다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리$\\cdot$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 6. 랫드 분변의 장내균총의 변화에 미치는 저분자 Alginate의 영향 Studies on Physicochemical and Biological Properties of Depolymerized Alginate from Sea tangle, Laminaria japonicus by Thermal Decomposition 6. Effects of Depolymerized Alginate on fecal Microflora in Rats원문보기
저분자 alginate인 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 랫드에 장기간 섭취시켰을 때, 분변중의 장내미생물균총의 변화를 관찰하여 소화생리의 특성을 개선시키는 최적의 저분자 alginate를 찾고자 실험하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. In vitro에 있어서 대표적인 장내세균에 의한 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 기질이용성을 조사한 결과, Bacteroides ovatus는 기질로 이용하였으며, Megamonss hypemegas는 약간의 증식하였으나, 그 외의 대부분의 균주는 기질로써의 이용성을 전혀 나타내지 않았다. 분변중 장내균총의 변화는 $10\%$ HAG-10, $1\%$, $5\%$ 및 $10\%$ HAG-50 그리고 $1\%$ alginate에서 Bindobacterium과 Lactobacillus 모두 유의적으로 증가하는 경향을 보였으나 유해미생물들은 현저히 감소하였으며, $5\%$와 $10\%$ alginate에서는 반대로 유익균의 증식이 억제되고 유해균의 증식이 현저히 촉진되었다. 이상의 결과로부터, 저분자 alginate는 대부분의 장내세균에 대한 기질로서의 이용특성을 나타내지 못하는 전형적인 식이섬유원이었으며, 또한 랫드에 있어서 HAG-50의 섭취는 alginate 고유의 기능적 특성을 그대로 유지하면서 장내세균중 유익균인 Bifdobacterium과 Lactobacillus의 증식을 촉진시키고 유해미생물의 증식을 억제하여 장내미생물균총을 개선시키는 최적의 저분자 alginate임을 알 수 있었다.
저분자 alginate인 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 랫드에 장기간 섭취시켰을 때, 분변중의 장내미생물균총의 변화를 관찰하여 소화생리의 특성을 개선시키는 최적의 저분자 alginate를 찾고자 실험하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. In vitro에 있어서 대표적인 장내세균에 의한 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 기질이용성을 조사한 결과, Bacteroides ovatus는 기질로 이용하였으며, Megamonss hypemegas는 약간의 증식하였으나, 그 외의 대부분의 균주는 기질로써의 이용성을 전혀 나타내지 않았다. 분변중 장내균총의 변화는 $10\%$ HAG-10, $1\%$, $5\%$ 및 $10\%$ HAG-50 그리고 $1\%$ alginate에서 Bindobacterium과 Lactobacillus 모두 유의적으로 증가하는 경향을 보였으나 유해미생물들은 현저히 감소하였으며, $5\%$와 $10\%$ alginate에서는 반대로 유익균의 증식이 억제되고 유해균의 증식이 현저히 촉진되었다. 이상의 결과로부터, 저분자 alginate는 대부분의 장내세균에 대한 기질로서의 이용특성을 나타내지 못하는 전형적인 식이섬유원이었으며, 또한 랫드에 있어서 HAG-50의 섭취는 alginate 고유의 기능적 특성을 그대로 유지하면서 장내세균중 유익균인 Bifdobacterium과 Lactobacillus의 증식을 촉진시키고 유해미생물의 증식을 억제하여 장내미생물균총을 개선시키는 최적의 저분자 alginate임을 알 수 있었다.
To clarify functionality of depolymerized alginate obtained by hydrolysis of alginate through a heating process at $121^{\circ}C$ on gastrointestinal physiology, the effects of a depolymerized alginate on fecal microflora and the intestinal environment were studied in rats. Rats were fed ...
To clarify functionality of depolymerized alginate obtained by hydrolysis of alginate through a heating process at $121^{\circ}C$ on gastrointestinal physiology, the effects of a depolymerized alginate on fecal microflora and the intestinal environment were studied in rats. Rats were fed with diets containing 1, 5 and $10\%$ of each depolymerized alginate (HAG-10, HAG-50 and HAG-100) and alginate for 35 days, Among 20 species of authentic intestinal bacteria, Bacteroides ovatus showed the abilities to ferment HAG-10 HAG-50, HAG-100 and alginate, The 1, 5 and $10\%$ of HAG-50 and $1\%$ of alginate diets resulted in the increased ratio of Bifidobacterium and Lactobacillus to total bacteria, while the 5 and $10\%$ alginate diets decreased in feces of rats, significantly (p<0.01). These results suggested that $5\%$ HAG-50 diets contribute to an improvement of intestinal microflora in rats.
To clarify functionality of depolymerized alginate obtained by hydrolysis of alginate through a heating process at $121^{\circ}C$ on gastrointestinal physiology, the effects of a depolymerized alginate on fecal microflora and the intestinal environment were studied in rats. Rats were fed with diets containing 1, 5 and $10\%$ of each depolymerized alginate (HAG-10, HAG-50 and HAG-100) and alginate for 35 days, Among 20 species of authentic intestinal bacteria, Bacteroides ovatus showed the abilities to ferment HAG-10 HAG-50, HAG-100 and alginate, The 1, 5 and $10\%$ of HAG-50 and $1\%$ of alginate diets resulted in the increased ratio of Bifidobacterium and Lactobacillus to total bacteria, while the 5 and $10\%$ alginate diets decreased in feces of rats, significantly (p<0.01). These results suggested that $5\%$ HAG-50 diets contribute to an improvement of intestinal microflora in rats.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 가열 가수분해법으로 제조한 저분자 algi- nate인 HAG-10 (평균분자량 약 10, 000), HAG-50 (평균분자량 약 50, 000), HAG-100 (평균분자량 약 100,000)및 alginate를 랫드에 장기간 섭취시켰을 때, 분변 중의 장내 미생물 균총의 변화를 관찰하여 소화 생리의 특성을 개선시키는 최적의 저분자 alginate를 찾고자 실험하여 그 결과를 정리하였다.
저분자 alginate인 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 랫드에 장기간 섭취시켰을 때, 분변 중의 장내 미생물 균총의 변화를 관찰하여 소화 생리의 특성을 개선시키는 최적의 저분자 alginate를 찾고자 실험하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
장내세균의 대표적인 균주 18종과 식중독세균 2종 (Clostridium per加ngens와 Pseudomonas aeruginosa)의 총 20종 (보존표준 균 주)을 한국과학기술원 유전공학연구소 유전자은행에서 분양받아 실험에 사용하였다. GAM당분해용 반유동 배지 (Nissui, Japan)에 0.5% HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 각각 첨가한 시험 배지 4mL를 조제하고, 여기에 전 배양한 균 액을 1백 금이 접종하여 37℃에서 72시간 배양하였다. 세균의 증식에 미치는 각 당질의 효과를 600nm에서 측정한 흡광도와 배양액의 pH의 변화로 나타내었다.
장내세균의 대표적인 균주 19종과 식중독세균 2종 (Clostridium perfringensSe Pseudomonas aeruginosa)의 총 20종 (보존표준 균 주)에 대하여 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate가 증식에 미치는 영향을 검토하여 Table 2에 나타내었다. Bacteroides ova- & 는 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate# 분해 후 당기 질로 이용하여 현저한 증식을 나타내었고, 또한 이 균주는 HAG- 10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 존재하에 증식이 촉진되었다.
(1976)의 방법에 준하여 Table 1과 같이 실시하였다. 즉, 3종의 비선 택배 지인 BL (Nissui, Japan), EG (Nissui, Japan) 및 TS (Difco, U.S.A.)와 11종의 선택배지인 BS (Eiken, Japan), ES (Nissui, Japan), LBS (Eiken, Japan), VS (Eiken, Japan), NN (Eiken, Japan), NBGE 1/5 (Eiken, Japan), PO (Eiken, Japan), PEES (Difco, U. SA.), DHL (Eiken, Japan), TATAC (Difco, U.SA.) 및 PD (Di- fco, USA.)에 적정 십진희석한 분변시료를 0.5 mL 도포하고 호기 배양 (TS, PEES, DHL, TATAC, PD)의 경우는 37℃에서 36~ 60시간 및 2℃에서 120시간, 혐기배양 (BL, EG, BS, ES, LBS, VS, NBGT 1/5, NN, PO)의 경우는 GasPak anaerobic system(BBL) 법으로 37℃서 60시간 배양하여 출현 colony에 대하여 colony 형태, 출현 빈도수, 호기적 발육의 유무, gram 염색성 및 세포 형태를 관찰하여 간이 동정하였으며, 균수와 총균수를 계산하여 대수 값으로 나타내었다.
대상 데이터
실험에 사용한 원료, 다시마 alginate 및 저분자 alginate(HAG-10, HAG-50, HAG-100)는 전보 (Kim and Cho, 2000)와 같이 제조하여 사용하였다.
장내세균의 대표적인 균주 18종과 식중독세균 2종 (Clostridium per加ngens와 Pseudomonas aeruginosa)의 총 20종 (보존표준 균 주)을 한국과학기술원 유전공학연구소 유전자은행에서 분양받아 실험에 사용하였다. GAM당분해용 반유동 배지 (Nissui, Japan)에 0.
데이터처리
분석 결과는 SAS (Statistical Analysis System) 통계 패키지로 처리하여 평균 土 표준편차로 나타내었으며, 각 기간별 유의성 검증은 student t-test로 하였다.
이론/모형
실험에 사용한 배지 및 배양조건은 Mitsuoka et al. (1976)의 방법에 준하여 Table 1과 같이 실시하였다. 즉, 3종의 비선 택배 지인 BL (Nissui, Japan), EG (Nissui, Japan) 및 TS (Difco, U.
성능/효과
01)인 감소를 보였다. 5% HAG-100 (Fig. 4)에서는 Bacteroidaceae는 거의 변화가 없었고 Bifidobacterium 및 Lactobacilllus는 증가하였으며, Megasphaer 처는 오히려려 유의적 (p<0.01)으로 증가하였다. 5% alginate (Fig.
5% HAG-10은 Fig. 2와 같이, 무 첨가 구와 유사하였으나 총균수가 점점 증가하였고 (p<0.01), Lactobacillus가 35일 후에는 약간 증가하는 경향을 나타내었다. Fig.
01)으로 증가하였다. 5% alginate (Fig. 5)는 총균수, Bacteroidaceae, Bifidobacterium 및 Lactobacillus는 유의적 (p<0.01)으로 감소하였으나, Eubacterium, Veillonella 및 StaphyJococcus는 유의적 (p<0.01, 0.05)으로 증가하였다. 장내 미생물 중 유익한 균인 BiCdobaclerium 과 Lactobacillus의 변화를 각각 Fig.
0l)인 현저한 감소를 보였다. Eubaderium과 Peptococcaceae는 급격한 감소를 보였으며, Mega- sphaera, Veillonella, Streptococcus, Staphylococcus 및 Yeast는 거의 변화가 없었으나, Enterobacteriaceae는 유의성 (p<0.01) 있게하였다.
01), Lactobacillus가 35일 후에는 약간 증가하는 경향을 나타내었다. Fig. 3에 5% HAG-50의 장내 균총의 변화를 나타내었는데, 총균수, Bacteroidaceae, Bifidobacterium 및 LLactobacillus는 뚜렷한 유의성 (p<0.01)으로 현저히 증가하였고 Eubacterium과 Peptococcaceae 도 유의적 (p<0.01)으로 뚜렷한 증가를 보였으나, Megasphaera, Enterobacteriaceae, Streptococcus 및 Staphylococcus 등은 유의적 (p<0.01)인 감소를 보였다. 5% HAG-100 (Fig.
In vito에 있어서 대표적인 장내세균에 의한 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 기질 이용성을 조사한 결과, Bacteroides ovatus는 기질로 이용하였으며, Megamonas Ziypermegas는 약간의 증식하였으나, 그 외의 대부분의 균주는 기질로써의 이용성을 전혀 나타내지 않았다. 분변중 장내 균총의 변화는 10% HAG-10, 1%, 5% 및 10% HAG-50 그리고 1% alginate에서 Bifidpbacterium과 Lactobacillus 모두 유의적으로 증가하는 경향을 보였으나 유해 미생물들은 현저히 감소하였으며, 5%와 10% alginate에서는 반대로 유익균의 증식이 억제되고 유해균의 증식이 현저히 촉진되었다.
Bacteroides ova- & 는 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate# 분해 후 당기 질로 이용하여 현저한 증식을 나타내었고, 또한 이 균주는 HAG- 10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 존재하에 증식이 촉진되었다. Megamonas hypermegas는 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 이용하여 약간 증식되었으나, 그 외의 균주에서는 기질로서의 이용성을 전혀 나타내지 않았으므로 장내 미생물에 의해 분해되지 않는 식이섬유 원임을 알 수 있었다.
01)으로 증가하였으나, 유해 미생물들은 현저히 (p<0.01) 감소하였으며, 5%와 10% alginate에서는 반대로 유익한 균인 Bifidobacte- 과 La기。baciDus는 오히려 급격히 (p<0.01) 감소하였고 유해 미생물들은 현저히 증가하는 경향을 보였다. 이것은 alginate가 장내 세균 주위에 고점성과 점질 물의 피막을 형성하여 운동성을 저하시키고 발육 및 증식에 필요한 에너지원인 영양분의 공급을 차단하기 때문에 증식이 억제되고 오히려 사멸된 것으로 생각된다.
따라서, 본 실험의 5%와 10% alginate에서는 고점성으로 인하여 장관 내 발효대사 산물인 단쇄지방산 (유기산)의 생성이 억제되어 pH의 저하가 일어나지 않았기 때문에 유익균의 증식이 억제되었고, 유해 미생물의 증식이 촉진되어 장내 미생물의 균총이 악화되었으며, 유해 미생물의 증식에 의한 변이원성의 부패물질(indole, skaptol, phenol 및 nitrosoamine류 등)이 생성되었다고 생각된다. 또한, 고점성의 alginate가 유익균의 균체 주위를 둘러싸고 피막을 형성하여 발육 및 증식에 필요한 영양분의 공급이 차단되어 유익균의 증식과 발육을 저해하였기 때문에 오히려 사멸된 것으로 사료된다.
In vito에 있어서 대표적인 장내세균에 의한 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 기질 이용성을 조사한 결과, Bacteroides ovatus는 기질로 이용하였으며, Megamonas Ziypermegas는 약간의 증식하였으나, 그 외의 대부분의 균주는 기질로써의 이용성을 전혀 나타내지 않았다. 분변중 장내 균총의 변화는 10% HAG-10, 1%, 5% 및 10% HAG-50 그리고 1% alginate에서 Bifidpbacterium과 Lactobacillus 모두 유의적으로 증가하는 경향을 보였으나 유해 미생물들은 현저히 감소하였으며, 5%와 10% alginate에서는 반대로 유익균의 증식이 억제되고 유해균의 증식이 현저히 촉진되었다.
이상의 결과로부터, 저분자 alginate는 대부분의 장내세균에 대한 기질로서의 이용 특성을 나타내지 못하는 전형적인 식이섬유 원 이었으며, 또한 랫드에 있어서 HAG-50의 섭취는 alginate 고유의 기능적 특성을 그대로 유지하면서 장내세균 중 유익균인 Bifidobacteriume Lacfobaai血s의 증식을 촉진시키고 유해 미생물의 증식을 억제하여 장내 미생물 균총을 개선시키는 최적의 저분자 algi- nate임을 알 수 있었다.
1에 나타내었다. 총균수의 변화는 사육 기간에 관계없이 거의 변화가 없었으나, Bacteroidaceae-& 이후 증가하였고 Bifidobacterium과 Lactobacilhjs는 유의적 (p<0.05, p<O.0l)인 현저한 감소를 보였다. Eubaderium과 Peptococcaceae는 급격한 감소를 보였으며, Mega- sphaera, Veillonella, Streptococcus, Staphylococcus 및 Yeast는 거의 변화가 없었으나, Enterobacteriaceae는 유의성 (p<0.
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