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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 항균활성이 있는 각종 향신료(마늘, 생강, 파, 양파, 청양고추, 홍고추)와 프로폴리스에 대한 한국형 유산균주의 생존력을 분석하였으며 해외에서 상업적으로 이용되고 있는 외래종 유산균주의 생존력과도 비교하여 보았다.
- 건강에 유익한 작용을 하는 프로바이오틱스는 까다로운 미생물로 다양한 환경조건에 매우 민감하여, 이들의 생존율은 항생제, 노화, 스트레스와 식이 등과 같은 요인들에 크게 영향을 받는다. 이에 본 연구에서는 한국 식단에서 많이 이용되고 있는 항균활성이 있는 각종 향신료(마늘, 생강, 파, 양파, 청양고추, 홍고추)와 프로폴리스가 한국인의 장에서 분리한 유산균주의 생존율에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 대부분의 한국형 유산균주들은 모든 향신료와 프로폴리스에 저항성을 나타냈으며, 심지어 일부 한국형 유산균주(Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus thermophiles)는 특정 향신료 또는 프로폴리스에 의해 증식률이 증가하였다.
제안 방법
- Bifidobacterium 속 유산균은 BL 배지(Difco, USA)를 이용하여 Bactron Anaerobic Chamber (Sheldon Manufacturing Inc., USA)에서 37℃, 혐기조건(90% N2, 5% H2, 5% CO2)으로 배양하였으며, Lactobacillus 속과 Streptococcus 속 유산균은 Lactobacilli MRS 배지(Difco, USA)를 이용하여 37℃에서 호기조건으로 배양하였다. 또한 여러 균종이 혼합되어 있는 프로바이오틱스 제품의 경우는 BL 배지를 이용하여 37℃, 혐기조건으로 배양하였다.
- 각 시료 즙의 항균 농도와 콜로니 확인 가능 농도를 고려하여 각 원액을 유산균 배양배지에 첨가 하였다. 생강, 마늘, 파, 양파, 청양고추의 즙 원액은 10% (v/v)의 비율로 배지에 첨가 하였으며 홍고추의 즙 원액은 5% (v/v), 프로폴리스는 flavonoid 함량이 8.
- 각 시료 즙의 항균 농도와 콜로니 확인 가능 농도를 고려하여 각 원액을 유산균 배양배지에 첨가 하였다. 생강, 마늘, 파, 양파, 청양고추의 즙 원액은 10% (v/v)의 비율로 배지에 첨가 하였으며 홍고추의 즙 원액은 5% (v/v), 프로폴리스는 flavonoid 함량이 8.5 mg이 되도록 배지에 첨가하였다. 각 시료가 첨가된 유산균 배양배지와 첨가되지 않은 배지에 각각 유산균을 접종하여 37℃에서 48–72시간 배양한 후 주입평판법(pour plate method)을 이용하여 생균수를 측정하였다.
- 각 시료가 첨가된 유산균 배양배지와 첨가되지 않은 배지에 각각 유산균을 접종하여 37℃에서 48–72시간 배양한 후 주입평판법(pour plate method)을 이용하여 생균수를 측정하였다. 주입평판법에 따라 배양액의 일부와 액상의 고체배지를 섞어 평판접시에 함께 부은 다음 고형화시킨 뒤 배양하여 형성된 집락의 수를 측정하였다. 생육 저해 결과는 각 시료 처리군의 생균수를 처리하지 않은 미처리군(대조군)의 생균수와 비교하여 Figs.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 유산균주는 Table 1에서와 같으며, 한국인의 소화관 미생물총으로부터 분리된 한국형 유산균 9종과 덴마크 C사의 외래종 유산균 2종(Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus), 프랑스 R사의 외래종 유산균 2종(Lactobacillus helveticus, Streptococcus thermophilus)을 사용하였다. 또한 한국형 유산균을 이용하여 국내에서 제조 판매되고 있는 프로바이오틱스 제품 4종류: CBT-A (B. lactis, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum), CBT-G (B. lactis, B. bifidum, Bifidobacterium longum, L. helveticus, L. rhamnosus, S. thermophilus), CBT-Z (L. plantarum, L. helveticus, L. casei, Leuconostoc mesenteroides, Enterococcus faecium, Pediococcus pentosaceus), CBT-C (B. longum, Bifidobacterium breve, L. plantarum, L. acidophilus, E. faecium, S. thermophilus)과 해외에서 제조 판매되고 있는 외래종 유산균 7종(B. bifidum, B. breve, B. lactis, L. rhamnosus, L. plantarum, L. acidophilus, Lactobacillus bulgaricus)이 이용된 프로바이오틱스 제품(European probiotic product, EP)을 시험에 이용하였다.
- 마늘, 생강, 양파, 파, 청양고추와 홍고추를 흐르는 물에 깨끗이 세척한 후 믹서기로 분쇄하고 부직포로 짜서 섬유질을 제거한 즙을 여과지(0.45 μm Millipore filter)에 걸러서 여과 제균한 것을 시험 물질로 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 유산균주는 Table 1에서와 같으며, 한국인의 소화관 미생물총으로부터 분리된 한국형 유산균 9종과 덴마크 C사의 외래종 유산균 2종(Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus), 프랑스 R사의 외래종 유산균 2종(Lactobacillus helveticus, Streptococcus thermophilus)을 사용하였다. 또한 한국형 유산균을 이용하여 국내에서 제조 판매되고 있는 프로바이오틱스 제품 4종류: CBT-A (B.
- 실험에 사용된 항균활성을 지니는 향신료와 프로폴리스는 Table 2에서와 같으며 총 6종의 향신료와 프로폴리스를 구입하여 사용하였다. 마늘, 생강, 양파, 파, 청양고추와 홍고추를 흐르는 물에 깨끗이 세척한 후 믹서기로 분쇄하고 부직포로 짜서 섬유질을 제거한 즙을 여과지(0.
데이터처리
- 모든 결과는 3반복 실험 평균치로 표시하였으며, 각 대조군과 시험군간의 평균치의 통계적 유의성은 SPSS 통계분석 프로그램을 이용하여 t-test에 의하여 검정하였다.
이론/모형
- Growth rates in different probiotic strains at garlic or ginger juice treatment. Experiments were performed by using a pour plate method. Probiotics were incubated in the presence of garlic or ginger juice for 48–72 h.
- 각 시료가 첨가된 유산균 배양배지와 첨가되지 않은 배지에 각각 유산균을 접종하여 37℃에서 48–72시간 배양한 후 주입평판법(pour plate method)을 이용하여 생균수를 측정하였다.
성능/효과
- acidophilus의 증식률에서는 한국형과 외래종 모두 거의 영향을 받지 않았다. S. thermophilus의 증식률에서는 외래종의 경우 양파즙에 의해 75%, 파즙에 의해 46%로 감소되었으나 한국형은 파즙에는 거의 영향을 받지 않았고 양파즙에는 오히려 증식률이 123%까지 증가하였다. 또한 한국형 L.
- 이에 본 연구에서는 한국 식단에서 많이 이용되고 있는 항균활성이 있는 각종 향신료(마늘, 생강, 파, 양파, 청양고추, 홍고추)와 프로폴리스가 한국인의 장에서 분리한 유산균주의 생존율에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 대부분의 한국형 유산균주들은 모든 향신료와 프로폴리스에 저항성을 나타냈으며, 심지어 일부 한국형 유산균주(Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus thermophiles)는 특정 향신료 또는 프로폴리스에 의해 증식률이 증가하였다. 하지만 이와 다르게 대부분의 외래종 유산균주는 다양한 향신료와 프로폴리스에 의해 증식률이 감소 하였으며, 일부 외래종 유산균주(L.
- acidophilus의 경우, 외래종의 증식률은 약 40% 감소되었지만 한국형의 증식률은 오히려 증가하였다. 그밖에 한국형 유산균주들의 증식률은 각각 L. rhamnosus 109%, L. plantarum 117%, L. casei 90%, Pediococcus pentosaceus 116%, L. lactis 82%, Enterococcus faecium 122%로 나타났으며, 외래종 L. helveticus의 증식률은 35%로 가장 낮게 나타났다(Fig. 1).
- acidophilus (ATCC 4356)의 증식률은 감소시켰지만 대사활성 증가에 의한 L-lactate의 생성은 증가 시켰다는 점과 큰 차이가 있어, 이는 좀더 연구가 필요할 것으로 사료된다. 그밖에 한국형 유산균주들의 증식률은 청양고추즙과 홍고추즙에 크게 영향을 받지 않았으며, 외래종 L. helveticus의 증식률은 30% 이상 감소되었다(Fig. 3).
- 하지만 해외 프로바이오틱스 제품은 마늘, 양파, 파, 프로폴리스에 의해 크게 감소하는 경향을 나타냈다. 따라서 본 연구결과, 한국인의 장에서 분리한 유산균은 대체적으로 항균활성이 있는 각종 향신료에 저항성을 가지는 생존력이 강한 균주로 판단되며, 한국인의 장에 적합한 유산균으로 사료된다.
- lactis의 증식률은 청양고추즙에 의해 110%로 증가하였지만 외래종의 경우는 83%로 감소 하였다. 또한 S. thermophilus의 증식률도 홍고추즙에 의해 한국형은 107%로 증가하였고, 외래종은 63%로 감소하였다. 특히, L.
- lactis의 증식률은 약 30% 감소시켰다. 또한 S. thermophilus의 증식률에서 한국형은 74%, 외래종은 57%로 각각 나타났다. 게다가 L.
- 또한 각 향신료와 프로폴리스가 한국형 유산균주만 사용하여 제조된 프로바이오틱스 제품(CBT-A, CBT-G, CBT-C, CBT-Z)과 외래종 유산균주가 사용된 해외 프로바이오틱스 제품(European product, EP)에 미치는 영향을 조사한 결과 한국형 프로바이오틱스 제품은 모두 큰 영향을 받지 않았다. 하지만 해외 프로바이오틱스 제품은 마늘즙, 양파즙, 파즙, 프로폴리스에 의해 크게 감소하는 경향을 나타냈다(Fig.
- thermophilus의 증식률에서는 외래종의 경우 양파즙에 의해 75%, 파즙에 의해 46%로 감소되었으나 한국형은 파즙에는 거의 영향을 받지 않았고 양파즙에는 오히려 증식률이 123%까지 증가하였다. 또한 한국형 L. casei의 증식률은 양파즙에 의해 166%까지 증가하였으며, L. rhamnosus의 증식률은 153%까지 증가하였다. 외래종 L.
- 본 연구결과들을 종합해 볼 때 한국인의 장에서 분리한 유산균은 대체적으로 항균활성이 있는 각종 향신료에 저항성을 가지는 생존력이 강한 균주로 판단되며, 한국인의 장에 적합한 유산균으로 사료된다.
- 하지만 유산균에 대한 항균활성 자료는 찾을 수 없었다. 본 연구에서 생강즙은 한국형과 외래종 B. lactis의 증식률에 크게 영향을 주지 않았다. 하지만 한국형 L.
- , 2003b). 본 연구에서 한국형 B. lactis의 증식률에는 마늘즙이 아무런 영향을 주지 않았지만, 외래종 B. lactis의 증식률은 약 30% 감소시켰다. 또한 S.
- , 1998). 본 연구에서 한국형 B. lactis의 증식률은 양파즙과 파즙 모두에서 각각 87%, 79%로 감소되었으며 외래종의 경우도 각각 78%, 58%로 더욱 감소되었다. 반면에 L.
- , 2006). 본 연구에서 한국형 B. lactis의 증식률은 청양고추즙에 의해 110%로 증가하였지만 외래종의 경우는 83%로 감소 하였다. 또한 S.
- rhamnosus의 증식률은 153%까지 증가하였다. 외래종 L. helveticus의 증식률은 양파즙에는 영향을 받지 않았으나 파즙에는 4%까지 크게 감소하였다(Fig. 2).
- thermophilus의 증식률도 홍고추즙에 의해 한국형은 107%로 증가하였고, 외래종은 63%로 감소하였다. 특히, L. acidophilus의 증식률은 청양고추즙에 의해 한국형의 경우 8배, 외래종은 5배 정도 증가하였으며 L. lactis의 증식률은 167%까지 증가하였다. Sharma 등(2013)의 보고에서 capsaicin은 L.
- acidophilus는 20% 이상 감소하였다. 특히, S. thermophilus의 증식률은 한국형과 외래종 모두 99%이상 감소되었으며 L. helveticus의 경우도 99% 감소하였다. 반면에 L.
- 프로폴리스에 의한 유산균의 증식률에서는 B. lactis를 포함한 대부분의 Lactobacillus 속 유산균이 크게 영향을 받지 않았으나, 한국형과 외래종 L. acidophilus는 20% 이상 감소하였다. 특히, S.
- 그 결과 대부분의 한국형 유산균주들은 모든 향신료와 프로폴리스에 저항성을 나타냈으며, 심지어 일부 한국형 유산균주(Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Streptococcus thermophiles)는 특정 향신료 또는 프로폴리스에 의해 증식률이 증가하였다. 하지만 이와 다르게 대부분의 외래종 유산균주는 다양한 향신료와 프로폴리스에 의해 증식률이 감소 하였으며, 일부 외래종 유산균주(L. helveticus, S. thermophiles)는 특정 향신료에 의해 증식률이 크게 감소 하였다. 마찬가지로 각 향신료와 프로폴리스가 한국형 유산균주만 사용하여 제조된 프로바이오틱스 제품과 외래종 유산균주가 사용된 해외 프로바이오틱스 제품에 미치는 영향을 조사한 결과 한국형 프로바이오틱스 제품은 모두 큰 영향을 받지 않았다.
- acidophilus의 증식률은 5%로 크게 떨어졌으며, 외래종의 경우도 76%까지 감소되었다. 한국형 S. thermophilus의 증식률은 93%로 크게 영향이 없었지만 외래종의 경우는 73%로 감소되었다. 마찬가지로 그밖에 한국형 유산균주들의 증식률은 80% 이상으로 크게 영향을 받지 않았지만 외래종 L.
후속연구
- lactis의 증식률은 167%까지 증가하였다. Sharma 등(2013)의 보고에서 capsaicin은 L. acidophilus (ATCC 4356)의 증식률은 감소시켰지만 대사활성 증가에 의한 L-lactate의 생성은 증가 시켰다는 점과 큰 차이가 있어, 이는 좀더 연구가 필요할 것으로 사료된다. 그밖에 한국형 유산균주들의 증식률은 청양고추즙과 홍고추즙에 크게 영향을 받지 않았으며, 외래종 L.
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