[논문]상황버섯 균사체를 이용한 찰수수 발효 추출물의 항산화 활성 및 암세포에 대한 세포 독성 연구

장매위; 박미혜; 김미라

doi:10.17495/easdl.2016.10.26.5.418

상황버섯 균사체를 이용한 찰수수 발효 추출물의 항산화 활성 및 암세포에 대한 세포 독성 연구
Study on Antioxidant Activity and Cytotoxicity in Cancer Cells of Extract from Waxy Sorghum fermented with Phellinus linteus Mycelium 원문보기

東아시아食生活學會誌 = Journal of the East Asian Society of Dietary Life, v.26 no.5, 2016년, pp.418 - 426

장매위 (경북대학교 식품영양학과) , 박미혜 (경북대학교 식품영양학과) , 김미라 (경북대학교 식품영양학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Studies have been conducted on fermentation products known to increase biological activity through bioconversion of mycelium. In this study, ethanol extract of waxy sorghum (WS) and ethanol extract of waxy sorghum fermented with Phellinus linteus mycelium (WSPM) were prepared, and functional component contents, antioxidant activity, and cytotoxicity were analyzed. Total polyphenol contents and total flavonoid contents of WSPM were higher than those of WS. In addition, the ${\beta}-glucan$ content of WS was higher than that of WSPM. DPPH and ABTS radical scavenging activities showed that WSPM had higher antioxidant activity than WS at all concentrations. Analysis of SOD-like activity also showed higher antioxidant activity in WSPM. MTT assay demonstrated that WSPM exhibited high inhibitory activity in all cancer cells, and in particular, in HeLa cells with the highest inhibition. A concentration-dependent increase in anticancer activities of WS and WSPM was detected in all cancer cells, which was identical to the SRB assay result. MTT and SRB assay showed the increased cytotoxicity of WSPM in cancer cells. Therefore, it is expected that WSPM can be used as a functional food material.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

지금까지 수행된 연구들은 대부분 한약재를 이용한 균사체 발효 연구들로 우리가 일상적인 식생활에서 이용하고 있는 곡물을 이용하여 균사체를 발효한 발효물에 대한 연구는 미흡한 형편이다. 더욱이 상황버섯은 약리적 효과가 높은 버섯으로 알려져 있으며, 찰수수도 항산화성, 항암성 등이 높은 것으로 알려져 있어, 본 연구에서는 이들을 함께 발효시켜 생물학적 전환을 통해 생리활성이 증대된 기능성 식품소재를 탐색하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 상황버섯 균사체를 찰수수에 접종하여 발효시킨 다음, 발효 전과 발효 후의 유용 성분, 항산화 활성 및 암세포에 대한 세포 독성을 분석하여 발효물의 기능성에 대해 살펴보았다.

제안 방법

더욱이 상황버섯은 약리적 효과가 높은 버섯으로 알려져 있으며, 찰수수도 항산화성, 항암성 등이 높은 것으로 알려져 있어, 본 연구에서는 이들을 함께 발효시켜 생물학적 전환을 통해 생리활성이 증대된 기능성 식품소재를 탐색하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 상황버섯 균사체를 찰수수에 접종하여 발효시킨 다음, 발효 전과 발효 후의 유용 성분, 항산화 활성 및 암세포에 대한 세포 독성을 분석하여 발효물의 기능성에 대해 살펴보았다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 찰수수(waxy sorghum)는 농협에서 구입하였으며, 상황버섯 균사체(Phellinus linteus mycelium. KFRI 318)는 국립산림과학원에서 분양받아 4℃에서 냉장 보관하여 사용하였다.

데이터처리

모든 측정한 값은 평균값±표준편차로 표시하였으며, 통계처리는 SPSS program(version 22, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA, analysis of variance) 및 t-test로 분석하였다. 측정한 각 시료들 간의 유의성 검증을 실시하였고, 사후검증은 Duncan's multiple range test를 이용하였다.
, Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA, analysis of variance) 및 t-test로 분석하였다. 측정한 각 시료들 간의 유의성 검증을 실시하였고, 사후검증은 Duncan's multiple range test를 이용하였다.

이론/모형

ABTS radical 소거 활성 측정은 Re R 등(1999)의 방법을 이용하여 측정하였다. 7 mM ABTS 용액과 2.
DPPH radical에 대한 소거 효과 측정은 Blois MS(1958)의 방법을 이용하여 측정하였다. 0.
SOD 유사활성은 Marklund S & Marklund G(1974)의 방법을 이용하여 측정하였다. 각 농도별로 희석된 시료 0.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 법(Re R 등 1998)으로 측정하였다. 희석된 시료 1 mL에 증류수 5 mL를 혼합한 후, Folin-Ciocalteu's phenol reagent 0.

성능/효과

SOD 유사활성 측정에서도 WSPM는 WS에 비해 유의적으로 높은 항산화 활성을 보여 이들 결과를 종합적으로 볼 때, 상황버섯 균사체를 이용하여 찰수수를 발효하는 과정에서 항산화 활성이 증가하는 것으로 나타났다. MTT assay로 측정한 세포 독성에서는 실험한 모든 암세포에 대해서 WSPM이 WS보다 높은 세포 독성을 나타내었으며, 농도 의존적으로 암세포에 대한 세포 독성이 증가하였다. 이러한 양상은 SRB assay도 동일하게 나타나 상황버섯 균사체를 이용한 발효과정에서 암세포에 대한 세포 독성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
ABTS radical 소거 활성은 DPPH radical 소거 활성과 유사한 양상을 보였으며, WSPM은 210 μg/mL에서 90% 이상의 높은 radical 소거 활성을 나타내었다. SOD 유사활성 측정에서도 WSPM는 WS에 비해 유의적으로 높은 항산화 활성을 보여 이들 결과를 종합적으로 볼 때, 상황버섯 균사체를 이용하여 찰수수를 발효하는 과정에서 항산화 활성이 증가하는 것으로 나타났다. MTT assay로 측정한 세포 독성에서는 실험한 모든 암세포에 대해서 WSPM이 WS보다 높은 세포 독성을 나타내었으며, 농도 의존적으로 암세포에 대한 세포 독성이 증가하였다.
MTT assay로 측정한 세포 독성에서는 실험한 모든 암세포에 대해서 WSPM이 WS보다 높은 세포 독성을 나타내었으며, 농도 의존적으로 암세포에 대한 세포 독성이 증가하였다. 이러한 양상은 SRB assay도 동일하게 나타나 상황버섯 균사체를 이용한 발효과정에서 암세포에 대한 세포 독성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이들 결과를 볼 때, 상황버섯 균사체와 찰수수 발효물의 에탄올 추출물은 발효가 용이하고 대량생산할 수 있으며 자실체보다 가격도 저렴하여 항산화 활성 증가 및 암세포 증식 억제를 위한 기능성 식품소재로 이용 가능성이 높은 것으로 사료된다.

후속연구

이러한 양상은 SRB assay도 동일하게 나타나 상황버섯 균사체를 이용한 발효과정에서 암세포에 대한 세포 독성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이들 결과를 볼 때, 상황버섯 균사체와 찰수수 발효물의 에탄올 추출물은 발효가 용이하고 대량생산할 수 있으며 자실체보다 가격도 저렴하여 항산화 활성 증가 및 암세포 증식 억제를 위한 기능성 식품소재로 이용 가능성이 높은 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수수란 무엇인가?	수수(Sorghum bicolor L. Moench)는 한해살이 화본과에 속하는 식물로 고온 다습한 환경에서 생장하고 내건성이 강한 잡곡이다. 수수의 단백질, 탄수화물, 식이섬유 함량은 다른 잡곡에 비해 상대적으로 높고, 지방 함량은 낮은 것으로 알려져 있다(Hulse JH 등 1980).
	약용버섯 중 상황버섯 균사체의 생리활성 효능과 관련된 선행연구 결과는?	이와 같이 다양한 생리활성을 가지는 상황버섯은 자실체뿐만 아니라, 균사체에도 우수한 생리활성 성분이 함유되어 있다고 보고되면서 균사체를 이용한 다양한 연구들이 진행 되고 있다. 상황버섯 균사체의 생리활성을 연구한 Chung KS 등(1993)은 상황버섯 균사체에서 분리된 단백다당체는 Sarcoma 180 복강암을 효과적으로 억제시켰을 뿐만 아니라 면역증진 효과도 우수하다고 하였다(Lee BE 등 2012). 상황버섯 균사체를 다른 기질에 접종시켜 발효물의 생리활성 변화를 분석한 연구들도 수행되었는데, 장수 상황버섯 균사체를 36종 한약재에 접종시켜 생리활성을 확인한 Shin YK 등 (2008)의 연구에서는 장수 상황버섯 균사체로 배양시킨 한약재의 항산화 활성이 증가되었다고 하였다. 또한, Hong JY (2014)는 상황버섯 균사체를 이용하여 발효한 수삼이 마우스의 중성지방과 혈중 콜레스테롤을 낮추었다고 하였으며, Kim H 등(2010)은 상황버섯 균사체로 발효한 수삼의 면역 활성이 발효 전보다 증가되었다고 보고하였다.
	수수에 많이 함유된 페놀성 화합물은?	수수의 단백질, 탄수화물, 식이섬유 함량은 다른 잡곡에 비해 상대적으로 높고, 지방 함량은 낮은 것으로 알려져 있다(Hulse JH 등 1980). 수수에는 tannins, phenolic acids, anthocyanins, phytosterols, policosanols 등과 같은 페놀성 화합물이 다른 잡곡보다 많이 함유되어 있으며(Dykes L & Rooney LW 2006), 수수에 함유된 폴리페놀 화합물은 항암 활성, 항산화 활성, 면역증진 효과(Awika JM 등 2009, Kim KO 2004)가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 수수의 플라보노이드에서 분리된 apigenin은 자궁경부암 세포인 HeLa, 대장암 세포인 HCT116 및 HT29에 대해 우수한 항암 효과를 나타내는 것으로 보고되었다(Kim JS 등 2011).

참고문헌 (32)

Awika JM, Yang L, Browning JD, Faraj A (2009) Comparative antioxidant, antiproliferative and phase II enzyme inducing potential of sorghum (Sorghum bicolor) varieties. LWT-Food Sci Technol 42(6): 1041-1046.

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Bae MJ, Kim KJ, Kim SJ, Ye EJ (2007) Effect of mycelia extracts from Lentinus edoeds mushroom cultured Astragalus membranceus Bunge on anticancer and antiallergy activities. J Korean Soc Food Sci Nutr 36(1): 8-13.

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Blois MS (1958) Antioxidant determination by use of a stable free radical. Nature 181(4617): 1199-1200.

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Carmichael J, DeGraff WG, Gazdar AF, Minna JD, Mitchell JB (1987) Evaluation of a tetrazolium based semiautomated colorimetric assay: Assessment of chemosensitivity testing. Cancer Res 47(4): 936-942.

상세보기
Chung KS, Kim SS, Kim HS, Kim KY, Han MW (1993) Effect of Kp, an antitumor protein polysaccharide from mycelial culture of Phellinus linteus on the humoral immune response of tumor bearing ICR mice to sheep red blood cells. Arch Pharm Res 16(4): 336-338.

원문보기 상세보기
Doll R, Peto R (1981) The causes of cancer: Quantitative estimates of avoidable risks of cancer in the United States today. J Natl Cancer Inst 66(6): 1191-1308.

상세보기
Dykes L, Rooney LW (2006) Sorghum and millet phenols and antioxidants. J Cereal Sci 44(3): 236-251.

상세보기
Han MD, Kim YH, Kim WJ (2014) In vivo growth inhibition of Sarcoma-180 cells by a ${\beta}$ -glucan from the mushroom Ganoderma lucidum. J Life Sci 24(7): 721-727.

원문보기 상세보기
Hong JY (2014) Lipid lowering effect of solid fermented Panax ginseng by Phellinus linteus mycelium. MS Thesis Pusan National University, Pusan. pp. 38, 55, 57.
Hulse JH, Laing EM, Pearson OE (1980) Sorghum and the Millets: Their Composition and Nutritive Value. Pittsburgh, USA.
Hwang YJ, Noh GW, Kim SH (2003) Effect of Inonotus obliquus extracts on proliferation and caspase-3 activity in human gastrointestinal cancer cell lines. J Korean Nutr Soc 36(1): 18-30.
Jeon YH, Choi SW, Kim MR (2009) Antimutagenic and cytotoxic activity of ethanol and water extracts from Rubus coreanum. Korean J Food Cookery Sci 25(3): 379-386.
Jin SY (2007) Antioxidant activity in pomegranate and development of the maejakgwa added pomegranate extract. Ph D Dissertation Sookmyung Women's University, Seoul. pp. 68-69.
Jeung EM, Kim HY, Hwang IG, Jeong JH, Yu KW, Lee JS, Jeong HS (2010) Changes of antioxidant activities on cultured ginseng with mushroom mycelia during cultivation. J Korean Soc Food Sci Nutr 39(9): 1346-1352.

원문보기 상세보기
Kim H, Yoon HS, Jeong JH, Jeong HS, Hwang J, Yu KW (2010) Enhancement of immunostimulation by fractionation of active polysaccharide from fermented ginseng with Phellinus linteus mycelium in solid culture. Korean J Food Sci Technol 42(2): 223-232.
Kim JS, Jung HJ, Yang JF, Eun YC, Sa YJ, Yu CY, Heo SI, Pack DS, Chung IM, Kim MJ (2011) Anticancer Activity of Apigenin isolated from Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench). Abstract No II-60 presented Korean Society of Medicinal Crop Science, Eumseong, CB, Korean.
Kim KO (2004) Effect of Sorghum bicolor L. Moench (Sorghum, su-su) extracts on mouse immune cell activation. MS Thesis Sookmyung Women's University, Seoul. pp. 78-80.
Kim S (2012) The physiochemical characteristics and whitening and antioxidant effects of colored rice cultured with the mycelium of Phellinus baumii Pilst. MS Thesis Chonnam National University, Gwangju. p. 30.
Kim SH (2002) Pharmacological activities of Phellinus linteus. MS Thesis Sookmyung Women's University, Seoul. pp. 58, 60.
Lee BE, Ryu SY, Kim EH, Kim YH, Kwak KA, Song HY (2012）Immunostimulating effect of mycelium extract of Phellinus linteus. Kor J Pharmacog 43(2): 157-162.
Lee HD, Lee KS (2009) ${\beta}$ -Glucan and glucosamine contents in various cereals cultured with mushroom mycelia. Kor J Mycol 37(2): 167-172.

원문보기 상세보기
Lee JJ (2009) Persimmon leaf pan fired tea and Ganoderma lucidum mushroom mycelia fermented persimmon leaf tea's elemental analysis and antioxidization effect. MS Thesis Daegu Haany University, Daegu. pp. 30-31.
Lee JY, Kim BK, Park HJ (2013) Antioxidant activities and quality characteristics of fermented Codonopsis lanceolata tea according to heating processes. Korean J Food Nutr 26(4): 693-699.

원문보기 상세보기
Marklund S, Marklund G (1974) Involvement of super oxide anion radical in the oxidation of pyrogallol and a convenient assay for superoxide dismutase. Eur J Biochem 47(3): 469-474.

상세보기
Moreno MI, Isla MI, Sampietro AR, Vattuone MA (2000) Comparison of the free radical scavenging activity of propolis from several regions of Argentina. J Ethnopharmacol 71(1-2): 109-114.

상세보기
Park MJ (2011) The effects of hangover cure and improve of liver function activity of mushroom mycelia cultured with medicinal plant as substrate. MS Thesis Andong National University, Andong. pp. 70-71.
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice Evans C (1998) Screening of dietary carotenoids and carotenoid rich fruit extracts for antioxidant activities applying 2,2'-azinobis(3-ethylene benzothiazoline-6-sulfonic acid) radical cation decolorization assay. Meth Enzymol 299(1): 379-389.
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice Evans C (1999) Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Bio Med 26(9-10): 1231-1237.

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Ryu JS (2011) Chemical composition and biological functions of red ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) fermented by Phelinus linteus mycelia. Ph D Dissertation Dankook University, Yongin. p. 65.
Shin YK, Jang HS, Kim JS, Ryu HY, Kim JK, Kwun IS, Sohn HY (2008) Solid fermentation of medicinal herb using Phellinus baumii mycelium and antithrombin and antioxidation activity of its methanol extract. Kor J Microbiol Biotechnol 36(3): 201-208.
Sin OS (2004) In vitro effect of extracts of Phellinus baumii and Ganoderma lucidum on antiviral and immuno activity. MS Thesis Korea University, Seoul. pp. 17-18.
Shon MY (2007) Antioxidant and anticancer activities of Poria cocos and Machilus thunbergii fermented with mycelial mushrooms. Food Indus Nutr 12(2): 51-57.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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