본 연구에서는 Bacillus subtilis NUC1균주로 발효한 탈지대두 grits 발효물인 FD와 탈지대두 grits에 녹두를 2.5, 5, 10%로 각각 첨가하여 발효한 FDM을 각각 제조하여 in vitro 상에서의 콜레스테롤 개선능을 검색하였다. FD와 FDM군의 콜레스테롤 흡착능을 살펴본 결과, 모든 군에서 70% 이상의 흡착능을 보였다. 특히 2.5% 녹두를 첨가하여 발효시킨 FDM군(2.5% FDM)은 90%의 가장 높은 흡착능을 보였다. 2.5% FDM군은 42%의 HMG-CoA reductase 저해 활성을 보였고, 또한 HepG2 세포를 이용하여 측정한 세포 내의 콜레스테롤 함량과 apolipoprotein AI, CIII의 개선효과에서도 가장 우수한 개선효과를 보였다. 따라서 2.5% 녹두를 첨가하여 발효시킨 FDM군은 고콜레스테롤 예방에 도움을 줄 것으로 생각된다.
본 연구에서는 Bacillus subtilis NUC1균주로 발효한 탈지대두 grits 발효물인 FD와 탈지대두 grits에 녹두를 2.5, 5, 10%로 각각 첨가하여 발효한 FDM을 각각 제조하여 in vitro 상에서의 콜레스테롤 개선능을 검색하였다. FD와 FDM군의 콜레스테롤 흡착능을 살펴본 결과, 모든 군에서 70% 이상의 흡착능을 보였다. 특히 2.5% 녹두를 첨가하여 발효시킨 FDM군(2.5% FDM)은 90%의 가장 높은 흡착능을 보였다. 2.5% FDM군은 42%의 HMG-CoA reductase 저해 활성을 보였고, 또한 HepG2 세포를 이용하여 측정한 세포 내의 콜레스테롤 함량과 apolipoprotein AI, CIII의 개선효과에서도 가장 우수한 개선효과를 보였다. 따라서 2.5% 녹두를 첨가하여 발효시킨 FDM군은 고콜레스테롤 예방에 도움을 줄 것으로 생각된다.
This study was performed to investigate cholesterol improvement of fermented defatted soybean grits (FD) and FD added with 2.5, 5, 10% mung bean (FDM). The FD and FDM were prepared by the solid state fermentation using Bacillus subtilis NUC1 at $40^{\circ}C$ for 24 hr. More than 70% chole...
This study was performed to investigate cholesterol improvement of fermented defatted soybean grits (FD) and FD added with 2.5, 5, 10% mung bean (FDM). The FD and FDM were prepared by the solid state fermentation using Bacillus subtilis NUC1 at $40^{\circ}C$ for 24 hr. More than 70% cholesterol adsorption of FD and FDM groups was shown. Particularly, FDM added with 2.5% mung bean (2.5% FDM) showed highest cholesterol adsorption by 90% among FD and FDM groups. 2.5% FDM showed 42% inhibition effect on HMG-CoA reductase, and significantly decreased the intracellular cholesterol contents in HepG2 cells. Apolipoprotein AI, CIII improvement effects of FD and FDM group in HepG2 cells showed most effects in the 2.5% FDM. The results suggest that FDM added with 2.5% mung bean may be beneficial to the prevention of hypercholesterol.
This study was performed to investigate cholesterol improvement of fermented defatted soybean grits (FD) and FD added with 2.5, 5, 10% mung bean (FDM). The FD and FDM were prepared by the solid state fermentation using Bacillus subtilis NUC1 at $40^{\circ}C$ for 24 hr. More than 70% cholesterol adsorption of FD and FDM groups was shown. Particularly, FDM added with 2.5% mung bean (2.5% FDM) showed highest cholesterol adsorption by 90% among FD and FDM groups. 2.5% FDM showed 42% inhibition effect on HMG-CoA reductase, and significantly decreased the intracellular cholesterol contents in HepG2 cells. Apolipoprotein AI, CIII improvement effects of FD and FDM group in HepG2 cells showed most effects in the 2.5% FDM. The results suggest that FDM added with 2.5% mung bean may be beneficial to the prevention of hypercholesterol.
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문제 정의
녹두에 관한 연구는 녹두의 비린내 발생 원인인 peroxidase(19,20), 렉틴(21) 및 flavonoid(22) 함량분석과 단백질의 질에 관한 연구(19,20,23), 항균활성(24), 그리고 혈중 콜레스테롤 저하 효과에 관한 연구(25) 등이 보고되었다. 그러므로 이러한 콜레스테롤 저하 효과가 있는 녹두를 첨가하여 대두 발효물을 제조할 경우 더 큰 콜레스테롤 개선능을 가지는 지 확인해보고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 단백질 분해 및 점질물 생성능이 우수한 Bacillus subtilis NUC1 균주(13)를 이용하여 DSG에 녹두를 첨가하여 발효시킨 다음, 녹두첨가 DSG 발효물의 in vitro 상에서 콜레스테롤 개선능의 상승효과와 최적의 혼합비율을 검토해 보았다.
제안 방법
5배 중량비로 첨가한 후 고압 멸균기로 121oC에서 15분간 증자한 후 냉각하여 사용하였다. B. subtilis NUC1균의 접종을 위해 멸균된 대두분말 용액에서 48시간 배양한 배양액을, 증자한 녹두 첨가 DSG에 B. subtilis NUC1균이 2%가 되게 접종한 후, 40℃에서 24시간 발효시켜 녹두첨가 DSG 발효물을 동결건조 하였다(Fig. 1). 녹두첨가 DSG 발효물의 물 추출물의 제조는 각각의 시료에 10배의 증류수를 첨가하여 상온에서 2시간 동안 추출한 후 15,000 rpm에서 15분간 원심분리 한 후 여과하여 실험에 사용(26)하였다.
간 조직의 효소원은 Hulcher와 Oleson 등의 방법(28)을 일부 수정하여 분리하였다. 적출한 간 조직 1 g당 4배량의 0.
subtilis NUC1균을 사용하여 실험하였다. 녹두를 첨가한 DSG 발효물의 제조는 증류수에 분말 녹두를 2.5~10% 농도로 첨가하여 용해시킨 다음, DSG 원료에 2.5배 중량비로 첨가한 후 고압 멸균기로 121oC에서 15분간 증자한 후 냉각하여 사용하였다. B.
먼저 콜레스테롤(10 μg/mL)만 투여한 대조군, 그리고 실험군은 콜레스테롤 첨가배지(10 μg/mL)에 녹두를 2.5, 5, 10%의 농도로 첨가하여 제조한 FDM을 1 mg/mL의 농도가 되도록 각각 처리해 8시간 배양하여 고콜레스테롤 조건하에서 HepG2 세포내의 콜레스테롤 함량을 조사하였다.
본 연구에서는 Bacillus subtilis NUC1균주로 발효한 탈지대두 grits 발효물인 FD와 탈지대두 grits에 녹두를 2.5, 5, 10%로 각각 첨가하여 발효한 FDM을 각각 제조하여 in vitro 상에서의 콜레스테롤 개선능을 검색하였다. FD와 FDM군의 콜레스테롤 흡착능을 살펴본 결과, 모든 군에서 70% 이상의 흡착능을 보였다.
세포주를 이용한 총 콜레스테롤 함량 측정은 Park 등의 방법(29)을 일부 수정하여 HepG2 세포를 6-well plate(Corning, Lowell, MA, USA)에 DMEM(FBS 2%)을 사용하여 5×105 cell/mL로 분주하고, 24시간 배양하여 이를 PBS로 세척한 후 10 μg/mL의 콜레스테롤이 함유되어 있는 DMEM (FBS 0%) 배지에 추출물을 각각 첨가하여 8시간 배양하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 인간 유래의 간암 세포주인 HepG2는 한국세포주은행으로부터 분양 받았으며, 10% FBS와 1% antibiotics를 첨가한 DMEM(Dulbecco's modified eagle medium) 배지를 이용하여 5% CO2가 존재하는 37℃ incubator에서 2일에 한 번씩 계대 배양하였다.
탈지대두 grits(defatted soybean Grit, DSG)는 ADM사(Decatur, IL, USA)에서 구입하여 사용하였고, (주)NUC전자 바이오연구소의 보유균주인 B. subtilis NUC1균을 사용하여 실험하였다. 녹두를 첨가한 DSG 발효물의 제조는 증류수에 분말 녹두를 2.
데이터처리
실험결과는 통계처리 하여 평균치와 표준편차를 계산하였으며, 각 군 간의 유의성 검정은 SAS program(Version 8.0)을 이용하여 5% 수준에서 Duncan's multiple range test를 이용하여 통계분석 하였다.
이론/모형
Apolipoprotein의 분비능은 enzyme-linked immunosorbent법(31)으로 검색하였다. 먼저, HepG2 세포를 high glucose DMEM 배지에 5×105 cell/mL로 분주하고 시료를 처리한 뒤 24시간 후에 배양액을 96-well plate(Corning)에 50 μL/well로 분주하고 4℃에 방치하였다.
cell/mL로 분주하고, 24시간 배양하여 이를 PBS로 세척한 후 10 μg/mL의 콜레스테롤이 함유되어 있는 DMEM (FBS 0%) 배지에 추출물을 각각 첨가하여 8시간 배양하였다. 그 후 상층액을 취한 다음 1% 에탄올을 함유하는 PBS로 세포를 1회 세척하고 다시 에탄올이 첨가되지 않은 PBS로 세포를 3회 세척한 후 lysis 시켜 총 콜레스테롤 함량을 효소법에 의한 kit(AsanPharm)를 사용하여 흡광도를 측정하였고, 단백질은 Lowry 법(30)으로 정량하여 콜레스테롤 양을 산출하였다.
총 콜레스테롤 흡착능 측정은 효소법에 의한 kit(Asan-Pharm, Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였다. 시료 1 mL에 30 μg의 콜레스테롤을 첨가하여 25℃에서 20분 동안 잘 섞어준 후, 0.
성능/효과
5% FDM)은 90%의 가장 높은 흡착능을 보였다. 2.5% FDM군은 42%의 HMG-CoA reductase 저해활성을 보였고, 또한 HepG2 세포를 이용하여 측정한 세포 내의 콜레스테롤 함량과 apolipoprotein AⅠ, CⅢ의 개선효과에서도 가장 우수한 개선효과를 보였다. 따라서 2.
5, 5, 10%로 각각 첨가하여 발효한 FDM을 각각 제조하여 in vitro 상에서의 콜레스테롤 개선능을 검색하였다. FD와 FDM군의 콜레스테롤 흡착능을 살펴본 결과, 모든 군에서 70% 이상의 흡착능을 보였다. 특히 2.
HepG2 세포내로 콜레스테롤이 가장 잘 유입되는 조건을 측정한 결과, 콜레스테롤의 농도를 10 μg/mL, 8시간 배양했을 때 세포내 콜레스테롤 유입률이 가장 높은 것으로 나타나 이 조건으로 세포를 배양하였다.
5, 5, 10%의 농도로 첨가하여 제조한 FDM을 1 mg/mL의 농도가 되도록 각각 처리해 8시간 배양하여 고콜레스테롤 조건하에서 HepG2 세포내의 콜레스테롤 함량을 조사하였다. 각 배지조건으로 배양한 HepG2 세포 내액의 콜레스테롤을 정량하고 단백질 대비 평균값을 구한 결과, 녹두를 2.5, 5% 첨가한 FDM군에서 대조군에 비해 세포내의 콜레스테롤 농도가 유의적으로 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 녹두를 2.
3과 같이 나타났다. 녹두를 2.5% 첨가한 FDM군에서 약 42%의 가장 높은 저해활성을 나타내었고 5, 10% 첨가한 FDM군은 저해활성이 감소되는 것을 확인하였다. 이는 2.
2에 나타내었다. 녹두를 첨가한 FDM군 모두 콜레스테롤 흡착능은 70% 이상으로 높게 나타났으며, 특히 녹두를 2.5% 첨가하였을 때 90% 정도의 가장 높은 흡착능을 보였다. Kim 등의 보고(13)에 의하면 탈지대두 grits에서는 점질물이 측정되지 않았으나, Bacillus균에 의한 대두 발효물에는 3~5% 정도의 점질물이 생성되고, DSG 발효물에서는 20% 이상의 점질물을 함유한다고 보고하였다.
subtilis균의 발효가 억제되어 점질물 함량이 감소된 것으로 여겨진다. 따라서 2.5% 함량의 녹두 첨가가 최적 배양을 위한 첨가량으로 생각되었다.
5% 첨가한 FDM군에서 가장 낮은 분비량을 나타냈다. 따라서 녹두를 2.5% 첨가한 FDM군은 콜레스테롤의 역수송 운반체로서 항동맥경화 인자로 작용하는 HDL을 주로 구성하는 apolipoprotein AⅠ을 증가시키고 VLDL, IDL, HDL을 구성하고 동맥경화증의 위험성을 증가시키는 apolipoprotein CⅢ의 분비를 저해함을 확인할 수 있었다.
5, 5% 첨가한 FDM군에서 대조군에 비해 세포내의 콜레스테롤 농도가 유의적으로 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 녹두를 2.5~5% 첨가하여 발효시켰을 때 10% 첨가하여 발효시켰을 때보다 콜레스테롤 개선능이 더 높음을 알 수 있었다.
5에서와 같이 나타났다. 먼저, apolipoprotein AⅠ의 경우 녹두를 첨가하였을 때 분비량이 증가하였고, 특히 2.5%의 농도로 녹두를 첨가한 FDM군이 유의적으로 가장 높은 분비량을 나타냈다. 반면, apolipoprotein CⅢ의 분비량은 녹두를 2.
이와 같이 in vitro 상에서 FDM군의 콜레스테롤 개선능을 검색한 결과, 녹두를 2.5% 첨가하여 발효시킨 FDM의 콜레스테롤 조절능이 더 우수해지는 것을 확인하였다. 앞으로 녹두를 첨가하여 발효시키는 것에 대한 발효 적성평가와 활성성분 분석이 필요할 것으로 사료된다.
FD와 FDM군의 콜레스테롤 흡착능을 살펴본 결과, 모든 군에서 70% 이상의 흡착능을 보였다. 특히 2.5% 녹두를 첨가하여 발효시킨 FDM군(2.5% FDM)은 90%의 가장 높은 흡착능을 보였다. 2.
후속연구
5% 첨가하여 발효시킨 FDM의 콜레스테롤 조절능이 더 우수해지는 것을 확인하였다. 앞으로 녹두를 첨가하여 발효시키는 것에 대한 발효 적성평가와 활성성분 분석이 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹두의 구성 성분은?
한편 녹두는 단백질이 24.81%, 조섬유는 4.75%, 조회분은 4.17%, 당질은 46.04%가 함유되어있고 특히 지방은 0.82%로 극히 미량 함유되어 있다(18). 녹두에 관한 연구는 녹두의 비린내 발생 원인인 peroxidase(19,20), 렉틴(21) 및 flavonoid(22) 함량분석과 단백질의 질에 관한 연구(19,20,23), 항균활성(24), 그리고 혈중 콜레스테롤 저하 효과에 관한 연구(25) 등이 보고되었다.
대두의 고초균 발효 과정 중 생성되는 물질과 그 역할은 무엇인가?
또한 대두의 고초균 발효과정 중에 생성되는 점질물은 gamma-poly-glutamic acid(γ-PGA)와 fructose 중합체인 레반으로 구성되고(9), 이중 γ-PGA는 칼슘이 인과 결합한 불용성염 형성을 방지하여 칼슘 용해도를 증가시키며(10), 레반은 혈중지질 감소효과(11,12)를 나타낸다. 특히 60% 이상의 높은 단백질을 함유하고 있는 탈지대두 grits(defatted soybean grits, DSG) 발효물은 일반 청국장과 비교할 때 점질물과 단백질의 가수분해 정도를 나타내는 tyrosine 함량이 높으며(13), 항혈전 및 콜레스테롤 저하능이 우수하였다(14).
청국장과 비교할 때 탈지 대두 발효물의 알려진 효능은?
또한 대두의 고초균 발효과정 중에 생성되는 점질물은 gamma-poly-glutamic acid(γ-PGA)와 fructose 중합체인 레반으로 구성되고(9), 이중 γ-PGA는 칼슘이 인과 결합한 불용성염 형성을 방지하여 칼슘 용해도를 증가시키며(10), 레반은 혈중지질 감소효과(11,12)를 나타낸다. 특히 60% 이상의 높은 단백질을 함유하고 있는 탈지대두 grits(defatted soybean grits, DSG) 발효물은 일반 청국장과 비교할 때 점질물과 단백질의 가수분해 정도를 나타내는 tyrosine 함량이 높으며(13), 항혈전 및 콜레스테롤 저하능이 우수하였다(14). 최근 대두 발효물의 제조 시에 홍삼(15), 상황버섯(16), 양파(17) 등의 소재를 첨가하여 발효시키면 고지혈증 및 지질대사에 더 우수한 효능이 있음이 보고되고 있다.
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