Lactobacillus plantarum 첨가 고추장의 C57BL/6 마우스에서 대장염 예방 증진효과 Improvement of colitis preventive effects of Gochujang by addition of Lactobacillus plantarum on C57BL/6 mice원문보기
Gochujang, a traditional Korean food, is fermented by mixing red pepper powder, various grain, meju and salt. Changes in the kind of ingredients and fermentation method could increase health functionalities. In this study, in vivo anti-colitis effects of gochujang prepared with mixed grains, bamboo ...
Gochujang, a traditional Korean food, is fermented by mixing red pepper powder, various grain, meju and salt. Changes in the kind of ingredients and fermentation method could increase health functionalities. In this study, in vivo anti-colitis effects of gochujang prepared with mixed grains, bamboo salt baked 3 times and meju starters on DSS-induced colitis in C57BL/6 mice were studied. We prepared gochujang prepared with mixed grains (MG), bamboo salt, and Aspergillus oryzae (A) and Baccillus subtilis (B) mixed starters (MG-AB) and gochujang prepared with MG, bamboo salt and A, B and Lactobacillus plantarum (L) mixed starters (MG-ABL). MG-AB and MG-ABL significantly increased body weight and colon length compared to the control (p<0.05). MG-ABL showed significantly decreased interleukin-6 (IL-6) expression in serum compared to the control and MG-AB group (p<0.05). MG-ABL also regulated mRNA and protein levels of pro-apoptotic Bcl-2-associated X protein (Bax) and anti-apoptotic B-cell lymphoma-2 (Bcl-2) in the mice colon tissue (p<0.05). Therefore, MG-ABL exhibited the increased anticolitis effects by inhibiting damage of colon tissue, probably by regulating a pro-inflammatory cytokine of IL-6 and regulated apoptosis related genes. These results indicated that gochujang changed with good ingredients and starters had colitis preventive effects and might be due to active compounds in mixed grain and bamboo salt, and produced by L during the fermentation of gochujang.
Gochujang, a traditional Korean food, is fermented by mixing red pepper powder, various grain, meju and salt. Changes in the kind of ingredients and fermentation method could increase health functionalities. In this study, in vivo anti-colitis effects of gochujang prepared with mixed grains, bamboo salt baked 3 times and meju starters on DSS-induced colitis in C57BL/6 mice were studied. We prepared gochujang prepared with mixed grains (MG), bamboo salt, and Aspergillus oryzae (A) and Baccillus subtilis (B) mixed starters (MG-AB) and gochujang prepared with MG, bamboo salt and A, B and Lactobacillus plantarum (L) mixed starters (MG-ABL). MG-AB and MG-ABL significantly increased body weight and colon length compared to the control (p<0.05). MG-ABL showed significantly decreased interleukin-6 (IL-6) expression in serum compared to the control and MG-AB group (p<0.05). MG-ABL also regulated mRNA and protein levels of pro-apoptotic Bcl-2-associated X protein (Bax) and anti-apoptotic B-cell lymphoma-2 (Bcl-2) in the mice colon tissue (p<0.05). Therefore, MG-ABL exhibited the increased anticolitis effects by inhibiting damage of colon tissue, probably by regulating a pro-inflammatory cytokine of IL-6 and regulated apoptosis related genes. These results indicated that gochujang changed with good ingredients and starters had colitis preventive effects and might be due to active compounds in mixed grain and bamboo salt, and produced by L during the fermentation of gochujang.
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제안 방법
C57BL/6 마우스(6 week old, Samtaco Bio Korea, Osan, Korea)는 12시간 dark-light cycle로 조절한 실험실 내에 설치한 micro ventilation cage system(온도 23±2℃, 습도 50±5%) 내에서 물과 사료는 충분한 양을 공급하여 사육하였다. 1주일간 표준사료(SAM #3 mouse diet, Samtaco, Osan, Korea)로 사육하여 적응시킨 후 무게를 측정하고 임의로 각 군당 10마리씩 나누어서 정상군(normal), 대조군 (control), MG- AB군(잡곡, 죽염, A, B)로 발효시킨 메주를 이용한 고추장), MG-ABL군(잡곡, 죽염, A, B, L) 발효시킨 메주를 이용한 고추장)군으로 구성하여 실험을 진행하였다. 본 실험은 부산대학교 동물윤리위원회의 허가를 받은 후 진행하였다(승인번호: PNU-2013-0455).
지금까지의 고추장 연구는 항비만(3), 항암(4), 항산화(6)를 중심으로 연구가 진행되었으나, 항염증, 특히 in vivo에서 대장염에 대한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구는 DSS 로 대장염을 유도한 마우스에게 잡곡과 죽염, 종균을 접종 시킨 고추장을 섭취시킨 후, 마우스의 체중, 대장의 길이, pro-inflammatory cytokine인 interleukin-6(IL-6), apoptosis 관련 인자인 Bcl-2-associated X protein(Bax), B-cell lymphoma-2(Bcl-2)의 발현을 조사하여 발효 시 L 첨가에 의해 대장염 억제 효과가 더욱 증진되는지를 살펴보았다.
본 연구에서는 건강기능성이 높은 잡곡(보리, 수수, 기장)과 죽염을 사용하고, 고추장 발효에 참여하는 대표적인 종균 Aspergillus oryzae(A), Bacillus subtilis(B), Lactobacillus plantarum(L)을 접종한 메주를 이용하여 고추장을 담구었다. 사용되는 잡곡 중 보리는 흰쥐에서 dextran sulfate sodium(DSS)로 유도한 대장염을 억제하는 것으로 보고되었고(10), 수수 추출물은 항산화 및 항염증 효과가 있는 것으로 알려져 있다(11).
대상 데이터
C57BL/6 마우스(6 week old, Samtaco Bio Korea, Osan, Korea)는 12시간 dark-light cycle로 조절한 실험실 내에 설치한 micro ventilation cage system(온도 23±2℃, 습도 50±5%) 내에서 물과 사료는 충분한 양을 공급하여 사육하였다. 1주일간 표준사료(SAM #3 mouse diet, Samtaco, Osan, Korea)로 사육하여 적응시킨 후 무게를 측정하고 임의로 각 군당 10마리씩 나누어서 정상군(normal), 대조군 (control), MG- AB군(잡곡, 죽염, A, B)로 발효시킨 메주를 이용한 고추장), MG-ABL군(잡곡, 죽염, A, B, L) 발효시킨 메주를 이용한 고추장)군으로 구성하여 실험을 진행하였다.
죽염은 9번 구운 죽염으로 (주)인산가(Hamyang, Korea)에서 제공받아 실험에 이용하였다. 고춧가루(Yeonggwang red pepper powder, Haesnimma-eul, Yeonggwang, Korea)는 L-마트(Busan, Korea)에서 고추장용 고운 고춧가루로 구매하였다. 메주는 메주콩을 12시간 동안 침지한 후 121℃에서 30분 동안 삶은 다음 50-60℃가 될 때까지 식힌 다음, 식은 콩에 A, 0.
본 연구에서는 2015년산 유기농보리, 유기농수수 유기농 기장과 엿기름은 ㈜초록마을(Seoul, Korea, http://www.choroc.com/)에서 주문, 구입하였다. 죽염은 9번 구운 죽염으로 (주)인산가(Hamyang, Korea)에서 제공받아 실험에 이용하였다.
com/)에서 주문, 구입하였다. 죽염은 9번 구운 죽염으로 (주)인산가(Hamyang, Korea)에서 제공받아 실험에 이용하였다. 고춧가루(Yeonggwang red pepper powder, Haesnimma-eul, Yeonggwang, Korea)는 L-마트(Busan, Korea)에서 고추장용 고운 고춧가루로 구매하였다.
데이터처리
2)a-c Means with the different letters in the same column are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
a-d Means with the different letters on the bars are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 결과들의 유의성을 검정하기 위하여 분산분석을 행한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였으며, 결과는 평균 (Mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였다. 모든 통계 분석은 SPSS(v18.
05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였으며, 결과는 평균 (Mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였다. 모든 통계 분석은 SPSS(v18.0 SPSS Inc, Chicago, IL, USA) 통계프로그램을 이용하여 분석하였고, p 값은 5% 미만일 때 유의성이 있다고 판정하였다.
이론/모형
발효된 콩에 L, 106 CFU/g(20)을 혼합한 후 37℃에서 24시간 동안 발효시켜 메주를 제조하고, 메주는 동결건조 후 분말화시켜 고추장 제조 및 발효에 사용하였다. 잡곡(보리, 수수, 기장)과 메주를 이용한 고추장 제조는 Park 등(19)의 방법으로 제조하였다.
효소 면역 측정법(ELISA MAX Deluxe Sets, Biolegend, San Diego, CA, USA)을 이용하여 마우스 혈청의 IL-6의양을 측정하였다. 자세한 실험방법은 제조사의 프로토콜에 따라 진행하였다(4).
성능/효과
Apoptosis 관련 인자인 Bax는 control군에 비해 고추장을 섭취한 군이 높고 Bcl-2는 control군에 비해 고추장을 섭취한 군이 낮아 개발된 종균(A, B, L)을 접종한 잡곡 고추장을 섭취하게 되면 Bax와 Bcl-2의 mRNA 발현을 조절하여 마우스의 대장조직에서 apoptosis를 유도하는 것으로 나타났다(Fig. 2A).
05). MG-AB군은 31.7±3.2 mg/cm, MG-ABL군은 27.7±4.1 mg/cm으로 고추장을 섭취한 마우스의 대장길이/무게의 값이 감소된 것을 확인 할 수 있었다. 특히MG-ABL군은 control군에 비해 값이 유의적으로 감소하여 염증반응이 억제된 것을 확인하였다(p<0.
MG-AB군은 6.0±0.4 cm, MG-ABL군은 6.1±0.5 cm로 종균(A, B, L)이 접종된 고추장을 섭취한 마우스들은 대장염 증상이 완화된 것을 관찰할 수 있었다. MG-AB군과 MG-ABL군은 대장의 길이가 control군과 비교하여 유의적으로 증가된 것으로 나타났다(p<0.
subtilis로 발효시킨 메주는 일반 메주에 비해 항암효과가 높은 것으로 보고되었다(15). 따라서 이 연구에서 개발된 고추장은 DSS 로 damage를 입은 대장세포의 염증반응을 억제하고, 손상된 대장세포는 apoptosis를 촉진하여, 대장염을 억제하는 효과가 있는 것으로 생각된다. 이와 더불어 MG-AB군에 비해 MG-ABL군의 대장염 억제 효과가 더욱 증진되었는데, 이는 Lab.
후속연구
그리고 A, B 및 Lactococcus lactis 종균을 접종하여 메주를 제조하면 기존 전통적인 메주에 비해 높은 항암 효과를 나타내는 것으로 나타났다(16). 본 연구에서 종균(A, B, L)으로 접종한 균 중 김치에서 분리된 Lactobacillus plantarum(L)은 항산화(17), 항암효과(18)가 뛰어난 것으로 보고되어 잡곡과 죽염, L이 첨가된 메주로 담은 고추장이 기존의 고추장에 비해 더 높은 항염증 효과를 나타낼 것으로 기대되었다. 또한 이전 연구에서 잡곡(보리, 수수, 기장) 과 죽염, 종균(A, B, L)을 접종한 메주로 담은 고추장은 일반적인 찹쌀과 천일염, 종균이 접종되지 않은 메주가루를 이용한 고추장에 비해 품질(수분함량, pH, 아미노태, 색도)은 차이가 없으며, 관능적으로 더욱 맛이 우수한 것으로 나타나(19) 실제 상품으로써의 가치도 충분한 것으로 생각된다(19).
plantarum을 종균(A, B, L)으로 접종하여 고추장 제조에 사용하므로 유산균 자체의 활성효과와 유산균이 생성한 생리 기능성 발효산물 때문에 더욱 높은 대장염 억제 효과가 나타난 것으로 생각된다. 하지만 아직 유산균의 어떠한 발효생성물과 probiotic 역할로 인해 이러한 결과가 나타나는지에 대해 계속된 연구가 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고추장이란?
고추장은 한국의 대표적인 전통발효식품으로 고춧가루, 곡류, 찹쌀, 메주, 소금 등을 이용하여 발효시킨다(1). 발효가 되면 탄수화물의 가수분해로 생긴 단맛과 콩에서 유래한 아미노산의 감칠맛, 고추의 매운맛, 소금의 짠맛으로 인해 단맛, 감칠맛, 매운맛, 짠맛이 조화를 이루어 고추장 특유의 맛이 나타나며 이로 인해 한국인이 선호하는 발효식품이자 조미료로써 사용된다(2).
고추장이 발효로 인해 맛의 변화가 나타나는 이유는?
고추장은 한국의 대표적인 전통발효식품으로 고춧가루, 곡류, 찹쌀, 메주, 소금 등을 이용하여 발효시킨다(1). 발효가 되면 탄수화물의 가수분해로 생긴 단맛과 콩에서 유래한 아미노산의 감칠맛, 고추의 매운맛, 소금의 짠맛으로 인해 단맛, 감칠맛, 매운맛, 짠맛이 조화를 이루어 고추장 특유의 맛이 나타나며 이로 인해 한국인이 선호하는 발효식품이자 조미료로써 사용된다(2). 또한 고추장은 건강기능면에서 항비만(3,4), 항돌연변이(5), 항암(4), 항산화(6) 등의 효과를 가지는 것으로도 알려져 있다.
고추장 특유의 맛에 영향을 주는 요인은?
또한 사용되는 소금의 종류에 따라서 고추장의 기능성에 차이가 나타났다(9). 고추장 발효 시에는 자연발효나 종균(A, B)을 이용 하는데, 고추장에 첨가하는 메주를 발효시키는 방법에 따라 메주 내 효모와 젖산균 등의 발효 작용으로 각종 향미, 향기, 색깔이 달라지는 것으로 보고되어 있다(1).
참고문헌 (27)
Shin DH, Kim DH, Choi U, Lim DK, Lim MS (1996) Studies on the physicochemical characteristics of traditional Kochujang. Korean J Food Sci Technol, 28, 157-161
Shin DH, Kim DH, Choi U, Lim DK, Lim MS (1996) Studies on taste components of traditional Kochujang. Korean J Food Sci Technol, 28, 152-156
Rhee SH, Kong KR, Jung KO, Park KY (2003) Decreasing effect of Kochujang on body weight and lipid levels of adipose tissues and serum in rats fed a high-fat diet. J Korean Soc Food Sci Nutr, 32, 882-886
Lui FF (2015) Anti-obesity and colon cancer preventive effects of Kochujang in C57BL/6J mice. MS Thesis, Pusan National University, Korea, p. 63-72.
Lee HY, Bak SS, Moon SH, Kim SH, Park KY (2008) Fermentative characteristics, and antimutagenic and anticancer effects of Soonchang traditional Kochujangs. Cancer Prev Res, 13, 316-323
Oh YS, Baek JW, Park KY, Hwang JH, Lim SB (2013) Physicochemical and functional properties of Kochujang with broccoli leaf powder. J Korean Soc Food Sci Nutr, 42, 675-681
Cho HO, Kim JG, Lee HJ, Kang JH, Lee TS (1981) Brewing method and composition of traditional Kochuzang (red pepper paste) in Junrabook-do area. J Korean Agric Chem Soc, 24, 21-28
Park CH, Lee SK, Shin BK (1986) Effects of wheat flour and glutinous rice on quality of Kochujang. J Korean Agric Chem Soc, 29, 375-380
Kim DH, Yang SE, Rhim JW (2003) Fermentation characteristics of Kochujang prepared with various salts. Korean J Food Sci Technol, 35, 671-679
Kanauchi O, Nakamura T, Agata K, Mitsuyama K, Iwanaga T (1998) Effects of germinated barley foodstuff on dextran sulfate sodium-induced colitis in rats. J Gastroenterol, 33, 179-188
Ra JE, Park JY, Seo WD, Sim EY, Ko JY, Nam MH, Han SI (2014) Antioxidative and anti-inflammatory activity of extract from milling by-products of sorghum cultivar, ‘Hwanggeumchal'. Korean J Crop Sci, 59, 463-469
Woo KS, Lee JS, Ko JY, Song SB, Seo HI, Seo MC, Oh BG, Kwak DY, Nam MH, Oh IS, Jeong HS (2012) Antioxidant compounds and antioxidant activities of different varieties of foxtail millet and proso millet according to cultivation time. J Korean Soc Food Sci Nutr, 41, 302-309
Zhao X (2011) Anticancer and antiinflammatory effects of bamboo salt and Rubus coreanus Miquel bamboo salt. Ph D Thesis, Pusan National University, Korea, p 43-58
Zhao X, Kim SH, Qi Y, Kim SY, Park KY (2012) Effects of different kinds of salt in the comutagenicity and growth of cancer cells. J Korean Soc Food Sci Nutr, 41, 26-32
Jeong JK (2012) Improvement of quality and probiotic effect of Meju and Doenjang prepared with mixed starter cultures. Ph D Thesis, Pusan National University, Korea, p 123-180
Jeong JK, Chang HK, Park KY (2012) Inhibitory effects of Meju prepared with mixed starter cultures on azoxymethane and dextran sulfate sodium-induced colon carcinogenesis in mice. J Carcinog, 11, 30-38
Li S, Zhao Y, Zhang L, Zhang X, Huang L, Li D, Niu C, Yang Z, Wang Q (2012) Antioxidant activity of Lactobacillus plantarum strains isolated from traditional Chinese fermented foods. Food Chem, 135, 1914-1919
Wang K, Li W, Rui X, Chen X, Jiang M, Dong M (2014) Characterization of a novel exopolysaccharide with antitumor activity from Lactobacillus plantarum 70810. Int J Biol Macromol, 63, 133-139
Park ES, Heo JH, Ju JH, Park KY (2016) Changes in quality characteristics of Gochujang prepared with different ingredients and meju Starters. J Korean Soc Food Sci Nutr, 45, 880-888
Bong YJ (2014) Probiotic effects of kimchi lactic acid bacteria (LAB) and increased health functionality of baechu kimchi by LAB starters. MS Thesis, Pusan National University, Korea, p 30-85
Park EJ (2014) Increased health functionalities of ramyon that prepared with brown rice and sorghum flour added noodle and Doenjang bamboo salt soup. MS Thesis, Pusan National University, Korea, p 51-82
Aliakbarpour HR, Chamani M, Rahimi G, Sadeghi AA, Qujeq D (2012) The Bacillus subtilis and lactic acid bacteria probiotics influences intestinal mucin gene expression, histomorphology and growth performance in broilers. Asian-Australasian J Ani Sci, 25, 1285-1293
Jeong MW, Jeong JK, Kim SJ, Park KY (2013) Fermentation characteristics and increased functionality of Doenjang prepared with bamboo salt. J Korean Soc Food Sci Nutr, 42, 1915-1923
Kim CS, Kawada T, Kim BS, Han IS, Choe SY, Kurata T, Yu R (2003) Capsaicin exhibits anti-inflammatory property by inhibiting IkB- ${\alpha}$ degradation in LPS stimulated peritoneal macrophages. Cell Signaling, 15, 299-306
Fukata M, Chen A, Klepper A, Krishnareddy S, Vamadevan AS, Thomas LS, Xu R, Inoue H, Arditi M, Dannenberg AJ, Abreu MT (2006) Cox-2 is regulated by toll-like receptor-4 (TLR4) signaling: role in proliferation and apoptosis in the intestine. Gastroenterol, 131, 862-877
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