전통발효식품에서 분리한 유용 락토바실러스 균주의 프로바이오틱 및 건강 기능 효과 Probiotic Properties and Health Functional Effects of Novel Lactobacillus Strains Isolated from Korean Traditional Fermented Foods원문보기
현대 사회는 환경으로 인한 많은 위해 요소들로부터 건강을 위협받고 있는 실정이다. 또한 여성의 사회 진출이 증가함에 따라서 임신 여성을 위한 보호 정책이 증가하고 있다. 이로 인해 임산부를 시작으로 영유아부터 노령인구까지 넓은 범위로 건강기능식품에 대한 수요가 해마다 증가하고 있는 추세이다. 현재 프로바이오틱스를 이용한 다양한 건강기능식품들이 판매되고 있으며 최근 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 결합한 제품과 인삼과 홍삼 같은 건강 기능성을 갖고 있는 천연물과의 발효물을 통해 ...
현대 사회는 환경으로 인한 많은 위해 요소들로부터 건강을 위협받고 있는 실정이다. 또한 여성의 사회 진출이 증가함에 따라서 임신 여성을 위한 보호 정책이 증가하고 있다. 이로 인해 임산부를 시작으로 영유아부터 노령인구까지 넓은 범위로 건강기능식품에 대한 수요가 해마다 증가하고 있는 추세이다. 현재 프로바이오틱스를 이용한 다양한 건강기능식품들이 판매되고 있으며 최근 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 결합한 제품과 인삼과 홍삼 같은 건강 기능성을 갖고 있는 천연물과의 발효물을 통해 시너지 효과를 갖는 제품으로 다양하게 출시되고 있다. 유산균은 가장 대표적인 프로바이오틱스 균주로 김치, 피클과 같은 채소발효식품이나 요구르트와 치즈 같은 유제품, 와인 등 다양한 발효식품에 존재하고 있다. 프로바이오틱스는 장에서의 생존을 위해 산과 담즙에 대해 내성이 있어야 하고, 적정량 섭취하였을 때 장 내에 정착하여 장 건강, 면역증진 및 콜레스테롤 감소 등 다양한 건강 증진 효과를 지니고 있어야 한다. 프로바이오틱스에 관한 연구들로는 고지혈증의 감소, 항균, 항염, 항산화, 항암, 면역증강 효과, 유당불내증 완화 및 소화 관련 질환의 대안책 등 이와 관련한 다양한 연구들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 한국 전통발효식품에서 분리한 유용 유산균에 대하여 프로바이오틱스 특성을 평가하고 건강 기능성 평가를 확인하여 다양한 산업분야에 적용하고자 하였다. 첫째, 김치에서 분리한 Lactobacillus plantarum Ln1의 프로바이오틱 특성과 열처리 L. plantarum Ln1의 항산화 및 면역증진 효과에 대해 검증하였다. L. plantarum Ln1은 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성을 가지고 있었다. 또한 β-glucosidase와 β-galactosidase의 활성을 나타내는 것을 확인하였으며, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 지질 산패 억제능, 환원력을 포함하는 항산화 효과가 우수하였다. 게다가 대식세포RAW 264.7 세포에 열처리 L. plantarum Ln1을 처리한 결과 nitric oxide 생성을 증가시켰으며 또한 MAPK와 NF-κB 시그널링을 통해서 면역관련 사이토카인 IL-1β, TNF-α와 IL-6의 발현을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 김치에서 분리한 프로바이오틱 균주인 L. plantarum G72의 임산부를 위한 엽산 흡수율 증가와 단쇄지방산 생산을 통한 장 환경 개선능에 대해 검증하였다. L. plantarum G72는 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성을 β-galactosidase의 활성이 보고된 바 있다. L. plantarum G72를 통해서 엽산 흡수율 증가를 확인하였고 L. plantarum G72 발효 시 단쇄지방산 중 하나인 젖산과 부티르산의 높은 생산량을 확인하였다. 셋째, 김치에서 분리한 Lactobacillus brevis KU15153 균주의 프로바이오틱 특성과 병원균에 대한 항균, 장 부착 억제능 및 항산화 효과에 대해 검증하였다. L. brevis KU15153은 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성을 확인하였다. 특히 L. brevis KU15153은 Staphylococcus aureus KCCM 11335에 높은 항균 효과를 보였으며 Escherichia coli ATCC 25922, Listeria monocytogenes ATCC 15153, Salmonella Typhimurium P99와 Staphylococcus aureus KCCM 11335에 대한 장 부착 억제 능력과 DPPH 라디칼 소거능과 지질 산패 억제능을 포함하는 항산화 효과가 우수하였다. 넷째, 젓갈에서 분리한 프로바이오틱 균주인 L. plantarum NK181과 인삼을 이용한 프로바이오틱스 요구르트의 적용에 대해 검증하였다. L. plantarum NK181은 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성과 고지혈증 감소 효능을 갖고 있는 균주로 보고된 바 있다. L. plantarum NK181과 인삼분말 (0.5, 1.0, 1.5, 2.0%)을 요구르트 적용 시 발효 중에는 pH가 감소했으며 적정산도는 증가함을 확인하였다. 인삼 분말을 첨가함에 따라서 수분함량이 감소하며 지방, 회분, 고체 함량이 농도의존적으로 증가하였다. 또한 인삼 분말의 증가에 따라서 항산화 능력이 증가하였으며 결과적으로 1% 인삼 분말을 적용한 발효 요구르트가 유산균 수 및 항산화효과에서 가장 우수하였다. 본 연구를 통해 전통발효식품으로부터 분리한 유산균들의 잠재적인 프로바이오틱 특성을 확인할 수 있었고 건강 기능성을 통해서 식품 산업에서 프로바이오틱스로서의 활용 가능성을 검증할 수 있었다.
현대 사회는 환경으로 인한 많은 위해 요소들로부터 건강을 위협받고 있는 실정이다. 또한 여성의 사회 진출이 증가함에 따라서 임신 여성을 위한 보호 정책이 증가하고 있다. 이로 인해 임산부를 시작으로 영유아부터 노령인구까지 넓은 범위로 건강기능식품에 대한 수요가 해마다 증가하고 있는 추세이다. 현재 프로바이오틱스를 이용한 다양한 건강기능식품들이 판매되고 있으며 최근 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 결합한 제품과 인삼과 홍삼 같은 건강 기능성을 갖고 있는 천연물과의 발효물을 통해 시너지 효과를 갖는 제품으로 다양하게 출시되고 있다. 유산균은 가장 대표적인 프로바이오틱스 균주로 김치, 피클과 같은 채소발효식품이나 요구르트와 치즈 같은 유제품, 와인 등 다양한 발효식품에 존재하고 있다. 프로바이오틱스는 장에서의 생존을 위해 산과 담즙에 대해 내성이 있어야 하고, 적정량 섭취하였을 때 장 내에 정착하여 장 건강, 면역증진 및 콜레스테롤 감소 등 다양한 건강 증진 효과를 지니고 있어야 한다. 프로바이오틱스에 관한 연구들로는 고지혈증의 감소, 항균, 항염, 항산화, 항암, 면역증강 효과, 유당불내증 완화 및 소화 관련 질환의 대안책 등 이와 관련한 다양한 연구들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 한국 전통발효식품에서 분리한 유용 유산균에 대하여 프로바이오틱스 특성을 평가하고 건강 기능성 평가를 확인하여 다양한 산업분야에 적용하고자 하였다. 첫째, 김치에서 분리한 Lactobacillus plantarum Ln1의 프로바이오틱 특성과 열처리 L. plantarum Ln1의 항산화 및 면역증진 효과에 대해 검증하였다. L. plantarum Ln1은 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성을 가지고 있었다. 또한 β-glucosidase와 β-galactosidase의 활성을 나타내는 것을 확인하였으며, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 지질 산패 억제능, 환원력을 포함하는 항산화 효과가 우수하였다. 게다가 대식세포 RAW 264.7 세포에 열처리 L. plantarum Ln1을 처리한 결과 nitric oxide 생성을 증가시켰으며 또한 MAPK와 NF-κB 시그널링을 통해서 면역관련 사이토카인 IL-1β, TNF-α와 IL-6의 발현을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 김치에서 분리한 프로바이오틱 균주인 L. plantarum G72의 임산부를 위한 엽산 흡수율 증가와 단쇄지방산 생산을 통한 장 환경 개선능에 대해 검증하였다. L. plantarum G72는 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성을 β-galactosidase의 활성이 보고된 바 있다. L. plantarum G72를 통해서 엽산 흡수율 증가를 확인하였고 L. plantarum G72 발효 시 단쇄지방산 중 하나인 젖산과 부티르산의 높은 생산량을 확인하였다. 셋째, 김치에서 분리한 Lactobacillus brevis KU15153 균주의 프로바이오틱 특성과 병원균에 대한 항균, 장 부착 억제능 및 항산화 효과에 대해 검증하였다. L. brevis KU15153은 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성을 확인하였다. 특히 L. brevis KU15153은 Staphylococcus aureus KCCM 11335에 높은 항균 효과를 보였으며 Escherichia coli ATCC 25922, Listeria monocytogenes ATCC 15153, Salmonella Typhimurium P99와 Staphylococcus aureus KCCM 11335에 대한 장 부착 억제 능력과 DPPH 라디칼 소거능과 지질 산패 억제능을 포함하는 항산화 효과가 우수하였다. 넷째, 젓갈에서 분리한 프로바이오틱 균주인 L. plantarum NK181과 인삼을 이용한 프로바이오틱스 요구르트의 적용에 대해 검증하였다. L. plantarum NK181은 내산 및 내담즙성, 효소 생산능, 장 부착능, 항생제 감수성을 포함하는 프로바이오틱 특성과 고지혈증 감소 효능을 갖고 있는 균주로 보고된 바 있다. L. plantarum NK181과 인삼분말 (0.5, 1.0, 1.5, 2.0%)을 요구르트 적용 시 발효 중에는 pH가 감소했으며 적정산도는 증가함을 확인하였다. 인삼 분말을 첨가함에 따라서 수분함량이 감소하며 지방, 회분, 고체 함량이 농도의존적으로 증가하였다. 또한 인삼 분말의 증가에 따라서 항산화 능력이 증가하였으며 결과적으로 1% 인삼 분말을 적용한 발효 요구르트가 유산균 수 및 항산화효과에서 가장 우수하였다. 본 연구를 통해 전통발효식품으로부터 분리한 유산균들의 잠재적인 프로바이오틱 특성을 확인할 수 있었고 건강 기능성을 통해서 식품 산업에서 프로바이오틱스로서의 활용 가능성을 검증할 수 있었다.
Lactic acid bacteria (LAB) have been studied various functional effects as probiotic for a long time. LAB are mainly used in fermentation processing such as dairy products and fermented meat or vegetables. Probiotics are generally known as live microorganism and have a beneficial health effect on th...
Lactic acid bacteria (LAB) have been studied various functional effects as probiotic for a long time. LAB are mainly used in fermentation processing such as dairy products and fermented meat or vegetables. Probiotics are generally known as live microorganism and have a beneficial health effect on the body in taking administered in adequate amounts. In addition, probiotics have been reported to have beneficial effects including reduction of visceral lipid and prevention of allergy, adjusting intestinal balance, anti-tumor, anti-inflammatory, and antioxidant effects. Recently, probiotics have been reported improvement of gastrointestinal conditions through production of short-chain fatty acids (SCFAs), and synergic effect via fermentation with prebiotic such as raw materials. In addition, dairy product using probiotic strain was reported health promoting activities, alleviation of lactose intolerance, anti-allergy, and digestive-related disease to improve human. The objective of this study was to evaluate probiotic properties and health functional effects of Lactobacillus strains isolated from Korea fermented foods and manufacture yogurt with lactic acid bacteria to develop healthy food. Firstly, Lactobacillus plantarum Ln1 isolated from kimchi evaluate probiotic properties such as tolerance to artificial juice and bile salt, adhesion ability to HT-29 cells, production of enzymes, antioxidant and immune-enhancing effects of live and heat-killed cells. Especially, L. plantarum Ln1 indicated higher β -glucosidase activity and β-galactosidase activity to help lactose intolerance. In addition, higher antioxidant and immune-enhancing effects were exhibited through MAPK and NF-кB pathway. Secondly, Lactobacillus plantarum G72, isolated from kimchi, has been reported that characteristic activities including tolerance to artificial juice and bile salt, production of enzymes, adhesion ability to HT-29 cells, antibiotic susceptibility, β-galactosidase activity, and antioxidant activities. In this study, L. plantarum G72 assessed the probiotic functional potential such as helping absorption of folate and improving of gastrointestinal condition by L. plantarum G72. Particularly, higher folate absorption rate was measured when treated with L. plantarum G72. Moreover, L. plantarum G72 produced relatively many SCFAs including therapeutic effects to human body. Thirdly, Lactobacillus brevis KU15153 was isolated from kimchi and probiotic properties were evaluated including tolerance to artificial juice and bile salt, hemolytic activity, antibiotic susceptibility, production of enzymes, adhesion ability to HT-29 cells, cell surface hydrophobicity. Particularly, L. brevis KU15153 demonstrated antimicrobial activity against the food-borne pathogenes. Moreover, antioxidant activity was assessed using the DPPH radical scavenging assay and β-carotene and linoleic acid inhibition assay. Lastly, yogurt fortified with Lactobacillus plantarum NK181, isolated from Korea fermented food, jeotgal, and ginseng extract powder (0, 0.5, 1, 1.5, and 2%). L. plantarum NK181 has been reported probiotic properties such as tolerance to artificial juice and bile salt, production of enzymes, adhesion ability to HT-29 cells, antibiotic susceptibility, and lower cholesterol activity. To identify functional effect of fortified yogurt, the physicochemical properties including components, pH, titratable acidity, microbial properties, and antioxidant activities were measured. Consequentially, yogurt fortified with 1% ginseng extract power was acceptable in terms of physicochemical properties, cell viability, and antioxidant effect. According to these results, the potential probiotic LAB strains isolated from Korean fermented foods might have various health-promoting effects and apply in probiotic industry to improve human body.
Lactic acid bacteria (LAB) have been studied various functional effects as probiotic for a long time. LAB are mainly used in fermentation processing such as dairy products and fermented meat or vegetables. Probiotics are generally known as live microorganism and have a beneficial health effect on the body in taking administered in adequate amounts. In addition, probiotics have been reported to have beneficial effects including reduction of visceral lipid and prevention of allergy, adjusting intestinal balance, anti-tumor, anti-inflammatory, and antioxidant effects. Recently, probiotics have been reported improvement of gastrointestinal conditions through production of short-chain fatty acids (SCFAs), and synergic effect via fermentation with prebiotic such as raw materials. In addition, dairy product using probiotic strain was reported health promoting activities, alleviation of lactose intolerance, anti-allergy, and digestive-related disease to improve human. The objective of this study was to evaluate probiotic properties and health functional effects of Lactobacillus strains isolated from Korea fermented foods and manufacture yogurt with lactic acid bacteria to develop healthy food. Firstly, Lactobacillus plantarum Ln1 isolated from kimchi evaluate probiotic properties such as tolerance to artificial juice and bile salt, adhesion ability to HT-29 cells, production of enzymes, antioxidant and immune-enhancing effects of live and heat-killed cells. Especially, L. plantarum Ln1 indicated higher β -glucosidase activity and β-galactosidase activity to help lactose intolerance. In addition, higher antioxidant and immune-enhancing effects were exhibited through MAPK and NF-кB pathway. Secondly, Lactobacillus plantarum G72, isolated from kimchi, has been reported that characteristic activities including tolerance to artificial juice and bile salt, production of enzymes, adhesion ability to HT-29 cells, antibiotic susceptibility, β-galactosidase activity, and antioxidant activities. In this study, L. plantarum G72 assessed the probiotic functional potential such as helping absorption of folate and improving of gastrointestinal condition by L. plantarum G72. Particularly, higher folate absorption rate was measured when treated with L. plantarum G72. Moreover, L. plantarum G72 produced relatively many SCFAs including therapeutic effects to human body. Thirdly, Lactobacillus brevis KU15153 was isolated from kimchi and probiotic properties were evaluated including tolerance to artificial juice and bile salt, hemolytic activity, antibiotic susceptibility, production of enzymes, adhesion ability to HT-29 cells, cell surface hydrophobicity. Particularly, L. brevis KU15153 demonstrated antimicrobial activity against the food-borne pathogenes. Moreover, antioxidant activity was assessed using the DPPH radical scavenging assay and β-carotene and linoleic acid inhibition assay. Lastly, yogurt fortified with Lactobacillus plantarum NK181, isolated from Korea fermented food, jeotgal, and ginseng extract powder (0, 0.5, 1, 1.5, and 2%). L. plantarum NK181 has been reported probiotic properties such as tolerance to artificial juice and bile salt, production of enzymes, adhesion ability to HT-29 cells, antibiotic susceptibility, and lower cholesterol activity. To identify functional effect of fortified yogurt, the physicochemical properties including components, pH, titratable acidity, microbial properties, and antioxidant activities were measured. Consequentially, yogurt fortified with 1% ginseng extract power was acceptable in terms of physicochemical properties, cell viability, and antioxidant effect. According to these results, the potential probiotic LAB strains isolated from Korean fermented foods might have various health-promoting effects and apply in probiotic industry to improve human body.
주제어
#Korean traditional fermented food kimchi lactic acid bacteria health functional effect dairy product
학위논문 정보
저자
장혜지
학위수여기관
건국대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
축산식품생물공학과
지도교수
백현동
발행연도
2019
총페이지
139
키워드
Korean traditional fermented food kimchi lactic acid bacteria health functional effect dairy product
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