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문제 정의
- 따라서 지실을 소금에 절여 비살균 자연 발효 시킨 후에 추출하여 미백제품에 적용한 사례는 있으나 프로바이오틱(probiotic)과 같은 단일 균주를 이용한 미생물발효에 대한 연구는 드물다. 그러므로 본 연구는 지실 추출물을 기질로 발효 김치로부터 일반적으로 GRAS(generally recognized as safe)로 알려진 프로바이오틱 균주를 분리를 하여 발효를 수행하고 발효생성물의 항산화 활성에 대한 연구를 수행 하였다.
제안 방법
- DPPH 측정은 Hung et al.(2009) 방법을 변형을 하여 측정을 하였다. 지실 추출물 및 발효 지실 추출물를 정제수에 용해를 하여 농도 5%(w/v) 시료를 만들었다.
- 그리고 대부분의 생리 활성 물질들은 세포 조직에 결합이 된 채로 존재를 하기 때문에 미생물을 이용한 발효는 조직에 결합 되어있는 생리활성 물질의 유리로 생체이용율(bioavailability) 훨씬 높아지는 것으로 알려 졌다. 따라서 본 연구는 GRAS로 알려진 프리바이오틱 균주를 전통식품으로부터 분리를 하여 지실추출물을 추출하여 추출물의 기능성분 분석 및 항산화 활성을 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 시약으로 Folin-Ciocalteauphenol reagent, gallic acid, hesperidine,naringine, luteolin, imperatorin, trolox, chlorogenic acid, ABTS(2,2'-azino-bis(3-ethyl-benozthiazolin-6-sulfonic acid),aluminum chloride, DPPH(1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl radical), potassium persulfate, 등은 Sigma Aldrich Company (Seoul, Korea)에서 구입하였으며 그 외에 사용된 시약들은 모두 1급 이상의 등급을 사용하였다. 지실은 건조된 상태로 유림당 생약(금산군, 충남)에서 구입을 하였다.
- 실험에 사용한 시약으로 Folin-Ciocalteauphenol reagent, gallic acid, hesperidine,naringine, luteolin, imperatorin, trolox, chlorogenic acid, ABTS(2,2'-azino-bis(3-ethyl-benozthiazolin-6-sulfonic acid),aluminum chloride, DPPH(1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl radical), potassium persulfate, 등은 Sigma Aldrich Company (Seoul, Korea)에서 구입하였으며 그 외에 사용된 시약들은 모두 1급 이상의 등급을 사용하였다. 지실은 건조된 상태로 유림당 생약(금산군, 충남)에서 구입을 하였다.
데이터처리
- 분리 균주의 동정은 Shin and Yoo(2012)의 방법을 조정을 하여 수행을 하였다. 분리 정제한 16S rRNA 염기서열은 ABI PRISM 310 Genetic Analyser (Applied Biosystems, Carsbad, CA)를 사용하여 수행을 하였고, 상동성은 DDBJ/NCBI/GenBank database의 BLAST program을 이용하여 비교하였다. 각 염기서열의 상동성은 alignment Clustal X program를 이용하여 병렬로 정렬하였으며 계통도의 작성은 근린 결합법에 의거하여 결정하였다[19].
이론/모형
- 분리 정제한 16S rRNA 염기서열은 ABI PRISM 310 Genetic Analyser (Applied Biosystems, Carsbad, CA)를 사용하여 수행을 하였고, 상동성은 DDBJ/NCBI/GenBank database의 BLAST program을 이용하여 비교하였다. 각 염기서열의 상동성은 alignment Clustal X program를 이용하여 병렬로 정렬하였으며 계통도의 작성은 근린 결합법에 의거하여 결정하였다[19].
- 본 연구에서는 GRAS(generally recognized as safe)로 알려진 미생물을 이용하여 발효를 수행하기 위해서 김치로부터 균주를 분리를 하였다. 김치 용기의 바닥부근에서 한 백금이를 취하여 MRS(Difco.
- 분리 균주의 동정은 Shin and Yoo(2012)의 방법을 조정을 하여 수행을 하였다. 분리 정제한 16S rRNA 염기서열은 ABI PRISM 310 Genetic Analyser (Applied Biosystems, Carsbad, CA)를 사용하여 수행을 하였고, 상동성은 DDBJ/NCBI/GenBank database의 BLAST program을 이용하여 비교하였다.
- 전체 페놀의 함량은 gallic acid를 표준 물질로하여 Folin-Ciocalteu reagent(FCR)발색방법으로 정량을 하였다. gallic acid 표준물질 제조는 20, 40, 60, 80, 및 100 mg/l 용액을 만들어 1 ml를 9 ml 초 순수 정제수에 혼합을 하여 제조를 하였다.
- 전체 플라보노이드의 정양은 aluminiumchloride 비색법을 이용하여 측정을 하였고, 헤스피리딘을 표준물질로 하여 20, 40, 60, 80, 100mg/L 용액을 만들어 1 mL를 9 mL deionizedwater에 혼합을 하여 제조를 하였다. 0.
- 전체 황산화능 측정은 trolox equivalent antioxidant capacity(TEAC) 방법에 의하여 측정을 하였다[20]. 추출물 항산화 물질이 존재하게 되면 이들 농도에 비례하여 ABTS+ 는 탈색이 되며, 이러한 색의 변화를 734 nm에서의 흡광도로조사를 하였다.
성능/효과
- 1. 지실 추출물 발효 가능 균주는 발효 김치로부터 분리를 하였고 16S rRNA의 염기서열을 이용하여 동정한 결과 Leuconostocs sp.strain JJLM 으로 명명을 하였다.
- 4. DPPH 소거능은 지실 열수 추출물에는 70.9% 반면에 발효 추출물은 86.2% 측정이 되었다. 총 항산화 능력은 18.
- 3. 발효를 수행한 결과 지실 열수 추출물을 사용한 경우에는 71.2±4.58 (mg/g)의 총 페놀 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 89.2±13.47 (mg/g)으로 약 25.3% 증가된 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 화합물은 지실 열수 추출물에는 25.
- 따라서 본 연구결과 지실의 총 페놀성 화합물 및 플라보노이드의 양은 대추에 함유된 양과 비슷하였다. 본 연구 결과, 미생물 발효는 항산화에 영향을 미치는 가용 생리 활성 물질의 양을 현저하게 증가시키는 것으로 나타났다. 이러한 이유는 미생물의 대사활동으로 생리 활성 물질들이 세포벽 및 세포 구성 물질에 결합이 되어 있는 형태로부터 유리되기 때문인 것으로 보인다[18].
- 2. 지실 열추 추출물의 기능 성분들은 항산화기능을 가지고 있는 hesperidine, naringine, luteoilin, imperatorin등의 플라보노이드 및 furocoumarin등이 동정이 되었다. 분석결과 지실 건조 추출물당 hesperidine은 585mg/100 g, naringine은 307.
- 3% 증가된 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 화합물은 지실 열수 추출물에는 25.1±4.12 (mg/g)의 총 플라보노이드 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 31.0±4.06 (mg/g)으로 약 23.5% 증가된 것으로 나타났다.
- 2% 측정이 되었다. 총 항산화 능력은 18.7% 발효추출은 26.6%로 발효를 통하여 약 40% 증가하였다.
후속연구
- 이러한 결과는 앞서 언급을 한 총 페놀성 화합물 및 플라보노이드의 양이 발효 후에 증가한 것과 같은 경향으로 보인다. 따라서 본 연구의 결과로부터 지실을 포함한 항산화 기능을 가지고 있는 천연물에 대한 발효는 물질들의 생체이용율을 개선하는 할 것으로 기대를 한다. 한편 지실에 포함이 되어있는 항산화 관련 물질들에 대한 생물 전환(bioconversion)은 화학 구조의 전환과 관계있기 때문에 이어지는 연구에서 밝히고자 한다.
- 따라서 이상의 결과들은 미생물 발효를 통하여 천연물에 포함이 되어있는 기능성 물질에 대한생체 이용률을 높인다면 산화적 스트레스에 의한 피부 노화 완화 및 개선 작용으로 기능성 화장품 및 식품의 소재로 활용 가치를 높여 줄 것으로 기대를 한다.
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