구원 KACC92067 20150420

Claims (9)

  1. 물에 꽈배기모자반 분말(ground S. siliquastrum powder) 5%(w/v), 효모 엑기스(yeast extract) 3%(w/v) 및 포도당(glucose) 1%(w/v)를 첨가한 용액을 3000 x g의 조건에서 15분 동안 원심분리하여 침전된 침전물을 제거하는 것을 특징으로 하는 발효액을 제조하는 과정; 및 상기 제조된 발효액에 김치로부터 분리된 락토바실러스 속 균주로, 상기 균주를 꽈배기모자반에 접종하고 발효를 수행하는 경우, 꽈배기모자반의 발효물의 항산화 활성 및 안지오텐신 전환효소(Angiotensin Converting Enzyme, ACE) 저해능을 강화하는 기탁번호 KACC 92067P인 락토바실러스 속 SH-1(Lactobaillus sp. SH-1, KACC 92067P)를 접종시키고 2일 동안 발효시키는 것을 특징으로 하는 발효 과정으로 이루어진 꽈배기모자반을 발효시키는 단계
    를 포함하는 꽈배기모자반의 발효물의 제조방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030043543A (ko) * 2001-11-28 2003-06-02 학교법인연세대학교 김치에서 분리한 내산성 및 내담즙산성이 우수한 신규락토바실러스 플랜타륨 및 이를 함유하는 제품
KR100825394B1 (ko) 2006-01-25 2008-04-29 주식회사 한불후치피아 발효음료의 제조방법
KR101039432B1 (ko) 2009-05-01 2011-06-08 한국과학기술원 해조류로부터 바이오 화학물질을 생산하는 방법
JP2014172903A (ja) * 2013-03-05 2014-09-22 Shonan Institute For Medical & Preventive Science Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｐｌａｎｔａｒｕｍを用いたアカモク発酵物の血圧上昇抑制剤
KR101458073B1 (ko) 2013-02-06 2014-11-05 (주)청호씨앤팜 해조류의 발효 방법 및 이를 이용하여 제조된 식품

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030043543A (ko) * 2001-11-28 2003-06-02 학교법인연세대학교 김치에서 분리한 내산성 및 내담즙산성이 우수한 신규락토바실러스 플랜타륨 및 이를 함유하는 제품
KR100825394B1 (ko) 2006-01-25 2008-04-29 주식회사 한불후치피아 발효음료의 제조방법
KR101039432B1 (ko) 2009-05-01 2011-06-08 한국과학기술원 해조류로부터 바이오 화학물질을 생산하는 방법
KR101458073B1 (ko) 2013-02-06 2014-11-05 (주)청호씨앤팜 해조류의 발효 방법 및 이를 이용하여 제조된 식품
JP2014172903A (ja) * 2013-03-05 2014-09-22 Shonan Institute For Medical & Preventive Science Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓｐｌａｎｔａｒｕｍを用いたアカモク発酵物の血圧上昇抑制剤

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