KR20100035345A - 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물 및 상기 미생물을 포함하는 식품 - Google Patents
혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물 및 상기 미생물을 포함하는 식품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 혈당상승 억제효과와 간기능 개선 효과를 갖는 미생물 및 상기 미생물을 포함하는 식품에 관한 것으로 보다 상세하게는 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나의 혈당상승 억제효과와 간기능 개선 효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법에 관한 것이다.
당뇨, 혈당, 당화혈색소, 간 기능, 발효식품
Description
본 발명은 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물 및 상기 미생물을 포함하는 식품에 관한 것으로 보다 상세하게는 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법에 관한 것이다.
최근 보고 된 대한당뇨병학회 역학소위원회와 건강보험심사평가원의 공동조사 결과에 따르면 2003년 현재 우리나라 당뇨병 환자 수는 전인구의 8.29％인 401만 여명이며, 현재의 발생률을 감안하면 2010년에는 490만 명, 2020년 620만 명, 2030년 720만 명으로 추산하고 있어 그때는 우리나라 전체 인구 7명당 1명이 당뇨병 환자가 되는 심각한 현상이 초래될 것으로 우려된다.
당뇨병은 우리나라에서도 급격히 증가하고 있는 중요한 사망 원인 중 하나인 만성 질환이며 당뇨병에 의한 사망률도 1983년 인구 10만명당 4.3명에서 1995년 13.1명으로 빠른 속도로 증가하고 있으며, 2005년에는 15.9명으로 추정되고 있어 당뇨병의 예방과 관리 및 합병증 예방이 매우 중요한 실정이다.
당뇨병은 그 자체로서의 병 뿐만 아니라 다른 병을 야기시키는 합병증을 유발하기 때문에 더욱 두려우며, 일단 발병이 되면 그 완치가 어려워 예방이 최선이며, 일단 당뇨병으로 확인이 되면, 발병이 된 이후에는 지속적으로 치료를 받아야하는 어려움이 있다.
이에 당뇨병의 예방 및/또는 치료를 위한 부작용이 전혀 없는 약(drug) 또는 식품(Food)의 개발이 절실히 요구되고 있다.
지금까지는 혈당의 상승을 억제시키는 천연소재부터 항당뇨 효능이 있는 단일물질의 개발을 위해 많은 연구들이 집중되어 오고 있다.
하지만 아직도 많은 연구 및 시판식품에서 당뇨억제 효능에 대한 만족할 만한 성과를 가져오지는 못하고 있는 실정이다.
한편, 간 질환은 통계청에 따르면 간 질환은 한국인 전체 사망 원인의 약 10％를 차지하고 있다.
지난 2004년의 경우 간 질환은 국민 전체 사망원인 중 6위, 40대 연령에서는 2위를 기록했다.
한국인 간 질환자의 대부분은 B형 간염 바이러스가 원인이며 B형 간염 감염자는 300만명에 이르는 것으로 추산되고 있다. C형 간염 감염자의 수도 20만명에 달한다.
간염이 6개월 이상 지속되면 만성으로 분류되는데,이런 증세가 5년을 넘기면 환자의 12∼20％는 간경변으로 발전하고 이 가운데 20∼23％는 간부전, 6∼15％는 간암이 된다.
간 질환 치료를 위해 새로운 약제들이 빠르게 개발되면서 약제에 의한 간장애도 많이 발생하는 경향이 있는데, 약물 유발성 간 장애는 단순한 간 효소치의 상승에서부터 치명적인 간세포 괴사, 간경변증까지 다양한 종류의 간담도계 질환을 초래할 수 있다.
따라서 간 기능 개선을 위한 부작용이 전혀 없는 약(drug) 또는 식품(Food)의 개발이 절실히 요구되고 있다.
지금까지는 간 질환의 치료를 위한 의약품 개발에 많은 연구들이 집중되어 오고 있다.
그러나 아직도 부작용이 전혀 없는, 간 질환을 개선 효능이 있는 식품의 개발에 대해 만족할 만한 성과를 가져오지는 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물은 혈당상승 억제 및 간 기능 개선(GST activity) 효과 이외에도 항산화활성(Antioxidant activity), 고혈압저해활성(ACE inhibitory activity) 등에도 높은 활성을 지닌바, 본 발명의 미생물을 이용하여 항산화활성 및/또는 고혈압저해활성의 활성을 지니는 미생물 제제, 항산화활성 및/또는 고혈압저해활성의 활성을 지니는 식품을 제공할 수 있다.
본 발명은 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법을 나타낸다.
본 발명은 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 나타낸다.
본 발명의 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물들의 분리과정은 다음과 같다.
전통발효식품인 청국장과 된장을 1대 1의 비율로 혼합하여 60℃에서 30분 동안 열처리한 후, 1g을 취하여 0.85％ NaCl 9㎖에 현탁한 후, 100 내지 10-7로 희석한다. 각각의 희석 현탁액 100㎕를 PCA 배지(DIFCO 사)에 도말하여 28℃에서 배양하고, 배양된 균주는 콜로니 형태가 다른 것들을 선발하여 TSA 배지에서 적어도 3회 이상 계대배양하여 단일콜로니로 분리한 후, 분리된 균주는 액체 배양하고 게노믹 DNA(genomic DNA)를 순화하여 16S RNA의 프라이머를 이용하여 증폭한 뒤, 증폭된 부분을 주형(template)으로 하고 ITS1 프라이머(CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA)와 ITS4 프라이머(TCCTCCGCTTATTGATATGC)를 사용하여 서열을 시퀀싱(sequencing)하는 과정을 거쳐 분리하였다.
상기 과정에 의한 결과물을 NCBI DB에서 조사하여 종을 동정하였는 바, 16S RNA로 균을 동정하는데 사용된 프라이머 세트는 "Nucleic acid techniques in bacterial systematics (John Wiley and Sons, England)"와 "nucleic acid research (2000) 28(1):173-174를 참고하였다.
상기에서 언급한 방법으로 분리한 5종의 미생물을 각각 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주, 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주, 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주, 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주로 명명하였다.
상기 균주들의 생리적 및 생화학적 특성은 하기의 표 1과 같다.
표 1. 5종 균주의 생리적 및 생화학적 특성
| 항목 | KS-25 | KS-29 | KS-30 | KS-33 | KS-80 |
| 카탈라제 반응 | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ |
| 그램 반응 | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ |
| 세포 형태 | rod | rod | rod | rod | rod |
| 포자 형성 | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ |
| 성장 15℃ | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ |
| 45℃ | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ | ＋ |
| 당이용 능력 | |||||
| L-아라비노스 D-사이로스 D-갈락토스 D-글루코스 D-프락토스 D-만노스 D-만니톨 D-솔비톨 메칠-αD-글루코피라노사이드 N-아세칠 글루코스아민 아미그달린 아르부틴 에스쿨린 훼릭시트레이트 살리신 D-셀로비오스 D-말토스 D-락토스 D-멜리비오스 D-수크로스 D-트레할로스 이눌린 D-멜레지토스 D-라피노스 스타치 글리코겐 실리톨 겐티오비오스 D-투라노스 포타슘 글루코네이트 포타슘 2-케토글루코네이트 | － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ － ＋ ＋ ＋ － ＋ － － － － － － － － － － － | － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ － ＋ ＋ ＋ － ＋ － － － － － － － － － － － | － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ － ＋ ＋ － － ＋ － － － ＋ － － － － － － － | － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － － － ＋ － － － － － － － － － － － | ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ |
| 균주명 | Bacillus sp | Bacillus subtilis | Bacillus licheniformis | Bacillus sonorensis | Bacillus circulans |
한편, 상기의 미생물들을 한국유전자은행(대전광역시 유성구 어은동 52번지 소재)을 기탁기관으로 하여, 바실러스 속 (Bacillus sp.) KS-25는 KCTC 11351BP, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29는 KCTC 11352BP, 바실러스 리케니 포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30는 KCTC 11353BP, 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33는 KCTC 11354BP, 바실러스 스큐란스 (Bacillus circulans) KS-80는 KCTC 11355BP로서 2008년 6월 25일자로 각각 기탁하였다.
본 발명은 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물과, 쌀겨, 당류 및 정제수를 포함하는 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제를 나타낸다
본 발명은 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물 0.001∼0.02중량％, 쌀겨 2∼5중량％, 당류 4∼8중량％ 및 잔부의 정제수를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제를 나타낸다
상기 미생물 제제에서의 미생물의 총균수는 1×105∼1×1012cfu/g가 되도록 포함할 수 있다.
상기 미생물 제제의 제형은 분말(powder), 펠렛(pellet), 타블렛(tablet), 환(丸), 캡슐(capsule)의 군으로부터 선택된 어느 하나의 제형으로 제형화할 수 있다.
상기 미생물 제제의 제형은 분말(powder) 또는 펠렛(pellet)의 제형으로 제형화할 수 있다.
본 발명은 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물, 쌀겨, 당류 및 정제수를 혼합한 미생물이 혼합된 혼합물을 폭기(aeration)시키는 단계를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법을 나타낸다.
본 발명은 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미 생물 0.001∼0.02중량％, 쌀겨 2∼5중량％, 당류 4∼8중량％ 및 잔부의 정제수를 혼합하는 단계,
상기 미생물이 혼합된 혼합물을 20∼25℃에서 2∼6시간 간격으로 5∼10m3/hr의 공기를 1∼3시간 동안 폭기하는 과정을 하루 2∼6회 반복적으로 수행하는 것을 15∼21일 동안 실시하는 단계를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법을 나타낸다.
본 발명은 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 나타낸다.
본 발명은 미강, 상황버섯, 노니, 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분과; 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물과, 쌀겨, 당류 및 정제수를 포함하는 미생물 제제;를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 나타낸다.
본 발명은 미강, 상황버섯, 노니(noni), 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분 60∼99중량％와; 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물과, 쌀겨, 당류 및 정제수를 포함하는 미생물 제제를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 나타낸다.
본 발명은 미강, 상황버섯, 노니(noni), 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분 60∼99중량％와; 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물과, 쌀겨, 당류 및 정제수를 포함하는 미생물 제제 1∼40중량％;를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 나타낸다.
상기의 미강, 상황버섯, 노니, 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분은 바람직하게는 분말의 형태로 사용하는 것이 좋다.
상기 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품의 구성성분의 하나인 미생물 제제는 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물 0.001∼0.02중량％, 쌀겨 2∼5중량％, 당류 4∼8중량％ 및 잔부의 정제수로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
상기 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품은 분말(powder), 펠렛(pellet), 타블렛(tablet), 환(丸), 캡슐(capsule)의 군으로부터 선택된 어느 하나의 제형으로 제형화할 수 있다.
상기 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품은 분말(powder) 또는 펠렛(pellet)제형으로 제형화할 수 있다.
본 발명은 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품의 제조방법을 나타낸다.
본 발명은 미강, 상황버섯, 노니(noni), 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 대두의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분 60∼99중량％과; 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리 스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물과, 쌀겨, 당류 및 정제수를 포함하는 미생물 제제 1∼40중량％를 혼합하되, 상기 미생물 제제가 혼합된 혼합물의 수분함량이 20∼60중량％가 되도록 하는 혼합하는 단계,
상기 미생물 제제가 혼합된 혼합물을 80∼85℃에서 2∼6시간(hr) 동안 1차 발효를 시키는 단계,
상기 1차 발효 후 25∼30℃에서 20∼40일(day) 동안 2차 발효를 시키는 단계,
상기 2차 발효 후 80∼85℃에서 1∼3시간 동안 3차 발효를 시키는 단계, 및
상기 3차 발효물을 건조하는 단계를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품의 제조방법을 나타낸다.
상기의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품은 대장균군 및 황색포도상구균과 같은 유해성 미생물이 검출되지 않았고 베타-글루칸(β-glucan)이 4.4g/100g, 글루탐산(glutamic acid)이 2.83g/100g, 아스파르트산(aspartic acid)이 2.00g/100g으로 높게 검출되었으며 항산화활성(Antioxidant activity), 고혈압저해활성(ACE inhibitory activity), 간 기능개 선능(GST activity)에서 높은 활성이 검출되었다. 또한 제2형 당뇨 마우스(KKAy 마우스)를 대상으로 한 실험에서 혈중 글루코오스(glucose) 및 당화혈색소 농도를 저하시키는데 효과가 있는 것으로 나타났으며 사염화탄소(CCl4)를 복강주사 한 SD 래트을 대상으로 한 동물실험에서 AST(SGOT), ALT(SGTP), ALP(alkaline phosphatase), LDH(lactate dehydrogenase)의 수치가 낮아지는 효과가 있는 것으로 나타났다.
본 발명의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법에 대해 다양한 조건에 의해 실시해 본바, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상기에서 언급한 조건에 의해 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선 효과를 갖는 미생물, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제, 상기 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법, 상기 미생물을 포함하는 식품, 상기 미생물을 포함하는 식품의 제조방법을 제공하는 것이 바람직하다.
상기에서 언급한 본 발명의 내용에 있어서, 당류는 당밀, 설탕(백설탕, 황설탕, 흑설탕 포함), 포도당, 과당, 엿류, 당시럽류, 덱스트린, 올리고당, 꿀, 아스파탐, 당알코의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이때 상기 당알코올은 솔비톨, 자일리톨, 에리스리톨, 파라티노스, 만니톨, 말티톨, 이노시톨, 쿠에르시톨의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 의미한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1-1> 미생물 제제의 제조
바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)가 각각 동일한 중량비로 혼합된 종균 0.01kg, 쌀겨 4kg, 당밀 2kg 및 황설탕 4kg을 음용수에 혼합하여 이들 총 무게가 100kg이 되도록 혼합한 후 22.5±2.5℃를 유지하며 4시간 간격으로 10m3/hr의 공기를 2시간 동안 폭기하는 과정을 하루에 4회 반복적으로 수행하며 21일간 배양하여 미생물 제제를 제조하였다.
상기에서 제조한 미생물 제제는 총균수 1.1×1010cfu/g였다.
<실시예 1-2> 미생물 제제의 제조
종균으로 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP)를 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 미생물 제제를 제조하였다.
<실시예 1-3> 미생물 제제의 제조
종균으로 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP)를 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 미생물 제제를 제조하였다.
<실시예 1-4> 미생물 제제의 제조
종균으로 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP)를 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 미생물 제제를 제조하였다.
<실시예 1-5> 미생물 제제의 제조
종균으로 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP)를 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 미생물 제제를 제조하였다.
<실시예 1-6> 미생물 제제의 제조
종균으로 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)를 단독으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 미생물 제제를 제조하였다.
<실시예 2-1> 발효식품의 제조
미강, 상황버섯, 노니, 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장으로 구성된 기능성 성분 60중량％ 및 상기 실시예 1-1에서 제조한 미생물 제제 40중량％를 혼합하였다.
상기 기능성 성분과 미생물 제제 혼합물을 82.5±2.5℃에서 4시간 동안 1차 발효시킨 후, 27.5±2.5℃에서 30일 동안 2차 발효를 거쳐, 82.5±2.5℃에서 2시간 동안 3차 발효시킨 다음 최종적으로 87.5±2.5℃에서 2시간 열풍 건조하여 발효식품을 제조하였으며, 이때 발효식품은 총균수 3.3×105cfu/g였다.
상기에서 기능성 성분은 미강 10중량％, 상황버섯 2중량％, 노니 5중량％, 녹차 5중량％, 울금 5중량％, 브로컬리 5중량％, 아가리쿠스 5중량％, 클로렐라 5중량％, 보이차 5중량％, 청국장 13중량％의 조성비로 이루어졌으며, 이때 상기 기능성 성분은 100메쉬로 분쇄한 분말을 사용하였다.
<실시예 2-2> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-2에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 2-3> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-3에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 2-4> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-4에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 2-5> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-5에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 2-6> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-6에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 3-1> 발효식품의 제조
미강, 상황버섯, 노니, 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장으로 구성된 기능성 성분 80중량％ 및 상기 실시예 1-1에서 제조한 미생물 제제 20중량％을 혼합하였다.
상기 접종단계를 수행한 기능성 성분과 미생물 제제 혼합물을 82.5±2.5℃에서 4시간 동안 1차 발효시킨 후, 27.5±2.5℃에서 30일 동안 2차 발효를 거쳐, 82.5±2.5℃에서 2시간 동안 3차 발효시킨 다음 최종적으로 87.5±2.5℃에서 2시간 열풍 건조하여 발효식품을 제조하였으며, 이때 발효식품은 총균수 3.3×105cfu/g였다.
상기에서 기능성 성분은 미강 15중량％, 상황버섯 5중량％, 노니 6중량％, 녹차 6중량％, 울금 6중량％, 브로컬리 6중량％, 아가리쿠스 6중량％, 클로렐라 6중량％, 보이차 6중량％, 청국장 18중량％의 조성비로 이루어졌으며, 이때 상기 기능성 성분은 100메쉬로 분쇄한 분말을 사용하였다.
<실시예 3-2> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-2에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 3-3> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-3에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 3-4> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-4에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 3-5> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-5에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 3-6> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-6에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 4-1> 발효식품의 제조
미강, 상황버섯, 노니, 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장으로 구성된 기능성 성분 99중량％ 및 상기 실시예 1-1에서 제조한 미생물 제제 1중량％을 혼합하였다.
상기 접종단계를 수행한 기능성 성분과 미생물 제제 혼합물을 82.5±2.5℃에서 4시간 동안 1차 발효시킨 후, 27.5±2.5℃에서 30일 동안 2차 발효를 거쳐, 82.5±2.5℃에서 2시간 동안 3차 발효시킨 다음 최종적으로 87.5±2.5℃에서 2시간 열풍 건조하여 발효식품을 제조하였으며, 이때 발효식품은 총균수 3.3×105cfu/g였다.
상기에서 기능성 성분은 미강 21중량％, 상황버섯 5중량％, 노니 7중량％, 녹차 7중량％, 울금 7중량％, 브로컬리 7중량％, 아가리쿠스 7중량％, 클로렐라 7중량％, 보이차 7중량％, 청국장 24중량％의 조성비로 이루어졌으며, 이때 상기 기능성 성분은 100메쉬로 분쇄한 분말을 사용하였다.
<실시예 4-2> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-2에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 4-3> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-3에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 4-4> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-4에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 4-5> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-5에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 4-6> 발효식품의 제조
미생물 제제를 상기 실시예 1-6에서 제조한 것을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 발효식품을 제조하였다.
<실시예 5> 발효식품의 미생물 분석 및 특성
상기 실시예 2-1에서 제조한 발효식품의 일반세균, 대장균, 효모, 황색포도상구균 수를 조사하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2에서와 같이 일반세균수는 3.3×105/g이었으며 병원성균인 대장균, 황색포도상구균과 효모는 검출되지 않았다.
표 2. 발효식품의 균수 측정
| 분석시험항목 | 결과 | 방법 |
| 일반세균수 | 3.3×105/g | 표준한천평판배양법 |
| 대장균군 | 음성/2.22g | BGLB법 |
| 효모수 | 음성/0.1g | 포테이토덱스트로스(10％) 한천평판배양법 |
| 황색포도상구균 | 음성/0.01g | 평판도말배양법 |
<실시예 6> 발효식품에 존재하는 미생물의 특성
상기 실시예 2-1에서 제조한 발효식품에 존재하는 미생물의 특성을 조사하기 위해 인공위액, 인공장액 및 열 처리에 따른 균수를 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 정리하여 나타내었다.
표 3에서와 같이 인공위액(pH 1.4)과 인공장액(pH 6.8)에 의한 발효균주의 생육저해 현상은 없는 것으로 나타났다.
한편, 95℃에서 10분간 열처리한 결과에서도 열처리 후 24시간 경과한 경우에도 균수가 무처리군과 비슷하며 또한 저장 시간이 72시간 경과한 시점에서 5.45×1010의 균이 검출되어 본 발명의 발효식품의 발효미생물들은 열안정성이 매우 뛰어난 것으로 사료된다.
이러한 결과는 본 발효식품에 존재하는 미생물들이 식도, 위, 소장, 대장까지 살아서 도달할 수 있는 프로바이오틱스(probiotics)의 기능을 할 수 있을 것으로 사료된다.
표 3. 처리조건별 생균수의 변화
| 시험항목 | 결과 | 주 | 시험방법 | |
| 일반 생균수 | 무처리 | 2.91×105/g | 1 | 표준한천평판배양법 |
| 인공위액처리 | 2.71×105/g | 2 | 표준한천평판배양법 | |
| 인공장액처리 | 3.35×105/g | 3 | 표준한천평판배양법 | |
| 가열처리후; 0시간 | 1.32×105/g | 4 | 표준한천평판배양법 | |
| 가열처리후; 24시간 | 1.20×105/g | 4 | 표준한천평판배양법 | |
| 가열처리후; 48시간 | 2.31×108g | 4 | 표준한천평판배양법 | |
| 가열처리후; 72시간 | 5.45×1010 | 4 | 표준한천평판배양법 | |
주1. 식품위생검사지침에 준하여 표준한천평판배양법에 따라 일반생균수를 측정함
주2. 검체를 10배량의 인공위액(pH 1.4)에 현탁하고 37℃에서 2.5시간 처리한 후, 균수측정
주3. 검체를 10배량의 인공장액(pH 6.8)에 현탁하고 37℃에서 2.5시간 처리한 후, 균수측정
주4. 검체를 10배량의 생리식염수에 현탁하고 95℃에서 10분간 가열한 후, 35℃에서 0, 24, 48, 72시간 보온한 후, 균수 측정
* 인공위액 : 염화나트륨 0.1g에 1M 염산 1.2mL을 가하고, 이온교환수로 50mL로 맞추고 37℃에서 pH가 1.4가 되도록 조제하였다.
* 인공장액 : 인산이수소칼륨 0.544g을 이온교환수로 용해시킨 후, 0.2M 수산화나트륨 수용액 5.9mL를 가하고 이온교환수로 전량을 50mL로 하고, 37℃에서 pH가 6.8이 되도록 조제하였다.
* 생리식염수 : 염화나트륨 0.85g을 이온교환수에 용해하고 전량을 100mL로 하였다.
<실시예 7> 발효식품의 성분분석
상기 실시예 2-1에서 제조한 발효식품의 성분을 분석한 결과 표 4에서와 같이 버섯류에 다량 함유되어 있는 베타-글루칸(β-glucan)의 함량이 4.4g/100g으로 비교적 높게 나타났고 특이하게도 아미노산 중에서도 글루탐산(glutamic acid)이 2.83g/100g, 아스파르트산(aspartic acid)이 2.00g/100g으로 높게 나타났다.
표 4. 발효식품의 이화학적 분석결과
| 분석시험항목 | 결과 | 검출한계 | 주 | 방법 |
| ergosterol | 1.26mg/100g | HPLC법 | ||
| β-glucan | 4.4g/100g | 효소법 | ||
| 아미노산 | 1 | 아미노산 자동분석기 | ||
| arginine | 1.13g/100g | |||
| lysine | 0.66g/100g | |||
| histidine | 0.58g/100g | |||
| phenylalanine | 0.89g/100g | |||
| tyrosine | 0.54g/100g | |||
| leucine | 1.37g/100g | |||
| isoleucine | 0.74g/100g | |||
| methionine | 0.30g/100g | |||
| valine | 0.98g/100g | |||
| alanine | 1.07g/100g | |||
| glycine | 0.99g/100g | |||
| proline | 0.92g/100g | |||
| glutamic acid | 2.83g/100g | |||
| serine | 0.89g/100g | |||
| threonine | 0.76g/100g | |||
| aspartic acid | 2.00g/100g | |||
| tryptophan | 0.25g/100g | |||
| cystine | 0.37g/100g |
주1. 과formic acid 처리 후, 염산 가수분해하여 측정
<실시예 8> 발효식품의 효소활성
상기 실시예 2-1에서 제조한 발효식품을 물추출하고 동결건조한 시료를 대상으로 활성 및 활성저해효과를 조사하고 그 결과를 아래의 표 5에 나타내었다.
표 5에서와 같이 실시예 2-1에서 제조한 발효식품은 항산화활성(Antioxidant activity), 고혈압저해활성(ACE inhibitory activity), 간 기능개선능(GST activity)에서 높은 활성이 검출되었다. 따라서 본 발명의 발효식품은 항산화활성, 고혈압저해활성, 간 기능개선능의 효과가 있음을 알 수 있었다.
표 5. 각종 효소활성
| 항목 | Antioxidant activity (％) | ACE inhibitory activity (％) | GST activity (％) |
| 측정값 | 55.4±1.9 | 72.1±0.5 | 92.4±2.4 |
| 농도 | 1mg | 1mg | 100㎍ |
*항산화활성(Antioxidant activity) : 항산화활성은 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)의 환원력을 이용하는 Blois와 이 등의 방법(Blois, M. S. Antioxidant determination by the use of stable free radical. Nature, 191: 1199 (1958))으로 측정하였다. 시료 200㎕에 DPPH 용액(DPPH 12.5mg을 EtOH 100mL에 용해) 800㎕를 가한 후 10분간 반응시키고 525nm에서 흡광도를 측정하여 시료 무첨가 대조구와 활성을 비교하였다.
*고혈압저해활성(ACE inhibitory activity) : 고혈압억제 활성은 Cushman 등의 방법(Cushman D. W. and Cheung. H. S. Spectrophotometic assay and properties of the angiotensin-converting enzyme of rabbit lung. Biochemical Pharmacology, 20: 1637-1648 (1971))에 따라 시료액에 동일 용량의 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 처리하여 얻은 추출액 50㎕를 토끼 폐(rabbit lung powder)에서 추출한 ACE용액 150μL(약 2.8∼3 Unit)와 기질 용액(pH 8.3의 100mM sodium borate 완충용액 2.5mL에 300mM NaCl과 25mg Hip-His-Leu을 용해) 50㎕와 섞은 후 37℃에서 30분간 반응시킨 다음 1N HCl로 반응을 정지시켰다. 이 반응액에 유리되어 나오는 hippuric acid의 양을 228nm에서 흡광도를 측정하여 산출하였고 시료 무첨가구를 대조구로 하여 저해율을 구하였다.
*간 기능개선능(GST activity) : 간 기능 개선 활성은 William H의 방법(Habig William H, Pabst MJ, Fleischner G, Gatmaitan Z, Arias IM, Jakoby WB. The identity of glutathione S-transferase B with ligandin, a major binding protein of liver. Proc Natl Acad Sci USA 71: 3879-3882 (1974))을 일부 변형하 여 다음과 같이 측정하였다. 0.1mM potassium phosphate buffer(pH 6.5) 100㎕에 시료 10㎕과 GST 효소액 15㎕(1.5 unit) 그리고 글루타치온(Glutathione, GSH) 10㎕의 조효소액을 가한 후, 25℃에서 5분간 전 배양(pre-incubation) 시켰다. 여기에 기질 1-클로로 2,4-디니트로벤젠(1-chloro 2,4-dinitrobenzene) 10㎕을 가하여 25℃에서 5분간 반응시킨 후 20％ TCA 350㎕를 가하여 반응을 정지시켰다. 반응물을 혼합(vortexing)한 다음 8000rpm으로 5분간 원심분리 후 상등액을 취하여 314nm에서 흡광도를 측정하여 GST activation activity를 아래와 같이 계산하였다.
GST activation activity(％) = ( B-S / C ) × 100
C: A314 of Control (without sample)
S: A314 of Sample
B: A314 of reactants (products)
<실시예 9> 발효식품의 마우스를 이용한 급성경구독성 시험
상기 실시예 2-1에서 제조한 발효식품에 대해 마우스(mouse)를 이용한 급성경구독성 시험을 통해 안전성을 평가하였다. 먼저 실시예 2-1에서 제조한 발효식품을 음용수로 현탁하여 250mg/mL의 시험액을 조제한 후, 5주령의 ICR계인 암수 마우스를 대상으로 탐침을 이용하여 5,000mg/kg을 강제 투여하였다(시험군). 대조군은 20mL/kg의 음용수를 투여하여 체중변화를 조사하였다. 그 결과 하기 표 6과 표 7에서와 같이 투여 후 7일 및 14일이 지난 후 암수 모두의 시험군은 대조군과 비교하 여 체중에 차이가 없었다.
표 6. 체중변화(암)
| 투여군 | 투여전 | 투여 후(일) | |
| 7 | 14 | ||
| 시험군 | 32.1±0.7 (5) | 35.8±1.8 (5) | 35.8±1.7 (5) |
| 대조군 | 31.7±0.6 (5) | 35.3±1.8 (5) | 37.9±1.2 (5) |
*체중은 평균치 표준 ± 편차로 나타냄 (단위: g)
*괄호 내에 마우스 수를 표시
표 7. 체중변화(수)
| 투여군 | 투여전 | 투여 후(일) | |
| 7 | 14 | ||
| 시험군 | 26.0±0.9 (5) | 28.8±1.0 (5) | 31.2±0.9 (5) |
| 대조군 | 26.3±0.8 (5) | 30.1±1.2 (5) | 32.0±1.2 (5) |
*체중은 평균치 표준 ± 편차로 나타냄 (단위: g)
*괄호 내에 마우스 수를 표시
<실시예 10> 제2형 당뇨모델인 KK-Ay/Ta Jcl(유전적 비만 2형 당뇨모델) 마우스를 이용한 동물 실험
상기 실시예 2-1에서 제조한 발효식품의 당뇨에 대한 효능을 검증하기 위해 KK-Ay/Ta Jcl 마우스에 미치는 영향을 조사하였다.
실험동물 및 식이는 제2형 당뇨모델인 KK-Ay/Ta Jcl(유전적 비만 2형 당뇨모델) 마우스 30마리를 Clea사(Tokyo, Tapan)에서 분양 받아 1주간 AIN-93G 사료로 자유급식하면서 사육환경에 적응시킨 뒤 실험에 사용하였다. 1주 후 난괴법(randomized complete block design)으로 각 군당 10마리씩 대조군(A), 시험군 1(B), 시험군 2(C)의 3개의 실험군으로 나누어 실험을 실시하였다(표 8 참조). 사육실 온도는 23±2℃, 습도는 50±5％, 조명주기는 12시간 간격으로 조절하였으며, 식이와 음용수는 각 군의 개체들이 자유롭게 섭취하도록 하여 10주간 진행하였다.
표 8. 사료의 조성 (g/100g 식이)
| A군(대조군) | AIN-93G diet 100중량％ |
| B군(시험군 1) | AIN-93G diet 99.92중량％ + 발효식품 0.08중량％ |
| C군(시험군 2) | AIN-93G diet 99.6중량％ + 발효식품 0.4％ |
(1)마우스의 체중, 식이 섭취량 및 물 섭취량을 조사
실험기간 중 마우스의 체중, 식이 섭취량 및 물 섭취량을 조사하였다. 매주 일정한 시간에 체중을 측정하였고, 식이섭취량 및 수분 섭취량을 급여량과 잔여량의 차이로 측정하였다. 그 결과 표 9에서와 같이 체중은 발효식품 함량이 높을수록 체중이 적게 나타났으나 큰 차이는 없었다. 평균 섭취량은 A군, B군 및 C군이 각각 6.70g/day, 6.40g/day, 5.93g/day로 발효식품의 함량이 높을수록 식이 섭취량이 유의적으로 감소하였다(p<.0001). 음용수 섭취량에서도 실험기간 동안 A군은 28.42ml/day, B은 23.16ml/day, C은 18.70ml/day로 발효식품의 함량이 높을수록 유의적인 감소 효과를 나타내었다(p<.0001). 이 결과로부터 본 발명의 실시예 2-1에서 제조한 발효식품은 당뇨의 대표적인 증상인 다식과 다음 현상을 억제하는 효과가 있는 것으로 나타났으며 발효식품의 함량이 가장 높은 C군에서 효과가 높게 나 타났다.
표 9. KK-Ay 마우스의 체중 및 식이, 물 섭취량
| 초기체중(g) | 10주후의 체중(g) | 일일체중 변화(g/day) | 식이량 (g/day) | 물 섭취량 (ml/day) | |
| A군 | 32.09±0.54 | 43.53±2.97 | 5.71±0.49 | 6.70±0.30a | 28.42±2.48a |
| B군 | 32.12±1.15 | 41.57±3.50 | 5.69±0.42 | 6.54±0.41a | 23.16±2.20b |
| C군 | 32.86±1.10 | 42.21±2.21 | 5.57±0.50 | 5.93±0.29b | 18.70±1.64c |
*Significance of the difference among the group (p<.0001)
(2)마우스의 혈당 측정
실험기간인 10주간 매주 마우스의 혈당을 측정하였다. 공복시간 없이 매주 일정한 시간에 꼬리정맥으로부터 전혈을 채취하여 글루코오스-옥시다아제(Glucose-oxidase)법을 이용한 혈당스트립(ACCU-CHEK Sensor, Roche, Basel, Switzerland)을 이용하여 측정하고 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에서처럼 실험 식이를 시작 전 A군, B군 및 C군의 각각의 혈당은 313mg/dL, 301mg/dL, 311mg/dL 에서 실험 식이를 시작한 후 둘째 주 까지는 혈당의 상승이 보이다가 셋째 주부터 감소하기 시작하여 넷째 주부터는 유의적인(p<.05, p<.01, p<.001, p<.0001)감소가 나타났다. 실험 식이를 시작한 첫째 주 A군, B군 및 C군의 혈당은 각각 440mg/dL, 394mg/dL, 392mg/dL 이었고, 실험 종료시점인 10주 후에는 A군의 혈당이 353 mg/dL, B군의 혈당이 235mg/dL, C군의 혈당이 186mg/dL로 나타나, A군에 비해 C군에서 혈당 값이 167mg/dL 낮아졌다. 그리고 초기 혈당 값과 비교하여 사료에 발효식품의 첨가량이 높을수록 혈당의 감소가 크게 나타남으로써, 발효식품이 혈당 수준을 유의적으로 낮추는데 효과가 있는 것으로 확인되었다.
(3)마우스의 혈장 글루코오스 농도 측정
마우스의 혈장 글루코오스(glucose) 농도를 측정하고 이를 도 2에 나타내었다.
도 2에서처럼 실험식이 10주 후 A군, B군 및 C군의 마우스를 채혈하여 혈장 글루코오스 농도를 측정한 결과, A군이 494.60±125.61mg/dL, B군이 313.20±88.58mg/dL, C군이 260.60±65.65mg/dL로, A군에 비해 B군과 C군의 식이군에서 유의적인(p<.01) 감소하여 200mg/dL의 글루코오스가 감소하는 효과가 있는 것으로 확인되었다.
(4)마우스의 혈장 인슐린 농도 측정
마우스의 혈장 인슐린 농도를 측정하고 이를 도 3에 나타내었다.
도 3에서처럼 실험식이 10주 후 채혈하여 분석한 결과, A군의 혈장 인슐린 농도는 896.72±66.35ng/mL 이었으며, B군은 766.64±263.88ng/mL, C군은 837.86±84.62ng/mL로 A군과 비교하여 B군과 C군의 식이군에서 혈청 인슐린이 약간은 감소하였으나 유의적이지는 않았다.
(5)마우스의 당화혈색소의 농도 측정
마우스의 당화혈색소의 농도를 측정하고 이를 도 4에 나타내었다.
적혈구에 있는 헤모글로빈(hemoglobin)의 일부인 HbA1c는 혈구의 생존 기간 동안 서서히 포도당과 비효소적으로 결합하여 당화된다. 그러므로 HbA1c의 당화정도는 혈구의 생존기간인 혈중 포도당 농도를 가늠하게 한다. 그러므로 당화혈색소는 혈당조절을 표현하는 가장 기본적인 지표로 널리 이용되고 있으며, 당화혈색소의 값(glycated homoglobin value)으로 지난 수주일 동안의 혈당농도를 추정할 수 있다. 당화혈색소의 측정은 장기간에 걸친 혈당의 변화를 통합하여 내는 좋은 지침이 되며 1회의 채혈로 측정이 가능하다.
도 4에서처럼 실험식이 10주 후 A군, B군 및 C군의 마우스를 채혈하여 당화혈색소 농도를 측정한 결과, A군은 7.0％, B군은 5.9％, C 군은 5.4％로 A군과 비교하여 발효식품의 함량이 높아질수록 당화혈색소의 농도는 크게 감소하였다.
미국당뇨병협회(American Diabetes Association)에서 권고하는 당뇨병의 혈당조절목표를 보면, 공복혈당 80∼120mg/dL, 취침 전 혈당 100∼140mg/dL 그리고 HbA1c < 7％로 되어 있어 A 식이군의 당화혈색소가 약 7.0％인데 비해 B군의 당화혈색소 농도는 약 5.9％, C군의 당화혈색소 농도는 약 5.4％인 것으로 나타나, 본 발명의 실시예 2-1에서 제조한 발효식품은 혈당을 낮추는 효과가 있음을 알 수 있었다(도 4 참조).
본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 발효식품은 혈당을 낮추는데 효과적인 치료효과가 있을 것으로 기대되며 심혈관질환이나 뇌졸중과 같 은 장기간의 합병증을 예방하기 위하여 제2형 당뇨환자에게 유용하게 사용할 수 있을 것이며 구체적으로는 혈장 당수치를 170mg/dL에서 135mg/dL 이하로 낮출 수 있을 것으로 사료된다(표 10 참조).
표 10. 당화혈색소와 혈장 혈당값 비교치*
| 당화 혈색소 | 평균 혈장 당수치 |
| 6％ | 135mg/dL |
| 7％ | 170mg/dL |
| 8％ | 205mg/dL |
| 9％ | 240mg/dL |
| 10％ | 275mg/dL |
| 11％ | 310mg/dL |
| 12％ | 345mg/dL |
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
<실시예 11> 발효식품이 사염화탄소로 유발된 흰쥐의 간 손상에 미치는 영향
상기 실시예 2-1에서 제조한 발효식품의 간 기능 개선 효능을 검증하기 위해 흰쥐(Sprague Dawley계 수컷 흰쥐)에 사염화탄소(CCl4)를 복강 주사하여 간 질환을 유발시킨 후 발효식품을 섭취시켜 간 기능에 미치는 영향을 조사하였다.
사염화탄소(CCl4)는 간에서 단백질 합성과 그리코겐 양을 저하시키고 마이크로소말 효소(microsomal enzyme)을 억제하며 간세포를 괴사시키므로 간세포에 독성 을 나타내는 대표적인 물질로서 투여방법, 경로 및 횟수에 따라 급성간염, 지방간, 간 경변 등의 간질환의 유발이 가능하기 때문에 투여물질의 효과를 밝히는데 있어 실험적으로 많이 이용되고 있다.
흰쥐의 사육은 사염화탄소와 올리브유를 1:1 비율로 섞어 체중 100g 당 0.1mL를 3일에 한번씩 2회 복강 주사하여 쥐의 급성 간 장애를 유발하여 해당 식이로 5주간 사육하였다.
실험동물 및 식이는 평균 체중이 110± 10g인 흰쥐를 중앙실험동물에서 분양 받아 1주간 AIN-93G 사료로 자유급식하면서 사육환경에 적응시킨 뒤 실험에 사용하였다. 1주 후 난괴법(randomized complete block design)으로 각 군당 6마리씩 정상군(A), 사염화탄소 투여군(B), 사염화탄소 투여 후 발효식품 섭취군 1(C)의 3개의 실험군으로 나누어 실험을 실시하였다(표 11). 사육실 온도는 23±2℃, 습도는 50± 5％, 조명주기는 12시간 간격으로 조절하였으며, 식이와 음용수는 각 군의 개체들이 자유롭게 섭취하도록 하여 5주(week)간 진행하였다.
표 11. 사료의 조성 (g/100g 식이) 및
| A군 | AIN-93G diet 99.6중량％ + 발효식품 0.4％ |
| B군 | AIN-93G diet 100중량％ |
| C군 | AIN-93G diet 99.6중량％ + 발효식품 0.4％ |
(1)흰쥐의 체중 및 간 중량
실험기간 동안 흰쥐의 체중 및 간 무게를 측정한 결과는 표 12와 같다. 체중증가량은 사염화탄소를 단독으로 투여한 B군에서 4.80g/day로 가장 적었지만, Group 간의 유의적인 차이는 없었다. 사염화탄소 와 사염화탄소 투여에 대한 발효물의 섭취가 간의 무게에 미치는 효과를 알아보기 위하여 체중 100g 당 간의 무게를 측정한 결과, 체중 100g 당 간의 무게는 사염화탄소를 단독으로 투여한 B군에서 높았으며, 사염화탄소 투여 후 발효물을 섭취한 C에서는 감소되었다. 그러나 유의적인 차이를 보이지는 않았다. Jeon과 Park(Jeon JR. Park JR. 2002. Effect of Eucommia ulmoides leaf water extract on hepatotoxicity of carbon tetrachloride-induced rats. J korean Soc Food Sci Nutr 31: 124-130), Lee 등(Lee SB, Cho TS, Yoon KW, Lee JC, Lee SM, Shim SB. 1998. A study on hepatoprotective effect of PS-1 from Artemisia iwayomogi. J Appl Pharmacol 6: 119-129) 및 김 등(김영섭, 유윤숙, 한은경, 강일준, 정차권. 2008, 사염화탄소를 투여한 흰쥐에서 인진쑥 및 동충하초의 지질대사촉진 및 간독성저하효과 J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. Vol 37., No. 5, pp.548-554)의 연구에서 사염화탄소에 의해 간독성이 유발한 흰쥐군은 정상군에 비해 간 중량 백분율이 유의적으로 증가한다고 보고하였는데, 이는 본 실험 결과와도 일치하며 이러한 결과는 발효물이 간 손상을 회복시키는데 영향을 미치는 것으로 사료된다.
표 12. 흰쥐의 체중 및 간 무게
| Groups1) | Initial body weight(g) | Final body weight(g) | Change of body weight (g/day) | Liver (g/100g body weight) |
| A | 132.03± 2.59 | 348.29± 15.14 | 5.15± 0.34 | 2.87± 0.06 |
| B | 132.22± 5.46 | 333.88± 14.67 | 4.80± 0.42 | 3.04± 0.14 |
| C | 132.09± 6.54 | 340.56± 32.42 | 4.97± 0.88 | 2.97± 0.29 |
(2)흰쥐의 간 기능 효소활성 측정
실험기간인 5주간 사육 후 채혈하여 간 기능관련 효소인 AST(SGOT), ALT(SGPT), ALP(alkaline phosphatase) 및 LDH(lactate dehydrogenase) 활성을 측정하였다. 그 결과 표 13에서와 같이 정상군(A)에 비해 사염화탄소 투여군(B)인는 혈청 AST, ALT, ALP 및 LDH 활성이 유의하게 증가되었다. 사염화탄소와 같은 간 독성물질은 간세포의 괴사와 간 조직의 파괴를 유도하여 AST, ALT, ALP 및 LDH 의 혈액 내 유출이 증가되는데 본 실시예에서 사염화탄소로 인해 간 기능이 손상됨을 알 수 있었다.
실시예 2-1에서 제조한 발효식품을 섭취시킨 C군에서 모두 사염화탄소 투여로 높아진 AST, ALT, ALP 및 LDH 수치를 유의하게 감소되는 것으로 나타나 발효식품은 간 기능 개선효과가 있는 것으로 확인되었다.
표 13. 흰쥐의 간 기능 효소활성
| Group1) | AST* | ALT*** | ALP* | LDH** |
| A | 93±12b | 51± 5b | 349±21b | 288±72b |
| B | 131±14a | 65±15a | 489±60a | 527±82a |
| C | 95± 5b | 51± 5b | 369±46b | 355±93b |
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 제공할 수 있으며, 상기의 미생물을 포함하는 미생물 제제를 식품에 이용하여 혈당상승을 억제할 수 있는 식품을 제공할 수 있어, 당뇨병 및 간 질환의 예방 및/또는 치료 등에 기여함으로써 산업상 발전에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취한 실험군(B,C)와 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취하지 않은 대조군(A)의 KKAy 마우스의 혈당 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취한 실험군(B,C)와 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취하지 않은 대조군(A)의 마우스 혈장 글루코오스 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취한 실험군(B,C)와 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취하지 않은 대조군(A)의 마우스 혈장 인슐린의 농도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취한 실험군(B,C)와 본 발명의 혈당상승 억제효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품을 섭취하지 않은 대조군(A)의 마우스 당화혈색소(HbA1c)의 농도를 나타낸 그래프이다.
Claims (11)
- 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나의 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물.
- 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물과, 쌀겨, 당류 및 정제수를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제.
- 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시 스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물 0.001∼10중량％, 쌀겨 0.5∼10중량％, 당류 0.5∼10중량％ 및 잔부의 정제수를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 미생물 제제에서의 미생물의 총균수는 1×103∼1×1013cfu/g인 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 미생물 제제의 제형은 분말(powder) 또는 펠렛(pellet)인 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제.
- 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미 생물, 쌀겨, 당류 및 정제수를 혼합한 미생물이 혼합된 혼합물을 폭기(aeration)시키는 단계를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법.
- 바실러스 속(Bacillus sp.) KS-25 균주(KCTC 11351BP), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KS-29 균주(KCTC 11352BP), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) KS-30 균주(KCTC 11353BP), 바실러스 소노렌시스(Bacillus sonorensis) KS-33 균주(KCTC 11354BP), 바실러스 스큐란스(Bacillus circulans) KS-80 균주(KCTC 11355BP)의 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 미생물 0.001∼10중량％, 쌀겨 0.5∼10중량％, 당류 0.5∼10중량％ 및 잔부의 정제수를 혼합하는 단계, 상기 미생물이 혼합된 혼합물을 20∼25℃에서 2∼6시간 간격으로 5∼10m3/hr의 공기를 1∼3시간 동안 폭기하는 과정을 하루 2∼6회 반복적으로 수행하는 것을 3∼30일 동안 실시하는 단계를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 미생물 제제의 제조방법.
- 미강, 상황버섯, 노니, 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분과 제2항 또는 제3항의 미생물 제제를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품.
- 미강, 상황버섯, 노니(noni), 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분 60∼99중량％과 제2항 또는 제3항의 미생물 제제 1∼40중량％를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 식품은 분말(powder), 펠렛(pellet), 타블렛(tablet), 환(丸), 캡슐(capsule)의 군으로부터 선택된 어느 하나의 제형으로 형상화된 것인 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품.
- 미강, 상황버섯, 노니(noni), 녹차, 울금, 브로컬리, 아가리쿠스, 클로렐라, 보이차, 청국장의 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 성분 60∼99중량％과 제2항 또는 제3항의 미생물 제제 1∼40중량％를 혼합하되, 상기 미생물 제제가 혼합된 혼합물의 수분함량이 20∼60중량％가 되도록 하는 혼합하는 단계,상기 미생물 제제가 혼합된 혼합물을 80∼85℃에서 2∼6시간(hr) 동안 1차 발효를 시키는 단계,상기 1차 발효 후 25∼30℃에서 20∼40일(day) 동안 2차 발효를 시키는 단계,상기 2차 발효 후 80∼85℃에서 1∼3시간 동안 3차 발효를 시키는 단계, 및상기 3차 발효물을 건조하는 단계를 포함하는 혈당상승 억제효과와 간 기능 개선효과를 갖는 미생물을 포함하는 식품의 제조방법.
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