KR102102549B1 - 사포닌 생물전환능을 갖는 신규 락토바실러스속 균주, 이를 이용한 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
사포닌 생물전환능을 갖는 신규 락토바실러스속 균주, 이를 이용한 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 사포닌 생물전환능을 갖는 신규 락토바실러스속 균주 및 이를 이용한 발효 렌틸콩에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상기 신규 락토바실러스속 균주를 렌틸콩에 접종하고 배양하 경우, 사포닌 중에서도 소이사포닌 Ⅳ 및 사포게놀의 함량이 높은 발효 렌틸콩을 얻을 수 있으며, 상기 발효 렌틸콩은 콜레스테롤 수치 감소에 효과적이다.
Description
본 발명은 사포닌 생물전환능을 갖는 신규의 락토바실러스속 균주, 이를 이용한 발효 렌틸콩 및 이를 이의 제조방법에 관한 것이다.
생활환경이 고속화됨에 따라, 식생활이 라면과 햄버거 등과 같은 고 칼로리 식품 위주로 인스턴트화되어, 비만증, 고혈압을 비롯하여 각종 성인병이 급증하고 있다. 핵가족화, 개인주의화, 편리성 추구경향 등의 식생활은 영양 부족과 불량, 또는 영양 과잉을 초래하였으며, 균형 잡힌 영양 섭취가 필요하게 되었다.
발효 콩에는 양질의 콩 단백질과 함께 비타민, 무기물질이 풍부하게 포함되어 있어 영양의 균형을 잡아 준다.
또한, 발효 콩에 풍부한 레시틴과 사포닌은 몸 속의 과다한 지방과 콜레스테롤을 배출하는 작용을 하므로, 비만 예방 뿐 아니라 치료 효과도 기대할 수 있다. 콩이 발효되면서 생기는 각종 효소와 미생물은 몸의 신진대사를 촉진해 지방이 체내에 쌓이지 않게 한다. 누룩균과 바실러스균 및 그 외 유익한 균들이 소화 기능을 돕고 숙변을 배출해준다. 또한, 발효 콩 음식 섭취 후 얻게 되는 이와 같은 효과들은, 식사량을 줄인 다이어트에 의한 것이 아니므로, 섭취를 중단하게 되더라도 그 후에 오는 요요현상이 발생할 가능성이 적다.
이에 발효 콩을 이용한 식품에 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
한국등록특허 제1611954호를 광물을 주원료로 하여 렌틸콩과 함께 발효시킨 환 형태의 식품 관련 기술에 관한 것이다. 상기 특허에서는 렌틸콩을 발효시킬 경우 콜레스테롤 수치를 낮출수 있다는 것을 인식하고 있으나, 상기 특허에서 기재된 바와 같이 볏짚 효소액을 이용해 발효된 식품에 포함된 발효 렌틸콩은 변비와 피로회복에 효능이 있을 뿐, 콜레스테롤 수치를 낮추고 지질대사를 개선시킬 수 있는 효능을 가지는 성분을 가지는 발효 렌틸콩을 제시하지는 못한다.
또한, 한국공개특허 제2017-0124205호는 렌틸콩 청국장에 관한 것으로, 기호도가 좋지 않은 종래 청국장 향과 맛을 개선시키고자 하는 것일 뿐, 발효 렌틸콩의 기능적인 측면에의 개선은 이루어지지 않은 문제가 있다.
또한, 한국등록특허 제184756호는 콩 발효물 제조기술에 관한 것으로, 콩 발효물의 기호도를 향상시키고, 또한 기능적인 측면에서는 다이어트 식품에 적용할 수 있는 콩 발효물을 제공하고자 하는 것이다. 따라서, 상기 특허에서는 발효 공정을 통해 콩의 성분을 제어함으로써 콜레스테롤 수치를 감소시키거나 지질대상을 개선시키고자 하는 기술적인 동기나 해결책을 찾아볼 수 없다.
또한, 한국공개특허 제2018-0015873호는 렌틸콩을 비롯한 식물의 추출물을 이용한 화장료 조성물에 관한 것으로, 인체의 콜레스롤 수치를 감소시키켜 지질대사를 개선시킬 수 있는 성분을 가지는 발효 렌틸콩 제조 기술을 제시하지는 못한다.
따라서, 발효 렌틸콩 고유의 기능인 콜레스테롤 수치 감소 효과를 더욱 강화할 수 있는 조성을 가지도록 렌틸콩을 발효시키는 기술개발이 지속적으로 이루어져야 할 필요가 있다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 사포닌 생물전환능을 갖는 신규 균주로서 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 렌틸콩에 접종 및 배양하여 사포닌 함량이 높은 발효 렌틸콩을 제조하였으며, 상기 발효 렌틸콩이 콜레스테롤 수치를 감소시킨다는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 생물전환능을 갖는 신규 균주로서 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 제공한다.
본 발명은 상기 신규 균주를 접종 및 배양하여 콜레스테롤 함량이 증가된 발효 렌틸콩 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 사포닌 생물전환능을 갖는 신규 락토바실러스속 균주인 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주로 발효된, 고함량의 사포닌을 포함하는 발효 렌틸콩을 제공한다.
상기 사포닌은 소이사포닌 Ⅳ 및 소이사포게놀인 것일 수 있다.
상기 소이사포닌 Ⅳ의 함량은 0.3 내지 1 mg/g인 것일 수 있다.
상기 소이사포게놀의 함량은 0.3 내지 1 mg/g인 것일 수 있다.
본 발명은 또한, (S1) 렌틸콩에 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 접종하는 단계; 및 (S2) 상기 접종된 렌틸콩을 발효시키는 단계; 를 포함하는 발효 렌틸콩의 제조방법을 제공한다.
상기 렌틸콩은 로스팅된 렌틸콩, 고온고압처리된 렌틸콩, 렌틸콩 파쇄물, 발아 렌틸콩, 렌틸콩 분말 및 렌틸콩 추출액으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주는 상기 렌틸콩 전체 중량을 기준으로 1 내지 5 중량% 접종하는 것일 수 있다.
상기 발효는 30 내지 50℃에서 60 내지 80시간 동안 발효시키는 것일 수 있다.
상기 (S2) 단계에서 얻은 발효물을 동결건조시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 의해 새롭게 분리된 락토바실러스속 미생물 즉, 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주는 우수한 사포닌 생물전환능을 갖는다.
따라서, 상기 미생물을 렌틸콩에 접종하고 배양할 경우, 사포닌 함량이 높은 발효 렌틸콩을 얻을 수 있다.
특히, 상기 발효 렌틸콩의 사포닌 중에서도 소이사포닌 Ⅳ 및 소이사포게놀의 함량이 높아, 중성지방 및 콜레스테롤 수치 감소 효과가 있어 지질 대사를 개선할 수 있으며, 이에 따라, 동맥경화증 유발 등 심혈관계 질환의 개선 또는 예방 효과를 기재할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서 "발효 렌틸콩"이라 함은 렌틸콩에 미생물, 특히 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 접종하고, 배양하여 얻어진 생성물을 말하며, '발효 렌틸콩' 등으로 지칭되기도 한다.
본 발명은 사포닌 생물전환능을 갖는 미생물로서, 우수한 소이사포닌 Ⅳ 및 소이사포게놀 생성능을 갖는 신규의 미생물 즉, 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 제공한다.
본 발명자들은 전국 각지에서 분변 및 김치액을 수집하였으며, 유산균 분리용 배지(MRS-BCP 배지)를 사용하여 단일 집락을 형성하는 균주들을 분리하였다. 얻어진 균주들을 홍삼 농축액에 가하여 대사 활성을 측정하였으며, 발효 활성을 갖는 수십종의 미생물을 분리하였다. 얻어진 미생물들로부터 사포닌 생물전환능, 특히 소이사포닌 Ⅳ 및 사포게놀 생성능이 특히 높은 미생물 1종을 선별하였다. 분리된 1종의 미생물에 대하여 BLAST를 사용하여 상동성을 비교하고 균주의 특성을 분석한 결과, 락토바실러스 플랜타럼에 속하는 새로운 균주로 판명되었다. 상기 1종의 균주 즉, 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST 1801 균주를 한국미생물보존센터에 2018년 10월 12일자로 기탁하고, 기탁번호 KCCM12421P를 부여받았다.
본 발명은 또한, 상기 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주로 발효된, 고함량의 사포닌을 포함하는 발효 렌틸콩에 관한 것이다.
상기 발효 렌틸콩은 사포닌 중에서도 콜레스테롤 수치 감소 및 지질대사 개선에 우수한 효능을 나타내는 소이사포닌 Ⅳ 및 소이사포게놀인 것일 수 있다.
상기 소이사포닌 Ⅳ의 함량은 0.3 내지 1 mg/g, 바람직하게는 0.3 내지 0.8 g/mg 일 수 있으며, 상기 범위일 경우 부작용 없이 콜레스테롤 수치를 감소시키고 지질대사를 개선시킬 수 있다.
또한 상기 소이사포게놀의 함량은 0.3 내지 1 mg/g, 바람직하게는 0.3 내지 0.8 g/mg 일 수 있으며, 상기 범위일 경우 부작용 없이 콜레스테롤 수치를 감소시키고 지질대사를 개선시킬 수 있다.
본 발명은 또한 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 렌틸콩에 접종하고, 배양하는 단계를 포함하는 발효 렌틸콩의 제조방법을 제공한다. 상기한 바와 같이, 본 발명에 의해 새롭게 분리된 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주는 우수한 사포닌 생물전환능을 가지며, 특히, 이를 이용하여 렌틸콩을 발효시킬 경우 소이사포닌 Ⅳ 및 사포게놀의 함량이 높은 발효 렌틸콩을 얻을 수 있다.
구체적으로 상기 발효 렌틸콩의 제조방법은 (S1) 렌틸콩에 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 접종하는 단계; 및 (S2) 상기 접종된 렌틸콩을 발효시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (S1) 단계에 있어서, 상기 렌틸콩은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 로스팅된 렌틸콩, 고온고압처리된 렌틸콩, 렌틸콩 파쇄물, 발아 렌틸콩, 렌틸콩 분말 및 렌틸콩 추출액으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
또한, 상기 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주는 상기 렌틸콩 전체 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%, 바람직하게는 1 내지 4 중량%, 바람직하게는 1 내지 3 중량% 접종하는 것일 수 있다. 상기 범위 미만이면 발효 렌틸콩 내의 사포닌 함량 증가가 미미하고, 상기 범위 초과이면 부산물이 과도하게 생성될 수 있다.
또한, 상기 (S2) 단계에 있어서, 상기 발효는 30 내지 50℃, 바람직하게는 35 내지 45℃ 에서, 60 내지 80시간, 바람직하게는 65 내지 75시간 동안 발효시키는 것일 수 있다. 상기 온도 또는 시간이 상기 범위 미만이면 발효 렌틸콩 내의 사포닌 함량 증가가 미미하고, 상기 범위 초과이면 부산물이 과도하게 생성될 수 있다.
또한, 상기 (S2) 단계에서 얻은 발효물을 동결건조시켜 발효 렌틸콩을 분말 형태로 제조할 수도 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 얻어지는 발효 렌틸콩은 별도의 정제를 통하지 않고 직접 식품으로서의 사용이 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 균주의 분리 및 동정
(1) 균주 분리
전국 각지로부터 수집한 분변 및 김치액을 4 ℃에 냉장보관하였다. 수집된 분변 및 김치액을 균일하게 교반한 다음, 0.9% 멸균생리식염수를 이용하여 단계적으로 희석하고(10-2, 10-4, 10-6 및 10-8), 유산균 분리용 배지인 MRS(deMan Rogosa Sharpe, Difco TM, Becton Dickinson and Company, USA)-BCP(Bromocresol Purple) 평판배지에 도말하였다. 도말한 배지는 30℃에서 집락의 형성을 관찰하였으며, 유의한 수준의 집락이 형성될 때까지 24-48시간 동안 배양하였다. 단일 집락으로서 구분 가능한 수준의 희석 농도의 배지에서 원래 배지의 색인 보라색이 균주의 젖산 형성을 통해 노란색의 집락 및 경계를 형성하는 균주 집락을 선별하였다. 선택된 집락들을 다시 MRS-BCP 평판 배지에 계대배양하여 단일 집락임을 다시 확인하고, 단일 집락으로 확인된 균주들에 대해서 대사 활성을 측정하였다.
상기 활성은 얻어진 균주들을 대두 사포닌에 가하여 대사 활성을 갖는지 여부를 확인함으로써 수행하였으며, 구체적으로는 대두 사포닌추출분말(전북 군산시소재의 엔헬시바이오) 1g를 취한 후 0.9% 식염수로 적절하게 연속 희석한 다음 MRS 한천(agar)(Difco Laboratories, 덱스트로오즈 20.0g/ℓ; 미트 펩톤(meat peptone) 10.0g/ℓ; 비프 추출물(beef extract) 10.0g/ℓ; 효모 추출물 5.0g/ℓ; 소듐 아세테이트 5.0g/ℓ; 디소듐 포스페이트 2.0g/ℓ; 암모늄 시트레이트 2.0g/ℓ; 트윈 80 1.0g/ℓ; 마그네슘 설페이트 0.1g/ℓ; 망간 설페이트 0.05g/ℓ; 아가(agar) 15g/ℓ)에 도말한 후 30℃와 37℃에서 72시간과 48시간 동안 각각 배양하였다.
상기와 같이 대사활성을 측정한 결과, 약 10종의 미생물을 분리하였다. 각각 분리된 미생물을 이용하여 홍삼추출물 10g에 물 90㎖를 가하고, 85 ℃ 에서 멸균한 다음, 미생물을 약 5 %의 농도로 접종한 후, 37 ℃에서 2일 동안 배양하였다. 얻어진 배양액을 85℃에서 24 시간 동안 숙성 및 멸균 처리한 다음, HPLC로 진세노사이드를 분석한 결과, 소이사포닌 Ⅳ 및 사포게놀 생성능이 특히 높은 미생물 1종(NST 1801)을 선별하였다. 상기 미생물인 NST 1801 균주는 김치액에서 분리된 균주이다.
(2) 16S rRNA 유전자 염기 서열 분석에 의한 분리 균주의 동정
분리된 2종의 미생물의 16S rRNA 유전자 서열 분석을 수행하였다. 16S rRNA 유전자 서열 분석은, Lane, D. J. (1991), 16S/23S sequencing. In: Nucleic Acids Techniques in Bacterial Systematics, Eds.: Stackebrandt, E. and Goodfellow, M. pp. 115-175, John Wiley and Sons, New York 및 Harju, S., et al., 2004, Rapid isolation of yeast genomic DNA: Bust n' Grab. BMC Biotech. 21:4-8에 개시된 방법에 따라 실시하였다.
상기 2종의 미생물을 MRS 액체 배지 10 ㎖에 접종하고 회전식 배양기 내에서 80 rpm, 30℃에서 2일간 배양하였다. 상기 배양액 1 ㎖을 1.5 ㎖ 원심분리 튜브에 넣고 15,000 x g로 5분간 원심분리하였다. 게놈 DNA를 추출하기 위해서 상층액을 제거한 후 튜브에 라이시스 완충액(2 %(v/v) Triton X-100, 1%(w/v) SDS, 100 mM NaCl, 10 mM Tris-Cl 및 1 mM EDTA; pH 8.0) 200 ㎕를 첨가하여 균질한 상태로 만든 뒤, 상기 튜브를 -80 ℃에서 4분간 얼리고, 곧이어 끓는 물에서 다시 2분간 중탕하였다. 이렇게 얼리고 녹이는 과정을 두 차례 수행한 뒤, 30초간 볼텍싱하였다. 그리고 200 ㎕의 클로로포름을 넣고 다시 2분간 볼텍싱한 뒤, 4℃에서 5분간 원심분리하였다. 상층액만 분리하여 2 ㎕의 RNaseI 용액(mg/ml)을 처리한 후 에탄올 침전법을 이용하여 게놈 DNA를 분리하고 TE 용액 200 ㎕에 용해하고, 이를 16S rRNA 유전자를 증폭하는 데에 사용하였다.
상기 미생물의 염색체 DNA로부터 16S rRNA 유전자를 프라이머 8F(AGAGTTTGATCCTGGCTCAG)와 1541R(AAGGAGGTGATCCAGCC)을 사용하여 PCR 증폭하였다. 증폭을 위한 PCR 프로그램은 다음과 같이 수행하였다. 94℃에서 5분 동안 반응시킨 다음 94℃에서 30초, 55℃에서 40초 및 72℃에서 1분 30초로 이루어진 사이클을 35회 반복하고 최종 신장 단계로서 72℃에서 5분간 반응시켰다. 게놈 DNA로부터 증폭된 PCR 산물을 Accu Prep gel 정제 키트(Accu. Chem. Sci. Corp. Westbury, N.Y.)를 사용하여 정제하였다. 이렇게 얻어진 각각의 PCR 증폭 산물을 각각 pPCR2.1-TOPO 벡터(Invitrogen, USA)에 도입하고 이 벡터를 이용하여 E. coli DH5a(Real Biotech, Inc., Taiwan)를 형질전환하였다. 유효한 E. coli DH5a 균주를 확인한 후 여기에서 플라스미드를 분리 정제하였다. 이렇게 해서 얻어진 플라스미드인 pM-2 및 pM-3에 있는 16S rRNA의 시퀀싱을 실시하여 얻은 유전자 서열을 BLAST를 사용하여 상동성을 분석한 결과, NST 1801 균주는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum)에 속하는 새로운 균주로 판명되었다.
(3) 당 발효능 분석(생화학적 특성 규명)
16S rRNA 유전자의 염기서열 분석을 통하여 얻어진 미생물, 즉 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST 1801 균주에 대하여, API 50 CHL 키트(BioMerieux, France)를 이용하여 49종의 당에 대한 발효 검사를 실시하였고, 그 결과는 표 1 및 2와 같다.
상기 표 1 및 2 에서 "+"는 당을 이용하여 발효한 것, "-"는 해당하는 당을 이용하여 발효하지 못한 것을 나타낸다.
(4) 균주기탁
상기에서 분리된 균주 즉, 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST 1801 균주를 한국미생물보존센터에 2018년 10월 12일자로 기탁하고, 기탁번호 KCCM12421P를 부여받았다.
실시예 2. 발효렌틸콩 제조법
실험에 사용된 콩은 수입산 렌틸콩을 사용하였다. 렌틸콩을 세척한 후 18시간 동안 물에 담구어 불린 다음 물빼기를 하고 가압증자기를 이용하여 121℃에서 15분간 증자(autoclave)한 후, 온도가 60℃가 되도록 방냉하였다. 2.4% 영양 한천(nutrient agar) 배지를 121℃에서 15분간 멸균시킨 뒤 패트리 접시에 담아 굳도록 한 다음 락토바실러스 플랜타럼(Latobacillus sakei) NST1801(미생물 기탁번호 KCCM12421P) 균주를 4분 도말하여 인큐베이터에서 24시간 보관하였다. 0.8%의 액체배지를 제조하여 가압증자기에서 121℃에서 15분간 멸균한 뒤 60℃로 식힌 후, 패트리 접시에 4분 도말하였던 락토바실러스 플랜타럼을 백금이를 이용해 액체배지로 옮겨 37℃에서 48시간동안 배양하였다. 액체배지에서 배양한 락토바실러스 플랜타럼을 콩 무게의 2%로 접종하여, 인큐베이터에서 37℃ 에 72시간 동안 발효시킨 후 얻어진 발효물을 동결건조시키고 분말화하여 하기 실험에 사용하였다.
실험예 1
상기 실시예 2에서 얻어진 발효렌틸콩과 대조군으로 일반 렌틸콩의 성분변화를 다음과 같이 측정하였다. 얻어진 발효 렌틸콩 5 g을 정밀히 달아 100 ㎖의 농축플라스크에 취하고, 감압농축 후 수포화 부탄올 50ml를 가하여 환류 냉각기를 붙여 수욕 중에서 70 ~ 80℃로 약 1시간 가열 추출한 다음 냉각한 후 여과하고 잔류물에 대하여 같은 조작을 계속 2회 반복하였다. 여지는 수포화 부탄올 10 로 세척하고 여액 및 세척액을 합하여 250㎖ 분액깔때기에 넣고 물 20 ㎖로 잘 진탕시켜 수세하였다. 수포화 부탄올 추출액 전액을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 수욕 중에서 감압 농축하여 부탄올을 제거한 다음 그 잔류물에 에테르 50 ㎖를 넣고 환류냉각기를 붙여 수욕 중에서 36℃로 30분간 가열하여 탈지시킨 후 에테르를 제거하였다. 얻어진 잔류물에 10배의 메탄올을 가하여 완전히 용해한 다음 필터(0.45 ㎛)를 사용하여 여과한 다음 고속액체크로마토그래피(HPLC)로 진세노사이드 성분을 정량분석하였으며, 그 결과는 다음 표 3과 같다. 상기 HPLC 조건은 다음과 같다.
기구 : Shimadzu Prominence
칼럼 : Gromsil ODS 4.6(i, d) × 250mm
이동상 A: 아세토니트릴:증류수=15:85
이동상 B: 아세토니트릴:증류수=80:20
유속 : 1.0 ㎖/min
검출기 : ELSD(Alltech)
상기 표 3의 결과로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 일반적인 발효전 렌틸콩의 경우, 소이사포닌 Ⅳ 및 사포게놀의 함량이 약 0.1 내지 0.2mg/g 수준에 불과하였으나, 본 발명에 따라 새롭게 분리된 균주를 사용하여 제조한 발효 렌틸콩은 소이사포닌 Ⅳ 및 사포게놀 함량은 0.4 내지 0.5mg/g으로 대조군에 비해서 최소 2배 이상 높은 수준을 나타내었다.
실험결과 측정 및 분석방법
하기 실험예 2, 3에서 실험결과 측정 및 분석방법은 하기 (1) 내지 (3)과 같다.
(1) 혈장 총 콜레스테롤 측정
혈장 총 콜레스테롤의 측정은 살레의 방법(Sale, F.O., et al., Anal. Biochem., 142, pp347-348, 1984)에 기초를 하였다.
즉, 혈청 중에는 유리형 및 에스테르형 콜레스테롤이 존재하며 에스테르형에 콜레스테롤에스테르 가수분해효소 (hydrolase)를 반응시키면 유리형과 지방산으로 분해되고 유리형에 콜레스테롤 산화효소를 반응시키면 H2O2 와 δ-콜레스테논(Cholestenone)이 생성된다. 생성된 H2O2 에 과산화효소와 4-아미노안티피린 및 페놀을 동시에 반응시키면 산화적 축합반응으로 퀴논이 생성되며 이를 비색하여 콜레스테롤을 정량하는 방법을 사용하여 37℃에서 5분간 반응시킨 후 500nm에서 검체 및 표준으로 흡광도를 측정하여 정량하였다.
(2) 혈장 중성지방 측정
혈장 중 중성지방은 부오콜의 방법(Buoccole, G. and David, H. Clin. Chem., 19, pp476, 1973)에 기초를 하여 다음과 같은 방법으로 측정하였다.
중성지질은 트리글리세라이드는 리파아제에 의해서 글리세롤과 지방산으로 분해되고 글리세롤은 다시 글리세롤-1-포스 페이트 변화되고, 글리세롤-1-포스페이트는 GPO에 의해 분해되어 H2O2가 생성되며, 생성된 H2O2 는 아미노아티피린 및 TOOS와 반응하여 산화적 축합반응으로 적색의 퀴논을 생성하며 이를 비색하여 중성지방을 정량하는 방법을 사용하여 37℃에서 5분간 반응시킨 후 546nm에서 검체 및 표준으로 흡광도를 측정하여 정량하였다.
(3) 통계분석
하기 모든 결과는 평균±표준오차로 나타내었으며, 대조군과 발효렌틸콩군 사이의 유의성 검정은 스튜던트 t-테스트 (Student's t-test)로 α = 0.05 수준에서 검정하였다.
실험예 2. 정상쥐에 있어서 발효렌틸콩의 혈중 지질 저하효과
2-1. 실험동물의 사육
이유한 스프라그 도올리(Sprague Dawley, SD)계 웅성 흰쥐 (n=20)를 1주일간의 대조 식이(basal diet)로 적응시킨 후 각군의 평균 체중이 동일하도록 난괴법으로 대조군 및 발효렌틸콩군으로 두 군으로 나누었다. 각 군에게 AIN-76 식이를 기본으로 하여 제조한 대조 식이 또는 동결 건조한 발효렌틸콩을 단백질 급원으로 하는 발효렌틸콩함유 식이를 8주간 자유급식으로(ad libitum) 섭취시켰다.
각 식이의 성분 및 함량은 표 3에 나타내었다. 발효렌틸콩 함유 식이는 동결건조한 발효렌틸콩을 39.3% 함유하도록 제조하였으며, 대조 식이의 단백질 급원은 카제인(casein), 발효렌틸콩 함유 식이의 단백질 급원은 발효렌틸콩으로 하였다. 두 종류 식이의 단백 질, 지방, 총 식이섬유의 함량을 동량이 되게 하였고, 복합당과 단순당의 함량도 유사하도록 하였다.
사육실의 온도 및 습도는 20∼25℃, 50∼60%로 유지하였고, 명암은 12시간 간격으로 점등 및 소등을 하였다. 동물 체중과 식이섭취량은 매주 3회 측정하여 그 결과를 표 4(대조식이(basal diet)과 발효렌틸콩함유 식이(Fermented Lentil bean diet)의 식이 조성)에 나타내었다.
발효렌틸콩을 8주간 섭취한 정상쥐에 있어서 식이섭취량 및 체중 증가량을 측정한 결과는 표 5 (정상쥐에 있어서 대조군과 발효렌틸콩군의 섭취군 식이섭취량 및 체중증가량 )와 같다. 체중증가량 및 식이섭 취량은 대조군과 발효렌틸콩 섭취군간에 유의적인 차이가 없었다.
2-2. 동물 희생 및 콜레스테롤, 중성지방 함량 측정
실험동물에게 8주간 식이를 제공하여 사육한 후, 쥐를 14시간 동안 절식시키고 EDTA(ethylene diamine teteracetic acid)를 처리한 주사기로 심장에서 채혈하여 희생시킨 후, 혈액을 채취하여 3000rpm에서 15분 동안 4℃에서 원심분리 시킨 후 혈장(plasma)을 분리하였다. 혈장 총 콜레스테롤 및 중성지방 함량은 참조예 1 및 2의 방법에 따라 측정되었다.
발효렌틸콩군의 혈장 총 콜레스테롤의 함량이 56.79±4.09mg/dL로 나타나, 대조군(77.82±7.79mg/dL)에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 중성지방 함량도 대조군은 99.98±5.87mg/dL로 나타났으며, 발효렌틸콩군은 87.93±2.88mg/dL로 유의적으로 낮게 나타났다
따라서 장기간의 발효렌틸콩 섭취는 고 중성지방혈증을 감소시켜 동맥경화증 유발 등 심혈관계 질환의 예방에 기여하리라고 볼 수 있다.
실험예 3 : 당뇨쥐에 있어서 발효렌틸콩의 지질대사 개선
3-1. 실험동물
건강한 스프라그 도올리(SD)계 흰쥐에게 스트렙토조토신 (STZ, Sigma Co., USA, 100mg/kg BW)을 대퇴부 근육에 1회 주사하여 당뇨병을 유발하였다. 스트렙토조토신은 0.1M 시트르산 완충액(citrate buffer, pH 4.5)에 용해 시켜 사용하였다. 흰쥐를 생후 3주에 이유시키고, 정제형 식이(chow)를 10주간 자유급식으로(ad libitum) 섭취시켰다. 흰쥐를 밤 동안 12시간 절식시킨 후, 공복상태에서 꼬리 정맥으로부터 채혈하여 간이혈당계(Glucotrend, Germany)로 측정한 혈당 수준이 150mg/㎗ 이상일 때, 당뇨병이 유발된 동물로 제2형 당뇨모델로 하였다(Schaffer, S.W. and Mozaffari, M. CRC Press. pp231-255, 1996).
당뇨병이 유발된 흰쥐(n=18)를 각 군의 평균 체중이 같도록 난괴법으로 대조군 및 발효렌틸콩군으로 두 군으로 나누어 카제인을 단백질 급원으로 하는 AIN-93G 식이와 동결 건조한 발효렌틸콩을 단백질 급원으로 하는 발효렌틸콩함유 식이를 8주 동안 자유 급식으로 공급하였다. 대조군 식이와 발효렌틸콩 함유 식이의 단백질, 지방 및 식이섬유 함량이 동일하게 하였고 복합당과 단순당의 비율도 동일하도록 하였고 발효렌틸콩 식이는 40.1%의 발효렌틸콩을 함유하도록 하였다(표 6 참조).
모든 동물은 온도 20∼25℃, 습도 50∼60%, 명암주기 12시간으로 조절되는 사육환경에서 실험을 하였다. 동물의 체중 변화 및 식이 섭취량을 사육기간 동안 매주 3회 측정하여 표 6에 나타내었다.
<110> 11, 22
<120> Novel Lactobacillus sp. and Fermented Lentil Bean and Method for
Preparing the Same
<130> 181228
<160> 1
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 1448
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Lactobacillus plantarum NST 1801
<400> 1
cctaatacat gcaagtcgaa cgaactctgg tattgattgg tgcttgcatc atgatttaca 60
tttgagtgag tggcgaactg gtgagtaaca cgtgggaaac ctgcccagaa gcgggggata 120
acacctggaa acagatgcta ataccgcata acaacttgga ccgcatggtc cgagtttgaa 180
agatggcttc ggctatcact tttggatggt cccgcggcgt attagctaga tggtggggta 240
acggctcacc atggcaatga tacgtagccg acctgagagg gtaatcggcc acattgggac 300
tgagacacgg cccaaactcc tacgggaggc agcagtaggg aatcttccac aatggacgaa 360
agtctgatgg agcaacgccg cgtgagtgaa gaagggtttc ggctcgtaaa actctgttgt 420
taaagaagaa catatctgag agtaactgtt caggtattga cggtatttaa ccagaaagcc 480
acggctaact acgtgccagc agccgcggta atacgtaggt ggcaagcgtt gtccggattt 540
attgggcgta aagcgagcgc aggcggtttt ttaagtctga tgtgaaagcc ttcggctcaa 600
ccgaagaagt gcatcggaaa ctgggaaact tgagtgcaga agaggacagt ggaactccat 660
gtgtagcggt gaaatgcgta gatatatgga agaacaccag tggcgaaggc ggctgtctgg 720
tctgtaactg acgctgaggc tcgaaagtat gggtagcaaa caggattaga taccctggta 780
gtccataccg taaacgatga atgctaagtg ttggagggtt tccgcccttc agtgctgcag 840
ctaacgcatt aagcattccg cctggggagt acggccgcaa ggctgaaact caaaggaatt 900
gacgggggcc cgcacaagcg gtggagcatg tggtttaatt cgaagctacg cgaagaacct 960
taccaggtct tgacatacta tgcaaatcta agagattaga cgttcccttc ggggacatgg 1020
atacaggtgg tgcatggttg tcgtcagctc gtgtcgtgag atgttgggtt aagtcccgca 1080
acgagcgcaa cccttattat cagttgccag cattaagttg ggcactctgg tgagactgcc 1140
ggtgacaaac cggaggaagg tggggatgac gtcaaatcat catgcccctt atgacctggg 1200
ctacacacgt gctacaatgg atggtacaac gagttgcgaa ctcgcgagag taagctaatc 1260
tcttaaagcc attctcagtt cggattgtag gctgcaactc gcctacatga agtcggaatc 1320
gctagtaatc gcggatcagc atgccgcggt gaatacgttc ccgggccttg tacacaccgc 1380
ccgtcacacc atgagagttt gtaacaccca aagtcggtgg ggtaaccttt taggaaccag 1440
ccgcctaa 1448
Claims (10)
- 소이사포닌 Ⅳ의 함량은 0.3 내지 1 mg/g이고, 소이사포게놀의 함량은 0.3 내지 1 mg/g 으로 사포닌 생물전환능을 갖는 신규 락토바실러스속 균주인 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주.
- 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주로 발효된 렌틸콩에서 소이사포닌 Ⅳ의 함량은 0.3 내지 1 mg/g이고, 소이사포게놀의 함량은 0.3 내지 1 mg/g 으로 생물전환되어 중성지방과 콜레스테롤 수치를 감소시켜 지질 대사를 개선하는 것을 특징으로 하는 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- (S1) 렌틸콩에 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주를 접종하는 단계;
(S2) 상기 접종된 렌틸콩을 발효시키는 단계; 및
(S3) 상기 발효 렌틸콩에서 소이사포닌 Ⅳ의 함량은 0.3 내지 1 mg/g이고, 소이사포게놀의 함량은 0.3 내지 1 mg/g으로 생물전환하는 단계를 포함하는 중성지방과 콜레스테롤 수치를 감소시켜 지질 대사를 개선하는 것을 특징으로 하는 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 렌틸콩은 로스팅된 렌틸콩, 고온고압처리된 렌틸콩, 렌틸콩 파쇄물, 발아 렌틸콩, 렌틸콩 분말 및 렌틸콩 추출액으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum) NST1801(기탁번호: KCCM12421P) 균주는 상기 렌틸콩 전체 중량을 기준으로 1 내지 5 중량% 접종하는 것을 특징으로 하는 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 발효는 30 내지 50℃에서 60 내지 80시간 동안 발효시키는 것을 특징으로 하는 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 (S2) 단계에서 얻은 발효물을 동결건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 렌틸콩을 포함하는 건강기능식품 조성물의 제조방법.
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