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문제 정의
- 사람의 중추신경계에서는 주요 억제성 신경전달물질 중 하나로 항고혈압, 항당뇨 효능이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서 우리는 보리 잎과 옥수수 수염을 유산균과 함께 발효함으로써 GABA 생성을 증진시키고자 하였다. 보리 잎과 옥수수 수염을 다양한 무게 비율로 조합하여 혼합하였고, 30℃에서 48시간 동안 배양기 안에서 L.
제안 방법
- 11가지 비율(10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9, 0:10 (w/w))의 보리 잎과 옥수수수염 혼합발효추출물에 포함되어 있는 GABA생성의 증진여부를 TLC를 이용하여 분석하였다(Fig. 1). 혼합발효추출물의 보리 잎과 옥수수 수염의 비율이 10:0 으로부터 2:8 까지는 모두 대조군의 GABA와 같은 위치에 GABA 밴드가 나타났음을 확인할 수 있었다(Fig.
- 12, 24, 36,48, 60, 72시간 동안 배양 발효한 각 비율의 혼합물로부터1 g을 취하여 증류수로 1×10-6까지 희석한 후 고체 MRS 배지에 도포하였다.
- 3). BV2와 RAW264.7 세포 각각에 대하여 무처리 대조군의 세포생존율 100%를 기준으로 보리 잎과 옥수수 수염 9:1 혼합 및 혼합발효추출물의 농도별 처리에 따른 세포 생존율을 측정하였다. 각각의 세포에 보리 잎과 옥수수 수염 단독 및 혼합추출물과 단독 및 혼합발효추출물 0.
- GABA의 정량은 구매한 표준시약 GABA를 0, 10, 50, 100, 250, 500 ppm의 농도별로 희석한 후 흡광도를 측정하여 유도한 표준곡선을 이용해 산출하였다. GABA의 정량은 GABase 효소반응 전의 추출물 흡광도와 효소 반응 후의 흡광도 차이를 표준곡선과 비교하여 추출물에 함유된 GABA의 농도를 계산하였다
- 이후 1 unit/ml GABase 5 µL를 첨가한 후 37℃에서 1시간 동안 암반응을 시킨 다음 340 nm에서 흡광도를 다시 측정하였다. GABA의 정량은 구매한 표준시약 GABA를 0, 10, 50, 100, 250, 500 ppm의 농도별로 희석한 후 흡광도를 측정하여 유도한 표준곡선을 이용해 산출하였다. GABA의 정량은 GABase 효소반응 전의 추출물 흡광도와 효소 반응 후의 흡광도 차이를 표준곡선과 비교하여 추출물에 함유된 GABA의 농도를 계산하였다
- (A) GABA contents of different combinations of barely leaf and corn silk mixtures. The barely leaf and corn silk were mixed with eleven different weight combinations (10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6,3:7, 2:8, 1:9, and 0:10, respectively), fermented with lactic acid bacteria and extracted with hot water. The GABA contents were analyzed by GABase assay method and compared with the non-fermented extracts.
- 12, 24, 36,48, 60, 72시간 동안 배양 발효한 각 비율의 혼합물로부터1 g을 취하여 증류수로 1×10-6까지 희석한 후 고체 MRS 배지에 도포하였다. 도포된 고체배지를 30℃ 인큐베이터에서 배양하여 보리 잎과 옥수수 수염을 혼합한 혼합물의 발효시간에 따른 유산균의 증식 변화를 확인하였다(Table 1).
- , 2009). 따라서 이들의 혼합과 발효기법이 항산화 활성의 증대효과를 일으키는지의 여부를 보리 잎과 옥수수 수염 9:1 혼합추출물과 혼합발효추출물을 이용하여 농도별(0.4, 2,10 mg/ml)로 확인하였다(Fig. 4). 시료의 농도가 0.
- 마우스 뇌신경소교세포주 BV2와 대식세포주 Raw 264.7를 이용하여 세포생존율을 측정하였다. 먼저 세포를 96-well plate에 5×103 cell/well로 분주하여 24시간 배양한 후 각각의 추출물을 첨가하였다.
- 멸균된 보리 잎과 옥수수 수염 분말을 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9, 0:10(w/w)의 비율로 전체 질량이 10 g이 되도록 혼합하였다. 유산균은 액체de Man, Rogosa and Sharpe (MRS) 배지에서 12시간 동안 선 배양한 것을 사용하였다.
- 4, 2, 10 mg/mL) 40 µL와 30 mM DPPH용액 760 µL를 혼합하여 37℃에서 20분간 반응시켰다. 반응 후 microplate reader(Bio-Rad, USA)를 사용하여 515 nm에서 흡광도의 변화를 측정하여 항산화 활성을 결정하였다. 양성대조군으로 항산화제인 ascorbic acid (45 µM)를 사용하였다.
- plantarium과 함께 발효시켰다. 발효된 혼합물을 열수 추출한 후, thin layer chromatography와 GABase assay를 이용하여 GABA의 생산을 분석하였다. 우리는 9:1 혼합발효추출물이 다른 비율의 추출물 보다 GABA 함량이 높은 것을 확인하였는데 이것은 혼합과 발효기술이 보리 잎과 옥수수 수염내 GABA 양 증진에 효과가 있음을 의미한다.
- 발효를 위해 1×107CFU/mL의 유산균을 혼합물에 넣고 30℃ 인큐베이터에서 다양한 시간(12, 24, 48, 60,72시간)동안 배양한 다음 열수 10배수를 첨가한 후 90℃에서 2시간 동안 교반 추출하였다.
- 보리 잎(10:0) (w/w), 옥수수 수염(0:10) (w/w), 보리 잎과 옥수수 수염을 일정한 비율(9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9) (w/w)로 혼합한 혼합물을 각각 48시간 동안 유산균 발효하여 열수 추출한 후, 추출물의 GABA 함량을 GABase 분석법을 이용하여 정량분석하였다(Fig. 2). Fig.
- 보리 잎과 옥수수 수염 혼합발효추출물의 세포독성을 측정하기 위해 MTT 분석을 실시하였다(Fig. 3). BV2와 RAW264.
- 본 연구에서 우리는 보리 잎과 옥수수 수염을 유산균과 함께 발효함으로써 GABA 생성을 증진시키고자 하였다. 보리 잎과 옥수수 수염을 다양한 무게 비율로 조합하여 혼합하였고, 30℃에서 48시간 동안 배양기 안에서 L. plantarium과 함께 발효시켰다. 발효된 혼합물을 열수 추출한 후, thin layer chromatography와 GABase assay를 이용하여 GABA의 생산을 분석하였다.
- 보리 잎과 옥수수 수염의 최적 혼합비를 결정하기 위해 최종 10 g의 무게 비율로 11 가지조합(0:10, 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1, 10:0 (w/w))으로 혼합하였고 혼합물에 멸균수를 3배수 넣은 후 유산균(Lactobacillus plantarum K-1BR)을 배합하였다. 발효를 위해 1×107CFU/mL의 유산균을 혼합물에 넣고 30℃ 인큐베이터에서 다양한 시간(12, 24, 48, 60,72시간)동안 배양한 다음 열수 10배수를 첨가한 후 90℃에서 2시간 동안 교반 추출하였다.
- 본 연구에서 우리는 보리 잎과 옥수수 수염으로부터 GABA의 생산을 증진시키기 위하여보리 잎과 옥수수 수염의 혼합기술 및 유산균을 이용한 발효기술을 적용하였다. 본 연구를 통해 보리 잎과 옥수수 수염의 최적 혼합 비율을 확립하였고 발효를 통해 GABA의 생산이유의적으로 증진되는 지를 확인하였으며 또한 혼합발효추출물의 항산화 활성과 세포독성을 평가하여 보리 잎과 옥수수 수염 혼합발효추출물의 기능성 증진을 확인하였다.
- 본 연구에서 우리는 보리 잎과 옥수수 수염으로부터 GABA의 생산을 증진시키기 위하여보리 잎과 옥수수 수염의 혼합기술 및 유산균을 이용한 발효기술을 적용하였다. 본 연구를 통해 보리 잎과 옥수수 수염의 최적 혼합 비율을 확립하였고 발효를 통해 GABA의 생산이유의적으로 증진되는 지를 확인하였으며 또한 혼합발효추출물의 항산화 활성과 세포독성을 평가하여 보리 잎과 옥수수 수염 혼합발효추출물의 기능성 증진을 확인하였다.
- , 2010). 전개가 끝난 TLC 판을 heat gun으로 건조한 후 acetic acid로 희석시킨 50% ninhydrin 용액을 분사하여 발색을 유도하여 확인하였다. 표준시약의 GABA 위치와 시료의 밴드를 비교하여 GABA의 위치를 확인하였다.
- 전개는 TLC chamber (14×12×8 cm)에서 수행하였으며 전개용매는 n-butanol, acetic acid 그리고 증류수를 9:3:3 (v/v/v) 비율로 혼합하여 사용하였다(Qiu et al., 2010).
- 01 M GABA (Sigma-Aldrich, USA)를 구입하여 사용하였다. 점적 시 각 점적의 직경이 최소한으로 되도록 주의하고 각 시료 간의 거리는 전개 후 옆 시료와 섞이는 것을 방지하기 위해 1 cm 이상 차이가 나도록 하였다. 전개는 TLC chamber (14×12×8 cm)에서 수행하였으며 전개용매는 n-butanol, acetic acid 그리고 증류수를 9:3:3 (v/v/v) 비율로 혼합하여 사용하였다(Qiu et al.
- 전개가 끝난 TLC 판을 heat gun으로 건조한 후 acetic acid로 희석시킨 50% ninhydrin 용액을 분사하여 발색을 유도하여 확인하였다. 표준시약의 GABA 위치와 시료의 밴드를 비교하여 GABA의 위치를 확인하였다.
- 혐기처리에 의해서 GABA 함량이 증진된 보고에 의거하여 보리 잎을 5 kg/m3로 비닐봉지에 넣고 여기에 N2기체를 주입한 후 밀봉한 다음 4℃에서 24시간 동안 방치하여 수행하였다(Lee, 2015). 혐기처리한 보리는 동결건조 후 고운 가루가 되도록 분말화 하였다. 분말화한 보리 잎은 고압멸균기를 이용하여 121℃에서 20분간 멸균한 후 사용하였다.
대상 데이터
- 보리 잎은 10월 경북 영양군 일월면 도계리에 파종하여 4월 중순에 채취한 보리 잎을 주 실험 대상으로 하였으며 수확한 보리 잎은 이물질을 제거한 후 흐르는 물에 세척한 후 간헐적으로 절단한 다음 혐기처리와 건조과정을 거쳐서 시료로 사용하였다. 혐기처리에 의해서 GABA 함량이 증진된 보고에 의거하여 보리 잎을 5 kg/m3로 비닐봉지에 넣고 여기에 N2기체를 주입한 후 밀봉한 다음 4℃에서 24시간 동안 방치하여 수행하였다(Lee, 2015).
- 양성대조군으로 항산화제인 ascorbic acid (45 µM)를 사용하였다.
- 분말화한 보리 잎은 고압멸균기를 이용하여 121℃에서 20분간 멸균한 후 사용하였다. 옥수수 수염은 괴산군에서 유기농으로 재배한 원료를 깨끗이 씻어 말린 후 고운 가루가 될 때까지 분쇄한 다음, 옥수수 수염 분말을 고압멸균기를 이용하여 121℃에서 20분간 멸균한 후 사용하였다.
- 멸균된 보리 잎과 옥수수 수염 분말을 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9, 0:10(w/w)의 비율로 전체 질량이 10 g이 되도록 혼합하였다. 유산균은 액체de Man, Rogosa and Sharpe (MRS) 배지에서 12시간 동안 선 배양한 것을 사용하였다. 선 배양된 유산균(1×107CFU/mL)을 보리 잎과 옥수수 수염 혼합물에 접종한 후 30oC에서 배양하였다.
- 추출물을 TLC 판(10×10 cm) 하단의 10 mm 위치에 1 µL씩 점적한 후 건조하였다. 표준시약은 0.01 M GABA (Sigma-Aldrich, USA)를 구입하여 사용하였다. 점적 시 각 점적의 직경이 최소한으로 되도록 주의하고 각 시료 간의 거리는 전개 후 옆 시료와 섞이는 것을 방지하기 위해 1 cm 이상 차이가 나도록 하였다.
데이터처리
- 결과의 통계학적 분석은 graph pad prism 6.0 프로그램을 이용하여 수행하였다. 모든 측정항목의 결과는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였고, 대조군과 실험군 간의 평균 차이는 one-way ANOVA로 유의성을 확인한 후 p<0.
- 모든 측정항목의 결과는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였고, 대조군과 실험군 간의 평균 차이는 one-way ANOVA로 유의성을 확인한 후 p<0.05 수준에서 유의성 검증을 하였다.
성능/효과
- 반면 보리 잎이 많이 함유된 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 비율의 혼합물은 발효시간이 지남에 따라 유산균 수에 변화를 보였다. 10:0 비율의 혼합물은 발효시간에 따라 유산균수가 3배 이상 증가했으며, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 비율은 48시간 발효까지 유산균 수가 지속적으로 증가하다가 이 후에는 감소하였다. 특히 9:1 혼합물은 발효 48시간 동안 다른 혼합물과 비교하였을 때 초기 유산균 수보다 약 7배 정도 유산균 수의 증가를 보였다.
- , 1995; An, 2003). 10:0, 9:1, 8:2, 7:3 비율의 혼합물에서 48시간 동안 발효했을 때 유산균 수가 가장 많이 증가하는 것으로 보아 이 시간이 발효가 가장 활발히 되는 시간으로 판단하였고 따라서 보리 잎과 옥수수 수염 혼합물의 최적 발효 적합시간을 48시간으로 결정하였다.
- 86%로서 가장 높은 항산화 활성을 보였으며 보리 잎 추출물(10:0) (BE), 혼합발효추출물(9:1) (MBCFE), 혼합추출물(9:1) (MBCE), 옥수수 수염 발효추출물(0:10) (CFE), 옥수수 수염 추출물(0:10) (CE)의 순서로 항산화 활성이 나타났다. 2 mg/mL에서는 보리 잎 발효추출물(BFE) (66.99%), 보리 잎 추출물(BE) (64.11%), 혼합발효추출물(MBCFE) (60.19%),혼합추출물(MBCE) (61.31%), 옥수수 수염 발효추출물(CFE) (13.37%), 옥수수 수염 추출물(CE) (3.09%)의 순서로 항산화 활성 능력을 보였다. 시료의 농도가 높아질수록 항산화 활성은 증진되었고, 모든 시료에서 발효하지 않은 추출물보다 발효한 추출물의 항산화 활성이 높았다.
- 2). Fig. 2A의 결과에서 보듯이 혼합물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA 함량이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 보리 잎(10:0)과 옥수수 수염(0:10) 각각의 단독발효추출물보다 보리 잎과 옥수수 수염을 9:1로 혼합한 혼합발효추출물의 GABA 함량이 가장 높았다(Fig.
- 결론적으로 보리 잎과 옥수수 수염의 9:1 혼합과 유산균 발효를 통해 생리활성 물질인 GABA의 함량이 증가함을 확인하였으며 9:1 혼합발효추출물의 항산화 활성도 유의적으로 증진되었고 세포독성은 나타나지 않음을 확인하였다. 따라서 보리 잎과 옥수수 수염 혼합발효추출물을 이용한 건강기능성식품의 개발 가능성은 충분히 있다고 사료된다.
- 이와 같은 결과는 소량 첨가한 옥수수 수염과 유산균 발효로 인해 보리 잎과 옥수수 수염 9:1 혼합발효추출물에서의 GABA 함량이 보리 잎 단독발효추출물에서보다 증진되는 효과가 있음을 의미한다. 더불어 본 연구에서 사용한 균주인 L. plantarum K-1BR의 GABA 생성능을 monosodium glutamate (MSG)를 기질로 하여 테스트한 결과 우수한 GABA 생성능을 지닌 균주임을 확인하였다(Fig. 2D). 특히 보리 잎과 옥수수 수염 9:1 혼합비율에서의 유산균의 증식과 발효가 최대화됨으로써 보리 잎과 옥수수 수염에 함유된 glutamic acid를 효과적으로 GABA로전환시키고 결과적으로 9:1 혼합비율에서 GABA의 함량이 극대화된 것으로 사료된다.
- plantarum K-1BR 균주도 MSG를 기질로 하여 수행한 실험에서 우수한 GABA 생성능을 지녔음을 확인하였다. 또한 9:1 혼합 비율에서의 유산균 증식이 가장 활발하게 진행되었고 따라서 유산균에 의해 보리 잎과 옥수수 수염에 함유된 GABA의 유리와 이용성이 증진되고 동시에 이 혼합물에 함유된 GABA의 전구체로 알려진 glutamic acid를 효과적으로 GABA로 전환시킴으로써 9:1 혼합발효추출물에서의 GABA 함량이 증가되는 것으로 사료된다. 유산균은 또한 유용물질 증진 외에도 높은 항균 효과를 나타내므로 발효식품 소재로서 널리 활용되고 있으며 식품의 유통과 보관에도 유용하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다(De Vuyst and Leroy, 2007).
- 우리는 9:1 혼합발효추출물이 다른 비율의 추출물 보다 GABA 함량이 높은 것을 확인하였는데 이것은 혼합과 발효기술이 보리 잎과 옥수수 수염내 GABA 양 증진에 효과가 있음을 의미한다. 또한 몇 가지 생리활성을 분석한 결과 혼합발효추출물의 항산화 효능이 비발효 추출물에 비하여 증진되었고 세포독성은 나타나지 않음을 확인하였다. 이러한 결과는 보리 잎과 옥수수 수염의 조합과 이것을 유산균과 함께 발효시키는 방법이 고함량의 GABA와 증진된 생리 활성을 지닌 기능성 식품으로서의 개발 가능성이 있음을 의미한다.
- 2B). 또한, 9:1 혼합발효추출물(MBCFE)은 보리 잎 단독발효추출물(10:0, BFE)보다 약 1.5배, 옥수수 수염 단독발효추출물(0:10, CFE)보다는 약 6배 정도 증가하였다(Fig. 2B and 2C). 이와 같은 결과는 소량 첨가한 옥수수 수염과 유산균 발효로 인해 보리 잎과 옥수수 수염 9:1 혼합발효추출물에서의 GABA 함량이 보리 잎 단독발효추출물에서보다 증진되는 효과가 있음을 의미한다.
- 2A의 결과에서 보듯이 혼합물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA 함량이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 보리 잎(10:0)과 옥수수 수염(0:10) 각각의 단독발효추출물보다 보리 잎과 옥수수 수염을 9:1로 혼합한 혼합발효추출물의 GABA 함량이 가장 높았다(Fig. 2A). 즉, 혼합물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA 함량이 증가함을 알 수 있었다.
- 보리 잎과 옥수수 수염이 각각 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9, 0:10의 비율로 혼합된 혼합물은 발효 72시간 동안 유산균 수는 거의 증가하지 않았고 시간에 따라 감소하였다. 반면 보리 잎이 많이 함유된 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 비율의 혼합물은 발효시간이 지남에 따라 유산균 수에 변화를 보였다.
- , 2015). 본 연구에서 사용한 L. plantarum K-1BR 균주도 MSG를 기질로 하여 수행한 실험에서 우수한 GABA 생성능을 지녔음을 확인하였다. 또한 9:1 혼합 비율에서의 유산균 증식이 가장 활발하게 진행되었고 따라서 유산균에 의해 보리 잎과 옥수수 수염에 함유된 GABA의 유리와 이용성이 증진되고 동시에 이 혼합물에 함유된 GABA의 전구체로 알려진 glutamic acid를 효과적으로 GABA로 전환시킴으로써 9:1 혼합발효추출물에서의 GABA 함량이 증가되는 것으로 사료된다.
- , 2010). 본 연구에서도 보리 잎과 옥수수 수염의 혼합발효를 위해 김치에서 분리한 L. plantarum을 사용하였으며 또한 유산균 발효를 통해 천연물 소재에서의 기능성이 증진될 수 있음을 확인하였다(Park et al., 2015). 본 연구에서 사용한 L.
- 4). 시료의 농도가 0.4 mg/mL에서 보리 잎 발효추출물(10:0)(BFE)이 22.86%로서 가장 높은 항산화 활성을 보였으며 보리 잎 추출물(10:0) (BE), 혼합발효추출물(9:1) (MBCFE), 혼합추출물(9:1) (MBCE), 옥수수 수염 발효추출물(0:10) (CFE), 옥수수 수염 추출물(0:10) (CE)의 순서로 항산화 활성이 나타났다. 2 mg/mL에서는 보리 잎 발효추출물(BFE) (66.
- 시료의 농도가 높아질수록 항산화 활성은 증진되었고, 모든 시료에서 발효하지 않은 추출물보다 발효한 추출물의 항산화 활성이 높았다. 시료의 농도가 10 mg/mL이었을 때 발효하지 않은 추출물의 항산화 활성은 큰 상승을 보이지 않았으나 유산균 발효한 추출물의 항산화 활성은 보리 잎 발효추출물(BFE)(72.38%), 옥수수 수염 발효추출물(CFE) (56.74%), 혼합발효추출물(MBCFE) (77.55%)로 상승 효과를 보였다. 양성대조군으로 사용된 항산화제인 45 uM ascorbic acid의 항산화 활성(76.
- 09%)의 순서로 항산화 활성 능력을 보였다. 시료의 농도가 높아질수록 항산화 활성은 증진되었고, 모든 시료에서 발효하지 않은 추출물보다 발효한 추출물의 항산화 활성이 높았다. 시료의 농도가 10 mg/mL이었을 때 발효하지 않은 추출물의 항산화 활성은 큰 상승을 보이지 않았으나 유산균 발효한 추출물의 항산화 활성은 보리 잎 발효추출물(BFE)(72.
- 55%)로 상승 효과를 보였다. 양성대조군으로 사용된 항산화제인 45 uM ascorbic acid의 항산화 활성(76.50%)과 비교하였을 때에도 혼합발효추출물(MBCFE) (77.55%)은 더 높은 항산화 활성을 나타내었다.
- 1A, arrow). 옥수수 수염의 비율보다는 보리 잎의 비율이 높은 혼합발효추출물에서 GABA가 더 강하게 나타났으며 따라서 혼합발효추출물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA의 생산이 증가함을 알 수 있었다. 특히 보리 잎과 옥수수 수염의 9:1과 8:2 혼합물에서 유산균으로 발효한 혼합발효추출물(Fig.
- 발효된 혼합물을 열수 추출한 후, thin layer chromatography와 GABase assay를 이용하여 GABA의 생산을 분석하였다. 우리는 9:1 혼합발효추출물이 다른 비율의 추출물 보다 GABA 함량이 높은 것을 확인하였는데 이것은 혼합과 발효기술이 보리 잎과 옥수수 수염내 GABA 양 증진에 효과가 있음을 의미한다. 또한 몇 가지 생리활성을 분석한 결과 혼합발효추출물의 항산화 효능이 비발효 추출물에 비하여 증진되었고 세포독성은 나타나지 않음을 확인하였다.
- 4의 결과에서 제시된 바와 같이 보리 잎과 옥수수 수염의 9:1 혼합과 발효기법을 통해 얻은 혼합발효추출물(MBCFE)의 항산화 활성은 10 mg/mL 농도에서 비발효 9:1 혼합추출물(MBCE)의 항산화 활성보다 유의적으로 증진되었으며 더불어GABA 함량도 또한 비발효 9:1 혼합추출물(MBCE)보다 약 5배 정도 증진되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 혼합과 발효기법이 보리 잎과 옥수수 수염에서의 GABA 함량과 항산화 활성 모두를 증진시킬 수 있는 효과적인 방법임을 의미한다고 사료된다.
- 2B and 2C). 이와 같은 결과는 소량 첨가한 옥수수 수염과 유산균 발효로 인해 보리 잎과 옥수수 수염 9:1 혼합발효추출물에서의 GABA 함량이 보리 잎 단독발효추출물에서보다 증진되는 효과가 있음을 의미한다. 더불어 본 연구에서 사용한 균주인 L.
- 3A and 3B). 즉 모든 추출물은 10 mg/mL농도 이하의 범위에서 BV2 세포와 RAW264.7 세포에 대해서 세포독성이 나타나지 않았다. 이는 보리 잎과 옥수수 수염을 유산균으로 발효한 후 추출했을 때에도 세포에 무해한 안전한 상태를 유지하고 있음을 의미한다.
- 2A). 즉, 혼합물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA 함량이 증가함을 알 수 있었다. 특히 보리 잎과 옥수수 수염을 9:1로 혼합하여 발효한 추출물(MBCFE)의 GABA 함량은 296.
- 10:0 비율의 혼합물은 발효시간에 따라 유산균수가 3배 이상 증가했으며, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 비율은 48시간 발효까지 유산균 수가 지속적으로 증가하다가 이 후에는 감소하였다. 특히 9:1 혼합물은 발효 48시간 동안 다른 혼합물과 비교하였을 때 초기 유산균 수보다 약 7배 정도 유산균 수의 증가를 보였다. 보리 잎과 옥수수 수염의 혼합비율에 따라 유산균의 증식이 변화한 이유는 각 소재가 함유한 유리당 함량이 영향을 미쳤을 가능성이 있을 것으로 사료된다.
- 4의 결과에서 보듯이 보리 잎과 옥수수 수염 혼합발효추출물의 항산화 활성이 증진되는 것으로 보아 발효기법이 항산화 능력에도 상당한 영향을 주는 것으로 판단된다. 특히 Fig. 2A와 Fig. 4의 결과에서 제시된 바와 같이 보리 잎과 옥수수 수염의 9:1 혼합과 발효기법을 통해 얻은 혼합발효추출물(MBCFE)의 항산화 활성은 10 mg/mL 농도에서 비발효 9:1 혼합추출물(MBCE)의 항산화 활성보다 유의적으로 증진되었으며 더불어GABA 함량도 또한 비발효 9:1 혼합추출물(MBCE)보다 약 5배 정도 증진되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 혼합과 발효기법이 보리 잎과 옥수수 수염에서의 GABA 함량과 항산화 활성 모두를 증진시킬 수 있는 효과적인 방법임을 의미한다고 사료된다.
- 2D). 특히 보리 잎과 옥수수 수염 9:1 혼합비율에서의 유산균의 증식과 발효가 최대화됨으로써 보리 잎과 옥수수 수염에 함유된 glutamic acid를 효과적으로 GABA로전환시키고 결과적으로 9:1 혼합비율에서 GABA의 함량이 극대화된 것으로 사료된다.
- 즉, 혼합물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA 함량이 증가함을 알 수 있었다. 특히 보리 잎과 옥수수 수염을 9:1로 혼합하여 발효한 추출물(MBCFE)의 GABA 함량은 296.67 mg/L로 테스트한 발효추출물 중에서 가장 높은 증가를 나타냈으며 발효하지 않은 9:1 혼합추출물(MBCE)보다 약 5배 정도 GABA 함량이 증가하였다(Fig. 2B). 또한, 9:1 혼합발효추출물(MBCFE)은 보리 잎 단독발효추출물(10:0, BFE)보다 약 1.
- 옥수수 수염의 비율보다는 보리 잎의 비율이 높은 혼합발효추출물에서 GABA가 더 강하게 나타났으며 따라서 혼합발효추출물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA의 생산이 증가함을 알 수 있었다. 특히 보리 잎과 옥수수 수염의 9:1과 8:2 혼합물에서 유산균으로 발효한 혼합발효추출물(Fig. 1B, lanes 7 and 8, arrows)이 발효하지 않은 추출물(Fig. 1B, lanes 3 and 4, arrows)보다 GABA 밴드가 더 강하게 나타났다. 이는 보리 잎과 옥수수 수염의 혼합과 유산균 발효로 인해 GABA의 생성이 더욱 촉진되기 때문이라고 사료된다.
- 1). 혼합발효추출물의 보리 잎과 옥수수 수염의 비율이 10:0 으로부터 2:8 까지는 모두 대조군의 GABA와 같은 위치에 GABA 밴드가 나타났음을 확인할 수 있었다(Fig. 1A, arrow). 옥수수 수염의 비율보다는 보리 잎의 비율이 높은 혼합발효추출물에서 GABA가 더 강하게 나타났으며 따라서 혼합발효추출물에서 보리 잎의 비율이 높을수록 GABA의 생산이 증가함을 알 수 있었다.
후속연구
- 이는 보리 잎과 옥수수 수염의 혼합과 유산균 발효로 인해 GABA의 생성이 더욱 촉진되기 때문이라고 사료된다. 더불어 Fig. 1A의 lane 11에서 asterisk로 표시된 밴드는 옥수수 수염 단독 발효에 의해 나타난 밴드로서 표준 GABA밴드보다 아래에 위치하므로GABA는 아닐 것으로 판단되나 향후 분석이 필요할 것으로 사료된다. 유산균을 이용한 GABA의 생산 및 함량 증진은 이미 다수의 보고가 있으며 유산균과 같은 미생물 발효를 통해 생산된 GABA는 일반적으로 안전하며 식품으로서의 이용이 가능하다고 알려져 있다(Hudec et al.
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