KR20070092188A - 항당뇨 효과가 증진된, 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는균사체 배양여액을 첨가한 홍삼 청국장 - Google Patents

항당뇨 효과가 증진된, 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는균사체 배양여액을 첨가한 홍삼 청국장 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액을 홍삼 청국장에 첨가하여 항당뇨 효과를 증진시킨 홍삼 청국장에 관한 것이다. 본 발명의 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장은 혈당저하 효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 중성지질의 감소효과 및 항산화 효과를 증가시키므로, 당뇨환자를 위한 기능성 식품으로서 널리 활용될 수 있을 것이다.
소나무잔나비버섯, 홍삼 청국장, 배양균사체 및 균사체 배양여액

Description

항당뇨 효과가 증진된, 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액을 첨가한 홍삼 청국장{Promoted Antidiabetic Effect of Red Ginseng-Chungkukjang Fermented with Submerged Culture Fomitopisis pinicola Mycelium or Its Cultured Broth}
본 발명은 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액을 홍삼 청국장에 첨가하여 항당뇨 효과를 증진시킨 홍삼 청국장에 관한 것이다.
당뇨병은 확실하게 밝혀지지 않은 기전에 의하여 생체가 당을 이용하는 능력이 감퇴되어 일어나는 만성질환으로 혈중에 과도하게 존재하는 당에 의하여 다양한 합병증을 유발하는 전신질환이다(참조: Chio HC, Jang HJ, Rhee JD, Kim JA, Yu BK & Yong CS : The Effects of Laminaria japonica Diet on the Pharmacokinetics of Metformin and Glucose Absorption in Rats. J Kor. Pharm. Sci., 33(3),171-178,2003). 현재 전 세계적으로 약 1억 5천만 정도의 당뇨병환자가 존재하며, 운동량이 줄어드는 생활습관, 에너지가 풍부한 음식의 섭취 및 비만 등의 이유로 2005년에는 약 3억만 명으로 늘어날 전망이다(참조: H.King, R.E. Aubert and W.H. Herman, Global burden of diabetes,1995-2025: prevalence, numerical estimates, and projections, Diabetes Care,21,1414-1431,1998).
최근 우리나라에서도 식생활들이 서구화되면서 질병의 유형과 사망원인이 크게 변화되고 있다. 이러한 식생활패턴의 변화는 당뇨병, 심장순환계 질환, 대장암 등 만성퇴행성 질환의 발병율이 점차 증가되고 있는 것과 밀접한 관계가 있다고 할 수 있으며, 그 중에서도 당뇨병의 유병율은 우리나라 전체 인구의 약 2%를 상회하면서 현저하게 증가하고 있는 추세이다(참조: Choi Ms, Lee JH, Lee HC, Huh KB : Influence of duration of diabetes on nutritional status in non-insulin dependent diabetes mellitus. Diabetes(korea),16:35-44,1992).
당뇨병 환자의 약 90% 이상을 차지하는 인슐린 비의존형 당뇨환자에서 가장 많이 나타나는 인체 내의 이상은 지질대사의 비정상을 들 수 있는데, 총 중성지방과 VLDL-중성지방이 증가하고, HDL-Cholesterol이 감소하며(참조: Goldberg RR : Lipid disorders in diabetes. Diabetes Care 4:561-572,1981), 산화적 스트레스에 대한 감수성이 높아져서 지질과산화 반응이 쉽게 일어나고, 글루타치온 관련 항산화효소들의 활성이 감소하는 것으로 보고되고 있다(참조: Kesavulu MM, Giri R, Kameswara Rao B, Apparao C : Lipid peroxidation and antioxidant enzymes levels in type Ⅱ diabetics with microvascular complication.Dia betes Metab 26:387-392,2000).
인삼은 우리나라의 천연 생약으로 자양강장, 노화억제, 항암 등의 각종 약리작용으로 인해 세계적으로 가장 우수한 건강식품 혹은 의약품으로 평가받고 있다. 인삼은 혈관 확장작용을 가지고 있어 혈류순환을 개선시키는 등 동맥경화증 발생을 억제하며, 혈관 내피세포의 손상을 방어해주는 효과가 있음이 알려져 있다(참조: Kim ND: Vasorelaxant effect of ginseng and role of endothelium. J Ginseng Res 　16: 78- 80, 1992). 또한, 인삼 사포닌은 혈중 중성지방, 혈중 콜레스테롤 등 지질대사와 관련된 효소활성을 촉진하고 대동맥 조직에서 고지혈증으로 야기되는 아테롬의 형성을 예방하는 작용이 있고(참조: Joo CN: Biochemical studies on ginseng saponins(Ⅹ Ⅵ) the effect of ginseng saponin on hypercholesterolemia induced by prolonged cholesterol feeding in rabbits. J Korean Biochem 13: 51-59 ,1980), maltol(2-methyl-3,3-hydroxypyrone)은 수삼에서 발견되지 않으며, 홍삼의 항산화 효능은, 홍삼 추출물의 항산화 효소 활성화 및 지질과산화 억제(참조: Sung KS, Chun C, Kwon YH, Kim KH, Chang CC: Effects of red ginseng component on the antioxidative enzymes activities and lipid peroxidation in the liver of mice. J Ginseng Res 24: 29-34 ,2000), 노화촉진 마우스에서 ginsenoside Rb2의 항산화작용(참조: Oh MH, Chung HY, Yong HS, Kim KW, Chung HY, Oura H, Yokozawa T: Effects of ginsenoside Rb2 on the antioxidants in SAM-R/1 mice. J Korean Biochem 25: 492-497,1992), ginsenoside Rb1의 항지질과산화 효과, ginsenoside Rb가 cephaloridine에 의해서 유도된 신장독성에 대한 보호작용을 들 수 있으며, 또한, 총 사포닌, diol 및 triol saponin의 지질과산화 생성 억제효과에 대한 보고 등이 있다.
한편, 콩은 주요 단백질이 동물성 단백질인 카제인에 비해 콜레스테롤과 중 성지방 저하효과가 현저하다고 보고되었다(참조: Kritchevsky D: Dietary protein, cholesterol and atherosclerosis: A review of the early history. J Nutr 125: 589-593,1995). 콩의 단백질이 혈중 콜레스테롤을 저하시키는 기작으로 콩 단백질의 섭취가 변으로의 답즙산 배설을 증가시켜 혈중 콜레스테롤 농도를 저하하고 체내 콜레스테롤 풀(pool)을 감소시키거나(참조: Kritchevsky D: Dietary protein, cholesterol and atherosclerosis: A review of the early history. J Nutr 125: 589-593,1995), 혈중 글루카곤/인슐린 비를 감소 또는 티록신(thyroxine) 농도를 증가시키는 효과 때문으로 밝혀지고 있다(참조: Potter SM: Overview of proposed mechanisms for the hypocholesterolemic effect of soy. J Nutr 125:606 -611,1995). 최근에는 콩에 함유되어 있는 이소플라본과 분해산물인 펩타이드의 혈압강하효과와 혈전용해효과 등이 보고되었다(참조: Nevala R, Vaskonen T, Vehniainen J, Korpela R, Vapaatalo H: Soy based diet attenuates the development of hypertension when compared to casein based diet in spon-taneously hypertensive rat. Life Sci 66: 115-124,2000).
청국장은 콩을 충분히 가열 처리한 후, 미생물의 작용으로 조직을 연화시켜 소화성을 높인 단기 발효식품이다. 청국장은 당질과 단백질 분해 능력이 뛰어난 바실러스 속 미생물로 발효시킨 전통발효식품으로 홍삼과 함께 발효시킬 경우, 균의 생육이 촉진됨과 동시에 홍삼에 함유된 미분해성 물질들의 분해가 촉진되는 현상이 있다고 보고되었다(참조: Lee SI, Shin JG, Kim SD: Effect of red ginseng-chungkukjang extracts on lipid profiles of serum in alcohol administered diabetes-induced rats. J Korean Soc Food Sci Nutr 34(9),1362-1366,2005).
한편, 소나무잔나비버섯은 유럽버섯으로 알려져 있으며 항균성의 스테로이드를 비롯하여 기능성을 지닌 미지의 단백다당체가 함유되어 있는 것으로 알려져 있으며 경험적으로 항당뇨 효과가 있는 것으로 알려져 있는데, 최근에 본 발명자들은 상기 소나무잔나비버섯의 당뇨합병증 예방효과와 당뇨 유도성 고콜레스테롤증 개선효과(대한민국 특허출원 제 2007-26809 호), 췌장세포 손상 억제효과(대한민국 특허출원 제 2007-26810 호), 당뇨로 인한 활성산소 생성 억제효과(대한민국 특허출원 제 2007-28687 호)를 규명한 바 있으며, 활성을 나타내는 단백다당체는 β-1,3-글루칸과 β-1,6-헤테로갈락토만난이 결합되어 있는, 분자량 30만 내지 50만의 β-1,3-글루카노-β-1,6-헤테로갈락토만난에 단백질이 결합되어 있는 물질임을 밝힌 바 있다.
그러나, 상기 소나무잔나비버섯 배양균사체, 청국장 및 홍삼은 상술한 바와 같이, 모두 항당뇨 효과가 있는 것으로 알려져 있으나, 각각 그 단독의 급여로는 혈당감소 효과는 있으나, 고혈당이 정상 수준으로 감소하는 정도가 아니므로 더욱 높은 항당뇨를 나타내는 새로운 식품의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 소나무잔나비버섯 배양균사체 분말을 홍삼 청국장에 첨가하여 발효시킨 기능성 식품은 항당뇨에 대한 상승효과(synergy effect)가 기대되므로, 이에 대한 연구의 필요성이 대두되었다.
이에, 본 발명자들은 상기 소나무잔나비버섯 배양균사체 분말 또는 균사체 배양여액 분말을 홍삼 청국장에 첨가하여 발효시킨 식품을 당뇨 유발 쥐에 식이 투여하면, 소나무잔나비버섯 배양균사체, 균사체 배양여액 및 홍삼 청국장 각각을 단독급여한 경우에 발생하는 혈당저하율보다 큰 혈당저하 상승효과를 나타냄을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다. 또한, 혈중 콜레스테롤 감소와 항산화 활성에서도 뚜렷한 상승효과를 나타냄을 확인하였다.
결국, 본 발명의 주된 목적은 항당뇨 상승효과를 나타내는, 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장을 제공하는 것이다.
본 발명은 소나무잔나비버섯(Fomitopsis pinicola) 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가된, 항당뇨 상승효과를 나타내는 홍삼 청국장을 제공한다.
상기 홍삼 청국장의 제조시, 상기 여과된 배양균사체 및 배양여액을 각각 동결건조하여 분말형태로 사용하며, 특히 이에 제한되지는 않으나, 홍삼 청국장의 총 중량에 대하여, 상기 여과된 배양균사체 및 배양여액이 분말상태로 각각 0.5 내지 7.0중량% 함유되는 것이 바람직하다.
소나무잔나비버섯의 배양균사체는 소나무잔나비버섯의 균사체 종균을 계대배 양 및 종균배양한 후, 살균 및 냉각한 효모-맥아 추출 배지(Yeast-Malt extracts medium; YM 배지)에 접종하여 배양하고, 배양이 종료된 배양액을 Miracloth로 여과하여, 배양여액과 함께 수득하였다. 또한, 상기 수득한 균사체와 배양여액을 각각 동결건조하여 분석용 또는 항당뇨 식이재료용으로 사용하였다.
또한, 가압 증자솥으로 증자한 증자콩에 상기 수득한 소나무잔나비버섯 배양균사체 분말 또는 배양여액 분말과 홍삼분말을 혼합하고, 고초균(Bacillus subtilis)을 분무한 후, 발효시켜 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장을 제조하였다.
상기 방법으로부터 수득한 본 발명 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장의 항당뇨 효과를 다음과 같은 방법으로 조사하였다. 먼저, STZ(streptozotocin)로 당뇨를 유발한 흰쥐에 상기 홍삼 청국장이 포함된 식이를 경구투여하여 사육시킨 후, 실험쥐의 꼬리정맥으로부터 혈액을 취하여 혈당농도의 변화를 관찰하였다. 또한, 실험쥐의 복부 대동맥으로부터 채혈하여 혈청, 혈중 콜레스테롤을 측정하고, 실험쥐의 간을 적출하여 간 장해 지표효소 및 활성산소 생성효소의 활성도도 측정하여, 혈중 콜레스테롤 개선효과, 간 손상 억제효과 및 항산화 상승효과 등도 확인하였다.
본 발명의 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가된 홍 삼 청국장은 혈당저하 효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 혈중 콜레스테롤 개선효과, 간 손상 억제효과 및 항산화 효과를 증가시키므로, 당뇨환자를 위한 기능성 식품으로서 널리 활용될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만, 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 소나무잔나비버섯의 배양균사체 및 배양여액 제조
포항시 소재 재생농산으로부터 분주받은 소나무잔나비버섯의 균사체 종균을 슈크로즈(설탕) 1.0%(w/v) 및 펩톤 0.6%(w/v)를 함유하는 2.0%(w/v) 감자 아가(한천) 평판배지에 접종하고, 30℃에서 10일간 배양하였다.
상기 배양액 500mL을 살균(121℃, 20분), 냉각한 YM배지(효모추출물: 0.5%(w/v), 펩톤: 0.5%(w/v), 맥아추출물: 0.5%(w/v), 포도당: 1.0%(v/v), pH 6.5) 20L에 접종하고, 150rpm, 30℃ 조건의 발효장치(Biotron INC. Hanil R&D, Korea)에서 살균공기를 주입(10cm3/min)하면서 10일간 배양하였다. 상기 배양액을 Miracloth(Bio Chem Co. USA)로 여과하여, 생균사체와 배양여액을 수득하고, 각각 동결건조하여 분석용 또는 청국장 제조용 재료로 사용하였다.
실시예 2: 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장의 제조
국내산 백태(Glycine max) 80kg을 물을 부어 8시간 동안 수침한 후, 가압 증자솥에 담아 121℃에서 40분간 증자하여 160kg의 증자콩을 수득하였다. 65×80× 15cm의 플라스틱 상자에 상기 증자콩을 2.8~3.2kg씩 담은 후, 10개 상자에는 각 상자 당 소나무잔나비버섯 배양균사체 분말 200g씩과 홍삼분말(6년근) 400g씩을, 다른 10개 상자에는 소나무잔나비버섯 배양여액 분말 200g씩과 홍삼분말(6년근) 400g씩을, 나머지 10개 상자에는 홍삼분말(6년근) 400g씩을 골고루 혼합하였으며 각 청국장에 함유된 버섯분말과 홍삼량이 동일하게 조정하였다.
그 후, 각 상자 모두에 고초균 균주를 5% 살균두유에 24시간 배양(균수: 1010/mL)한 액을 2%(v/w)되게 분무한 후, 40℃에서 48시간 동안 발효시켜 소나무잔나비버섯 배양균사체 함유 홍삼 청국장, 소나무잔나비버섯 균사체 배양여액 함유 홍삼 청국장 및 홍삼 청국장을 제조하였다. 상기 제조된 홍삼 청국장(상자당 4kg)들을 동결건조하여 홍삼 청국장 분말(상자당 2kg)을 얻었다.
실시예 3: 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가된 홍 삼 청국장의 항당뇨 상승효과
실시예 3-1: 실험군 및 실험방법
평균 체중이 95±5g인 Sprague-Dawly계 숫쥐 70마리를 1주일간 환경에 적응시킨 후, 7개군(1개군 당 10마리)으로 나누어 4주간 사육하였다. 사육장은 스테인레스 스틸 케이지를 사용하였으며, 온도 및 습도는 23±2℃, 60±5%로 조정하였고, 명암의 주기는 12시간 간격으로 설정하였으며, 물과 사료는 자유 섭취시켰다.
7개의 실험식이군(참조: 표 1)은 다음과 같다.
1) NC군: 정상대조군
2) DM군: 당뇨대조군
3) DM-RC: 당뇨유발 후 2% 홍삼 청국장 식이군
4) DM-FM군: 당뇨유발 후 0.05%「소나무잔나비버섯 배양균사체 분말」식이군
5) DM-FMRC군: 당뇨유발 후 2%「소나무잔나비버섯 배양균사체 분말 0.05%(w/w)를 첨가하여 발효시킨 홍삼 청국장」식이군
6) DM-FC: 0.05%「소나무잔나비버섯 균사체 배양여액 분말」식이군
7) DM-FCRC군: 2%「소나무잔나비버섯 배양여액 분말 0.05%(w/w)를 첨가하여 발효시킨 홍삼 청국장」식이군
표 1: 동물실험을 위한 기본식이조성(g/kg)
식이조성 NC DM DM-RC DM-FM DM-FMRC DM-FC DM-FCRC
카제인 200 200 195 200 195 200 195
콘스타치 150 150 142.5 150 142.5 150 142.5
설탕 500 500 500 500 500 500 500
셀룰로즈 50 50 45 49.5 45 49.5 45
콘오일 50 50 48 50 48 50 48
AIN-미네랄믹스쳐1 ) 35 35 34.5 35 34.5 35 34.5
AIN-비타민믹스쳐2 ) 10 10 10 10 10 10 10
DL-메티오닌 3 3 3 3 3 3 3
콜린바이타타레이트 2 2 2 2 2 2 2
홍삼 청국장 분말(RC) - - 20 - - - -
소나무잔나비버섯 배양균사체 분말(FM) - - - 0.5 - - -
FM 0.05% 첨가 홍삼 청국장 분말(FMRC) - - - - 20 - -
소나무잔나비버섯 균사체 배양여액 분말(FC) - - - - - 0.5 -
FC 0.05% 첨가 홍삼 청국장 분말(FCRC) - - - - - - 20
총합 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
1)AIN-미네랄믹스쳐(g/kg): 젖산칼슘 620.0, 염화나트륨 74.0, 제2인산칼륨 220.0, 황산칼륨 52.0, 산화마그네슘 23.0, 아망간산카보네이트 3.3, 구연산철 6.0, 탄산아연 1.0, 탄산구리 0.2, 요오드산칼륨 0.01, 소듐셀레나이트 0.01 및 황산크롬칼륨 0.5를 미세한 분말로 하여 1,000g 제조
2)AIN-비타민믹스쳐(mg/kg): 염산티아민 600, 리보플라빈 600, 염산피리독신 700, 니코틴산 3,000, D-판토텐산칼슘 1,600, 엽산 200, D-비오틴 20, 비타민 B12 2.5, 비타민 A 400,000 IU, 비타민 D3 100,000 IU, 비타민 E 7,500 IU 및 비타민 K 75를 미세한 분말로 하여 1,000g 제조
실시예 3-2: 항당뇨 효과 측정
스트렙토조토신(STZ, Sigma Chem. Co. MO, USA)을 0.1M 시트르산 완충액(pH 4.3)에 용해시켜 체중 250g 당 55mg/kg 농도로 대퇴부 근육에 주사하였으며, STZ 투여 48시간 후에 공복 시 꼬리정맥으로부터 취한 혈액의 혈당농도가 300mg/㎗ 이상인 동물을 실험에 이용하였다.
혈당분석은 Gluco-Tester(Life Scan lnc., USA)를 사용하여 매일 오전 10~12시에 측정하였으며, 공복 시의 꼬리부위 혈관에서 란셋으로 채혈하였다.
체중은 전 실험 기간을 통하여 매일 일정한 시간에 측정하였고, 최종 체중 및 체중증가량을 하기 표 2에 나타내었다.
당뇨 유발군에서는 정상군에 비하여 유의적으로 체중이 감소하였는데, 이는 당뇨에 의해, 체지방 및 체단백을 분해하는 퇴행적인 대사에 기인한 것이며, 스트렙토조토신에 의해 췌장의 베타세포를 선택적으로 파괴하여 인슐린 생성의 이상으로 인한 당대사의 불균형으로 체중이 쉽게 회복되지 않는 현상이 나타난 것이라고 할 수 있다. 당뇨 발병 후 체중이 감소하는 현상은 홍삼 청국장, 소나무잔나비버섯 배양균사체 및 배양여액이 단독으로 급여된 군에서 정상군에는 미치지 못하지만 유의적으로 억제하는 것으로 나타났으며, 특히, 버섯의 배양균사체 및 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장을 급여한 실험군에서 체중의 감소가 상기 단독 급여군에 비하 여 보다 억제되는 효과를 나타내었다.
표 2: STZ로 당뇨유발한 쥐의 증체량, 식이섭취량 및 식이효율에 미치는 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장들의 4주간 급여 효과
그룹1 ) 최종체중(g) 증체량 (g/week)
NC 397.08±13.06c2 ) 45.48±2.54c
DM 161.53±12.41a -2.70±2.27a
DM-RC 204.42±10.39b 0.43±9.24a
DM-FM 221.67±15.17b 3.30±7.97ab
DM-FMRC 228.17±14.96b 4.62±4.99ab
DM-FC 203.92±18.30b 5.02±6.04ab
DM-FCRC 224.00±18.47b 10.77±6.36b
1) NC: 정상대조군, DM: 당뇨대조군, DM-RC: 당뇨유발 후 2% 홍삼 청국장 식이군, DM-FM: 당뇨유발 후 0.05%「소나무잔나비버섯 배양균사체 분말」식이군, DM-FMRC군: 당뇨유발 후 2%「소나무잔나비버섯 배양균사체 분말 0.05%(w/w)를 첨가하여 발효시킨 홍삼 청국장」식이군, DM-FC: 0.05%「소나무잔나비버섯 균사체 배양여액 분말」식이군, DM-FCRC군: 2%「소나무잔나비버섯 배양여액 분말 0.05%(w/w)를 첨가하여 발효시킨 홍삼 청국장」식이군
2) 각 실험군 당 10마리의 값을 평균±표준편차로 나타낸 것이고, 서로 다른 문자는 5% 수준에서 유의성이 있음을 나타냄
당뇨유발 후 4주간 사육한 흰쥐의 간장 중량은 하기 표 3과 같다. 체중과는 반대로 당뇨대조군이 가장 높은 수치를 나타내었는데, 이는 스트렙토조토신으로 유발된 고혈당 당뇨 흰쥐의 간장과 신장의 비대현상을 나타내는 병태적 특징이며, 당뇨로 인해 면역기능이 저하되고 인슐린의 분비감소로 인한 당대사의 이상에 기인한 것이다. 당뇨 대조군의 간 중량이 정상군에 비하여 약 56% 증가한 것에 비하여, 2%(w/w) 홍삼 청국장 단독급여군, 0.05%(w/w) 배양균사체 단독급여군 및 0.05%(w/w) 배양여액 단독급여군에서는 정상군에 비하여 간 중량이 약 41 내지 48% 증가하였다. 또한, 소나무잔나비버섯 배양균사체 분말이 첨가된 홍삼 청국장 급여군에서는 약 22%, 소나무잔나비버섯 배양여액 분말이 첨가된 홍삼 청국장 급여군에서는 약 14% 정도 간 중량이 증가하는 것에 그쳤다.
이러한 결과들을 볼 때, 홍삼 청국장, 소나무잔나비버섯 배양균사체 및 배양여액을 단독 급여하는 것보다 소나무잔나비버섯 배양 균사체 또는 배양여액을 첨가하여 제조한 홍삼 청국장을 급여하였을 때, 당뇨로 인하여 받는 여러 가지 병태학적인 손상들을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.
표 3: 당뇨유발 후 4주 동안 버섯의 배양균사체 또는 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장 투여가 간장 중량에 미치는 영향
실험군 간장중량(g/체중)
정상군 2.68±0.15a1 )
당뇨대조군 4.19±0.25c
2% 홍삼 청국장 식이군 3.79±0.29c
0.05% 배양균사체 첨가 식이군 3.81±0.13c
0.05% 배양균사체가 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 3.27±0.12b
0.05% 배양여액 첨가 식이군 3.91±0.14c
0.05% 배양여액이 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 3.04±0.15ab
1) 각 실험군 당 10마리의 값을 평균±표준편차로 나타낸 것이고, 서로 다른 문자는 5% 수준에서 유의성이 있음을 나타냄.
4주간 사육한 흰쥐의 혈당 수준의 변화를 살펴본 결과, 당뇨 대조군의 혈당이 매우 높은 수치를 나타내었다. 그러나, 그 외의 홍삼 청국장 단독급여군, 소나무잔나비버섯 배양균사체 단독급여군 및 배양여액 단독급여군과 혼합급여군에서는 1주일 후부터 혈당 감소가 시작되었고, 그 중에서 배양균사체 분말이 첨가된 홍삼 청국장 혼합 급여군에서 급격한 감소효과를 나타내었고, 배양여액 분말이 첨가된 홍삼 청국장에서도 거의 비슷한 감소효과를 보였다. 2주째부터 급격하게, 다른 실험식이를 급여한 군들에 비해서 소나무잔나비버섯의 배양균사체와 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장 급여군에서 감소효과가 있었다. 혈당 강하 효과는 버섯류에 함유된 헤미셀롤로즈 및 다당류에 의한 것으로 사료되며, 홍삼 청국장을 단독급여한 것보다 소나무잔나비버섯의 배양 균사체와 배양여액을 함께 급여한 것이 당뇨를 개선시키는 데 훨씬 더 효과적이라고 할 수 있다(참조: 표 4 및 도 1).
*표 4: 당뇨유발 후 소나무잔나비버섯의 배양균사체 또는 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장 투여가 혈당 수준에 미치는 효과(당뇨유발 후 4주간 사육한 시점의 혈당)
실험군 혈당(mg/㎗)
정상군 109.08±6.98a1 )
당뇨대조군 468.23±27.17e
2% 홍삼 청국장 식이군 183.98±14.82bc
0.05% 배양균사체 첨가 식이군 207.55±10.35d
0.05% 배양균사체 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 168.10± 8.04b
0.05% 배양여액 첨가 식이군 217.50±23.17d
0.05% 배양여액이 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 188.42± 6.26c
1) 각 실험군 당 10마리의 값을 평균±표준편차로 나타낸 것이고, 서로 다른 문자는 5% 수준에서 유의성이 있음을 나타냄.
상기 표 4에서 보듯이, 당뇨 대조군의 혈당치는 정상군의 혈당치의 약 4.3배 높았으나, 2%(w/w) 홍삼 청국장 식이군, 0.05%(w/w) 소나무잔나비버섯 배양균사체 식이군 및 0.05%(w/w) 소나무잔나비버섯 균사체 배양여액 식이군에서는 각각 정상군의 혈당치에 비하여 약 1.68배, 약 1.90배 및 약 1.99배 증가하는 것에 그쳤다. 또한, 0.05%(w/w) 소나무잔나비버섯 균사체 배양여액이 첨가된 2%(w/w) 홍삼 청국장 식이군의 혈당치는 정상군에 비하여 약 1.72배 증가하는 것으로 나타났다. 혈당저하 효과가 가장 큰 식이군은 0.05%(w/w) 소나무잔나비버섯 배양균사체가 첨가된 2%(w/w) 홍삼 청국장 식이군이었는데, 정상군의 혈당치에 비하여 약 1.54배 증가하였으며, 단독급여군 중 가장 큰 혈당저하 효과를 나타낸 2%(w/w) 홍삼 청국장 식이군에 비하여, 약 8.6%의 감소효과가 있었다.
실시예 4: 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장의 혈중 콜레스테롤 개선 상승효과
실험군 및 실험방법은 실시예 3과 동일하게 실시하였으며, 실험 식이로 4주간 사육한 흰쥐를 12시간 동안 절식시키고, 에틸에테르로 마취하여 개복한 후, 복부 대동맥으로부터 채혈하였다. 채취한 혈액은 실온에 방치한 후, 4℃, 3,000 rpm, 20분간 원심분리하여 혈청 분리한 뒤, -70℃에 보관하여 분석용 시료로 사용하였다.
혈중 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 함량은 kit 시약(AM 157S-K, AM 202-K, AM 203-K, Asanpharm Co., Korea)으로 측정하였다. 즉, 혈청 총 콜레스테롤 함량은 혈청 0.02㎖ 에 효소용액 3.0㎖씩을 가하여 37℃에서 5분간 반응시킨 후 500nm에서 흡광도를 측정하여 계산식(mg/dL = (표준용액의 흡광도/검액의 흡광도)×300)에 의하여 함량을 구하였다. 또한, HDL-콜레스테롤함량은 혈청 0.1㎖에 효소용액 3.0㎖을 가하여 37℃에서 5분간 반응시킨 후 500nm에서 흡광도를 측정, 계산식(mg/dL = (표준용액의 흡광도/검체용액의 흡광도)×100)에 의하여 함량을 산출하였다. LDL-콜레스테롤 함량은 총콜레스테롤-(HDL-콜레스테롤량)-(중성지질/5)로 계산하였다.
혈중 콜레스테롤 개선에 대한 효과는 하기 표 5에 나타난 것과 같다. 총콜 레스테롤 및 저밀도 콜레스테롤의 함량은 정상군에 비하여 당뇨 대조군에서 유의적으로 증가하는 경향을 보였는데, 이와 같은 결과는 당뇨 쥐에서 당뇨가 진행될수록 혈중 초저밀도콜레스테롤 제거율이 감소된다는 것과 동일한 결과라 할 수 있다. 당뇨 유발 후 실험 식이를 투여한 군에서는 모두 감소하는 경향을 보였으며, 단독급여군보다 복합 급여군에서 혈중 콜레스테롤 개선의 상승효과가 있음을 알 수 있었다.
보다 구체적으로, 총 콜레스테롤 함량에서는 당뇨로 인하여 증가된 총 콜레스테롤의 함량을 실험 식이군을 급여함으로써 정상군에 근접하는 유의적인 감소의 경향을 보였으며, 특히, 0.05%(w/w) 소나무잔나비버섯 배양균사체 분말이 첨가된 홍삼 청국장 식이군에서의 총 콜레스테롤 함량의 감소가 가장 현저하였다.
저밀도 콜레스테롤 함량 역시 당뇨로 인하여 증가되었는데, 실험 식이를 급여함으로써 정상군의 수준과 비슷한 결과를 보였고, 특히, 배양균사체 분말과 배양여액 분말군 첨가 홍삼 청국장 급여군에서 당뇨 대조군에 비해 각각 39.8%, 36.5%의 감소효과를 나타내어 혈중 콜레스테롤의 개선에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
혈관에 쌓여 있는 노폐물들을 간으로 이동시켜 담즙을 만들고, 만들어진 담즙은 담낭에 저장하도록 하는 좋은 콜레스테롤인 고밀도 콜레스테롤 함량은 당뇨로 인하여 정상군에 비해 낮은 수치를 나타내었는데, 실험 식이군을 급여한 결과, 정상군과 거의 동일한 수준으로 회복됨을 확인하였고, 특히, 소나무잔나비버섯 배양균사체 분말과 배양여액 분말이 첨가된 홍삼 청국장 급여군에서 정상군과 비슷한 수치로 증가되었음을 알 수 있었다(참조: 표 5).
표 5: 당뇨유발 후 4주 동안 버섯의 배양균사체 또는 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장 투여가 혈청지질에 미치는 영향
실험군 총 콜레스테롤량 (mg/dl) 고밀도 콜레스테롤 (mg/dl) 저밀도 콜레스테롤 (mg/dl)
정상군 121.05±4.10a 56.82±2.58d 47.35±2.75a
당뇨대조군 155.27±6.19c 43.05±1.53a 86.43±1.31e
2% 홍삼 청국장 식이군 134.60±5.37b 52.25±2.64bc 56.02±1.65bc
0.05% 배양균사체 분말식이군 138.07±7.97b 50.03±1.71bc 61.73±1.62d
0.05% 배양균사체 분말이 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 120.07±2.70a 53.35±1.72cd 52.07±1.78ab
0.05% 배양여액 분말식이군 139.36±1.99b 48.88±1.86b 59.40±2.36cd
0.05% 배양여액 분말이 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 132.47±1.94b 53.72±1.73cd 54.85±3.72bc
1) 각 실험군당 10마리의 값을 평균± 표준편차로 나타낸 것이고, 서로 다른 문자는 5% 수준에서 유의성이 있음을 나타냄.
실시예 5: 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장의 간 손상 억제 및 항산화 상승효과
간 세포막의 손상으로 세포질에 존재하는 효소들이 혈액 내로 방출되는데, 이러한 간 장해의 지표가 되는 효소 중 하나인 알라닌아미노전이효소(alanine aminotransferase)의 활성도를 측정하였으며, 또한, 활성산소 생성효소인 크산틴산 화효소(xanthine oxidase)의 활성도를 측정하여, 본 발명 홍삼 청국장의 간 손상 억제 및 항산화 상승효과를 확인해 보았다.
실시예 5-1: 혈청 알라닌아미노전이효소 활성도
실험군 및 실험방법은 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
간 조직은 빙냉의 생리식염수로 간장을 관류하고, 장기를 적출한 후, 생리 식염수로 여러번 세척하여 여과지로 수분을 완전히 제거시킨 다음, 무게를 측정한 후, -70℃에서 보관하면서 분석시료로 사용하였다.
혈청 알라닌아미노전이효소(ALT) 활성도는 Reitman 과 Frankel의 방법에 준하여 조제된 Kit(아산제약)를 사용하였으며, 알라닌아미노전이효소(ALT) 기질액 1.0㎖를 5분간 전 항온 처리한 다음 혈청 0.2㎖를 첨가하고 37℃에서 30분간 반응시킨 다음 정색시약 1.0 ㎖를 가해 잘 섞은 다음 발색시키고, 0.4N NaOH 10.0 ㎖를 가해 10분간 방치 후 505 nm에서 흡광도를 읽고 검량선에 준해 활성도를 산정하였다. 효소의 활성단위는 혈청 1㎖당 1분간 NADH의 흡광도를 0.001 감소시키는 활성능을 단위로 하는 Karmen unit로 나타내었다.
혈청 ALT 활성도의 변화를 하기 표 6에 나타내었다. 당뇨 유발 후, 정상군에 비하여 알라닌아미노전이효소의 활성도가 크게 증가되어 간 손상이 일어난다는 것을 확인할 수 있었으며, 각 실험 식이군을 급여함으로써 증가된 활성도를 정상군과 비슷한 수준으로 감소시킬 수 있었다. 단독급여군보다 홍삼 청국장에 버섯 배 양균사체 분말과 배양여액 분말을 첨가하여 제조한 혼합급여군에서의 저하효과가 훨씬 좋은 것으로 나타났다. 상기 결과로써, 당뇨로 손상된 간 세포의 개선에 각 실험 식이 단독급여군보다 배양균사체 및 배양여액을 첨가하여 제조한 홍삼 청국장 급여군이 보다 우수함을 알 수 있었다.
표 6: 당뇨 유발후 4주 동안 버섯의 배양균사체와 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장의 투여가 혈청 ALT 효소에 미치는 영향
실험군 알라닌아미노전이효소
정상군 37.68±4.43b1 )
당뇨대조군 93.70±3.23e
2% 홍삼 청국장 식이군 41.23±3.22c
0.05% 배양균사체 첨가 식이군 50.83±2.07d
0.05% 배양균사체가 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 33.43±1.62a
0.05% 배양여액 첨가 식이군 43.48±1.56c
0.05% 배양여액이 첨가된 2% 홍삼 청국장 식이군 37.23±1.14b
1)각 실험군 당 10마리의 값을 평균±표준편차로 나타낸 것이고, 서로 다른 문자는 5% 수준에서 유의성이 있음을 나타냄.
실시예 5-2: 활성산소 생성효소인 크산틴산화효소(xanthine oxidase)의 활성도
실험군 및 실험방법은 실시예 3 및 실시예 5-1과 동일하게 실시하였다.
적출한 간 조직 일정량에 4배의 빙냉의 0.25M 슈크로즈 용액을 가하여 마쇄 균질화한 다음 10,000×g에서 20분간 원심분리 하여 나온 상징액(포스트미토콘드리아 획분: postmitochondrial fraction)을 취해, 활성산소 생성효소인 크산틴산화효소(xanthine oxidase)의 효소원으로 사용하였다.
크산틴산화효소의 활성도 측정은 크산틴을 기질로 하여 30℃에서 10분간 반응시켜 생성된 요산을 292nm에서 흡광도를 측정하는 Stirpe 등의 방법에 준하여 측정하였다. 효소의 활성 단위는 간 조직 단백질 1mg이 1분 동안 반응하여 기질로부터 생성시킨 요산의 양을 nmol 농도로 표시하였다(참조: 표 7).
표 7: 당뇨 유발 후 4주 동안 버섯의 배양균사체와 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장 투여가 산화효소에 미치는 영향
실험군 크산틴산화효소 (unit)
정상군 0.25±0.04a1 )
당뇨대조군 0.37±0.04b
당뇨유발 후 2% 홍삼 청국장 식이군 0.26±0.02a
0.05% 배양균사체 분말식이군 0.26±0.03a
0.05% 배양균사체가 함유된 2% 홍삼 청국장 분말식이군 0.22±0.02a
0.05% 배양여액 분말식이군 0.27±0.01a
0.05% 배양여액이 함유된 2% 홍삼 청국장 분말식이군 0.24±0.02a
1)각 실험군당 10마리의 값을 평균±표준편차로 나타낸 것이고, 서로 다른 문자는 5% 수준에서 유의성이 있음을 나타냄.
상기 표 7에서 보듯이, 크산틴산화효소의 활성도가 낮아졌다는 것은 활성산소와 같은 산소 독성물질의 생성이 억제됨을 나타내는 것으로 소나무잔나비버섯 배 양균사체 분말과 배양여액 분말 첨가로 홍삼 청국장의 항산화 효과가 증진되었음을 알 수 있다.
도 1은 당뇨유발 후, 소나무잔나비버섯의 배양균사체와 배양여액이 첨가된 홍삼 청국장의 투여에 따른 혈당수준 변화를 나타낸 그래프이다. 도면에서, NC는 정상군, DM은 당뇨 대조군, DM-RC는 당뇨유발 후 2%(w/w) 홍삼 청국장 식이군, DM-FM은 당뇨유발 후 0.05%(w/w) 배양균사체 분말 첨가 식이군, DM-FMRC는 당뇨유발 후 0.05%(w/w) 배양균사체 분말이 첨가된 2%(w/w) 홍삼 청국장 식이군, DM-FC는 당뇨유발 후 0.05%(w/w) 배양여액 분말 첨가 식이군, DM-FCRC는 당뇨유발 후 0.05%(w/w) 배양여액 분말이 첨가된 2%(w/w) 홍삼 청국장 식이군을 의미하며, 각 데이터는 각 실험군 당 10마리의 값을 평균±표준편차로 나타낸 것이다.

Claims (4)

  1. 소나무잔나비버섯(Fomitopsis pinicola) 배양균사체 또는 균사체 배양여액이 첨가되어 항당뇨 상승효과를 나타내는 홍삼 청국장.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소나무잔나비버섯 배양균사체 및 균사체 배양여액은 소나무잔나비버섯의 균사체 종균을 계대배양 및 종균배양한 후,
    살균 및 냉각한 효모-맥아 추출 배지(Yeast-Malt extracts medium; YM 배지)에 접종하여 배양하고,
    배양이 종료된 배양액을 여과하여 수득되는 것을 특징으로 하는 홍삼 청국장.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    홍삼 청국장의 제조시, 상기 여과된 배양균사체 및 배양여액을 각각 동결건조하여 분말형태로 첨가하는 것을 특징으로 하는 홍삼 청국장.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는 균사체 배양여액은 홍삼 청국장의 총 중량에 대하여 분말상태로 0.5 내지 7.0중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 홍삼 청국장.
KR1020070076500A 2007-07-30 2007-07-30 항당뇨 효과가 증진된, 소나무잔나비버섯 배양균사체 또는균사체 배양여액을 첨가한 홍삼 청국장 KR20070092188A (ko)

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KR101111404B1 (ko) * 2007-12-31 2012-02-24 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 소나무잔나비버섯 배양삼 추출물 및 이를 유효성분으로함유하는 인슐린저항성과 비만을 수반하는 대사증후군의예방 및 치료용 건강식품 조성물

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