KR20170000837A - 김치로부터 분리한 신규 유산균 균주 Lactobacillus acidophilus C 및 이를 포함하는 비만예방 조성물 - Google Patents
김치로부터 분리한 신규 유산균 균주 Lactobacillus acidophilus C 및 이를 포함하는 비만예방 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 김치에서 분리한 신규 유산균 균주 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항비만 효과를 갖는 Lactobacillus acidophilus C(KFCC 11612P) 균주 및 이를 포함하는 조성물 및 상기 유산균을 이용한 조성물 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 신규 유산균인 Lactobacillus acidophilus C 균주 (기탁번호 : KFCC11612P)를 홍삼액 등과 같은 식품 조성물 또는 복분자 분말 같은 식품첨가용 조성물 등에 적용시 지방의 무게 감소, 지방세포 크기의 감소, HDL-콜레스테롤의 농도를 증가시키는 탁월한 효과를 제공하므로, Lactobacillus acidophilus C로 발효시킨 조성물은 비만을 개선하거나 예방하기 위한 식품조성물의 용도로 적절하게 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 신규 유산균인 Lactobacillus acidophilus C 균주 (기탁번호 : KFCC11612P)를 홍삼액 등과 같은 식품 조성물 또는 복분자 분말 같은 식품첨가용 조성물 등에 적용시 지방의 무게 감소, 지방세포 크기의 감소, HDL-콜레스테롤의 농도를 증가시키는 탁월한 효과를 제공하므로, Lactobacillus acidophilus C로 발효시킨 조성물은 비만을 개선하거나 예방하기 위한 식품조성물의 용도로 적절하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 김치에서 분리한 신규 유산균 균주 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 김치로부터 분리된 신규한 Lactobacillus acidophilus C(기탁번호 KFCC11612P) 균주 및 이를 포함하는 조성물 및 상기 유산균을 이용한 조성물 제조방법에 관한 것이다.
World Health Organization(WHO)는 비만의 유병률이 1980년에 비해 2008년에 전 세계적으로 두 배가 증가하였고, 유럽 여성의 23%, 남성의 20%가 비만이라고 발표하였다. Korean National Statistical Office에 의하면 성인의 비만 유병률이 1998년 26.0%에서 2011년 31.4%으로 증가하였다고 보고하였다. Kopelman(2007)은 비만에 걸린 사람은 제2형 당뇨병, 심혈관 질환, 특정 암의 발생 증가, 폐쇄성 무호흡증과 같은 호흡기 합병증, 관절염과도 연관되어 있는 것으로 보고하였다. Peeters et al. (2003)는 40세 성인의 경우 정상 체중을 가지는 사람에 비해 수명이 약 7년 단축 된다고 하였으며, 비만관련 질환을 감소하기 위한 천연물질에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 비만예방에 대한 천연물 소재로 홍삼 및 복분자는 한국의 대표적인 건강기능성 원료로 다양한 연구가 진행되고 있으며, in vitro 및 in vivo 실험을 통한 비만 및 혈중 콜레스테롤 저하효과에 대한 연구가 일부 진행되고 있다. 복분자 및 홍삼의 주요생리활성 물질로는 폴리페놀, 플라보노이드, 안토시아닌 등이 복분자의 주요 생리활성물질이며, 홍삼은 가공과정을 거치면서 ginsenoside-Rg2, Rg3, Rh1, Rh2가 생성 되어 콜레스테롤 수치 저하 및 배설 촉진, 고콜레스테롤 혈증으로 야기되는 동맥경화의 개선에 효과가 높은 것으로 보고되어 있다. 천연물의 건강기능성 향상을 위해서는 천연물의 소화 및 체내 흡수가 중요한 문제이며, 발효과정은 천연물의 체내 흡수에 도움을 준다고 보고되어 있다.
따라서 본 발명에서는 한국의 전통발효식품인 김치에서 분리한 유산균인 Lactobacillus acidophilus C(기탁번호 : KFCC11612P)와 전통적으로 약용으로 사용하는 복분자 미숙과 및 홍삼을 이용한 비만예방 조성물을 제조하고, 동물모델을 이용한 비만예방효과를 검토하였다.
본 발명의 목적은 항비만 효과가 있고, 지방의 무게 및 지방세포 크기를 감소하는데 효과를 가지며, 혈중 포도당 농도 및 혈중 GOT농도를 감소시키며, 아디포넥틴의 농도를 증가시키는 경향을 나타내는 신규한 유산균 균주 및, 이의 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 김치로부터 분리된 신규한 락토바실러스 아시도필루스 C(Lactobacillus acidophilus C)를 제공한다.
본 발명은 또한, 지방의 무게 및 지방세포 크기 감소에 효과가 있어 비만을 개선시키는 락토바실러스 아시도필루스 C(Lactobacillus acidophilus C)를 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 비만예방에 효과가 있는 조성물의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 비만예방에 효과가 있는 조성물 제조방법은 10% 탈지유 100중량부에 대하여 홍삼 농축액 1중량부 및 복분자 미숙과 분말 1중량부를 첨가한 다음 김치로부터 분리된 신규한 락토바실러스 아시도필루스 C(Lactobacillus acidophilus C) 균주의 배양액을 함유하여 조성물을 제조하는 방법일 수 있다.
본 발명에 의한 신규 유산균인 Lactobacillus acidophilus C 균주 (기탁번호 : KFCC11612P)를 홍삼액 등과 같은 식품 조성물 또는 복분자 분말 같은 식품첨가용 조성물 등에 적용시 지방의 무게 감소, 지방세포 크기의 감소, HDL-콜레스테롤의 농도를 증가시키는 탁월한 효과를 제공하므로, Lactobacillus acidophilus C로 발효시킨 조성물은 비만을 개선하거나 예방하기 위한 식품조성물의 용도로 적절하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 Lactobacillus acidophilus C의 염기서열을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 체중 증가량 및 식이섭취량에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 부고환 및 신장 주위 지방 무게에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 부고환 주위 지방세포 크기에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 혈청내 지질 및 포도당 농도에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 혈청내 GOT 및 GPT 농도에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 혈청내 렙틴 및 아디포넥틴에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 체중 증가량 및 식이섭취량에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 부고환 및 신장 주위 지방 무게에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 부고환 주위 지방세포 크기에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 혈청내 지질 및 포도당 농도에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 혈청내 GOT 및 GPT 농도에 대한 효과를 나타내는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 L. acidophilus C와 혼합발효 복합물의 혈청내 렙틴 및 아디포넥틴에 대한 효과를 나타내는 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 실시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1. 유산균 균주의 분리 및 동정
1-1. 유산균 균주의 분리
유산균 분리에 사용된 김치는 전라북도 가정에서 제조한 배추김치를 사용하였고, 홍삼농축액은 한홍정건강식품(한국)에서 구입하였으며, 복분자 미숙과 분말은 베리앤바이오식품연구소에서 제공받아 실험 원료로 사용하였다.
배추김치 25g과 멸균생리식염수 225 mL를 sterile filter bag에 넣고 Stomacher (Easy Mix, AES Chemunex, Bruz, France)를 이용하여 혼합하였다. 여기서 액상부분 1 mL를 취하여 십진 희석법으로 희석한 후 100 μL를 취해 1 N HCl을 이용하여 pH를 2.5로 조정한 MRS agar (Lactobacilli MRS agar, Difco, Detroit, MI, USA)에 도말하여 37℃에서 24시간 배양하였다. 각 시료별 배지에서 투명환을 나타내는 단일 colony를 1차 분리하였다. 1차 분리된 균주들을 BCP agar (Eiken chemical Co., Ltd., Shimotsuga, Japan)에 획선평판법으로 접종한 후 37℃에서 24시간 배양하여 노란색을 보이는 colony를 2차 분리하였다. 분리된 균주는 MRS agar에 접종하여 37℃에서 24～72시간 배양 후 4℃로 냉장 보관하면서 사용하였다.
1-2. 유산균 균주의 동정
분리균은 16S rRNA 결정법으로 동정하였으며, 염기서열 분석회사인 (주)Macrogen (Daejeon, Korea)에 의뢰하여 수행하였다. 균의 16S rRNA를 universal primer인 27F (5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3')와 1492R (5'-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3') primer를 사용하여 PCR (DNA engine tetrad 2 peltier thermal cycler, Bio-rad lab., Hercules, CA, USA)을 수행하여 증폭시켰다. PCR 산물은 BigDye Terminator v3.1 cycle sequencing kit (Applied Biosystems, Lennik, Belgium)를 이용하여 ABI Prism 3730XL analyzer (Applied Biosystems, Lennik, Belgium)로 염기서열을 분석하였다. 그 결과는 NCBI BLASTN 프로그램(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)을 사용하여 유산균을 동정하였다.
1-3. 김치로부터 신규 유산균주 Lactobacillus acidophilus C의 분리 확인
유산균주의 분리원은 일반 가정에서 제조된 배추김치를 사용하였으며, pH를 2.5로 조정한 MRS agar를 이용하여 Lactobacillus acidophilus 유산균주를 분리하였고, 16S rRNA의 염기서열을 표준 균주와 비교하여 작성한 계통수 결과 표준균주 Lactobacillus acidophilus와 98%로 일치하였으며(표1 내지 표2 참조), Lactobacillus acidophilus C로 명명하고 2015년 4월 21일자로 한국미생물보존센터에 유산균주를 기탁하였고 기탁번호는 KFCC11612P를 부여받았다.
| Query | Subject | |||||
| Start | End | Description | AC | Length | Start | End |
| 4 |
1477 |
Lactobacillus acidophilus gene for 16S rRNA, partial sequence, strain: JCM 2121 | AB690249.1 |
1507 |
6 |
1497 |
| Score | Identities | ||||
| Bit | Raw | EV | Match | Total | Pct.(%) |
| 2612 | 1414 | 0.0 | 1469 | 1492 | 98 |
2. Lactobacillus acidophilus C 균주를 이용한 혼합 발효물의 제조
Lactobacillus acidophilus C(기탁번호 : KFCC11621P)를 이용하여 제조한 홍삼 및 복분자 미숙과 발효물을 다음과 같이 제조하였다. 10% 탈지유(skim milk)에 홍삼 농축액 1%와 복분자 미숙과 분말 1%를 첨가한 후 Lactobacillus acidophilus C 균주의 생균수가 1.0 × 108 CFU/mL가 되도록 배양한 후 1%를 접종한 다음 37℃로 24시간 발효한 후 동결건조하였다.
3. 동물모델을 이용한 Lactobacillus acidophilus C 함유 조성물의 비만예방효과
Lactobacillus acidophilus C를 함유한 홍삼 및 복분자 미숙과 혼합 발효물의 항비만 효과를 측정하기 위하여 C57BL/6J계 수컷 마우스를 실험식이를 시작하기 전에 1주일간 실험실 환경에 적응 시킨 후 난괴법으로 한 군 당 6마리씩 4군으로 나눈 후 6주간 실험을 진행하였다. 실험군은 정상군(N), 대조군(Con), 유산균 투여군(C), 혼합 발효물 투여군(CEx)으로 나누었다. 정상군은 기본사료를 공급하였고, 대조군, 유산균 투여군, 혼합 발효물 투여군에는 45% kcal fat 고지방 사료를 공급하였다. 유산균 투여군은 10% skim milk에 균을 접종한 후 24시간 동안 발효시켜 동결건조한 분말을 2g/kg(체중)씩 동량의 증류수에 희석하여 경구투여하였다. 혼합 발효물 투여군에는 Lactobacillus acidophilus C로 발효시킨 홍삼 및 복분자 미숙과 혼합 발효물 분말을 2g/kg(체중)씩 증류수에 희석하여 경구투여하였다. 정상군과 대조군에는 동량의 증류수를 경구투여하였다. 매주 체중 증가량과 사료섭취량를 측정하고, 실험종료 후 신장과 부고환 주위 지방의 무게 및 Oil red O 염색을 통하여 조직학적 변화를 관찰하였다. 혈청지질(Total cholesterol, HDL, TG), 혈당(blood glucose) 및 간손상 관련 병리지표(GOT와 GPT 농도)를 kit를 이용하여 측정하였으며, 혈청내 지방분화 관련 호르몬인 아디포넥틴 및 렙틴의 농도를 ELISA로 분석하여 항비만효과를 관찰하였다.
3-1. 체중증가량 및 식이섭취량의 변화
6주간의 실험기간 동안의 체중 증가량 및 식이섭취량은 도 2에 나타내었다. 6주 후 마우스의 체중증가량은 고지방사료를 섭취한 대조군이 정상군에 비해 64.9%가 증가하였다. 고지방식이와 L. acidophilus C를 투여한 유산균 투여군과 L. acidophilus C를 이용하여 홍삼농축액과 복분자 미숙과 분말을 발효한 복합발효물을 투여한 혼합 발효물 투여군은 대조군에 비하여 9.5% 및 39.4%가 감소하였으며, 특히 혼합 발효물 투여군은 유의적인 감소를 나타내었다. 실험동물 마리당 일일 식이섭취량은 정상군은 3.06±0.16g이었으나 고지방사료를 섭취한 대조군은 2.72±0.14g으로 정상군에 비하여 12.5% 감소하였다. 유산균 투여군과 발효 복합체 투여군은 각각 2.77±0.10 및 2.74±0.19로 나타났으며 대조군과 유의적인 차이는 없었다.
3-2. 총 내장지방의 증가량
6주간의 실험기간 동안의 부고환과 신장 주위 지방 총 무게는 도 3에 나타내었다. 부고환 주위지방과 신장 주위지방 무게의 총 증가량은 정상군에서는 0.45±0.138g이었으나 고지방사료를 섭취한 대조군에서는 0.85±0.385g으로 유의성 있게 증가하였다(p<0.05). 유산균 투여군은 0.97±0.249g으로 나타났으며, 혼합 발효 복합물 투여군은 0.56±0.167g으로 대조군에 비하여 34.1%가 감소하였으나 유의차는 없었다.
3-3. Oil red O 지방염색에 의한 부고환 지방세포의 크기 변화
부고환 주위지방 조직을 Oil red O로 염색하여 지방세포의 크기를 측정한 결과는 도 4에 나타내었다. 지방세포의 크기는 정상군에 비하여 대조군에서 증가하였고, 혼합발효 복합물 투여군에서 대조군과 유산균 투여군과 비교하여 지방세포의 크기가 감소하였다.
3-4. 혈청내 지질 및 포도당 농도의 변화
6주간의 실험이 종료된 후 혈청내 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 및 포도당 농도를 측정한 결과를 도 5에 나타내었다. 혈청내 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도는 정상군에 비하여 대조군에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 유산균 투여군과 복합발효물 투여군의 혈청내 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도는 유의적인 차이가 없었으나, HDL-콜레스테롤 농도는 대조군에서 84.6±12.3 mg/dl으로 나타났으며, 유산균 투여군 및 혼합발효 복합물 투여군에서 각각 93.5±4.9 mg/dl 및 103.4±2.5 mg/dl로 나타나 증가하는 경향을 보였다. 혈청 포도당 농도는 정상군과 대조군 사이에 유의성은 없었으나, 혼합발효 복합물 투여군은 대조군과 유산균 투여군과 비교하여 유의적으로 감소하였다(p<0.01).
3-5. 혈청 내 간 손상지표의 변화
6주간의 실험이 종료된 후 간손상지표인 혈청내 GOT와 GPT 농도의 측정결과를 도 6에 나타내었다. 혈청내 GOT와 GPT에서 모든 군에서 유의적인 차이는 없었으나, 대조군에 비하여 유산균 투여군과 혼합발효 복합물 투여군에서 감소하는 경향을 나타내었다.
3-6. 혈청 내 아디포카인의 변화
6주간의 실험이 종료된 후 혈청내 렙틴 및 아디포넥틴 농도의 측정결과를 도 7에 나타내었다. 음식섭취를 억제하는 leptin은 고지방섭취시 생쥐의 혈중 leptin 농도의 유의적인 감소는 감소된 체지방의 크기를 나타낸다. 혈청 내 렙틴은 정상군에 비하여 대조군에서 유의적으로 증가하였고(p<0.05), 혼합발효 복합물 투여군에서는 대조군과 비교시 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 아디포넥틴은 지방세포에서 분비되어 에너지대사를 활성화하고 골격근의 지방산화를 촉진하는 아디포카인으로서, 정상군에 비해 고지방사료를 섭취한 대조군에서 유의적으로 감소하였다(p<0.001). 아디포넥틴의 농도는 대조군에서는 10.43±0.53 ㎕/ml로 나타났고, 유산균 투여군과 혼합발효 복합물 투여군에서는 각각 9.23±1.36 ㎕/ml 및 14.18±1.43 ㎕/ml로 나타났으며 대조군과 비교시 혼합발효 복합물 투여군에서 약간 증가하는 경향을 나타내었다.
본 발명에서는 한국의 전통발효식품인 김치에서 분리한 유산균인 Lactobacillus acidophilus C(기탁번호 : KFCC11612P)와 전통적으로 약용으로 사용하는 복분자 미숙과 및 홍삼을 이용한 비만예방 조성물을 제조하고, 동물모델을 이용한 비만예방효과를 검토하였다. 6주간의 동물실험 결과 혼합발효 복합물을 투여한 군에서 체중증가량, 부고환 및 신장 주위 지방의 무게, 지방세포 크기, 혈중 포도당 농도, 혈중 GOT와 GPT농도 및 렙틴 농도를 감소시켰으며, HDL-콜레스테롤과 아디포넥틴의 농도를 증가시키는 경향을 나타낸 것으로 보아 Lactobacillus acidophilus C를 단독투여한 실험군에 비하여 비만을 개선시키는 것으로 나타내었다.
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Institute of JinAn Red Ginseng
Berry&Bio Food Research Institute
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<212> DNA
<213> Lactobacillus acidophilus
<400> 1
ctcaggacga acgctggcgg cgtgcctaat acatgcaagt cgagcgagct gaaccaacag 60
attcacttcg gtgatgacgt tgggaacgcg agcggcggat gggtgagtaa cacgtgggga 120
acctgcccca tagtctggga taccacttgg aaacaggtgc taataccgga taagaaagca 180
gatcgcatga tcagcttata aaaggcggcg taagctgtcg ctatgggatg gccccgcggt 240
gcattagcta gttggtaggg taacggccta ccaaggcaat gatgcatagc cgagttgaga 300
gactgatcgg ccacattggg actgagacac ggcccaaact cctacgggag gcagcagtag 360
ggaatcttcc acaatggacg aaagtctgat ggagcaacgc cgcgtgagtg aagaaggttt 420
tcggatcgta aagctctgtt gttggtgaag aaggatagag gtagtaactg gcctttattt 480
gacggtaatc aaccagaaag tcacggctaa ctacgtgcca gcagccgcgg taatacgtag 540
gtggcaagcg ttgtccggat ttattgggcg taaagcgagc gcaggcggaa gaataagtct 600
gatgtgaaag ccctcggctt aaccgaggaa ctgcatcgga aactgttttt cttgagtgca 660
gaagaggaga gtggaactcc atgtgtagcg gtggaatgcg tagatatatg gaagaacacc 720
agtggcgaag gcggctctct ggtctgcaac tgacgctgag gctcgaaagc atgggtagcg 780
aacaggatta gataccctgg tagtccatgc cgtaaacgat gagtgctaag tgttgggagg 840
tttccgcctc tcagtgctgc agctaacgca ttaagcactc cgcctgggga gtacgaccgc 900
aaggttgaaa ctcaaaggaa ttgacggggg cccgcacaag cggtggagca tgtggtttaa 960
ttcgaagcaa cgcgaagaac cttaccaggt cttgacatct agtgcaatcc gtagagatac 1020
ggagttccct tcggggacac taagacaggt ggtgcatggc tgtcgtcagc tcgtgtcgtg 1080
agatgttggg ttaagtcccg caacgagcgc aacccttgtc attagttgcc agcattaagt 1140
tgggcactct aatgagactg ccggtgacaa ccggaggaag gtggggatga cgtcaagtca 1200
tcatgcccct tatgacctgg gctacacacg tgctacaatg gacagtacaa cgaggagcaa 1260
gcctgcgaag gccagcgaat ctctttaagc tgttctcagt tcggactgca atctgcaact 1320
cgactgcacc aagctggaat cgctagtaat cgcggatcac acgccgcggt gaaaccttcc 1380
cggccttgtc acaccgccgt ccaccatggg agtctgcatg ccaaagccgg tggctacctt 1440
cgggaagagc ctctaagcag gcaatactgg gtga 1474
Claims (3)
- 기탁번호 KFCC11612P를 갖는 김치로부터 분리된 신규한 Lactobacillus acidophilus C 균주.
- 제1항의 Lactobacillus acidophilus C 균주의 배양액을 함유하고, 비만 예방에 효과가 있는 것을 특징으로 하는 비만예방 조성물.
- 10% 탈지유 100중량부에 대하여 홍삼 농축액 1중량부 및 복분자 미숙과 분말 1중량부를 첨가한 다음 제1항에 따른 Lactobacillus acidophilus C 균주를 접종한 다음 발효한 후 동결건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 김치로부터 분리된 신규한 Lactobacillus acidophilus C 균주의 배양액을 함유하는 비만예방 조성물의 제조방법.
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