KR102169156B1

KR102169156B1 - 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii)를 이용하여 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법

Info

Publication number: KR102169156B1
Application number: KR1020180162498A
Authority: KR
Inventors: 임푸름; 김상범; 최애진; 황인국; 김찬우; 최정숙
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-10-22
Also published as: KR20200073857A

Abstract

본 발명은 기탁번호 KCTC6957로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6957 균주 또는 기탁번호 KCTC6958로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주를 도라지에 접종하고 발효하는 단계를 포함하는 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법에 관한 것으로, 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주 또는 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주로 발효시킨 도라지는 다른 아스퍼질러스 속 균주로 발효시킨 도라지보다 플라티코시드 E 함량이 높음을 확인하였다. 본 발명의 방법을 통해 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시킬 수 있는 바, 본 발명의 방법으로 제조된 도라지는 산업적 활용도가 뛰어나다.

Description

아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii)를 이용하여 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법{Method for increasing platycodin E content in Platycodon grandiflorum using Aspergillus shirousamii}

본 발명은 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다.

도라지(Platycodon grandiflorum)는 초롱꽃과의 쌍떡잎식물로 여러해살이풀이며, 전체에 털이 없고 뿌리는 비대하고, 줄기는 하나 또는 모여서 나며, 전국 각지 산야에서 자생한다. 우리나라에서는 주로 식용으로 많이 쓰였으나, 약리 성분 및 약리학적인 기능을 인정받아 식용 뿐만 아니라 건강기능식품으로서도 소비량이 증가하면서 그 재배면적이 확대되고 있다. 한방에서는 뿌리 또는 주피를 제거하여 길경이라는 약재를 만들 때 사용하는데, 이 약재는 진해 및 거담에 이용되며 추출액은 진정, 해열, 진통, 진해, 거담, 혈당강하, 콜레스테롤 대사개선, 항콜린, 항암 및 위산분비억제 효과가 있다.

도라지는 당질, 칼슘과 철분 등이 풍부하게 들어있는 알칼리성 식품으로 사포닌(saponin)을 주요 약리 성분으로 한다. 도라지에 함유된 사포닌으로는 플라티코디제닌(platycodigenin)을 비당체(aglycon)로 하는 플라티코딘(platycodin) A, C, D, D2, D3, 플라티코디제닌 산(platycodigenic acid) A1 내지 A5, C, 폴리갈라식산(polygalacic acid), 폴리갈라신(polygalacin) D, D2, 플라티코디제닌, 플라티코디젠-3-O-β-D-글루코피라노시드 등이 있다. 상기 사포닌 성분은 진해, 거담작용, 중추신경억제작용(진정, 진통, 해열), 혈관을 확장하여 혈압을 낮추는 항 콜린작용, 혈당강하, 콜레스테롤 대사 개선, 항콜린, 항암, 위산분비억제, 항궤양, 배농 등의 활성이 알려져 있고, 화농성 종기, 천식 및 폐결핵의 거담제로서 늑막염 등에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Kawashima K et al., 1972, Chem. Pharm. Bull. 20: 755-758, Kato H et al., 1973, Jpn. J. Pharmacol. 23: 709-716).

특히, 플라티코시드 E는 항암, 항산화, 항아토피 등 다양한 효과가 있는 것으로 보고되어 있고, 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1131108호는 플라티코시드 E를 유효성분으로 함유하는 아토피 피부염의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을, 대한민국 공개특허 제10-2011-0061976호는 플라티코시드 E 및 플라티코딘 D를 유효성분으로 함유하는 심근경색의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 개시하고 있다.

따라서, 다양한 약리 활성을 갖는 플라티코시드 E의 함량을 도라지에서 증진시키는 방법은 국산 도라지의 경쟁력을 강화하고 산업적 활용을 확대할 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법 및 플라티코시드 E 함량이 증진된 도라지를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호 KCTC6957로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6957 균주 또는 기탁번호 KCTC6958로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주를 도라지에 접종하고 발효하는 단계를 포함하는 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 플라티코시드 E 함량이 증진된 도라지를 제공한다.

본 발명은 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 아스퍼질러스 속 10종의 균주를 각각 도라지에 접종하고 발효한 결과, 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주 또는 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주로 발효시킨 도라지는 다른 아스퍼질러스 속 균주로 발효시킨 도라지보다 플라티코시드 E 함량이 높음을 확인하였다. 본 발명의 방법을 통해 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시킬 수 있는 바, 본 발명의 방법으로 제조된 도라지는 산업적 활용도가 뛰어나다.

도 1은 아스퍼질러스 속 균주를 도라지에 접종하고 발효하는 과정을 나타낸 도이다.
도 2는 균주를 접종하지 않은 도라지(비교예 1)의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 아스퍼질러스 아와모리(Aspergillus awamori) 30790 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 아스퍼질러스 아와모리(Aspergillus awamori) 60247 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 아스퍼질러스 루추엔시스(Aspergillus luchuensis) CF1005 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) CF1003 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6954 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6955 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6956 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6957 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6958 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 12는 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6959 균주로 발효시킨 도라지의 HPLC 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 13은 균주를 접종하지 않은 도라지(비교예 1) 및 아스퍼질러스 속 10종의 균주로 발효시킨 도라지(실시예 1)의 플라티코시드 E의 함량을 나타낸 도이다.
도 6은 균주를 접종하지 않은 도라지(비교예 1) 및 아스퍼질러스 속 10종의 균주로 발효시킨 도라지(실시예 1)의 플라티코시드 E의 증가율을 나타낸 도이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 기탁번호 KCTC6957로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6957 균주 또는 기탁번호 KCTC6958로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주를 도라지에 접종하고 발효하는 단계를 포함하는 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.

상기 발효는 25 내지 50℃의 온도에서 3 내지 10일 동안 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 발효는 25 내지 45℃, 30 내지 50℃, 30 내지 45℃, 35 내지 45℃, 30 내지 40℃, 또는 35 내지 40℃일 수 있다. 또한, 상기 발효는 4 내지 10일, 3 내지 9일, 4 내지 9일, 5 내지 9일, 또는 6 내지 8일 동안 수행될 수 있다. 상기 발효 온도 또는 발효 시간 조건을 벗어난 범위에서는 도라지의 플라티코시드 E 함량이 증진되지 않을 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 발효는 37℃의 온도에서 7일 동안 수행될 수 있다.

또한, 상기 발효는 50 내지 90%의 습도 조건에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 발효는 55 내지 90%, 50 내지 85%, 55 내지 85%, 60 내지 85%, 55 내지 80%, 60 내지 80%, 또는 65 내지 75%일 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 상기 발효는 70%의 습도 조건에서 수행될 수 있다.

상기 도라지는 수분 함량이 30 내지 50%일 수 있다. 구체적으로, 상기 도라지는 수분 함량이 30 내지 45%, 35 내지 50% 또는 35 내지 45%일 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 상기 도라지는 수분 40%로 조정된 것일 수 있다.

상기 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주 또는 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주는 도라지 중량 대비 0.03 내지 0.1중량%로 접종할 수 있다. 본 발명에 일 실시예에 의하면, 상기 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주 또는 6958 균주는 포자 형태로 도라지 중량 대비 0.05 중량%로 접종될 수 있다.

상기 도라지는 통도라지, 세절된 도라지 또는 도라지 분말일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 도라지 분말은 동결건조한 도라지를 분말화한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 방법으로 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 방법은 기탁번호 KCTC6957로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6957 균주 또는 기탁번호 KCTC6958로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주를 도라지에 접종하고 발효하는 단계를 포함하는 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법일 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 아스퍼질러스 속 10종의 균주를 각각 도라지에 접종하고 발효한 결과, 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주 또는 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주로 발효시킨 도라지는 다른 아스퍼질러스 속 균주로 발효시킨 도라지보다 플라티코시드 E 함량이 높음을 확인하였다. 구체적으로, 균주를 접종하지 않은 도라지(비교예 1)와 비교하여, 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주로 발효시킨 도라지는 약 170%, 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주로 발효시킨 도라지는 약 160%로 플라티코시드 E 함량이 증가함을 확인하였다 (표 3 및 도 2 내지 도 14 참조).

따라서, 본 발명의 방법은 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 데 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 아스퍼질러스 속 균주로 배양한 도라지의 제조

하기 표 1의 아스퍼질러스 속 균주 10종을 분양받거나 구매하여 도라지에 접종하여 배양하였다.

구체적으로, 도라지 원물을 동결건조한 후 분쇄하고, 도라지 분말 20 g에 3차 증류수 8 mL를 가하여 수분을 40%로 조정하였다. 수분이 조정된 도라지를 멸균기에 넣어 121℃에서 15분 동안 멸균하고, 스패츌라를 이용하여 멸균되어 응집된 도라지를 풀어주었다. 하기 표 1의 아스퍼질러스 균주의 포자가 형성된 배지로부터 φ2 mm 코르크를 사용하여 균을 채취하고, 이를 멸균된 도라지 시료에 중량 대비 각각 0.05%로 접종하고 습도 70%, 온도 37℃로 설정된 배양기에 넣어 7일간 발효시켰다. 발효가 진행되는 동안 균이 고르게 자랄 수 있도록 중간과정마다 내용물을 섞어 주었다. 배양이 완료된 각각의 도라지 배양액에 70% 에탄올을 첨가하고 교반기를 이용하여 25℃에서 6시간 동안 추출하였다. 추출이 완료된 각 추출물을 감압 여과하여 부산물을 제거하고 여액을 동결건조하였다.

균주명	출처
Aspergillus awamori 30790	한국종균협회 분리균 분양
Aspergillus awamori 60247	한국종균협회 분리균 분양
Aspergillus luchuensis(백국균) CF1005	상업용 종균 구입
Aspergillus oryzae(황국균) CF1003	상업용 종균 구입
Aspergillus shirousami 6954	한국생명공학연구원 분리균 분양
Aspergillus shirousami 6955
Aspergillus shirousami 6956
Aspergillus shirousami 6957
Aspergillus shirousami 6958
Aspergillus shirousami 6959

<비교예 1> 도라지 추출물의 제조

도라지 시료에 아스퍼질러스 균주를 접종하지 않고, 오로지 도라지 시료만을 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도라지 추출물을 제조하고 동결건조하였다.

<실험예 1> 아스퍼질러스 속 균주로 배양한 도라지의 플라티코시드 E 함량 변화 확인

아스퍼질러스 속 균주 10종을 각각 접종하여 발효시킨 도라지의 플라티코시드 E 함량 변화를 HPLC 분석을 통해 확인하였다.

먼저, 실시예 1에서 수득한 동결건조된 도라지 추출물을 분말화하고, 분말 0.2 g을 70% 에탄올 2 mL에 녹였다. 용해된 시료에 70% 에탄올 용매를 넣고 3,000 rpm으로 5분 동안 원심분리하고, 0.22 ㎛ 필터를 이용하여 상층액을 여과하였다. HPLC 기기(Waters e2695)을 이용하여 여액의 플라티코시드 E 함량을 측정하였다. 컬럼은 Kintex XB-C18 (4.6×250mm, 5 ㎛)을 이용하였고, 컬럼의 온도 25℃로 설정하였다. 이동상은 하기 표 1의 조건대로 이용하였고, 0.8 mL/min 유속으로 20 ㎕ 주입하였다. 검출기는 204 nm의 UV 검출기를 이용하였다. HPLC 결과를 바탕으로 플라티코시드 E에 해당되는 피크의 Area 값을 산출하여 플라티코시드 E의 함량을 나타내었다 (표 3, 도 2 내지 도 14). 증가율은 대조군인 비교예 1의 값과 비교하여 증가된 비율을 나타낸 것이다.

시간(분)	용매
시간(분)	아세토니트릴(%)	물(%)
0	10	90
5	10	90
25	22	78
50	28	72
65	35	65
70	60	40
76	95	5
83	95	5
89	50	50
94	10	90
105	10	90

	플라티코시드 E
	함량 (㎍/mL)	증가율(%)
비교예 1	0.0282	100
Aspergillus awamori 30790	0.0262	92.9078
Aspergillus awamori 60247	0.0284	100.7092
Aspergillus luchuensis(백국균) CF1005	0.0288	102.1277
Aspergillus oryzae(황국균) CF1003	0.0278	98.58156
Aspergillus shirousami 6954	0.0345	122.3404
Aspergillus shirousami 6955	0.0299	106.0284
Aspergillus shirousami 6956	0.0273	96.80851
Aspergillus shirousami 6957	0.0481	170.5674
Aspergillus shirousami 6958	0.0452	160.2837
Aspergillus shirousami 6959	0.0277	98.22695

그 결과, 균주를 접종하지 않은 도라지(비교예 1)와 비교하여, 아스퍼질러스 시로우사미 6957 및 6958 균주 외 다른 아스퍼질러스 속 균주를 접종한 도라지는 플라티코시드 E 함량이 증가하지 않은 반면에, 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주 또는 6958 균주를 접종한 도라지는 각각 약 170%, 160% 만큼 플라티코시드 E 함량이 증가한 것으로 나타났다 (표 3, 도 2 내지 도 14).

Claims

기탁번호 KCTC6957로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii) 6957 균주 또는 기탁번호 KCTC6958로 기탁된 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주를 도라지에 접종하고 발효하는 단계를 포함하는 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 발효는 25 내지 50℃의 온도에서 3 내지 10일 동안 수행되는, 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 발효는 50 내지 90%의 습도 조건에서 수행되는, 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 도라지는 수분 함량이 30 내지 50%인, 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 아스퍼질러스 시로우사미 6957 균주 또는 아스퍼질러스 시로우사미 6958 균주는 도라지 중량 대비 0.03 내지 0.1 중량%로 접종하는, 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 도라지는 통도라지, 세절된 도라지 또는 도라지 분말인, 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법.
제6항에 있어서,
상기 도라지 분말은 동결건조한 도라지를 분말화한 것인, 도라지의 플라티코시드 E 함량을 증진시키는 방법.
제1항의 방법으로 제조된 플라티코시드 E 함량이 증진된 도라지.