KR102529301B1 - 신규한 락티플란티바실러스 플란타럼 ｂｎｔ＿ｇ401 균주 및 이의 용도 - Google Patents

신규한 락티플란티바실러스 플란타럼 ｂｎｔ＿ｇ401 균주 및 이의 용도 Download PDF

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김유미
장기현
석창환
신지원
곽윤금상
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(주)바이노텍
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Abstract

본 발명의 목적은 신규한 락티플란티바실러스 플란타럼 Lactobacillus Plantarum　BNT_G401 균주 및 그 용도에 관한 것이다.

Description

신규한 락티플란티바실러스 플란타럼 ＢＮＴ＿Ｇ401 균주 및 이의 용도{A Novel Lactobacillus Plantarum　BNT_G401 Strain And Its Use}
본 발명의 목적은 신규한 락티플란티바실러스 플란타럼 Lactobacillus Plantarum　BNT_G401 균주 및 그 용도에 관한 것이다.
감마-아미노부티르산(γ-aminobutyric acid, GABA)은 비단백질 구성 아미노산으로서 뇌에서 억제성 신경전달물질로서의 역할뿐만 아니라 뇌기능 촉진, 혈압상승 억제 및 이뇨작용, 식욕감퇴, 간 기능 개선 작용, 알코올대사 촉진작용 및 소취작용 등 매우 다양한 생리기능을 갖는것으로 알려져 있다.
이러한 GABA의 기능성이 알려지면서 의약품뿐만 아니라 기능성 식품 소재로서도 관심이 높아지고 있다. 현재 GABA는 과일, 쌀, 녹차, 배추 등에 자연적으로 함유되어 있으나 그 함량이 낮아 자연 식품으로 섭취하는 양으로는 생리활성과 그 효능을 기대하기는 힘들다.
생강과의 식물인 울금(Curcuma longa L.)은 다년생 식물로서 고온다습한 남부아시아, 아프리카, 중남미에서 자생하고 있으며 우리나라에서는 진도 지방에서 울금의 대량재배가 성공하면서 최근에는 전국 각지에서 재배되고 있다. 주성분으로 커큐민(Curcumin)이라는 황색색소를 함유하고 있어 강력한 항산화 작용을 하며, 약용부로 쓰이는 뿌리줄기에 특히 커큐민이 가장 많이 함유되어 있다. 울금은 간 기능 개선에 효과가 있어 간세포의 재생촉진 작용과 간 해독 기능을 향상시키고 이담작용, 위액분비 촉진 작용, 이뇨작용, 항암 및 항염, 항산화 작용 등이 알려져 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0106924호에서는 울금 발효물을 유효성분으로 하는 간 보호 발효식품 및 이의 제조방법이 개시되어 있으며,
대한민국 공개특허 제10-2012-0066803호에서는 울금 발효물을 유효성분으로 함유하는 비알코올성 지방간 예방 및 치료용 조성물이 개시되어 있으며,
대한민국 공개특허 제10-2016-0035454호에서는 신종균 락토바실러스 브레비스 THK-734 및 이를 이용한 GABA 생산 방법이 개시되어 있다.
현재 울금 추출물은 간질환 예방 및 치료용 생약 조성물로도 활용되고 있으나 젖산균주를 사용하여 제조하여 GABA 생성량이 증가한 울금 발효물에 대한 숙취 해소 또는 체중 감량 효과 연구는 거의 보고된 바 없다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0106924호 대한민국 공개특허 제10-2012-0066803호 대한민국 공개특허 제10-2016-0035454호
본 발명은 GABA 생성능을 지니는 신규 균주를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 상기 신규 균주를 이용하여 GABA 생성량이 높은 발효 생성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 상기 발효 생성물을 이용하여 체중 감량 또는 숙취 해소에 유용한 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 상기 발효 생성물의 제조 방법을 제공하고자 한다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "약"은 주어진 수치 또는 범위의 10% 이내, 바람직하게는 5% 이내, 더욱 바람직하게는 1% 이내를 의미한다.
신규한 락티플란티바실러스 플란타럼 (Lactiplantibacillus plantarum) 균주
일 실시태양에서, 본 발명은 신규한 락티플란티바실러스 플란타럼 (Lactiplantibacillus plantarum) 균주를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 락티플란티바실러스 플란타럼 균주는 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주일 수 있다.
락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 균주는 감마-아미노부티르산(γ-aminobutyric acid, GABA)를 생합성 할 수 있는 신규 젖산균의 발굴을 위하여 숙성된 김치에서 분리된 것으로, 2022년 05월 17일자로 한국미생물보존센터에 기탁되어 기탁번호 KCCM 13179P를 부여받았다. 상기 신규 균주는 글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG)를 기질로 하여 GABA를 생합성할 수 있는 균주로서, GABA 생합성능을 보유하고 있다.
이에 따라 본 발명은 고함량의 GABA 생성을 위한 발효 생성물 제조를 위한 상기 락티플란티바실러스 플란타럼 균주, 특히 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주의 용도를 제공한다. 본 발명은 또한 상기 균주를 포함하는 GABA 생합성을 위한 발효 생성물 제조용 조성물을 제공한다.
GABA 함유 발효 생성물
일 실시태양에서, 본 발명은 고함량의 GABA를 함유하는 발효 생성물을 제공한다. 상기 발효 생성물은 배지 조성물에 락티플란티바실러스 플란타럼 균주를 접종한 후 발효시켜 생성된다.
구체적 실시태양에서, 본 발명은 GABA 함유 발효 생성물로서,
상기 발효 생성물은
고형분 함량이 0.5 내지 10%인 울금 추출물;
글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG);
탄소원; 및
질소원
을 포함하는 배지 조성물에 락티플란티바실러스 플란타럼 (Lactiplantibacillus plantarum) 균주를 접종한 후 발효시켜 생성되는 것인,
GABA 함유 발효 생성물을 제공한다.
본원에 사용된 용어 "발효 생성물"은 미생물을 이용한 효소적 또는 대사적 분해의 결과물을 의미하는 것으로, 구체적으로는 본 발명에서는 울금 추출물 등을 포함하는 상기 배지 조성물에 락티플란티바실러스 플란타럼 균주, 특히 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 균주를 접종한 후 배양한 산물을 의미할 수 있다. 또한 본원에서 "발효 생성물"은 "발효물", "울금 발효 생성물" 등과 혼용될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "배지" 또는 "배지 조성물"은 상기 미생물 또는 균주를 배양하기 위해 필요로 하는 영양물질을 주성분으로 혼합한 물질을 의미하며, 생존 및 발육에 불가결한 물을 비롯하여 영양물질 및 발육인자 등을 공급한다. 나아가, 본원의 배지 조성물은 GABA를 생성하기에 최적의 조성과 함량을 포함하는 것으로서, 특히 울금 추출물, MSG, 탄소원, 질소원을 필수 성분으로 포함한다. 그 외 인원, 무기화합물, 아미노산 및/또는 비타민 등을 추가적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 배지 조성물은 통상의 배지 내에서 호기성 조건 하에서 온도, pH 등을 조절하면서 배양할 수 있다.
상기 배지 조성물은 필수 성분으로서 울금 추출물, MSG, 탄소원 및 질소원을 당업계에서 통상 사용되는 양으로 적절하게 포함할 수 있다.
본원에 사용된 울금 추출물은 건조 울금을 물 또는 에탄올 등의 추출용매로 처리하여 추출된 것일 수 있다. 이 때 상기 울금 추출물 중 울금의 최종 고형분 함량은 0.5 내지 10%, 구체적으로 1 내지 7%, 보다 구체적으로, 1 내지 5%, 특히 1, 3 또는 5%일 수 있다.
본원 사용되는 용어 "추출물"은 물 또는 에탄올 등의 추출용매를 처리하여 얻은 조추출물뿐만 아니라 추출물의 가공물도 포함한다. 예를 들어, 울금 추출물은 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 배지 조성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 약 10 내지 50 중량%의 울금 추출물, 구체적으로, 약 10 내지 30 중량%, 보다 구체적으로, 약 15 내지 25 중량%, 특히 약 20 중량%를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG)은 GABA의 생합성 기질로서 사용된다. 구체적으로, GABA는 글루탐산탈탄산효소(glutamate decarboxylase; GAD)에 의해 글루탐산의 전환결과로 생산되는데, GAD는 L-글루탐산의 탈탄산(decarboxylation)을 촉매하는 pyridoxal 5'-phosphate(PLP)-의존 세포내 효소이며 글루탐산 GABA antiporter에 의해 세포내로 이동되어 GABA를 생산한다.
일 구체예에서, 상기 배지 조성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 약 0.5 내지 10 중량%의 MSG, 구체적으로, 약 1 내지 7 중량%, 보다 구체적으로, 약 1 내지 5 중량%, 특히 약 1, 3, 또는 5 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에 사용된 용어 "탄소원"은 균주의 탄소 에너지원으로서 사용되는 물질를 지칭한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 탄소원으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 탄소원으로서 시판되는 것을 구입하여 사용할 수 있으며, 특별히 그 종류에 제한은 없다. 일 예로서, 글루코오스, 프룩토오스, 수크로오스, 말토오스, 만니톨, 소르비톨 등과 같은 탄수화물; 당 알코올, 글리세롤, 피루브산, 락트산, 시트르산 등과 같은 알코올; 유기산, 글루탐산, 메티오닌, 리신 등과 같은 아미노산 등이 포함되나, 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 전분 가수분해물, 당밀, 블랙스트랩 당밀, 쌀겨울, 카사버, 사탕수수 찌꺼기 및 옥수수 침지액 같은 천연의 유기 영양원을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 글루코오스 및 살균된 전처리 당밀(즉, 환원당으로 전환된 당밀) 등과 같은 탄수화물이 사용될 수 있으며, 그 외의 적정량의 탄소원을 제한 없이 다양하게 이용할 수 있다. 이들 탄소원은 단독으로 사용되거나 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본원에 사용된 용어 "질소원"은 균주의 질소 에너지원으로 사용되는 물질을 의미하며, 이는 후발효에 의한 균체의 손상을 방지하는 역할을 한다. 에너지원이 없는 발효 조건에서 살아있는 균주은 유기산을 생성하게 되고, 이는 pH 저하를 일으켜 균주의 사멸을 유도한다. 따라서, 질소 에너지원은 유기산 생성 및 이로 인한 pH 저하를 방지하므로, 균주의 사멸을 예방할 수 있게 된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 질소원으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 질소원으로서 시판되는 것을 구입하여 사용할 수 있으며, 특별히 그 종류에 제한은 없다. 구체적으로, 질소원은 특별히 이에 제한되지는 않으나, 탈지 분유(스킴 밀크), 유청 단백질, 효모 추출물, 맥아 추출물, 비프 추출물, 카세인 가수분해물, 맥아 추출물, 트립톤, 시스테인, 펩톤일 수 있고, 구체적으로 상기 펩톤으로는 소이 펩톤, 피쉬 펩톤, 프로테오스 펩톤, 카세인 펩톤, 펩톤 No.3를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 소이펩톤일 수 있다.
일 구체예에서, 상기 탄소원은 글루코오스, 프룩토오스, 수크로오스, 말토오스, 만니톨, 소르비톨, 당 알코올, 글리세롤, 피루브산, 락트산, 시트르산, 유기산, 글루탐산, 메티오닌, 및 리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
상기 질소원은 스킴 밀크, 유청 단백질, 효모 추출물, 맥아 추출물, 비프 추출물, 카세인 가수분해물, 맥아 추출물, 트립톤, 시스테인, 및 펩톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
특정 구체예에서, 상기 탄소원은 글루코오스이고, 상기 질소원은 스킴 밀크 및 소이 펩톤이다.
일 구체예에서, 상기 배지 조성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 각각 약 0.5 내지 5 중량%의 탄소원 및 질소원, 구체적으로, 각각 약 1 내지 5 중량%, 보다 구체적으로, 약 1 내지 3 중량%, 특히 약 1, 2, 또는 3 중량%를 포함할 수 있다.
특정 구체예에서, 상기 배지 조성물은 상기 탄소원으로서 글루코오스 약 1 또는 2 중량%, 상기 질소원으로서 스킴 밀크 및 소이 펩톤을 각각 약 1 중량% 함유한다.
일 구체예에서, 락티플란티바실러스 플란타럼 균주는 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401, KCCM 13179P) 균주일 수 있다. 상기 락티플란티바실러스 플란타럼 균주는 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 약 5 내지 15 중량%, 구체적으로, 약 5 내지 10 중량% 또는 약 10 내지 15 중량%, 특히 약 10 중량%의 양으로 접종될 수 있다.
일 특정 실시태양에서, 본 발명의 발효 생성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로,
고형분 함량이 약 0.5 내지 10%인 울금 추출물 약 10 내지 50 중량%;
글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG) 약 0.5 내지 10 중량%;
탄소원, 예컨대 글루코오스 약 0.5 내지 5 중량%; 및
질소원, 예컨대 소이 펩톤 및 스킴 밀크 각각 약 0.5 내지 5 중량%
를 포함하는 배지 조성물에 락티플란티바실러스 플란타럼 균주, 예컨대 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주 5 내지 15 중량%를 접종한 후 발효시켜 생성되는 것이다.
또다른 특정 실시태양에서, 본 발명의 발효 생성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로,
고형분 함량이 약 1 내지 5%인 울금 추출물 약 20 중량%;
글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG) 약 1 내지 5 중량%, 예컨대 약 1, 3 또는 5 중량% ;
탄소원, 예컨대 글루코오스 약 1 내지 2 중량%, 예컨대 약 1 또는 2 중량%;
질소원, 예컨대 소이 펩톤 약 1 중량%; 및
질소원, 예컨대 스킴 밀크 약 1 중량%
를 포함하는 배지 조성물에 락티플란티바실러스 플란타럼 균주, 예컨대 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주 10 중량%를 접종한 후 발효시켜 생성되는 것이다.
또다른 실시태양에서, 본 발명은 고형분 함량이 약 0.5 내지 10%인 울금 추출물; 글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG); 탄소원; 및 질소원을 포함하는 배지 조성물을 제공한다. 상기 배지 조성물은 이에 락티플란티바실러스 플란타럼 (Lactiplantibacillus plantarum) 균주를 접종하여 GABA를 생성하기 위한 배지로서 사용될 수 있다.
상기 배지 조성물에 포함되는 각각의 성분의 구체적 종류 및 함량은 상기 언급된 바에 따른다.
발효 생성물의 체중 감량 또는 숙취 해소 용도
본 발명의 상기 GABA 함유 발효 생성물은 체중 감량 또는 숙취 해소를 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 GABA 함유 발효 생성물을 고지방식이와 함께 투여시, 체중이 감소하며, 특히 체지방량이 감소함이 확인되었다. 또한 지방조직의 무게 역시 감소하였다.
급성, 만성 알코올의 섭취는 간, 신장 및 뇌 등 여러 장기에 손상을 유발하며 특히 알코올성 간염과 간경화를 유도해 사망을 초래하게 된다. 알코올은 간에서 알코올 탈수소효소(Alcohol dehydrogenase, ADH), 마이크로좀 에탄올 산화계(Microsomal ethanol oxidizing system, MEOD) 및 과산화효소(Perocidase)에 의하여 빠르게 아세트알데하이드(Acetaldehyde)로 대사되는데 간에서 알코올이 주는 영향보다는 알콜대사물질인 아세트알데하이드(Acetaldehyde)가 주는 영향이 더 큰 것으로 알려져 있다.
정상적인 상태에서 소량의 알코올을 섭취할 경우 간 장내로 들어온 알코올은 세포 기질 내의 알코올 탈수소효소(Alcohol dehydrogenase, ADH)를 이용하여 알코올을 아세트알데하이드(Acetaldehyde)로 산화시키고 아세트알데하이드(Acetaldehyde)는 다시 간세포에 있는 알데하이드탈수소효소(Aldehyde dehydrogenase, ALDH)의 작용에 의해 아세테이트(acetate)로 전환되어 물과 탄산가스로 분해되게 된다. 따라서, 숙취 해소 효과를 확인하기 위해서는 알코올 탈수소효소(Alcohol dehydrogenase, ADH)와 함께 알데하이드탈수소효소(Aldehyde dehydrogenase, ALDH)의 활성을 같이 확인할 필요가 있다.
본 발명의 GABA 함유 발효 생성물은 알코올 탈수소효소(ADH)의 활성을 증가시켜 알코올 분해능이 우수하였다. 또한 본 발명의 GABA 함유 발효 생성물은 알데하이드 탈수소효소(ALDH)의 활성 역시 증가시켰다. 결국 본 발명의 GABA 함유 발효 생성물은 ADH 및 ALDH의 활성을 동시에 증가시켜, 숙취 해소에 효과적으로 사용될 수 있다.
이에 따라 본 발명은 GABA 함유 발효 생성물을 포함하는 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 체중 감량 또는 숙취 해소 용도로 사용될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "조성물"은 특정 양으로의 특정 성분을 포함하는 생성물 및 특정 양으로의 특정 성분의 조합에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 야기된 임의의 생성물을 포함한다. 그것이 약학 조성물에 관련될 때 이러한 용어는 활성 성분 및 담체를 구성하는 불활성 성분을 포함하는 생성물을 포함하고, 임의의 2종 이상의 성분의 조합, 복합화 또는 응집 또는 1종 이상의 성분의 해리, 다른 종류의 반응 또는 상호작용에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 야기된 임의의 생성물을 포함하는 것으로 의도된다.
본원에서 "조성물"은 인간에게 의약품으로 사용하기 위한 약학 조성물, 동물에게 의약품으로 사용하기 위한 수의학 조성물, 또는 사람 또는 동물용 식이 제품 또는 식품(예를 들어, 기능성 식품 조성물, 건강기능식품, 즉 식품, 음료, 사료 또는 반려동물 식품, 또는 식품, 음료, 동물용 사료 또는 반려동물 식품 보충제) 등을 모두 포함한다. 이에 따라 본원에서의 "조성물"은 "약학 조성물", "수의학 조성물", 또는 "식품 조성물"을 모두 포함하는 의미로 사용된다. 상기 조성물은 각각 용도에 따라 약학성 허용되는 부형제, 수의학상 허용되는 부형제, 식품상 허용되는 부형제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본원에 사용된 어구 "약학상 허용되는", "수의학상 허용되는", 또는 "식품상 허용되는"은 합리적인 이익/위험 비와 어울리는, 건전한 의학적 또는 식품상 판단의 범주 내에서, 과독한 독성, 자극, 알레르기 반응, 또는 다른 문제 또는 합병증 없이 인간 또는 동물의 조직과 접촉하여 사용하기에 적합한 화합물, 물질, 조성물, 담체, 및/또는 투여 형태를 지칭한다.
본원에 사용된 어구 "약학상 허용되는 부형제", "수의학상 허용되는 부형제" 또는 "식품상 허용되는 부형제"는 일반적으로 안전하고, 비-독성이며, 생물학적으로도 다른 방식으로도 바람직하지 않은 약학 조성물을 제조하는데 유용한 부형제를 의미하며, 인간 약학 용도 또는 동물 수의학 용도, 나아가 식품 용도를 위해 허용되는 부형제를 포함한다. 명세서 및 청구범위에 사용된 "약학상 허용되는 부형제", "수의학상 허용되는 부형제", 또는 "식품상 허용되는 성분"는 1종 및 1종 초과의 이러한 부형제 둘 다를 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 제제에 사용되는 약학상, 수의학상, 식품상 허용되는 부형제는 희석제 또는 불활성 담체, 윤활제, 결합제, 또는 이들의 조합일 수 있다. 본 발명의 제제에 사용되는 부형제는 충전제, 항-미생물제, 항산화제, 케이킹 방지제, 코팅제, 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다. 그 외 약학상, 수의학상, 또는 식품성 허용되는 부형제라면 제한없이 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명에 따른 조성물은 체중 감량을 위한 치료용 약학 또는 수의학 조성물일 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 다양한 방법으로 인체에 투여될 수 있고, 다른 포유류에도 투여될 수 있다. 여기서, 다른 포유류로는 개, 고양이, 토끼, 돼지, 양, 염소, 젖소, 말, 소 등의 가축, 애완 동물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
조성물이 약학 또는 수의학 조성물인 경우, 상기 조성물은 다양한 비경구 또는 경구 투여용 형태로 제조될 수 있다. 비경구 투여용 제형의 대표적인 것으로 주사용 제형이 있고, 이때 조성물의 형태는 등장성 수용액 또는 현탁액인 것이 바람직할 수 있다. 주사용 제형은 적합한 분산제 또는 습윤제, 현탁화제를 사용하여 당업계에 공지된 기술에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 각 성분을 식염수 또는 완충액에 용해시켜 주사용으로 제형화 할 수 있다. 경구용 제형으로는 분말, 과립, 정제, 환약, 캡슐 등이 있을 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 조성물은 약물 전달체를 이용하여 다양한 제제로 제조될 수 있다. 약물 전달 시스템은 리포좀, 에토좀, 탄성 에토좀, 타겟팅 리포좀, 마이크로입자, 마이크로캡슐, 나노입자, 나노캡슐, 나노 파이버 등일 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
또다른 구체예에서, 본 발명에 따른 조성물은 체중 감량 또는 숙취 해소를 위한 식품 조성물, 예컨대 건강기능식품 또는 동물용 사료 제품으로 사용되기 위한 조성물일 수 있다.
조성물이 식품 조성물인 경우, 체중 감소, 체지방 감소, 또는 숙취 해소를 위한 식품, 예컨대 식품의 주원료, 부원료, 식품 첨가제, 기능성 식품, 음료 등으로 활용될 수 있다. 식품 조성물은, 예를 들어, 건강기능식품, 비타민 복합제, 껌, 음료, 각종 식품류, 차, 각종 식육가공품, 어육제품 두부류, 묵류, 면류, 빵류, 건강보조식품, 조미식품, 소스류, 과자류, 캔디류, 유가공품, 기타 가공식품, 발효 식품, 천연조미료 등으로 활용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 용어 "건강기능식품"이란, 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말한다. 상기 "기능성" 은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조 가능하며, 제조시 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한없이 제조될 수 있다.
또다른 실시태양에서, 본 발명은 상기 발효 생성물을 유효성분으로 포함하는, 식품 첨가제 조성물을 제공한다.
본원에서 사용된 용어 "식품 첨가제"는 식품을 제조, 가공 또는 보존함에 있어 보존성의 향상, 품질 향상, 영양 강화, 풍미 및 외관을 좋게 하는 등의 목적으로　식품에 첨가, 혼합, 침윤 기타의 방법으로 사용되는 물질을 의미할 수 있다. 상기　식품 첨가제는 본 발명의 유효성분을 그대로 첨가하거나 다른　식품　또는　식품　성분과 함께 사용될 수 있으며, 유효성분의 혼합량은 사용 목적에 따라 통상의 기술자에 의해 적절히 결정될 수 있다.
본 발명의 발효 생성물을 포함하는 식품 첨가제 조성물은 첨가되는 식품 또는 식품 성분에 더하여 체중 감량 또는 숙취 해소의 효과를 달성할 수 있다.
발효 생성물의 제조 방법
일 실시태양에서, 본 발명은
(a) 고형분 함량이 0.5 내지 10%인 울금 추출물; 글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG); 탄소원; 및 질소원을 물에 용해 및 멸균시켜 배지 조성물을 제조하는 단계;
(b) 상기 배지 조성물에 락티플란티바실러스 플란타럼 (Lactiplantibacillus plantarum) 균주를 접종시키는 단계; 및
(c) 상기 균주가 접종된 배지 조성물을 발효시켜 GABA 함유 발효 생성물을 제조하는 단계
를 포함하는, 상기 GABA 함유 발효 생성물의 제조 방법을 제공한다.
단계 (a) 전에, 울금 추출물을 제조하는 단계, 즉, 건조 울금을 물 또는 에탄올에 추출하여 고형분 함량이 0.5 내지 10%인 울금 추출물을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
단계 (c) 후에, GABA 함유 발효 생성물을 분무 또는 동결건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 균주는 GABA 생합성의 기질이 되는 Mono sodium glutamate (MSG)로부터 GABA를 효과적으로 생합성할 수 있다. 이에 따라 상기 균주를 사용하여 울금 추출물을 포함하는 배지 조성물을 발효시키는 경우, 숙취 해소 및 체중 감량의 효과가 우수하여, 식품 조성물 등으로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 실시예 2 내지 4의 발효 생성물을 이용하여, 울금 추출물의 고형분 함량에 따른 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 생균수 변화를 나타낸 도이다.
도 2는 실시예 2 내지 4의 울금 추출물의 고형분 함량에 따른 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 pH 변화를 나타낸 도이다.
도 3은 실시예 2 내지 4의 울금 추출물의 고형분 함량에 따른 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 산도 변화를 나타낸 도이다.
도 4는 실시예 5 내지 9의 MSG 및 glucose 첨가량에 따른 울금 추출물을 포함하는 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 생균수 변화를 나타낸 도이다.
도 5는 실시예 5 내지 9의 MSG 및 glucose 첨가량에 따른 울금 추출물을 포함하는 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 pH 변화를 나타낸 도이다.
도 6은 실시예 5 내지 9의 MSG 및 glucose 첨가량에 따른 울금 추출물을 포함하는 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 산도 변화를 나타낸 도이다.
도 7은 실시예 2 내지 9에서의 울금 추출물을 포함하는 GABA 생합성 배양액 제조 중 TLC 정성분석을 통해 발효 기간에 따른 MSG, GABA 함량 변화를 나타낸 도이다.
도 8은 실시예 2의 발효 기간에 따른 MSG 및 GABA 함량 변화를 HPLC 정량분석을 통해 나타낸 도이다.
도 9는 실시예 2의 동결건조물 식이 농도에 따른 고지방식이로 비만이 유도된 mice의 식이 기간에 따라 크기 및 체중 변화를 나타낸 도이다(실험예 3).
도 10은 실시예 2의 동결건조물 식이 농도에 따른 고지방식이로 비만이 유도된 mice의 체지방 감소 효능을 Dual Energy X-ray Absorptiometry (DXA)를 통해 피하 및 내장지방의 부피 변화를 분석하여 이미지로 나타낸 도이다(실험예 3).
도 11은 실시예 2의 동결건조물 식이 농도에 따른 고지방식이로 비만이 유도된 mice의 지방 조직 무게의 변화 및 부고환지방의 크기를 나타낸 도이다(실험예 3).
도 12는 실시예 2의 ADH 활성도 측정 결과를 비교하여 나타낸 도이다(실험예 4).
도 13은 실시예 2의 ALDH 활성도 측정 결과를 비교하여 나타낸 도이다(실험예 5).
이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1. 신규 젖산균 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401의 분리 및 동정
GAMMA AMINOBUTYRIC ACID (GABA)를 생합성 할 수 있는 신규 젖산균의 발굴을 위하여 숙성된 김치에서 분리를 진행하였다. 김치를 잘게 다진 후 멸균된 정제수에 1:9로 희석한 것을 검체로 하며 이를 멸균수에 10-1 ~ 10-5으로 희석한 것을 MRS agar medium에 100 μL 분주하여 도말한 후 37℃항온배양기에서 24~48 시간 동안 배양하여 획득한 단일 콜로니의 형태학적 성상을 확인하여 젖산균으로 추정되는 콜로니를 MRS agar medium에 분획 도말하여 2~3회 단일 콜로니의 순수 분리를 진행하였다.
순수 분리하여 획득한 균주의 GABA 생합성능을 확인하기 위하여 Mono sodium glutamate (MSG)가 1~3% (w/v) 첨가된 MRS broth medium에 1 loop 접종한 뒤 37℃ 항온배양기에서 24~120시간 동안 배양하였다. 이어서 일정 시간 간격으로 샘플을 채취한 것을 Thin Layer Chromatography (TLC)를 통해 얻은 spot에서 MSG를 기질로 하여 생합성한 GABA의 전환으로 GABA 생합성능을 가진 균주임을 확인하였다.
최종적으로 선별된 균주를 통상적으로 알려진 동정 방법인 16S rRNA 염기서열 분석법을 통해 상기 균주는 락티플란티바실러스 플란타럼으로 동정되었으며 본 발명자는 상기 균주를 '락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401'로 명명하였으며, 기탁번호 KCCM 13179P로 한국미생물보존센터에 기탁하였다.
실시예 2. 신규한 젖산균 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401을 활용한 울금 추출물을 포함하는 GABA 생합성 발효 생성물
본 발명에서 사용된 건조 울금은 우리농산에서 구입하여 정제수로 3회 세척 후 사용하였다. 울금 대비 20배 (w/w) 중량에 해당하는 정제수를 초고속 진공 저온 농축 추출기(경서기계 cosmos-700, korea)에 첨가한 후 100℃에서 4시간 동안 추출하였다. 추출이 끝난 후 울금 원물을 농축 추출기에서 제거하였고 Filter paper (Whatman NO.2 Tokyo, Japan)를 사용하여 불순물을 모두 여과하였다. 본 발명에서는 울금의 최종 고형분 함량이 1%인 것을 사용하였다.
울금 추출물을 포함하는 GABA 생합성 최적화를 위한 배지 조성으로써 하기 표 1과 같이 진행하였다. 제조한 1% 울금 추출물을 20 중량%, GABA 생합성의 기질이 되는 MSG를 3 중량%, 탄소 및 질소 영양원으로써 glucose, skim milk 및 soy peptone을 각각 1 중량%로 하여 정제수에 혼합 후 고압증기멸균기로 121℃에서 15분간 멸균한 것을 배양 배지로 사용하였다. 실시예 1의 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 균주 starter를 배양 배지에 10 중량% 접종한 뒤, 37℃ 항온배양기에서 3일 동안 정치 배양하여 발효 생성물을 제조하였다. 필요에 따라 분무 또는 동결 건조한 것을 하기 실험예의 시료로써 사용하였다.
실시예 2 내지 9의 GABA 생합성을 위한 배지 조성
(단위 : 중량%) 실시예
2 3 4 5 6 7 8 9
1% 울금 추출물 20 20 20 20 20 20
3% 울금 추출물 20
5% 울금 추출물 20
MSG 3 3 3 1 1 3 5 5
Glucose 1 1 1 1 2 2 1 2
Soy peptone 1 1 1 1 1 1 1 1
Skim milk 1 1 1 1 1 1 1 1
균주 starter 10 10 10 10 10 10 10 10
D. W. up to 100 중량%
실시예 3
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 울금 추출물의 고형분 함량을 3%로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 울금 추출물의 고형분 함량을 5%로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 GABA 생합성의 기질이 되는 MSG를 1 중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 GABA 생합성의 기질이 되는 MSG를 1 중량%, 탄소원으로 이용되는 glucose를 2 중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
실시예 7
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 탄소원으로 이용되는 glucose를 2 중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
실시예 8
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 GABA 생합성의 기질이 되는 MSG를 5 중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
실시예 9.
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 GABA 생합성의 기질이 되는 MSG를 5 중량%, 탄소원으로 이용되는 glucose를 2 중량%로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
비교예 1
표 2에 따라, 상기 실시예 2의 1% 울금 추출물을 배양 배지와 농도가 동일하도록 정제수로 희석한 것으로 사용하였다.
비교예 2.
상기 실시예 2의 발효 생성물 제조 단계에서 울금 추출물을 포함하지 않았으며, 나머지 제조 단계는 실시예 2와 동일하게 진행하여 발효 생성물을 제조하였다.
비교예 3.
최종적으로 상기 실시예 2의 원료 농도와 동일하도록 1% 울금 추출물과 비교예 2의 울금 추출물이 포함되지 않은 발효 생성물을 각각 제조한 후 혼합한 것으로 사용하였다.
즉, 1% 울금 추출물을 제외하고, GABA 생합성의 기질이 되는 MSG를 3 중량%, 탄소 및 질소 영양원으로써 glucose, skim milk 및 soy peptone을 1 중량%로 하여 정제수에 혼합 후 고압증기멸균기로 121℃에서 15분간 멸균한 것을 배양 배지로 사용하였다. 실시예 1의 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 균주 starter를 배양 배지에 10 중량% 접종한 뒤, 37℃ 항온배양기에서 3일 동안 정치 배양하여 발효 생성물을 제조하였다. 그 후 1% 울금 추출물 20 중량%을 발효 생성물에 첨가하여 혼합하였다.
상기 혼합물을 필요에 따라 분무 또는 동결 건조한 것을 하기 실험예의 시료로써 사용하였다.
비교예 1 내지 3의 GABA 생합성 배지 조성
(단위 : 중량%) 비교예
1 2 3
1% 울금 추출물 20 - 20*
MSG - 3 3
Glucose - 1 1
Soy peptone - 1 1
Skim milk - 1 1
균주 starter - 10 10
D. W. up to 100 중량%
*단, 울금 추출물은 발효 후 별도 혼합
실험예 1 : 울금 발효 생성물의 pH, 산도, 생균수, GABA 함량 정성 분석
실시예 2 내지 9에서 생성된 울금 추출물의 발효 생성물을 분석하였다.
발효 생성물의 분석은 배양 기간에 따라 24시간 간격으로 샘플을 채취한 후 pH, 산도, 생균수, GABA 함량 TLC 정성분석을 진행하였다. 그 결과를 도 1 내지 7에 나타내었다.
도 1 내지 3에서는 실시예 2 내지 4의 발효 생성물을 이용하여, 울금 추출물의 고형분 함량에 따른 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 생균수, pH, 산도 변화를 나타내었다. 울금 추출물의 고형분 함량에 관계없이 배양 기간 중 유사한 경향을 나타냈다.
도 4 내지 6에서는 실시예 5 내지 9의 발효 생성물을 이용하여, MSG 및 glucose 첨가량에 따른 GABA 생합성 배양액 제조 중 발효 기간에 따른 생균수, pH, 산도 변화를 나타내었다. MSG 및 glucose의 첨가량에 따라 약간의 차이는 있으나 배양 기간 중 유사한 경향을 나타냈다.
도 7에서는 실시예 2 내지 9에서의 울금 추출물을 포함하는 GABA 생합성 배양액 제조 중 TLC 정성분석을 통해 발효 기간에 따른 MSG, GABA 함량 변화를 확인하였다. 모든 실시예에서 GABA 생합성이 확인되었으나 잔존하는 MSG와 생합성된 GABA의 함량을 고려하였을 때, 시간에 따라 MSG 함량의 확연한 감소와 GABA 생합성을 나타내는 실시예 2가 가장 적합하다고 판단되었다.
실험예 2 : 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 균주를 이용한 울금 발효물의 MSG 및 GABA 정량 분석
1. 표준용액 제조
MSG, GABA의 함량을 분석하기 위한 농도별 표준용액을 제조를 위한 Stock 용액을 제조하였다. 구체적으로, HPLC 등급의 정제수를 이용하여 MSG는 표준시약 40 mg에 정제수 1 mL를 첨가하여 40,000 ppm 용액을, GABA는 표준시약 20 mg에 정제수 1 mL를 첨가하여 20,000 ppm 용액을 제조하였다.
제조한 Stock용액과 정제수를 이용하여 GABA는 20,000~500 ppm 구간내 13점의 농도점으로 검량선용 표준용액을 제조하였으며, MSG는 30,000~500 ppm 구간내 11점의 농도점으로 검량선용 표준용액을 제조하였다.
제조된 표준용액은 분석시료와 동일한 전처리를 위해 표준용액 900 μL에 1 M HCl 용액 100 μL를 혼합한 뒤 분석하였다.
작성된 검량선은 농도 범위 내 GABA는 0.9985, MSG는 0.9895의 신뢰도를 가지는 것으로 확인하였으며, 검량선의 직선성 평가 결과 평균 회수율 2.31%, 3.82%로 직선성을 가지는 것으로 확인하였다.
성분별 검량선 검증
항목 MSG GABA
신뢰도(R2) 0.9985 0.9895
직선성(%) 2.31 3.82
2. 분석시료의 전처리
발효 조건별, 발효 시간별로 분석시료 샘플을 채취하여 원심분리기 10,000 rpm 4℃에서 10분간 원심 분리하였다. 이어서 상층액 900 μL에 1 M HCl 용액 100 μL를 혼합한 뒤 0.22 μm Syringe filter로 여과한 것을 분석시료로 하였다.
3. HPLC 조건
본 실험에서 사용된 HPLC-UV/vis구성은 UV-Vis 검출기로 Shimadzu사의 SPD-40을 사용하였다.
이동상 A는 ACN, 이동상 B는 10 mM Phosphoric buffer pH 2.4 수용액이며, 이동상 C는 Methanol이다.
초기 이동상 A 1.5%, B 97%, C 1.5%의 부피비로 총 1 mL/min의 유속으로 흘려주었으며, 이동상의 농도구배는 25분에 이동상 A 45%, B 10%, C 45%로, 29분에 이동상 A 1.5%, B 97%, C 1.5%로 각각 선형으로 구배를 주었으며, 마지막 조성으로 35분까지 유지하였다.
이동상 농도구배
시간 A(%) B(%) C(%)
0 1.5 97 1.5
25 45 10 45
29 1.5 97 1.5
35 1.5 97 1.5
Column은 CAPCELL PAK C18 UG 120 (4.6x250 mm) 5 μm column을 사용하였다.
HPLC 기기조건으로 Column 온도는 40℃검출기의 검출 파장은 338 nm, Cell 온도는 40℃ UV detector 검출 극성은 Positive로 운용하였다.
Autosampler를 이용하여 샘플을 유도체화 하여 주입하였으며, 유도체화 과정은 샘플 0.1 μL, OPA regent(o-phthalaldehyde, 3-mercaptopropionic acid in borate buffer, Agilent P/N 5061-3335) 시약 0.2 μL, 0.4 M Borate buffer pH 10.2 용액 0.5 μL, 정제수 9.3 μL를 순서대로 혼합하였으며, 각 혼합 시료마다 3회 혼합하여 30s 반응시킨 뒤 주입하였다.
결과적으로 실시예 2 울금 추출물 발효 생성물의 배양 기간에 따른 MSG 및 GABA 함량의 변화는 도 8에 나타내었다. 실시예 2의 최종 GABA 함량은 16,194 ppm, 잔존 MSG 함량은 1,579 ppm으로 확인되었다.
실험예 3. 비만 동물 모델에서 울금 발효물에 의한 체지방 감소 효과
실험 시료는 분무 건조한 것을 이용하였다. 생후 7 주령의 수컷 C57BL6J 마우스를 오리엔트에서 구입하여 일주일간 적응시킨 후, 14 주간 고지방가루사료(60% high fat diet)를 식이하며, 실시예 2를 2 g/kg 투여 농도로 각각 1일 1회씩 14주간 일정한 시간에 경구투여 하였다. 이 때 실시예 2 투여군 GABA 함량은 약 0.17 g/kg에 해당한다. 이 때, 대조군은 동일량의 고지방식이만을 경구투여 하였다. 또한 양성 대조군으로 GABA 고함량 2 g/kg (GABA-H), GABA 저함량 1 g/kg (GABA-L)을 각각 1일 1회씩 14주간 일정한 시간에 경구 투여하였다. 시료를 투여한 마우스의 식이량과 무게는 일주일 마다 측정하였으며 실험동물의 체중 변화를 관찰한 결과는 도 9에 나타내었다. 정상식이에 비하여 고지방식이에서 체중이 유의적으로 증가하였으며, 고지방식이와 실시예 2 동시 투여군에서 체중 변화는 고지방식이군에 비해 유의하게 감소함을 확인하였다.
실시예 2가 고지방식이로 유도된 비만 동물모델에서 체지방 감소에 미치는 영향을 알아보기 위해 Dual Energy X-ray Absorptiometry (DXA)로 피하 및 내장지방의 부피를 이미지로 관찰하였다. 도 10에 나타난 바와 같이 고지방식이(High Fat Diet; HFD)에서 정상식이(normal chew diet; NCD)에 비하여 체지방량이 유의적으로 증가하였으며 고지방식이와 실시예 2 동시 투여군에서는 고지방식이군에 비해 체지방량이 감소함을 확인하였다.
모든 동물에 대하여 부검 시 육안 검사를 실시한 후, 장기의 무게는 복부를 절단한 실험동물로부터 간, 신장, 부고환지방 및 장간지방을 적출하여 생리식염수로 세척하고 여과지로 수분을 제거한 후 무게를 측정하였다. 그 결과를 도 11에 나타내었다. 도 11에서, eWAT는 epididymal white adipose tissue(부고환백색지방조직), iWAT는 inguinal white adipose tissue(서혜부 백색 지방조직), BAT는 brown adipose tissue(갈색지방조직)을 나타낸다. 정상식이군(NCD)에 비해 고지방식이(HFD) 군에서 부고환지방의 크기가 증가하는 것을 관찰하였으며 고지방식이와 실시예 2 동시 투여군에서는 부고환지방의 크기가 고지방식이군에 비해 뚜렷이 감소함을 확인하였다. 간, 부고환지방, 복부지방 또는 갈색지방의 무게를 측정한 결과 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 각 조직의 무게가 증가하지만 고지방식이와 실시예 2 동시 투여군에서는 각 조직의 무게가 감소함을 확인하였다.
실험예 4. 울금 발효 생성물에 대한 알코올 탈수소효소(ADH) 활성도 실험
실험 시료는 동결 건조한 것을 이용하였다. ADH 활성 측정은 에탄올과 반응 시 생성되는 NADH의 생성량을 흡광도 340 nm에서 측정하는 방법을 사용하였다. 먼저 증류수 0.14 mL, 1.0 M Tris-HCl 완충액(Tris-HCl buffer, pH 8.8) 0.075 mL, 20 mM NAD (Sigma-Aldrich) 0.03 mL, 에탄올 0.03 mL, 시료 0.01 mL의 혼합액과 ADH (Sigma-Aldrich) 0.015 mL을 96 well plate에 넣고 총 0.3 mL이 되도록 하였다. 그 후 30℃에서 5분간 반응시킨 후 흡광도 변화를 측정하였다. ADH 활성은 아래의 식 1로 산출하였다.
[식 1]
ADH activity (%) = (실험군의 흡광도/대조군의 흡광도) X 100
그 결과를 도 12에 나타내었다. 비교예 1의 ADH 활성은 120.4%, 비교예 2는 87.83%의 효능을 보였으며, 비교예 3은 139.4%의 효능을 보였다. 실시예 2의 경우 137.5%의 우수한 ADH 활성을 보였다.
비교예 1은 울금 추출물만 사용한 것으로, 탄소 및 질소 공급원이 없으며 미생물에 의한 발효 과정이 없어 GABA의 생합성이 진행되지 않은 것인데, 발효를 통해 GABA 생합성이 확인된 실시예 2의 경우 비교예 1에 비해 더 우수한 ADH 활성을 나타내었다.
비교예 2는 울금 추출물은 포함하지 않았는데, 실시예 2는 무려 비교예 2 보다 약 50% 더 높은 ADH 활성을 나타내었다.
비교예 3은 1% 울금 추출물과 울금 추출물이 들어가지 않은 발효 생성물을 혼합한 것으로, 실시예 2는 비교예 3과 거의 동등한 ADH 활성을 나타내었다. 이는 울금 추출물을 포함한 상태로 발효 과정을 거치더라도, 울금의 ADH 활성능은 감소하지 않음을 나타낸다.
이로부터 본 발명에 따라 제조된 울금 발효 생성물은 ADH 활성이 우수하므로 알코올 분해능이 우수한 것을 알 수 있다.
실험예 5. 울금 발효 생성물에 대한 알데하이드 탈수소효소(ALDH) 활성도 실험
실험 시료는 동결 건조한 것으로 진행하였으며 ALDH 활성 측정은 acetaldehyde를 기질로 acetate를 생성하는 효소로 NAD로부터 NADH를 생성하는 원리를 이용하였다. 먼저 증류수 0.11 mL, 1.0 M Tris-HCl 완충액(Tris-HCl buffer, pH 8.0) 0.03 mL, 20 mM NAD (Sigma-Aldrich) 0.01 mL, 0.33 M Mercaptoethanol 0.01 mL, 3.0 M KCl 0.01 mL, 1.0 M Acetaldehyde 0.01 mL, 시료 0.01 mL의 혼합액과 ALDH (Sigma-Aldrich) 0.01 mL을 96 well plate에 넣고 총 0.2 mL이 되도록 하였다. 그 후 30℃에서 5분간 반응시킨 후, 흡광도 변화를 측정하였다. ALDH 활성은 아래의 식 2로 산출하였다.
[식 2]
ALDH activity(%) = (실험군의 흡광도/대조군의 흡광도) X 100
체내에 흡수된 알코올이 ADH에 의해 아세트알데하이드로 산화되고 ALDH에 의해 초산으로 산화되는 과정에서 활성산소인 ROS가 형성되며 이는 두통, 메스꺼움 등과 같은 숙취의 원인이 되므로 숙취 해소에서는 ALDH 효소 활성이 더욱 중요하다. ALDH 실험 결과 비교예 1의 ALDH 활성은 102.6%, 비교예 2은 97.2%, 비교예 3은 103.8% 효능을 보였다. 본 발명에 따라 제조된 실시예 2에서는 146.3%의 효능으로 가장 우수한 ALDH 활성을 보였다. 이러한 결과는 미생물에 의한 울금 발효과정을 통하여 생성되는 발효산물이 숙취 해소 효과에 영향을 주기 때문으로 판단된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
한국미생물보존센터(KCCM) KCCM13179P 20220517

Claims (15)

  1. 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주.
  2. 감마-아미노부티르산(γ-aminobutyric acid, GABA) 함유 발효 생성물로서,
    상기 발효 생성물은
    고형분 함량이 0.5 내지 10%인 울금 추출물;
    글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG);
    탄소원; 및
    질소원
    을 포함하는 배지 조성물에 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주를 접종한 후 발효시켜 생성되는 것인,
    GABA 함유 발효 생성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배지 조성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 울금 추출물을 포함하는 것인, GABA 함유 발효 생성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 배지 조성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 10 중량%의 글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG)를 포함하는 것인, GABA 함유 발효 생성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 탄소원은 글루코오스, 프룩토오스, 수크로오스, 말토오스, 만니톨, 소르비톨, 당 알코올, 글리세롤, 피루브산, 락트산, 시트르산, 유기산, 글루탐산, 메티오닌 및 리신으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
    상기 질소원은 스킴 밀크, 유청 단백질, 효모 추출물, 맥아 추출물, 비프 추출물, 카세인 가수분해물, 맥아 추출물, 트립톤, 시스테인 및 펩톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인,
    GABA 함유 발효 생성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 배지 조성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 각각 0.5 내지 5 중량%의 탄소원 및 질소원을 포함하는 것인, GABA 함유 발효 생성물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 락티플란티바실러스 플란타럼 (Lactiplantibacillus plantarum) 균주는 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로 5 내지 15 중량%의 양으로 접종되는 것인, GABA 함유 발효 생성물.
  8. 제2항에 있어서, 상기 발효 생성물은 상기 배지 조성물의 전체 중량을 기준으로,
    고형분 함량이 0.5 내지 10%인 울금 추출물 10 내지 50 중량%;
    글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG) 0.5 내지 10 중량%;
    탄소원으로서 글루코오스 0.5 내지 5 중량%; 및
    질소원으로서 소이 펩톤 및 스킴 밀크 각각 0.5 내지 5 중량%
    를 포함하는 배지 조성물에 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주 5 내지 15 중량%를 접종한 후 발효시켜 생성되는 것인,
    GABA 함유 발효 생성물.
  9. 삭제
  10. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 GABA 함유 발효 생성물을 포함하는 식품 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 체중 감량용 식품 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 숙취 해소용 식품 조성물.
  13. (a) 고형분 함량이 0.5 내지 10%인 울금 추출물; 글루탐산 일나트륨(monosodium glutamate; MSG); 탄소원; 및 질소원을 물에 용해 및 멸균시켜 배지 조성물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 배지 조성물에 기탁번호 KCCM 13179P로 기탁된 락티플란티바실러스 플란타럼 BNT_G401 (Lactiplantibacillus plantarum BNT_G401) 균주를 접종시키는 단계; 및
    (c) 상기 균주가 접종된 배지 조성물을 발효시켜 GABA 함유 발효 생성물을 제조하는 단계
    를 포함하는, 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 GABA 함유 발효 생성물의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 건조 울금을 물 또는 에탄올에 추출하여 고형분 함량이 0.5 내지 10%인 울금 추출물을 제조하는 단계를 추가로 포함하는, GABA 함유 발효 생성물의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서, GABA 함유 발효 생성물을 분무 또는 동결건조하는 단계를 추가로 포함하는, GABA 함유 발효 생성물의 제조 방법.
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