대추 및 포도를 이용하여 고부가가치성 소재 개발 및 특화작물로서 개발하기 위하여 이들을 이용한 알코올 발효와 초산 발효를 한 후 발효물들의 생리활성을 검증하였다. 항산화 활성을 측정결과 초산 발효물보다 알코올 발효물이 우수한 활성을 나타내었으며, 그 중 대추의 알코올 발효물이 다른 발효물보다 높은 항산화 활성을 나타내었다. 미백효과 측정결과 또한 대추의 알코올 발효물이 우수한 효능을 나타내었으나, immunofluorecence를 이용한 미백효과측정결과 대추의 초산 발효물이 미백에 관련된 단백질 발현을 저해하는 것으로 나타내었다. 대추 및 포도의 발효물들은 대식세포에서 lipopolysaccharide에 의해 생성된 nitric oxide를 농도 의존적으로 감소시켰으며, 알코올 발효물이 초산 발효물보다 우수한 효능을 나타내었다. 발효물들의 항균력을 측정한 결과 포도의 초산 발효물이 Propionibacterium acnes를 제외한 모든 균주에 항균력을 나타내었으며, Escherichia coli에 대해서는 포도의 알코올 발효물과 대추의 알코올 발효물이 높은 항균력을 나타내었다.
대추 및 포도를 이용하여 고부가가치성 소재 개발 및 특화작물로서 개발하기 위하여 이들을 이용한 알코올 발효와 초산 발효를 한 후 발효물들의 생리활성을 검증하였다. 항산화 활성을 측정결과 초산 발효물보다 알코올 발효물이 우수한 활성을 나타내었으며, 그 중 대추의 알코올 발효물이 다른 발효물보다 높은 항산화 활성을 나타내었다. 미백효과 측정결과 또한 대추의 알코올 발효물이 우수한 효능을 나타내었으나, immunofluorecence를 이용한 미백효과측정결과 대추의 초산 발효물이 미백에 관련된 단백질 발현을 저해하는 것으로 나타내었다. 대추 및 포도의 발효물들은 대식세포에서 lipopolysaccharide에 의해 생성된 nitric oxide를 농도 의존적으로 감소시켰으며, 알코올 발효물이 초산 발효물보다 우수한 효능을 나타내었다. 발효물들의 항균력을 측정한 결과 포도의 초산 발효물이 Propionibacterium acnes를 제외한 모든 균주에 항균력을 나타내었으며, Escherichia coli에 대해서는 포도의 알코올 발효물과 대추의 알코올 발효물이 높은 항균력을 나타내었다.
For the development of high value consumables utilizing jujube and grape, we investigated the biological activities of a variety of existing fermentation products of jujube and grape. The results revealed that ethanol fermentation products of jujube and grape had a higher antioxidative activity than...
For the development of high value consumables utilizing jujube and grape, we investigated the biological activities of a variety of existing fermentation products of jujube and grape. The results revealed that ethanol fermentation products of jujube and grape had a higher antioxidative activity than acetic acid fermentation products. In addition, the ethanol fermentation products of jujube (JEF) had the highest antioxidative activity, with it being greater than that of the ethanol fermentation products of grape (GEF), the acetic acid fermentation products of jujube (JAF) and the acetic acid fermentation products of grape (GAF). As regards tests on whitening effects, JEF exhibited the highest tyrosinase inhibition effects amongst the test groups. However, when immunofluorecence was employed, JAF was seen to inhibit the expression of proteins related to the whitening effect. In the lipopolysaccharide-stimulated mode peritoneal macrophage model, all tested groups of fermentation products (JEF, GEF, JAF and GAF) suppressed nitric oxide production dose-dependently, with ethanol fermentation products demonstrating a higher nitric oxide expression inhibition effect than acetic acid fermentation products. When subjected to antibacterial activity tests, GAF exhibited antibacterial activity against all tested strains except Propionibacterium acnes. Both GAF and JEF revealed high antibacterial activity against Escherichia coli.
For the development of high value consumables utilizing jujube and grape, we investigated the biological activities of a variety of existing fermentation products of jujube and grape. The results revealed that ethanol fermentation products of jujube and grape had a higher antioxidative activity than acetic acid fermentation products. In addition, the ethanol fermentation products of jujube (JEF) had the highest antioxidative activity, with it being greater than that of the ethanol fermentation products of grape (GEF), the acetic acid fermentation products of jujube (JAF) and the acetic acid fermentation products of grape (GAF). As regards tests on whitening effects, JEF exhibited the highest tyrosinase inhibition effects amongst the test groups. However, when immunofluorecence was employed, JAF was seen to inhibit the expression of proteins related to the whitening effect. In the lipopolysaccharide-stimulated mode peritoneal macrophage model, all tested groups of fermentation products (JEF, GEF, JAF and GAF) suppressed nitric oxide production dose-dependently, with ethanol fermentation products demonstrating a higher nitric oxide expression inhibition effect than acetic acid fermentation products. When subjected to antibacterial activity tests, GAF exhibited antibacterial activity against all tested strains except Propionibacterium acnes. Both GAF and JEF revealed high antibacterial activity against Escherichia coli.
그러나 대추 및 포도는 이들을 이용한 발효물에 대한 생리활성에 관한 연구는 아직 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 이러한 이유로 본 연구에서는 대추 및 포도를 이용하여 알코올 발효와 초산 발효를 하여 생리활성 탐색을 통해 대추 및 포도의 고부가가치성 소재 개발 및 특화작물로서 개발하기 위하여 본 실험을 수행하였다.
제안 방법
이를 이용한 알코올 발효의 경우 전배양과 본배양을 거쳐 활성화된 Saccharomyces klutveri DJ97(KCTC 8842P)를 대추 및 포도의 착즙액(18° brix)에 5% 용량이 되도록 접종하여 30℃에서 4일간 정치배양하면서 알코올 발효를 수행하여 알코올 발효액이 알코올 도수가 3-4% 및 8-9° brix를 나타내었을 때 이를 농축 및 동결건조하여 시험재료로 사용하였다. 또한 초산 발효의 경우 상기에 기술한 알코올 발효액을 살균처리하여 활성화된 Acetobacter pasteurianus KFC 819 (KCTC 10173BP)를 접종하여 30℃에서 10일간 정치배양하여 초산의 함량이 3-4% 및 7-8° brix를 나타내는 것을 이용하여 농축 및 동결건조하여 시험재료로 사용하였다.
)는 경상북도 경산시 자인면에서 생산되는 품종을 이용하였다. 이를 이용한 알코올 발효의 경우 전배양과 본배양을 거쳐 활성화된 Saccharomyces klutveri DJ97(KCTC 8842P)를 대추 및 포도의 착즙액(18° brix)에 5% 용량이 되도록 접종하여 30℃에서 4일간 정치배양하면서 알코올 발효를 수행하여 알코올 발효액이 알코올 도수가 3-4% 및 8-9° brix를 나타내었을 때 이를 농축 및 동결건조하여 시험재료로 사용하였다. 또한 초산 발효의 경우 상기에 기술한 알코올 발효액을 살균처리하여 활성화된 Acetobacter pasteurianus KFC 819 (KCTC 10173BP)를 접종하여 30℃에서 10일간 정치배양하여 초산의 함량이 3-4% 및 7-8° brix를 나타내는 것을 이용하여 농축 및 동결건조하여 시험재료로 사용하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 대추(Zizyphus jujuba Miller)와 포도(Vitis vinifera L.)는 경상북도 경산시 자인면에서 생산되는 품종을 이용하였다. 이를 이용한 알코올 발효의 경우 전배양과 본배양을 거쳐 활성화된 Saccharomyces klutveri DJ97(KCTC 8842P)를 대추 및 포도의 착즙액(18° brix)에 5% 용량이 되도록 접종하여 30℃에서 4일간 정치배양하면서 알코올 발효를 수행하여 알코올 발효액이 알코올 도수가 3-4% 및 8-9° brix를 나타내었을 때 이를 농축 및 동결건조하여 시험재료로 사용하였다.
이론/모형
Tyrosinase 저해활성 측정은 Yagi 등[31]의 방법에 따라 측정하였다. 반응구는 0.
항균효과 측정은 paper disc법을 이용하여 측정하였다[6]. 즉, 평판 배지에 배양된 각 균주를 1 백금이 취해서 액체 배지 10 ml에서 18-24시간 배양하여 활성화시킨 후 다시 액체 배지 10 ml에 균액을 0.
항염증 효과 측정은 nitric oxide (NO)의 농도를 측정하는 방법으로 NO의 농도는 배양액 내의 nitrite 농도를 griess reagent를 이용하여 측정하였다. RAW 264.
성능/효과
이는 따라서 tyrosinase 활성억제제는 피부 내에서의 melanin polymer 합성을 효과적으로 저해할 수 있어 피부 미백제의 개발에 있어서 tyrosinase 활성억제 실험은 유용한 평가법으로 인정되고 있다[9, 10]. 대추 및 포도 발효물들의 tyrosinase 저해활성을 측정한 결과 대추의 알코올 발효의 경우 5 mg/ml에서 54%의 저해능을 나타내어 발효물 중에서 가장 높은 저해활성을 나타내었으며, 초산 발효는 5 mg/ml에서 36%의 tyrosinase 저해능을 나타내었다. 포도의 알코올 및 초산 발효물은 5 mg/ml에서 각각 26% 이상의 저해능을 나타내었다(Fig.
즉, 포도의 초산 발효물의 경우 1 mg/ml의 농도에서 37%의 NO 발현 억제 효과를 나타내었으며, 대추 및 포도 알코올 발효물의 경우 같은 농도에서 35%에 가까운 NO 발현 억제 효과를 나타내었다. 이와 같은 상기의 결과를 종합해 보면 초산 발효물보다 알코올 발효물이 우수한 활성을 나타내었으며, 대추의 알코올 발효물이 항산화, 미백, 항염증 및 항균효과를 보유하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 향후 기능성 식품 및 피부 미용 소재로서의 활용을 위한 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
acnes에 대한 clear zone 형성을 관찰한 결과 Table 1과 같이 나타내었다. 포도의 초산 발효물이 P. acnes를 제외한 모든 균주에 대해서 항균효과가 나타났으며, 대추의 초산 발효물의 경우 E. coli에 대해서 항균 효과가 나타났다. 즉, E.
후속연구
8%의 효능을 나타내어 대추의 초산 발효물과 유사한 효과를 나타내었다. 또한, Krigaya [13]와 Yamaguchi [32]의 전자공여작용이 페놀산 화합물과 높은 상관관계가 있다는 보고를 참조시 발효과정에서 포도의 페놀산 화합물이 분해되는 것으로 사료되며, 이를 규명하기 위한 향후 연구가 필요하다고 생각된다. 두번째로, superoxide anion radical scavenging activity 측정결과는 대추의 알코올 발효물이 5 mg/ml에서 70%, 초산 발효물이 69%로 높은 소거능을 나타내었으며, 포도의 알코올 및 초산 발효물은 각각 62%, 58%의 소거능을 나타내어 대추의 알코올 발효물이 가장 높은 소거능을 나타내었다.
또한, 포도의 알코올 발효물은 형광 발현이 미미하게 줄어드는 것을 확인 하였다. 이는 tyrosinase 활성 저해 실험과 상반된 효능을 나타내어 좀 더 정확한 미백기전의 규명을 위한 실험이 향후 수행되어야 할 것이다.
이와 같은 상기의 결과를 종합해 보면 초산 발효물보다 알코올 발효물이 우수한 활성을 나타내었으며, 대추의 알코올 발효물이 항산화, 미백, 항염증 및 항균효과를 보유하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 향후 기능성 식품 및 피부 미용 소재로서의 활용을 위한 근거 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
포도의 주요한 생리활성물질들은 무엇인가?
포도에 함유되어 있는 페놀성 화합물의 천연항산화제로서 가치에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. (+)-catechin, (−)-epicatechin, procyanidin, viviferin 및 resveratrol 등의 polyphenol 물질들이 포도의 주요 생리활성물질로 알려져 있으며, 포도 과피와 종자 추출물의 oral tumor cell에 대한 세포독성, proanthocyanidin의 free radical 소거능, 포도 종자로부터 분리한 polyphenolic fraction의 antitumor 촉진활성, 그리고 resveratrol의 암세포성장 억제 등의 생리활성 연구가 진행되었다[1, 20, 22, 28, 33]. 그러나 대추 및 포도는 이들을 이용한 발효물에 대한 생리활성에 관한 연구는 아직 이루어지지 않고 있는 실정이다.
약용 및 식용 작물들이 발현하는 다양한생리활성에 대한 연구에서 전통적으로 이용되어온 방식은?
그에 따라 많은 연구자들이 약용 및 식용 작물들이 발현하는 다양한 생리활성에 대한 연구를 진행하고 있다[14]. 특히 전통적으로 이용되어온 발효는 최근 상당한 관심을 모으고 있는데, 그 이유는 일부 또는 다수의 유효성분이 대부분 당이 붙은 고분자로 구성되어 있는 경우가 많아 그럴 경우에는 체내 흡수에 지장이 있어 발효를 하면 당이 떨어져 나가면서 저분자화 되어 체내 흡수율이 증가되고, 새로운 활성 성분의 생성, 독성의 감소, 풍미의 향상 및 저장성 향상, 식물섬유소의 활성 증진 등 많은 장점을 가지기 때문이다[17, 23, 29].
포도란?
포도는 갈매나무목(Rhamnales) 포도나무과(Vitaceae)에 속하는 나엽성 덩굴식물로, 포도나무과에는 11속, 700여종의 포도가 있다12. 포도에 함유되어 있는 페놀성 화합물의 천연항산화제로서 가치에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다.
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