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식물의 세포벽 속에 에스테르 결합으로 존재하는 클로로제닉산은 장내소화를 위해서 효소적으로 가수분해 되어야만 하는데 이 전환산물인 카페인산은 소량으로도 인슐린의 분비를 촉진시키며 당뇨병을 경감시키는 효과가 있음이 알려져 있다. 이 메카니즘에 관여하는 효소는 시나모일 에스터라아제이며 장내 미생물에 의해 생합성 되어진다. 그러나, 지금까지 이와 관련된 ...

식물의 세포벽 속에 에스테르 결합으로 존재하는 클로로제닉산은 장내소화를 위해서 효소적으로 가수분해 되어야만 하는데 이 전환산물인 카페인산은 소량으로도 인슐린의 분비를 촉진시키며 당뇨병을 경감시키는 효과가 있음이 알려져 있다. 이 메카니즘에 관여하는 효소는 시나모일 에스터라아제이며 장내 미생물에 의해 생합성 되어진다. 그러나, 지금까지 이와 관련된 장내세균 및 관련 효소에 관한 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 인체 보유 장내미생물 및 전통발효식품에서 시나모일 에스터라아제 활성 보유 유산균을 검토하고 생화학적·유전자적 특성에 관한 연구 및 시나모일 에스터라아제 고활성 유산균을 이용한 기능성 발효음료 개발을 통해 당뇨병 예방 및 치료보조용 고기능성 프로바이오틱스 개발을 위한 기초자료를 제공하고자하며, 더 나아가 프로바이오틱으로서의 잠재성도 검토하고자 하였다. 클로로겐산을 이용하여 전통발효식품인 젓갈과 인간분변으로부터 우수한 시나모일 에스터라아제 활성을 가진 유산균을 선별하였으며, 그들의 프로바이오틱스로서 잠재성을 확인하였다. 몇몇 시나모일 에스터라아제 활성 보유 유산균은 높은 면역능력과 함께 프로바이오틱으로서 적합한 특징을 가졌다. 이 중에서 가장 높은 시나모일 에스터라아제 활성을 보여준 L. acidophilus NCFM F46 (LA-F46)은 시나모일 에스터라아제 효소 유전자의 특성을 규명하기 위해 선택되었다. LA-F46으로부터 신규의 시나모일 에스터라아제 유전자를 얻기 위해 기존의 알려진 시나모일 에스터라아제 유전자 서열을 통해 프라이머를 제작하였으며 PCR을 통해 성공적으로 시나모일 에스터라아제 유전자 단편을 획득하였다. 이들은 클로닝을 통해 대장균에서 대량발현하였으며, His-Taq 서열을 이용하여 27.4kDa에 해당하는 시나모일 에스터라아제 효소를 정제하였다. 효소의 최적 활성 조건 및 각종 하이드록시시나믹 엑시드류에 대한 시나모일 에스터라아제 효소활성 비교 분석하였으며, 정제된 효소 아미노산 서열 분석결과 L. acidophilus로부터 새로운 시나모일 에스터라아제 유전자임을 확인하였다. 강한 시나모일 에스터라아제 활성을 가진 LA-F46은 고기능성 발효음료를 제조하는데 이용되었으며, 발효액의 물리화학적 특징 (pH, 산도) 및 기능성 성분 (총페놀, 총플라보노이드, 유기산) 그리고 특수 기능성 성분 (클로로겐산, 카페인산)은 발효 전과 비교 분석되었다. 그 결과 최종 발효액(FDB-10, 10% 접종구)의 카페인산의 함량이 발효전 (NFDB)과 비교하여 약 4.3배 증가됨으로써 시나모일 에스터라아제 활성이 증가되었음을 보여주었고 결과적으로 LA-F46를 이용한 발효는 민들레 발효 음료의 카페인산의 증가와 함께 식품의 항산화능을 강화시킴으로써 기능성이 향상되었으며, 인간의 건강에 유익한 효과를 가져다 줄 것으로 사료된다.

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