식물성 발효식품 장아찌 유래 cinnamoyl esterase 활성을 갖는 유산균의 프로바이오틱 특성 Probiotic potential of lactobaciilus strains with cinnamoyl esterase isolated from Jangajji, a type of fermented pickle원문보기
본 연구에서는 식물성 발효식품인 장아찌로부터 Cinnamoyl esterase (CE) 활성을 보유 유산균 (LAB, Lactic acid bacteria)을 분리하고 이들의 프로바이오틱 특성을 평가하고자 하였다. 유산균 분리배지를 통해 얻어진 장아찌 유래 110균주를 대상으로 식품 중에 함유된 고기능성 페놀성분 중 면역증진 및 ...
본 연구에서는 식물성 발효식품인 장아찌로부터 Cinnamoyl esterase (CE) 활성을 보유 유산균 (LAB, Lactic acid bacteria)을 분리하고 이들의 프로바이오틱 특성을 평가하고자 하였다. 유산균 분리배지를 통해 얻어진 장아찌 유래 110균주를 대상으로 식품 중에 함유된 고기능성 페놀성분 중 면역증진 및 항산화능에 관련된 것으로 알려진 저분자 페놀성분인 카페인산의 생전환효소인 CE 활성을 보유한 유산균을 분리하기 위해 CE 효소의 주요 기질인 클로로겐산을 이용하였으며, CE 활성은 TLC 및 HPLC의 정성·정량적 분석을 통해 효소 반응 결과 생성된 카페인산의 농도를 이용하여 측정하였다. 그 결과 92개의 균주에서 CE 활성이 검출되었으며, 이 중에서 가장 우수한 CE 활성을 보인 11개의 유산균을 선별 하였다. 최종적으로 선택된 11개 균주의 16S rDNA 동정결과 Lactobacillus curvatus JBNU38, L. curvatus JBNU47, L. curvatus JBNU60, L. curvatus JBNU65, L. curvatus JBNU93, L. curvatus JBNU99 Lactobacillussakei JBNU44, L. sakei JBNU62, Lactobacillus plantarum JBNU108, Pediococcus pentosaceus JBNU104, P. pentosaceus JBNU106 으로 확인할 수 있었다. 분리된 CE 활성 보유 11개의 유산균을 대상으로 프로바이오틱 잠재성을 확인하기 위해 항산화활성, 내산성, 내담즙성, 항균활성, 항생제 내성, 콜레스테롤 저하활성, 장내 부착활성 및 면역조절 활성을 확인하였다. 내산성의 경우 pH 3.0에서 79–100%의 높은 생존율을 보였으며, pH 1.5에서도 최대 53%까지의 생존율을 보였다. 3%의 고농도 담즙에서 82–100%의 매우 높은 생존율을 나타내었으며, 선택된 모든 유산균에서 Bile salt hydrolyase (BSH) 활성을 나타내었다. 항균 활성은 총 9개의 병원성 균에 대하여 실험한 결과, 각각의 유산균이 병원균의 생육을 억제하는 능력에는 다소 차이가 있지만 그람 음성과 양성의 병원균 모두에서 생육을 억제하는 것을 확인하였다. 항생제 내성은 프로바이오틱의 안정성 평가에 중요한 지표로써 ampicillin, chloramphenicol, vancomycin, kanamycin 4가지 항생제 중에서 2가지 항생제 (ampicillin, chloramphenicol) 에 대하여 내성을 나타내지 않고 2가지 항생제 (vancomycin, kanamycin) 에서는 내성을 나타내었다. 또한 선택된 모든 유산균에서 43 – 79%의 높은 콜레스테롤 저하 효과를 나타내었다. 장내 부착활성은 프로바이오틱을 선정하는데 있어서 중요한 지표 중 하나로써, 현재 상업적으로 가장 널리 이용되고 있는 L. rhamnosus GG가 약 10–14% 정도의 부착활성을 보이는데, 이번 연구에서 선택된 11종의 유산균 중에서도 최대 14%의 높은 부착활성을 확인 하였다. 면역조절 활성을 알아보기 위하여 면역조절 인자, 산화질소 (NO, nitric oxide), 인터루킨-6 (IL-6, interleukin-6)와 종양괴사인자-α (TNF-α, tumor necrosis factor-α)에 대한 평가를 실시하였다. 선택 균주의 세포독성을 확인한 결과 모든 유산균에서 세포 독성은 나타내지 않는 것을 확인 하였으며, Raw 267.4 세포에서 lipopolysaccharide (LPS)와 유산균을 처리하였을 때 생성되는 NO, IL-6 와 TNF-α의 생성을 비교하여 확인한 결과, NO의 경우 유산균을 처리하였을 때 처리하지 않은 그룹보다 더 높은 값이 나타나는 것을 확인 하였으며, IL-6의 경우 LPS를 처리하였을 때보다 낮은 값을 나타냈지만, 유산균을 처리하지 않은 그룹보다는 높은 값을 나타내었으며, 프로바이오틱으로 이용되고 있는 L. rhamnosus GG 보다도 높은 값을 나타내는 것을 확인 하였다. TNF-α의 경우에는 LPS를 처리하였을 때보다 높거나 비슷한 값을 나타내는 것을 확인 하였다. 이러한 몇 가지 면역인자만으로는 인체의 복잡한 면역기능을 설명 할 수는 없지만 잠재적으로 면역 활성에 영향을 미칠 수 있다고 판단되어 진다. 본 연구의 결과 얻어진 식물성 발효식품 장아찌로부터 분리된 11종의 CE 활성을 가지고 있는 유산균은 CE 활성을 통하여 장내 유용물질의 바이오컨버젼을 촉진시킴과 동시에 프로바이오틱으로써의 잠재적 가능성이 건강상의 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고 판단되며, 앞으로 이러한 기능성이 포함된 다양한 식품산업에 이용할 수 있는 좋은 프로바이오틱으로써 그 활용이 기대된다.
본 연구에서는 식물성 발효식품인 장아찌로부터 Cinnamoyl esterase (CE) 활성을 보유 유산균 (LAB, Lactic acid bacteria)을 분리하고 이들의 프로바이오틱 특성을 평가하고자 하였다. 유산균 분리배지를 통해 얻어진 장아찌 유래 110균주를 대상으로 식품 중에 함유된 고기능성 페놀성분 중 면역증진 및 항산화능에 관련된 것으로 알려진 저분자 페놀성분인 카페인산의 생전환효소인 CE 활성을 보유한 유산균을 분리하기 위해 CE 효소의 주요 기질인 클로로겐산을 이용하였으며, CE 활성은 TLC 및 HPLC의 정성·정량적 분석을 통해 효소 반응 결과 생성된 카페인산의 농도를 이용하여 측정하였다. 그 결과 92개의 균주에서 CE 활성이 검출되었으며, 이 중에서 가장 우수한 CE 활성을 보인 11개의 유산균을 선별 하였다. 최종적으로 선택된 11개 균주의 16S rDNA 동정결과 Lactobacillus curvatus JBNU38, L. curvatus JBNU47, L. curvatus JBNU60, L. curvatus JBNU65, L. curvatus JBNU93, L. curvatus JBNU99 Lactobacillus sakei JBNU44, L. sakei JBNU62, Lactobacillus plantarum JBNU108, Pediococcus pentosaceus JBNU104, P. pentosaceus JBNU106 으로 확인할 수 있었다. 분리된 CE 활성 보유 11개의 유산균을 대상으로 프로바이오틱 잠재성을 확인하기 위해 항산화활성, 내산성, 내담즙성, 항균활성, 항생제 내성, 콜레스테롤 저하활성, 장내 부착활성 및 면역조절 활성을 확인하였다. 내산성의 경우 pH 3.0에서 79–100%의 높은 생존율을 보였으며, pH 1.5에서도 최대 53%까지의 생존율을 보였다. 3%의 고농도 담즙에서 82–100%의 매우 높은 생존율을 나타내었으며, 선택된 모든 유산균에서 Bile salt hydrolyase (BSH) 활성을 나타내었다. 항균 활성은 총 9개의 병원성 균에 대하여 실험한 결과, 각각의 유산균이 병원균의 생육을 억제하는 능력에는 다소 차이가 있지만 그람 음성과 양성의 병원균 모두에서 생육을 억제하는 것을 확인하였다. 항생제 내성은 프로바이오틱의 안정성 평가에 중요한 지표로써 ampicillin, chloramphenicol, vancomycin, kanamycin 4가지 항생제 중에서 2가지 항생제 (ampicillin, chloramphenicol) 에 대하여 내성을 나타내지 않고 2가지 항생제 (vancomycin, kanamycin) 에서는 내성을 나타내었다. 또한 선택된 모든 유산균에서 43 – 79%의 높은 콜레스테롤 저하 효과를 나타내었다. 장내 부착활성은 프로바이오틱을 선정하는데 있어서 중요한 지표 중 하나로써, 현재 상업적으로 가장 널리 이용되고 있는 L. rhamnosus GG가 약 10–14% 정도의 부착활성을 보이는데, 이번 연구에서 선택된 11종의 유산균 중에서도 최대 14%의 높은 부착활성을 확인 하였다. 면역조절 활성을 알아보기 위하여 면역조절 인자, 산화질소 (NO, nitric oxide), 인터루킨-6 (IL-6, interleukin-6)와 종양괴사인자-α (TNF-α, tumor necrosis factor-α)에 대한 평가를 실시하였다. 선택 균주의 세포독성을 확인한 결과 모든 유산균에서 세포 독성은 나타내지 않는 것을 확인 하였으며, Raw 267.4 세포에서 lipopolysaccharide (LPS)와 유산균을 처리하였을 때 생성되는 NO, IL-6 와 TNF-α의 생성을 비교하여 확인한 결과, NO의 경우 유산균을 처리하였을 때 처리하지 않은 그룹보다 더 높은 값이 나타나는 것을 확인 하였으며, IL-6의 경우 LPS를 처리하였을 때보다 낮은 값을 나타냈지만, 유산균을 처리하지 않은 그룹보다는 높은 값을 나타내었으며, 프로바이오틱으로 이용되고 있는 L. rhamnosus GG 보다도 높은 값을 나타내는 것을 확인 하였다. TNF-α의 경우에는 LPS를 처리하였을 때보다 높거나 비슷한 값을 나타내는 것을 확인 하였다. 이러한 몇 가지 면역인자만으로는 인체의 복잡한 면역기능을 설명 할 수는 없지만 잠재적으로 면역 활성에 영향을 미칠 수 있다고 판단되어 진다. 본 연구의 결과 얻어진 식물성 발효식품 장아찌로부터 분리된 11종의 CE 활성을 가지고 있는 유산균은 CE 활성을 통하여 장내 유용물질의 바이오컨버젼을 촉진시킴과 동시에 프로바이오틱으로써의 잠재적 가능성이 건강상의 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고 판단되며, 앞으로 이러한 기능성이 포함된 다양한 식품산업에 이용할 수 있는 좋은 프로바이오틱으로써 그 활용이 기대된다.
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