[논문]기능성 배추 김치의 발효 특성과 암세포 증식저해능

유광원; 이성현; 신은혜; 황종현

doi:10.9799/ksfan.2017.30.5.1007

기능성 배추 김치의 발효 특성과 암세포 증식저해능
Fermentative Characteristics and Anti-Proliferative Activity against Mouse Carcinoma Cell Line of Kimchi prepared with Functional Cabbage 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.30 no.5, 2017년, pp.1007 - 1014

유광원 (한국교통대학교 식품영양학과) , 이성현 (한국교통대학교 식품영양학과) , 신은혜 (한국교통대학교 식품영양학과) , 황종현 (한국교통대학교 식품영양학과)

Abstract ▼ AI-Helper

To compare functional Chinese cabbage('Amtak' baechu; F1 hybrid cultivar between Brassica rapa and B. perkinensis, AB) with general Chinese cabbage ('Chunkwang' baechu; general spring cultivar, CB), two kinds of kimchi(ABK and CBK) prepared with AB and CB cultivar were fermented at $10^{\circ}C$ for 10 days. Their fermentative characteristics and anti-proliferative activities against mouse carcinoma cell lines were investigated. General kimchi(CBK) showed mature pH on the $6^{th}$ day of fermentation, whereas functional kimchi(ABK) reached pH on the $9^{th}$ day. CBK also exhibited acidity of mature stage on the $6^{th}$ day, but ABK reached mature acidity on the $9^{th}$ day. Although ABK and CBK were salted in the same condition, ABK had lower salinity than CBK, throughout the fermentation time. The highest total bacterial and lactic bacterial counts of CBK showed on the $8^{th}$ day of fermentation, but ABK showed the highest total bacterial and lactic bacterial counts on the $10^{th}$ day. The texture of ABK was harder than CBK for fermentation time. This seems to be corrleated with the slower fermentation rate of ABK. ABK showed significantly higher anti-proliferative activity (54.6% cell viability of control) in B16BL6 at $1,000{\mu}g/mL$. ABK was also higher in anti-proliferative activity than CBK throughout the fermentation time. However, there was no significant difference in the anti-proliferative activity of ABK between the fermentation times. In conclusion, fermentation of ABK showed a better texture, due to the slow fermentation rate and more anti-proliferative activity against mouse carcinoma cell line than those of CBK.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 한 종묘 회사에서 순무와 배추를 종간 교잡하여 개발한 배추 품종(‘암탁배추’)이 기능성 배추로 시중에 유통되고 있으며, 이 배추를 원료로 제조한 김치는 일반배추의 특성과 함께 순무가 지니는 특성을 나타낼 것으로 기대된다. 특히 순무의 성분에는 항암활성, 항산화 활성, 소염 작용 등의 기능성이 보고되고 있고(Kim 등 2004) 순무김치가 오랫동안 시어지지 않고 숙성이 지속되는 특성이 있어, 본 연구에서는 이러한 배추품종을 이용한 김치의 발효 특성과 암세포저해 활성을 검토함으로써 향후 저장성과 항암성을 높일 수 있는 기능성 김치를 개발하기 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다.

제안 방법

순무(Brassica rapa)와 배추(B. perkinensis)를 교잡한 기능성 개량 품종인 암탁배추(AB)가 일반 춘광배추(CB)보다 우수함을 확인하기 위하여 2종류의 배추로부터 김치를 조제하여(기능성 암탁배추 김치; ABK와 일반 춘광배추 김치; CBK) 10℃에서 10일간 발효하면서 그들의 발효학적 특성과 암세포 증식저해 활성을 비교하였다. CBK는 발효 6일차에 적숙기 pH를 갖는 반면, ABK는 8일차에 이러한 pH에 도달하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 김치원료로써 배추는 증평의 J종묘 회사로부터 ‘암탁배추’를 구입하였고, 대조군인 일반배추인 ‘춘광배추’는 충북 충주의 K사로부터 구입하여 사용하였으며, 김치의 부재료는 H마트(증평, 충북)에서 구입하여 사용하였다. 절임에 사용한 소금은 천일염(신안산, 영진그린식품)을 사용하였다.

데이터처리

실험결과에 대한 통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 12.0, SPSS Inc., Chicago,IL, USA)을 이용하여 실험결과의 평균과 표준편차를 산출하고, 평균치±S.D.로 나타내었으며, 분산분석(ANOVA)을 실시한 후, 각 측정값간의 유의성을 Duncan's multiple range test로 검증하였다.

이론/모형

조정된 세포를 실험에 사용하기 위하여 96 well cell culture plate(SPLLife Science, Gyeonggi, Korea)에 200 μL씩 분주한 뒤, 24시간동안 전배양하여 monolayer를 형성시켰으며, 안정화시켰다. 한편, 암세포 성장억제 효과는 세포생존율을 측정하는 시약인 EZ-cytox(Dozen, Gyeongigi, Korea)를 이용한 water-solubletetrazolium salt(WST)법 (Ishiyama 등 1996)에 따라 측정하였다. 즉, 96 well plate상에서 24시간 동안 배양 및 안정화된 세포의 배양 상징액을 제거하고, 새로운 배지 180 μL와 적당한 농도로 희석된 김치추출물 시료 20 μL를 첨가하여 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 48시간 동안 재배양하였다.

성능/효과

ABK의 총 균수와 유산균 수는 CBK보다 낮았고, CBK의 최고의 총 균수와 유산균수는 발효 8일차에 나타난 반면, ABK는 발효 10일차에 최고 균수가 나타나, 발효 속도가 늦게 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. ABK와 CBK의 추출물이 Colon-M3.1과 흑색종 B16BL6의 마우스 종양세포에 대한 암세포 증식 저해 효과를 10~1,000μg/mL의 시료농도에서 측정한 결과, ABK는 시료농도 1,000μg/mL 에서 mouse의 흑색종 B16BL6 암세포에 대하여 유의적으로 가장 높은 암세포 증식 저해 효과(대조구의 45.41% 증식억제율)를 나타내었다. 또한, ABK는 발효기간을 통해 전반적으로 CBK보다 높은 암세포 증식 저해 활성을 보였으나, 발효기간에 따른 ABK의 암세포 증식저해 효과는 시료간 유의적인 차이는 없었다.
또한, ABK는 발효기간을 통해 전반적으로 CBK보다 높은 암세포 증식 저해 활성을 보였으나, 발효기간에 따른 ABK의 암세포 증식저해 효과는 시료간 유의적인 차이는 없었다. 결론적으로 두 종류 김치를 10℃에서 10일간 발효 하면서 분석한 결과, 기능성 배추를 이용한 ABK는 일반배추 김치인 CBK에 비하여 발효 속도를 지연 시킴에 따라 양호한 조직감을 오래 유지하였고 마우스 암세포주에 대해 더 높은 증식 저해 효과를 보였다.
41% 증식억제율)를 나타내었다. 또한, ABK는 발효기간을 통해 전반적으로 CBK보다 높은 암세포 증식 저해 활성을 보였으나, 발효기간에 따른 ABK의 암세포 증식저해 효과는 시료간 유의적인 차이는 없었다. 결론적으로 두 종류 김치를 10℃에서 10일간 발효 하면서 분석한 결과, 기능성 배추를 이용한 ABK는 일반배추 김치인 CBK에 비하여 발효 속도를 지연 시킴에 따라 양호한 조직감을 오래 유지하였고 마우스 암세포주에 대해 더 높은 증식 저해 효과를 보였다.

후속연구

그러나 고춧가루와 마늘을 고농도로 첨가하거나 초피 등의 부재를 사용하거나 유기배추 사용에 따라 암세포 저해활성을 높일 수 있었다는 보고(Park KY 등 1998)와 재배 방법을 달리한 배추를 이용한 김치에서 암세포 저해활성을 비교한 결과, 김치의 항암활성은 배추 및 부재료의 사용 종류에 따라 다르게 나타났다는 보고(Chun 등 2008)에서와 같이 본 연구에서 사용한 ABK의 경우에도 대조구로 사용한 일반 배추김치인 CBK의 암세포 증식 저해 활성이 다른 것으로 보아, 배추김치의 암세포 증식 저해 활성은 배추의 원, 부재료의 종류나 김치의 숙성과정에 따라서 다르게 나타날 수 있음을 보여주고 있다. 따라서 이러한 연구 결과를 토대로 향후 암세포 증식 저해 활성을 증강시키는 배추의 품종 선택, 원·부재료의 최적화 사용, 김치 유산균의 연구에 따라 암세포 증식저해 활성을 크게 증강시키는 기능성 김치의 개발이 가능할 것으로 보여진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	김치란?	김치는 한국의 대표적인 전통음식으로 채소류와 각종 해산물 및 젓갈을 사용하는 복합 발효식품이며, 영양학적으로 비타민, 무기질함량이 높고, 식이 섬유질 함량 역시 높아 2001년 7월 국제식품규격(Codex standard)에 ‘Kimchi’로 채택되었으며, 세계 5대 건강식품으로 ‘Health’ 지에 선정될 만큼 영양학적으로나 기능학적으로 중요한 건강식품으로 인식되고 있다. 김치가 건강식품으로 주목을 받으면서 김치의 건강기능성에 대한 연구는 다양하게 이루어지고 있으며, 이에 관한 연구로는 배추와 갓류의 flavonol, sinapine, anthocyanins, chlorophylls, carotenoids, 마늘의 allicin, garlic acid, scordinin, 생강의 gingerol, gingeron, shogaol 등 원료의 성분에 의한 항산화효과(Song 등 2001; Jung &Kim 2008; Lee 등 2014), 발효 김치 추출물의 피부독성에 대한 완화 및 갓김치와 배추김치군의 피부노화 예방효과(Ryu 등 1997; Ryu 등 2004), 김치의 지방질 배설능 증가와 콜레스테롤 농도를 저하시키는 효과(Hwang 등 2000; Lee &Jeong 1999), 김치 추출물의 면역증강효과, 김치유산균에 의한 항균 및 정장 작용(Ryu 등 2012; Lee등 2016)과 항암활성 등 다양한 기능성이 보고되고 있다.
	마늘에 함유된 기능성 성분은?	김치는 한국의 대표적인 전통음식으로 채소류와 각종 해산물 및 젓갈을 사용하는 복합 발효식품이며, 영양학적으로 비타민, 무기질함량이 높고, 식이 섬유질 함량 역시 높아 2001년 7월 국제식품규격(Codex standard)에 ‘Kimchi’로 채택되었으며, 세계 5대 건강식품으로 ‘Health’ 지에 선정될 만큼 영양학적으로나 기능학적으로 중요한 건강식품으로 인식되고 있다. 김치가 건강식품으로 주목을 받으면서 김치의 건강기능성에 대한 연구는 다양하게 이루어지고 있으며, 이에 관한 연구로는 배추와 갓류의 flavonol, sinapine, anthocyanins, chlorophylls, carotenoids, 마늘의 allicin, garlic acid, scordinin, 생강의 gingerol, gingeron, shogaol 등 원료의 성분에 의한 항산화효과(Song 등 2001; Jung &Kim 2008; Lee 등 2014), 발효 김치 추출물의 피부독성에 대한 완화 및 갓김치와 배추김치군의 피부노화 예방효과(Ryu 등 1997; Ryu 등 2004), 김치의 지방질 배설능 증가와 콜레스테롤 농도를 저하시키는 효과(Hwang 등 2000; Lee &Jeong 1999), 김치 추출물의 면역증강효과, 김치유산균에 의한 항균 및 정장 작용(Ryu 등 2012; Lee등 2016)과 항암활성 등 다양한 기능성이 보고되고 있다. 이중 항암활성에 대한 연구를 살펴보면 배추김치의 추출물을 용매별로 분획한 획분에서 위암세포와 골육암세포에 대해항암활성(Cho 등 1999)을 비롯해서 김치유산균의 돌연변이유발 억제효과(Park 등 1998)와 김치 주 발효균의 하나인 Lactobacillus plantarum 스타터 첨가가 암세포 성장을 저해하는 효과(Bong 등 2013) 등의 김치 유산균에 의한 항암효과 및 간수를 제한 천일염과 구운 소금으로 절인 배추김치에서의 항암활성(Han 등 2009)과 고추, 마늘, 초피 등의 향신료가 항암효과를 높인 연구(Park 등 1998), 양파김치의 암세포 증식억제에 관한 연구(Park 등 2004)로 주로 김치제조과정상 사용되는 부원료에서 유래하는 김치의 항암연구 등이 대부분이다.
	김치 주 발효균 중 항암효과가 있는 것은?	김치가 건강식품으로 주목을 받으면서 김치의 건강기능성에 대한 연구는 다양하게 이루어지고 있으며, 이에 관한 연구로는 배추와 갓류의 flavonol, sinapine, anthocyanins, chlorophylls, carotenoids, 마늘의 allicin, garlic acid, scordinin, 생강의 gingerol, gingeron, shogaol 등 원료의 성분에 의한 항산화효과(Song 등 2001; Jung &Kim 2008; Lee 등 2014), 발효 김치 추출물의 피부독성에 대한 완화 및 갓김치와 배추김치군의 피부노화 예방효과(Ryu 등 1997; Ryu 등 2004), 김치의 지방질 배설능 증가와 콜레스테롤 농도를 저하시키는 효과(Hwang 등 2000; Lee &Jeong 1999), 김치 추출물의 면역증강효과, 김치유산균에 의한 항균 및 정장 작용(Ryu 등 2012; Lee등 2016)과 항암활성 등 다양한 기능성이 보고되고 있다. 이중 항암활성에 대한 연구를 살펴보면 배추김치의 추출물을 용매별로 분획한 획분에서 위암세포와 골육암세포에 대해항암활성(Cho 등 1999)을 비롯해서 김치유산균의 돌연변이유발 억제효과(Park 등 1998)와 김치 주 발효균의 하나인 Lactobacillus plantarum 스타터 첨가가 암세포 성장을 저해하는 효과(Bong 등 2013) 등의 김치 유산균에 의한 항암효과 및 간수를 제한 천일염과 구운 소금으로 절인 배추김치에서의 항암활성(Han 등 2009)과 고추, 마늘, 초피 등의 향신료가 항암효과를 높인 연구(Park 등 1998), 양파김치의 암세포 증식억제에 관한 연구(Park 등 2004)로 주로 김치제조과정상 사용되는 부원료에서 유래하는 김치의 항암연구 등이 대부분이다. 그러나 소비가 가장 많은 배추김치의 주원료인 배추의 종류에 따른 연구는 배추 재배 방식에 따라 터널식 배추가 노지 배추에 비하여 결장암에 대한 항암효과가 높다는 보고(Chun 등 2008) 외에 별다른 연구가 행해지고 있지 않다.

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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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