Starter로 사용하기 위하여 $20^{\circ}C$에서 4일간 발효된 돌산 갓김치에서 미생물을 분리하였다. 이를 starter로 접종하여 $4^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$에서 50일간 발효시키면서 발효특성, 항산화활성, ACE 저해활성을 조사하였다. 1 X $10^{10}$ CFU/mL의 접종농도에서 적숙기(pH 4.5)에 도달하는 시간이 $4^{\circ}C$에서는 최고 5.6배 이상, $10^{\circ}C$에서는 5배 단축되었다. 총균수는 starter 접종농도가 높을수록 발효초부터 높은 균수를 유지하였다. 항산화활성도 starter 접종농도가 높을수록 전반적으로 골게 나타났고, 1 X $10^{10}$ CFU/mL의 접종농도에서 $4^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 각각 최대 67%와 75%를 나타내었다. 따라서 단위 시간당 세포의 생성율($lnX_{max}$/$t_{max}$)과 항산화활성($lnX_{max}$/$t_{max}$)은 비례관계를 가지며, 초기 접종농도가 높을수록 단위 시간 당 항산화활성이 높음을 알 수 있었다. ACE 저해활성도starter의 농도가 높을수록 ACE 저해활성도 놀게 나타났다. 즉, 1 X $10^{10}$ CFU/mL의 접종농도에서 $4^{\circ}C$에서는 52%, $10^{\circ}C$에서는 최대 76%를 나타내었다. 파라서 일정시간당 체포의 생성율($lnX_{max}$/$t_{max}$)이 증가할수록 ACE 저해율 ($P_{max}$/$t_{max}$)도 증가하였으며, 초기 접종농도가 높을수록 단 위 시간당 ACE 저해율이 높았다.
Starter로 사용하기 위하여 $20^{\circ}C$에서 4일간 발효된 돌산 갓김치에서 미생물을 분리하였다. 이를 starter로 접종하여 $4^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$에서 50일간 발효시키면서 발효특성, 항산화활성, ACE 저해활성을 조사하였다. 1 X $10^{10}$ CFU/mL의 접종농도에서 적숙기(pH 4.5)에 도달하는 시간이 $4^{\circ}C$에서는 최고 5.6배 이상, $10^{\circ}C$에서는 5배 단축되었다. 총균수는 starter 접종농도가 높을수록 발효초부터 높은 균수를 유지하였다. 항산화활성도 starter 접종농도가 높을수록 전반적으로 골게 나타났고, 1 X $10^{10}$ CFU/mL의 접종농도에서 $4^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 각각 최대 67%와 75%를 나타내었다. 따라서 단위 시간당 세포의 생성율($lnX_{max}$/$t_{max}$)과 항산화활성($lnX_{max}$/$t_{max}$)은 비례관계를 가지며, 초기 접종농도가 높을수록 단위 시간 당 항산화활성이 높음을 알 수 있었다. ACE 저해활성도starter의 농도가 높을수록 ACE 저해활성도 놀게 나타났다. 즉, 1 X $10^{10}$ CFU/mL의 접종농도에서 $4^{\circ}C$에서는 52%, $10^{\circ}C$에서는 최대 76%를 나타내었다. 파라서 일정시간당 체포의 생성율($lnX_{max}$/$t_{max}$)이 증가할수록 ACE 저해율 ($P_{max}$/$t_{max}$)도 증가하였으며, 초기 접종농도가 높을수록 단 위 시간당 ACE 저해율이 높았다.
The bacterial strain was isolated from the 4th day's fermented Dolsan Leaf Mustard Kimchi(DLMK) at $20^{\circ}C$/TEX>. It was used as Kimchi starter, and then its physiological activity was investigated for 50 days at $4^{\circ}C$/TEX> and $10^{\circ}C$/TEX> The physiological activity...
The bacterial strain was isolated from the 4th day's fermented Dolsan Leaf Mustard Kimchi(DLMK) at $20^{\circ}C$/TEX>. It was used as Kimchi starter, and then its physiological activity was investigated for 50 days at $4^{\circ}C$/TEX> and $10^{\circ}C$/TEX> The physiological activity of DLMK was examined for both antioxidative and Angiotensine Converting Enzyme(ACE) inhibitory activity. In the starter-inoculated DLMK(1 X $10^{10}$ CFU/mL) at 4 and $10^{\circ}C$, the optimal ripening period was more shortend than that of control(without starter) up to about 5.6 and 5 times, respectively. The maximal antioxidative activity in the starter-inoculated DLMK(1 X $10^{10}$ 10 CFU/mL) at 4 and $10^{\circ}C$ were 67% and 75%, respectively. The yield of cell concentration per day($lnX_{max}$/$t_{max}$) and the yield of antioxidative activity per day($P_{max}$/ｔ$t_{max}$) had a linear relationship. Also, the yield of antioxidative activity per day was increased with increasing the concentration of inoculated bacterium. By adding 1 X $10^{10}$ CFU/mL at 4 and $10^{\circ}C$, the ACE inhibitory activity of DLMK was maximal. The rates of inhibiting activities were 52% and 76%, respectively. Consequently, physiological activities were significantly affected by the inoculation concentrations of starter, but bacterium itself was not appeared the physiological activity. We assume that the bacterium metabolizes certain materials in DLMK and released compounds such as glucosinolates or its metabolized forms from DLMK show the antioxidative and ACE inhibitory activity.
The bacterial strain was isolated from the 4th day's fermented Dolsan Leaf Mustard Kimchi(DLMK) at $20^{\circ}C$/TEX>. It was used as Kimchi starter, and then its physiological activity was investigated for 50 days at $4^{\circ}C$/TEX> and $10^{\circ}C$/TEX> The physiological activity of DLMK was examined for both antioxidative and Angiotensine Converting Enzyme(ACE) inhibitory activity. In the starter-inoculated DLMK(1 X $10^{10}$ CFU/mL) at 4 and $10^{\circ}C$, the optimal ripening period was more shortend than that of control(without starter) up to about 5.6 and 5 times, respectively. The maximal antioxidative activity in the starter-inoculated DLMK(1 X $10^{10}$ 10 CFU/mL) at 4 and $10^{\circ}C$ were 67% and 75%, respectively. The yield of cell concentration per day($lnX_{max}$/$t_{max}$) and the yield of antioxidative activity per day($P_{max}$/ｔ$t_{max}$) had a linear relationship. Also, the yield of antioxidative activity per day was increased with increasing the concentration of inoculated bacterium. By adding 1 X $10^{10}$ CFU/mL at 4 and $10^{\circ}C$, the ACE inhibitory activity of DLMK was maximal. The rates of inhibiting activities were 52% and 76%, respectively. Consequently, physiological activities were significantly affected by the inoculation concentrations of starter, but bacterium itself was not appeared the physiological activity. We assume that the bacterium metabolizes certain materials in DLMK and released compounds such as glucosinolates or its metabolized forms from DLMK show the antioxidative and ACE inhibitory activity.
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문제 정의
또한 갓김치의 생 리기능성 중 항산화와 ACE 억제효과가 최대를 나타내는 시점에서 최대의 균수가 나타남을 전보[4]에서 확인하였다. 따라서 돌산 갓 김치 발효 과정상 나타나는 생리기능성 중 ACE 억제효과와 항산화 효과는 이들 미생물이 중요한 역할을 한다고 사료되므로, 발효 시 기능성이 최대인 시점의 전 단계의 미생물을 분리하여 starter로서 농도별로 접종한 후, 균수와 생리기능성과의 관계를 규명하고자 함이 목적이다.
본 연구실에서는 돌산갓 김치 내의 미생물군에 의해 생성되는 생리기능성 물질을 추적하기 위한 일환으로서, 갓 김치가 가지고 있는 생리기능성 중 항암, 항산화, 항균, ACE(Angiotensine Converting Enzyme) 억제효과 등에 관해 연구중이며, 그 중에서 ACE 억제효과와 항산화 효과가 뛰어남을 예비실험들로부터 확인하였다. 또한 갓김치의 생 리기능성 중 항산화와 ACE 억제효과가 최대를 나타내는 시점에서 최대의 균수가 나타남을 전보[4]에서 확인하였다.
제안 방법
ACE 저해활성의 측정은 Cushman과 Cheung의 방법 [5] 을 변형하여 측정하였다. ACE(Angiotensin Converting Enzyme, peptidyldipeptide hydrolase, EC 3.
그러나 높은 온도에서 갓김치를 발효하게 되면 발효가 빨리 진행되어 가식 기간이 짧아지며, 갓김치의 색 또한 급격하게 갈색으로 변화되어 품질이 떨어지는 단점이 있었다. 따라서 짧은 시간에 많은 생리활성 물질을 생산하며 가식기간이 긴 갓김치를 생산하기 위해 갓김치에서 유산균을 분리하여 농축하였다. 이를 김치 제조 과정에 starter로 첨가하고, 4℃와 10℃에서 발효시키면서 그 특성을 조사하였다.
배양한 균주를 4, 000xg에서 원심분리하여 균체를 회수하고, 0.85% 생리식염수로 3회 세척한 후에, lxlO10 CFU/ mL, lxlO9 CFU/mL, lxlO8 CFU/mL, lxlO7 CFU/mL의 농도가 되도록 생리식염수로 희석하였다. 위와 같은 방법으로 제조된 갓김치에 starter는 갓 무게의 1.
즙액을 MRS 평판 배지에 pour plating한 다음 37℃에서 24시간 배양하였다. 생성된 집락(colony)의 형태, 색깔 등의 기준으로 우점종으로 판단되는 집락을 구별하여 MRS 평판 배지에 계대하여 분리하였으며, MRS broth를 사용하여 37 ℃ 에서 24시간 배양한 후 Biolog system(Biolog, INC, CA, USA)을 사용하여 Lactobacillus sp로 동정된 것을 사용하였다.
따라서 짧은 시간에 많은 생리활성 물질을 생산하며 가식기간이 긴 갓김치를 생산하기 위해 갓김치에서 유산균을 분리하여 농축하였다. 이를 김치 제조 과정에 starter로 첨가하고, 4℃와 10℃에서 발효시키면서 그 특성을 조사하였다. 10℃에서 발효시킨 갓김치의 산도와 pH 변화는 Fig.
5배의 증류수로 2회 씻은 후 30분간 물기를 제거하였다. 절임한 갓에 고춧가루, 파, 마늘 각 1.5% 와 생강 0.5% 비율의 양념을 넣고 잘 혼합시켜 갓김치를 제조하였다. 제조한 갓김치는 멸균된 유리병에 담아 발효 시켰다.
항산화활성은 각 시료의 a, a '-diphenyl- -picrylhydrazyl (DPPH) radical에 대한 소거효과를 측정하였으며 Blois의 방법[1]을 변형하여 측정하였다. DPPH 16 mg을 100 mL 에탄올에 용해한 후 여기에 증류수 100 mL를 혼합하여 Whatman filter paper No.
대상 데이터
본 실험에서 사용한 청갓(leaf mustard, Brassica juncea)은 전라남도 여수시 돌산면에서 수확한 것을, 마늘, 파, 고추, 생강은 전남 여수 재래 시장에서 갓김치 제조 당일 각각 구입하여 사용하였고 소금은 정제염인 한주소금을 사용하였다.
이론/모형
총균수는 마쇄한 갓김치를 멸균거즈로 여과하여 1 mL 을 취하여 0.85% 생리식염수로 단계적으로 희석한 뒤 희석액 100 &L를 취해 TGY(Tryptone-Glucose-Yeast extract) 고체배지[15]에 도말하여 30℃에서 48시간 배양한 후 standard plate count 방법으로 균수를 측정하여 CFU/ mL로 표시하였다.
성능/효과
5에서 담금 직후의 시료군들의 항산화활성은 50~ 56%이었다. 1X1O10 CFU/mL의 starter를 첨가하여 10℃에서 발효시킨 갓김치는 발효 초기부터 항산화활성이 증가하여 최대 75%의 활성을 나타내었다. 다른 농도의 starter를 첨가한 갓김치와 대조군은 발효 초기 부분에서는 starter의 농도에 따라 차이가 있었지만 발효 8일 이후부터는 거의 유사한 항산화활성을 나타내었다.
8에서 10℃, IxlO10 CFU/mL의 starter를 첨가한 갓김치에서는 발효 12일째에 ACE 저해활성이 최고 76%의 높은 활성을 나타내었다. 또한 starter를 첨가한 갓김치가 대조군보다 발효 초부터 높은 ACE 저해활성을 나타내었다. 4℃에서도 IxlO10 CFU/mL의 starter를 첨가한 갓김치는 다른 농도의 starter에 비해서 특히 대조군보다 높은 ACE 저해활성을 나타내었다(Fig.
9). 이로서 ACE 저해율이 최대 (Pmax)에 이를 때 걸리는 시간(Max) 을 기준으로 그때의 세포농도 (InXmax) 와 tmax 에 대한 ACE 저해효과 (Fig. 10)를 보면, 일정시간당 세포의 생성율 (hlXmax/tmax) 이 증가할수록 ACE 저해율(Pmax/tmax)도 증가하였으며, 초기 접종 농도가 높을수록 단위 시간당 ACE 저해율이 높았다. 따라서 많은 세포수의 존재에 의한 미생물대사가 ACE 저해활 성을 나타내는 물질의 생산에 기여함을 간접적으로 표현해 수며 갓김치 제조시 접종한 미생물의 영향으로 미생물이 생성한 생리활성의 물질이 발효 전 기간 동안 유지된 것으로 보인다.
6에 나타내었다. 즉, 1X1O10 CFU/mL의 starter를 첨가한 갓김치는 발효 초기부터 항산화활성이 급격히 증가하여 최고 67%의 활성을 나타내었다. 1X109 CFU/mL 의 starter를 첨가한 갓김치는 발효 8일부터 55%의 활성을 유지했다.
7은 총괄적 결론으로서 항산화 효과가 최대 (#) 에 이를 때 걸리는 시간(tmax)을 기준으로 그때의 세포농도(InXmax)와 tmax에 대한 항산화 효과를 그림으로 도식한 것이다. 즉, 일정시간당 세포의 생성율(InXmax/tmax)과 항산화활성 (Rnax/fmax)은 비례 관계를 가지며, 초기 접종농도가 높을수록 단위 시간당 항산화활성이 높음을 알 수 있다. 이는 많은 세포수의 존재에 의한 미생물대사가 항산화활성을 나타내는 물질의 생산에 기여함을 간접적으로 표현해준다.
후속연구
이는 많은 세포수의 존재에 의한 미생물대사가 항산화활성을 나타내는 물질의 생산에 기여함을 간접적으로 표현해준다. 일반적으로 갓에는 함황물질이 많으며 이들의 분해산물인 isothiocyanate류는 삼중결합을 포함하고 있에 16] 이들에 의한 항산화 작용일 것이라고 사료되나 좀 더 깊이 있는 연구가 필요하리라 여 겨진다.
참고문헌 (17)
BLOIS, MARSDEN S..
Antioxidant Determinations by the Use of a Stable Free Radical.
Nature,
vol.181,
no.4617,
1199-1200.
Cushman, D.W., Cheung, H.S..
Spectrophotometric assay and properties of the angiotensin-converting enzyme of rabbit lung.
Biochemical pharmacology,
vol.20,
no.7,
1637-1648.
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