산양삼의 유산균 발효에 의한 특정 Ginsenoside 함량증강 및 항산화적 특성연구 Increase of Specific Ginsenoside Content and Antioxidative Characteristics for Mountain Cultivated Ginseng Fermented by Lactic Acid Bacteria원문보기
산양삼과 유산균은 각각 면역 활성, 생리기능조절 등 생체효용성을 인정받고 있는 기능성 식품소재이다. 따라서 유산균을 이용한 산양삼 발효물은 두 소재의 장점을 모두 이용할 수 있는 가능성이 있으므로 본 연구는 분리한 유산균을 접종하여 산양삼의 ginsenoside 함량증대 및 발효물의 항산화활성 증대를 위한 최적의 발효조건을 검토하였다. 산양삼 발효실험을 위하여 발효식품 등에서 유산균을 순수 분리하여 β-glucosidase 활성능 실험 등에 의하여 5종의 균주를 선택하고 산양삼에서의 발효 실험에서 이화학적 특성 및 조사포닌 함량을 조사하여 최종 균주를 선별한 후 동정하였다. 산양삼 추출조건은 ...
산양삼과 유산균은 각각 면역 활성, 생리기능조절 등 생체효용성을 인정받고 있는 기능성 식품소재이다. 따라서 유산균을 이용한 산양삼 발효물은 두 소재의 장점을 모두 이용할 수 있는 가능성이 있으므로 본 연구는 분리한 유산균을 접종하여 산양삼의 ginsenoside 함량증대 및 발효물의 항산화활성 증대를 위한 최적의 발효조건을 검토하였다. 산양삼 발효실험을 위하여 발효식품 등에서 유산균을 순수 분리하여 β-glucosidase 활성능 실험 등에 의하여 5종의 균주를 선택하고 산양삼에서의 발효 실험에서 이화학적 특성 및 조사포닌 함량을 조사하여 최종 균주를 선별한 후 동정하였다. 산양삼 추출조건은 중심합성계획법에 의하여 독립변수로서 추출 시간, 추출 온도를 설정하여 종속변수로 산양삼 추출물의 항산화 활성과 유효성분에 대하여 조사하였다. 또한 산양삼 유산균 발효조건 설정을 위해 독립변수로 산양삼 농도, 발효기간 및 부원료 농도를 설정하여 종속변수로 산양삼 발효물의 이화학적 특성, 항산화 활성 및 유효성분에 대하여 조사하였다. 발효식품에서 순수 분리된 균주 중 β-glucosidase 활성능 및 산양삼에서의 발효능이 뛰어난 1균주를 선택하여, 동정한 결과, Leuconostoc mesenteroides으로 조사되었고, Leuconostoc mesenteroides L1으로 명명하였다. 마쇄한 산양삼에 50% 주정을 10배 첨가하여 각각의 추출조건으로 실험 한 결과는 다음과 같다. 산양삼의 추출수율 및 추출물의 항산화적 특성에 대한 최적추출조건은 추출온도 75-82℃, 추출시간 5.7-6.0시간이었으며 주로 추출온도와 시간에 영향을 받는 것으로 나타났다. 조사포닌 및 ginsenoside함량에 대한 최적추출조건은 추출온도 78-81℃, 추출시간 5.5-6시간이었으며, 주로 추출시간에 영향을 받는 것으로 나타났다. 최적 추출조건으로서 추출온도 80℃, 추출시간 6시간으로 추출한 산양삼 추출물에 분리 동정된 유산균 Leuconostoc mesenteroides L1을 접종한 후, 각각의 조건으로 발효 실험한 결과는 다음과 같다. 항산화적 특성에 대한 최적발효조건은 산양삼 농도 6.0-6.3%, 발효시간 60-80시간, 부원료 농도 1.3-1.5%이었으며 주로 산양삼 농도와 발효시간에 영향을 많이 받았으며, 발효액의 pH, 산도, 생균수는 주로 부원료 농도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 산양삼 발효액의 조사포닌 및 ginsenoside 함량에 대한 최적발효조건은 산양삼 농축액 농도 5.5-6.0%, 발효시간은 60시간, 부원료 농도는 0.0-0.5%이었고, 주로 산양삼 농도에 영향을 받았으며, 발효기간이 길고 초기 산양삼 농축액 농도가 높을수록 그 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 산양삼의 최적발효조건에서 산도는 발효전보다 약 6배 증가하였고, 유산생균수는 최대 1,000배까지 증가하였다. 또한, 항산화적 측면에서 산양삼 추출물 대비 총 페놀성 화합물 함량은 1.9배, DPPH radical scavenging은 1.2배, ABTS radical scavenging은 1.3배 증가하였고 특히 총 페놀성 화합물 함량이 크게 증가하는 것으로 나타났으나, 아질산염 소거능, FRAP, 환원력은 큰 변화가 없었으며, pH, 총 플라보노이드 함량은 감소하였다. 산양삼 발효물의 조사포닌 함량은 산양삼 추출물 대비 약 2배 증가하였고, 발효물의 ginsenosides Rb1, Rh1, Rg3, compound K 함량은 추출물 대비 각각 약 1.3배, 1.9배, 2배 증가하였으나, ginsenoside Rg1 함량은 다소 감소하는 것으로 나타났다.
산양삼과 유산균은 각각 면역 활성, 생리기능조절 등 생체효용성을 인정받고 있는 기능성 식품소재이다. 따라서 유산균을 이용한 산양삼 발효물은 두 소재의 장점을 모두 이용할 수 있는 가능성이 있으므로 본 연구는 분리한 유산균을 접종하여 산양삼의 ginsenoside 함량증대 및 발효물의 항산화활성 증대를 위한 최적의 발효조건을 검토하였다. 산양삼 발효실험을 위하여 발효식품 등에서 유산균을 순수 분리하여 β-glucosidase 활성능 실험 등에 의하여 5종의 균주를 선택하고 산양삼에서의 발효 실험에서 이화학적 특성 및 조사포닌 함량을 조사하여 최종 균주를 선별한 후 동정하였다. 산양삼 추출조건은 중심합성계획법에 의하여 독립변수로서 추출 시간, 추출 온도를 설정하여 종속변수로 산양삼 추출물의 항산화 활성과 유효성분에 대하여 조사하였다. 또한 산양삼 유산균 발효조건 설정을 위해 독립변수로 산양삼 농도, 발효기간 및 부원료 농도를 설정하여 종속변수로 산양삼 발효물의 이화학적 특성, 항산화 활성 및 유효성분에 대하여 조사하였다. 발효식품에서 순수 분리된 균주 중 β-glucosidase 활성능 및 산양삼에서의 발효능이 뛰어난 1균주를 선택하여, 동정한 결과, Leuconostoc mesenteroides으로 조사되었고, Leuconostoc mesenteroides L1으로 명명하였다. 마쇄한 산양삼에 50% 주정을 10배 첨가하여 각각의 추출조건으로 실험 한 결과는 다음과 같다. 산양삼의 추출수율 및 추출물의 항산화적 특성에 대한 최적추출조건은 추출온도 75-82℃, 추출시간 5.7-6.0시간이었으며 주로 추출온도와 시간에 영향을 받는 것으로 나타났다. 조사포닌 및 ginsenoside함량에 대한 최적추출조건은 추출온도 78-81℃, 추출시간 5.5-6시간이었으며, 주로 추출시간에 영향을 받는 것으로 나타났다. 최적 추출조건으로서 추출온도 80℃, 추출시간 6시간으로 추출한 산양삼 추출물에 분리 동정된 유산균 Leuconostoc mesenteroides L1을 접종한 후, 각각의 조건으로 발효 실험한 결과는 다음과 같다. 항산화적 특성에 대한 최적발효조건은 산양삼 농도 6.0-6.3%, 발효시간 60-80시간, 부원료 농도 1.3-1.5%이었으며 주로 산양삼 농도와 발효시간에 영향을 많이 받았으며, 발효액의 pH, 산도, 생균수는 주로 부원료 농도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 산양삼 발효액의 조사포닌 및 ginsenoside 함량에 대한 최적발효조건은 산양삼 농축액 농도 5.5-6.0%, 발효시간은 60시간, 부원료 농도는 0.0-0.5%이었고, 주로 산양삼 농도에 영향을 받았으며, 발효기간이 길고 초기 산양삼 농축액 농도가 높을수록 그 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 산양삼의 최적발효조건에서 산도는 발효전보다 약 6배 증가하였고, 유산생균수는 최대 1,000배까지 증가하였다. 또한, 항산화적 측면에서 산양삼 추출물 대비 총 페놀성 화합물 함량은 1.9배, DPPH radical scavenging은 1.2배, ABTS radical scavenging은 1.3배 증가하였고 특히 총 페놀성 화합물 함량이 크게 증가하는 것으로 나타났으나, 아질산염 소거능, FRAP, 환원력은 큰 변화가 없었으며, pH, 총 플라보노이드 함량은 감소하였다. 산양삼 발효물의 조사포닌 함량은 산양삼 추출물 대비 약 2배 증가하였고, 발효물의 ginsenosides Rb1, Rh1, Rg3, compound K 함량은 추출물 대비 각각 약 1.3배, 1.9배, 2배 증가하였으나, ginsenoside Rg1 함량은 다소 감소하는 것으로 나타났다.
Mountain cultivated ginseng (MCG) and lactic acid bacteria (LAB) are functional food ingredients recognized for their biocompatibility, such as immunological activities and regulation of physiological functions. Since MCG ferments using the LAB can take advantage of both MCG and LAB, this study was ...
Mountain cultivated ginseng (MCG) and lactic acid bacteria (LAB) are functional food ingredients recognized for their biocompatibility, such as immunological activities and regulation of physiological functions. Since MCG ferments using the LAB can take advantage of both MCG and LAB, this study was examined the optimal fermentation conditions required to increase ginsenoside content as well as to increase antioxidative activity in ferments of MCG extracts using the LAB isolated from fermentation foods. Prior to the fermentation of MCG, LAB was isolated from fermented foods, and five different strains were selected by experimenting β-glucosidase activity. As the physicochemical properties and crude saponin content were examined in fermentation of MCG extracts, and the final strain was selected and identified. For the extraction condition of MCG, a central composite design was applied using extraction time and temperature as independent variables, and investigating antioxidative activity and an effective components of MCG extracts as dependent variables. In addition, to establish LAB's fermentation condition of MCG, the ginseng concentration, fermentation time, and the sub-material concentration were determined as independent variables, and physicochemical properties, antioxidative activity, and effective components of MCG ferments as dependent variables. Among the pure strains isolated from fermented foods, a strain with excellent β-glucosidase activity and MCG fermentation capacity was selected, identified, and named as Leuconostoc mesenteroides L1. Alcohol (50%) was added to ground MCG in the ratio of 10:1, and was experimented under each extraction condition. In the experiment, the optimum temperature was found to be 75-82℃, and the optimum extraction time was found to be 5.7-6.0 hrs. Extraction temperature and time were found to primarily affect MCG extraction yield and the antioxidative characteristics. The optimum extraction condition for crude saponin and ginsenoside content, was 78-81℃ for 5.5-6 hrs, which were primarily affected by extraction time. The Leuconostoc mesenteroides L1 was inoculated into the MCG extracts obtained under the optimum extraction condition of 80℃ for 6 hrs. The cultures was then fermented under each condition and the results was as followed. The optimum fermentation condition for antioxidative characteristics was MCG concentration of 6.0-6.3%, fermentation time of 60-80 hrs, and sub-material concentration of 1.3-1.5%, and antioxidative characteristics were primarily affected by MCG concentration and fermentation time. The pH, acidity, and LAB numbers of the ferments were primarily affected by sub-material concentration. The optimum fermentation condition for crude saponin and ginsenoside content were MCG concentration of 5.5-6.0%, fermentation time of 60 hrs, and sub-material concentration of 0.0-0.5%. The content were primarily affected by the concentration of MCG. With an increase in fermentation time and a higher intitial concentration of MCG concentrate, the content increased. Under the optimum fermentation condition for MCG, acidity increased approximately 6-fold, and LAB numbers increased up to 1,000-fold when compared to the initial numbers at fermentation. Furthermore, for the antioxidative characteristics, the totoal phenolic compound content was showed 1.9 times the content of MCG extracts, DPPH radical scavenging was 1.2 times, and ABTS radical scavenging was 1.3 times, with an increase particularly in total phenolic compound content. No significant change was detected in nitrite scavenging activitiy, FRAP, and reducing power, whereas pH and total flavonoid content decreased. Crude saponin content of MCG ferments increased about 2-fold when compared to that of MCG extracts. Ginsenosides Rb1, Rh1, Rg3, and compound K content of ferments increased approximately 1.3-, 1.9-, and 2-fold, respectively. Whereas, ginsenoside Rg1 content decreased slightly.
Mountain cultivated ginseng (MCG) and lactic acid bacteria (LAB) are functional food ingredients recognized for their biocompatibility, such as immunological activities and regulation of physiological functions. Since MCG ferments using the LAB can take advantage of both MCG and LAB, this study was examined the optimal fermentation conditions required to increase ginsenoside content as well as to increase antioxidative activity in ferments of MCG extracts using the LAB isolated from fermentation foods. Prior to the fermentation of MCG, LAB was isolated from fermented foods, and five different strains were selected by experimenting β-glucosidase activity. As the physicochemical properties and crude saponin content were examined in fermentation of MCG extracts, and the final strain was selected and identified. For the extraction condition of MCG, a central composite design was applied using extraction time and temperature as independent variables, and investigating antioxidative activity and an effective components of MCG extracts as dependent variables. In addition, to establish LAB's fermentation condition of MCG, the ginseng concentration, fermentation time, and the sub-material concentration were determined as independent variables, and physicochemical properties, antioxidative activity, and effective components of MCG ferments as dependent variables. Among the pure strains isolated from fermented foods, a strain with excellent β-glucosidase activity and MCG fermentation capacity was selected, identified, and named as Leuconostoc mesenteroides L1. Alcohol (50%) was added to ground MCG in the ratio of 10:1, and was experimented under each extraction condition. In the experiment, the optimum temperature was found to be 75-82℃, and the optimum extraction time was found to be 5.7-6.0 hrs. Extraction temperature and time were found to primarily affect MCG extraction yield and the antioxidative characteristics. The optimum extraction condition for crude saponin and ginsenoside content, was 78-81℃ for 5.5-6 hrs, which were primarily affected by extraction time. The Leuconostoc mesenteroides L1 was inoculated into the MCG extracts obtained under the optimum extraction condition of 80℃ for 6 hrs. The cultures was then fermented under each condition and the results was as followed. The optimum fermentation condition for antioxidative characteristics was MCG concentration of 6.0-6.3%, fermentation time of 60-80 hrs, and sub-material concentration of 1.3-1.5%, and antioxidative characteristics were primarily affected by MCG concentration and fermentation time. The pH, acidity, and LAB numbers of the ferments were primarily affected by sub-material concentration. The optimum fermentation condition for crude saponin and ginsenoside content were MCG concentration of 5.5-6.0%, fermentation time of 60 hrs, and sub-material concentration of 0.0-0.5%. The content were primarily affected by the concentration of MCG. With an increase in fermentation time and a higher intitial concentration of MCG concentrate, the content increased. Under the optimum fermentation condition for MCG, acidity increased approximately 6-fold, and LAB numbers increased up to 1,000-fold when compared to the initial numbers at fermentation. Furthermore, for the antioxidative characteristics, the totoal phenolic compound content was showed 1.9 times the content of MCG extracts, DPPH radical scavenging was 1.2 times, and ABTS radical scavenging was 1.3 times, with an increase particularly in total phenolic compound content. No significant change was detected in nitrite scavenging activitiy, FRAP, and reducing power, whereas pH and total flavonoid content decreased. Crude saponin content of MCG ferments increased about 2-fold when compared to that of MCG extracts. Ginsenosides Rb1, Rh1, Rg3, and compound K content of ferments increased approximately 1.3-, 1.9-, and 2-fold, respectively. Whereas, ginsenoside Rg1 content decreased slightly.
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