KR101792780B1 - 나노화된 김치 유산균을 이용한 다이어트 건강기능성 식품 - Google Patents
나노화된 김치 유산균을 이용한 다이어트 건강기능성 식품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 김치 유산균을 이용한 항비만용 건강기능성 식품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 항비만효과가 뛰어난 락토바실러스 플란타룸 (L.plantarum) 유산균의 나노화된 사균체를 이용한 항비만용 건강기능성 식품에 관한 것이다.
Description
본 발명은 김치 유산균을 이용한 항비만용 건강기능성 식품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 항비만효과가 뛰어난 락토바실러스 플란타룸 (L. plantarum) 유산균의 나노화된 사균체를 이용한 항비만 및 다이어트용 건강기능성 식품에 관한 것이다.
김치는 유산균에 의하여 발효되는 한국 전통 식품으로, 김치에서 분류된 유산균으로는 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 류코노스톡 덱스트라니쿰(Leuconostoc dextranicum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 페디오코코스 펜토사쿠스(Pediococcus pentosacues) 등이 있다.
유산균(lactic acid bacteria, lactobacillus)은 글루코오스 등 당류를 분해하여 젖산을 생성하는 세균으로 젖산균이라고도 불리며, 젖산발효에 의해 생성되는 젖산에 의해서 병원균과 유해세균의 생육이 저지되는 성질이 있어 유제품·김치류·양조식품 등의 식품제조에 이용하고 있다. 또한, 유산균은 포유류의 장내에 서식하여 잡균에 의한 이상발효를 방지하여 정장제(整腸劑)로도 이용되고 있다. 상기 유산균은 그람양성균으로, 통성혐기성 또는 혐기성을 성질을 지니며, 락토바실러스 속과 스트렙토코쿠스 속에 여러 종류가 알려져 있다.
이러한 유산균은 장내 플로라의 개선 외에 알레르기 증상을 완화하거나, 면역 활성을 향상시키거나 하는 효과가 있는 것이 알려져 있다
그러나 종래 공개된 김치 유산균은 모두 생균제(Probiotics)에 관한 것으로서, 식품으로 섭취 시 장내 환경에서 생균수가 급격히 감소할 뿐만 아니라, 장내에서 흡수가 이뤄지지 않아 고유한 효과가 떨어지는 문제점을 갖고 있으며, 일정 부피의 배양액 내에서 생육할 수 있는 균주가 제한되어 있어, 1일 섭취량이 제한되고 식품에 첨가하여 제조하는 경우 제조 이후에 균의 활성화에 의하여 형태변화를 일으켜 관리 보관이 까다로운 문제가 있었다.
이에, 본 발명의 목적은 김치로부터 분리한 유산균의 나노화된 사균체를 이용하여 항비만 및 다이어트용 건강기능성을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지방구의 수 및 크기를 감소시키고, 지방침착 억제 효과 및 지방간 개선효과가 특징인 나노화된 김치 유산균 사균체를 유효성분으로 포함하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
또한 나노화된 김치 유산균 사균체는 락토바실러스 플란타룸 (Lactobacillusplantarum) nF1 균주(수탁번호 NITE P-1462)를 pH 5~6의 조건에서 배양하는 단계,
상기 균주의 배양액을 60℃~70℃에서 8~10분간 가열 멸균 처리하는 단계,
상기 배양액에 균체 중량과 동일한 양의 덱스트린을 첨가하여 140~ 160kgf/cm2 고압 호모지나이저로 분산시키는 단계 및
분산된 배양액을 동결건조하여 분말화하는 단계;를 통해 제조된 나노화된 김치 유산균 사균체를 유효성분으로 포함하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
또한 상기 나노화된 김치 유산균 사균체는 균주 입도 분포의 최빈값이 0.5 ~ 1.0 ㎛ 되는 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
또한 상기 나노화된 김치 유산균 사균체는 동결건조된 분말 1g 당 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillusplantarum) nF1 균주가 1조 ~ 5조 마리 포함되는 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
또한 상기 항비만용 기능성 식품은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 과자류, 스낵류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함하는 유제품, 각종 수프, 음료수, 차, 드링크제, 건강음료, 알코올 음료 및 비타민 복합제중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
본 발명에 따른 나노화된 김치 유산균 사균체를 유효성분으로 포함하는 항비만용 기능성 식품은 지방구의 수 및 크기를 감소시키고, 지방침착 억제 효과 및 지방간 개선효과를 발휘하여 항비만효과가 있으며, 나노화된 김치 사균체는 그 자체로 장내 흡수율이 뛰어나 농도에 따라 항비만효과가 비례적으로 증가하는 특징을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 나노화된 김치 유산균 사균체는 식품 첨가제로서 식품 본연의 맛과 향을 전혀 해치지 않으면서, 나노화된 김치 유산균 사균체가 갖는 효과를 그대로 제공할 수 있으며, 내열성이 강하여, 나노화된 김치 유산균이 첨가되는 음식의 종류가 다양하다는 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 김치 유산균의 (a) 콜로니 관찰 이미지 및 (b) 그람 염색 결과 이미지이다.
도 2는 본 발명의 김치 유산균(SIID11558)의 16S rRNA 서열을 분석하여 나타낸 분자계통도이다 (왼쪽 아래의 선은 스케일바, 계통기 분기에 위치하는 숫자는 부트스트렙 값, 주명 말미의 T는 그 종의 기준주(Type strain)를 나타낸다.)
도 3은 본 발명의 김치 유산균을 나노화 처리 전후로 관찰한 현미경 사진이다. (a) 나노화 처리 전 : 막대모양, (b) 나노화 처리 후 : 구형.
도 4는 본 발명의 실험 모델의 체중변화를 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실험 모델의 체중 증가량을 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명의 실험 모델의 식이섭취량을 측정한 결과이다.
도 7은 본 발명의 실험 모델의 식이효율을 측정한 결과이다.
도 8은 간 조직의 병리학적 관찰결과를 나타낸 사진이다.
도 9는 부고환 지방 조직의 병리학적 관찰결과를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 김치 유산균(SIID11558)의 16S rRNA 서열을 분석하여 나타낸 분자계통도이다 (왼쪽 아래의 선은 스케일바, 계통기 분기에 위치하는 숫자는 부트스트렙 값, 주명 말미의 T는 그 종의 기준주(Type strain)를 나타낸다.)
도 3은 본 발명의 김치 유산균을 나노화 처리 전후로 관찰한 현미경 사진이다. (a) 나노화 처리 전 : 막대모양, (b) 나노화 처리 후 : 구형.
도 4는 본 발명의 실험 모델의 체중변화를 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실험 모델의 체중 증가량을 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명의 실험 모델의 식이섭취량을 측정한 결과이다.
도 7은 본 발명의 실험 모델의 식이효율을 측정한 결과이다.
도 8은 간 조직의 병리학적 관찰결과를 나타낸 사진이다.
도 9는 부고환 지방 조직의 병리학적 관찰결과를 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 지방구의 수 및 크기를 감소시키고, 지방침착 억제 효과 및 지방간 개선효과가 특징인 나노화된 김치 유산균 사균체를 유효성분으로 포함하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
또한 락토바실러스 플란타룸 (Lactobacillusplantarum) nF1 균주(수탁번호 NITE P-1462)를 pH 5~6의 조건에서 배양하는 단계,
상기 균주의 배양액을 60℃~70℃에서 8~10분간 가열사균처리하는 단계,
상기 배양액에 균체 중량과 동일한 양의 덱스트린을 첨가하여 140~ 160kgf/cm2 고압 호모지나이저로 분산시키는 단계 및
분산된 배양액을 동결건조하여 분말화하는 단계;를 통해 제조된 나노화된 김치 유산균 사균체를 유효성분으로 포함하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
본 발명자들은 김치에서 유산균을 분리하여 항비만효과가 가장 우수한 미생물을 선별하였으며, 이를 동정한 결과 그람 양성 및 간균 형태의 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillusplantarum)인 것으로 밝혀졌다. 상기 균주는 일본 독립 행정 법인 제품 평가 기술 기반 기구 특허 미생물 기탁 센터(National Institute of Technology and Evaluation, NITE; International Patent Organism Depositary, IPOD)에 2012년 11월 8일자로 "nF1"으로 기탁하였다 (NITE P-1462).
일반적으로 유산균은 배양시의 생육 환경이 일정하지 않거나 열악해지면, 그 스트레스로 인하여 형태가 변화되는 것으로 알려져 있다. 그래서 본 발명에서는, 배양 및 가공조건을 일정하게 제어함으로써 유산균의 구균형태가 일정하게 유지되도록 유산균을 증식시킨다. 즉 나노화처리 전에는 유산균의 형태가 막대모양이었으나, 나노화 처리를 통해 구형을 갖게 되며 유산균의 장내 흡수율이 상승되는 효과가 발생한다.
본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체는 사균화를 위해 생균을 60℃~70℃에서 8~10분간 가열사균처리한다. 생균의 경우 제품 제조 이후의 배송 또는 진열 시에 형태변화를 일으킬 가능성이 있기 때문에, 그 이상 형태 변화를 일으키지 않는 사균인 것이 바람직하다.
본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체는 분산 처리단계를 거친다. 분산 처리를 위해 사균처리된 배양액을 습식으로 150 kgf/cm2(1.5 MPa)정도의 고압 호모지나이저로 분산하한다. 이 경우, 미리 공지의 분산제 또는 부형제를 배양액에 첨가해 두는 것이 바람직하며, 이것에 의해, 균체의 재응집을 효율적으로 방지할 수 있다. 적합한 분산제 및 부형제로서는 덱스트린 뿐만 아니라 트레할로스, 덱스트린, 스킴 밀크 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체를 최종적으로 분말로서 얻기 위해서는, 배양액에 공지의 분산제·부형제 등을 첨가하여 균체가 재응집하지 않도록 분산 처리한 후, 동결건조하는 것이 바람직하다. 이에 따라 물에 대한 분산성이 우수한 균체 분말을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 나노화된 김치 유산균 사균체는 균주 입도 분포의 최빈값이 0.5 ~ 1.0 ㎛ 되는 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
"입도 분포에서의 최빈값"은 균의 크기를 나타내는 지표가 되는 값으로, 균체의 입자직경을 측정했을 때의 입도 분포에서의 상대빈도가 최대가 되는 입자직경을 말한다. 본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체는, 입도가 1.0 ㎛ 이하의 나노미터(nm) 사이즈로까지 미세화된 것이다.
또한, 본 발명은 나노화된 김치 유산균 사균체는 동결건조된 분말 1g 당 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillusplantarum) nF1 균주가 1조 ~ 5조 마리 포함되는 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체 제조시 첨가되는 분산제 또는 부형제의 양에 따라 건조 분말 1 g 당 김치 유산균 락토바실러스 플란타룸 균주의 농도를 조절할 수 있다. 본 발명은 나노화된 김치 유산균 사균체 분말 1g 당 김치 유산균 균주가 1억 내지 5조 마리가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 항비만용 기능성 식품은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 과자류, 스낵류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함하는 유제품, 각종 수프, 음료수, 차, 드링크제, 건강음료, 알코올 음료 및 비타민 복합제중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품을 제공한다.
본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체을 식품에 첨가하는 경우, 상기 김치 유래 유산균을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 이 경우 나노화된 김치 유산균은 종래의 유산균 첨가제와 달리 식품 본래의 풍미를 해치지 아니하므로 소량 뿐만 아니라 필요에 따라 다량을 첨가하는 것이 가능하여 소비자의 기호를 다양하게 충족시킬 수 있다.
본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체는 그대로 제품화 할 수도 있으나, 일반적으로는, 각종 첨가제 또는 향미료(flavor)를 첨가, 배합함으로써 풍미를 높이거나, 필요한 형상으로 제조하여 최종 제품을 만들 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 상기 나노화된 김치 유산균 사균체를 포함하는 식품 첨가제 또는 발효식품을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체에 첨가, 혼합되는 성분으로는 각종 당질이나 유화제, 감미료, 산미료, 과즙 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 글루코스, 수크로스, 프룩토스, 벌꿀 등의 당류; 소르비톨, 크실리톨, 에리트리톨, 락티톨, 파라티니트 등의 당 알코올; 수크로스 지방산 에스테르, 글리세린당 지방산 에스테르, 레시틴 등의 유화제 등을 들 수 있다. 그 밖에도, 비타민 A, 비타민 B류, 비타민 C, 비타민 E 등의 각종 비타민류나 허브 추출물, 곡물 성분, 야채 성분, 젖 성분 등을 배합해도, 우수한 풍미의 나노화된 김치 유산균 사균체 조성물을 얻을 수 있다.
또한, 향미료로서는 요구르트계, 베리계, 오렌지계, 모과계, 자소계, 시트러스계, 애플계, 민트계, 그레이프계, 페어, 카스타드 크림, 피치, 멜론, 바나나, 트로피컬, 허브계, 홍차, 커피계 등의 향미료를 들 수 있고, 이것들을 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 향미료의 첨가량은 특별히 한정되지 않지만, 풍미면에서 균체 내에 0.05∼0.5질량%, 특히 0.1∼0.3질량% 정도가 바람직하다.
또, 본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체는 식품 조성물로 이용할 수 있으며, 특히 건강식품에 이용할 수 있다. 건강식품이란 통상의 식품보다도 적극적인 의미로, 보건, 건강유지·증진 등을 목적으로 한 식품을 의미한다. 그 형태는 액체, 반고형, 고형의 어떤 것이어도 되고, 구체적으로는, 쿠키, 전병, 젤리, 양갱, 과자, 빵, 케익 등의 과자류; 요구르트, 청량음료, 영양음료, 식혜, 과일음료 등의 음료류; 스프, 아이스크림, 분유, 김치, 라면 등을 들 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
1. 신규 김치 유산균의 동정
신규한 김치 유산균 개발을 위하여 본 발명자들은 김치 추출물을 희석하여 MRS 아가(Oxoid, Hampshire, 영국) 배지에서 30℃, 호기조건으로 48시간 동안 배양하였다. 배양 후 전형적인 유산균 형태로 광택이 흐르는 유백색의 콜로니를 선별하여 분리한 후, 선별된 콜로니를 3차에 걸쳐 새로운 배지에 옮겨 배양하는 방법으로 순수 분리하였다. 순수 배양된 유산균 중 장내 환경 개선 효과가 가장 뛰어난 균주(SIID11558)을 최종 선발하여 동정 분석하였다.
도 1에 나타난 바와 같이, SIID11558 균주는 유백색의 콜로니를 형성하며, 형태적으로 그람 양성이며, 0.8~0.9 × 1.2~1.5 ㎛ 크기의 간균임을 확인하였다.
주식회사 테크노스루가·랩(TechnoSuruga Laboratory Co., Ltd.)에서 분리된 균주의 16S rRNA 유전자 염기서열 결정 및 분석을 수행하였으며, 이를 통하여 분리된 균주는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillusplantarum)과 99.9%의 높은 상동성을 가지는 신규한 미생물로 동정되었다. 분리된 균주의 분석된 16S rRNA 염기서열은 서열번호 1과 같으며, 분자계통학적 위치를 나타내는 계통 발생적 분지도(phylogenetics tree)는 도 2와 같다. 16S rDNA의 PCR 증폭에는 정방향 프라이머(5'- ga gtt tga tcc tgg ctc ag - 3': 서열번호 2)와 역방향 프라이머 (5'- tcg taa caa ggt agc c - 3': 서열번호 3)를 사용하였으며, PCR 증폭으로부터 사이클시퀀스까지의 조작은 하기 각 프로토콜에 근거하였다.
- DNA 추출 : 아크로모벱티다아제 (와코준야쿠, 오사카)
- PCR : PrimeSTAR HS DNA Polymerase (다카라바이오, 시가)
- 사이클시퀀싱 : BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Life Technologies, CA, USA)
- 시퀀싱 : ABI PRISM 3130 x1 Genetic Analyzer System (Life Technologies, CA, USA)
- 염기서열결정 : Chromas Pro 1.5 (Technelysium Pty Ltd., Tewantin, AUS)
- BLAST 상동성 검색 및 간이분자계통 해석 : 아폴론 2.0 소프트웨어 (테크노스루가·랩, 시즈오카)
- 데이터베이스 : 아폴론 DB-BA 7.0 데이터베이스 (테크노스루가·랩, 시즈오카), 국제염기서열 데이터베이스(GeneBank/DDBJ/EMBL)
상기와 같은 방법으로 동정된 본 발명의 신규 미생물은 일본 독립 행정 법인 제품 평가 기술 기반 기구 특허 미생물 기탁 센터(National Institute of Technology and Evaluation, NITE; International Patent Organism Depositary, IPOD)에 2012년 11월 8일자로 "nF1"으로 기탁하였다 (NITE P-1462).
실시예
2.
나노화된
김치 유산균
nF1
사균체
분말(nLp)의 제조
상기 실시예 1에서 분리 및 동정한 nF1 균주를 5질량% 포도당을 첨가한 공지의 영양 배지에서, 20 질랑% 수산화나트륨 수용액으로 배양하되 pH가 중성이고, 온도가 36.5℃인 조건에서 배양하였으며, 포도당이 소비된 시점을 배양 종점으로 하였다. 본 발명의 나노화된 김치 유산균 사균체 분말 제조시 pH의 범위는 pH 5~7의 중성 영역인 것이 바람직하며, pH 6.5인 것이 가장 좋다.
배양 종료 후, 배양액을 80℃에서 10분간 가열 멸균 처리한 후, 균체를 PBS로 세정하고, 균체 중량에 대하여 9배의 덱스트린을 부형제로서 첨가한 후 믹서로 분산하였다. 다음으로 이를 동결 분무건조하여 분말 시료를 조제하였으며, 제조한 분말 1g당 본 발명의 김치 유산균 nF1 균주가 1조 마리 이상 포함되어 있음을 확인하였다. 나노화 김치 유산균 제조 공정을 도 3에 간략히 나타내었다.
상기 nF1 분말을 다시 균체 농도로 10mg/ml가 되도록 조정하면서 PBS에 현탁하였다. 가공공정 시의 pH는 6.5로 유지하였다. 상기와 같이 균주의 나노화 처리 결과를 현미경으로 촬영하여 확인하였으며, 도 4에 나타난 바와 같이 김치에서 추출한 nF1 균주는 나노화 처리 전 막대모양의 간균이었으나, 상기 나노화 처리 후는 구균에 가까운 형태를 나타냄으로써 군체끼리 재응집하지 않는 성질을 갖게 되었음을 알 수 있다. 나노화 처리된 nF1 균주는 입도 분포의 최빈값이 0.5 ~ 1.0 ㎛로 나타났으며, 재응집하지 않는 성질이 있어 물 또는 기타 용매에 대한 분산성이 뛰어난 유산균을 얻을 수 있다.
한편, 균체 중량과 동일한 양의 덱스트린을 부형제로 첨가하여 제조한 경우, 제조된 분말 1g 당 김치 유산균 5조 마리가 포함되는 것을 확인하였다.
실시예
3.
항비만효과 실험
나노화된 김치유산균 사균체(nLp)의 원료가 되는 생균인 Lab. plantarum(pLp)와 김치에서 분리한 Lab.plantarum PNU, 타사{(주)Cell Biotech}의 Lab. plantarum, 선행연구에서 많이 사용되는 Lab. plantarum 3099, 된장에서 분리한 Lactococcus lactis의 총 4종의 균주를 비교군으로 항비만 활성을 비교하였다.
6주령 C57BL/6J male mouse에 한 달 동안 고지방식이(45% HFD)를 공급하여 비만을 유도하였고, 5주차부터 시험물질 제공군(nLp, pLp, Lab. plantarum pnu)에는 시험물질을 경구투여하고 동시에 고지방식이를 한 달 동안 공급하였다. 시험 마지막날 부검 후 장기를 적출하여 그 무게를 측정하고, 간과 지방조직의 조직 병리학적 검사를 실시하였다. 또한 혈액에서 TG, TC, LDL, HDL, insulin, leptin 및 adiponectin 등을 분석하고, RT-PCR를 이용하여 간 및 지방조직에서 관련 유전자 발현 수준을 측정하였다.
1) 체중측정
입수 시, 순화기간 중 주 1 회, 군분리 시 및 시험기간 중 1주일에 한 번씩 개체별 체중을 측정하였다. 주 2회 사육 case별 사료섭취량을 측정하였다. 특히 시험기간 중 체중측정은 매 측정 시 오차를 최소화하기 위하여 동일한 요일과 동일한 시간대에 동일한 저울을 사용하여 측정하였다.
사료효율(FER: Feed efficiency ratio)은 같은 실험 기간에 체중 증가량을 동일 기간의 식이섭취량으로 나눈 값으로 하였다.
2) 장기 무게 측정
실험 동물의 장기 및 지방조직의 무게는 희생 단계에서 채혈 후 즉시 적출하여 생리식염수로 헹군 후 표면의 수분을 제거하여 측정하였다.
3) 간 및 지방조직의 병리학적 검사
적출한 간 및 지방조직을 formalin으로 고정한 후 파라핀 블록을 제작하여 절편을 만들고 H&E(hematoxylin and eosin) 염색을 실시하여 현미경으로 관찰하였다.
4) 통계처리
모든 실험결과는 평균치와 표준편차 또는 표준오차를 사용하여 나타내었다. 각 군 간의 비교는 Duncan's multiple range test를 사용하였며, 대조군과 비교하여 p값이 5%미만일 때 통계학적으로 유의성이 있다고 판정하였다.
1.
실험예
1) 체중 변화 및 식이효율 결과
C57BL/6J마우스의 비만을 유도하기 위하여 4주간 45% 고지방식이를 공급하여 비만을 유도하였으며, 4주 동안 실험동물의 체중을 측정한 결과는 Normal군이 비만 유도군과 비교해 체중이 유의하게 높게 측정되어 비만의 유발을 확인할 수 있었다(표1)(도4).
<표1>
Data represent means±SD (n=7 mice/group).
a- dMean values with different letters in the same column are significantly different (P<0.05) according to Duncan’s multiple-range test. NSNot significantly different.
실험시작 후 2주부터 비만 유발군과 유발하지 않은 군간 유의적인 차이가 나타났으며 이후 지속적으로 유의적인 차이를 보였다(P<0.05).
5주차부터 시험물질 제공군(nLp, pLp, Lab. plantarum PNU)에는 시험물질을 경구투여하고 동시에 고지방식이를 공급하였으며, 각 군의 체중 변화 및 체중 증가량은 도면4, 도면5, 표1과 같다. 8주간 가장 높은 체중을 보인 것은 비만유발군인 Control군(41.4±1.3g)에 비해 Normal군은 29.6±1.2 g, nLp군은 37.5±2.3 g, pLp군은 38.4±1.2 g, PNU군은 40.0±2.8g 이였다. 특히 nLp군 및 pLp군은 유의적으로 체중 감소를 보았다. 또한, 비만이 유도된 마우스에 4주간 각종 유산균의 투여에 따라, nLp, pLp, PNU군에서 각 14.8±2.3 g, 15.6±1.3 g, 17.1±2.8 g의 체중을 증가하여 19.0±1.8 g의 체중 증가를 보인 Control군보다 유의적으로 낮은 체중 증가를 보았다(P<0.05). 유산균, 특히 nLp, pLp는 체중 증가를 효과적으로 억제할 수 있는 것을 확인하였다.
식이섭취량 및 식이효율은 도면6, 도면7 및 표1에 나타내었다. 식이 섭취량의 경우는 Normal, Control, nLp, pLp, PNU군은 하루에 각 3.1±0.1 g, 3.0±0.1 g, 3.0±0.1 g, 2.9±0.1 g, 3.0±0.1 g을 섭취하여 그 차이가 크지 없었던 반면, 식이 효율의 경우에는 Normal군의 3.7±0.7%에 비해 Control군의 것은 10.5±1.2%으로 유의적으로 높게 나타났으며(P<0.05), Control군에 비하여 nLp, pLp, PNU군의 식이효율은 각 21%, 14%, 10%로 각각 감소한 것으로 나타났다.
2) 조직 측정결과
각 군별로 해부한 실험동물의 간조직, 부고환 지방(epididymal fat), 신장 주위 지방(perirenal fat), 신장, 비장, 고환을 적출하여 무게를 측정하였다(표2).
<표2>
Data represent means±SD (n=7 mice/group).
a- cMean values with different letters in the same column are significantly different (P<0.05) according to Duncan’s multiple-range test. NSNot significantly different.
Normal군에 비하여 Control군에서 유의적으로 간 조직, 지방 조직의 무게가 증가하여 비만의 유도를 확인하였다(P<0.05).
고지방식이를 섭취하기 때문에 콜레스테롤 및 중성지방이 간세포에 축적하고 간의 무게가 증가한다. 본 연구에서 비장, 고환의 무게는 유의적인 차이가 없는 반면에 간 조직의 무게는 Control군(1.79±0.13 g)에 비해 nLp군은 1.36±0.14g, pLp군은 1.46±0.06g, PNU군은 1.52±0.21g으로 유의하게 감소하였으며(P<0.05), Normal군(1.58±0.14 g)보다 더 낮은 수치를 나타내었다.
부고환 지방의 경우에는, Normal군(0.6±0.14 g)에 비하여 Control군(2.4±0.2 g)의 부고환 지방 무게가 77%를 증가하여 비만의 유도를 확인하였다. nLp, pLp, PNU군에서 각 2.0±0.3 g, 2.1±0.2 g, 2.1±0.5 g으로 나타내며 특히 nLp군의 부고환 지방 무게는 Control 군보다 유의적으로 낮았고(P<0.05), 지방축적을 감소시키는 효과가 있는 것으로 확인하였다.
신장 지방 무게 경우에는 Control군(1.1±0.1 g)은 Normal군(0.2±0.1 g)보다 85% 유의하게 높았고(P<0.05), 유산균의 투여로 인해 신장 지방 조직의 무게는 Control군보다 유의하게 감소하였다(p<0.05). 유산균 투여군에서 지방 축적이 작았고 지방이 축적되는 것을 억제하는 효과 및 항비만 효과의 증진을 확인하였다.
3) 간조직의 병리학적 검사 결과
간 조직의 병리학적 관찰한 결과는 도8에 제시하였다. 정상적인 형태를 보이는 Normal군의 간 조직에 비해 Control군에서는 고지방식이를 섭취로 인해 간 조직의 중심정맥 주변에 지질이 간세포에 축적되면서 지방구를 이룸으로써 지방간이 생긴 것을 관찰하였다. 이에 반하여 유산균 투여군(특히 nLp투여군)에서 지방구의 수 및 크기가 감소하여 지방침착 억제 효과 및 지방간 개선 효과가 있는 것으로 판단되었다(도면8). 이 결과는 간조직 무게의 측정 결과와 비슷한 양상으로 나타났다.
부고환 지방 조직의 병리학적 관찰한 결과는 도면9에 제시하였다. Normal군의 경우는, 지방세포의 크기가 작고 지방의 세포벽의 파괴가 적고 비교적 모양이 온전했다. 반면에 Control군의 지방조직은 세포 크기가 비대해진 것으로 나타났다. 유산균 투여군 모두 전반적으로 지방조직 내 세포의 비대가 억제된 것으로 나타났는데, 그 중에서 nLp군에서 지방 세포의 크기가 가장 많이 감소하였으며, 그 다음으로 pLp군은 부분적으로 지방세포가 작아졌다. 반면 유산균 투여군 중에 PNU 군의 경우 지방 세포의 크기가 가장 컸다.
이상의 결과로 놓고 볼 때 유산균, 특히 nLp를 투여함으로써 지방 세포 상의 지방 축적을 차단하게 되고, 이로써 지방 세포의 크기가 그만큼 감소하는 것으로 사료된다.
4) 소결
nLp의 in vivo 항비만 효능 연구에서는 고지방식이로 유도된 C57BL/6J마우스를 이용하여 nLp, pLp, PNU유산균을 투여에 따른 체중, 식이효율, 간 및 지방 조직의 무게 변화 및 간 조직의 병리학적 검사하였다. nLp 및 pLp은 Control군에 비하여 체중과 식이효율을 감소하였다. 유산균 투여군 중에, 특히 nLp군은 간 및 지방 조직의 무게를 감소시키고, 간세포의 지방 축적을 감소시키는 것으로 나타났다. 이에 따라, nLp는 체중을 감소시키고, 항비만 효과가 있는 것으로 판단된다.
Claims (5)
- 지방구의 수 및 크기를 감소시키고, 지방침착 억제 효과 및 지방간 개선효과를 갖는 나노화된 김치 유산균 사균체를 유효성분으로 포함하는 항비만용 기능성 식품으로서,
상기 나노화된 김치 유산균 사균체는 락토바실러스 플란타룸 (Lactobacillusplantarum) nF1 균주(수탁번호 NITE P-1462)를 pH 5~6의 조건에서 배양하는 단계,
상기 균주의 배양액을 60℃~70℃에서 8~10분간 가열 멸균 처리하는 단계,
상기 배양액에 분산제를 첨가하여 140~ 160kgf/cm2 고압 호모지나이저로 분산시키는 단계 및
분산된 배양액을 동결건조하여 분말화하는 단계;를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 나노화된 김치 유산균 사균체는 균주 입도 분포의 최빈값이 0.5 ~ 1.0 ㎛ 되는 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품.
- 제 1항에 있어서,
상기 나노화된 김치 유산균 사균체는 동결건조된 분말 1g 당 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillusplantarum) nF1 균주가 1조 ~ 5조 마리 포함되는 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품.
. - 제 1항에 있어서,
상기 항비만용 기능성 식품은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 과자류, 스낵류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함하는 유제품, 각종 수프, 음료수, 차, 드링크제, 건강음료, 알코올 음료 및 비타민 복합제중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항비만용 기능성 식품.
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| WO2020045972A1 (ko) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 주식회사 메디오젠 | 항비만 활성을 갖는 인체 유래 락토바실러스 퍼멘툼 엠지4231 또는 락토바실러스 퍼멘툼 엠지4244 균주 및 이를 포함하는 조성물 |
| KR102294445B1 (ko) | 2021-02-17 | 2021-08-27 | 주식회사 메디오젠 | 영유아 유래 유산균 락토바실러스 파라카제이 mg4592 및 이를 포함하는 장 건강 증진, 항산화 및 항비만용 조성물 |
| KR102294437B1 (ko) | 2021-02-17 | 2021-08-27 | 주식회사 메디오젠 | 영유아 유래 유산균 락토바실러스 플란타럼 mg4553 및 이를 포함하는 장 건강 증진, 항산화 및 항비만용 조성물 |
| KR102294442B1 (ko) | 2021-02-17 | 2021-08-27 | 주식회사 메디오젠 | 영유아 유래 유산균 락토바실러스 플란타럼 mg4555 및 이를 포함하는 장 건강 증진, 항산화 및 항비만용 조성물 |
| KR102294456B1 (ko) | 2021-02-17 | 2021-08-27 | 주식회사 메디오젠 | 영유아 유래 유산균 락토바실러스 람노서스 mg4502 및 이를 포함하는 장 건강 증진, 항산화 및 항비만용 조성물 |
| KR102294451B1 (ko) | 2021-02-17 | 2021-08-27 | 주식회사 메디오젠 | 영유아 유래 유산균 락토바실러스 아시도필러스 mg4558 및 이를 포함하는 장 건강 증진, 항산화 및 항비만용 조성물 |
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| JP5257363B2 (ja) | 2008-06-26 | 2013-08-07 | 信和薬品株式会社 | ナノ型乳酸菌の菌体の製造方法 |
| KR101512481B1 (ko) | 2013-10-21 | 2015-04-16 | 한국식품연구원 | 비만억제능이 우수한 신규한 락토바실러스 플랜타룸 fh185 균주 |
-
2016
- 2016-04-18 KR KR1020160046826A patent/KR101792780B1/ko active IP Right Grant
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| JP7444949B2 (ja) | 2018-08-07 | 2024-03-06 | 株式会社ヤクルト本社 | 乳酸菌用培地 |
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| KR20170119099A (ko) | 2017-10-26 |
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