미나리 발효액과 미나리 발효액을 이용한 식초의 특성 분석 및 glioma C6 세포에서 산화적 손상에 대한 보호 효과 Characteristics of Fermented Dropwort Extract and Vinegar Using Fermented Dropwort Extract and Its Protective Effects on Oxidative Damage in Rat Glioma C6 Cells원문보기
본 연구에서는 효모를 이용하여 제조한 미나리 천연 식초 및 원료로 사용된 미나리 발효액의 유리당, 유기산, 아미노산 함량을 측정하였으며, 미나리 식초의 뇌 기능 개선 관련 기능성을 확인하기 위하여 C6 흰쥐 신경아교세포를 이용하여 산화적 손상에 대한 보호 효과를 검토하였다. 미나리 식초는 약 5%의 초산을 함유하였으며 glucose는 검출되지 않아 초산발효가 잘 이루어진 것을 알 수 있다. 또한 유리 아미노산의 함량은 높지 않았으나 그 중 aspartic acid, arginine 그리고 valine이 주요 유리 아미노산으로 나타났으며, 발효액에서는 aspartic acid, alanine, GABA의 순으로 나타났다. 총 아미노산은 식초에서는 glutamic acid와 glutamine의 함량이 가장 높았으며, 발효액의 경우 aspartic acid와 asparagine이 주요 총 아미노산으로 나타났다. 미나리 식초의 효능을 평가하기 위하여 식초를 동결 건조하여 분말화한 식초의 산화적 손상에 대한 뇌 신경세포 보호 효과를 측정한 결과, 발효액과 식초 모두 C6 세포에 대한 독성은 없었으며 t-BHP 및 $H_2O_2$에 의한 세포 생존율 저하를 유의적으로 억제하는 효과를 확인하였다.
본 연구에서는 효모를 이용하여 제조한 미나리 천연 식초 및 원료로 사용된 미나리 발효액의 유리당, 유기산, 아미노산 함량을 측정하였으며, 미나리 식초의 뇌 기능 개선 관련 기능성을 확인하기 위하여 C6 흰쥐 신경아교세포를 이용하여 산화적 손상에 대한 보호 효과를 검토하였다. 미나리 식초는 약 5%의 초산을 함유하였으며 glucose는 검출되지 않아 초산발효가 잘 이루어진 것을 알 수 있다. 또한 유리 아미노산의 함량은 높지 않았으나 그 중 aspartic acid, arginine 그리고 valine이 주요 유리 아미노산으로 나타났으며, 발효액에서는 aspartic acid, alanine, GABA의 순으로 나타났다. 총 아미노산은 식초에서는 glutamic acid와 glutamine의 함량이 가장 높았으며, 발효액의 경우 aspartic acid와 asparagine이 주요 총 아미노산으로 나타났다. 미나리 식초의 효능을 평가하기 위하여 식초를 동결 건조하여 분말화한 식초의 산화적 손상에 대한 뇌 신경세포 보호 효과를 측정한 결과, 발효액과 식초 모두 C6 세포에 대한 독성은 없었으며 t-BHP 및 $H_2O_2$에 의한 세포 생존율 저하를 유의적으로 억제하는 효과를 확인하였다.
The quality of fermented dropwort extract (FDE) and fermented dropwort vinegar (FDV) was assessed for free sugar, organic acid and free and total amino acid content. Major organic acids were lactic acid in FDE and acetic acid in FDV. Free sugars in FDE were fructose and glucose, and those in FDV wer...
The quality of fermented dropwort extract (FDE) and fermented dropwort vinegar (FDV) was assessed for free sugar, organic acid and free and total amino acid content. Major organic acids were lactic acid in FDE and acetic acid in FDV. Free sugars in FDE were fructose and glucose, and those in FDV were fructose, sucrose, and maltose. Aspartic acid was the major free amino acid in both FDE and FDV. Additionally, the main free amino acids in FDE were alanine and ${\gamma}$-amino-n-butyric acid (GABA), while those in FDV were arginine and valine. Moreover, to investigate the protective effects of FDE and FDV against oxidative stress induced by t-BHP and $H_2O_2$, C6 cells were treated with FDE or FDV prior to inducing the oxidative damage. FDE and FDV inhibited cell death significantly in a dose-dependent manner. These data imply that FDE and FDV may be effective in neuronal cell protection against oxidative damage.
The quality of fermented dropwort extract (FDE) and fermented dropwort vinegar (FDV) was assessed for free sugar, organic acid and free and total amino acid content. Major organic acids were lactic acid in FDE and acetic acid in FDV. Free sugars in FDE were fructose and glucose, and those in FDV were fructose, sucrose, and maltose. Aspartic acid was the major free amino acid in both FDE and FDV. Additionally, the main free amino acids in FDE were alanine and ${\gamma}$-amino-n-butyric acid (GABA), while those in FDV were arginine and valine. Moreover, to investigate the protective effects of FDE and FDV against oxidative stress induced by t-BHP and $H_2O_2$, C6 cells were treated with FDE or FDV prior to inducing the oxidative damage. FDE and FDV inhibited cell death significantly in a dose-dependent manner. These data imply that FDE and FDV may be effective in neuronal cell protection against oxidative damage.
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문제 정의
본 연구에서는 전보의 미나리 발효액의 간세포 보호 효과에 대한 연구(37)에 이어서 미나리 발효액을 이용하여 제조한 미나리 식초의 기본적인 품질 특성 및 발효액 및 식초의 뇌신경세포의 산화적 손상에 대한 보호 효과에 대하여 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 효모를 이용하여 제조한 미나리 천연 식초 및 원료로 사용된 미나리 발효액의 유리당, 유기산, 아미노산 함량을 측정하였으며, 미나리 식초의 뇌 기능 개선 관련 기능성을 확인하기 위하여 C6 흰쥐 신경아교세포를 이용하여 산화적 손상에 대한 보호 효과를 검토하였다. 미나리 식초는 약 5%의 초산을 함유하였으며 glucose는 검출되지 않아 초산발효가 잘 이루어진 것을 알 수 있다.
제안 방법
2회의 여과 후 얻어진 상등액을 90℃에서 40초 동안 순간살균한 후 냉각시키며, 1.0 µm 필터를 이용하여 3차 여과를 수행하여 미나리 발효초를 제조하였다.
C6 세포에 대한 시료 자체의 독성 및 t-BHP와 H2O2에 의해 유도된 세포독성을 측정하기 위해 MTT assay를 실시하였다. C6세포를 96 well plate에 5×104/well로 분주하고, 37℃, 5% CO2 incubator에서 24시간 동안 배양하였다.
Phenylisothiocyanate (PITC)로 유도체를 만들고 시료를 완전히 건조한 후 200 µL의 용매 A (140 mM NaHAc, 0.1% TEA, 6% CH3CN, pH 6.1)에 용해, 원심분리한 후 시료로 시용하였다.
미나리 발효액 및 분말화한 미나리 식초의 뇌 신경세포의 산화적 손상에 대한 보효 효과를 알아보기 위하여, 먼저 C6 세포 생존율에 미치는 시료의 영향, t-BHP 및 H2O2 처리에 의한 손상 유발 효과와 시료 전처리의 세포 생존율에 대한 영향을 알아보았다. 발효액과 분말 식초의 농도가 증가함에 따라 세포 생존이 감소하는 경향을 나타내었으나 유의적인 차이는 없었다(Fig.
미나리 발효초(1 kg)의 효능 평가를 위하여 동결건조하여 분말(22.70 g)을 제조하여 −20℃에서 보관하면서 생리활성을 측정하였다.
미나리 천연 식초를 제조하여 조미용 또는 음료 베이스로 활용하기 위하여 3년 숙성된 미나리 발효액을 효모와 초산균을 이용하여 식초를 제조하였다. 제조한 식초의 기본적인 품질 특성을 검토하기 위하여 유기산 함량을 3회 측정한 결과, 미나리발효액 및 식초의 산도는 2.
미나리를 깨끗이 수세한 후 세척 및 살균된 옹기에 넣고 흑설탕을 이용하여 상온에서 1년간 방치하면서 자연발효가 일어나도록 하여 미나리발효액을 준비한 후, 이 발효액만을 저장용기에 옮겨 4℃ 냉장실에서 냉장보관하면서 2년간 더 숙성시켜 미나리 발효액을 제조하였다. 미나리 발효액과 (주)생생초에서 제공 받은 효모(S.
배양 종료 후 상등액을 제거하고 각 well에 100 µL의 DMSO를 첨가하여 생성된 formazan 결정을 용해시켜 microplate reader로 550 nm에서 흡광도를 측정하였고, 세포독성은 시료의 흡광도를 대조군의 흡광도에 대한 백분율로 나타내었다.
시료 1g을 100 mL 증류수로 교반 후, 3,000 rpm에서 30분간 원심분리하고 상층액을 여과하여 HPLC (Waters 1695, Waters Co., Milford, MA, USA)로 정량분석하였다. 이때 사용한 컬럼은 Capcellmpak C18 (UG120) (150×4.
시료 5g을 25 mL 증류수와 아세토니트릴 50 mL로 정용한 후, 3,000 rpm에서 15분간 원심분리하고 상층액을 여과하여 HPLC (Waters 1695)로 정량분석 하였다. 이때 사용한 컬럼은 SugarpakTM1 (6.
이때 사용한 컬럼은 Capcellmpak C18 (UG120) (150×4.6, 5 µm), 검출기는 UV detector (Waters series 2487, 210 nm)를 사용하였고, 이동상은 용매 A (50 mM sodium hexasulfonate, 20 mM H3PO4)와 용매 B (distilled H2O)를 gradient법으로 용매 이동속도 1.0 mL/min, 시료 주입량 10 µL, 컬럼 온도 25℃의 조건으로 측정하였다.
이때 사용한 컬럼은 Waters Nova-Pak C184 µm (3.9×300mm), 검출기는 UV detector (HP Agilent 1100 HPLC, GMI, MN, USA)를 사용하여 254 nm에서 측정하였고, 이 동상은 용매 A와 용매 B (60% CH3CN)를 gradient법으로 용매 이동속도 1.0 mL/min, 시료 주입량 10 µL, 컬럼 온도 46℃의 조건으로 측정하였다.
즉, 상기 미나리 발효액(52°Bx)을 정제수를 이용하여 실온에서 12°Bx로 희석한 후, 효모를 접종하여 알코올 발효를 수행하고, 초산균을 접종하여 초산발효를 수행하였다.
대상 데이터
미나리를 깨끗이 수세한 후 세척 및 살균된 옹기에 넣고 흑설탕을 이용하여 상온에서 1년간 방치하면서 자연발효가 일어나도록 하여 미나리발효액을 준비한 후, 이 발효액만을 저장용기에 옮겨 4℃ 냉장실에서 냉장보관하면서 2년간 더 숙성시켜 미나리 발효액을 제조하였다. 미나리 발효액과 (주)생생초에서 제공 받은 효모(S. cerevisiae, KCTC 18224P)와 초산균(Gluconobacter sp. KSH-B1, KCTC 18223P)을 이용하여 미나리 발효식초를 제조하였다. 즉, 상기 미나리 발효액(52°Bx)을 정제수를 이용하여 실온에서 12°Bx로 희석한 후, 효모를 접종하여 알코올 발효를 수행하고, 초산균을 접종하여 초산발효를 수행하였다.
본 실험에 사용한 C6 흰쥐 신경아교세포(astroglioma cells)는 한국세포주은행(KCLB, Seoul, Korea)에서 구입하였으며, 10% FBS, 1% penicillin 및 streptomycin이 포함된 dulbecco’s modified eagle medium (DMEM, Gibco-BRL, Rockville, MD, USA)을 사용하여 37℃, 5% CO2 조건 하에서 배양하였다.
본 연구에 사용된 미나리는 비슬청록농장(Daegu, Korea)으로부터 제공받았으며, 흑설탕은 CJ 제일제당(CJ Cheiljedang Co., Seoul, Korea)으로부터 구입하였다. 세포 배양에 사용된 Eagle’s Minimum Essential Medium (MEM) 배지와 antibiotics, fetal bovine serum (FBS)은 Gibco BRL (Rocksville, TN, USA)로부터 구입하였다.
세포 배양에 사용된 Eagle’s Minimum Essential Medium (MEM) 배지와 antibiotics, fetal bovine serum (FBS)은 Gibco BRL (Rocksville, TN, USA)로부터 구입하였다.
세포 배양에 사용된 Eagle’s Minimum Essential Medium (MEM) 배지와 antibiotics, fetal bovine serum (FBS)은 Gibco BRL (Rocksville, TN, USA)로부터 구입하였다. 세포 생존율 측정에 사용한 3-(4,5-dimethyl-thiazol-2- yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide (MTT)는 Amresco (Solon, OH, USA)로부터, tert-butylhydroperoxide (t-BHP)와 hydrogen peroxide (H2O2)는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였다.
데이터처리
실험결과 Fig. 1의 통계분석은 SAS program을 이용한 일원분산분석법을 실시하여 Duncan’s multiple range test에 의해 시료간의 유의적 차이(p<0.05)를 검정하였다.
이론/모형
Protective effects of FDE and FDV on cell viability (A) against t-BHP- (B) and H2O2- (C) induced oxidative damage in C6 glial cells. Cell viability was measured by MTT assay. Cells were incubated for 15 h before the addition of t-BHP or H2O2.
성능/효과
t-BHP 처리 시 C6 세포 생존율이 약 30%로 감소하였으며, 발효액으로 세포를 15시간 정도 손상 유발 전에 처리한 결과 발효액 10, 100, 1,000 µg/mL에서 각각 53.5±3.9, 58.7±2.2, 68.5±3.5%와 식초 10, 100, 1,000 µg/mL에서 각각 55.3±2.4, 69.0±3.2, 76.5±4.0%로 세포 생존율이 시료 처리 시 농도 증가에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다(Fig. 1B).
미나리 식초는 약 5%의 초산을 함유하였으며 glucose는 검출되지 않아 초산발효가 잘 이루어진 것을 알 수 있다. 또한 유리 아미노산의 함량은 높지 않았으나 그 중 aspartic acid, arginine 그리고 valine이 주요 유리 아미노산으로 나타났으며, 발효액에서는 aspartic acid, alanine, GABA의 순으로 나타났다. 총 아미노산은 식초에서는 glutamic acid와 glutamine의 함량이 가장 높았으며, 발효액의 경우 aspartic acid와 asparagine이 주요 총 아미노산으로 나타났다.
또한, H2O2에 의해 C6 세포 생존율은 25.3±2.4%로 감소하였으며, 산화적 손상에 대한 보호 효과는 발효액 10, 100, 1,000 µg/mL에서 각각 38.1±2.1, 42.6±1.1, 45.1±3.0%와 식초 10, 100, 1,000 µg/mL에서 각각 44.9±3.3, 53.1±2.6, 56.8±1.3%로 시료 처리에 의해 유의적인 세포 손상 억제 효과를 갖는 것을 확인하였다(Fig. 1C).
미나리 발효액과 식초의 유리 아미노산 조성을 1회 분석한 결과(Table 3), 유리 아미노산 함유량은 발효액 768.63 µg/mL, 식초 11.63 µg/mL으로 식초에서 크게 감소하였으며, 그 중 가장 많이 함유된 아미노산은 미나리 발효액(162.96 µg/mL)과 식초(4.01 µg/mL)에서 모두 aspartic acid로 나타났다.
미나리 식초의 유리당 함량을 3회 측정하여 Table 2에 나타내었다. 미나리 발효액에는 fructose (20.4%)와 glucose (20.2%)의 함량이 높았으며 sucrose는 검출되지 않았다. 이를 이용한 발효초의 경우 유리당의 함량은 감소하여 fructose 0.
총 아미노산은 식초에서는 glutamic acid와 glutamine의 함량이 가장 높았으며, 발효액의 경우 aspartic acid와 asparagine이 주요 총 아미노산으로 나타났다. 미나리 식초의 효능을 평가하기 위하여 식초를 동결 건조하여 분말화한 식초의 산화적 손상에 대한 뇌 신경세포 보호 효과를 측정한 결과, 발효액과 식초 모두 C6 세포에 대한 독성은 없었으며 t-BHP 및 H2O2에 의한 세포 생존율 저하를 유의적으로 억제하는 효과를 확인하였다.
01%)를 함유하고 있는 것을 알 수 있다 (Table 1). 이 결과로 미나리 발효액을 이용하여 초산 발효가 잘 진행되어 고품질의 식초가 제조 된 것을 알 수 있다.
미나리 천연 식초를 제조하여 조미용 또는 음료 베이스로 활용하기 위하여 3년 숙성된 미나리 발효액을 효모와 초산균을 이용하여 식초를 제조하였다. 제조한 식초의 기본적인 품질 특성을 검토하기 위하여 유기산 함량을 3회 측정한 결과, 미나리발효액 및 식초의 산도는 2.45%, 4.86%로 나타났으며, 주요 유기산은 미나리발효액은 lactic acid가 1.45%로 가장 높았으며 acetic acid (0.57%), malic acid (0.2%), oxalic acid (0.18%), citric acid (0.05%)의 순으로 나타났다. 또한 미나리 식초는 acetic acid 4.
총 아미노산 함량(1회 분석)은 Table 4에 나타낸 것과 같이, 발효액 144.58 µg/mL, 식초 192.85 µg/mL로 나타났으며, 주요 아미노산은 발효액의 경우, aspartic acid와 asparagine (20.20 µg/mL), glycine (15.91 µg/mL), proline (15.50 µg/mL), alanine (14.35 µg/ mL)의 순이며, 식초의 경우 glutamic acid와 glutamine (38.27 µg/mL), alanine (25.70 µg/mL), proline (19.63 µg/mL), aspartic acid 와 asparagine (17.05 µg/mL)의 순으로 나타났다.
또한 유리 아미노산의 함량은 높지 않았으나 그 중 aspartic acid, arginine 그리고 valine이 주요 유리 아미노산으로 나타났으며, 발효액에서는 aspartic acid, alanine, GABA의 순으로 나타났다. 총 아미노산은 식초에서는 glutamic acid와 glutamine의 함량이 가장 높았으며, 발효액의 경우 aspartic acid와 asparagine이 주요 총 아미노산으로 나타났다. 미나리 식초의 효능을 평가하기 위하여 식초를 동결 건조하여 분말화한 식초의 산화적 손상에 대한 뇌 신경세포 보호 효과를 측정한 결과, 발효액과 식초 모두 C6 세포에 대한 독성은 없었으며 t-BHP 및 H2O2에 의한 세포 생존율 저하를 유의적으로 억제하는 효과를 확인하였다.
후속연구
Ma 등(50)은 미나리의 nBuOH 분획에서 4가지 플라보노이드 성분(isorhamnetin, afzelin, hyperoside, persicarin) 중 persicarin이 glutamate에 의해 유도된 glutathione 환원효소와 glutathione peroxidase의 감소를 저해하여 glutamate에 의해 손상된 쥐의 대뇌 피질 세포의 신경 보호 작용에 효과를 나타낸다고 보고하였다. 미나리 식초의 뇌 세포 보호 관련 활성에 대한 연구 보고는 전무하여 식초의 효능을 과학적으로 증명하는 연구와 활성 성분 분석이 필요한 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
민간요법에서 미나리의 잎은 무엇에 사용되었는가?
미나리의 잎에는 향기가 좋은 정유를 함유하고 있어 발한 작용 및 보온 작용이 있으며, 식욕을 촉진시켜 대장 활동을 도와 변비를 예방한다(32,33). 또한, 음주 후에는 숙독을 제거하는데 사용하기도 하며, 민간요법에서는 이질을 치료하는데 효과가 있는 것으로 알려져 있다 (34,35). 미나리의 독특한 향내의 원인인 정유의 주성분은 isoramnetin, α-pinene, myrecene 등으로 알려져 있다(36).
미나리의 독특한 향내의 원인은 무엇인가?
또한, 음주 후에는 숙독을 제거하는데 사용하기도 하며, 민간요법에서는 이질을 치료하는데 효과가 있는 것으로 알려져 있다 (34,35). 미나리의 독특한 향내의 원인인 정유의 주성분은 isoramnetin, α-pinene, myrecene 등으로 알려져 있다(36). 미나리의 주요 성분으로는 수분 94.
식초에 함유된 성분은?
식초는 동서양을 막론하고 예로부터 이용되어 온 발효식품으로 식품에 첨가되는 기초산미료로 쓰이는 것은 물론 짠맛, 단맛 등의 음식 맛을 부드럽게 하고 특유의 향미를 더해 줄 뿐만 아니라, 소스, 마요네즈, 드레싱, 케찹의 원료, 향미 재료로 이용되며 의약품 및 미용재료로도 널리 사용되고 있다. 이러한 식초는 미생물을 이용하여 당류나 전분질을 함유하고 있는 여러 원료들을 알코올 및 초산 발효시켜 제조되며, 신맛을 내는 초산성분을 비롯하여 유기산과 아미노산, ester 및 각종 영양물질이 함유되어 있다(9-11). 위와 같은 식초성분들은 콜레스테롤 저하 및 체지방을 감소시켜 성인병 예방에 효과적이며, 젖산 분해에 따른 피로 회복 및 식품성분 내의 비타민 C 보호 작용 등의 효능이 있는 것으로 보고되어 있다(12,13).
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