본 연구는 다양한 생리활성 기능을 가지고 있는 여주(Momordica charantia L.)와 유산균의 기능성을 이용하여 건강 기능성을 갖춘 발효 음료를 개발하고자 하였다. 따라서 여주에 Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus reuteri를 각각 접종하여 여주 유산균 발효음료를 제조하고 이들의 항산화 활성 및 소화효소 억제 효과를 연구하였다. 여주 유산균 발효음료의 pH는 24시간 발효 후 감소하였으나 총산 함량은 발효시간이 진행될수록 꾸준히 증가하였다. 총 페놀 함량은 발효시간에 따른 유의적인 차이가 없었으나 총 플라보노이드 함량은 48시간 발효 후 모든 군에서 유의적으로 가장 높은 값을 나타냈다. 또한, 모든 발효음료군에서 48시간 발효 후의 ${\alpha}$-glucosidase 저해 활성은 91.24~95.05%로 높았으나 ${\alpha}$-amylase의 저해 활성은 14.21~19.00%로 낮았다. DPPH 라디칼 소거 활성과 FRAP 활성 모두 여주 분말 첨가량에 따라 증가하였고, 이에 따라 여주 유산균 발효음료의 프로바이오틱 효과와 탄수화물 분해효소 저해 활성 및 항산화 활성이 우수함을 확인하였으며 향후 이들이 기능성 음료로서의 이용 가능성이 높을 것으로 기대된다.
본 연구는 다양한 생리활성 기능을 가지고 있는 여주(Momordica charantia L.)와 유산균의 기능성을 이용하여 건강 기능성을 갖춘 발효 음료를 개발하고자 하였다. 따라서 여주에 Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus reuteri를 각각 접종하여 여주 유산균 발효음료를 제조하고 이들의 항산화 활성 및 소화효소 억제 효과를 연구하였다. 여주 유산균 발효음료의 pH는 24시간 발효 후 감소하였으나 총산 함량은 발효시간이 진행될수록 꾸준히 증가하였다. 총 페놀 함량은 발효시간에 따른 유의적인 차이가 없었으나 총 플라보노이드 함량은 48시간 발효 후 모든 군에서 유의적으로 가장 높은 값을 나타냈다. 또한, 모든 발효음료군에서 48시간 발효 후의 ${\alpha}$-glucosidase 저해 활성은 91.24~95.05%로 높았으나 ${\alpha}$-amylase의 저해 활성은 14.21~19.00%로 낮았다. DPPH 라디칼 소거 활성과 FRAP 활성 모두 여주 분말 첨가량에 따라 증가하였고, 이에 따라 여주 유산균 발효음료의 프로바이오틱 효과와 탄수화물 분해효소 저해 활성 및 항산화 활성이 우수함을 확인하였으며 향후 이들이 기능성 음료로서의 이용 가능성이 높을 것으로 기대된다.
This study was conducted to develop Momordica charantia L. juice fermented by four Lactobacillus species such as Lactobacillus paracasei (LPA), Lactobacillus plantarum (LPL), Lactobacillus rhamnosus (LRH), and Lactobacillus reuteri (LRE) as well as to investigate their inhibitory effects against dig...
This study was conducted to develop Momordica charantia L. juice fermented by four Lactobacillus species such as Lactobacillus paracasei (LPA), Lactobacillus plantarum (LPL), Lactobacillus rhamnosus (LRH), and Lactobacillus reuteri (LRE) as well as to investigate their inhibitory effects against digestive enzymes and antioxidant activities. Fermentation was performed at $37^{\circ}C$ without nutrient supplementation for 72 h. The pH and total lactic acid contents were within the ranges of 3.75~3.96 and 5.21~10.04% in fermented juices, respectively. The type of starter culture and fermentation time induced changes in flavonoid contents more than total phenolic contents. All juices fermented for 48 h strongly inhibited ${\alpha}$-glucosidase activity with the percentage of inhibition ranging of 91.24~95.05%. Antioxidant activities of all juices mostly increased after 48 h of fermentation. Our results suggest that fermented juice possesses inhibitory activity against digestive enzymes and antioxidant activity, and they can be used as health functional beverages.
This study was conducted to develop Momordica charantia L. juice fermented by four Lactobacillus species such as Lactobacillus paracasei (LPA), Lactobacillus plantarum (LPL), Lactobacillus rhamnosus (LRH), and Lactobacillus reuteri (LRE) as well as to investigate their inhibitory effects against digestive enzymes and antioxidant activities. Fermentation was performed at $37^{\circ}C$ without nutrient supplementation for 72 h. The pH and total lactic acid contents were within the ranges of 3.75~3.96 and 5.21~10.04% in fermented juices, respectively. The type of starter culture and fermentation time induced changes in flavonoid contents more than total phenolic contents. All juices fermented for 48 h strongly inhibited ${\alpha}$-glucosidase activity with the percentage of inhibition ranging of 91.24~95.05%. Antioxidant activities of all juices mostly increased after 48 h of fermentation. Our results suggest that fermented juice possesses inhibitory activity against digestive enzymes and antioxidant activity, and they can be used as health functional beverages.
여주는 주로 용매를 이용하여 추출한 후 항산화(15), 항당뇨(16), 항균(17), 항암 활성(18) 등의 건강 기능성에 관한 연구는 진행되어 왔으나 이를 활용한 식품 개발에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 생리활성이 뛰어난 물질들을 다량 함유하고 있어 예로부터 건강식품 소재나 약재로 널리 사용되고 있는 여주에 유산균을접종하여 제조한 발효음료의 건강 기능성을 연구하고자 하였다.
여주 건조물이 10%가 되도록 멸균 증류수를 일정량 부은 후 75°C에서 30분간 살균하여 유산균 4종(Lactobacillusreuteri, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum)을 각각 2.5%씩 접종하고 37°C에서 72시간 동안 발효하였다. 제조한 발효음료는 -70°C에서 냉동 보관하면서 분석시료로 이용하였다.
여주 유산균 발효음료의 총 플라보노이드 함량은 Woisky와 Salatino(24)의 방법을 변형하여 측정하였다. 음료 0.
대상 데이터
2013년 경남 함양군에서 재배된 미성숙한 여주를 동결건조한 가루(Cheonlyeong Food, Hamyang, Gyeongnam,Korea)를 구입하여 본 연구에 사용하였다. Folin-Ciocalteureagent, gallic acid, aluminum nitrate, potassium acetate, aluminum nitrate, quercetin, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), ascorbic acid, FeCl3, FeSO4･7H2O(iron(Ⅱ) sulfate heptahydrate), potassium persulfate는 Sigma-Aldrich Co.
데이터처리
모든 분석은 3회 반복하여 평균과 표준편차로 나타내었다. 데이터의 통계처리는 Minitab version 16(Minitab Inc.,State College, PA, USA)을 이용하여 분산분석을 통해 각 샘플 간의 유의성 검증을 수행하였으며 Tukey test를 이용하여 5% 수준에서 검정하였다.
성능/효과
α-Glucosidase는 소장 상피세포의 brush-border membrane에 존재하는 효소로 이 효소의 활성 저해는 인슐린 분비를 통하지 않고 당질 가수분해와 흡수과정을 저해함으로써 탄수화물의 소화와 흡수를 지연시키는 역할을 하며,소장 전체에 포도당이 흡수되어 식후 혈당 수치가 높아지는 것을 막아준다(32). 여주 발효음료의 초기 α-glucosidase 저해 활성은 58.44~61.26%였으며 여주 유산균 발효음료의 α-glucosidase 저해 활성은 48시간까지 증가하여 48시간째 LRH는 95.05%, LRE는 92.32%, LPL은 91.86%, LPA는 91.24%로 모든 군에서 90% 이상의 높은 저해 활성을 보였다. 또한, 총 플라보노이드 함량이 48시간 발효하였을 때 가장 높은 결과를 보이며 여주 발효음료가 탄수화물 분해효소 저해 활성과 관련이 있다고 생각된다.
05). 여주 발효음료의 초기 총 플라보노이드 함량은 1.84~2.11 mM QE/g이었으며, 모든 군에서 48시간 발효 후에 유의적으로 가장 높은 값을 나타내었다(P<0.05). 48시간 발효 후 총 플라보노이드 함량은 LRE가 5.
초기 여주 발효음료의 DPPH 라디칼 소거 활성은 54.75~57.73%였으나 48시간 발효 후 62.12~75.07%로 증가하였으며, LRE는 75.07%, LRH는 74.61%, LPL은 65.00%,LPA는 62.12% 순이었다. Go(40)는 여주를 물로 추출하였을 때 DPPH 라디칼 소거 활성이 41.
후속연구
특히 현재 시판 중인 비만치료제 or-listat는 triglyceride를 분해하는 췌장의 지방분해 효소인 lipase에 비가역적인 결합을 하여 지방분해 효소를 불활성화시킴으로써 triglyceride 및 cholesterol의 흡수를 감소시킴과 동시에 배설시키는 기작으로 항비만 작용을 하지만 복부고통, 설사 등의 부작용이 있어 이러한 부작용이 없는 천연 항비만 소재 개발을 위한 연구가 지속하고 있다(37). 탄수화물과 지질 가수분해 효소의 저해 작용이 모두 우수한 여주 유산균 발효음료는 당뇨와 비만의 예방과 치료를 위한 우수한 후보가 될 수 있을 것이라 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유산균은 무엇을 제조하는 데 광범위하게 활용되고 있는가?
유산균은 식품에 증식하면서 젖산을 포함한 다양한 대사산물을 생산하여 식품의 저장성을 연장하고 특유의 풍미를 부여한다. 또한, 병원성 세균의 생육 억제, 유당 불내증의 완화작용, 콜레스테롤 수준 정상화, 면역증진 활성, 항암작용 등 현대인의 성인병 예방과 건강 증진에 탁월한 기능을 나타내는 것으로 보고되고 있어 각종 발효식품, 건강 기능성 식품, 사료 첨가제나 의약품 등의 제조에 광범위하게 활용되고 있다(7-11). 최근에는 다양한 곡류와 한약재, 오디 등을유산균으로 발효하여 품질적 가치와 기호도가 향상되었을 뿐 아니라 항산화와 항당뇨 활성의 증가나 혈중 콜레스테롤 저하 등 건강 기능성이 증가하였다고 보고된 바 있다(12).
여주에 함유되어 있는 charantin은 어떤 역할을 하는가?
)는 박과에 속하는 덩굴성 한해살이 식물로 특유의 쓴맛으로 인해 bitter melon, bitter gourd, bitter squash라고 불리어 왔고, 비타민 C, glycosides, saponins, alkaloids 등 생리활성이 뛰어난 물질들을 다량 함유하고 있어 예로부터 건강식품 소재나 약재로 널리 사용되어 왔다(13). 특히 여주에는 cucurbitane-type triterpenoid의 일종인 charantin이 함유되어 있어 인슐린 분비에 결정적 역할을 하는 베타세포를 활성화시킴으로써 인슐린의 분비를 촉진하고 혈당을 낮추는 역할을 한다고 알려져 있다(14). 여주는 주로 용매를 이용하여 추출한 후 항산화(15), 항당뇨(16), 항균(17), 항암 활성(18) 등의 건강 기능성에 관한 연구는 진행되어 왔으나 이를 활용한 식품 개발에 관한 연구는 미비한 실정이다.
여주는 무엇인가?
여주(Momordica charantia L.)는 박과에 속하는 덩굴성 한해살이 식물로 특유의 쓴맛으로 인해 bitter melon, bitter gourd, bitter squash라고 불리어 왔고, 비타민 C, glycosides, saponins, alkaloids 등 생리활성이 뛰어난 물질들을 다량 함유하고 있어 예로부터 건강식품 소재나 약재로 널리 사용되어 왔다(13). 특히 여주에는 cucurbitane-type triterpenoid의 일종인 charantin이 함유되어 있어 인슐린 분비에 결정적 역할을 하는 베타세포를 활성화시킴으로써 인슐린의 분비를 촉진하고 혈당을 낮추는 역할을 한다고 알려져 있다(14).
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