KR20150118657A

KR20150118657A - 마늘의 유기황 화합물의 생물전환 방법

Info

Publication number: KR20150118657A
Application number: KR1020140044368A
Authority: KR
Inventors: 유미영; 이소영; 박소림; 신동빈; 이상희; 임성일; 김선영
Original assignee: 한국식품연구원
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2015-10-23
Also published as: KR101631315B1

Abstract

본 발명은 (a) 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물에 효모를 접종시키는 단계; 및 (b) 상기 단계 (a)의 효모 접종 결과물을 배양하여 마늘의 유기황 화합물을 생물전환(biotransformation)시킴으로써 SAC[(+)-S-allyl-1-cystein)], SPC(S-trans-1-propenyl-L-cysteine) 및 SMC(S-methyl-cysteine)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기황 화합물을 인리치먼트(enrichment)시키는 단계를 포함하는 마늘의 유기황 화합물(organosulfur compounds)의 생물전환 방법에 관한 것이다. 본 발명은 마늘 내 유효한 유기황 화합물을 생물전환시켜 유기황 화합물의 효율을 개선할 수 있다.

Description

마늘의 유기황 화합물의 생물전환 방법{Method for Bioconversing Organosulfur Compounds from Garlic}

본 발명은 마늘의 유기황 화합물의 생물전환 방법에 관한 것이다.

마늘(Allium sativum L.)는 세계적으로 향신료 및 건강에 유익한 약초로 사용되어왔다.¹ 많은 연구에서 마늘의 항당뇨, 항산화 활성, 항암 활성 및 항비만활성과 같은 다양한 활성이 보고되었다.^2-4 마늘의 이러한 유익한 활성은 생리활성을 갖는 황 화합물에 의존적이다. 상기 황 화합물은 4종류의 γ-글루타밀 펩타이드, 즉 GSAC(γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteine), GSPC(γ-glutamyl-S-trans-1-propenyl-L-cysteine), GSMC(γ-glutamyl-S-methyl-L-cysteine) 및 γGPA(γ-glutamyl-phenylalanine)를 포함한다. 상기 4종류의 황화합물에 r-glutamyl peptidase가 작용함으로써 SAC[(+)-S-allyl-l-cysteine], SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-l-cysteine] 및 SMC[(+)-S-methyl-l-cysteine]가 생성되는 것으로 알려져 있다. 또한, 4종류의 sulfoxide 화합물, 즉 알린[(+)-S-allyl-L-cysteine sulfoxide], 이소알린[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine sulfoxide], 메틴[(+)-S-methyl-L-cysteine sulfoxide] 및 사이클로알린 (cycloalliin)은 마늘의 대표적 기능성 황화합물로 알려져 있다.

마늘 구근을 수확한 후, 유기황 화합물의 함량을 증가시키기 위해 수일 동안 발효하였으며, 발효 조건은 박테리아의 활성, 자극적인 맛 및 부작용을 억제하는데 중요하다. 마늘을 발효과정은 향미 증진, 미생물에 의해 생산된 대사물질의 증가 및 안전성을 향상시키는 장점을 줄 수 있다. Monta등은 데친 마늘의 소금물에서 자연 발효 동안 당, 젖산, 비타민 C와 같은 화학물질 함량의 변화를 연구하였다. 이러한 형태의 발효는 재현성이 낮고, 매우 낮은 pH를 나타내고 있다.^11-12 데친 마늘을 식초에 절인 후, 락토바실러스 펜토서스(Lactobacillus pentosus)를 이용한 발효 과정 및 저장동안 유기황 화합물의 함량 변화가 보고되었다. 그러나, L. pentosus에 의한 발효 후, 발효하지 않은 데친 마늘과 비교하여 낮은 황 화합물의 함량을 나타내었다.¹³ 따라서 발효 마늘 내 주요 유기황 화합물의 함량은 발효균주 및 조건에 따라 변화하기 때문에 발효마늘에 균주를 접종하여 유기황 화합물의 함량을 분석하는 것은 발효 마늘의 품질 평가 및 품질 관리를 위해 중요한 인자가 된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

본 발명자들은 마늘의 동맥경화 예방효과, 항혈전, 항산화, 항암 및 항비만과 같은 유익한 효능과 관련된 유기황 화합물의(organosulfur compounds)의 마늘 내 함량을 증가시키기 위해 노력하였다. 그 결과, 마늘을 효모로 발효하는 경우에, 마늘의 유효한 유기황 화합물이 생물전환(bioconversion)되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 Saccharomyces cerevisiae SAC 균주(기탁번호 KFCC11565P)균주를 이용하여 마늘의 유기황 화합물 생물전환 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 상기 제조방법에 의해 제조된 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 유기황 화합물을 포함하는 유기황 화합물-함유 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 사카로미세스 세레비지애 SAC(Saccharomyces serevisiae SAC)(기탁번호 KFCC11565P)를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 마늘의 유기황 화합물(organosulfur compounds)의 생물전환 방법을 제공한다:

(a) 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물에 효모를 접종시키는 단계; 및

(b) 상기 단계 (a)의 효모 접종 결과물을 배양하여 마늘의 유기황 화합물을 생물전환(biotransformation)시킴으로써 SAC[(+)-S-allyl-L-cystein)], SPC(S-trans-1-propenyl-L-cysteine) 및 SMC(S-methyl-cysteine)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기황 화합물을 인리치먼트(enrichment)시키는 단계.

본 발명자들은 마늘의 동맥경화 예방효과, 항혈전, 항산화, 항암 및 항비만과 같은 유익한 효능과 관련된 유기황 화합물의 마늘 내 함량을 증가시키기 위해 노력하였다. 그 결과, 마늘을 효모로 발효하는 경우에, 마늘의 유효한 유기황 화합물의 함량이 증가하는 것을 확인하였다.

본 발명의 마늘의 유기황 화합물 제조 방법을 단계별로 설명한다.

단계 (a): 효모 접종

먼저, 알린나아제 활성을 정지시킨 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물에 효모를 접종시킨다.

본 발명의 마늘의 유기황 화합물 생물전환 방법은 생(fresh) 마늘 또는 데친(blanched) 마늘을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a) 이전에 마늘 내 알리나아제(allinase)를 불활성화 하는 단계를 추가적으로 포함한다.

상기 데친 마늘은 생마늘에 열처리를 하여 알리나아제를 불활성화(inactivation)한 마늘이다. 상기 데친 마늘을 제조하기 위해서는 다양한 방법을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 열처리는 80-100℃, 90-100℃ 또는 95-100℃의 용액에서 5분 내지 15분, 5분 내지 10분 또는 6분 내지 8분 동안 침지하여 실시한다. 데치는 시간은 더운물에 투입되는 마늘의 량에 따라 변화 할 수 있다.

본 발명의 마늘의 유기황 화합물의 생물전환 방법은 상기 생마늘 또는 데친 마늘의 마늘 분쇄체를 이용한다.

상기 마늘 분쇄체는 다양한 과정에 의해 제조된 마늘을 포함한다. 예컨대, 상기 마늘을 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 가공과정 후 분말화된 상태, 균질화(homogenization)된 상태, 저민(slicing) 상태, 으깬(mash) 상태 등 다양한 상태의 마늘 분쇄체를 이용할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 마늘 분쇄체는 동결 건조 과정 후 분말화된 상태 또는 균질화된 상태이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 마늘 분쇄체는 동결 건조 과정 후 분말화된 상태이다.

상기 마늘 분쇄체의 현탁액을 제조하기 위해서는 다양한 마늘 분쇄체를 위한 용액을 이용할 수 있다. 상기 용액은 증류수, 완충액[예컨대, Tris 완충액, HEPES 완충액 등], 효모 배양 배지[예컨대, SD(Synthetic difined) 배지, YPD(Yeast extract, pepton, dextose) 배지 등]를 이용할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 마늘 분쇄체의 현탁액은 증류수 또는 효모 배양 배지이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 마늘 분쇄체의 현탁액은 증류수이다.

본 발명의 유기황 화합물의 생물전환 방법에 이용되는 마늘 추출물은 마늘에 추출용매를 처리하여 수득하는 경우에는, 다양한 추출용매가 이용될 수 있다. 바람직하게는, 극성 용매 또는 비극성 용매를 이용할 수 있다. 극성 용매로서 적합한 것은, (i) 물, (ii) 알코올(바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 노말-프로판올, 이소-프로판올, 노말-부탄올, 1-펜탄올, 2-부톡시에탄올 또는 에틸렌글리콜), (iii) 아세트산, (iv) DMFO(dimethyl-formamide) 및 (v) DMSO(dimethyl sulfoxide)를 포함한다. 비극성 용매로서 적합한 것은, 아세톤, 아세토나이트릴, 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 플루오로알칸, 펜탄, 헥산, 2,2,4-트리메틸펜탄, 데칸, 사이클로헥산, 사이클로펜탄, 디이소부틸렌, 1-펜텐, 1-클로로부탄, 1-클로로펜탄, o-자일렌, 디이소프로필 에테르, 2-클로로프로판, 톨루엔, 1-클로로프로판, 클로로벤젠, 벤젠, 디에틸 에테르, 디에틸 설파이드, 클로로포름, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 어닐린, 디에틸아민, 에테르, 사염화탄소 및 THF를 포함한다.

보다 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 추출용매는 (a) 물, (b) 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올 (메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등), (c) 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매, (d) 아세톤, (e) 에틸 아세테이트, (f) 클로로포름, (g) 부틸아세테이트, (h) 1,3-부틸렌글리콜, (i) 헥산 및 (j) 디에틸에테르를 포함한다. 가장 바람직하게는,본 발명의 추출물은 물, 에탄올 또는 이의 조합을 마늘에 처리하여 수득한 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어 ‘추출물’은 상술한 바와 같이 당업계에서 조추출물(crude extract)로 통용되는 의미를 갖지만, 광의적으로는 추출물을 추가적으로 분획(fractionation)한 분획물도 포함한다. 즉, 마늘 추출물은 상술한 추출용매를 이용하여 얻은 것뿐만 아니라, 여기에 정제과정을 추가적으로 적용하여 얻은 것도 포함한다. 예컨대, 상기 추출물을 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 얻은 분획, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획도 본 발명의 마늘 추출물에 포함되는 것이다.

본 발명에서 이용되는 마늘 추출물은 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조될 수 있다.

본 발명의 주요한 특징은 효모를 이용하여 마늘 내 유기황 화합물의 생물전환을 유도하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 효모는 사카로미세스 세레비지애 삭(Saccharomyces serevisiae SAC 기탁번호 KFCC11565P), 사카로미세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 사카로미세스 우바럼(Saccharomyces uvarum), 사카로미세스 바야너스(Saccharomyces bayanus), 사카로미세스 파라독서스(Saccharomyces paradoxus), 사카로미세스 카스텔라이(Saccharomyces castelli), 사카로미세스 클루이베리(Saccharomyces kluyveri), 클루이제로미세스 썰모톨러런스(Kluyveromyces thermotolerans), 칸디다 글라즈하타(Candida glabrata), 자이고사카로미세스 바일리(Zygosaccharomyces bailli), 자이고사카로미세스 록시(Zygosaccharomyces rouxii), 디바리오미세스 한센이(Debaryomyces hansenii), 피치아 파스토리어스(Pichia pastorius) 또는 스키조사카로미세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe)이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 효모는 사카로미세스 세레비지애 삭(기탁번호 KFCC11565P), 사카로미세스 세레비지애, 사카로미세스 우바럼, 사카로미세스 바야너스, 사카로미세스 파라독서스, 사카로미세스 카스텔라이 또는 사카로미세스 클루이베리이다. 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 효모는 사카로미세스 세레비지애 삭(기탁번호 KFCC11565P)이다.

단계 (b): 유기황 화합물의 생물전환

다음, 상기 단계 (a)의 효모 접종 결과물을 배양하여 마늘의 유기황 화합물을 생물전환(biotransformation)시킴으로써 SAC[(+)-S-allyl-L-cystein)], SPC(S-trans-1-propenyl-L-cysteine) 및 SMC(S-methyl-L-cysteine)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기황 화합물을 인리치먼트(enrichment)시킨다.

본 발명의 주요한 특징은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물에 효모를 접종하여 배양함으로써, 유기황 화합물의 생물전환을 유도하는 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 배양은 25-30℃ 에서 실시한다. 구체적으로는 25-28℃에서 실시한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 배양은 2-12일 이내로 실시한다. 마늘 내 함유된 유기황 화합물은 시간이 경과할수록, GSMC(γ-glutamyl-S-methyl-L-cysteine), GSAC(γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteine) 및 GSPC(γ-glutamyl-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine)는 각각 SMC(S-methyl-L-cysteine), SAC[(+)-S-allyl-L-cystein)] 및 SPC(S-trans-1-propenyl-L-cysteine)로 전환된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b)의 유기황 화합물은 SAC[(+)-S-allyl-L-cystein)]이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 SAC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로 0.1-0.3 ㎎/g이고, 상기 단계 (b)의 SAC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로 7.0-9.0 ㎎/g이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 SMC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로 0.05-0.10 ㎎/g이고, 상기 단계 (b)의 SMC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로 2.0-3.0 ㎎/g이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a)의 SPC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로 0.01-0.20 ㎎/g이고, 상기 단계 (b)의 SPC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로 7.0-8.0 ㎎/g이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 0.3-0.7 ㎎/g, SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 2.0-2.6 ㎎/g 및 SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine] 2.4-3.0 ㎎/g을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 0.01-0.20 ㎎/g, SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 0.1-0.5 ㎎/g 및 SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine] 7.0-9.0 ㎎/g을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 0.5-1.2 ㎎/g 및 SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 7.0-9.0 ㎎/g을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 2.0-2.7 ㎎/g 및 SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 0.01-0.10 ㎎/g을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 2.0-3.0 ㎎/g, SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 7.0-9.0 ㎎/g 및 SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine] 2.5-3.5 ㎎/g을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 조성물을 유효성분으로 포함하는 유기황 화합물-함유 조성물을 제공한다.

본 명세서에서 용어 ‘유효성분으로 포함하는’이란 하기의 조성물의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다. 본 발명은 천연식물재료인 마늘로부터 추출한 조성물로서 과량 투여하여도 인체에 부작용이 없으므로 본 발명의 조성물에 포함된 양적 상한은 당업자가 적절한 범위 내에서 선택하여 실시할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유기황 화합물-함유 조성물은 식품 조성물, 기능성 식품 조성물 또는 약제학적 조성물이다.

본 발명의 유기황 화합물-함유 조성물은 식품 조성물로 제공될 수 있다. 본 발명의 유기황 화합물-함유 조성물이 식품 조성물로 제조되는 경우, 유효성분으로서 유기황 화합물-함유 조성물 뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 유기황 화합물-함유 조성물 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 두충 추출액, 대추 추출액, 감초 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.

본 발명의 유기황 화합물-함유 조성물은 기능성 식품 조성물로 제조될 수 있다. 본 발명의 조성물이 기능성 식품 조성물로 제조되는 경우, 식품 제조 시 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함한다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분으로서 유기황 화합물-함유 조성물 이외에 향미제 또는 천연 탄수화물을 추가 성분으로 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등); 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등); 올리고당; 폴리사카라이드(예컨대, 덱스트린, 시클로덱스트린 등); 및 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)을 포함한다. 향미제로서 천연 향미제(예컨대, 타우마린, 스테비아 추출물 등) 및 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)을 이용할 수 있다.

본 발명의 유기황 화합물-함유 조성물은 약제학적 조성물로 제조될 수 있다.본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 (a) 상술한 본 발명의 유기황 화합물-함유 조성물의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물이다. 본 명세서에서 용어 “약제학적 유효량”은 상술한 유기황 화합물-함유 조성물의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 의미한다.

본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여 방식으로 적용된다.

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 일반적인 투여량은 성인 기준으로 0.0001-1000 ㎎/kg 범위 내이다.

본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 마늘의 유기황 화합물의 생물전환용 사카로미세스 세레비지애 SAC(Saccharomyces serevisiae SAC)(기탁번호 KFCC11565P)을 제공한다.

본 발명의 사카로미세스 세레비지애 SAC은 상기 마늘의 유기황 화합물의 생물전환에 적합하며, 상기 마늘의 유기황 화합물의 생물전환 방법과 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:

(a) 본 발명은 마늘의 유기황 화합물의 생물전환 방법을 제공한다.

(b) 본 발명은 마늘 내 유효한 유기황 화합물을 생물전환시켜 유기황 화합물의 효율을 개선할 수 있다.

(c) 본 발명은 마늘을 유효성분으로 하는 고부가가치 상품을 제조할 수 있다.

도 1은 마늘 내 유기황 화합물의 생합성 구조를 나타낸다.
도 2a 내지 2c는 각각, 효모별 SAC 함량, SMC 함량 및 SPC 함량을 그래프로 나타낸다. 상기 그래프는 평균과 표준편차로 나타내었으며, 분산분석을 이용하여 유의적 차이를 확인하였다(* P<0.05, ** P<0.01).
도 3a 및 3b는 각각 효모별 생장곡선 및 효모별 발효에 의한 pH 상태변화를 그래프로 나타낸다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예

실험재료 및 실험방법

균주의 분리 및 동정

균주는 효모 펩톤 덱스트로스 한천 배지(Yeast extract peptone dextrose agar)를 이용하여 토양으로부터 분리하였으며, 18S rDNA 시퀀싱을 통해 균주를 동정하였다. 동정 결과, 상기 분리된 균주의 18S rDNA 염기서열은 기존의 사카로마이세스 세레비지애 (Saccharomyces serevisiae FJ793809)와 99%의 상동성을 보였다. 본 균주의 배양을 위한 배지 조성은 이스트 펩톤 덱스트로즈 한천 배지(Yeast extract peptone dextrose agar, BD242820)이며, 배양조건은 pH 5.6 ± 0.2, 온도 25-30℃, 24-48시간 진탕 또는 정치배양이며, 산소요구성은 호기성이고 동결건조보존 또는 세포현탁액 동결을 통해 균주 보존이 가능하다. 이 균주를 사카로마이세스 세레비지애 삭(Saccharomyces serevisiae SAC)으로 명명하고, 국제미생물기탁기관인 한국미생물보존센터(KCCM)에 2013년 10월 29일자로 기탁하였으며, 기탁번호 KFCC11565P를 부여받았다.

화학물질

알린(alliin), SAC[(+)-S-allyl-L-cystein)], GSAC (γ-glutamyl-S-allyl-L-cysteine) 및 메틴(methiin)은 LKT lab(미국)으로부터, GSPC(γ-l-glutamyl-S-(trans-1-propenyl)L-cysteine), γGPA(γ-Glutamyl-phenylalanine), GSMC(γ-l-glutamyl-S-methyl-L-cysteine), 이소알린(isoalliin), SPC(S-trans-1-propenyl-L-cysteine) 및 SMC(S-methyl-L-cysteine)는 Medigen(대한민국)으로부터 구하였다. 헵탄술폰산(heptanesulfonic acid) 및 아세토니트릴(acetonitrile)은 Sigma-Aldrich(미국) 및 J.T Baker(미국)로부터 각각 구매하였다. 증류수는 Milli-Q 시스템(Millipore, 미국)으로 정제하여 모든 샘플 및 이동상에 사용하였다. 모든 화학물질 및 용매는 HPLC급을 사용하였다.

발효 마늘의 준비

대한민국 남해의 마늘 재배자로부터 2012년 6월에 수확된 마늘 구군을 구매하였다. 껍질 벗긴 마늘 구근을 끓는 물에 7분 동안 데쳐 알리나아제 (allinase)를 불활성화 시킨 후 모든 샘플을 동결 건조하여 -20℃에 보관하였다. Saccharomyces cerevisiae SAC의 경우 동결건조된 마늘 분말 20 g에 증류수 180 ㎖[S. cerevisiae SAC (DW)]을 500 ㎖ 플라스크 용기에 준비하였으며, 또한 YPD 배지 180 ㎖[S. cereviseiae SAC(YPD)]을 각각 준비하였다. 각각의 효모(Saccharomyces cerevisiae SAC , Saccharomyces cerevisiae , Saccharomyces bayanus) 및 Lactobacillus plantrum를 1.0×10⁵ CFU/㎖로 접종하여 10일 동안 25℃에서 발효를 진행하였다.

미생물학적 분석 및 pH

발효과정 동안 생존 효모를 측정하기 위해, 배양 배지를 0.85% NaCl로 연속 희석하였다. 1 ㎖ 희석액을 YPD(Yeast extract peptone dextrose agar, BD, USA)에 분주하였다. YPD 플레이트를 25℃에서 48시간동안 배양하고 콜로니를 개수하였다. 발효과정 동안, Orion 3 star pH 벤치탑(Thermo electron corporation, 미국)을 이용하여 배양 배지의 pH를 확인하였다.

유기황 화합물의 분석

다음의 방법을 통해 발효 마늘로부터 GSAC, GSPC, rGPA, GSMC, 알린, 이소알린, SAC, SPC 및 SMC와 같은 유기황 화합물을 추출하였다:

5 ㎖ 플라스크에 1 g 발효 마늘에 4 ㎖ 증류수를 첨가한 혼합물을 볼텍스 믹서(Thermo Scientific, 미국)를 이용하여 1분 동안 볼텍스하고 상온에서 5분 동안 초음파처리하여 추출물을 수득하였다. 상기 추출물을 0.2-㎛ 막필터로 필터하고 역상(RP)-HPLC로 분석하였다. 광전 다이오드 배열 검출기 및 쿨 자동 샘플러가 장착된 Waters HPLC 시스템을 사용하여 유기황화합물을 분석하였다. 이때의 컬럼은 Hypurity Elite C18 컬럼(3 ㎛, 150×3 ㎜, Thermo Hypersil, 미국)에 C18 guard 컬럼 카트리지(10 ㎛, Bondapak, 아일랜드)를 부착하였으며, 208 ㎚에서 검출하였다. 유속은 0.4 ㎖/분이고, 10 ㎕를 주입하였다. 이동상의 구성은 다음과 같다:

A는 20 mM 인산이수소나트륨, 10 mM 헵탄술폰산, pH 2.1(오르쏘인산 80%로 조정); B는 아세트니트릴 20 mM 인산이수소나트륨, 10 mM 헵탄술폰산, pH 2.1(50:50, v/v). 다음의 구배(gradient) 프로그램은 사용하였다:

100% A(0분), 70% A(5분), 46% A(25분), 0% A(26분), 0% A(28분), 100% A(30 분) 및 100% A(50분).

통계학적 분석

모든 실험은 3차례 실시하였다. 통계학적 유의성 시험은 SAS 소프트웨어(version 8.2; SAS Institute, Inc, 미국)를 이용하여 실시하였다. 유의적 차이는 분산분석을 이용하여 99% 와 95% 신뢰 수준에서 확인하였다.

실험결과 및 분석

발효에 의한 마늘 내 유기황 화합물의 변화

발효(25℃, 10일)동안 마늘 내 유기황 화합물의 변화를 표 1 내지 표 8로 나타내었다. 표 1 내지 표 4는 각각 S. bayanus, S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(YPD), S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W) 및 S. cerevisiae KCTC 7904를 접종한 후 0일 내지 10일 동안의 마늘 내 유기황 화합물인 메틸, 알린, 이소알린, GSMC, GSAC, GSPC 및 rGPA의 g 함량 변화를 나타내고, 표 5 내지 표 8은 S. bayanus, S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(YPD), S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W) 및 S. cerevisiae KCTC 7904를 접종한 후 0일 내지 10일 동안의 각각 마늘 내 유기황 화합물인 SAC(S-alk(en)yl-cysteine), SPC(S-trans-1-propenyl-L-cysteine) 및 SMC(S-methyl-L-cysteine)의 함량 변화를 나타낸다. 표 9 내지 10은 Lactobacillus plantrum 를 접종한 후 0일 내지 10일 동안의 각각 마늘 내 유기황 화합물의 함량 변화를 나타낸 것으로, 표에서 알 수 있듯이 S-alk(en)yl-cysteine의 전구물질인 GSAC, GSPC 및 GSMC와 같은 γ-글루타밀 펩타이드 물질이 발효하는 동안 감소하지 않음을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과로 인해 S-alk(en)yl-cysteine(SAC, SPC 및 SMC)가 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. 표 1 내지 표 4에서 확인할 수 있듯이, 발효 전 주요 황 화합물은 알린(12.99-18.09 ㎎/g), GSAC (20.56-23.10 ㎎/g) 및 GSPC(18.36-21.18 ㎎/g)이다. 발효과정 동안 GSAC, GSPC 및 GSMC와 같은 γ-글루타밀 펩타이드는 감소하였다. SAC 화합물이 전구체로 이용되는 ACSO(S-alk(en)yl-cysteine sulfoxide) 화합물은 알린을 제외하고 발효 과정동안 크게 변화하지 않았다. 특히, 메틴 및 이소알린의 함량은 발효과정 동안 큰 변화가 없었다. SMC가 전구물질로 이용되는 메틴의 함량은 0.50-0.52 mg/g 건중량 이었으며, SPC가 전구물질로 이용되는 이소알린의 함량은 1.63-1.00 mg/g 건중량 이었다. 하지만 발효과정 동안 알린의 경우 S. bayanus, S. cerevisiae SAC(YPD), S. cerevisiae KCTC 7904에서 미량 감소 하지만(13.66-10.45 mg/g 건중량), S. cerevisiae SAC(D.W)의 경우 발효 과정 동안 발효 초기에 알린의 함량이 18.09 mg/g 건중량에서 발효 후기 0.28 mg/g 건중량으로 감소하였다. 이것은 발효과정 중 S. cerevisiae SAC(D.W)가 알린의 분해를 다른 균주 보다 더 많이 촉진 하여 SAC의 함량이 다른 효모균주 보다 빠른 기간 내에 월등히 증가하는 원인으로 사료된다.

효모의 경우에, γ-GT(γ-Glutamyl transpeptidase)가 아미노산 전송을 촉매하고 γ-글루타밀 화합물 및 황 기질로부터 L-글루타메이트를 가수분해하는 것으로 알려져 있다. 특히, 질소원이 부족한 배양 조건에서 효모는 생장을 위해 γ-GT의 합성과 생산이 활성화된다. 본 발명의 S. cerevisiae SAC(D.W)에서는 질소원을 포함하는 상업적인 배지가 아닌, 물과 마늘만을 기질로 사용하였고, 이는 질소 부족 환경을 유도하였다. 이는 마늘 내 GSAC를 질소원을 생성하기 위한 기질로 사용되게 하였으며, 효모가 생산한 γ-GT에 의해 SAC로 전환된다. 발효 0일, GSAC 및 GSPC의 함량은 매우 높지만, 4일 이후로 급격하게 감소하였다(표 1 내지 표 4). 반면, SAC의 함량은 동일 시간대에 증가하였다(도 2).

도 2 및 표 5 내지 8은 발효과정 동안 마늘에 함유되어 있는 기능성 물질인 S-alk(en)yl-cysteine (SAC, SMC 및 SPC) 화합물의 변화량을 미생물 균주와 발효기간에 따라 나타낸 도면이다. SAC, SMC 및 SPC와 같은 S-alk(en)yl-cysteine은 발효 과정 동안 그 함량이 발효 초기 보다 전체적으로 증가 하였으나 증가된 정도는 효모 균주에 따라 서로 다른 양상을 나타냈다. 또한, 표 1 내지 표 4에는 S-alk(en)yl-cysteine 화합물의 전구물질들의 발효과정과 S-alk(en)yl-cysteine 화합물을 전구체로 이용하는 물질의 변화량을 나타냈다. 발효과정 동안 S-alk(en)yl-cysteine 화합물이 증가되면서 전구물질의 함량은 감소하는 경향을 나타냈다. 도 2a는 항산화, 항암, 항 간장애 및 신경보호 활성을 갖는 SAC의 증가량을 나타낸 것으로서 전체적으로 발효과정 동안 그 함량이 증가하였다. 특히, S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W)은 발효 7일에 함량이 8.11 mg/g 건중량으로 가장 높게 나타났으며, S. cerevisiae KCTC 7904의 경우 발효 7일 까지 SAC의 함량이 크게 증가하는 경향을 나타내고 있지 않다가 발효 10일에 그 함량이 8.02 mg/g 건중량으로 발효 첫날(0 day) 보다 그 함량이 급격히 증가 하였다. S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(YPD)와 S. bayanus도 발효과정 동안 SAC의 함량이 증가 하였지만 S. cerevisiae SAC(KFCC11565P) (D.W) 및 S. cerevisiae KCTC 7904와 비교하여 SAC 함량이 많이 증가하지는 않았다. 발효과정 동안 SAC의 변화량에 대응하여 SAC의 전구물질인 GSAC의 함량이 감소하였다. SAC이 가장 많이 증가된 S. cerevisiae SAC(D.W)에서 GSAC의 함량이 가장 많이 감소되었으며, SAC 증가량이 낮았던 S. bayanus는 GSAC의 함량이 소량 감소하였다(표 1 내지 표 4). 이는 S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W)가 다른 효모 균주보다 적정 pH 환경을 유지하면서 일반효모의 보편적인 생장곡선을 나타내는 것으로 볼 때, 안정적인 질소 영양원의 보급을 위해 GSAC 기질을 일정하게 소모한 것으로 예상되며 이는 효모의 성장과 함께 γ-GT 효소를 더 많이 활성화 시켰을 것으로 사료된다(도 3a 및 3b). 도 2b는 간세포 보호 작용이 있는 것으로 알려진 SMC의 함량 변화를 나타낸 것으로 발효 기간이 길수록 그 함량이 증가하는 것을 알 수 있다. SMC의 전구물질인 GSMC의 함량은 발효과정 동안 감소하는 것을 표 1 내지 표 4에 나타내었다. 발효 10일 동안 효모 균주별로 살펴보았을 때, SMC가 증가된 정도는 S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(YPD)(0.51 mg/g 건중량), S. bayanus(1.27 mg/g 건중량) 순서로 증가하였으며, S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W)(2.35 mg/g 건중량)와 S. cerevisiae KCTC 7904(2.40 mg/g 건중량)가 가장 많이 증가 하였다(도 2b). SMC의 증가 또한 Sacchromycess 속 효모가 생산하는 γ-GT 효소작용의 산물로, 효모생장에 필수영양소인 질소원의 확보를 위해 GSMC로부터 생산하는 것으로 사료된다. SPC는 항균 작용(anti fungal), 항 바이러스(anti viral) 및 항암효능(anti cancer)이 있는 마늘에 미량 함유되어 있는 기능성 물질로서 발효과정 동안 그 함량이 증가하였다(도 2c). SPC의 함량은 S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W)가 발효 2일 후에 그 함량이 가장 많이 증가 하였다(7.87 mg/g 건중량). SPC의 전구물질인 GSPC의 함량은 발효 2일 후에 급격히 감소하는 경향이 나타났다(표 3). 또한, S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(YPD) 및 S. cerevisiae KCTC 7904에서 SPC의 함량은 발효 과정동안 서서히 증가하여 발효 10일 후에 그 함량이 각각 2.68 mg/g 건중량 및 2.97 mg/g 건중량으로 증가 하였으며, S. bayanus는 약간 증가 하였다(0.20 mg/g 건중량). 이러한 결과를 토대로 S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W)가 GSPC를 분해하여 SPC의 함량을 증가시키는 γ-GT를 가장 많이 활성화 시키는 것으로 사료된다. 이용된 효모 균주 중에서 S-alk(en)yl-cysteine 화합물을 가장 많이 증가 시키는것은 S. cerevisiae SAC(KFCC11565P)(D.W)로서 시중에 판매되고 있는 배지가 아닌 물과 마늘만 이용하여, 효모에 의해서 γ-GT가 활성화된 환경을 만듦으로서 기능성 물질인 SAC 뿐만 아니라 SMC 및 SPC를 증대 시키기 위하여 데친 마늘에 생물전환 방법인 효모를 이용하는 것은 아주 획기적인 방법이다.

Day	Methiin	Alliin	Isoalliin	GSMC	GSAC	GSPC	rGPA
0Day	0.52±0.01	13.70±0.26	1.36±0.04	1.14±0.01	23.10±0.23	21.18±0.56	5.52±0.05
2Day	0.50±0.03	12.93±0.18	1.04±0.02	0.85±0.01	19.29±0.94	17.03±0.75	5.22±0.18
4Day	0.51±0.01	13.06±0.25	1.09±0.05	0.77±0.04	19.34±0.49	16.98±0.35	5.40±0.08
7Day	0.52±0.01	13.61±0.26	1.12±0.04	0.69±0.03	17.87±0.66	15.01±0.42	5.22±0.28
10Day	0.53±0.02	11.33±0.27	1.13±0.06	0.24±0.00	16.40±0.12	13.06±0.31	5.36±0.06

Day	Methiin	Alliin	Isoalliin	GSMC	GSAC	GSPC	rGPA
0Day	0.51±0.02	12.99±0.31	1.63±0.12	1.03±0.03	20.56±0.43	19.42±0.28	4.95±0.13
2Day	0.50±0.01	12.89±0.26	1.09±0.07	0.69±0.00	18.25±0.07	15.40±0.02	5.02±0.03
4Day	0.50±0.02	12.46±0.23	1.00±0.02	0.66±0.01	15.85±0.53	14.09±0.20	5.13±0.23
7Day	0.52±0.01	12.93±0.40	1.08±0.16	0.61±0.02	16.23±0.95	13.78±1.17	5.37±0.41
10Day	0.51±0.02	10.45±0.03	1.15±0.07	0.42±0.01	11.21±0.08	13.34±0.05	5.00±0.00

Day	Methiin	Alliin	Isoalliin	GSMC	GSAC	GSPC	rGPA
0Day	0.50±0.01	18.09±0.05	1.31±0.02	0.66±0.01	20.59±0.02	18.36±0.22	5.56±0.03
2Day	0.50±0.02	17.68±0.09	1.28±0.03	0.14±0.00	10.80±0.08	5.68±0.79	2.03±0.10
4Day	0.52±0.01	16.62±0.04	1.32±0.04	N.D	1.10±0.00	0.06±0.00	0.08±0.00
7Day	0.51±0.02	9.47±0.03	1.28±0.02	N.D	0.11±0.00	0.12±0.00	0.04±0.00
10Day	0.50±0.02	0.28±0.01	1.36±0.04	N.D	0.03±0.00	0.05±0.00	0.01±0.00

Day	Methiin	Alliin	Isoallin	GSMC	GSAC	GSPC	rGPA
0Day	0.50±0.02	13.66±0.01	1.29±0.04	1.16±0.01	22.86±0.23	20.31±0.51	5.48±0.01
2Day	0.51±0.01	13.50±0.37	1.04±0.05	0.95±0.00	20.92±0.51	17.79±0.38	5.36±0.09
4Day	0.51±0.02	13.22±0.35	1.16±0.02	0.84±0.01	20.96±0.22	17.58±0.17	5.52±0.05
7Day	0.50±0.03	13.25±0.32	1.17±0.03	0.58±0.01	19.29±0.56	15.27±0.27	5.52±0.20
10Day	0.51±0.00	12.73±0.20	1.29±0.04	0.29±0.01	9.10±0.05	10.47±0.40	5.33±0.10

Day	SAC	SPC	SMC
0Day	0.19±0.03	0.08±0.01	0.09±0.00
2Day	0.23±0.01	0.35±0.01	0.11±0.01
4Day	0.25±0.02	0.35±0.01	0.13±0.01
7Day	0.25±0.01	0.33±0.01	0.16±0.01
10Day	0.60±0.01	0.20±0.01	1.27±0.03

Day	SAC	SPC	SMC
0Day	0.21±0.07	0.10±0.01	0.10±0.00
2Day	0.99 ±0.01	0.37±0.03	0.34±0.01
4Day	1.70±0.09	0.45±0.02	0.36±0.01
7Day	1.95±0.01	0.48±0.04	0.41±0.01
10Day	2.33±0.11	2.68±0.08	0.51±0.02

Day	SAC	SPC	SMC
0Day	0.29±0.01	0.15±0.00	0.08±0.00
2Day	0.38±0.03	7.87±0.01	0.09±0.00
4Day	4.91±0.04	1.30±0.01	0.11±0.00
7Day	8.11±0.21	N.D	0.88±0.02
10Day	0.04±0.01	N.D	2.35±0.03

Day	SAC	SPC	SMC
0Day	0.18±0.03	0.08±0.01	0.08±0.01
2Day	0.21±0.01	0.36±0.01	0.09±0.01
4Day	0.21±0.01	0.36±0.01	0.13±0.01
7Day	0.23±0.01	0.33±0.01	0.97±0.03
10Day	8.02±0.15	2.97±0.07	2.40±0.03

Day	Methiin	Alliin	Isoallin	GSMC	GSAC	GSPC	rGPA
0Day	0.55±0.02	18.10±0.03	0.09±0.00	0.67±0.01	14.92±0.04	18.50±0.45	5.68±0.02
2Day	0.47±0.01	17.40±0.02	0.06±0.00	0.57±0.00	13.72±0.01	18.31±0.14	5.08±0.03
4Day	0.55±0.00	16.29±0.05	0.02±0.00	0.33±0.00	10.20±0.04	12.47±0.02	4.62±0.01
7Day	0.55±0.01	16.00±0.09	0.02±0.00	0.33±0.00	9.85±0.02	11.12±0.06	4.37±0.04
10Day	0.31±0.00	15.66±0.10	N.D	0.32±0.00	9.62±0.06	9.32±0.06	4.47±0.03

Day	SAC	SPC	SMC
0Day	0.29±0.01	0.14±0.00	0.02±0.00
2Day	0.33±0.00	0.38±0.01	0.12±0.00
4Day	0.34±0.00	1.77±0.01	0.43±0.00
7Day	0.41±0.00	2.44±0.01	0.31±0.01
10Day	0.36±0.07	2.90±0.03	0.43±0.01

상기 표 1 내지 10의 데이터는 평균과 표준편차로 나타내었으며, 단위는 mg/g 건중량이다.

결론

본 발명에서 효모를 이용한 발효과정 동안 마늘 내 유기황 화합물의 변화를 조사하였다. 발효과정 동안, GSAC, GSPC 및 GPA와 같은 γ-글루타밀 펩타이드는 상당히 감소하였으나, 그에 대응하여 SAC, SPC 및 SMC와 같은 S-alk(en)yl-L-cysteine은 극적으로 증가하였다. 이러한 결과는 발효 마늘 내 생리활성 및 품질조절에 매우 유용할 것이다.

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11. MontaA, Casado FJ, de Castro A, SAH and Rejano L, Vitamin Content and Amino Acid Composition of Pickled Garlic Processed with and without Fermentation. J Agric Food Chem 52:7324-7330 (2004).

12. Rejano L, SAH, de Castro A and MontaA, Chemical Characteristics and Storage Stability of Pickled Garlic Prepared Using Different Processes. J Food Sci 62:1120-1123 (1997).

13. Beato VM, SAH, de Castro A and MontaA, Effect of processing and storage time in the contents of organosulfur compounds in pickled blanched garlic. J Agric Food Chem 60: 3485-3491 (2012).

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

한국미생물보존센터(국내)

KFCC11565P

20131029

<110> KOREA FOOD RESEARCH INSTITUTE <120> Method for Bioconversing Organosulfur Compounds from Garlic <130> PN130567 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 975 <212> DNA <213> Saccharomyces cerevisiae SAC 18S rDNA <400> 1 aaatggattt tttttgtttt ggcaagagca tgagagcttt tactgggcaa gaagacaaga 60 gatggagagt ccagccgggc ctgcgcttaa gtgcgcggtc ttgctaggct tgtaagtttc 120 tttcttgcta ttccaaacgg tgagggattt ctgtgctttt gttataggac aattaaaacc 180 gtttcaatac aacacactgt ggagttttca tatctttgca actttttctt tgggcattcg 240 agcaatcggg gcccagaggt aacaaacaca aacaatttta tttattcatt aaatttttgt 300 caaaaaacaa gaattttcgt aactggaaat tttaaaatat taaaaacttt caacaacgga 360 tctcttggtt ctcgcatcga tgaagaacgc agcgaaatgc gatacgtaat gtgaattgca 420 gaattccgtg aatcatcgaa tctttgaacg cacattgcgc cccttggtat tccagggggc 480 atgcctgttt gagcgtcatt tccttctcaa acattctgtt tggtagtgag tgatactctt 540 tggagttaac ttgaaattgc tggccttttc attggatgtt tttttttccc aaagagaggt 600 ttctctgcgt gcttgacgta taatgcaagt acggtcgttt taggttttac caactgcggc 660 taatcttttt ttatactgag cgtattggaa cgttatcgat aagaagagag cgtctaggcg 720 aacaatgttc ttaaagtttg acctcaaatc aggtaggagt acccgctgaa cttaagcata 780 tcaataagcg gaggaaggat ctttaagaat ttaataattt tgaaaatgga tttttattga 840 ttttggcaga gctgagactt ttatgggcag agacagaatg gagagtcgcc ggcgcgctaa 900 gtgccggtct gctgctgtag ttcttctgct tttcaacggt agggattcgt gctttgttat 960 agacattaaa cgttc 975

Claims

다음의 단계를 포함하는 마늘의 유기황 화합물(organosulfur compounds)의 생물전환 방법:
(a) 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물에 효모를 접종시키는 단계; 및
(b) 상기 단계 (a)의 효모 접종 결과물을 배양하여 마늘의 유기황 화합물을 생물전환(biotransformation)시킴으로써 SAC[(+)-S-allyl-L-cystein)], SPC(S-trans-1-propenyl-L-cysteine) 및 SMC(S-methyl-L-cysteine)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기황 화합물을 인리치먼트(enrichment)시키는 단계.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a) 이전에 마늘 내 알리나아제(allinase)를 불활성화 하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 마늘 내 알리나아제를 불활성화하는 단계는 마늘을 열처리하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 열처리는 80-100℃에서 5분 내지 15분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 효모는 사카로미세스 세레비지애(S. cerevisiae SAC KFCC11565P), 사카로미세스 세레비지애(SACcharomyces cerevisiae), 사카로미세스 우바럼(SACcharomyces uvarum), 사카로미세스 바야너스(SACcharomyces bayanus), 사카로미세스 파라독서스(SACcharomyces paradoxus), 사카로미세스 카스텔라이(SACcharomyces castelli), 사카로미세스 클루이베리(SACcharomyces kluyveri), 클루이제로미세스 썰모톨러런스(Kluyveromyces thermotolerans), 칸디다 글라즈하타(Candida glabrata), 자이고사카로미세스 바일리(ZygoSACcharomyces bailli), 자이고사카로미세스 록시(ZygoSACcharomyces rouxii), 디바리오미세스 한센이(Debaryomyces hansenii), 피치아 파스토리어스(Pichia pastorius) 또는 스키조사카로미세스 폼베(SchizoSACcharomyces pombe)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)의 배양은 25-30℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)의 배양은 2-12일 이내로 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)의 유기황 화합물은 SAC인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 SAC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로 0.1-0.3 ㎎/g이고, 상기 단계 (b)의 SAC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로 7.0-9.0 ㎎/g인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 SMC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로 0.05-0.10 ㎎/g이고, 상기 단계 (b)의 SMC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로 2.0-3.0 ㎎/g인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a)의 SPC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로 0.01-0.20 ㎎/g이고, 상기 단계 (b)의 SPC은 마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량 1 g을 기준으로 7.0-8.0 ㎎/g인 것을 특징으로 하는 방법.
마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 1.0-1.5 ㎎/g, SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 0.4-0.8 ㎎/g 및 SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine] 0.1-0.5 ㎎/g을 포함하는 조성물.
마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 0.3-0.7 ㎎/g, SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 2.0-2.6 ㎎/g 및 SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine] 2.4-3.0 ㎎/g을 포함하는 조성물.
마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 0.01-0.20 ㎎/g, SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 0.1-0.5 ㎎/g 및 SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine] 7.0-9.0 ㎎/g을 포함하는 조성물.
마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 0.5-1.2 ㎎/g 및 SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 7.0-9.0 ㎎/g을 포함하는 조성물.
마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 2.0-2.7 ㎎/g 및 SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 0.01-0.10 ㎎/g을 포함하는 조성물.
마늘 분쇄체의 현탁액 또는 마늘 추출물의 건중량(dry weight) 1 g을 기준으로, SMC[(+)-S-methyl-L-cysteine] 2.0-3.0 ㎎/g, SAC[(+)-S-allyl-L-cysteine] 7.0-9.0 ㎎/g 및 SPC[(+)-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine] 2.5-3.5 ㎎/g을 포함하는 조성물.
상기 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 유기황 화합물-함유 조성물.
제 18 항에 있어서, 상기 유기황 화합물-함유 조성물은 식품 조성물, 기능성 식품 조성물 또는 약제학적 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
마늘의 유기황 화합물의 생물전환용 사카로미세스 세레비지애 SAC(Saccharomyces serevisiae SAC)(기탁번호 KFCC11565P).