KR102315134B1 - 장기능 개선용 발효 키위 분말 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 키위 퓨레와 유산균을 일정 비율로 혼합하여 발효시킨 발효 키위 분말에 관한 것이다. 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 대사 산물 및 유산균을 높은 함량으로 포함하고 있어 장의 연동 운동을 활발하게 하여 장 기능을 증진시키고 변비를 개선하는 효과가 우수하다. 또한, 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 분말 형태로 제공되어 유통 및 보관이 편리하고, 항산화, 항균, 및 항염증 활성이 우수할 뿐만 아니라, 키위의 유용 생리활성물질과 유산균을 동시에 섭취할 수 있는바, 장기능 개선 및 항산화, 항균, 및 항염증 등 다양한 용도로 식품 및 의약품 산업에서 유용하게 활용될 수 있다.

Description

장기능 개선용 발효 키위 분말 및 이의 제조방법{FERMENTED KIWI POWDER FOR IMPROVING BOWEL FUNCTION AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 발명은 키위 퓨레와 유산균을 일정 비율로 혼합하여 발효시킨 발효 키위 분말에 관한 것이다.
키위는 클로로필, 카로티노이드, 폴리페놀, 플라보노이드와 같은 생리 활성물질이 풍부하게 함유되어 활성산소종(Reactive oxygen species, ROS)을 소거하는 항산화 작용이 뛰어나며, 퀴닌산, 시트르산, 말산 등의 유기산이 많이 들어 있어 키위의 특유한 향과 맛을 가지고 있다. 또한, 키위에는 스트레스에 저항할 수 있는 코티존(cortisone) 호르몬의 분비를 촉진하는 비타민 C가 많이 함유되어 있어서 피로회복과 독한 감기의 예방에도 좋은 효과를 나타낸다.
그러나 키위는 쉽게 물러지는 성질 때문에 저장성이 낮고, 일정 기간이 지나면 기호도가 떨어지는 단점이 있어 키위를 이용한 적절한 가공식품의 개발이 요구되고 있으나, 키위의 가공식품은 미미한 실정이다. 또한, 유산균(lactic acid bacteria)은 당류를 발효하여 젖산 및 다양한 대사산물을 생산하는 미생물로 최근에는 건강 증진과 질병을 예방하고자 하는 프로바이오틱스(probiotics)로서의 연구가 폭넓게 진행되고 있으며, 유산균의 이러한 기능성을 바탕으로 최근 오미자 유산균 발효물, 감귤 유산균 발효물, 베리 유산균 발효물, 파프리카 유산균 발효물 등이 연구되고 있으나, 아직까지 유산균을 이용한 키위 가공품 및 이의 효능에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이다.
국내 특허 출원번호 : 10-2015-0110841 국내 특허 출원번호 : 10-2015-0184193
이에, 본 발명자들은 발효 키위 분말의 효과적인 제조방법을 연구해 오던 중, 키위의 껍질을 제거하고 전처리 과정을 통해 키위를 씨가 제거된 퓨레 상태로 준비한 뒤, 배양 후 원심분리한 유산균들과 혼합하여 발효 및 동결건조시켜 분말화한 발효 키위 분말의 장 기능 개선 효과가 우수하며, 항산화, 항균, 항염증 활성이 현저히 증가됨을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 1) 키위 과육을 세절 및 마쇄하여 키위 퓨레를 준비하는 단계; 2) 락토바실러스(Lactobacillus sp .) 균주를 배양하여 유산균 배양액을 준비하는 단계; 3) 상기 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 혼합하는 단계; 및 4) 상기 혼합된 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 건조시켜 분말화하는 단계;를 포함하는 발효 키위 분말의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 제조방법으로 생산된 발효 키위 분말 및 이의 용도를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 키위 과육을 세절 및 마쇄하여 키위 퓨레를 준비하는 단계; 2) 락토바실러스(Lactobacillus sp .) 균주를 배양하여 유산균 배양액을 준비하는 단계; 3) 상기 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 혼합하는 단계; 및 4) 상기 혼합된 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 건조시켜 분말화하는 단계;를 포함하는 발효 키위 분말의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 생산된 발효 키위 분말을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 장 기능 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물 및 변비 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 항산화용 조성물, 항균용 조성물 및 항염증용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 발효 키위 분말은 대사산물 및 유산균을 높은 함량으로 포함하고 있어 장의 연동 운동을 활발하게 하여 장 기능을 증진시키고 변비를 개선하는 효과가 우수하다. 또한, 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 분말 형태로 제공되어 유통 및 보관이 편리하고, 항산화, 항균, 및 항염증 활성이 우수할 뿐만 아니라, 키위의 유용 생리활성물질과 유산균을 동시에 섭취할 수 있는바, 장기능 개선 및 항산화, 항균, 및 항염증 등 다양한 용도로 식품 및 의약품 산업에서 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 발효 키위 분말의 제조공정도이다.
도 2는 유산균 균주에 따른 발효 키위 분말의 DPPH 라디칼 소거 활성 실험 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 유산균 균주에 따른 발효 키위 분말의 ABST 라디칼 소거 활성 실험 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 유산균 균주에 따른 발효 키위 분말의 NO, IL-6 생성 억제 활성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 발효 키위 분말 처리에 따른 농도별 세포 증식 실험 결과를 나타낸 도이다(*: vs 0mg/ml, **: p<0.01, ***: p<0.001).
도 6은 본 발명의 발효 키위 분말 처리에 따른 농도별 NO 생성량 변화를 확인한 결과를 나타낸 도이다(*: vs LPS, *: p<0.001).
도 7은 본 발명의 발효 키위 분말 처리에 따른 농도별 PGE2 생성량 변화를 확인한 결과를 나타낸 도이다(*: vs LPS, *: p<0.001).
도 8은 본 발명의 발효 키위 분말 처리에 따른 농도별 IL-6 생성량 변화를 확인한 결과를 나타낸 도이다(*: vs LPS, *: p<0.001).
도 9는 본 발명의 발효 키위 분말 처리에 따른 농도별 TNF-α 생성량 변화를 확인한 결과를 나타낸 도이다(*: vs LPS, *: p<0.001).
도 10은 대장염 동물모델에서 본 발명의 발효 키위 분말 처리에 따른 체중 변화 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 대장염 동물모델에서 본 발명의 발효 키위 분말 처리에 따른 DAI 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 12는 대장염 동물모델에 본 발명의 발효 키위 분말 처리 후, 대장 길이를 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 13은 대장염 동물모델에 본 발명의 발효 키위 분말 처리 후, 대장 조직을 H&E 염색한 결과를 나타낸 도이다.
도 14는 대장염 동물모델에 본 발명의 발효 키위 분말 처리 후, 대장 조직에서 MPO 수치를 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 15는 대장염 동물모델에 본 발명의 발효 키위 분말 처리 후, 대장 조직에서 염증성 사이토카인인 IL-6 및 TNF-α의 수준를 확인한 결과를 나타낸 도이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 1) 키위 과육을 세절 및 마쇄하여 키위 퓨레를 준비하는 단계; 2) 락토바실러스(Lactobacillus sp .) 균주를 배양하여 유산균 배양액을 준비하는 단계; 3) 상기 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 혼합하는 단계; 및 4) 상기 혼합된 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 건조시켜 분말화하는 단계;를 포함하는 발효 키위 분말의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 키위는 품종 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 Actinidia chinensis 속(골드키위)을 사용할 수 있고, 구체적인 품종은 제시골드(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'Jecy Gold'), 한라골드(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'Halla Gold'), 해금(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'Haegum'), 제스프리골드(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'Hort16A'), 제스프리썬골드(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'Zesy002'), 제스프리 제시003(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'Zesy003'), 제스프리 제쉬004(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'Zesh004'), 도리(Actinidia chinensis Planch var. chinensis 'AC1536') 및 진골드(Actinidia chinensis Planch 'Jintao')로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 1) 단계의 키위 퓨레는 세절 및 마쇄 후 씨를 제거하여 준비되는 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실험예에서는, 키위 과실을 세척하고 당도가 13 Brix 이상인 것을 원료로 선별한 뒤, 선별한 과실의 과피를 벗기고 과육을 세절 및 마쇄한 다음, 거름망에 걸러진 씨를 제거하고, 교반하여 균질화시켜 키위 퓨레를 제조하였다.
본 발명에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스(Lactobacillus sp .) 균주일 수 있으며, 바람직하게는 락토바실러스 엑시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri), 락토바실러스 델브루에키이 서브스피시즈 불가리쿠스(Lactobacillus delbrueckii ssp . bulgaricus), 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실러스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 루테리(Lactobacillus reuteri), 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) 및 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 또는 락토바실러스 엑시도필러스를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 가장 바람직하게는, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 및 락토바실러스 엑시도필러스의 혼합 균주인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 혼합 균주는 동일한 CFU/ml을 기준으로, 1~10 : 1~10 : 1~10의 부피비로 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 1 : 1 : 1의 부피비로 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 실험예에서는, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 또는 락토바실러스 엑시도필러스 단독 균주를 배양하여 준비한 유산균 배양액과, 전처리하여 준비한 키위 퓨레를 혼합하는 경우 제조된 발효 키위의 장 기능 개선 효과 및 항산화능, 항균, 항염증 활성이 우수함을 확인하였다. 특히, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 및 락토바실러스 엑시도필러스의 3종의 혼합 균주와 키위 퓨레를 혼합하는 경우, 제조된 발효 키위 분말의 활성이 가장 우수함을 확인하였다.
본 발명에 있어서, 상기 유산균은 통상적인 락토바실러스 속 균주의 배양 방법을 통해 배양할 수 있다. 배지로는 천연배지 또는 합성배지를 사용할 수 있다. 배지의 탄소원은 예를 들어, 글루코스, 수크로스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토스 또는 그 조합으로 구성된 군이 선택될 수 있고, 바람직하게는 글루코스, 수크로스, 락토오스일 수 있고, 가장 바람직하게는 글루코스일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 탄소원은 1~20 중량%, 바람직하게는 1~4 중량%로 사용될 수 있다.
또한, 배지의 질소원은 탈지분유, 유청분말, 전지분유 또는 그 조합으로 구성된 군이 선택될 수 있고, 바람직하게는 탈지분유, 유청분말일 수 있으며, 가장 바람직하게는 탈지분유 및 유청분말의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 질소원은 1~20 중량%, 바람직하게는 1~4 중량%로 사용될 수 있다. 상기 탄소원, 질소원 및 무기염의 성분 이외에 아미노산, 비타민, 핵산 및 그와 관련된 화합물들이 배지에 첨가될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 3) 단계의 혼합은 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 60 내지 90 중량부 : 40 내지 10 중량부로 혼합할 수 있고, 바람직하게는 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 70 내지 90 중량부 : 30 내지 10 중량부로 혼합할 수 있고, 보다 바람직하게는 75 내지 85 중량부 : 25 내지 15 중량부로 혼합할 수 있다. 상기와 같은 비율로 혼합하여 키위를 발효시키는 경우 발효 후 높은 수준의 생균수 및 유기산을 비롯한 대사산물을 포함할 수 있었고, 이에 제조된 발효 키위 분말의 기능성 물질 함량 및 이의 활성을 증진시킬 수 있었다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 3) 단계는 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 혼합 후 이를 37℃에서 5 내지 10시간 동안 배양하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 4) 단계의 건조는 동결건조로 -40℃ 이하에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 동결건조 방법은 공지된 통상적인 동결건조 방법을 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 생산된 발효 키위 분말을 제공한다.
상기 발효 키위 분말은 일반 키위 분말에 비해 장의 연동 운동을 활발하게 하여 장 기능을 증진시키고 변비를 개선하는 효과가 우수하다. 또한, 상기 발효 키위 분말은 일반 키위 분말에 비해 항산화, 항균, 및 항염증 활성이 우수하여 다양한 용도로 식품 및 의약품 산업에서 유용하게 활용될 수 있다.
이에 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 장 기능 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에서, “장 기능 개선”은 장내 상피세포의 기능, 특히 소화관 내강 환경과 체내 환경을 구분하고 무분별한 물질 수송 또는 이동을 막는 장벽 기능(barrier function)의 개선, 손상된 장벽 기능의 회복, 나아가 장의 연동운동 촉진 및 배변 촉진을 모두 아우르는 넓은 의미로 사용된다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
상기 변비는 다양한 원인으로 유발되는 변비를 포함할 수 있다. 구체적으로, 과식 또는 스트레스 등이 주요한 원인인 일과성 변비, 운동부족이나 과로로 인해 복근력이 저하되어 발생하는 이완성 변비 또는 결장성 변비, 대장의 운동 기능 및 배변욕 저하로 인해 발생하는 상습성 또는 직장성 변비 및 대장의 운동이 너무 강하여 변의 통과를 방해하여 발생하는 경련성 변비일 수 있다.
또한, 본 발명의 변비는 약물에 의한 변비를 포함할 수 있다. 변비를 유발할 수 있는 약제로는 칼슘 통로 차단제, 항콜린성 약제, 진통제, 항우울제, 항히스타민제, 진경제, 항경련제, 알루미늄 함유 제산제, 철분 제제 등일 수 있으며, 구체적으로는 신경질환 또는 암과 같은 약물의 부작용으로 인한 변비일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 변비 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에서, "예방"은 조성물의 투여로 변비의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서, "치료"란 조성물의 투여로 변비 증세를 호전시키거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
상기 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게 상기 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 경피흡수제, 겔제, 로션제, 연고제, 크림제, 첩부제, 카타플라스마제, 페이스트제, 스프레이, 피부 유화액, 피부 현탁액, 경피 전달성 패치, 약물 함유 붕대 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있으며, 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스 (sucrose) 또는 락토오스 (lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜 (propyleneglycol), 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔 (witepsol), 마크로골, 트윈 61 (tween 61), 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 개, 고양이, 쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 경구 또는 비경구 등의 다양한 경로로 투여할 수 있으며, 예컨대 경구, 직장, 정맥, 근육, 피하, 자궁 내, 경막하, 뇌 내 또는 뇌실 내 주사에 의해 투여할 수 있다. 상기 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 보다 효과적인 예방 또는 치료를 위하여, 본 발명의 발효 키위 분말은 1일 0.0001 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100 mg/kg으로 투여함이 바람직하고, 투여는 하루에 한 번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다.
본 발명의 일 실험예에 있어서, 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 장 기능을 개선시켜 변비를 경감하거나 예방할 수 있고, 구체적으로 로페라미드를 투여하여 변비를 유발한 동물모델에 본 발명에 따른 발효 키위 분말 투여 시 소화관 이동률이 증가하고, 변의 무게와 수분 함량이 증가함을 확인하였다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 항산화용 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 바람직하게는 식품 조성물의 형태이다.
본 발명에 있어서, 상기 식품 조성물은 식품, 식품첨가제, 음료, 음료첨가제, 기능성 음료, 발효제품 및/또는 건강기능식품 등으로 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, "기능성 음료"는 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 포함할 수 있다. 상기의 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 수크로오스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100㎖ 당 일반적으로 약 0.01 내지 10g, 바람직하게는 약 0.01 내지 1g 이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, “발효제품”은 요구르트, 커드(curd), 치즈, 발효유, 분유, 우유 기재의 발효 제품, 아이스크림 및/또는 발효 곡물 제품(fermented cereal based product)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, "건강기능식품"은 건강보조의 목적으로 특정성분을 원료로 하거나 식품 원료에 들어있는 특정성분을 추출, 농축, 정제, 혼합 등의 방법으로 제조, 가공한 식품을 말한다.
본 발명의 발효 키위 분말을 건강기능식품 조성물로 사용할 경우, 상기 발효 키위 분말을 단독으로 사용하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상의 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있으며, 식품학적으로 허용가능한 식품 보조 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 발효 키위 분말은 천연물로부터 유래한 물질을 유효성분으로 하므로 안정성 면에서 문제가 없어 혼합량에 큰 제한은 없다.
본 발명의 발효 키위 분말이 사용될 수 있는 식품의 종류에는 제한이 없다. 아울러 본 발명의 발효 키위 분말을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 당업자의 선택에 따라 식품에 함유될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림 류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 본 발명에 따른 발효 키위 분말을 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 적용될 수 있는 식품에는 예컨대, 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: 스낵류), 유가공품 (예: 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품 (각종 김치류, 장아찌 등), 음료 (예: 과실, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료 (예, 라면스프 등) 등 모든 식품을 포함할 수 있다.
본 발명의 건강기능식품 조성물이 음료의 형태로 사용될 경우에는 통상의 음료와 같이 여러 가지 감미제, 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 외에 본 발명의 건강기능식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
본 발명에서, "항산화"는 산화를 억제하는 작용을 의미하는 것으로, 인체는 산화촉진물질(prooxidant)과 산화억제물질(antioxidant)이 균형을 이루고 있으나 여러 가지 요인들에 의하여 이런 균형상태가 불균형을 이루게 되고 산화촉진 쪽으로 기울게 되면, 산화적 스트레스(oxidative stress)가 유발되어 잠재적인 세포 손상 및 병리적 질환을 일으키게 된다. 이러한 산화적 스트레스의 직접적 원인이 되는 활성 산소종(reactive oxygen species, ROS)은 불안정하고 반응성이 높아 여러 생체물질과 쉽게 반응하고, 체내 고분자들을 공격하여 세포와 조직에 비가역적인 손상을 일으키거나 돌연변이, 세포독성 및 발암 등을 초래하게 된다. NO, HNO2, ONOO-와 같은 활성 질소종(reactive nitrogen species, RNS)은 염증 반응 시 대식세포 호중구 및 다른 면역 세포 들의 면역반응으로 인해 다량 생성되며, 이때 ROS도 같이 생성된다. 상기와 같은 활성산소는 체내에서 세포를 산화시켜 파괴시키며, 그에 따라 각종 질환에 노출되게 된다.
본 발명의 발효 키위 분말은 항산화 효과를 달성함으로써, 건강증진에 기여할 수 있다. 본 발명의 일 실험예에 있어서, 본 발명의 발효 키위 분말은 DPPH 라디칼 소거 활성 및 ABTS 라디칼 소거 활성이 우수함을 확인하였다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
본 발명에서, "항균(anti-bacterial)"이란 세균(bacteria) 등의 병원성 미생물 또는 위해 미생물의 성장을 저해하는 것뿐만 아니라 이의 생존을 저해하여 살균하는 것을 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서, "항균 조성물"이란 항미생물제를 총칭하는 의미인 항생제와 같은 의미일 수 있고, 항균제, 살균제, 방부제, 보존제 또는 제균제와 같은 의미일 수 있으며, 바람직하게는 그람 양성균 및 그람 음성균의 발육과 생활 기능을 저해하고 이의 생존을 저해할 수 있는 물질을 의미한다.
본 발명의 항균용 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 발효 키위 분말을 0.01 내지 99.99 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 99 중량%로 포함할 수 있으며, 상기 항균조성물의 사용방법 및 사용목적에 따라 유효성분의 함량을 적절히 조절할 수 있다.
상기 항균용 조성물은 위해 미생물 또는 병원성 미생물, 구체적으로는 그람 양성균 또는 그람 음성균에 대한 항균 활성을 갖는 항균조성물일 수 있고, 보다 상세하게는 리스테리아 모노키토게네스(Listeria monocytogenes), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli) 및 살모넬라 엔테리티디스(Salmonella enteritidis)에 대해 항균활성을 갖는 항균 조성물인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 항균용 조성물은 발효 키위 분말 외에 당질, 단백질, 지질, 비타민류 및 미네랄류를 포함할 수 있다.
상기 당질은 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택될 수 있으며, 일례로 벌꿀, 덱스트린, 수크로오스, 팔라티노스, 포도당, 과당, 물엿, 당알콜(sugar alcohol), 소르비톨, 크실리톨, 말티톨일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 단백질은 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택될 수 있으며, 일례로, 카제인(casein), 유청 단백질(whey protein) 등의 우유 유래 단백질, 대두 단백질, 이들 단백질의 트립신, 펩신 등의 동물 유래 효소 및 뉴트라아제(neutrase), 알칼라아제(alkilase)에 의한 가수분해물일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 지질은 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택될 수 있으며, 일례로, 제1가 포화지방산, 다가 불포화지방산을 포함하는 해바라기유, 채종유(rapeseed oil), 올리브유, 홍화유(safflower oil), 옥수수유, 대두유, 팜유(palm oil), 야자유 등의 각종 식물 유래 유지, 중쇄 지방산(middle-chain fatty acid), EPA, DHA, 대두유래 인지질, 우유 유래 인지질일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 비타민류는 특별한 제한은 없으며, 상기 미네랄류는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택될 수 있으며, 일례로, 인산칼륨, 탄산칼륨, 염화칼륨, 염화나트륨, 유산칼슘, 글루콘산칼슘, 판토텐산칼슘, 카제인칼슘, 염화마그네슘, 황산제1철, 탄산수소나트륨일 수 있으나, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 당질, 단백질, 지질, 비타민류 및 미네랄류 중 어느 것에 대해서도, 조성물의 항균성이 유지되는 한 상기 구체예에 한정되지 않고 다른 성분을 포함할 수 있으며, 각각의 함량은 항균성이 유지되는 한 제한되지 아니하고, 바람직하게는 전체 조성물 대비 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%일 수 있다.
또한, 상기 항균용 조성물은 다양한 형태로 제형화될 수 있으며, 일례로 분말, 과립, 정제, 환제, 당의정제, 캡슐제, 액제, 겔제, 시럽제, 슬러리제, 현탁액 또는 주사제 등의 제형으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 다양한 방법을 통하여 제형화 될 수 있다.
본 발명의 상기 항균용 조성물은 항균 활성이 요구되는 다양한 목적 및 용도로 사용될 수 있으며, 구체적으로는 병원성 미생물 감염에 의한 질병의 예방 또는 치료 효과가 있는 약학적 조성물, 식품 보존제 조성물 및 식품 조성물의 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실험예에 있어서, 본 발명의 발효 키위 분말은 리스테리아 모노키토게네스, 황색포도상구균, 대장균 및 살모넬라 엔테리티디스에 대해 높은 항균활성을 보임을 확인하였다.
또한, 본 발명은 상기 발효 키위 분말을 포함하는 항염증용 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 약학적 조성물 또는 식품 조성물을 모두 포함한다.
본 발명에서, "항염증"은 염증을 억제하는 작용을 의미하는 것으로, 염증 반응의 조절은 대단히 복잡한 것으로 알려져 있는데, 이는 생체 내 복구체계의 증강 및 손상을 감소시키기 위한 것으로 알려졌다. 그러나 반복되는 조직의 손상이나 재생에 의해 염증반응이 지속되면, 염증관련 세포에서 ROS와 RNS가 과다 생성되고 그 결과로 영구적인 유전자의 변형이 야기된다. 이처럼 ROS와 RNS는 생체 내 여러 가지 세포의 작용을 조절하는 염증 반응과 깊이 관련되어 있다. 염증 과정 중에는 많은 양의 염증 유도 사이토카인(proinflammatory cytokines), 아질산(nitric oxide, NO) 그리고 프로스타글란딘(prostaglandin E2, PGE2)이 유도성 일산화질소 합성효소(inducible nitric oxide synthase, iNOS)와 사이클로옥시게나아제(cyclooxygenase-2, COX-2)에 의해 생성된다. 염증은 다양한 염증성 질환을 유발하는 원인으로써, 본 발명의 발효 키위 분말은 항염증 작용을 통해 다양한 염증성 질환에 대한 예방 및 개선 효과를 가질 수 있다.
상기 염증성 질환은 염증성 장 질환, 크론병, 대장염, 염증성 피부질환, 아토피성 피부염, 췌장염, 류마티스성 관절염, 복막염, 골수염, 봉소염, 피부염, 알레르기, 결막염, 치주염, 비염, 중이염, 인후염, 편도염, 폐렴, 위궤양, 위염, 치질, 통풍, 강직성 척추염, 루푸스, 섬유근통(fibromyalgia), 건선관절염, 골관절염, 견관절주위염, 건염, 건초염, 건주위염, 근육염, 간염, 방광염, 신장염, 쇼그렌 증후군(sjogren's syndrome), 다발성 경화증 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
상기 염증성 질환은 바람직하게는 염증성 장 질환, 크론병 또는 대장염일 수 있다.
이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 예시의 목적으로 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 범위가 이에 한정되지는 않는다.
재료 및 시약
이하의 실험에서 사용한 골드키위는 '제스프리 썬골드' (제스프리사 유통, 마트 구매), '제시골드', '한라골드' (한라골드영농조합법인, 직접구매), '해금' (돌 코리아 유통, 마트 구매), '진골드' (홈플러스 구매)를 구매하여 사용하였으며 구매한 키위는 0~-10℃에서 저온 보관하였다.
시약은 모두 Sigma Chemical Co.(미국)사에서 구매하여 사용하였으며 배지에 사용되는 시약은 BD Difco에서 구입하여 사용하였다.
키위 전처리(키위 퓨레 제조)
키위 과실을 수회 세척하고, 육안으로 과실에 상처가 없는 것, 썩거나 균에 오염되지 않은 것을 선별하고, 당도는 13 Brix 이상인 것을 원료로 선별하였다. 당도가 13 Brix 미만인 과실은 후숙하였다. 선별한 과실의 과피를 벗기고 과육을 세절한 다음, 세절된 과육을 원심분리 마쇄기에 투입하여 마쇄하였다. 거름망에 걸러진 씨를 제거하고, 교반하여 균질화시켜 키위 퓨레를 제조하였다.
사용 균주 및 배양 조건
본 발명에 사용한 균주인 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus LH13), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei BGP93) 및 락토바실러스 엑시도필러스(Lactobacillus acidophilus LA3)는 Sacco 사에서 구입하여 사용하였다. 종균 배양 시 각 균주는 MRS 배지에 0.1%(v/v)로 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 대량 배양 시에는 각 균주를 MRS 배지에 1%(v/v)로 접종하여 37℃에서 9시간 동안 배양하였으며, 2개 균주를 혼합하여 배양 시에는 각 균주를 MRS 배지에 0.5%(v/v)씩 접종하여 배양하였다. 배양한 유산균은 키위 퓨레와 혼합하기 전 원심분리하여 상등액을 제거하고 유산균 배양액 상태로 제조하였다.
발효 키위 분말 제조
제조한 키위 퓨레와 유산균 배양액(1.0 x 108 ~ 1.0 x 1012 CFU/ml)을 60~90 : 40~10(v/v) 비율로 혼합하고, 혼합한 원료를 37℃에서 5시간 내지 10시간 동안 배양하였다. 그 다음, 발효된 원료를 -40℃ 이하에서 동결건조(선반온도 -45℃ 이하, 트랩냉동 -75℃ 이하, 진공도 10mTorr, 건조온도 35℃)시킨 뒤 분쇄하여 분말화 하였다. 혼합 유산균 배양액의 경우, 각 유산균을 동량의 부피비로 혼합하여 이용하였다.
발효 키위의 이화학적 특징 분석
키위를 발효하기 전의 키위 퓨레 원료와 키위 퓨레와 유산균 배양액을 혼합하여 발효된 키위에서의 pH 변화, 산도 및 Brix 변화를 확인하였다.
pH는 pH 미터기기를 표준용액으로 점검한 후, 검체 10 mL를 멸균 증류수 100 mL로 희석하고, 상기 희석액 25 mL에 0.1% 페놀프탈레인 시약 0.5 mL을 가한 뒤 0.1 N NaOH 용액으로 30초간 연한 붉은색이 지속되는 때까지 적정하였다. 적정 산도는 적정량을 하기 계산식으로 계산하여 도출하였다.
[적정산도 (젖산%) = ((a x f x 0.009 x d)/10) × 100]
a: 0.1 N NaOH의 소비량 (mL)
f: 0.1 N NaOH의 역가
d: 희석배수
Brix 변화는 식품공전 1.1.4.1.5 당도측정법(굴절계측정법)을 사용하여 측정하였다.
소화관 이동률 분석
소화관 이동률 시험을 위해 Balb/c 마우스를 사용하였다. 평균체중 24-26 g의 6주령 마우스를 구입하여 입식 후 22±2℃의 환경에서 3일간 적응시키고, 각 그룹별로 난괴법에 의하여 분류한 뒤 시험을 진행하였다. 시험물질은 그룹별로 실험 물질을 100 mg/kg 또는 500 mg/kg으로 3일간 경구투여하였다. 4일째에는 전 실험동물을 24시간 절식 후 시험을 진행하였다.
24시간 절식 후 그룹별로 실험 물질을 경구투여하고, 30분 후 0.5% 카복시메틸셀룰로스나트륨(Sodium Carboxymethylcellulose) 용액에 녹인 2 ml의 3% 활성탄 식이를 경우 투여하였다. 활성탄 식이 경구투여 30분 후에 시험동물을 치사시킨 뒤 위 장관을 적출하여 유문부부터 맹장 입구까지의 활성탄 식이의 이동률을 측정하였다. 양성대조군으로는 500 nmol/kg 모틸린(motilin)을 정맥주사를 통해 투여하였다. 소화관 이동률은 하기 계산식으로 계산하여 도출하였다.
[T(%) = B/A × 100]
T : 투여된 활성탄 식이의 소화관 이동률
A : 소화과 전체 길이
B : 활성탄의 최선단부까지 이동거리
변비 개선 효과
SD 랫트에 변비유발 물질인 로페라미드(Loperamide)를 투여하여 제조한 변비 동물모델을 사용하여, 변비 개선 효과를 확인하였다. 구체적으로, 5주령의 SD 랫트를 분양받아 7일간의 검역, 순화기간을 거쳐 일반적인 증상이 없는 개체들의 체중을 측정하여 평균체중 및 표준편차를 계산하여 군간 균등하게 동물을 배치하였다. 그 후, 시험물질을 500mg/kg 농도로 경구투여용 존데로 매일 투여하였다. 로페라미드(5mg/kg)는 피하주사로 1일 2회 시험물질 투여 후 30분 후에 투여하였고, 5일간 반복하였다. 대조군은 5% 에탄올을 투여하였다.
시험동물의 체중은 실험 전날 군 분류 시와 투여 다음날부터 2일마다 측정하였다. 변은 매일 일정한 시간에 채취하여 개수 및 무게를 측정하였다. 무게 측정 후 70℃ 드라이 오븐에서 24시간 건조시켜 건조 후 무게를 측정하여, 변에 포함된 수분 양을 측정하였다.
DPPH 소거 활성 분석
각 시료를 1 mg/ml 농도로 제조하고 96-웰 플레이트에 10 μL로 처리한 후, 126 μg/mL DPPH 용액을 처리하여 실온에서 10분간 반응시킨 다음 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
ABTS 라디칼 소거 활성 분석
ABTS 용액과 2.45 mM 과황산칼륨(potassium persulfate) 용액을 14:1로 혼합하여(v/v) 실온의 어두운 곳에서 18시간 동안 반응시키고, 반응 완료 후 증류수를 가하여 734 nm에서 흡광도 값으로 0.7 정도가 되도록 희석하였다. 미리 제조된 ABST 용액 1.6 ml을 취하고 각 그룹별 샘플 0.1 ml를 혼합한 뒤 실온에서 5분간 반응시킨 뒤, 분광광도계로 흡광도를 측정하여 결과를 확인하였다. 모든 샘플은 0.1, 0.5 및 1 mg/ml 농도로 조제하여 시험하였다.
항균 효과 분석
항균 효과는 각 그룹별 샘플을 농도별로 녹이고, 여과지로(Whatman No. 2) 여과한 후 측정하였다. 향균 효과 검증을 위하여 사용한 균주는 다음과 같다: Listeria monocytogenes , Staphylococcus aureus(그람 양성균 2종), Escherichia coli(E. coli ), Salmonella enteritidis(그람 음성균 2종). 각 균은 시험 균주의 활성을 위하여 LB(Luria Bertani) 배지에 1 백금이씩 접종한 뒤 37℃에서 24시간 동안 배양하였다.
항균 활성 실험을 위하여 LP 아가 플레이트에 각각의 균체액을 0.1ml씩 넣고 유리 도말봉을 이용하여 플레이트 전체에 고르게 도말하여 준비하고 멸균 페이퍼 디스크(8 mm)에 1,000 mg/mL액이 되도록 만든 용액 50 μl/disk를 흡수시킨 다음, 37℃에서 24시간 배양한 후 페이퍼 디스크 주위의 균이 자라지 못한 클리어 존의 전체 직경을 측정하여 결과를 확인하였다. 양성대조군으로는 항생제(Ampicillin, 10 μg/disk)를 사용하였다.
NO(Nitric oxide) 및 PGE2 (prostaglandin E2) 측정
발효 키위 분말의 처리가 NO(Nitric oxide) 또는 PGE2(prostaglandin E2) 생성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 RAW 264.7 세포를 48-웰 플레이트에 5 × 104 cells/ml로 분주하고, LPS(sigma, USA) 1ug/ml 및 발효 키위 분말을 각 농도별로(1, 5, 10 및 25 mg/ml) 동시에 처리하여 24시간 동안 배양한 뒤, 상청액에 분비된 NO 또는 PGE2의 양을 측정하였다. NO 생성량은 Griess Reagent System(Promega, USA)를 이용하여 측정하고, PGE2 생성량은 PGE2 ELISA kit(R&D Systems, USA)를 이용하여 측정하였다.
IL-6 또는 TNF -α 측정
발효 키위 분말의 처리가 염증성 사이토카인의 분비에 미치는 영향을 측정하기 위하여 Interlukine-6(IL-6) ELISA kit(R&D Systems, USA) 및 Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α) ELISA kit(R&D Systems, USA)를 사용하였다. RAW 264.7 세포를 48-웰 플레이트에 5 × 104 cells/ml로 분주하고, LPS(sigma, USA) 1 μg/ml 및 발효 키위 분말을 각 농도 별로(1, 5, 10 및 25 mg/ml) 동시에 처리하여 24시간 동안 배양한 뒤, 각각의 키트를 이용하여 상청액에 분비된 IL-6 또는 TNF-α 생성량을 측정하였다.
세포 증식
항염증효과를 확인하기 위하여 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포주를 이용하여 시험을 진행하였으며, 상기 세포를 10% FBS, 1% 항생제가 함유된 DMEM 배지를 이용하여 37℃, 5% CO2 조건으로 배양하였다. 발효 키위 분말을 1, 10, 25, 50 및 100 mg/ml의 농도로 각각 제조한 뒤 0.2 μm 실린지 필터를 이용하여 여과 후 24시간 동안 배양하였다. 그 다음, One solution(Promega, USA)을 처리 하고 2시간 후에 흡광도를 측정하여 세포 증식을 확인하였다.
실험예 1. 유산균 균주에 따른 생균수 , pH, 산도 분석
키위는 자체 pH가 낮은 산성 조건으로 유산균이 생육하여 발효하기가 어렵다. 이에, 기존 발효 키위 관련 연구에 따르면 동결건조된 키위 분말을 펩톤 등과 혼합한 뒤 NaOH 등을 이용하여 pH 조절 과정을 별도로 수행하고, 고압증기멸균기(Autoclave)로 멸균한 뒤 유산균을 접종하여 발효시키는 방법으로 발효 키위 분말을 제조한다고 보고되어 있다. 한편, 본 발명은 발효 키위 분말 내 대사 산물 및 유산균 함량을 최대로 하기 위해, 전처리 과정을 통해 제조한 키위 퓨레에 유산균을 바로 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는바, 이와 같은 키위 발효를 위한 최적의 유산균 균주를 선별하였다.
구체적으로, 균주 종류 및 조합을 하기 표 1의 실시예 및 비교예 1 내지 4와 같이 설정하고, 각 균주는 종균 배양을 통하여 배양하고 원심분리를 통해 배양액을 일부 제거한 다음, 이를 미리 준비한 키위 퓨레와 혼합하여 발효를 진행하였다. 실시예의 경우 3개의 균주를 각각 동량(동일한 CFU/ml를 기준으로 1:1:1의 부피비)으로 혼합하여 이용하였다.
균주
실시예 락토바실러스 카제이 + 락토바실러스 헬베티쿠스 + 락토바실러스 엑시도필러스
비교예 1 락토바실러스 플란타룸
비교예 2 락토바실러스 헬베티쿠스
비교예 3 락토바실러스 카제이
비교예 4 락토바실러스 엑시도필러스
발효 6시간 후, MRS 아가 플레이트에 도말하여 생균수, pH 및 산도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
생균수(cfu/mL) pH 산도
발효 전 발효 후 발효 전 발효 후 발효 전 발효 후
실시예 1.32 x 108 2.83 x 1010 3.37 3.34 1.29 1.74
비교예 1 1.41 x 108 2.32 x 108 3.38 3.37 1.27 1.32
비교예 2 1.32 x 108 2.45 x 109 3.37 3.35 1.25 1.56
비교예 3 1.33 x 108 4.84 x 109 3.37 3.36 1.28 1.48
비교예 4 1.34 x 108 2.23 x 109 3.38 3.36 1.26 1.51
표 2에 나타낸 바와 같이, 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 및 락토바실러스 엑시도필러스를 혼합하여 키위 퓨레를 발효시킨 실시예에서 생균수가 가장 많이 증가하였음을 확인하였다. 비교예 2 내지 비교예 4와 같이 각각 락토바실러스 헬베티쿠스, 락토바실러스 카제이 또는 락토바실러스 엑시도필러스를 단독 균주로 접종하여 발효시킨 경우 역시 생균수가 증가하였으나, 그 증가량은 혼합 균주보다는 낮았다. 한편, 비교예 1인 락토바실러스 플란타룸은 유산균이 거의 자라지 않았음을 확인하였다.
유산균 배지인 MRS 배지의 경우 접종 초기의 pH가 약 6.4로, 유산균이 배양됨에 따라 생산되는 유기산 등에 의하여 pH가 점점 낮아진다. 특히, 키위의 경우 그 자체가 강산의 과일이기 때문에 키위 퓨레와 유산균을 혼합하였을 때 초기 pH가 3.3 정도로 나타났으며, 비교예 1의 락토바실러스 플란타룸이 거의 성장하지 않은 것은 이와 같은 낮은 산성 조건 때문임을 알 수 있다. 반면, 실시예의 경우 pH 3의 산성 조건에서도 생균수가 현저히 증가함을 확인하였으며, 이를 통해 단독 균주보다 혼합 균주가 본 발명의 발효 키위 분말 제조에 보다 적합함을 확인하였다. 유산균의 %를 대변하는 산도의 결과 역시 실시예에서 가장 많이 증가하였으며, 단독 균주보다는 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 및 락토바실러스 엑시도필러스의 세 균주의 혼합 사용이 산도를 보다 효과적으로 증가시킴을 확인하였다.
실험예 2. 유산균 균주에 따른 유기산 및 총 폴리페놀 함량 분석
서로 다른 유산균 균주를 혼합한 키위 퓨레의 발효에 따른 유기산의 함량과 총 폴리페놀의 함량을 분석하였다. 유기산의 경우 일반적으로 키위에 많이 함유되어 있는 것으로 알려진 퀴닌산(quinic acid), 시트르산(citric acid), 말산(malic acid)의 함량을 조사하였고, 총 폴리페놀 함량에 대한 성분을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
(mg/100g) 퀴닌산 말산 시트르산
키위퓨레 1237.2±1.54 125.3±2.34 475.6±2.32
실시예 1687.9±2.34 248.2±3.48 542.1±1.15
비교예 1 1245.6±3.47 134.5±2.38 490.3±3.12
비교예 2 1287.3±2.68 182.3±1.89 508.2±2.21
비교예 3 1274.4±3.58 167.2±3.21 514.7±1.25
비교예 4 1254.3±4.35 192.3±2.45 503.7±2.48
(mgGAE/100g) 실시예 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
총 폴리페놀 485.8±1.97 348.3±3.27 384.5±2.89 374.8±4.21 394.2±3.21
(GAE: gallic acid equivalent)
표 3 및 표 4에 나타낸 바와 같이, 단독 균주 중에서는 비교예 2 및 3의 시험결과가 우수하고, 상기 비교예 2 및 3에 비해서는 3 종의 혼합 균주를 사용한 실시예에서 유기산과 총 폴리페놀의 함량이 현저히 증가하였음을 확인하였다. 이는 유산균이 키위에 존재하는 성분들을 이용해 성장하면서 분비되었거나, 키위의 발효 부산물로서 생성된 유기산들이 증가하였기 때문으로 생각되었다. 한편, 비교예 1의 락토바실러스 플란타룸은 유산균을 접종하기 전 키위 퓨레와 비교하여 유기산의 함량이 거의 증가하지 않았으며, 이를 통해 락토바실러스 플란타룸의 단독 사용은 산성 조건에서의 성장이 어려워 대사 산물의 분비가 거의 이루어지지 않고, 따라서 본 발명에 따른 발효 키위 분말의 제조에 사용하기에는 적절하지 않음을 확인하였다.
상기 결과를 통해, 낮은 pH를 갖는 키위 퓨레를 높은 항산화능을 갖는 발효 키위로 제조하기 위해서는 내산성이 우수한 균주인 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 및 락토바실러스 엑시도필러스의 세 균주를 혼합하여 접종하는 것이 가장 바람직함을 확인하였다.
실험예 3. 장 건강 개선 효과 분석
실시예 및 비교예 1 내지 4의 균주와 키위 퓨레를 혼합하여 제조한 각 발효 키위 분말의 장 건강 개선 효과를 분석하였다.
3-1. 소화관 이동률
각 발효 키위 분말의 소화관 이동률 실험 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 100mg/kg 500mg/kg
양성대조군
(motilin, 500nmol/kg)		 123.3
실시예 99.3 113.8
비교예 1 84.5 91.5
비교예 2 86.7 90.3
비교예 3 87.4 92.1
비교예 4 85.3 90.5
표 5에 나타낸 바와 같이, 실시예의 혼합 균주를 이용하여 키위를 발효시키는 경우 두 농도 모두에서 소화관 이동률이 가장 높음을 확인하였다. 단일 균주로 발효시킨 경우 평균 84.5~92.1%의 이동률을 보여 혼합 균주에 의한 발효 키위보다는 낮은 효과를 나타냄을 확인하였다. 상기 결과를 통해, 키위에 함유되어 있는 섬유소 성분과 유산균에 의하여 장의 연동운동이 활발해지고, 특히, 이러한 효과는 유산균 단독 균주 사용시보다 복합 유산균으로 발효시키는 경우 각 균주의 발효 특성이 상호 보완되어 상승작용을 나타냄을 확인하였다. 이를 통해 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 장 건강 개선 효과가 우수함을 확인하여, 복합 기능성 소재로서의 가능성을 확인하였다.
3-2. 변비 개선 효과
각 발효 키위 분말의 변비 개선 효과를 하기 표 6 내지 9에 정리하여 나타내었다.
식이섭취량 변화(g)
D2 D3 D4 D5 D6
정상군 19.08±1.03 21.35±1.05 19.80±1.25 20.93±1.33 20.90±1.50
변비대조군 17.82±0.34 15.07±1.30 16.77±0.48 15.37±1.13 17.28±1.28
실시예 19.98±0.73 18.32±0.53 18.98±4.63 19.73±1.23 20.13±2.28
비교예 1 16.95±1.50 15.20±0.55 16.80±1.10 17.05±1.40 19.20±0.95
비교예 2 17.38±1.72 16.43±0.90 17.92±1.25 17.68±0.56 19.00±1.01
비교예 3 16.28±2.82 15.44±1.84 16.28±1.36 16.93±1.27 18.94±0.99
비교예 4 17.05±3.45 15.64±1.68 16.79±2.35 17.02±2.35 19.12±1.32
변의 개수 변화 (개수)
D2 D3 D4 D5 D6
정상군 45.0±2.4 46.0±1.3 43.0±0.8 48.0±0.7 38.5±0.5
변비대조군 20.3±1.3 25.3±1.9 23.2±2.3 21.2±1.7 24.5±0.9
실시예 32.2±2.1 30.4±2.0 32.5±1.5 35.6±1.2 37.4±0.7
비교예 1 25.3±2.5 21.2±1.4 25.3±1.5 24.5±2.1 23.2±0.5
비교예 2 27.6±1.8 25.3±1.5 29.2±1.9 30.1±1.8 28.2±0.8
비교예 3 28.5±2.8 26.4±1.8 27.8±1.3 28.9±1.2 28.4±0.4
비교예 4 26.5±2.4 24.5±2.1 28.6±1.9 27.6±2.7 25.3±1.7
각 그룹별 변의 무게 및 수분함량 변화 (g)
D2 D3 D4 D5 D6
정상군 7.76±0.24 6.89±0.33 7.09±0.08 7.01±0.06 6.25±0.04
변비대조군 4.09±0.23 4.35±0.15 5.24±0.20 5.25±0.29 5.18±0.44
실시예 5.95±0.45 5.79±0.03 6.57±1.56 6.37±1.00 6.17±0.58
비교예 1 4.51±1.08 4.21±0.18 5.54±0.35 6.23±0.52 5.58±0.40
비교예 2 4.74±0.78 4.32±0.40 5.62±0.69 6.16±0.74 5.59±0.33
비교예 3 4.86±0.71 4.28±0.33 5.84±0.69 6.22±0.74 5.63±0.33
비교예 4 4.81±0.67 4.28±0.48 5.87±0.21 6.13±1.24 5.62±1.39
각 그룹별 수분함량 변화 (%)
D2 D3 D4 D5 D6
정상군 57.43±0.87 56.73±0.97 57.28±1.09 58.68±2.23 53.43±1.03
변비대조군 53.89±0.46 51.37±1.60 53.98±1.23 51.78±1.64 48.08±2.39
실시예 59.82±0.10 59.41±1.58 58.18±2.67 57.28±1.63 55.67±2.15
비교예 1 52.95±0.74 53.95±0.39 52.46±0.94 51.39±1.64 49.90±0.95
비교예 2 51.42±1.35 53.15±0.84 53.01±1.17 53.12±0.70 51.79±0.96
비교예 3 52.95±0.74 52.95±0.39 52.46±0.94 52.39±1.64 50.90±0.95
비교예 4 51.35±1.24 53.21±0.78 52.95±0.67 53.24±1.34 52.14±1.18
로페라미드 투여 후 2일째부터 매일 일정시간 동안 대사 케이지에 시험동물을 넣고 변의 개수와 무게를 확인하였다. 그 결과, 표 6 내지 7에 나타낸 바와 같이, 로페라미드만 투여한 모든 그룹에서 정상군에 비하여 일정시간 동안 수거된 변의 개수가 50% 가까이 감소된 것으로 보아 로페라미드 투여에 의한 변비 유도가 이루어졌음을 확인하였고, 이때 실시예의 경우 변비대조군 및 비교예 1 내지 4에 비해 식이섭취량이 크게 감소하지 않고, 변의 개수도 가장 많음을 통해 실시예의 혼합 균주 사용에 따른 발효 키위 분말이 변비 개선에 효과적임을 확인하였다.
또한, 표 8 내지 9에 나타낸 바와 같이, 로페라미드 투여에 의한 변비의 유도로 로페라미드 투여군 전체에서 정상군에 비하여 변의 무게가 감소하였다. 한편, 실시예의 경우 변비대조군 및 비교예 1 내지 4에 비해 변의 무게와 변의 수분 함량이 높았으며, 이를 통해 실시예의 혼합 균주 사용에 따른 발효 키위 분말이 변비 개선에 도움을 줄 수 있음을 확인하였다.
실험예 4. 항산화능 분석
실시예 및 비교예 1 내지 4의 균주와 키위 퓨레를 혼합하여 제조한 각 발효 키위 분말의 항산화능을 분석하였다.
4-1. DPPH 소거 활성
각 발효 키위 분말의 DPPH 소거 활성 실험 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 발효 전 키위는 DPPH 소거 활성이 평균 13.5~59.6%임에 반해, 실시예의 발효 키위의 경우 27.1~74.7%로 발효에 따라 DPPH 소거 활성이 약 20% 증가됨을 확인하였다. 특히, 단독 균주를 이용한 비교예 1 내지 4에 비해 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 및 락토바실러스 엑시도필러스의 세 균주를 혼합하여 발효한 실시예에서 DPPH 소거 활성이 가장 항산화능이 우수함을 확인하였다.
4-2. ABTS 라디칼 소거 활성
각 발효 키위 분말의 ABTS 라디칼 소거 활성 실험 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 단독 균주를 이용한 비교예 1 내지 4에 비해 락토바실러스 카제이, 락토바실러스 헬베티쿠스 및 락토바실러스 엑시도필러스의 세 균주를 혼합하여 발효한 실시예에서 라디컬 소거능이 가장 우수함을 확인하였다.
실험예 5. 항균효과 분석
실시예 및 비교예 1 내지 4의 균주와 키위 퓨레를 혼합하여 제조한 각 발효 키위 분말의 항균효과를 분석하였다. 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다.
inhibition diameter(mm) 양성대조군
(Ampicillin)		 실시예 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
Listeria monocytogenes 15.7±0.14 9.3±0.15 5.3±0.21 6.7±0.15 6.8±0.24 6.6±0.18
Staphylococcus aureus 31.5±0.17 17.2±0.25 12.6±0.23 12.4±0.25 13.5±0.14 13.2±0.12
E. coli 20.7±0.12 12.3±0.18 8.6±0.12 9.2±0.21 8.7±0.16 8.8±0.14
Salmonella enteritidis 18.2±0.26 9.8±0.14 6.3±0.17 7.1±0.14 6.0±0.11 6.5±0.23
표 10에 나타낸 바와 같이, 모든 그룹에서 항균효과가 나타났으나, 실시예의 3종의 혼합 균주를 사용하여 키위 퓨레를 발효시킨 그룹이 가장 높은 항균효과를 나타냄을 확인하였다. 상기 결과는 유산균이 키위를 발효하면서 생성되는 여러 유기산과 키위 자체의 활성물질 등이 복합적으로 작용하여 균의 성장을 억제한 것으로 생각되었다.
실험예 6. 유산균 균주에 따른 항염증 효과 분석
실시예 및 비교예 1 내지 4의 균주와 키위 퓨레를 혼합하여 제조한 각 발효 키위 분말의 항염증 효과를 분석하였다. 구체적으로, RAW 264.7 세포를 48-웰 플레이트에 5 × 104 cells/ml로 분주하고, LPS(sigma, USA) 1ug/ml 및 각 그룹별 발효 키위 분말을 동일한 농도(25 mg/ml)로 처리한 뒤 상청액을 수거하여 대표적인 염증성 사이토카인인 NO 및 IL-6 생성량을 측정하였다. 양성 대조군으로는 폴리믹신 B(Polymyxin B)를 처리하였다. 실험에 사용한 모든 그룹을 하기 표 11에 나타내었고, 실험 결과는 도 4에 나타내었다.
LPS LPS Only
실시예(KW-1) LPS + Lactobacillus casei + Lactobacillus helveticus + Lactobacillus acidophilus + 키위퓨레
비교예 1(KW-2) LPS + Lactobacillus plantarum + 키위퓨레
비교예 2(KW-3) LPS + Lactobacillus helveticus + 키위퓨레
비교예 3(KW-4) LPS + Lactobacillus casei + 키위퓨레
비교예 4(KW-5) LPS + Lactobacillus acidophilus + 키위퓨레
Poly LPS + polymyxin b 10U/ml
도 4에 나타낸 바와 같이, LPS 처리한 군과 비교하여 모든 그룹에서 유의한 NO 및 IL-6 생성 억제능을 나타내었다. 그 중에서도 실시예의 3종의 혼합 균주를 이용하여 발효시킨 경우 항염증 효능이 가장 우수함을 확인하였다.
실험예 7. 농도에 따른 항염증 효과 분석
상기 실험예 6에서 가장 우수한 항염증 효과를 나타낸 실시예(KW-1)의 농도 별 항염증 효과를 분석하였다.
7-1. 세포 증식 분석
실시예의 혼합 균주를 사용하여 키위 퓨레를 발효시켜 제조한 발효 키위 분말의 세포 증식에 대한 효과를 확인하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 25 mg/ml 까지는 세포 증식에 유의한 영향을 미치지 않음을 확인하여, 이후 실험에서는 발효 키위 분말을 1, 5, 10 및 25 mg/ml로 처리하였다.
7-2. NO 및 PGE2 생성량
실시예의 혼합 균주를 사용하여 키위 퓨레를 발효시켜 제조한 발효 키위 분말의 염증 반응에 대한 효과를 확인하였다. 그 결과를 도 6 및 도 7에 나타내었다.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 마우스 대식세포에 LPS에 의하여 유도된 염증반응에 있어서, 발효 키위 분말의 처리가 LPS에 의하여 유도된 NO 및 PGE2의 생성량을 농도 의존적으로 현저히 감소시킴을 확인하였다. 상기 결과를 통해, 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 염증성 매개물질을 감소시켜 우수한 항염증 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.
7-3. IL-6 및 TNF -α 생성량
실시예의 혼합 균주를 사용하여 키위 퓨레를 발효시켜 제조한 발효 키위 분말의 염증성 사이토카인 분비에 대한 효과를 확인하였다. 그 결과를 도 8 및 도 9에 나타내었다.
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 발효 키위 분말의 처리가 LPS에 의하여 유도된 IL-6 및 TNF-α의 분비량을 농도 의존적으로 현저히 감소시킴을 확인하였다. 이와 같은 결과는 앞선 NO 및 PGE2의 시험결과와 일치하였다. 상기 결과를 통해, 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 염증성 사이토카인의 분비를 억제함으로써 우수한 항염증 작용을 발휘함을 확인하였다.
실험예 8. 대장염 개선 효과
실시예 및 비교예 1 내지 4의 균주와 키위 퓨레를 혼합하여 제조한 각 발효 키위 분말의 대장염 개선 효과를 분석하였다. 시험동물로는 5주령의 BALB/c 마우스를 구입(오리엔트 바이오)하여 시험을 진행하였다. 시험동물은 7일간의 검역, 순화기간을 거쳐 일반적인 증상이 없는 개체들의 체중을 측정하여 평균체중 및 표준편차를 계산하여 군간 균등하게 동물을 배치하였다. 대장염 유도를 위하여 공지된 방법인 IBD(Inflammation Bowel disease) 동물모델을 이용하였다. 구체적으로, 시험동물에 DSS(Dextran sodium sulfate, MW 40,000~50,000, ICN Biochemicals Inc.)를 3%를 음수에 녹여 자율섭취하도록 투여하여 대장염을 유도하였다. DSS는 7일간 투여하였고, 시험시작 당일부터 동물의 체중변화와 변의 상태를 체크하였다. 이때 발효 키위는 250mg/kg의 농도로 1일 1회 경구투여용 존데를 이용하여 경구 투여하였고, vehicle과 3% DSS군은 PBS를 투여하였다. 실험에 사용한 모든 그룹을 하기 표 12에 나타내었다.
Vehicle 대조군
3% DSS 3% DSS 단독
실시예(KW-1) 3% DSS + Lactobacillus casei + Lactobacillus helveticus + Lactobacillus acidophilus + 키위퓨레
비교예 1(KW-2) 3% DSS + Lactobacillus plantarum + 키위퓨레
비교예 2(KW-3) 3% DSS + Lactobacillus helveticus + 키위퓨레
비교예 3(KW-4) 3% DSS + Lactobacillus casei + 키위퓨레
비교예 4(KW-5) 3% DSS + Lactobacillus acidophilus + 키위퓨레
8-1. 체중 변화 측정
실험 기간 동안의 체중 변화를 도 10에 나타내었다.
도 10에 나타낸 바와 같이, DSS를 투여하고 대장염을 유도하였을 때 DSS 투여 모든 군에서 5일째부터 서서히 체중의 감소가 일어나기 시작하여 그 이후 급격한 체중감소를 나타내었다. 특히, 3% DSS 단독투여군의 경우 마지막날에 체중이 83.6%로 16.4%의 체중감소를 나타내었으나, 본 발명에 따른 3종의 혼합 균주를 이용한 실시예의 경우 마지막 날의 체중이 약 90.5%로 가장 체중 감소가 적은 것을 확인하였다.
8-2. DAI (Disease Activity Index) 측정
DAI score는 체중의 감소 %와 변의 상태를 보고 0~4점까지 점수를 측정한 후 두수의 합을 2로 나누어 계산한다. 변의 상태는 변을 눌러 봤을 때의 단단함과 설사의 유무 혈변의 유무 등을 가지고 종합적으로 판단한다. 그 구체적인 판단 기준을 표 13에 나타내었으며, 실험 결과를 도 11에 나타내었다.
점수 체중 % 변화 변의 상태
0 체중 감소 없음 정상 변, 단단함
1 0%이상~5%미만 감소 약간 무른변
2 5%이상~10%미만 감소 무른변
3 10%이상~15%미만 감소 설사, 항문 주위 피가 보이지 않으나, 변이 많이 묻고 지저분함
4 15%이상 감소 혈변, 항문 주위에 피가 보임
도 11에 나타낸 바와 같이, 체중감소 결과와 비슷한 양상으로 본 발명에 따른 3종의 혼합 균주를 이용한 실시예에서 가장 우수한 대장염 치료 효과가 나타났으며, 특히 7일 이후부터 일정 점수에서 크게 증가하지 않고 유지되고 실제로 혈변이나 설사가 나타나는 개체가 확인되지 않았다.
8-3. 대장 길이 측정 및 조직학적 분석
실험 종료 후 개복하여 대장(맹장~항문)을 분리하였으며, 대장의 길이를 측정하였다. 또한, 길이를 측정한 뒤 맹장 부분을 제거하고 약 2-3cm 정도의 크기로 잘라서 조직학적 분석을 수행하였다. 구체적으로, 대장 조직의 내부에 변을 제거하고 PBS로 세척한 후 4% 파라포름알데히드(Merck) 용액에 담가 고정하였다. 조직 고정후 파라핀 조직 처리기(Leica)로 파라핀 처리 후 embbeding 기기(Leica)를 이용하여 파라핀 블록을 제작하였다. 이를 조직미세절편기로 0.5 μm씩 절삭하여 조직슬라이드를 제작한 뒤 탈파라핀 공정 등을 거쳐 H&E 염색을 수행하였다. 그 결과를 도 12 및 도 13에 나타내었다.
도 12에 나타낸 바와 같이, DSS의 지속적인 투여에 의하여 대장 내부에서 지속적인 염증반응이 나타나고, 이에 의해 조직 구조가 무너지고 내부 출혈, 설사 등의 유발되며 대장의 길이가 감소하는데 반해, 본 발명에 따른 3종의 혼합 균주를 이용한 실시예의 발효 키위를 투여한 군(KW-1)에서는 이러한 대장 길이의 감소 정도가 억제됨을 확인하였다.
또한, 도 13에 나타낸 바와 같이, 아무것도 투여하지 않은 vehicle 그룹은 정상적인 장 조직 구조를 유지하고 있으나, DSS의 투여에 의하여 대장 내 융모 조직이 모두 무너지고 염증반응에 의하여 면역세포들이 상당히 많이 침투되었음을 확인하였다. 이에 반해, 본 발명에 따른 3종의 혼합 균주를 이용한 실시예의 발효 키위를 투여한 군(KW-1)에서는 다른 군에 비해 정상적인 융모조직을 유지하고 있음을 확인하였다.
8-4. MPO ( Meloperoxidase ) 측정
MPO(Meloperoxidase)는 골수세포형과산화효소로 주로 호중구에 포함되어 있는 효소로써, 대장 내 염증반응 시 많이 분비되는 효소로 호중구의 조직 내 침투를 확인하는 지표로 사용되는바, MPO 수치를 측정하였다.
구체적으로, 일정 크기로 절단한 대장 조직을 PBS를 이용하여 대장 안에 변을 제거하고, 세척하였다. 전처리 과정으로 50 mM 포타슘 포스페이트 + 0.5% HTBA(Hexadecyltrimethylammonium bromide, sigma T-7783) 완충액에 넣고, 균질기(homogenizer)로 조직을 파쇄한 후, 1.5ml 튜브에 옮겨 담았다. 4℃ 10,000g에서 15분간 원심분리한 후, 상층액을 새로운 튜브에 옮겨 담았다. 1.5 ml 큐벳을 이용하여 1,420㎕의 50mM 포타슘 포스페이트 완충액을 튜브에 첨가하고, 전처리한 샘플 50㎕를 넣었다. 여기에 15㎕의 o-디이니시딘(dianisidine)을 첨가하였다. 15㎕의 20mM H2O2를 넣고 460nm에서 흡광도(A)를 측정하였다. 이후 37℃에서 3분간 더 반응시킨 뒤 다시 460nm에서 흡광도(B)를 측정하였다. 표준품으로 Human MPO를 이용하여 동일한 방법으로 농도별 흡광도를 구한 뒤 흡광도 B에서 흡광도 A 값을 뺀 값을 이용하여 표준 곡선을 그렸다. 각 그룹별 샘플을 표준곡선에 대입하여 MPO 값을 산출하였다. 그 결과를 도 14에 나타내었다.
도 14에 나타낸 바와 같이, DSS의 투여에 의하여 대장 내 MPO 발현이 크게 증가되었으며, 본 발명에 따른 3종의 혼합 균주를 이용한 실시예의 발효 키위를 투여한 군(KW-1)은 대조군(vehicle) 수준으로 MPO의 양 증가가 억제됨을 확인하였다.
8-5. IL-6 및 TNF -α의 측정
대장 조직에서의 IL-6 및 TNF-α의 발현 수준을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다. 먼저, 일정 크기로 절단한 대장 조직을 PBS를 이용하여 대장 안에 변을 제거하고, 세척하였다. Proprep protein extract solution을 이용하여 균질기로 대장 조직을 파쇄하고 얼음에서 30분간 반응하여 단백질을 추출하였다. 그 후, 10,000 prm에서 30분간 원심분리한 뒤 상층액을 수거하고 BCA protein assay kit(Pierce, USA)로 단백질 정량을 수행하였다. 추출된 단백질 샘플을 이용하여, IL-6, TNF-α ELISA kit(R&D Systems. USA)의 매뉴얼대로 시험을 수행하였다. 그 결과를 도 15에 나타내었다.
도 15에 나타낸 바와 같이, DSS의 투여에 의하여 염증성 사이토카인인 IL-6 및 TNF-α의 수준이 크게 증가하는데 반해, 본 발명에 따른 3종의 혼합 균주를 이용한 실시예의 발효 키위를 투여한 군(KW-1)에서는 이러한 염증성 사이토카인의 발현 정도를 억제함으로써 항염 효과가 나타남을 확인하였다.
상기 실시예에서 확인한 바와 같이, 본 발명의 발효 키위 분말은 별도의 pH 조절 과정이 불필요하며, 별도로 배양하여 준비한 유산균과 전처리 된 키위 퓨레를 혼합하여 발효 과정을 거침에 따라 대사 산물과 유산균 함량이 현저히 증가한 것을 확인하였다. 특히, 락토바실러스 헬베티쿠스, 락토바실러스 카제이 및 락토바실러스 엑시도필러스의 세 균주를 혼합하여 사용하는 경우에는 각 균주의 발효 특성이 상호 보완되어 현저히 우수한 장기능 개선 효과를 나타내며, 추가적으로 항산화 활성, 항균 활성, 항염증 효과의 상승작용을 나타냄을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 발효 키위 분말은 기능성 식품으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (15)

1) 키위 과육을 세절 및 마쇄하여 키위 퓨레를 준비하는 단계;
2) 락토바실러스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 및 락토바실러스 엑시도필러스(Lactobacillus acidophilus)의 혼합 균주를 배양하여 유산균 배양액을 준비하는 단계;
3) 상기 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 혼합하는 단계; 및
4) 상기 혼합된 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 건조시켜 분말화하는 단계; 를 포함하는 발효 키위 분말의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 1) 단계의 키위 퓨레는 세절 및 마쇄 후 씨를 제거하여 준비되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 3) 단계의 혼합은 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 60 내지 90 중량부 : 40 내지 10 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 3) 단계는 키위 퓨레 및 유산균 배양액을 혼합 후 이를 5 내지 10시간 동안 배양하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 4) 단계의 건조는 -40℃ 이하에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
삭제
제1항의 제조방법에 의해서 제조된 발효 키위 분말을 포함하는 장 기능 개선용 식품 조성물.
제1항의 제조방법에 의해서 제조된 발효 키위 분말을 포함하는 변비 예방 또는 개선용 식품 조성물.
제1항의 제조방법에 의해서 제조된 발효 키위 분말을 포함하는 변비 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
제1항의 제조방법에 의해서 제조된 발효 키위 분말을 포함하는 항산화용 조성물.
제1항의 제조방법에 의해서 제조된 발효 키위 분말을 포함하는 항균용 조성물.
제1항의 제조방법에 의해서 제조된 발효 키위 분말을 포함하는 항염증용 식품 조성물.
제1항의 제조방법에 의해서 제조된의 발효 키위 분말을 포함하는 항염증용 약학적 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230144246A1 (en) * 2021-11-05 2023-05-11 Tci Co., Ltd. Probiotic composition and its method for improving intestinal tract of subject in need thereof

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102651098B1 (ko) * 2020-06-23 2024-03-26 한국생명공학연구원 신규 락토바실러스 루테리 균주 및 이의 용도
KR102520985B1 (ko) 2021-09-27 2023-04-12 주식회사 루씨베이전씨 피부 개선 및 장 기능 개선 효과가 있는 유산균을 포함하는 건강기능식품 조성물
KR102520354B1 (ko) * 2021-10-19 2023-04-14 (주)바이텍 키위 발효물을 포함하는 위 기능 개선용 조성물
KR102536627B1 (ko) * 2022-09-30 2023-05-30 (주)바이텍 키위 발효물을 포함하는 알코올성 간손상 예방 또는 개선용 조성물

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006089407A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Toyo Shinyaku:Kk キウイから得られる発酵物
KR101398249B1 (ko) * 2009-12-24 2014-05-23 주식회사 풀무원 항암 또는 항균 활성을 가지는 락토바실러스 플란타룸 피엠오08 및 식물성 원재료를 이용한 유산균 발효제품의 제조방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101368293B1 (ko) * 2011-12-23 2014-02-27 재단법인 제주테크노파크 참다래 과실 발효물을 이용한 항염증제 조성물 및 피부 미백제 조성물
JP2015184193A (ja) 2014-03-25 2015-10-22 セイコーエプソン株式会社 時計
KR20150110841A (ko) 2014-03-20 2015-10-05 한상호 초기 수출기업을 위한 초특가 영어 홈페이지 제공(Business Model)
KR102027798B1 (ko) * 2018-02-08 2019-10-02 제주대학교 산학협력단 골드키위 유산균 발효물을 유효성분으로 함유하는 항산화 조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006089407A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Toyo Shinyaku:Kk キウイから得られる発酵物
KR101398249B1 (ko) * 2009-12-24 2014-05-23 주식회사 풀무원 항암 또는 항균 활성을 가지는 락토바실러스 플란타룸 피엠오08 및 식물성 원재료를 이용한 유산균 발효제품의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230144246A1 (en) * 2021-11-05 2023-05-11 Tci Co., Ltd. Probiotic composition and its method for improving intestinal tract of subject in need thereof

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