KR20150075770A - 혼합 유산균 스타터를 이용한 디톡스 활성 촉진용 과채 발효물 및 이의 이용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합 유산균 스타터를 이용한 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 발효물 및 이의 이용에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a) 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된, 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 유산균 발효물 및 상기 발효물을 유효성분으로 포함하는 생체 내 디톡스 활성 촉진용 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 과채 유산균 발효물은 체내 니코틴 대사를 촉진시키고 혈중 내독소(endotoxin)의 생성을 억제하며 체내 알콜 분해를 촉진하여, 흡연 독성, 고지방 식이에 의한 비만 및 내독소혈증(endotoxemia), 알콜 독성을 예방 및 개선하는 효과가 있어 산업상이용 가능성이 크다.

Description

혼합 유산균 스타터를 이용한 디톡스 활성 촉진용 과채 발효물 및 이의 이용 {Fermented greengrocery composition for promoting detox activity using mixed lactic acid bacteria starter, and use thereof}

본 발명은 혼합 유산균 스타터를 이용한 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 발효물 및 이의 이용에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a) 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계를 포함하여 제조된, 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 유산균 발효물 및 상기 발효물을 유효성분으로 포함하는 생체 내 디톡스 활성 촉진용 식품 조성물에 관한 것이다.

현대인들은 스트레스, 식습관을 비롯한 생활습관 및 생활 속의 유해물질에 노출되어 체내에 독성물질의 축적이 이루어지고 있다. 예를 들어 담배에 존재하는 수천 개의 화학 물질 중, 니코틴이 가장 중요한 유해물질이다. 니코틴이 담배 중독의 원인으로서, 사람들로 하여금 장시간 다량의 흡연을 하도록 하며, 이러는 동안 담배의 다른 물질들이 심장질환, 암 및 그 외의 다른 질병들을 일으킨다. 흡연의 위험성은 잘 알려져 있는 바와 같이 폐암을 비롯한 각종 위장질환, 동맥경화증을 비롯한 각종 순환계 질환, 노화 촉진 등에 중요한 요소로 작용하고 있다. 흡연인구로 인하여 호흡기 질환 환자가 크게 늘고 있는 실정이며 사망자의 원인으로 볼 때, 호흡기 일반질환이 3.9%, 폐암이 2.9%의 증가율을 보이고 있다.

니코틴은 pKa 8.0 인 약염기이고, 수용성이면서 지용성이다. 니코틴은 폐, 구강, 비점막, 피부, 장 등 신체의 어느 곳을 통해서나 즉시 흡수된다. 한편, 담배 연기 속에는 마이크론 보다 작은 크기의 타르 입자가 미세하게 존재한다. 니코틴은 pH에 따라 운반되는 정도가 달라지는데, 호흡기에서는 구강점막, 피부를 통해 즉시 흡수된다. 담배 흡연 시 구강 내의 pH는 산성이므로 (pH 5.5), 대부분의 니코틴은 이온화되기 때문에 구강점막에서의 흡수는 거의 일어나지 않는다. 그러나, 폐에서는 기포 (alveolar)의 표면적이 크고, 혈류 공급이 많기 때문에 니코틴이 즉시 흡수된다. 씹는담배, 코담배, 씹는 니코틴 껌은 염기성이므로, 점막을 통한 니코틴의 흡수가 활발히 일어난다.

담배 한 개비에는 10 mg 정도의 니코틴이 들어있는데, 이 중 흡수되는 니코틴 양은 1 mg 정도이나, 흡연 양상에 따라 3 mg을 넘을 수도 있다. 흡연은 니코 틴을 10-20분이면 초기 분포가 되고, 2-3시간이 지나면 제거된다. 니코틴은 혈류 속으로 흐르면서 심장을 거쳐 뇌로 운반된다. 담배 흡연시 니코틴은 빠르게 동맥 내 혈류를 통해 들어가서 뇌로 이동한다. 담배를 피우고 니코틴이 뇌에 도달하는데 걸리는 시간은 7초 정도이다. 뇌 내의 니코틴 농도는 다른 체조직에 재분포 하면서 빠르게 감소한다. 따라서 동맥 중 니코틴 농도는 정맥 내 농도보다 10배나 높을 수 있다. 니코틴의 90% 정도는 C-산화에 의해 코티닌 (cotinine)으로 대사되는데, 코티닌은 19-24시간 정도의 긴 반감기를 가지고 있다. 따라서 코티닌은 담배 사용과 치료의 연구에 있어 니코틴 섭취의 표지인자로 사용할 수 있다.

니코틴은 일차적으로 간 대사에 의해 제거된다. 또 폐에서 소량이 대사되거나, 변하지 않은 채 신장에서 제거되기도한다. 니코틴의 평균 반감기는 두 시간이지만, 경우에 따라서 1-4시간까지 변할 수 있다. 니코틴을 구강으로 섭취하면 간을 통해 제 1 차 통과 대사 (first pass metabolism)가 일어나기 때문에 체내 농도가 낮아진다. 니코틴의 작용 중에는 교감신경의 활성화, 지질 대사의 변화, 혈소판 응집, 과응고 등이 있으며, 이것들이 심혈관계 질환의 발병에 기여할 수 있다. 또 니코틴은 엘라스타아제를 많이 나오게 하고 기포 구조를 파괴하여 폐기종의 발달에 기여한다.

또한, 내독소 (endotoxin)는 그람 음성 장 세균에서 기인한 물질로서, 리포다당질 (Lipopolysaccharide, LPS)라고도 한다. 세균성 LPS는 선천적 면역력을 활성화시키는 신호로 작용을 하여 혈액 내의 LPS-결합 단백질 (LPS-binding protein, LBP)과 결합한 후 대식세포 막에 존재하는 CD14와 결합을 하고. 활성화된 대식 세포는 전염증 사이토카인 (proinflammatory cytokine)으로 TNF-α, IL-1β, I-8, IL-2, IL-4, IL-6과 같은 사이토카인들을 분비하여 이들 상호 간의 작용을 통해 사이토카인의 증폭이 일어나고 염증 반응을 더욱 심하게 하는 것으로 알려져 있다. 한 쥐 모델 연구에서 LPS 농도는 먹는 동안 증가하고 특히 고지방 식이를 할 때 LPS 분획이 증가했는데 이처럼 고지방 식이로 인해 만성적으로 혈중 LPS 농도가 정상의 2~3배로 증가하게 될 때 (대사 내독소혈증, metabolic endotoxemia) 염증의 정도를 조절하기 어렵게 하며 체중증가와 당뇨병을 유발한다고 보고하였다. 음식에 포함된 지방과 탄수화물의 양과 질에 따라 장 미생물총들의 구성과 장 투과성이 변화되어 결국 만성적으로 증가된 혈중 LPS가 비만과 인슐린 저항성을 일으키는 연결고리로 여겨지고 있다(염근상, Obesity and Gut Microbiota, Symposium 10. Topic Review in the Field of Obesity, 175-178).

그리고, 술은 최근 사회의 다양화 및 경제성장과 더불어 현대인의 스트레스 해소를 위해 소비가 급증하고 있는 추세이지만, 과음하게 되는 경우 숙취 등의 문제는 물론 알코올 중독과 같은 사회문제가 야기될 수 있게 된다. 특히, 급성 알코올성 숙취로 인한 메스꺼움, 구토, 현기증, 갈증, 무기력, 두통, 근육통 등의 증상은 업무 능률 저하로 인한 사회경제적 손해를 초래하고 있으며, 만성적인 알코올 섭취 시에는 췌장염, 심근경색, 신경장애, 결핵 등의 장애가 나타나고 나아가 간 조직의 구조 및 기능에 치명적인 손상을 초래할 수 있게 된다.

체내에 흡수된 알코올은 3가지 경로로 통해 대사되는데, 알코올 농도가 낮을 때는 위장관 또는 간에 존재하는 alcohol dehydrogenase(ADH)와 acetaldehyde dehydrogenase(ALDH)의 작용에 의해, 알코올 농도가 높을 때는 소포체에 존재하는 마이크로좀 에탄올 산화체계(MEOS: Microsomal ethanol oxidizing system)에 의해 아세트알데하이드와 아세트산으로 대사되며, 이후 퍼옥시좀(peroxisome)에 존재하는 카탈라제(catalase)의 작용 등을 거쳐 이산화탄소와 물로 최종 분해된다.

적당량의 알코올이 유입되면 상기 대사체계가 원활하게 작용하여 알코올 때문에 일어나는 제반 증상이 일어나지 않지만, 다량의 알코올 유입시 대사체계의 균형이 파괴되어 생체 항상성을 유지하지 못하게 된다. 알코올이 산화되어 만들어진 일차 대사산물인 아세트알데하이드는 숙취의 주요한 인자이며, 알코올 섭취시 체내의 독성작용을 통해 알코올 그 자체보다 아세트알데하이드에 의한 숙취의 영향이 더 크다. 체내에서 생성된 아세트알데하이드는 뇌로 전해져 많은 유해화합물로 바뀌어 맥박 증가나 발한, 홍조, 오심, 구토 등의 증상을 초래할 수 있다.

이렇게 체내 독성물질의 축적은 다양한 질병의 근원이 되는데, 최근 건강에 대한 국민관심이 높아짐에 따라 매일 섭취하는 식품을 통하여 질병을 예방할 수 있는 기능성 식품 및 기능성 식품 소재 가공기술 연구가 활발히 진행되고 있다.

이에 본 발명자들은 체내 독성물질을 경감시키는 기능성 식품에 관하여 연구하던 중, 과일과 채소(과채) 혼합액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스 (bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종 및 발효시켜 제조된 발효물이 디톡스(detox) 활성을 촉진시킴을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 (a) 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된, 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 유산균 발효물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 발효물을 유효성분으로 포함하는 생체 내 디톡스 활성 촉진용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스 (bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된, 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 유산균 발효물을 제공한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 발효물을 유효성분으로 포함하는 생체 내 디톡스 활성 촉진용 식품 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 (a) 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계의 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계;

(c) 상기 (b) 단계의 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된, 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 유산균 발효물을 제공한다.

상기 (a) 단계는 과채를 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계이다. 상기‘과채(green froceries, fruit and vegetables)’는 과일과 채소를 통틀어 의미하는 것으로, 상기 과일은 과수(fruit tree)로 부터 생산된 열매로 이에 제한되지 않으나 인과류(준인과류 포함, 예를 들어 감, 귤, 배, 사고, 오렌지, 자몽 등등), 핵과류(대추, 매실, 복숭아, 살구, 앵두, 자두 등등), 장과류(딸기, 망고, 무화과, 바나나, 파인애플, 포도, 키위 등등), 각과류(또는 견과류, 밤, 호두, 땅콩, 아몬드, 잣, 피스타치오, 헤즐넛 등등 ), 과채류 (예를 들어 토마토, 참외, 수박 등등) 및 열대 과일류(바나나, 파인애플, 아보카도, 키위 등등)를 포함한다.

상기 채소는 초본성 식용 재배식물을 의미하는 것으로 이에 제한되지 않으나, 엽채류(예를 들어 갓, 근대, 머위, 무청, 미나리, 배추, 상추, 샐러리, 시금치, 쑥갓, 양배추 등등), 경채류 (예를 들어 두릅, 마늘쫑, 부추, 샐러리, 아스파라거스, 염교, 죽순, 참나리, 파 등등), 근채류 (예를들어 당근, 래디쉬, 무, 비트, 생강, 순무, 연근, 우엉, 토란 등등), 구근류 (마늘, 샬롯, 양파 등등), 과채류(예를 들어 가지, 고추, 동아, 박, 오이, 월과, 피망, 토마토, 호박 등등) 및 화채류(예를 들어 브로콜리, 아티초크, 양하, 컬리플라워 등등)를 포함한다.

바람직하게 본 발명의 과채는 토마토, 신선초, 치아시드, 배 및 셀러리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

토마토는 쌍떡잎식물 통화식물목 가지과의 한해살이풀의 열매로서,‘일년감’또는‘남만시(南蠻枾)’라고 불리우며, 본 명세서에 상기 명칭들이 혼용되어 사용될 수 있다. 본 발명의 토마토는 당업자에게 알려진 공지의 토마토 종 또는 품종이면 제한되지 않으며, 예를 들어 Lycopersicum esculentum MILL ., Solanum lycopersicum L., Lycopersicon esculentum Mill . var . cerasiforme일 수 있다.

신선초는 쌍떡잎식물 산형화목 미나리과의 여러해살이풀로서,‘명일엽’또는 신립초라고도 불리우며, 본 발명의 명세서에서 상기 용어들이 혼용되어 사용될 수 있다. 본 발명의 신선초는 당업자에게 알려진 공지의 신선초 종 또는 품종이면 제한되지 않으며, 예를 들어 Angelica keiskei Koidzumi , Angelica utilis Makino 일 수 있다.

치아시드(Chia seed)는 치아(Chia)의 종자를 의미하며, 상기 치아(chia)는 차조기과의 민트족에 속하는 사루비아의 일종으로, 그 종자는 직경 2 ㎜ 정도의 타원형이며, 미네랄 및 아미노산을 풍부하게 함유하는 등 영양가면에서도 가치가 높다. 또한 치아시드는 약 30 %가 지방으로, 그 지방의 60 % 이상이 ω-3계 다가불포화지방산인 α-리노렌산이다. 치아시드는 식이섬유, 오메가-3 지방산, 각종 아미노산 및 비타민이 풍부하여 1000년 전부터 멕시코 등 남미에서는 내구력, 체력, 건강, 미용에 근원이 되는 전통식품으로 이용되어왔다. 본 발명의 치아는 당업자에게 알려진 공지의 치아 종 또는 품종이면 제한되지 않으며, 예를 들어 Salvia hispanica L. 일 수 있다.

배(pear)는 쌍떡잎식물 장미목 장미과 배나무속 배나무의 열매이며, 알칼리성 식품으로서 주성분은 탄수화물이고 당분(과당 및 자당) 10∼13%, 사과산·주석산·시트르산 등의 유기산, 비타민 B와 C, 섬유소·지방 등이 들어 있다. 본 발명의 배는 당업자에게 알려진 공지의 배 종 또는 품종이면 제한되지 않으며, 예를 들어 Pyrus serotina Rehder, Pyrus pyrifolia Nakai , Pyrus ussuriensis Maxim, Pyrus communis Linn 일 수 있다.

셀러리(Celery)는 셀러리는 미나리과에 속하는 1~2년생 초본이다. 뿌리잎이 굵고 길며 이것을 식용으로 한다. 셀러리의 신선한 잎은 특유의 방향 성분인 세다놀라이드(sedanolide), 세다놀(sedanol)이 들어 있으며 비타민 C가 30mg%, 비타민 B2도 0.8 mg% 로 다른 경엽채류에 비해 많이 함유되어 있는 편이다. 본 발명의 셀러리는 당업자에게 알려진 공지의 셀러리 종 또는 품종이면 제한되지 않으며, 예를 들어 Apium graveolens L., Apium graveolens var . dulce, Apium graveolens var . rapaceum 일 수 있다.

상기‘분쇄’는 과채 원료들의 발효 효율 증가를 위한 전처리로서, 상기 과채 원료들을 잘게 부스러뜨리거나, 일정 크기로 만드는 것을 의미한다. 상기 분쇄 과정은 당업자에게 공지된 통상의 분쇄 방법에 의해 수행될 수 있고, 당업자의 의도 및 목적에 따라 분쇄 횟수 및 분쇄물의 크기는 다양할 수 있다. 본 발명의 분쇄물은 평균 입자 크기가 특별히 제한되지는 않으며, 바람직하게 육안으로 건더기가 보이지 않는 정도로 분쇄하는 것 일 수 있다.

본 발명의 상기‘배양액’은 유산균 발효를 위한 배양기질을 의미하는 것으로, 전술한 과채 원료의 분쇄 혼합물 및 유산균 생육 촉진제를 포함한다. 상기 유산균 생육 촉진제는 유산균의 증식을 도와주는 물질을 의미하는 것으로 이에 제한되지 않으나, 올리고당일 수 있으며, 바람직하게 갈락토올리고당(galactooligosaccharide), 프락토올리고당(fructooligosaccharide), 자일로올리고당(xylooligosaccharide), 말토올리고당(maltooligosaccharide)일 수 있고, 더욱 바람직하게 프락토올리고당일 수 있다.

바람직하게 본 발명의 배양액은 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 포함한다.

상기 배양액을 구성하는 각 원료들은 당업자의 사용 목적 및 용도에 맞추어 원료 배합비를 다양하게 할수 있으나. 바람직하게 토마토 50 내지 70 중량%, 신선초 5 내지 15 중량%, 치아시드 0.1 내지 5 중량%, 배 1 내지 10 중량%, 셀러리 1 내지 10 중량%, 프락토올리고당 10 내지 20 중량%로 이루어지는 것일 수 있다. 더욱 바람직하게 상기 배양액의 원료 배합비는 토마토 55 내지 65 중량%, 신선초 7 내지 13 중량%, 치아시드 1 내지 3 중량%, 배 4 내지 8 중량%, 셀러리 4 내지 8 중량%, 프락토올리고당 12 내지 18 중량%로 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 상기 배양액은 글루코오스(glucose), 수크로스(sucrose), 말토오스(maltose), 프럭토오스(Fructose), 락토오스(lactose), 자일로오스(xylose), 갈락토오스(갈락토오스), 아라비노스(arabinose) 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원을 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 당업자에게 유산균 생육시 사용되는 탄소원으로 알려진 물질은 모두 본 발명에 적용 가능하다.

또한, 상기 배양액은 추가적으로 효모 엑기스 등의 질소원, 무기염류 및 생장소등을 포함할 수 있으며, 상기 질소원, 무기염류 및 생장소는 유산균 생육에 상승작용을 일으키는 물질인 한 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 상기 물질에 관하여는 해당 분야에 알려져있다.

(b) 단계는 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08 (Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계이다.

상기 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei)는 락토바실러스 속(genus Lactobacillus)에 속하며 사람의 장과 구강내에서 발견되는 일시적 혐기성(transient anaerobic) 미생물이다. 이 균주는 넓은 pH 및 온도 범위를 가지며 유산(lactic acid)를 생성하여 바람직한 세균들의 증식을 돕고 탄수화물 분해효소인 아밀라아제를 생성하는 락토바실러스 애시도필러스 (Lactobacillus acidophilus) 균주의 성장을 촉진하여 소화를 개선하며, 우유 과민증(milk intolerance) 및 변비를 감소시키는 것으로 알려져 있다. 본발명의 락토바실러스 카제이 균주는 당업자에게 공지된 락토바실러스 카제이 균주라면 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어 American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA 20108 USA) 로부터 용이하게 구입할 수 있으며 바람직하게는 다음의 ATCC Accession Numnber를 갖는 균주를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다: ATCC 49178, ATCC 7469a, ATCC 9595, ATCC 27773, ATCC 11981, ATCC 39595, ATCC 15008, ATCC 13075, ATCC 334, ATCC 393, ATCC 7469, ATCC 11578, ATCC 11582, ATCC 11982, ATCC 12116, ATCC 14435, ATCC 14957, ATCC 25180, ATCC 25302, ATCC 25303, ATCC 25598, ATCC 25599, ATCC 27092, ATCC 27139, ATCC 29599, ATCC 335, ATCC 39392, ATCC 4007, ATCC 4913 및 Lactobacillus casei KCTC 12398BP 으로 이루어지는 군에서 선택된 것일 수 있고, 가장 바람직하게 Lactobacillus casei KCTC 12398BP 일 수 있다.

상기 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)은 약 90가지의 유효하게 명명된 종 또는 서브(sub)종을 포함하는 락토바실러스의 방대하고 비교적 다양한 속(genus)중의 박테리아 종이다. 전통적으로, 락토바실러스 spp.는 이들의 발효 능력에 따라서 세가지의 기능성 그룹으로 구분된다: 절대적인 정상발효(그룹 I), 임의의 이상발효(그룹 II) 및 절대적인 이상발효(그룹 III). 락토바실러스 플란타룸은 다른 락토바실러스 spp. 와는 하기된 점에서 상이하다: 1) 락토바실러스 플란타룸은 비교적 큰 게놈을 지니고 있으며, 이는 많은 상이상 상태에 적응하는 능력을 나타낸다. 2) 락토바실러스 플란타룸은 많은 상이한 탄수화물을 발효시키는 현저한 능력을 지닌다. 3) 락토바실러스 플란타룸은 망간에 대한 높은 성장 요건을 지니고 있으며 높은 세포간 수준의 망간을 축적할 수 있다. 망간은 산소 라디칼을 H₂O₂로 환원시킴으로써 산소 독성에 대한 락토바실러스 플란타룸의 방어를 제공한다. 생성된 H₂O₂는 이어서 망간 공동인자화된 가성카탈라제(pseudocatalase)에 의해서 O₂와 물로 전환될 수 있다. 4) 락토바실러스 플란타룸은 낮은 pH에 높은 내성을 지닌다. 5) 락토바실러스 플란타룸은 탄나아제(tannase) 활성을 지닐 수 있으며, 또한, 페놀성 산을 대사시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.

본 발명의 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)은 공지의 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주라면 제한되지 않고 본 발명에 적용될수 있지만, 바람직하게 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08)(KFCC-11028)균주일 수 있다.

본 발명의 락토바실러스 플란타룸 PMO 08 (Lactobacillus plantarum PMO 08)(KFCC-11028)균주는, 본 발명자에 의한 대한민국 특허 제264361호 (2000. 5. 30)에 기재된 유산균으로 담즙산을 탈포합하여 생체내에 혈중 콜레스테롤 저하효과를 나타내는 효과가 있으며, 위장에서의 생존율이 뛰어나고 장 부착능이 우수하다는 사실이 공지되어있다.

상기 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)는 Bifidobacterium longum subsp . infantis라는 이명으로 지칭되기도하며, 그람양성, 혐기성 간균으로 운동성이 없고 포자를 생성하지 않는다. 주로 영유아의 장관에서 발견되며 장관 내 유해 미생물 성장을 억제하는 것으로 알려져있다. 본 발명의 비피도박테리움 인판티스 균주는 당업자에게 공지된 균주라면 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어 American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA 20108 USA) 로부터 용이하게 구입할 수 있으며 바람직하게는 다음의 ATCC Accession Numnber를 갖는 균주를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다: ATCC 25962, ATCC 15697, ATCC 15702, ATCC 15697 D, ATCC 15697 D-5, ATCC 17930 및 Bifidobacterium infantis KCTC 11859BP로 이루어지는 군에서 선택된 것일 수 있고, 가장 바람직하게 Bifidobacterium infantis KCTC 11859BP일 수 있다.

상기 혼합균주는 당업자가 목적하는 발효 정도에 따라 각 균주의 구성 비율을 다르게 할 수 있으나, 바람직하게 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 1 : 0.1 내지 1 : 0.1 내지 1의 비율(유산균 수)로 혼합된 것일 수 있으며, 가장 바람직하게 1:1:1 의 비율로 혼합된 것일 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 10⁹/g 인 유산균 각각의 원말을 중량 단위로 투입하였다.

상기 접종(inoculation)은 미생물을 함유한 접종원(inoculum)을 배지, 조직배양, 동물 등에 무균 조작으로 심는 것을 의미한다. 본 발명의‘접종’은 당업자에게 알려진 공지의 접종 방법에 의해 수행될 수 있으며 이에 제한되지 않으나, 예를들어 상기 유산균 혼합균주가 포함된 혼합 원말(접종원)의 중량을 칭량하여 첨가하는 방법일 수 있다.

상기 접종은 당업자의 사용 목적 및 의도하는 발효 속도에 따라 다양한 양 및 농도로 접종 할 수 있으며 이에 제한되지 않으나, 바람직하게 배양액 전체 중량에 대하여 상기 유산균 혼합균주를 0.01% 내지 1% 농도로 접종할 수 있다. 더욱 바람직하게는 배양액 전체 중량에 대하여 상기 유산균 혼합균주를 0.1% 농도로 접종할 수 있다.

(c) 단계는 상기 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계이다.

상기 발효는 미생물이나 균류를 이용하여 인간에게 유용한 물질을 얻어내는 과정을 말하며 산소를 사용하지 않고 에너지를 얻는 당 분해 과정을 말한다. 본 발명의 발효는 당업자에게 알려진 공지의 발효방법에 의할 수 있으며, 예를 들어 상기 혼합균주로 접종된 배양액을 incubator에서 발효시키는 방법에 의할 수 있다.

발효 온도는 첨가되는 유산균이 생존가능한 온도이면 특별히 제한되지 아니하나, 바람직하게는 10℃ 내지 40℃일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 25℃ 내지 35℃ 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 25℃일 수 있다.

발효 시간은 발효 기질 및 유산균의 종류에 따라 당업자가 적절히 선택할 수 있으며 이에 제한되지 않으나, 바람직하게 60 내지 120 시간 동안 수행될 수 있고, 더욱 바람직하게 65 내지 90시간 일 수 있고, 가장 바람직하게 72시간 일 수 있다.

상기 발효과정은, 발효 산물의 산도를 측정하여 이를 품질 지표로 삼아 일정 산도에 도달했을 때 종료할 수 있으며, 바람직하게 산도 1% 내지 2.0% 일때 종료할 수 있고, 더욱 바람직하게는 산도 1.7%일 때 발효를 종료 시킬 수 있다. 상기 ‘발효 종료’시에는 유산균이 살아있는 상태로 두거나, 유산균을 멸균시킨 상태로 하여 종료할 수 있다.

본 발명의 과채 유산균 발효물은 상기(a) 단계의 과채 원료 혼합물을 기질로 포함하는 배양액을 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주로 발효시킨 발효액 자체 및 상기 발효액을 여과 또는 원심분리하여 균주를 제거한 여액(원심분리한 상등액) 등을 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 과채 유산균 발효물 제조공정 및 제조 산물로부터 유래된 물질은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.

상기 (a) 내지 (c) 단계에 의해 제조된 과채 유산균 발효물은, 본 발명의 명세서 실시예에‘디톡스 발효추출물(발효조성물)’로서 혼용되어 표기되어있으며, 디톡스(detox) 활성을 촉진시키는 효과가 있는 것을 특징으로 한다.

상기‘디톡스 활성(detox activity)’은 해독(detoxication) 활성을 의미하는 것으로, 상기‘해독’은 독성물질 자체를 제거하거나 독성물질의 활성을 제거하여 질병이나 질환의 발생을 억제하는 것으로 생체 내의 세포에서 유독한 물질을 무독한 물질로 바꾸는 일, 즉 생체에 있어서 작용이 적은 구조 또는 배설되기 쉬운 구조로 바꾸는 일정한 생화학반응이다.

본 발명의 과채 유산균 발효물(디톡스 발효조성물)은 바람직하게 흡연독성, 비만 독성(비만에 의한 내독성) 및 알콜 독성에 대한 디톡스 활성을 촉진하나, 본 발명의 발효조성물의 디톡스 활성의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 더욱 바람직하게 상기 디톡스 활성은 체내 니코틴 배설 촉진, 내독소 생성 억제 및 알콜 분해 촉진으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 일 수 있다.

이는 본 발명의 명세서 일실시예에 잘 나타나있다.

본 발명의 명세서 일실시예에서는 토마토 61%, 신선초 10%, 치아시드 2%, 배 6%, 셀러리 6%, 프락토올리고당 15% 가 되도록 원료를 구성하고 분쇄하여 만든 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)의 혼합균주를 접종하여, 25℃에서 72시간동안 배양하고 산도 1.7%인 디톡스 발효조성물(조성물 1)을 제조하였다. 상기 디톡스 발효조성물은 폴리페놀이 높은 함량으로 포함되어있을 뿐만아니라 전자 공여능(EDA)측정에서도 높은 수치를 보여 항산화효과가 높음을 확인하였다.

본 발명의 다른 일실시예에서는 상기 디톡스 발효조성물(조성물 1)이 니코틴 대사를 촉진시키는 지 확인하기 위하여, 니코틴 중독된 ICR mice에 본 발명의 디톡스 발효조성물을 투여하고 뇨 속에 포함된 코티닌의 양을 측정하였다. 그 결과 대조군(물 투여군) 및 발효 전 배양액(조성물 2) 투여군에 비하여, 디톡스 발효조성물 투여군에서 뇨 속에 포함된 코티닌 함량이 월등히 높은 수치를 나타냈다. 이로써 본 발명의 디톡스 발효조성물이 체내 니코틴 대사를 촉진하여, 니코틴 배설을 촉진함을 확인하였다. 이로서 본 발명의 디톡스 발효 조성물은 흡연에 의한 독성을 경감시킬 수 있는 능력이 있다.

본 발명의 또 다른 일실시예에서는 상기 디톡스 발효조성물(조성물 1)이 독소 억제 효과가 있는지 확인하기 위하여 고지방 식이로 내독소를 유발하고 이에 대한 경감 효과를 측정하였다. 그 결과 디톡스 발효조성물(조성물 1)투여군이 대조군(물 투여군)및 발효 전 배양액(조성물 2) 투여군에 비하여 혈중 내독소 함량이 현저하게 낮은 수치를 나타냈다. 이로서 본 발명의 조성물은 내독소혈증(endotoxemia)에 대하여 예방, 개선 및 치료효과를 가짐을 확인하였다.

뿐만 아니라 본 발명의 디톡스 발효조성물 투여군에서 대조군과 비교하여 65% 체중증가 억제 효과가 관찰되었으며, 상기 디톡스 발효조성물이 고지방 식이에 의한 간 기능(AST) 및 신장 기능(BUN)을 보호하고 혈액학적 손상(중성 지방 및 콜레스테롤)을 억제시킴이 확인되었다.

본 발명의 또 다른 일실시예에서는 상기 디톡스 발효조성물(조성물 1)이 알코올 독성에 대한 경감 효과가 있는 지 확인하기 위하여, ICR 마우스에 시험물질을 처리한 뒤 급성 알코올 독성 유발하고 이에 대한 경감 효과를 측정하였다. 그 결과 본 발명의 디톡스 발효조성물 투여군에서 혈중 알코올 농도가 현저히 낮은 것으로 나탔으며, 이로서 알콜 분해 및 대사 활성을 촉진시킴을 확인하였다. 특히, 시판 중인 숙취음료보다도 월등하게 혈중 알코올을 경감시키는 것을 확인하였다.

뿐만 아니라, 급성 알코올 독성에 대한 경감효과로서 위장 조직에서의 지질과산화물 생성 억제능을 평가한 그 결과, 디톡스 발효조성물 투여군이 대조군(물 투여군)에 비하여 지질과산화물 생성이 억제되었음을 확인하였다. 이로서 본 발명의 디톡스 발효조성물이 음주에 의한 알콜 독성을 경감시킬 수 있음을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 상기 발효물을 유효성분으로 포함하는 생체 내 디톡스 활성 촉진용 식품 조성물을 제공한다.

상기 디톡스 활성(detox activity)에 관해서는, 상기‘(a) 내지 (c) 단계를 포함하는 방법으로 제조된 디톡스 활성 촉진용 과채 유산균 발효물’에서 전술한 바와 같다.

본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.

예를 들면, 건강식품으로는 본 발명의 상기 과채 유산균 발효물을 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용하도록 하거나, 과립화, 캡슐화 및 분말화 하여 섭취할 수 있다. 또한, 본 발명의 과채 유산균 발효물을 면역기능 증진의 효과가 있다고 알려진 공지의 물질 또는 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물의 형태로 제조할 수 있다.

또한, 기능성 식품으로는 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게티, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 과채 유산균 발효물을 첨가하여 제조할 수 있다.

본 발명의 식품 조성물 중 상기 본 발명의 과채 유산균 발효물의 바람직한 함유량으로는 이에 한정되지 않지만 바람직하게는 최종적으로 제조된 식품 중 0.01 내지 100 중량%이다.

또한, 본 발명의 과채 유산균 발효물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물은 체내 독성물질의 생성 및 축적에 기인되는 질환의 예방 및 개선에 효과 가 있다. 상기 질환은 특히, 당업자에게 알려진 니코틴 축적으로 인한 질환, 비만성 내독소 축적으로 인한 질환 및 알콜에 의해 유발되는 질환으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 과채 유산균 발효물(또는 디톡스 발효조성물)은 디톡스(detox)활성을 촉진하는 효과가 있다. 구체적으로, 체내 니코틴 대사를 촉진시키고 혈중 내독소(endotoxin)의 생성을 억제하며 체내 알콜 분해를 촉진하여, 흡연 독성, 고지방 식이에 의한 비만 및 내독소혈증(endotoxemia), 알콜 독성을 예방 및 개선하는 효과가 있어 산업상이용 가능성이 크다.

도 1은 각 투여군별 코티닌 배설량을 나타낸다(대조군: 물 투여군, 조성물 1: 디톡스 발효 조성물 투여군, 조성물 2: 발효 전 배양액 투여군).
도 2는 각 투여군별 혈중 내독소(endotoxin)의 양을 나타낸다(정상군 : 정상 식이군, 대조군 : 고지방식이 및 물 투여군, 조성물 1: 고지방식이 및 디톡스 발효조성물 투여군, 조성물 2: 고지방식이 및 발효 전 배양액 투여군 ).
도 3은 각 투여군별 혈중 알코올 농도를 나타낸다(가로축: 시간(h), 세로축: 알콜 농도 %, 상용의 숙취음료 제품: 헛개컨디션(CJ 제일제당)).

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

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

<실시예 1>

종균의 선택

<1-1> 유산균 효소 분비능 측정

식품으로 사용 가능한 유산균 중 효소 분비능이 우수한 유산균을 선별하기 위해 전분 한천배지 (1% soluble starch, 0.4% yeast extract, 0.1% K₂HPO₄, 0.15%

MgSO₄·7H₂O, 1.5% agar)와 skim milk 한천배지 (1% skim milk, 0.3% yeast extract, 0.5% peptone, 1.2% agar) 그리고 CMC 한천배지(0.5g carboxymethylcellulose, 0.1 g NaNO₃ 0.1 g K₂HPO₄ 0.1 g KCl; 0.05 g MgSO₄ 0.05 g yeast extract, 0.1g glucose)를 이용하여 amylase, protease, cellulase 의 활성을 조사하였다. 균주들의 단일집락을 이쑤시개로 접종하고 30℃에서 48시간 배양 한 후, 전분 한천배지는 iodine 용액을, cellulase 한천배지는 congo red 용액을 처리한 후 24시간 방치하여 형성되는 투명환의 지름을 통해 각 값이 높은 3종의 유산균을 선발하였다.

후보 유산균은 다음과 같다. Pediococcus pentosaseus(KCTC 10297BP), Lactobacillus ruteri(ATCC 55730), Lactobacillus plantarum PMO 08(KFCC-11028), Enterococcus faecium(KCTC 11861BP), Lactobacillus brevis(ATCC 367), Bifidobacterium longum(KCTC 12200BP), Bifidobacterium breve(KCTC 5976), Bifidobacterium infantis(KCTC 11859BP), Lactobacillus acidophilus(KCTC 11906BP), Lactobacillus sakei(KCTC 10755BP), Lactobacillus casei(KCTC 12398BP)

유산균 종균에 따른 효소 분비능

	Amylase	Protease	Celluase
P. pentosaseus	+	+	+
L. ruteri	+	++	+
En. faecium	++	+	++
L. brevis	+	+	+
B. longum	++	+	+
B. breve	++	+	+
B. infantis	+++	+	+
L. acidophilus	+	+	+
L. sakei	+	+	+
L. casei	+	+++	+
L. plantarum PMO 08	+	+	+++
선발균주	B. infantis	L. casei	L. plantarum PMO08

환의 크기에 따라 분류 : 0-1cm, + ; 1-3cm, ++ ; 3cm 이상, +++

<1-2> 복합발효에 의한 효소 분비능 측정

선발된 3종의 유산균을 혼합(1:1:1의 비율로 혼합) 배양하여 amylase, protease, cellulase 역가를 측정하였으며, 측정방법은 다음과 같다.

먼저 상기 3종의 유산균 혼합 배양물을 3000rpm으로 10분간 원심분리하여 상등액을 수득하는 방법으로 조효소를 추출하였다.

Amylase 효소활성을 측정하기위해 1% (w/v) soluble starch 0.5 ml에 0.5 ml의 조효소를 가하여 30℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 차가운 1N HCl 1 ml을 가하여 반응을 정지시킨 후 0.1 ml의 Lugol's iodine 용액을 가하여 발색시켰다. 증류수를 가하여 25 ml로 정용한 후, 620 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 maltose 용액을 사용하였으며, 효소활성 단위는 1분간 0.01%의 soluble starch를 줄이는데 상당하는 효소의 양을 1 unit으로 정의하였다.

Protease의 활성을 측정하기 위해 casein을 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.3)에 1%가 되도록 용해하여 기질용액으로 사용하고, 기질용액 0.5 ml 에 조효소 0.5 ml를 가하여 30℃에서 1시간 반응시킨 후 0.5 ml의 40% (w/v) trichloroacetic acid (TCA) 용액을 가하여 반응을 정지시킨 후 실온에서 15분간 방치하였다. 12,000×g로 15분 동안 원심분리한 후 상등액을 취하여 가용성 peptide 양을 280 nm에서 흡광도로 측정하였다. 표준곡선은 L-tyrosine 용액을 사용하였으며, 효소활성 단위는 1분간 1 μg에 상당하는 tyrosine을 생성하는 효소의 양을 1 unit으로 정의하였다.

cellulase 활성을 측정하기위하여, 1% carboxymethyl cellulose를 함유한 0.2M sodium acetate buffer(pH 5.0) 0.5mL에 조효소액 0.5ml을 첨가하여 37℃에서 30분 동안 반응시킨 후, 생성된 환원당을 540 nm 파장에서 DNS 방법에 따라 측정하였다. 이때, glucose를 표준으로 1분당 1μM을 분해하는 것을 1 unit으로 정의하였다.

혼합종균 발효에 따른 효소 분비능

	단독발효* (U/mL)	복합발효 (U/mL)
amylase	0.05±0.01	1.20±0.04
protease	0.03±0.01	1.00±0.06
cellulase	2.01±0.15	4.21±0.18

* L. plantarum PMO 08

[표 2]에서 보는 바와 같이, 단독발효와 비교하여 복합 발효 시 3종의 효소 모두 활성이 더 우수한 것으로 나타나 시너지 효과가 창출됨을 확인할 수 있었다.

< 실시예 2>

발효 조건의 선택 및 디톡스 발효물 제조

발효 원료로는, 토마토 61%(w/w), 신선초 10%(w/w), 치아시드 2%(w/w), 배 6%(w/w), 셀러리 6%(w/w), 프락토올리고당 15%(w/w) 가 되도록 원료를 구성하고 분쇄하여 배양액으로 사용하였다.

상기 분쇄 혼합된 배양액에 <실시예 1>에서 선발된 3종류의 종균을 1;1;1 로혼합한 유산균 혼합 스타터를 0.1% 농도로 투여하여 혼합한 뒤, 25℃에서 배양하고, 배양 시간에 따른 산도를 측정하여 배양 상태를 확인하였다. 배양 종점은 기능성 향상이 최대인 시점의 산도를 배양 종료 지표로 하였다.

이때 각각의 발효물에대하여 각 배양 시간에 따라 폴리페놀 함량과 항산화능을 측정하여 발효에 의한 기능성 증진을 확인하였고, 이와 함께 산도를 측정하여 품질 지표자로 활용하였다.

각각의 발효물에 폴리페놀 함량 및 항산화능의 측정 방법은 구체적으로 다음과 같다. 폴리페놀 화합물 함량은 페놀성 물질이 phosphomolybdic acid 와 반응하여 청색을 나타내는 것을 이용한 Folin Denis법(Swain & Hillis 1959)를 일부 변형하여 측정하였다. 즉, 시료 용액 0.1mL에 증류수 5mL을 가한 후 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 0.5ml 과 20% sodium carbonate 1.5mL 을 가한 다음, 증류수 2.9mL을 첨가한 후 실온에서 2시간 반응시켜 765nm 에서 흡광도를 측정하였다. 폴리페놀 화합물은 gallic acid 를 이용하여 작성한 표준검량선으로부터 함량을 계산하였다.

항산화 활성은 1,1-diphenyl-2-picryhydrazyl (DPPH)을 이용하여 시료의 자유라디칼 소거 활성을 측정하는 Blois의 방법(Blois MS 1958)을 일부 응용하여 측정하였다. 실험방법은 메탄올에 용해시킨 0.2mM DPPH 1mL에 에탄올에 녹인 사료 1mL을 첨가하여 실온에서 10min 동안 반응시킨 다음 ELISA reader(Bio-Rad, Hercules, model 680, CA, USA)를 사용하여 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.대조군(control)은 시험용액을 첨가하지 않았고, 공시험(blank)은 DPPH를 첨가하지 않고 시료의 영향을 보정하였다. 자유 라디칼 소거 활성(EDA)은 다음 식으로 계산하였다.

배양 시간에 따른 발효액의 품질 변화

	0hr	24hr	48hr	72hr	96hr	120hr
산도, %	0.4	0.8	1.2	1.7	1.8	2.0
폴리페놀	100mg%	125mg%	150mg%	200mg%	200mg%	200mg%
EDA	31%	45%	55%	70%	70%	68%

EDA(Electro Donating Ability): 〔(1-sample Abs/control Abs) x 100〕

[표 3]에서 보는 바와 같이, 발효 시간에 따른 품질 검사 결과 배양 72시간에 배양액의 기능성 품질이 가장 우수한 것으로 확인되었으며, 이에 따라 배양 종료 품질 지표로 산도 1.7을 설정하고 배양액의 제조 공정을 완성하였다. 상기 72시간 발효에의해 제조된 배양액을 이하, 디톡스(detox) 발효 추출물(조성물 1)이라 한다.

< 실시예 3>

디톡스 ( detox ) 발효 추출물의 니코틴 제거 활성

상기 <실시예 2>에서 제조된 디톡스 발효추출물(발효 조성물)이 니코틴 대사를 촉진시키는 지 확인하기 위하여 니코틴 대사 물질인 코티닌의 배설량을 측정하였다. 실험동물은 ICR mice (30 g, ♂, 대한바이오링크, Korea)를 대상으로 하였고, 고속액체크로마토그래피(High performance liquid chromatography; 이하 HPLC)를 이용하여 니코틴 분해 코티닌 생성 유도 효능을 측정하였다.

ICR mice 50마리를 적응기간을 거친 뒤, (-)-니코틴((-)-nicotin, Sigma, USA, N-3876) 3 mg/kg 체중의 농도를 하루 2회에 나누어 복강 투여하여 니코틴 중독을 시켰다(니코틴 투여는 1일 실시). 그 후, 쥐들을 각각의 실험군으로 나누고 본 발명의 디톡스 발효조성물(조성물 1로 표시), 복합균주로 발효하기 전 상태의 배양액(조성물 2로 표시) 및 물(대조군) 을 각각의 실험군 쥐들에 250mg/kg b.w. 만큼 3일 동안 투여했다. 각 투여군의 쥐에서 소변을 채취하여(대사케이지를 이용하여 뇨를 수집), 뇨 중에 포함되어있는 코티닌의 양을 분석하였다.

코티닌 분석은 HPLC 시스템을 이용하였으며, 시스템 구성은 Waters 510 펌프(Waters Co. USA)와 Young-In M 720(Young-In Co. Korea) 검출기, 컬럼은 하이드로스피어(Hydrosphere) C 18 (5 ㎛, 12 mm, 150 × 4.6 ID)을 사용하였다. 분석조건으로 이동상은 pH 완충액(buffer) : 아세토니트릴 : 메탄올(880 : 90 : 30, v/v)을 혼합한 것으로 pH 완충액은 다음과 같은 조성으로 만들어 사용하였다. 0.1 M 시트르산(Citric acid) : 0.2 M 디소디움 하이드로젠포스페이트도데카하이드래이트 (disodium hydrogenphosphate dodecahydrate) (56.4 : 43.6, v/v)를 혼합하고 트리메틸아민(trimethylamine)으로 pH 4.8로 조정하였다. 샘플(100ul)을 이동상 1 ml로 용해시켜 200 ㎕를 주입(injection)하여 UV 260 nm에서 유속(flow rate)를 1 ml/min(분)로 하여 검출하였다. 표준곡선과 검량식은 코티닌 표준품((-)-Cotinine, Sigma, USA, C-0430) 0.1 ppm-0.4 ppm 농도에서 구하였다.

[도 1]에서 보는 바와 같이, 물을 경구 투여한 대조군과 디톡스 발효조성물(조성물 1)을 경구 투여한 실험군 각각 3일간 소변으로 배설되는 코티닌 함량이 7,166 ±0.12 ng과 30,159±0.08 ng을 나타내었고, 실험군이 대조군보다 약 400 % 더 빠르게 니코틴을 대사하는 것으로 확인되었다. 또한, 복합균주로 발효시키기 전의 배양액(조성물 2) 투여군에 비하여도, 디톡스 발효조성물 투여군에서 뇨 속에 포함된 니코틴 함량이 월등이 높은 수치를 나타내어, 본 발명의 디톡스 발효 조성물이 체내 니코틴 대사 및 니코틴 배설을 촉진하여, 니코틴에 의한 독성을 경감시킴을 확인하였다.

< 실시예 4>

디톡스 ( detox ) 발효 추출물의 내독소( endotoxin ) 억제능

상기 <실시예 2>에서 제조된 디톡스 발효추출물(발효 조성물)이 내독소 억제 효과가 있는지 확인하기 위하여 고지방 식이로 내독소를 유발하고 이에 대한 경감 효과를 측정하였다. 실험동물은 C56BL/6J(30 g, ♂, 대한바이오링크, Korea)를 대상으로 하였다. 생후 4주령의 수컷 B6(C56BL/6J) 마우스를 ㈜두열바이오테크에서 구입하여 고형사료로 1주일간 사육환경에 적응시킨 뒤, 난괴법(randomized complete block design)에 의해 실험군을 나누었다. 즉, 실험군은 정상대조군(정상)과 비만 유발군으로 나누고, 비만 유발 그룹은 대조군(비만), 조성물 1군(디톡스 발효조성물 투여군)과 조성물 2군(발효 전 배양액 투여군)으로 총 4군으로 나누어 사육하였다. 실험에 사용한 정상 식이는 AIN-76 diet를 기본으로 하였으며, 고지방 식이는 AIN-76 diet #101772(Dyets Inc., Bethlehm, PA, USA)를 사용하였다. 시험 사료는 매일 일정한 시간에 경구 투여하였다. 매주 사료 효율과 체중을 측정하였고, 8주간 실험 식이 투여 종료 후 12시간 공복하고 심장으로부터 채혈하여 혈청을 분리하고 분석 전까지 -70℃에 보관하였다. 사육실 온도는 22±1℃, 습도는 50±10%를 유지하였다.

혈액의 생화학적 분석을 위한 혈청분석 항목은 총 콜레스테롤, 중성지방, GOT(glutamic oxaloacetic transaminase), GPT(glutamic-pyruvic transaminase), BUN(blood urea nitrogen)으로, 자동혈액분석기(Modula Analytics, Roche)로 분석하였으며, 내독소의 측청은 PierceLAL Chromogenic Endotoxin Quantitation Kit (Thermo Scientific., USA)를 이용하여 제조사의 방법으로 분석하였다.

그 결과 [도 2]에서 보는 바와 같이, 고지방식이 투여 시 일반사료 투여군과 비교하여 혈중 내독소 함량이 300% 증가되는 결과가 관찰되었다. 이에 반해 고지방 식이 투여 군 중 물을 경구 투여한 대조군과 디톡스 발효조성물(조성물 1)을 경구 투여한 실험군 각 각의 혈중 내독소 함량은 0.45±0.09 EU/ml 과 0.30±0.08 EU/ml 을 나타내었고, 실험군이 대조군보다 약 66 % 내독소 함량이 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 발효 전 배양물(조성물 2)를 경구투여한 실험군에 비하여 디톡스 발효 조성물 투여군에서 혈중 내독소(endotoxin) 함량이 현저하게 낮은 수치를 나타내었으며, 이를 통해 본 발명의 디톡스 발효조성물이 혈중 내독소 생성 억제 효과가 있음을 확인하였다.

체중 증가량

	체중 증가량(g/8wk)
정상군	10.1±1.5
대조군	25.5±2.3
조성물1	16.6±1.8
조성물2	21.0±2.2

또한, 고지방 식이에 의한 체중 증가량은 상기 [표 4]에 나타내었다. 고지방 사료 섭취 시 정상군과 비교하여 유의적으로 체증 증가가 관찰되었으며, 조성물 1 섭취군은 대조군과 비교하여 65% 체중증가 억제 효과가 관찰되었다.

혈액 분석 결과

배양완료	중성지방 (mg/dL)	총콜레스테롤 (mg/dL)	AST (U/L)	BUN (mg/dL)
정상군	98.5±5.1	127.8±9.6	43.8±4.1	27.7±1.5
대조군	131.1±8.9	191.0±12.4	123±11.2	35.1±2.8
조성물1	97.7±6.3	131.5±8.9	48.2±3.9	21.9±1.3
조성물2	127.0±7.5	163.0±11.1	78.9±9.3	31.0±2.1

그리고, 고지방 식이에 의한 혈액학적 분석결과는 [표 5]에 나타내었다. 고지방 사료 섭취 시 정상군과 비교하여 혈중 중성지방, 콜레스테롤, AST 및 BUN 수치가 유의적인 증가가 관찰되었으며, 조성물 1 섭취군은 대조군과 비교하여 각 항목에서 감소효과가 관찰되어 고지방에 의한 간 기능(AST), 신장 기능(BUN) 및 혈액학적 손상(중성 지방 및 콜레스테롤) 이 억제됨이 확인되었다. 특히 조성물 1 투여군은 조성물 2 투여군보다 각 항목에서 월등한 감소효과를 보이는 것을 확인하였다.

< 실시예 5>

디톡스 ( detox ) 발효 추출물의 알코올 독성 경감 효과

상기 <실시예 2>에서 제조된 디톡스 발효추출물(발효 조성물)이 알코올 독성에 대한 경감 효과가 있는지 확인하기 위하여 급성 알코올 독성 유발하고 이에 대한 경감 효과를 측정하였다. 실험동물은 ICR mice (30 g, ♂, 대한바이오링크, Korea)를 대상으로 하였다.

생후 5주령의 수컷 ICR 마우스를 ㈜대한바이오링크에서 구입하여 고형사료로 1주일간 사육환경에 적응시킨 뒤, 난괴법(randomized complete block design)에 의해 실험군을 나누었다. 즉, 실험군은 대조군(물 투여군), 조성물 1군과 조성물 2군과 양성대조군으로 시판중인 숙취음료 투여군으로 총 4군으로 나누어 사육하였다.시판중인 숙취음료로는 헛개 컨디션(CJ 제일제당)제품을 사용하였다. 상기 숙취음료 제품은 헛개나무추출물, 미배아발효추출물(글루메이트), 효모추출물(글루타치온), 자리, 황기, 로터스(연꽃씨)추출물 등으로 구성된다. 시험물질은 250mg/kg b.w.용량으로 단회 경구 투여하였으며, 시험 물질 투여 후 30분 뒤 알코올 (3g/kg b.w.) 을 경구 투여하고, 투여 1시간과 3시간에 채혈하여 혈청을 분리(200~300ul)하고 분석 전까지 -70℃에 보관하였다. 알코올 투여 3시간 경과 후 위장 조직을 적출하였으며, 본 시료는 조직손상 지표인 산화스트레스 (MDA) 측정에 사용하였다. 사육실 온도는 22±1℃, 습도는 50±10%를 유지하였다.

각 실험군에 대하여 혈중 알코올 농도 및 위장조직에서의 지질과산화물 측정이 이루어졌는데, 혈중 알코올 분석은 Ethanol assay kit (BioVison Inc., USA)를 이용하여 제조사의 방법으로 분석하였으며, 위장 조직에서의 지잘과산화물은 위장 조직을 생리식염수에 넣고 조직분쇄기(BULLET BLENDER, Next Advance, Inc., USA) 를 이용하여 분쇄 후 MDA Quantitation Kit (Cell Biolabs, Inc, USA)를 이용하여 제조사의 방법으로 분석하였다.

그 결과 [도 3]에서 보는 바와 같이, 디톡스 발효조성물(조성물 1)을 경구 투여한 실험군은 대조군과 비교하여 알코올 투여 1시간과 3시간 모두 유의적으로 혈중 알코올 함량이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 이는 시판 중인 숙취음료와 비교해서도 탁월한 효과가 있는 것으로 확인되었다.

	지질과산화물 (nmole/g protein)
대조군	4.13±0.41
조성물1	2.81±0.19
조성물2	3.96±0.38
숙취음료	3.51±0.32

또한 급성 알코올 독성에 대한 경감효과로서 위장 조직에서의 지질과산화물 생성 억제능을 평가한 그 결과, 상기 [표 6]에서 보는 바와 같이, 대조군과 비교하여 조성물 1 투여군은 대조군과 비교하여 약 70% 수준으로 지질과산화물 생성이 억제되어 급성 알코올 독성에 대한 경감효과를 확인할 수 있었다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 혼합 유산균 스타터를 이용한 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 발효물 및 이의 이용에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a) 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된, 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 유산균 발효물 및 상기 발효물을 유효성분으로 포함하는 생체 내 디톡스 활성 촉진용 식품 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 과채 유산균 발효물은 체내 니코틴 대사를 촉진시키고 혈중 내독소(endotoxin)의 생성을 억제하며 체내 알콜 분해를 촉진하여, 흡연 독성, 고지방 식이에 의한 비만 및 내독소혈증(endotoxemia), 알콜 독성을 예방 및 개선하는 효과가 있어 산업상이용 가능성이 크다.

Claims (7)

1. (a) 토마토, 신선초, 치아시드, 배, 셀러리 및 프락토올리고당을 분쇄 및 혼합하여 배양액을 제조하는 단계;
   (b) 상기 (a) 단계의 배양액에 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸 PMO 08(Lactobacillus plantarum PMO 08) 및 비피도박테리움 인펀티스(bifidobacterium infantis)를 포함하는 혼합균주를 접종하는 단계;
   (c) 상기 (b) 단계의 혼합균주가 접종된 배양액을 발효시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된, 디톡스(detox) 활성 촉진용 과채 유산균 발효물.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 배양액은
   토마토 50 내지 70 중량%;
   신선초 5 내지 15 중량%;
   치아시드 0.1 내지 5 중량%;
   배 1 내지 10 중량%;
   셀러리 1 내지 10 중량%;
   프락토올리고당 10 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효물.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 배양액은 글루코오스, 수크로스, 말토오스, 프럭토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노스 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 탄소원을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발효물.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 혼합균주는 0.01% 내지 1% 농도로 접종되는 것을 특징으로 하는 발효물.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 발효는 25℃ 내지 35℃ 에서 60시간 내지 120 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 발효물.
   
6. 제1항의 발효물을 유효성분으로 포함하는 생체 내 디톡스 활성 촉진용 식품 조성물.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 디톡스 활성은 체내 니코틴 배설 촉진, 내독소 생성 억제 및 알콜 분해 촉진으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 식품 조성물.

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