KR20220028782A - 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 (a) Lactobacillus plantarum을 배양하는 단계, (b) 상기 배양한 Lactobacillus plantarum을 산수유 희석액에 접종하는 단계 및 (c) 상기 접종 후 발효시켜 산수유 유산균 발효 조성물의 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 산수유 유산균 발효 조성물은 총 폴리페놀 함량 감소 및 총 플라보노이드 함량 감소를 보였으나 DPPH radical 소거활성 증가 효과를 보여 탁월한 황산화 효과가 있으며, 고지방식이로 산화적 스트레스로 유도된 비만 상태에서 부고환 지방의 감소 효과를 보여 탁월한 항비만 효과를 나타냄을 확인하였다.

Description

항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조 방법{The fermented cornus officinalis composition for an antioxidant and antiobesity effects and method for manufacturing the same}
본 발명은 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 산수유 희석액에 식물성 유산균인 Lactobacillus plantarum을 접종하여 발효시켜 수득되는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
산수유나무 (Cornus officinalis)는 층층나무과의 낙엽교목으로 주로 한국, 중국, 일본에 분포하며, 산수유 열매는 맛이 시고 성질은 약간 따뜻하며, 간경과 신경, 이뇨작용, 항암, 혈압강하작용 및 항균작용 등이 있는 것으로 보고되었으며, 유효 성분으로는 malic acid, tartatic acid, ursolic acid, gallic acid와 morronoside, sweroside, loganin과 같은 iridoid 배당체 등이 알려져 있다.
산수유 나무의 높이는 7m로 연한 갈색인데 수피가 벗겨진다. 잎은 난형ㅇ타원형 또는 난상피침형으로 마주 난다. 길이 4∼12㎝, 너비 2.5∼6㎝로 표면은 녹색이며 복모(伏毛)가 약간 있다. 뒷면은 연한 녹색이거나 흰빛이 돈다.
비만은 신체활동과 성장에 필요한 소비 에너지양보다 섭취한 에너지가 많아, 초과된 에너지가 체내에 중성지방의 형태로 과잉 축적되어 대사장애를 유발하는 질환으로, 향상된 경제수준과 식생활의 서구화 및 운동량의 감소로 과거에 비해 우리나라도 비만이 점차 증가되고 있는 추세이다.
비만 치료는 주로 운동요법과 식이요법이 있으나, 바쁜 현대인 관점에서 실행하기 어렵기 때문에 비만 치료 약물에 대한 필요성이 대두되고 있지만, 비만치료제의 안전성 및 부작용의 문제로 보다 안정성이 확보된 항비만 기능이 있는 소재에 대한 관심이 높아지고 있다.
또한, 체내에서 생명유지에 필요한 에너지를 생성하는 과정 중 상당량의 활성산소 (reactive oxygen specise, ROS)들이 생성되는데, 이러한 ROS들은 적정량 존재할 때에 세포의 성장, 분화, 신호전달에 작용하지만, 과잉 생성될 경우 산화적 스트레스를 발생시켜 세포 구성성분인 핵산, 지질, 단백질, 당 등을 손상시켜 다양한 퇴행성 질환 및 성인병, 노화 등을 유발시킨다.
상기 활성산소를 조절할 수 있는 BHT (butylated hydroxytoluene), BHA (buthylated hydroxyanisole)와 같은 다양한 항산화제가 있고, 그 효과 또한 우수하지만, 다량 섭취시 신장, 순환계, 간 등에 심각한 독성작용 및 암을 일으킨다고 보고되어 보다 안전한 천연물 소재의 항산화제의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 최근 세계적으로 생리활성을 가진 발효식품이 건강 기능성 식품으로 인식되고 있고, 특히 유산균은 인간에게 매우 이로운 미생물로 알려져 있는데, 유산균은 발효되는 동안 젖산이나 초산과 같은 유기산이나 균체외 다당류 및 다양한 효소들을 생산한다고 보고되고 있다. 이러한 대사산물들이 체내에 작용하여 부패 미생물 증식 억제, 항암작용, 면역기능 강화, 혈중 콜레스테롤 수치 감소 및 항스트레스 작용 등 다양한 생리활성기능을 가진 probiotics 균주로 알려져 있고, 의약품이나 건강기능식품 개발에 이용되고 있다.
종래 산수유를 이용한 기술로써, 대한민국 등록특허공보 제10-1857168호에는 증숙 및 건조한 산수유를 추출한 다음 물, 설탕, 구연산, 구연산나트륨, 말토덱스트린, 펙틴, 비타민 C 및 향료를 혼합하여 항산화 활성이 증진된 산수유 음료를 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0121606호에는 건조한 산수유를 추출한 다음 캐피어 균주(Kazachstania unispora)를 접종하여 피부노화 억제 효과, 미백효능 및 보습 효능이 있는 산수유 발효 추출물 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 산수유 희석액을 Lactobacillus plantarum으로 발효시켜 항산화 및 항비만 효능이 있는 산수유 유산균 발효 조성물을 제조하는 기술은 보고된 바 없다.
이에 본 발명자들은 항산화 및 항비만 효능을 갖는 조성물을 개발하기 위해 노력한 결과 산수유 희석액에 Lactobacillus plantarum을 접종하여 특정 조건으로 발효시킨 산수유 유산균 발효 조성물이 항산화 및 항비만에 현저한 효과를 나타내는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1857168호 (2018.05.11.) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0121606호 (2014.10.16.)
본 발명은 우수한 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 탁월한 항산화 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 맛과 향취가 향상된 산수유 유산균 발효 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 (a) Lactobacillus plantarum을 배양하는 단계, (b) 상기 배양한 Lactobacillus plantarum을 산수유 희석액에 접종하는 단계 및 (c) 상기 접종 후 발효시켜 산수유 유산균 발효 조성물의 제조하는 방법을 제공한다.
상기 (b) 단계에서 산수유 희석액은 산수유 원액을 물에 희석하여 7.5 내지 20 %의 농도를 가지도록 제조 하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 (b) 단계에서 접종은 산수유 희석액 100 중량부에 Lactobacillus plantarum을 1 내지 5 중량부로 접종할 수 있다.
상기 (c) 단계에서 발효는 25 내지 40℃의 온도에서 12 내지 96시간 발효할 수 있다.
상기 산수유 희석액 100 중량부에 젖당(lactose) 1 내지 5 중량부를 첨가하고 pH를 6으로 조절한 후 Lactobacillus plantarum을 접종하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 또 따른 발명인 산수유 유산균 발효 조성물은 7.5 내지 20% 농도의 산수유 희석액 100 중량부에 젖당(lactose) 1 내지 5 중량부를 첨가하고 pH를 6으로 조절한 후 Lactobacillus plantarum 1 내지 5 중량부를 접종하고 25 내지 40℃의 온도에서 12 내지 96시간 발효시켜 제조할 수 있다.
상기 산수유 유산균 발효 조성물의 총 산도는 0.1 내지 3%인 것이 바람직할 수 있다.
상기 산수유 유산균 발효 조성물의 당도는 1 내지 20 Brix인 것이 바람직할 수 있다.
상기 산수유 유산균 발효 조성물의 pH는 3 내지 7.5인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물은 총 폴리페놀 함량 감소 및 총 플라보노이드 함량 감소를 보였으나 DPPH radical 소거활성 증가를 보여 탁월한 항산화 효과가 있다.
본 발명의 유산균 발효 조성물은 고지방식이로 산화적 스트레스로 유도된 비만 상태에서 부고환 지방의 감소 효과를 보여 탁월한 항비만 효과가 있다.
또한, 본 발명은 잉여 산수유를 대량으로 활용하여 산수유 유산균 발효 조성물을 제조하여 저장성을 높이며, 산수유의 고부가가치 창출을 통하여 농가 소득 증대에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명은 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물을 제공하여 국민건강 개선에 도움을 주며 건강관리 비용 절감 효과를 가져올 수 있다.
도 1은 산수유 원액 함량에 따른 유산발효 중 당도, 총산도 및 pH 비교를 나타낸 그래프이다.
도 2는 산수유 유산발효에 따른 DPPH radical 소거 활성, 환원력 및 ABTS+ radical 소거 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 산수유 유산발효에 따른 SOD 유사 활성, hydrogen peroxide 소거 활성 및 β-carotene bleaching 측정 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 산수유 발효 조성물의 섭취에 따른 부고환지방의 크기 및 간 조직의 형태학적 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 산수유 발효 조성물의 섭취에 따른 혈중 ALT 및 AST의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 산수유 발효 조성물의 섭취에 따른 혈중 항산화 활성, SOD 활성 및 CAT 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 산수유 발효 조성물의 섭취에 따른 간에서의 GSH 및 GSSG 활성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 산수유 발효 조성물의 섭취에 따른 혈중 중성지방, 총 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 및 HDL-콜레스테롤 함량 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로 산수유 희석액에 식물성 유산균인 Lactobacillus plantarum를 접종하고 발효시켜 수득되는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물 제조 방법은 (a) Lactobacillus plantarum을 배양하는 단계, (b) 상기 배양한 Lactobacillus plantarum을 산수유 희석액에 접종하는 단계 및 (c) 상기 접종 후 발효시켜 산수유 유산균 발효 조성물의 제조한다.
본 발명의 산수유 유산균 발효 조성물을 제조하기 위한 첫번째 단계는 Lactobacillus plantarum을 배양하는 단계이다.
보다 상세하게는 Lactobacillus plantarum 균주를 MRS broth agar 배지에 도말하여 35 내지 40℃ 항온배양기에서 15 내지 30시간 동안 배양한 뒤 균주의 단일 콜로니를 취하여 1 내지 3회 계대배양한 후, 118 내지 125℃에서 5 내지 25분간 멸균한 MRS broth에 상기 순수 분리된 L. plantarum를 접종하여 35 내지 40℃, 100 내지 200 rpm에서 10 내지 24시간 동안 진탕 배양하는 것이 바람직할 수 있다.
보다 바람직하게는 Lactobacillus plantarum 균주를 MRS broth agar 배지에 도말하여 36 내지 38℃ 항온배양기에서 20 내지 25시간 동안 배양한 뒤 균주의 단일 콜로니를 취하여 1 내지 2회 계대배양한 후, 120 내지 122℃에서 10 내지 20분간 멸균한 MRS broth에 상기 순수 분리된 L. plantarum를 접종하여 36 내지 38℃, 130 내지 170 rpm에서 12 내지 20시간 동안 진탕 배양하는 것이 추후 제조되는 산수유 유산균 발효 조성물의 풍미를 저하시키지 않으며 항산화 및 항비만 효능을 최적으로 극대화시키기에 보다 바람직할 수 있다.
상기 균주 배양 단계의 다음 단계는 상기 배양한 균주를 산수유 희석액에 접종하는 단계이다.
보다 상세하게는 상기 산수유 희석액은 산수유 원액을 물에 희석하여 2.5 내지 40 %의 농도를 가지도록 제조하는 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 산수유 희석액은 산수유 원액을 물에 희석하여 7.5 내지 20 %의 농도를 가지도록 제조하는 것이 Lactobacillus plantarum 균주를 접종하여 발효하였을 때 생성되는 생균수가 가장 많이 측정되어 보다 바람직할 수 있다.
상기 산수유 원액은 산수유 생열매를 70 내지 110 메쉬(mesh) 크기로 분쇄 후 5000 내지 10000 rpm에서 5 내지 20분 동안 원심분리하여 상등액만 취하여 준비하는 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 산수유 생열매를 80 내지 100 메쉬(mesh) 크기로 분쇄 후 7000 내지 9000 rpm에서 7 내지 12분 동안 원심분리하여 상등액만 취하여 준비하는 것이 산수유 열매에 함유된 유용성분이 추후 실시되는 발효 과정에 의해 제조되는 발효 조성물에 최대로 함유될 수 있도록 하기에 보다 바람직할 수 있다.
또한 상기 접종은 산수유 희석액 100 중량부에 젖당(lactose) 1 내지 5 중량부를 첨가하고 1N NaOH를 이용하여 pH를 6 내지 8로 조절한 후 Lactobacillus plantarum 1 내지 5 중량부를 접종하는 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 산수유 희석액 100 중량부에 젖당(lactose) 2 내지 3 중량부를 첨가하고 1N NaOH를 이용하여 pH를 6 내지 7로 조절한 후 Lactobacillus plantarum 2 내지 3 중량부를 접종하는 것이 추후 제조되는 산수유 유산균 발효 조성물의 풍미를 저하시키지 않으며 항산화 및 항비만 효능을 최적으로 극대화시키기에 보다 바람직할 수 있다.
상기 균주 접종 단계의 다음 단계는 상기 접종한 산수유 희석액을 발효시켜 산수유 발효 조성물을 제조하는 단계이다.
보다 상세하게는 상기 접종한 산수유 희석액을 25 내지 40℃의 온도에서 12 내지 96시간 발효시키는 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 접종한 산수유 희석액을 35 내지 38℃의 온도에서 45 내지 50시간 발효시키는 것이 발효하였을 때 생성되는 생균수가 가장 많이 측정되어 보다 바람직할 수 있다.
상기 산수유 유산균 발효 조성물의 총 산도는 0.1 내지 3%인 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 유산균 발효 조성물의 총 산도는 0.1 내지 1.5%인 것이 추후 제조되는 산수유 유산균 발효 조성물의 풍미를 저하시키지 않으며 항산화 및 항비만 효능을 최적으로 극대화시키기에 보다 바람직할 수 있다.
상기 산수유 유산균 발효 조성물의 당도는 1 내지 20 Brix인 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 유산균 발효 조성물의 당도는 1.5 내지 15 Brix인 것이 추후 제조되는 산수유 유산균 발효 조성물의 풍미를 저하시키지 않으며 항산화 및 항비만 효능을 최적으로 극대화시키기에 보다 바람직할 수 있다.
상기 산수유 유산균 발효 조성물의 pH는 3 내지 7.5인 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 유산균 발효 조성물의 pH는 3 내지 6.1인 것이 추후 제조되는 산수유 유산균 발효 조성물의 풍미를 저하시키지 않으며 항산화 및 항비만 효능을 최적으로 극대화시키기에 보다 바람직할 수 있다.
상기 산수유 유산균 발효 조성물의 유산균수는 2*106 내지 10*1012 CFU/mL인 것이 바람직할 수 있으며, 보다 바람직하게는 유산균 발효 조성물의 유산균수는 3*106 내지 8.6*1012 CFU/mL인 것이 추후 제조되는 산수유 유산균 발효 조성물의 풍미를 저하시키지 않으며 항산화 및 항비만 효능을 최적으로 극대화시키기에 보다 바람직할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 하기 실시예와 시험예에서 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
<시험예 1> 산수유를 주원료로 한 유산균 발효 조성물 제조를 위한 최적 발효조건 확립
1) 사용균주 및 생균수 측정
젖산균 Lactobacillus plantarum (KCTC 33131) 균주를 MRS broth agar 배지에 도말하여 37℃ 항온배양기에서 24시간 배양한 뒤 균주의 단일 콜로니를 취하여 2회 계대배양한 후, 121℃에서 15분간 멸균한 MRS broth에 순수 분리된 L. plantarum를 접종하여 37℃, 150 rpm에서 16시간 진탕 배양하여 스타터로 사용하였다. 생균수는 발효물 1 mL에 멸균수 9 mL을 첨가하여 101 ~ 1010배까지 단계별로 희석하여 MRS broth agar 배지에 100 μL 도말한 후, 37℃ 항온배양기에서 24시간 배양한 후의 생균수를 colony forming unit(CFU/mL)로 나타내었다.
유산균주 배지조성
MRS broth
성분 비율 (%)
Peptone 1.0
Beef extract 1.0
Yeast extract 0.5
Dextrose 20
Polysorbate 80 0.1
Ammonium citrate 0.2
Sodium acetate 0.5
Magnesium sulfate 0.01
Manganese sulfate 0.005
Dipotassium phosphate 0.2
(Agar) 1.5
2) 산수유 함량에 의한 최적 유산 발효조건 설정
산수유 열매를 파쇄 후 8000 rpm에서 10분동안 원심분리하여 상등액만 취하여 2.5%, 5% 및 7.5% (v/v)로 희석한 후, 젖당을 2% (w/v)씩 첨가하고, 1N NaOH (v/v)으로 pH를 6으로 조절한 후 water bath에서 80℃ 5분동안 살균하고, 급냉각한 희석액에 Lactobacillus plantarum (KCTC 33131) 균주를 2% (v/v)로 접종하여 최적 발효 조건을 검색하고자 유산발효를 2일동안 진행하였다. 발효가 끝난 후 water bath에서 80℃ 5분동안 살균하고, 급냉각하였다.
3) 결과
가) 산수유를 이용한 유산균 발효 조성물 제조 조건
○ 산수유 원액 함량에 따른 유산 발효조건 확립
산수유 원액의 함량에 따른 유산발효 중 당도, 총산도, pH 및 생균수의 변화를 알아본 결과는 하기 도 1 및 표 2와 같다. 본 발명자는 Lactobacillus plantarum을 이용하여 산수유 원액을 이용하여 2.5%, 5% 및 7.5% (v/v)의 비율로 만든 희석액에 2%(v/v)의 균주를 접종하여 유산발효를 진행하였다. 도 1에서 보듯이, 당도와 pH는 2.5%, 5% 및 7% 군에서 모두 감소하는 경향을 나타냈다. 하기 표 2에서 보듯이, 반대로 총산도와 생균수는 모든 군에서 발효가 진행됨에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 특히 그 중 7.5% 군에서 48시간 발효하였을 때 생균수가 가장 많이 측정이 되었다. 따라서 산수유 원액을 이용한 Lactobacillus plantarum 균주의 발효는 산수유 원액 7.5% 함량으로 48시간 발효가 적합한 것으로 생각되어 진다.
Figure pat00001
<시험예 2> 상기 설정한 발효 조건을 이용하여 제조한 산수유 유산균 발효 조성물의 이화학적 특성 분석
1) 유리당 및 유기산 분석
유리당 및 유기산 분석은 시료를 원심분리 시킨 후 Sep-Park C18 cartridge(Water Associate, U.S.A)에 통과시키고 0.45μm membrane filter 여과로 색소 및 단백질성분을 제거한 다음 분석하였고, 각각의 분석조건은 하기 표 3과 같다.
Figure pat00002
2) 유리아미노산 분석
유리아미노산 분석은 시료 10 mL에 sulfosalicylic acid 25 mg을 첨가하여 4℃서 4시간 동안 방치시킨 후 원심분리(50,000 rpm, 30분)하여 단백질 등을 제거 하고, 상등액을 0.22μm membrane filter로 여과하여 얻은 여액을 취하여 분석시료로 사용하였으며 분석조건은 하기 표 4와 같다.
유리아미노산 분석 조건
분석 기기명 Biochrom 20 (Pharmacia)
컬럼 Ultrapac 11 cation exchange resin
(11 μm ± μm, 200 mm)
컬럼 온도 46~88℃
흐름 속도 Buffer 40 mL/hr, Ninhydrin 25mL/hr
pH 버퍼 3.20~10.0
분석 시간 90 min
3) 무기성분 분석
무기성분 분석은 습식분해법으로 행하였다. 시료용액 100 mL에 분해제(HCIO4 : H2SO4 : H2O2 = 9 : 2 : 5, v/v) 25 mL를 가하여 낮은 온도에서 서서히 가열하여 완전하게 무색으로 변할 때까지 hot plate에서 분해한 후 여과 (Whatman NO.2)하여 100 mL 정용하였으며, 이를 시료로 하여 atomic absorption spectrometer을 사용해서 하기 표 5와 같은 조건으로 분석하였다.
Figure pat00003
4) HPLC 분석
HPLC 분석은 HPLC-PDA (Shinmadzu Inc., Walnut Creek, CA, USA)를 이용하여 진행하였고, 시료를 0.45μm membrane filter 여과한 후 분석하였고, 지표물질인 morroniside, sweroside, loganin 및 cornin는 ChemFaces에서 구매하여 사용하였다. (ChemFaces Biochemical Co., Ltd. Wuhan, China) 각각의 분석조건은 하기 표 6과 같다.
HPLC 분석 조건
시료 Morroniside, sweroside, loganin
컬럼 Sunfire (waters) C18 (4.6 mm X 250mm, 5μm)
컬럼 온도 30℃
유속 1 ml/min
주입량 10 μl
파장 240 nm
분석 시간 80 min
이동상
A (0.1% aqueous phosphoric acid)
B (0.1% acetonitrile phosphoric acid)
time (min) A B
0 ~ 10 98% 2%
10 ~ 15 98 ~ 95% 2 ~ 5%
15 ~ 45 95 ~ 85% 5 ~ 15%
45 ~ 55 85 ~ 75% 15 ~ 25%
55 ~ 70 75 ~ 10% 25 ~ 90%
70 ~ 80 10% 90%
5) 결과
가) 산수유 유산발효에 따른 이화학적 특성 분석
○ 유리당
산수유 유산발효에 따른 유리당 함량 변화
유리당 성분 CE1) mg% CD2) mg%
Sucrose ND3) ND3)
Glucose 3.37 ±.01 2.18 ±.02
Fructose 3.93 ±.03 1.76 ±.01
Lactose ND3) 18.88 ±.01
1)CE: 7.5% Cornus officinalis extract juice
2)CD: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum
3)ND: not detected
산수유 유산발효에 따른 유리당 함량 변화를 측정한 결과는 상기 표 7과 같다. 발효가 진행됨에 따라 CD 군에서 glucose와 fructose 함량이 감소한 것으로 나타났고, 반면에 lactose 함량은 증가한 것으로 나타났다. 이는 발효전 2% (v/v)의 lactose를 첨가하였기에 lactose 함량이 증가한 것으로 생각된다.
○ 유기산
산수유 유산발효에 따른 유기산 함량 변화
유기산 성분 CE1) mg/mL CD2) mg/mL
Citric acid 0.07 ±.01 ND3)
Tartaric acid 0.21 ±.02 ND3)
Acetic acid ND3) 0.29 ±.01
Lactic acid ND3) 5.62 ±.04
Malic acid 9.29 ±.02 2.50 ±.07
1)CE: 7.5% Cornus officinalis extract juice
2)CD: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum
3)ND: not detected
산수유 유산발효에 따른 유기산 함량 결과는 상기 표 8과 같다. CE 군에서 citric acid와 tartari acid 함량이 측정된 반면, CD 군에서는 검출되지 않은 것으로 나타났다. Malic acid 함량은 CD 군에서 감소한 것으로 나타났고, acetic acid와 lactic acid 함량은 CD 군에서 증가한 것으로 나타났다.
○ 유리 아미노산
산수유 유산발효에 따른 유리 아미노산 함량 변화
유리아미노산 성분 CE1) ppm CD2) ppm
Phosphoserine 0.52 ±.01 1.11 ±.30
Phosphoethanolamine ND3) 1.68 ±.04
Aspartic acid 1.18 ±.02 0.94 ±.01
Threonine 0.40 ±.03 0.41 ±.04
Serine 0.75 ±.02 ND3)
Glutamic acid 1.81 ±.12 0.46 ±.06
Glycine ND3) 0.52 ±.06
Alanine 0.21 ±.30 ND3)
Citrullune ND3) 0.21 ±.02
Valine 0.70 ±.03 0.13 ±.02
Methionine 0.13 ±.05 0.12 ±.04
Isoleucine 0.60 ±.02 0.05 ±.02
Leucine 0.21 ±.03 1.24 ±.01
β-alanine ND3) 0.11 ±.03
γ-amino-n-butyric acid 1.56 ±.01 1.71 ±.02
Lysine ND3) 1.38 ±.13
Histidine 0.38 ±.02 0.31 ±.05
Arginine ND3) 0.48 ±.07
Proline ND3) 0.16 ±.02
Ornithine ND3) 0.09 ±.02
총 유리아미노산 함량 8.45 ±.66 11.11 ±.96
1)CE: 7.5% Cornus officinalis extract juice
2)CD: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum
3)ND: not detected
상기 표 9는 산수유 유산발효에 따른 유리아미노산 성분 결과이다. CD 군에서 γ-amino-n-butyric acid (1.71 ppm), phosphoethanolamine (1.68 ppm), phosphoserine (1.11 ppm)함량이 비교적 높았다. 총 유리아미노산 함량은 CD 군이 11.11 ppm으로 CE 군보다 높은 함량을 나타냈다.
○ 무기질
산수유 유산발효에 따른 유리 아미노산 함량 변화
무기성분 성분 CE1) ppm CD2) ppm
Na 2.99 ±.04 248.02 ±.10
Mg 7.37 ±.02 8.04 ±.02
K 94.62 ±.02 100.04 ±.13
Ca 4.06 ±.03 7.05 ±.02
Mn 0.06 ±.01 0.23 ±.01
Fe 0.29 ±.02 0.53 ±.02
Cu 0.05 ±.02 0.06 ±.01
Zn 0.47 ±.03 0.66 ±.02
1)CE: 7.5% Cornus officinalis extract juice
2)CD: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum
산수유 유산발효에 따른 무기성분 함량을 분석한 결과는 상기 표 10과 같다. 전체적으로 CD 군이 CE 군보다 모든 무기성분 함량이 증가한 것으로 나타났다. CD 군에서 Na (248.02 ppm), K (100.04 ppm) 순으로 높은 함량을 나타냈다.
○ HPLC 분석
산수유 유산발효에 따른 지표물질 함량 변화
지표성분 CE1) mg% CD2) mg%
Morroniside 15.85 ±.01 16.57 ±.03
Loganin 9.55 ±.05 9.93 ±.04
Sweroside 2.26 ±.01 4.63 ±.07
Cornin 25.82 ±.04 9.17 ±.05
1)CE: 7.5% Cornus officinalis extract juice
2)CD: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum
산수유 유산발효에 따른 지표성분 함량을 분석한 결과는 상기 표 11과 같다. CD 군에서 cornin 함량은 감소한 반면, morroniside, loganin 및 sweroside 함량은 증가한 것으로 나타났다.
<시험예 3> 발효 과정 중 항산화 활성 비교
1) DPPH radical 소거활성
각 시료의 농도별에 대한 DPPH radical 소거활성은 Blois방법 (Blois, M. S. 1958) 에 대한 α,α'-diphenyl-β-picrylhydrazine (DPPH) 의 환원성을 이용하여 517nm에 UV/Vis-spectrometer (Hitachi, Tokyo, Japan)로 측정하였다. 각 농도별 산수유 발효액 및 양성 대조군(positive control)으로 사용한 0.1% dibutylated hydroxytoluene (BHT) 와 0.1% α-tocopherol 용액 1 ml을 4x10-4 M DPPH 용액 3 ml과 함께 5초 동안 vortex mixer로 혼합하여 첨가한 후, 이를 30분간 암소에서 반응시켜 흡광도를 측정하였다. Control은 시료 대신 에탄올 1ml를 첨가하여 control에 대한 흡광도의 감소비율로 나타내었다.
2) 환원력
시료의 환원력은 Yildirim 등의 방법 (Yildirim, A., Mavi, A. and Kara, A. A. 2001) 의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 각 시료 및 양성 대조군 1 ml에 2.5 ml의 인산완충용액 (0.2 M, pH 6.6) 과 2.5 ml의 potassium ferricyanide (1%, w/v) 를 첨가하여 섞은 후, 50℃ 유지하면서 30분간 반응시켰다. 반응액에 2.5 ml의 trichloroacetic acid (10%, w/v)를 첨가한 후 3,000 rpm으로 10분간 원심분리 하였다. 상층액의 1 ml를 취해 시험관에 담고 1ml의 증류수와 0.2ml의 FeCl3 (0.1%, w/v) 을 첨가하여 700 nm에서 UV/Vis-spectrophotometer (Hitachi) 로 흡광도를 측정하였다.
3) ABTS+ radical 소거활성
시료에 대한 ABTS.+ radical 소거능은 Biglari 등의 방법 (Biglari, F., AIKarkhi, A. M. F. 2008) 변형하여 측정 하였다. 7mM 2,2-azobis (2-aminopropane) dihydrochloride (AAPH)는 2.45 mM의 ABTS와 혼합한 후 23℃ 암소에서 16시간 동안 반응시켰다. ABTS용액의 농도는 734 nm에서 흡광도가 0.700±005 정도가 되도록 조정하였다. 각 시료 및 양성 대조군 0.1 ml과 3.9 ml의 ABTS 용액을 혼합한 후 23℃서 6분간 반응시키면서 734 nm에서 UV/Vis-spectrophotometer (Hitachi)로 흡광도를 측정하였다. 양성 대장군은 0.1% BHT와 0.1% α-tocopherol을 사용하였다. ABTS radical 소거능은 다음의 식에 따라 계산하였다.
ABTS+ radical scavenging activity (%) = (Control O.D.－Sample O.D.) / Control O.D. x100
4) 총 폴리페놀함량
총 폴리페놀함량은 Folin-Ciocalteu 방법에 따라 측정하였다 (Slinkard K, Singleton VL. 1977). 즉, 시료 0.1mL 에 증류수 8.4mL 과 2N Folin-Ciocalteu 시약 (Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA) 0.5 mL를 첨가하고 20% Na2CO3 (Junsei Chemical Co., Ltd, Japan) 1mL를 가하여 2시간 방치하였다. 반응물의 흡광도는 725 nm에서 spectrophotometer (U-1800, Hitachi Co., Ltd, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였고 gallic acid (Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA)를 이용한 표준곡선으로 양을 환산하였다.
5) 총 플라보노이드 함량
총 플라보노이드 함량은 시료 용액 20 μL에 10% diethylene glycol (Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA) 200 μL와 1N NaOH (Deajung Chemical Co., Ltd, Korea) 20 μL를 혼합한 후 37℃서 1시간동안 반응시킨다. 반응물의 흡광도는 420 nm에서 spectrophotometer (U-1800, Hitachi Co., Ltd, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였고 quercetin (Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA)를 이용한 표준곡선으로 양을 환산하였다.
6) SOD 유사활성
SOD (superoxide dismutase) 유사활성은 Marklund와 Marklund (Marklund S, Marklund G. 1975)의 방법에 따라 활성산소종을 과산화수소(H2O2)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol (Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA)의 생성을 측정하여 나타내었다. 시료를 10μL 씩 96well plate에 첨가한 후, Tris-HCl 완충용액 (50 mM Tris aminomethane, 10 mM EDTA, pH 8.0) 150 μL와 7.2 mM pyrogallol 10 μL을 첨가하였다. 이어서 실온에서 10분간 반응시키고, 1N HCl 50 μL을 첨가하여 반응을 정지시킨 후, microplate reader를 사용하여 420nm에서 흡광도를 측정하였다. SOD 유사활성은 시료 첨가구와 무첨가구 사이의 흡광도 차이를 백분율(%)로 나타내었다.
Superoxidedismutase-likeactivity(%)= (1- A/B )x100
A:시료 첨가구의 흡광도, B:시료 무첨가구의 흡광도
7) Hydrogen peroxide 소거활성
과산화수소(H2O2) 소거활성능은 M㎻ler (M㎻ller HE. 1985)의 방법에 따라 시료를 각 100 μL를 96 well plate에 넣어 혼합시켰다. 여기에 20 μL의 hydrogen peroxide (Junsei Chemical Co., Ltd, Japan)를 첨가시키고 37℃ incubator에서 5분간 반응시켰다. 반응이 끝난 후,1.25 mM ABTS (Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA)와 peroxidase (1 unit/mL; Sigma-Aldrich, Co., ST. Louis, MO, USA)를 각각 30 μL를 첨가하여 최종적으로 37℃ incubator에서 10분 반응시킨 후, microplate reader로 405nm에서 흡광도를 측정하였다.
8)β-carotene bleaching assay
β-Carotene linoleate system을 이용한 항산화 효과의 측정은 Mattaus (Mattaus B. 2002)의 방법을 변형하여 측정하였다. 클로로포름 10 mL에 β-carotene (Sigma-Aldrich Co.) 1 mg을 용해하여 β-carotene용액을 만든 후, β-carotene용액 10 mL를 100 mL 둥근 플라스크에 취하고, linoleic acid (Sigma-Aldrich Co.) 20 mg 및 tween 40 (Sigma-Aldrich Co.) 200mg을 첨가하여 40℃진공회전농축기로 클로로포름을 제거한 후 증류수 100 mL를 첨가한 다음 진탕하여 에멀전 용액을 제조하였다. 이 에멀전 용액 0.2 mL에 시료 첨가군, 에탄올 (대조구) 및 positive control인 0.1% α-tocopherol과 0.1% BHT 용액 8 μL를 각각 첨가하여 50℃배양기 (HB-103MP, Hanbaek Scientific Co.)에서 저장하였다. 저장기간 중 0분에서 180분 동안 15분 간격으로 490 nm에서 흡광도를 측정하였다.
9) 결과
가) 산수유 유산발효에 따른 항산화 활성 검증 (In vitro)
○ DPPH radical 소거활성
산수유 원액 (CE)와 산수유 유산균 발효 조성물 (CD)의 DPPH radical 소거활성 결과는 도 2A와 같다. Positive control인 α-tocopherol (0.1%)과 Butylated hydroxytoluene (BHT; 0.1%)는 각각 88% 및 94%로 나타났다. CE와 CD를 비교했을 때 CE가 65%, CD는 69%로 CD에서 DPPH radical 소거활성이 조금 증가한 것으로 나타났다.
○ 환원력
산수유 유산 발효에 따른 환원력의 결과는 도 2B와 같다. CE와 CD는 3.9로 같은 환원력을 보였고, positive control인 0.1% BHT보다 높은 환원력을 나타냈다.
○ ABTS+ radical 소거 활성
CE 및 CD의 ABTS+ radical 소거 활성 결과는 도 2C와 같다. Positive control인 0.1% BHT는 55%로 나타났고, CE와 CD는 둘 다 99%로 앞선 환원력과 마찬가지로 positive control보다 두드러지게 높은 ABTS+ radical 소거 활성을 나타냈다.
○ SOD 유사 활성
산수유 유산발효에 따른 SOD 유사 활성 결과는 도 3A와 같다. CE와 CD는 각각 34%, 38%로 나타났다. positive control인 0.1% ascorbic acid는 22%로 CD가 CE와 positive control보다 높은 SOD 유사 활성을 나타냈다.
○ Hydrogen peroxide 소거 활성
CE 및 CD의 H2O2 소거 활성은 도 3B와 같다. Positive control인 0.1% α-tocopherol과 0.1% BHT은 각각 41%와 87%로 나타났다. CE와 CD는 각각 95%와 94%로 positive control보다 높은 hydrogen peroxide 소거 활성을 나타냈다.
○ β-carotene bleaching 측정
CE와 CD의 지질과산화 억제 활성을 알아보기 위하여 β-Carotene bleaching assay를 실시한 결과를 도 3C에 나타내었다. Positive control인 0.1% α-tocopherol과 0.1% BHT은 모두 높은 지질과산화 억제 활성을 보였다. CE와 CD에서도 control에 비해 높은 지질과산화 억제 활성을 보였고, 특히 CD가 CE보다 높은 억제율을 나타냈다.
○ 총 폴리페놀 함량
Changes in total polyphenol contents after lactic acid fermentation of Cornus officinalis extract juice.
Sample Total polyphenol contents mg%
CE 1) 166.11 ±0.98
CD 2) 144.62 ±.10
1)CE: 7.5% Cornus officinalis extract juice
2)CD: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum
CE와 CD의 발효과정 중 총 폴리페놀 함량의 변화를 측정한 결과는 상기 표 12와 같다. CE에서 166.11 mg%로 나타났으나 CD의 경우 144.62 mg%로 총 폴리페놀 함량이 감소하였는데, 이는 발효 중 자동산화에 의하여 폴리페놀 성분이 분해 혹은 산화되어 감소한 것으로 생각된다.
○ 총 플라보노이드 함량
Changes in total flavonoid contents after lactic acid fermentation of Cornus officinalis extract juice.
Sample Total flavonoid contents mg%
CE 1) 169.75 ±.28
CD 2) 163.78 ±.47
1)CE: 7.5% Cornus officinalis extract juice
2)CD: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum
CE와 CD의 총 플라보노이드 함량은 상기 표 13과 같다. CE와 CD는 각각 169.75 mg%와 163.78 mg%로 나타났다. 앞선 총 폴리페놀 함량과 마찬가지로 CE보다 CD에서 감소하는 경향을 보였으며, 이러한 결과 또한 발효 중 플라보노이드 성분의 자동산화에 의한 것으로 보여 진다.
<시험예 4> 산수유 유산균 발효 조성물의 항비만 및 항산화 개선 효능 검증
1) 동물 실험 디자인
실험동물은 4주령의 수컷 SD계 흰쥐 36마리를 효창사이언스(부산)로부터 구입하였으며 흰쥐는 1주간 적응기간을 거친 후 난괴법에 의하여 일반식이군(normal diet, ND), 고지방식이군(high fat diet, HFD), 유산균군(HFD+Lactobacillus plantarum KCTC 33131, LP), 산수유 원액군(HFD+7.5% Cornus officinalis extract juice, CE), 산수유유산발효액 저농도군(HFD+7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus, CD 300), 산수유유산발효액 고농도군(HFD+7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus, CD 600)으로 나누었다. 동물 사육실의 환경은 항온(23±2℃), 12시간 간격(08:00~20:00)의 광주기로 일정한 조건을 유지하고 동물들은 아크릴 케이지에 두 마리씩 분리하여 사육하였다.
본 실험에 사용한 기본식이와 고지방식이는 고형사료를 사용하였으며, 물은 자유섭취를 실시하였으며 매일 체중변화 및 식이 섭취량을 측정하였다. 산수유 유산발효액의 섭취량은 안전계수를 고려하여 매일 체중 kg 당 600mg씩 일정시각에 경구 투여하였으며 일반식이군과 고지방식이군은 동량의 0.9% NaCl을 투여하였고, 산수유 유산발효액 저농도군은 매일 체중 kg 당 300mg씩 투여하였다. 동물실험은 동아대학교 실험동물이용 기준에 의거하여 윤리적으로 실시하였다.
산화적 스트레스와 비만 유도는 고지방식이 (containing 45% of calories as fat, Hyo Chang Science, Busan, Korea)를 구입하여 실험에 사용하였으며 실험 2주일차부터 일반식이 대신 고지방식이를 급여하여 섭취시킴과 동시에 시료를 경구투여하여 4주동안 변화를 관찰하였다.
2) 혈청 및 간 조직 전처리
시료의 준비는 혈액과 간 조직액을 이용하였다. 혈청은 랫트의 희생시 수득한 혈액을 실온에서 3시간 방치한 후 원심분리하여 상층액을 회수하여 실험에 이용하였으며, 간 조직 배양액은 간 조직 100 mg을 1x PBS 500 μL에 넣고 균질화한 후, 10000 rpm, 4℃에서 5분동안 원심분리하여 상등액을 이용하여 실험에 사용하였다.
3) 생화학적 지표 분석
Serum의 ALT 및 AST는 동남는 동남의화학연구원에서 의뢰하여 분석하였다.
Serum의 HDL 및 LDL cholesterol, triglyceride 함량 측정은 BIOMAX (Korea)의 kit를 구입하여 측정하였고, total cholesterol 함량 측정은 아산제약 (Korea)의 kit를 구입하여 측정하였다.
간의 SOD 활성, CAT 활성, GSH 및 GSSG 활성 및 Serum의 total antioxidant 활성 측정은 BIOMAX (Korea)의 kit를 구입하여 측정하였다.
3) 결과
가) 고지방식이로 산화적 스트레스 및 비만이 유도된 랫트의 산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따라 비만 개선 및 항산화 효능 검증
○ 고지방식이로 산화적 스트레스 및 비만이 유도된 랫트의 산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따른 몸무게, 식이 섭취량 및 식이효율 (food efficiency ratio, FER)의 변화
Effect of CD on weight gain, food intake, and FER in high-fat diet fed rats
Group ND1) HFD2) LP3) CE4) CD 3005) CD 6006)
Body weight (g)
Initial 224.61±35 223.86±84 222.32±.14 221.83±.52 217.80±.40 217.18±.35
Final 368.70±.78 409.77±.61 368.39±.39 377.64±.69 367.33±.48 365.82±.66
Food intake
(g/day)		 24.11±01 22.33±82 21.55±64 21.36±06 21.76±09 21.88±64
FER
(%)		 14.88±73 18.14±10 18.08±46 19.71±28 18.84±21 18.67±01
1)ND: normal diet
2)HFD: high-fat diet
3)LP: Lactobacillus plantarum
4)CE: 7.5% Cornus officinalis extrac juice
5)CD 300: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum 300 mg/kg
6)CD 600: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum 600 mg/kg
상기 표 14는 동물실험 군 간의 실험 전 후의 체중변화, 식이 섭취량 및 식이효율을 기록하였다. 초기 체중은 군 간의 무게 차이는 거의 없었으나, 실험종료시의 군 간의 체중 변화는 HFD 군이 가장 높은 것으로 나타났으며, 나머지 군의 경우 HFD 군보다 낮은 것으로 나타났다. 식이 섭취량은 모든 군 간의 차이는 거의 없었고, 식이효율은 ND군에서 가장 낮게 나타났다.
○ 고지방식이로 산화적 스트레스 및 비만이 유도된 랫트의 산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따른 장기 및 지방 무게 변화
산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따른 장기 및 지방 무게 변화는 도4A 및 표 15와 같다. 간, 신장, 비장, 신장지방, 부고환 지방 및 복부 지방은 모두 HFD 군에서 가장 높은 것으로 나타났으나, 부고환의 경우는 모든 군 간의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 부고환 지방의 경우 형태학적으로도 HFD 군에서 가능 두드러지게 큰 것을 확인하였고, CD 군에서 크기가 HFD 군보다 유의적으로 줄어든 것으로 나타났다. 이는 산수유 유산균 발효 조성물의 섭취에 따른 항비만 효과가 증가한 것으로 생각된다.
Effect of CD on organ weights in in high-fat diet fed rats
Organs (g) ND1) HFD2) LP3) CE4) CD 3005) CD 6006)
Liver 10.56±25 11.82±41 10.62±53 11.05±52 10.81±31 10.59±23
Kidney 2.50±05 2.63±07 2.55±06 2.56±06 2.57±01 2.55±07
Spleen 0.74±04 0.85±01 0.78±05 0.81±06 0.81±02 0.81±03
Epididymis 1.24±05 1.26±02 1.24±07 1.22±02 1.21±01 1.24±05
Kidney fat 2.06±07 2.61±28 2.21±28 2.45±15 2.43±24 2.37±44
Epididymal fat 6.24±55 10.33±50 8.70±84 9.61±46 8.95±76 7.75±46
Abdominal fat 4.57±54 8.05±65 7.64±63 7.85±05 7.57±28 6.53±54
1)ND: normal diet
2)HFD: high-fat diet
3)LP: Lactobacillus plantarum
4)CE: 7.5% Cornus officinalis extrac juice
5)CD 300: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum 300 mg/kg
6)CD 600: 7.5% Cornus officinalis drink fermentated with Lactobacillus plantarum 600 mg/kg
○ 고지방식이로 산화적 스트레스 및 비만이 유도된 랫트의 산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따른 간 조직 및 혈중 ALT, AST의 변화
산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따른 간 조직의 형태학적 변화 및 혈중 ALT, AST의 수치 결과는 도 4B 및 도 5와 같다. 혈중 AST 및 ALT 수치는 HFD 또는 알코올 섭취로 인한 간 손상시 증가하는 지표 성분으로 보고되어 있다. 간의 형태학적 결과 HFD 군의 간은 지방에 의해 황갈색으로 나타났으나, CD 군에선 ND군과 비슷한 선홍빛으로 확인되었다. 혈중 ALT 및 AST 수치는 둘 다 HFD 군에서 가장 높았고, CD 군은 HFD 군보다 감소하는 것으로 나타났다. 이는 산수유 유산균 발효 조성물이 고지방식이로 유도된 비만 및 산화적 스트레스에 의한 간 손상으로부터 보호한 것으로 생각된다.
○ 고지방식이로 산화적 스트레스 및 비만이 유도된 랫트의 산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따른 혈중 총 항산화능 (total antioxidant capacity, TAC) 및 간에서의 항산화 효과 변화
TAC 분석은 혈청의 항산화 효과를 평가하는데 사용되었고, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT)는 간을 보호하는 항산화 효소로 알려져 있으며, reduced glutathione (GSH) 및 oxidized glutathione (GSSG)는 비효소적 항산화물질로 간 손상시 GSH 활성은 감소하고 GSSG 활성은 증가하는 것으로 보고되어있다. 도 6 및 도7에서 보듯이 혈중 TAC 활성은 HFD 군에서 가장 낮은 것으로 나타났고, CD 600 군에서 유의적으로 증가하는 것으로 확인되었다. SOD 및 CAT 활성에서도 HFD 군이 가장 낮은 것으로 반면, CD 600 군에서 HFD와 ND 군보다 더 활성이 증가한 것으로 나타났다. GSH 활성에서도 HFD 군에서 가장 낮은 활성을 나타냈고, CD 군에서 HFD보다 활성이 증가한 것으로 나타난 반면, GSSG 활성은 반대로 HFD 군에서 가장 높은 활성을 나타냈고, CD 군은 HFD 군보다 낮은 활성을 나타냈다. 이는 산수유 유산균 발효 조성물의 섭취에 의해 간의 항산화 효과가 증가한 것으로 생각된다.
○ 고지방식이로 산화적 스트레스 및 비만이 유도된 랫트의 산수유 유산균 발효 조성물 섭취에 따른 혈중 중성지방 (triglyceride), 총 콜레스테롤, HDL 및 LDL cholesterol 함량의 변화
HFD는 혈중 중성지방 및 총 콜레스테롤 수치를 증가시켜 심혈관 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다. 혈중 중성지방, 총 콜레스테롤, HDL 및 LDL 콜레스테롤 함량의 결과는 도 8과 같다. 혈중 중성지방, 총 콜레스테롤 및 LDL 콜레스테롤 함량의 경우 HFD 군에서 가장 높게 증가한 것으로 나타났고, CD 군에서 감소한 것으로 나타났으며, 특히 CD 600 군에서 HFD 군과 비교했을 때, 유의적으로 감소하였고 ND 군과 비교했을 때 비슷하거나 더 감소한 것으로 나타났다. 반면 HDL 콜레스테롤 함량 측정 결과 HFD 군에서 가장 낮은 것으로 나타났고, CD 600군에서 유의적으로 증가한 것을 나타났다. 따라서 산수유 유산균 발효 조성물의 섭취를 통하여 고지방식이로 유도된 비만 쥐에서의 비만이 개선되는 것을 확인하였다.

Claims (9)

  1. 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물의 제조 방법에 있어서,
    상기 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물의 제조 방법은
    (a) Lactobacillus plantarum을 배양하는 단계;
    (b) 상기 배양한 Lactobacillus plantarum을 산수유 희석액에 접종하는 단계; 및
    (c) 상기 접종한 산수유 희석액을 발효시켜 산수유 발효 조성물을 제조하는 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 산수유 희석액은 산수유 원액을 물에 희석하여 7.5 내지 20 %의 농도를 가지는 산수유 희석액인 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 접종은 산수유 희석액 100 중량부에 Lactobacillus plantarum을 1 내지 5 중량부로 접종하는 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 발효는 25 내지 40℃의 온도에서 12 내지 96시간 발효시키는 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물의 제조 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 산수유 희석액 100 중량부에 젖당(lactose) 1 내지 5 중량부를 첨가하고 pH를 6으로 조절한 후 Lactobacillus plantarum을 접종하는 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물의 제조 방법.
  6. 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물에 있어서,
    상기 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물은 7.5 내지 20% 농도의 산수유 희석액 100 중량부에 젖당(lactose) 1 내지 5 중량부를 첨가하고 pH를 6으로 조절한 후 Lactobacillus plantarum 1 내지 5 중량부를 접종하고 25 내지 40℃의 온도에서 12 내지 96시간 발효시키는 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 산수유 유산균 발효 조성물의 총 산도는 0.1 내지 3%인 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 산수유 유산균 발효 조성물의 당도는 1 내지 20 Brix인 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 산수유 유산균 발효 조성물의 pH는 3 내지 7.5인 것을 특징으로 하는 항산화 및 항비만 효능을 갖는 산수유 유산균 발효 조성물.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140121606A (ko) 2013-04-08 2014-10-16 (주)내츄럴코리아 산수유 추출물 발효액의 피부노화 억제 효과, 미백효능 및 보습 효능 화장료 조성물 및 그의 제조방법
KR101857168B1 (ko) 2016-04-26 2018-05-11 대구가톨릭대학교산학협력단 항산화 활성이 증진된 증숙 산수유를 이용한 음료의 제조방법

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