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면역활성 증진을 위한 수삼의 상황버섯 균사체 고체배양으로 조제된 수삼발효물로부터 활성 다당류 분획
Enhancement of Immunostimulation by Fractionation of Active Polysaccharide from Fermented Ginseng with Phellinus linteus Mycelium in Solid Culture 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.42 no.2 = no.210, 2010년, pp.223 - 232  

김훈 (충주대학교 식품공학과) ,  윤현석 (충주대학교 식품공학과) ,  정재현 (충주대학교 식품공학과) ,  정헌상 (충북대학교 식품공학과) ,  황종현 (충주대학교 식품공학과) ,  유광원 (충주대학교 식품공학과)

초록
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면역활성을 증진시키기 위하여 수삼의 상황버섯 균사체 고체 배양을 통하여 발효물을 조제하고 조다당획분(WG-PL-CP)을 분획한 후 DEAE-Sepharose CL-6B column chromatography를 이용하여 3개의 활성 다당획분(WG-PL-CP-II, III와 IV)을 분리하였다. WG-PL-CP-III($100\;{\mu}g/mL$ 농도, saline 대조군의 1.98배)는 시료대조군인 WG-CP-III 또는 PL-CP-III(1.60배 또는 1.65배)보다 효과적인 마크로파지 활성을 나타내었고, Peyer's patch를 경유한 장관면역 활성은 WG-PL-CP-IV(1.56배)에서 관찰되었다. 한편, WG-PL-CP-II와 III(2.01배와 1.94배)는 시료대조군인 WG-CP-II와 III(1.73배와 1.66배) 또는 PL-CP-II와 III(1.79배와 1.72배)의 동일획분과 비교하여 유의적으로 증가된 마크로파지 활성을 나타내었다. 이러한 활성 획분 중 다양한 활성을 갖는 다당획분인 WG-PL-III와 IV는 주로 중성당(73.5%와 67.3%)과 산성당(23.2%와 24.6%)을 포함하는 다당류임을 알 수 있었다. 또한 구성당 분석결과, WG-PL-CP-III는 주로 산성당과 Glc, Ara, Gal, Rha와 Xyl의 구성당이 0.81:1.00:0.49:0.42:0.28:0.20의 molar ratio을 보이고 있는 반면, WG-PL-CP-IV는 산성당과 Ara, Rha, Gal, Xyl와 Glc가 1.00:0.75:0.69:0.63:0.42:0.34의 비율로 구성되었음을 나타내었다. 따라서 이러한 활성 다당획분이 수삼의 상황버섯 균사체 고체배양 발효물의 면역활성 증진에 중요하게 관여하고 있는 것으로 생각된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Crude polysaccharide (WG-PL-CP) was fractionated from fermented ginseng with Phellinus linteus in solid culture to enhance the immunostimulation of ginseng. WG-PL-CP produce three active polysaccharide-rich fractions (WG-PL-CP-II, III, and IV) on DEAE-Sepharose CL-6B ($Cl^-$ form). WG-PL-...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 수삼과 상황버섯은 면역활성 및 항암활성 등이 널리 알려진 원료로서 그 자체 또는 추출물의 형태로 식품(또는 기능성식품) 등에 이용되고 있으나, 최근 소비자들의 홍삼 선호 및 버섯가공성과 가격으로 인한 식품가공에서 수삼과 버섯의 이용성 감소와 함께 홍삼가공 공정 도입에 따른 재정적 부담이 문제가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 홍삼을 대체할 수 있는 기능성소재로서의 부가가치를 창출하고 식품가공에서의 이용성과 경제성 등을 확보하기 위한 방안으로 수삼에 대한 상황버섯 균사체의 생물학적 전환기법(발효)을 이용하고자 하였다. 즉, 수삼 원료에 상황버섯균사체가 생육한다면 발효과정에서 수삼 기질로부터 다양한 영양성분을 얻기 위하여 균사체가 수삼에 작용할 것이며 이는 수삼의 다양한 활성성분에도 관여하여 생리활성에도 영향을 줄 수 있을 것이기 때문이다.
  • 05%)보다 유의적으로 증가하였는데, 이러한 수율의 증가는 균체량 증가와 함께 균사체로부터 amylase, protease 또는 polygalacturonase 등의 세포벽 또는 세포막의 다당류와 단백다당류를 붕괴시킬 수 있는 분해효소의 분비가 증가되고 이로 인해 기질로부터 고분자물질의 추출이 촉진될 수 있다는 보고(31)와도 일치하는 것으로 보인다. 또한, 수삼-상황버섯 균사체 발효물이 수삼에 균사체가 단순하게 배양된 것이 아니고 본 연구의 목적에서 언급한 균사체의 생물학적 전환과정으로 형성된 발효물인지를 확인하기 위해서 시료대조군과 수삼-상황버섯 균사체 발효물의 조다당획분의 구성분을 분석하고자 하였다. 열수추출물로부터 EtOH 침전에 의해 분획된 조다당획분은 주로 다당류 또는 단백다당의 고분자물질로 구성되어 있으므로(21), 조다당획분의 구성분으로서 중성당, 산성당 및 단백질을 분석하였다(4회 반복).
  • 따라서 수삼-상황버섯 균사체 발효물에 함유된 다당류는 수삼 또는 상황균사체 일반발효물의 다당류보다 활성이 증강되었음을 보여주고 있는데, 이러한 원인이 수삼의 상황균사체 단순배양이 아닌 발효과정에서의 생물학적 전환에 의한 것임을 명백히 하기 위하여 수삼-상황버섯 균사체 발효물과 시료대조군 동일획분간의 구성분과 구성당 특성을 비교분석하였다. 본 논문에서는 3개의 활성 다당획분 중, 특히 측정한 면역활성 3종류에 모두 높은 활성을 나타낸 0.2 M NaCl에서 분획된 WG-PL-CP-III와 마이토젠과 장관면역 활성에서 높은 활성을 나타낸 WG-CP-IV의 2종류 활성 다당획분을 시료대조군 동일획분(WG-CP-III와 IV 및 PL-CP-III와 IV)과 비교함으로써 발효과정에 따른 다당류의 변화와 활성에 미치는 영향에 관하여 밝히고자 하였다. 먼저, 수삼-상황버섯 균사체 발효물로부터 분획된 활성 다당획분의 구성분 분석결과, WG-PLCP-III와 IV는 중성당이 73.
  • 1). 이러한 column profile의 차이는 고체배양 중 균사체로부터 유래된 고분자 물질(다당류 또는 단백다당류 등)에 기인할 수도 있으나 발효과정 중 배양된 균사체로부터 생산된 효소 등의 다양한 수식에 의해 수삼의 고분자 물질이 전환될 수 있는 가능성도 제시하고 있기 때문에, 분획된 획분의 활성비교와 함께 구성분 및 구성당을 분석하여 고체 배양을 통한 수삼-상황버섯 균사체 발효물이 수삼에 대한 상황균 사체의 단순배양이 아니고 균사체의 생물학적 전환에 의한 것인지의 여부를 확인하고자 하였다.
  • 즉, 수삼 원료에 상황버섯균사체가 생육한다면 발효과정에서 수삼 기질로부터 다양한 영양성분을 얻기 위하여 균사체가 수삼에 작용할 것이며 이는 수삼의 다양한 활성성분에도 관여하여 생리활성에도 영향을 줄 수 있을 것이기 때문이다. 이에 본 논문에서는 고체배양을 통한 수삼의 상황버섯 균사체 발효물을 조제하고 면역활성에 관여하는 다당류에 초점을 맞추어 다양한 획분을 분획한 후, 시료대조군인 수삼 또는 상황균사체 일반발효물 획분과의 면역활성 비교를 통한 면역활성 증강여부와 구성분 및 구성당 분석으로 발효 중 생물학적 전환여부를 확인함으로써 기능성소재로서 가능성을 제시하고자 하였다.
  • 05) 통계학적인 유의성은 없었으나 중성당은 감소하면서 상대적으로 산성당이 증가된 결과를 보여주었고, 단백질은 일정한 양상을 보이지 않았다. 특히, 수삼-상황버섯 균사체 발효물 조다당획분의 구성분 분석 중 다당류의 주성분인 중성당과 산성당 함량에서의 시료대조군인 수삼 또는 상황균사체 일반발효물과의 차이는 균사체 발효를 통한 수삼성분의 생물학적 전환 가능성을 보여주는 것으로 사료되므로 면역활성 다당획분의 분획과정에 따른 발효물 활성획분과 시료대조군 획분의 구성분과 구성당 분석을 통하여 다당류의 물질전환을 확인하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
진흙버섯속 중 목질진흙버섯의 생리활성에 대한 연구로는 무엇이 있는가? 진흙버섯류는 담자균문(Basidiomycotina), 민주름버섯목(Aphyllophorales), 소나무비늘과(Hymenochaetaceae)에 속하는 진흙버섯속(Phellinus)의 균류를 지칭하는 버섯으로 뽕나무 줄기에 자생하며 삿갓표면을 제외하고는 모두 황색이므로 상황으로 불리고 있는데, 특히 국내와 일본에서는 진흙버섯속 중 목질진흙버섯(Phellinus linteus)을 상황버섯으로 인정하고 있다(13). 상황버섯의 생리활성에 대한 연구로는 다당류의 면역증강활성에 대한 연구가 대표적이며(14,15), 이를 이용한 항암활성(15,16)에 대한 연구도 보고되었다. 또한 rat에서 CCl4로 유도된 간의 손상을 현미상황버섯 추출물이 완화시키는 간 보호활성(17)과 LPS로 자극한 RAW264.7 세포주를 이용한 항염증활성(18) 및 배양액 polyphenol류의 항산화활성(19)도 보고되었다. 한편, 활성성분에 관한 연구에서는 액체배양을 이용한 균사체 또는 그 배양 상등액을 이용한 연구가 대부분(13,15)이며 다당류가 대표적인 활성 성분으로 보고(14-16) 되고 있으나 저분자물질에 관한 연구(19)도 활발히 진행되고 있다. 그러나 지금까지 상황버섯은 주로 그 자체(균사체 또는 자실체의 형태)로만 활용하여 왔으며, 최근에서야 가공성과 버섯의 이용성을 높이기 위하여 현미 등의 식물 원료에 배양한 사례가 보고(17) 되고 있으나, 원료의 생리활성 증진을 목적으로 상황버섯을 다른 원료에 배양하여 발효물을 조제하고 이를 기능성소재로 활용한 경우는 거의 없는 실정이다.
인삼에 함유된 성분은? A. Meyer)은 전 세계적으로 가장 널리 연구되고 있는 생약 중의 하나이며, 사포닌, 페놀화합물, 폴리아세틸렌 및 알칼로이드 성분과 다당체 등이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다(1). 인삼 내 유효성분이 사포닌 성분임이 제시된 이후 사포닌을 중심으로 항당뇨 작용(2), 심혈관계 장애 개선작용(3) 등에 관한 약리작용이 밝혀졌다.
ginsan의 생리활성 기능은? 특히, 인삼의 구성성분으로 함유되어 있는 다당류 중 산성 다당체는 다양한 면역 및 항암활성 작용을 가지는 것으로 알려져 있다(6,7). Lee 등(8)은 인삼으로부터 산성다당체인 ginsan을 분리하여 면역활성을 보고하였고, 이외에도 항암활성(9), 항알러지 활성(10) 등이 알려지게 되었다. 그러나 우리나라의 인삼을 이용한 가공제품은 단순한 추출·농축음료, 분말, 캡슐, 과립차 등이 주를 이루고 있어 유효성분이 증진된 기능성 고부가가치의 새로운 인삼 가공제품이 개발될 필요성에 관심이 모아지고 있다.
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참고문헌 (39)

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