수용성 β-glucan을 함유한 꽃송이버섯 발효액의 제조 Preparation of fermentation broth of Sparassis latifolia containing soluble β-glucan using four Lactobacillus species원문보기
본 연구에서는 꽃송이버섯 건물과 powder를 각각 Yeast Extract broth와 MRS broth에서 Lactoballius 4종(L. plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, and L. delbrueckii)과 함께 발효시켰다. 발효액의 final pH는 pH $3.9{\pm}0.02$로 유산균의 일반적인 final pH 값과 일치함을 통해 유산균의 발효를 확인하였고, 유산균에 의한 꽃송이버섯 발효의 효과를 ${\beta}$-glucan 함량을 통하여 확인하였다. Yeast Extract broth 발효액은 YSB-2LP 1.65 g/100 g으로 ${\beta}$-glucan을 거의 함유하고 있지 않았지만 MRS broth 발효액은 Yeast Extract broth 발효액의 10배에 달하는 MPB-1LP 10.84 g/100 g을 함유하고 있었다. MPB-1LP는 꽃송이버섯 powder와 L.actobacillus plantarum으로 발효한 발효액으로 pH stress로 인해 만들어진 L. plantarum의 ${\beta}$-D-glucosidase에 의해 분해된 고분자량의 수용성 ${\beta}$-glucan이라 사료된다. 꽃송이버섯을 powder 상태로 L. plantarum과 함께 발효시켰을 때 꽃송이버섯의 수용성 ${\beta}$-glucan 추출 효율을 높일 수 있으며, 본 연구의 결과는 꽃송이버섯 유산균 발효물의 면역촉진 작용 연구를 위한 기초연구자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 꽃송이버섯 건물과 powder를 각각 Yeast Extract broth와 MRS broth에서 Lactoballius 4종(L. plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, and L. delbrueckii)과 함께 발효시켰다. 발효액의 final pH는 pH $3.9{\pm}0.02$로 유산균의 일반적인 final pH 값과 일치함을 통해 유산균의 발효를 확인하였고, 유산균에 의한 꽃송이버섯 발효의 효과를 ${\beta}$-glucan 함량을 통하여 확인하였다. Yeast Extract broth 발효액은 YSB-2LP 1.65 g/100 g으로 ${\beta}$-glucan을 거의 함유하고 있지 않았지만 MRS broth 발효액은 Yeast Extract broth 발효액의 10배에 달하는 MPB-1LP 10.84 g/100 g을 함유하고 있었다. MPB-1LP는 꽃송이버섯 powder와 L.actobacillus plantarum으로 발효한 발효액으로 pH stress로 인해 만들어진 L. plantarum의 ${\beta}$-D-glucosidase에 의해 분해된 고분자량의 수용성 ${\beta}$-glucan이라 사료된다. 꽃송이버섯을 powder 상태로 L. plantarum과 함께 발효시켰을 때 꽃송이버섯의 수용성 ${\beta}$-glucan 추출 효율을 높일 수 있으며, 본 연구의 결과는 꽃송이버섯 유산균 발효물의 면역촉진 작용 연구를 위한 기초연구자료로 활용될 수 있을 것이다.
Glucan has been shown to have a significant role in the activation of the immune system, including increased activity of macrophages and so on. Sparassis latifolia (formerly S. crispa) is an edible mushroom abundant in dietary fiber and widely known to contain high levels of ${\beta}$-glu...
Glucan has been shown to have a significant role in the activation of the immune system, including increased activity of macrophages and so on. Sparassis latifolia (formerly S. crispa) is an edible mushroom abundant in dietary fiber and widely known to contain high levels of ${\beta}$-glucan. In the present study, fermentation broths containing soluble ${\beta}$-glucan were prepared by fermentation with mushrooms with four Lactobacillus species (L. plantarum subsp. Plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, and L. delbrueckii subsp. Bulgaricus). After culturing four Lactobacillus spp. in MRS broth, each Lactobacillus was inoculated into MRS broth containing S. latifolia powder 5% (w/v) at $37^{\circ}C$ in an anaerobic incubator for five days. It showed that the ${\beta}$-glucan contents were different in each fermentation sample. The suitable conditions for the preparation of mushroom fermentation broths were investigated and discussed.
Glucan has been shown to have a significant role in the activation of the immune system, including increased activity of macrophages and so on. Sparassis latifolia (formerly S. crispa) is an edible mushroom abundant in dietary fiber and widely known to contain high levels of ${\beta}$-glucan. In the present study, fermentation broths containing soluble ${\beta}$-glucan were prepared by fermentation with mushrooms with four Lactobacillus species (L. plantarum subsp. Plantarum, L. acidophilus, L. helveticus, and L. delbrueckii subsp. Bulgaricus). After culturing four Lactobacillus spp. in MRS broth, each Lactobacillus was inoculated into MRS broth containing S. latifolia powder 5% (w/v) at $37^{\circ}C$ in an anaerobic incubator for five days. It showed that the ${\beta}$-glucan contents were different in each fermentation sample. The suitable conditions for the preparation of mushroom fermentation broths were investigated and discussed.
, 2012). 본 연구에서는 식용 가능한 4종의 Lactobacillus (Lactobacillus plantarum subsp. Plantarum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus helveticus, and Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus)을 이용하여 β-gulcan이 풍부한 꽃송이버섯을 발효하고, 다양한 발효조건에 따른 수용성 β-gulcan 함량변화를 조사하여 미래의 면역강화 식품소재로서 이용 가능성을 검토하고자 한다.
제안 방법
C에서 3일간 발효를 진행하였다 (MPB-1LP, MPB-1LA, MPB-1LH, MPB-1LB). 두 번째 발효조건은 꽃송이버섯 건물 150 g에 0.4% Yeast Extract broth를 첨가한 후 4종의 유산균을 각각 접종하여 anaerobic, 상온에서 5일간 발효를 진행하였다(YSB-2LP, YSB-2LA, YSB-2LH, YSB-2LB). 모든 발효액은 발효기간 후 이틀 동안 4oC에서 숙성하였다.
첫 번째 발효조건은 MRS broth에 꽃송이버섯 분말을 5% (w/v)가 되도록 첨가한 후 4종의 유산균을 각각 접종시켰고, anaerobic, 25oC에서 3일간 발효를 진행하였다 (MPB-1LP, MPB-1LA, MPB-1LH, MPB-1LB). 두 번째 발효조건은 꽃송이버섯 건물 150 g에 0.
대상 데이터
건조 상태의 꽃송이버섯은 화순군 소재 백아산 꽃송이 농장(http://www.baegasan.co.kr)에서 제공받은 것을 사용하였으며, 발효를 위해 일부는 분말 형태로 만들어 사용 하였다. 발효에 사용된 유산균은 L.
kr)에서 제공받은 것을 사용하였으며, 발효를 위해 일부는 분말 형태로 만들어 사용 하였다. 발효에 사용된 유산균은 L. plantarum (KCTC 3105), L. acidophilus (KCTC 3140), L. helveticus (KCTC 3545), L. delbrueckii (KCTC 3635)으로 총 네 종류의 유산균을 대전소재 KCTC에서 분양받아 사용하였다. 유산균 배양과 발효에는 MRS broth (Man, Rogosa and Sharpe broth, Sigma)와 Yeast Extract (Difco)를 사용하였다.
데이터처리
0 mL의 GOPOD (glucose oxidase/ peroxidase mixture)를 넣고 40oC 항온조에서 20분간 반응시켰다. 510 nm 파장에서 Total glucan 시료와 α- glucan 시료의 흡광도를 측정하였고 Megazyme에서 제공하는 β-glucan 함량 계산 프로그램에 대입하여 각각 함량 (g/100 g) 값으로 계산하였다.
성능/효과
3). 같은 균주로 발효한 액이라도 꽃송이버섯을 powder 상태로 발효시킨 발효액에서 10배 정도 높은 β-glucan이 측정되었는데, 건물 형태의 꽃송이버섯 발효액은 soluble β-glucan만 녹아나오기 때문에 상대적으로 insoluble β-glucan을 포함한 powder 형태의 꽃송이버섯 발효액의 β-glucan 함량이 높게 측정 되는 것으로 생각된다.
plantarum이 pH stress로 인해 β-D-glucosidase를 생산하였고 효소의 작용으로 큰 분자량의 β-glucan이 완전히 분해되지는 못하고 상대적으로 적은 분자량의 β-glucan으로 분해되어 발효액으로 방출된 것으로 보인다. 따라서 L. plantarum으로 발효한 꽃송이버섯 발효액은 고분자 β- glucan의 함량이 많은 것으로 추정되며, 이는 꽃송이버섯 유산균 발효액이 면역촉진제로 사용될 수 있음을 의미한다. 꽃송버섯에는 β-gulcan과 더불어 다양한 benzoic acid 계열의 성분이 다른 약용 버섯에 비해 많이 함유되어 있다(Ohno et al.
, 1960). 발효액의 pH 변화와 유산균 배양액의 pH 변화가 같은 양상을 띄는 것으로 보아 발효액의 pH 변화는 유산균에 의한 것으로 보여진다 (Fig. 2).
후속연구
본 연구에서는 꽃송이버섯 발효를 통한 β-glucan 함량을 높이는데 가장 적합한 유산균주 및 최적 발효조건을 확립하였다. 꽃송이버섯 발효 추출물이 건강기능성 식품소재로 적합하며, 향후 액상과 분말형태의 β-glucan 보조식품의 개발이 필요하다고 사료된다. 이 방법을 이용하여 꽃송이버섯에 함유된 β-glucan 중에서 수용성 β-glucan을 유산균과 동시에 함유된 제품의 제조가 가능하다.
, 2009). 추후 보완연구를 통하여 β-glucan이외에 다양한 benzoic acid 성분의 변화를 확인한다면 면역증강활성 이외의 다양한 기능성의 소구(claim)도 가능할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
발효는 무엇인가?
인체의 면역기능을 담당하는 다양한 세포는 장내에서 합성되며, 따라서 장건강이 인체면역에 중요한 역할을 하는 것이 알려지면서 발효식품에 대한 학계와 산업계의 협력이 가속되고 있다. 발효는 미생물의 효소작용을 이용하여 식품 내 성분을 분해 또는 변화시켜 특유의 최종 산물을 만들어 내는 가공기술이다. 버섯에 포함된 β-gulcan을 비롯한 식이섬유는 인체 내 소화 효소로는 분해되지 않으며, 열수추출 시 수율이 떨어지는 문제점을 가진다(Lim et al.
꽃송이버섯 생리활성의 원리는?
, 2014). 항암 효과를 비롯한 여러 생리활성은 β-D-glucan 구조를 갖는 수용성의 단백다당체(proteoglucan)에 의하여 나타나는 것이 밝혀졌으며, 특히 이 단백다당체는 면역계 내의 대식세포(macrophage)의 기능을 활성화시켜 백혈구의 증식인자인 interferon, interleukin (IL) 등 cytokine을 분비시켜 면역계를 강화한다(Lowry et al., 2005).
꽃송이버섯의 이점은?
, 2014). 그중에서도 버섯은 질병 예방 및 건강증진에 유익한 생리활성 기능을 가지고 있으며, 특히 꽃송이버섯은 β-glucan 을 풍부하게 함유하고 있어 각종 항암 치료제 및 항염, 면역촉진제의 대안으로 각광을 받고 있다(Lee et al., 2010; Choi et al.
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