$Monascus$$pilosus$에 의한 발효뽕잎차(FMM: fermented mulberry leaves tea)의 monacolin K 함량, citrinin의 유무, 관능적 품질, total polyphenol 및 total flavonoid의 함량, ROS 생성계 효소인 xanthine oxidase 저해활성 및 ROS 소거계 효소류의 활성을 건조뽕잎(UFM: unfermented mulberry leaves)과 비교하였다. FMM은 UFM에 비하여 색상 기호도 및 종합적 기호도가 유의적으로 높았다. FMM에 함유된 total monacolin K 함량은 0.056%(dry basis)로 활성형이 83.93%를 차지하였으며 citrinin은 검출되지 않았다. Total polyphenol과 total flavonoid의 함량 모두 UFM에서 현저히 높았다. XO 저해활성과 SOD 유사활성은 농도에 비례하여 높았으며 UFM이 FMM에 비하여 높았다. 전자공여능과 ferric-reducing antioxidant power(FRAP)의 경우도 UFM과 FMM 모두에서 농도에 비례하여 증가하였으나, UFM에서 FMM에 비하여 현저히 증가하였다. Ferrous iron chelating 활성의 경우에도 추출물의 첨가 농도에 비례하여 증가하였고 그 증가의 정도는 UFM이 FMM에 비해 더욱 강하게 나타났으나, 4.0 mg/mL 이상의 농도에서는 감소하였다. 한편 polyphenol 또는 flavonoid 함량 당의 XO 저해활성과 SOD 유사활성 및 FRAP는 FMM이 UFM에 비하여 현저하게 높았다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 뽕잎을 $M.$$pilosus$로 발효시킨 FMM은 홍국의 기능성을 가짐과 더불어 상당히 강한 항산화능과 기호성을 관찰할 수 있어 ROS로 야기될 수 있는 여러 질병의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있는 기초자료가 될 것이라 사료된다.
$Monascus$$pilosus$에 의한 발효뽕잎차(FMM: fermented mulberry leaves tea)의 monacolin K 함량, citrinin의 유무, 관능적 품질, total polyphenol 및 total flavonoid의 함량, ROS 생성계 효소인 xanthine oxidase 저해활성 및 ROS 소거계 효소류의 활성을 건조뽕잎(UFM: unfermented mulberry leaves)과 비교하였다. FMM은 UFM에 비하여 색상 기호도 및 종합적 기호도가 유의적으로 높았다. FMM에 함유된 total monacolin K 함량은 0.056%(dry basis)로 활성형이 83.93%를 차지하였으며 citrinin은 검출되지 않았다. Total polyphenol과 total flavonoid의 함량 모두 UFM에서 현저히 높았다. XO 저해활성과 SOD 유사활성은 농도에 비례하여 높았으며 UFM이 FMM에 비하여 높았다. 전자공여능과 ferric-reducing antioxidant power(FRAP)의 경우도 UFM과 FMM 모두에서 농도에 비례하여 증가하였으나, UFM에서 FMM에 비하여 현저히 증가하였다. Ferrous iron chelating 활성의 경우에도 추출물의 첨가 농도에 비례하여 증가하였고 그 증가의 정도는 UFM이 FMM에 비해 더욱 강하게 나타났으나, 4.0 mg/mL 이상의 농도에서는 감소하였다. 한편 polyphenol 또는 flavonoid 함량 당의 XO 저해활성과 SOD 유사활성 및 FRAP는 FMM이 UFM에 비하여 현저하게 높았다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 뽕잎을 $M.$$pilosus$로 발효시킨 FMM은 홍국의 기능성을 가짐과 더불어 상당히 강한 항산화능과 기호성을 관찰할 수 있어 ROS로 야기될 수 있는 여러 질병의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있는 기초자료가 될 것이라 사료된다.
This study was carried out to investigate the contents of monacolin K and citrinin, along with the sensory quality and antioxidant activity of mulberry leaf tea fermented by $Monascus$$pilsous$ (FMM). Total monacolin K content of FMM was 0.058%, but citrinin was not detected. ...
This study was carried out to investigate the contents of monacolin K and citrinin, along with the sensory quality and antioxidant activity of mulberry leaf tea fermented by $Monascus$$pilsous$ (FMM). Total monacolin K content of FMM was 0.058%, but citrinin was not detected. Redness of brewed FMM was remarkably higher than that of unfermented mulberry leaf tea (UFM). In sensory evaluation of brewed FMM, while astringent taste and savory taste were lower, flavor, color, and overall acceptability were significantly higher than those of UFM. Total polyphenol contents of UFM and FMM were 83.1 and 23.61 mg/g (dry basis), total flavonoid contents of UFM and FMM were 17.96 and 3.99 mg/g (dry basis), respectively. Xanthine oxidase (XO) inhibitory activity and superoxide dismutase (SOD)-like activity of FMM were lower than those of UFM. Electron-donating ability and ferric-reducing antioxidant power of FMM were slightly lower than those of UFM. However, the antioxidant activities of FMM per polyphenol content were markedly higher than those of UFM. These results suggest that FMM may scavenge excessive reactive oxygen spices (ROS) via inhibition of XO and SOD-like activity. Furthermore, FMM demonstrated relatively higher acceptability and antioxidant ability along with functionality of $Hongguk$ (red yeast rice), and therefore could be utilized to prevent various ROS-induced diseases.
This study was carried out to investigate the contents of monacolin K and citrinin, along with the sensory quality and antioxidant activity of mulberry leaf tea fermented by $Monascus$$pilsous$ (FMM). Total monacolin K content of FMM was 0.058%, but citrinin was not detected. Redness of brewed FMM was remarkably higher than that of unfermented mulberry leaf tea (UFM). In sensory evaluation of brewed FMM, while astringent taste and savory taste were lower, flavor, color, and overall acceptability were significantly higher than those of UFM. Total polyphenol contents of UFM and FMM were 83.1 and 23.61 mg/g (dry basis), total flavonoid contents of UFM and FMM were 17.96 and 3.99 mg/g (dry basis), respectively. Xanthine oxidase (XO) inhibitory activity and superoxide dismutase (SOD)-like activity of FMM were lower than those of UFM. Electron-donating ability and ferric-reducing antioxidant power of FMM were slightly lower than those of UFM. However, the antioxidant activities of FMM per polyphenol content were markedly higher than those of UFM. These results suggest that FMM may scavenge excessive reactive oxygen spices (ROS) via inhibition of XO and SOD-like activity. Furthermore, FMM demonstrated relatively higher acceptability and antioxidant ability along with functionality of $Hongguk$ (red yeast rice), and therefore could be utilized to prevent various ROS-induced diseases.
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제안 방법
Monascus pilosus에 의한 발효뽕잎차(FMM: fermented mulberry leaves tea)의 monacolin K 함량, citrinin의 유무, 관능적 품질, total polyphenol 및 total flavonoid의 함량, ROS 생성계 효소인 xanthine oxidase 저해활성 및 ROS 소거계 효소류의 활성을 건조뽕잎(UFM: unfermented mulberry leaves)과 비교하였다.
TP(total polyphenol), TF(total flavonoid) 함량 및 항산화능 분석시료의 추출은 UFM과 FMM 각 1～5 g에 70% ethanol을 가하여 100 mL로 채운 후 4℃에서 5일간 방치하여 추출하였으며, 여과지(Advantec 5B, Toyo Roshi Kaisha, Tokyo, Japan)로 여과한 여액을 분석용 시액으로 사용하였다.
WSS(water soluble substance) 및 ESS(ethanol soluble substance)의 함량은 UFM 및 FMM 각 1 g에 증류수 또는 70% ethanol을 가하여 100 mL로 채워 10분간 끓인 후 최종적으로 100 mL로 정용하고 여과한 여액 50 mL을 취하여 건조 중량을 측정하였다.
뽕잎의 발효는 Fig. 1에서와 같이 생 뽕잎을 1×2 cm 크기로 자른 후 40℃에서 2일간 건조시켰으며(unfermented mulberry leaves: UFM), 발효는 건조시킨 뽕잎에 물을 가하여 총 수분 함량이 29%가 되게 조절한 후 2 L들이 polypropylene bag에 500 g씩 넣고 air filter를 부착하여 121℃에서 90분간 살균하였다.
우린 차의 색상은 차 추출기(Damian Tea Co., Anyang, Korea)에 UFM 및 FMM 각 1 g씩을 넣고 끓는 물 100 mL를 가하여 3분간 우려낸 차를 색차계(Chromameter CR-200, Minolta, Tokyo, Japan)로 밝기(L*: lightness), 적색도(a*: redness), 황색도(b*: yellowness) 및 hue angle(H°)을 측정하였다.
즉, UFM과 FMM 각 2 g씩을 취하여 커피여과지(Fine filters, Sungilunders Co., Gyeonggi-do, Korea)에 담아 차 추출기(Damian Tea Co.)에 넣은 후 끓는 물 200 mL로 채운 후 3분간 우려 우린차로 헹궈 낸 백색 도자기 찻잔에 30 mL씩 부어 제공(70±2℃)하였다.
차의 관능검사는 (사)우리차문화연합회 회원 25명으로 구성된 관능요원에 의하여 단맛, 신맛, 떫은맛, 구수한맛은 강도로 아주 낮다(1점), 낮다(2점), 보통이다(3점), 강하다(4점), 아주 강하다(5점)로 나타내었으며, 냄새기호도, 색상기호도 및 종합적 기호도는 아주 싫다(1점), 싫다(2점), 보통이다(3점), 좋다(4점), 아주 좋다(5점)로 평가하였다. 패널은 전통차의 이론과 실기교육을 담당하고 있는 40～60세의 여성으로 매주 2시간씩 4주간 상기의 묘사어를 중심으로 강도와 기호도에 대하여 훈련을 실시한 후 본 평가를 행하였다.
최근 본 연구자들은 Monascus속 미생물을 액체배양 하여 얻은 균사체의 ethanol 추출물이 고지방식이로 유도한 비만흰쥐에서의 항비만 효과(25)와 비만으로 손상된 간의 기능을 증진시키는 효과를 관찰한 바 있으며(26) 본 연구에서는 M. pilosus를 이용한 발효 뽕잎차의 관능적 품질특성과 monacolin K의 함량 및 항산화 활성을 비발효 뽕잎의 경우와 비교하였다.
차의 관능검사는 (사)우리차문화연합회 회원 25명으로 구성된 관능요원에 의하여 단맛, 신맛, 떫은맛, 구수한맛은 강도로 아주 낮다(1점), 낮다(2점), 보통이다(3점), 강하다(4점), 아주 강하다(5점)로 나타내었으며, 냄새기호도, 색상기호도 및 종합적 기호도는 아주 싫다(1점), 싫다(2점), 보통이다(3점), 좋다(4점), 아주 좋다(5점)로 평가하였다. 패널은 전통차의 이론과 실기교육을 담당하고 있는 40～60세의 여성으로 매주 2시간씩 4주간 상기의 묘사어를 중심으로 강도와 기호도에 대하여 훈련을 실시한 후 본 평가를 행하였다. 즉, UFM과 FMM 각 2 g씩을 취하여 커피여과지(Fine filters, Sungilunders Co.
대상 데이터
M. pilosus 배양액은 glucose(5%), peptone(2%), KH2PO4(0.8%), MgSO4·7H2O(0.05%), CH3COOK(0.2%), NaCl(0.1%)을 함유하는 배지에 균주를 접종하여 150 rpm의 진탕배양기에서 10일간 배양하여 사용하였다.
실험용 뽕잎(M. alba leaves)은 2011년 9월에 채취한 것으로 새아침영농조합법인(경북 상주시)에서 제공받았으며, 균주는 한국종균협회에서 분양받은 M. pilosus IFO 4480을 사용하였다.
, Palo Alto, CA, USA)로 gradient를 행하였다. 표준품 monacolin K(lovastatin lactone form, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)는 75% ethanol에 용해하여 사용하였다. 이때 column은 Waters 120 ODS-AP(5 μm, 4.
데이터처리
분석은 3회 반복으로 실험하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 관능검사는 관능요원 25명의 평균값과 표준편차로 나타내었다. 유의성 검증은 version 12의 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc.
유의성 검증은 version 12의 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package program을 이용하여 Duncan's multiple range test 및 t-test를 행하였다.
이론/모형
Blois(33)의 방법에 따라 시료추출액 0.2 mL에 0.4 mM DPPH(1,1-diphenyl-2- picryl-hydrazyl)용액 0.8 mL를 가하여 10분간 방치한 다음 525 nm에서 흡광도를 측정하였으며 계산식, electron donating ability(%)＝[1－(시료흡광도/ 대조구흡광도)]×100에 의하여 활성도를 산출하였다.
Roman과 Vladimir(27)의 방법에 따라 HPLC(Series 1200, Agilent Technologies Co., Ltd., Palo Alto, CA, USA)로 gradient를 행하였다. 표준품 monacolin K(lovastatin lactone form, Sigma-Aldrich Co.
)의 검량 선에 의하여 함량을 산출하였다. Total flavonoid 함량은 Meda 등(30)의 방법에 따라 시료추출액 1 mL에 2% aluminum chloride 1 mL와 50% ethanol 1 mL를 혼합하여 실온에서 10분간 반응시킨 다음 415 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준품 naringin(Sigma-Aldrich Co.)의 검량선에 의하여 함량을 산출하였다.
Total polyphenol 함량은 Minussi 등(29)의 방법에 따라 시료추출액 100 μL에 2% sodium carbonate 2 mL와 50% Folin-Ciocalteu reagent 100 μL를 가한 후 720 nm에서 흡광도를 측정하였으며, gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)의 검량 선에 의하여 함량을 산출하였다.
XO(xanthine oxidase) 저해활성은 우유로부터 정제한 효소원(31)을 이용하여 Stirpe와 Della Corte(32)의 방법에 따라 효소가 기질인 xanthine을 uric acid로의 전환을 억제하는 정도를 저해율 %로 나타내었다.
성능/효과
FMM은 UFM에 비하여 색상 기호도 및 종합적 기호도가 유의적으로 높았다. FMM에 함유된 total monacolin K 함량은 0.056%(dry basis)로 활성형이 83.93%를 차지하였으며 citrinin은 검출되지 않았다. Total polyphenol과 total flavonoid의 함량 모두 UFM에서 현저히 높았다.
3과 같다. FMM의 total polyphenol 함량은 23.61 mg/g(dry basis)으로 UFM의 83.10 mg/g(dry basis)의 28.41%에 불과하였으며, total flavonoid의 함량은 3.99 mg/g(dry basis)으로 UMM의 22.22%에 불과하여 발효과정에서 큰 폭으로 감소하였다. 이와 같은 현상은 차잎을 발효시켰을 때 polyphenol 성분이 산화되어 감소한다는 Zuo 등(46)의 결과와 유사하였다.
건조뽕잎(UFM)과 발효뽕잎차(FMM)를 시료로 하여 monacolin K와 citrinin을 분석한 결과는 Table 1과 같다. FMM의 총 monacolin K의 함량은 0.056%이었으며 활성형인 acid form이 0.047%, 비활성형인 lactone form이 0.009%로 acid form이 83.93%를 차지하였다. Monascus속 미생물을 번식시킨 홍국에서도 활성형과 비활성형이 공존하는 것으로 알려져 있다(37).
7A). Ferrous iron chelating 활성은 UFM와 FMM 추출물 모두 1～3 mg/mL에서는 농도에 비례하여 증가하는 경향이었으나 그 이상의 농도에서는 감소하는 경향을 보였으며, 3 mg/mL에서의 활성은 UFM과 FMM이 각각 59.33% 및 54.91%로 유사한 값을 나타내었다 (Fig. 7B).
93%를 차지하였으며 citrinin은 검출되지 않았다. Total polyphenol과 total flavonoid의 함량 모두 UFM에서 현저히 높았다. XO 저해활성과 SOD 유사활성은 농도에 비례하여 높았으며 UFM이 FMM에 비하여 높았다.
UFM과 FMM 다 같이 농도 비례적으로 높아지는 경향을 나타내었으며 500 μg/mL의 농도에서 UFM은 51.82%, FMM은 46.36%의 저해활성을 나타내었다.
7에서는 UFM과 FMM 추출물에 대한 SOD 유사활성 및 ferrous iron chelating 활성을 조사하였다. UFM과 FMM 모두 농도에 비례하여 SOD 유사활성이 증가하는 경향을 나타내었으며, UFM이 FMM에 비하여 1.04～1.52배가 높은 활성을 나타내었다(Fig. 7A). Ferrous iron chelating 활성은 UFM와 FMM 추출물 모두 1～3 mg/mL에서는 농도에 비례하여 증가하는 경향이었으나 그 이상의 농도에서는 감소하는 경향을 보였으며, 3 mg/mL에서의 활성은 UFM과 FMM이 각각 59.
5 및 6과 같다. UFM과 FMM 모두 농도에 비례하여 증가하는 경향을 보였으며 전자공여능과 FRAP 모두 UFM의 경우가 FMM에 비하여 3.41～5.85배의 높은 활성을 보였다(Fig. 5). 이와 같은 현상은 발효에의하여 항산화력이 높은 polyphenol 성분들이 크게 감소하는 반면 theaflavins 또는 thearubigins와 같은 polyphenol의 산화중합체가 생성되기 때문이라 해석된다(63).
2와 같다. UFM의 WSS 함량(Fig. 2A)은 24.20%(w/w)인데 비하여 FMM에서는 28.25%(w/w)로 유의적인 차이를 나타내었으나, ESS 함량(Fig. 2B)은 UFM(12.03%, w/w)과 FMM(11.34%, w/w)과의 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 따라서 뽕잎의 발효 중 비수용성 물질이 수용성으로 전환되는 것으로 사료된다.
Total polyphenol과 total flavonoid의 함량 모두 UFM에서 현저히 높았다. XO 저해활성과 SOD 유사활성은 농도에 비례하여 높았으며 UFM이 FMM에 비하여 높았다. 전자공여능과 ferric-reducing antioxidant power(FRAP)의 경우도 UFM과 FMM 모두에서 농도에 비례하여 증가하였으나, UFM에서 FMM에 비하여 현저히 증가하였다.
0 mg/mL 이상의 농도에서는 감소하였다. 한편 polyphenol 또는 flavonoid 함량 당의 XO 저해활성과 SOD 유사활성 및 FRAP는 FMM이 UFM에 비하여 현저하게 높았다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 뽕잎을 M.
66점)에 비하여 낮은 것으로 나타났으나 상호 유의적인 차이를 보이지 않았다. 한편 색상과 종합적인 기호도에서는 FMM이 UFM에 비하여 높았다.
후속연구
한편 polyphenol 또는 flavonoid 함량 당의 XO 저해활성과 SOD 유사활성 및 FRAP는 FMM이 UFM에 비하여 현저하게 높았다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 뽕잎을 M. pilosus로 발효시킨 FMM은 홍국의 기능성을 가짐과 더불어 상당히 강한 항산화능과 기호성을 관찰할 수 있어 ROS로 야기될 수 있는 여러 질병의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있는 기초자료가 될 것이라 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
monacolin K는 어떤 효과가 있는가?
한편, Monascus속 곰팡이는 전통적으로 홍국의 제조에 이용되어 왔으며 아시아 여러 나라에서는 식품의 보존과 질병치료에 사용하고(14), cholesterol 생합성을 저해하는 monacolin K, mevinolin 및 lovastatin과 같은 statin계 성분을 생합성 함으로써 동맥경화의 예방에 사용하며(15) 골 형성 촉진 및 골절률 감소효과가 있는 것으로 보고되고 있다 (16). 특히, monacolin K는 항진균, 항당뇨, 항고혈압, 항콜레스테롤 및 항암 등의 효과가 있으며(17-21) rubropuntain, monascorubin, monascin, ankaflavin, rubropunctamine 및 monascorubramine(14,22) 등의 색소 성분은 항균 및 항암효과가 알려져 있다(23,24).
뽕나무의 뽕잎은 여타의 천연소재들에 비해 어떤 성분이 다량 함유되어있는가?
뽕나무(Morus alba)는 예로부터 잎, 열매, 껍질 및 뿌리 모두를 식·의약 소재로 사용해 왔으며, 특히 수확량이 많은 잎은 당뇨병과 뇌졸중에 효과가 있는 것으로 알려져 있다 (1). 또한 뽕잎은 여타의 천연소재들에 비하여 높은 양의 γaminobutyric acid와 rutin이 함유되어 있어 노인성 치매와 동맥경화를 예방하는 효과가 있고(2,3), 혈압상승을 억제할뿐만 아니라 식욕조절을 통한 항비만 효과와 항암, 항산화, 항염 및 항고지혈 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다(4-8). 이와 같은 다양한 생리활성 때문에 뽕잎을 다각적으로 활용코자하는 연구들이 많이 이루어지고 있다(9-11).
높은 양의 γaminobutyric acid와 rutin은 어떤 효능이 있는가?
뽕나무(Morus alba)는 예로부터 잎, 열매, 껍질 및 뿌리 모두를 식·의약 소재로 사용해 왔으며, 특히 수확량이 많은 잎은 당뇨병과 뇌졸중에 효과가 있는 것으로 알려져 있다 (1). 또한 뽕잎은 여타의 천연소재들에 비하여 높은 양의 γaminobutyric acid와 rutin이 함유되어 있어 노인성 치매와 동맥경화를 예방하는 효과가 있고(2,3), 혈압상승을 억제할뿐만 아니라 식욕조절을 통한 항비만 효과와 항암, 항산화, 항염 및 항고지혈 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다(4-8). 이와 같은 다양한 생리활성 때문에 뽕잎을 다각적으로 활용코자하는 연구들이 많이 이루어지고 있다(9-11).
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