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문제 정의
- 특히 김치에서 소금은 발효 과정 중 미생물의 생육을 조절하고 삼투압 작용으로 유해한 미생물을 사멸시키며 내염성이 있는 미생물을 생육시키는 역할을 한다11). 따라서 본 연구는 소금을 첨가한 도라지를 자연 발효시키는 동안 이화학적 특성과 미생물학적인 변화를 모니터링함으로써 스타터로서의 가능성이 있는 균주들을 선발하고, 나아가 발효에 따른 항비만 효능을 검증하여 활성을 증진시킨 발효 한약을 개발하고자 하였다.
- 따라서 본 연구에서 한약재인 도라지를 자연 발효시킴으로써 이화학적인 변화와 미생물학적인 변화를 분석하였고 발효 전후에 따른 비만에 미치는 영향을 평가하였다. 발효 식품에서 소금은 유해균을 억제시키고 내염성을 가지는 유산균의 생육을 증진시키는 역할을 한다.
제안 방법
- 6 well platedp 4×105 cells/well의 양으로 seeding한 후 37℃, CO2 배양기에 24시간 배양하였다. 1 mM free fatty acid (Oleic acid: palmitic acid=2:1)와 30% 에탄올로 추출한 추출물을 100 mg/mL의 농도로 처리한 후 24시간 배양한 뒤 Oil red O 염색으로 간세포에 축적된 지방량을 측정하였다. Oile red O 염색은 배양된 세포를 phosphate-buffered saline (PBS)로 3번 씻어낸 후 4% formalin에 5분간 배양한 후 다시 버리고 2시간 동안 세포를 고정시켰다.
- 2% Na2CO3 1 mL에 시료 50 μL, 50% Folin-Ciocalteu’s phenol reagent (Sigma, Louis, MO, USA) 50 μL를 혼합한 후 실온에서 10분간 반응시킨 후 720 nm에서 UV ELISA microplate reader (Spectramax Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용해 흡광도를 측정하였다.
- 2차 PCR은 GC clamp가 부착된 GC338F (5'-CGC CCG CCG CGC GCG GCG GGC GGG GCG GGG GCA CGG GGG GAC TCC TAC GGG AGG CAG CAG-3')와 518R (5'-ATT ACC GCG GCT GCT GG-3')를 사용하여 PCR 산물을 증폭하였다.
- DGGE로 분석한 미생물을 분리하기 위해 총 200종의 미생물을 순수 분리했고, RAPD-PCR로 그룹을 나누어 총 18종의 미생물 그룹을 동정하였다. 그 결과, 가장 진한 밴드를 보였던 L.
- 2% Na2CO3 1 mL에 시료 50 μL, 50% Folin-Ciocalteu’s phenol reagent (Sigma, Louis, MO, USA) 50 μL를 혼합한 후 실온에서 10분간 반응시킨 후 720 nm에서 UV ELISA microplate reader (Spectramax Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용해 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 표준물질로 사용하여 표준곡선을 작성한 후 총 폴리페놀 함량을 환산하였다. 총 플라보노이드(total flavonoid)함량은 시료 500 μL에 5% NaNO2 300 μL를 혼합하여 5분간 반응시킨 후 10% AlCl3 300 μL를 혼합하여 5분간 반응시킨 후에 1 M NaOH 2 mL로 반응을 정지시킨 후 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- Total DNA는 미생물의 16s rRNA gene primer인 27F (5'-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3')와 1492R (5'-AAG GAG GTG ATC CAG CC-3')을 이용하여 nested-PCR을 시행하였다. PCR 산물은 1.5% 아가로스젤(agarose gel)에 전기 영동하여 PCR 산물의 크기를 확인한 후 약 1.5 kb에서 증폭된 밴드만 잘라 Accuprep gel purification kit (QIAGEN, Hilden, Germany)를 사용하여 PCR 산물을 정제하였다. 2차 PCR은 GC clamp가 부착된 GC338F (5'-CGC CCG CCG CGC GCG GCG GGC GGG GCG GGG GCA CGG GGG GAC TCC TAC GGG AGG CAG CAG-3')와 518R (5'-ATT ACC GCG GCT GCT GG-3')를 사용하여 PCR 산물을 증폭하였다.
- RAPD-PCR을 위하여 M13 primer (5’-GAG GGT GGC GGT TCT-3’)를 사용했고 PCR은 94℃에서 5분간 반응시킨 후 94℃에서 1분, 45℃에서 20초, 72℃에서 2분의 반응을 총 30회 수행한 후 72℃에서 10분간 최종 신장하였다. PCR 산물은 2% agarose gel에 로딩한 후 100 V에서 3분, 50 V에서 2시간 동안 전기영동한 후 UV illumination (LAS3000; Fuji photo film)을 사용하여 밴드를 확인하였다. 밴드 패턴이 비슷한 균주를 그룹으로 나눈 다음 Genomic DNA를 추출하였고 DNA의 염기서열 분석은 Macrogen Inc.
- PCR-DGGE를 통해 분리된 각 DNA 밴드의 염기서열을 분석하고 동정하기 위해 각 위치의 밴드를 자른 후 tube에 옮겨 Gel & PCR Purification System (BioFACT Co., Ltd., Daejeon, Korea)의 protocol을 변형하여 수행했다.
- RAPD-PCR을 위하여 M13 primer (5’-GAG GGT GGC GGT TCT-3’)를 사용했고 PCR은 94℃에서 5분간 반응시킨 후 94℃에서 1분, 45℃에서 20초, 72℃에서 2분의 반응을 총 30회 수행한 후 72℃에서 10분간 최종 신장하였다.
- TSA와 MRS agar plate에서 자란 콜로니 중 무작위로 20개씩 선발하여 순수배양하였다. 미생물의 분류는 이전 연구에서 사용된 방법에 따라 수행하였다12).
- Total DNA는 미생물의 16s rRNA gene primer인 27F (5'-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3')와 1492R (5'-AAG GAG GTG ATC CAG CC-3')을 이용하여 nested-PCR을 시행하였다.
- 간세포에서 도라지 발효에 따른 지방 억제능을 평가하기 위해 HepG2 세포에 유리지방산을 처리하여 지방의 축적을 관찰했다. 발효 전에도 지방 축적 값이 감소했지만, 유의한 차이는 없었다.
- 도라지 발효 전후에 따른 지방가수분해에 미치는 영향을 측정하기 위해 lipase 저해 활성을 측정했다. 그 결과 발효 전에도 lipase 활성을 억제시켰고, 특히 대조군인 도라지에서 발효 전과 비교했을 때 발효 후 lipase 저해 활성이 유의하게 증가했다(P<0.
- 발효 도라지의 미생물은 PCR-DGGE를 이용하여 분석하였다. 매주 얻은 시료는 PowerFoodTM Microbial DNA Isolation Kit (MoBio Laboratories Inc., Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 genomic DNA를 추출하였다. PCR-DGGE는 기존 연구 방법에 따라 분석하였다12).
- 발효 정도를 분석하기 위해 pH를 측정하였다. 이를 위하여 1 g 시료를 9 mL의 0.
- 발효 중 미생물 분포의 변화를 보기 위해 PCR-DGGE분석을 하였다. 그 결과 전체적인 미생물의 분포는 발효 전 그리고 발효 1주 후로 구분되었으며 1주 후부터 발효 기간이 지남에 따른 변화는 크게 나타나지 않았다.
- 발효 중 활성 물질들의 변화를 보기 위해 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 소금 첨가 유무에 상관없이 발효 전후에 따른 차이는 보이지 않았다(Fig.
- 도라지의 불필요한 부분을 제거하고 세척한 후 분쇄하여 발효에 사용했다. 발효를 위해 1 kg의 도라지를 대조군으로 사용했고 소금 첨가 그룹은 2.5 g/kg의 소금 농도로 소금을 첨가하여 옹기에 담았으며 통풍이 잘 되고 서늘한 곳에 4주 동안 발효시켰다. 발효 기간 동안 매주 100 g씩 채취하여 -80℃에 보관한 뒤 시료로 사용하였다.
- 발효에 관여하는 미생물 수의 변화를 비교하기 위해 총 세균과 유산균의 생균수를 측정했다. 총 세균수와 유산균수는 발효 전 소금 첨가 유무에 따른 차이는 보이지 않았다.
- 발효의 정도는 pH와 총 당 함량을 이용하여 분석했다. 도라지 발효 중 소금의 첨가 유무가 결과에 차이를 나타냈다.
- PCR 산물은 2% agarose gel에 로딩한 후 100 V에서 3분, 50 V에서 2시간 동안 전기영동한 후 UV illumination (LAS3000; Fuji photo film)을 사용하여 밴드를 확인하였다. 밴드 패턴이 비슷한 균주를 그룹으로 나눈 다음 Genomic DNA를 추출하였고 DNA의 염기서열 분석은 Macrogen Inc. (Seoul, Korae)에 의뢰하였으며, 분석된 염기서열은 NCBI에서 BLAST 분석하여 동정하였다.
- 소금 첨가 유무에 따른 도라지의 발효 과정 중 전체 미생물의 조성을 비교하기 위하여 PCR-DGGE를 수행했다. PCR-DGGE는 배양하기 어려운 미생물로부터 DNA를 추출하여 PCR로 증폭함으로써 비교적 DNA 양이 적어도 미생물의 군집과 다양성을 분석할 수 있는 기술로 사용되고 있다16).
- 발효 식품에서 소금은 유해균을 억제시키고 내염성을 가지는 유산균의 생육을 증진시키는 역할을 한다. 이를 위해 도라지에 2.5%의 소금을 첨가하여 대조군과 비교하였다. 도라지 발효에 사용된 소금의 농도는 같은 식물성 발효식품인 김치 발효를 위해 사용하는 농도로 맞추어 사용하였다11).
- 제작된 젤에 2차 PCR 산물을 로딩하고 1X Tris-acetate-EDTA buffer (60℃)에서 20 V로 30분을 전기영동한 후 60 V로 13시간을 전기영동하였다. 전기 영동이 종료된 젤은 ethidium bromide로 염색시킨 후 UV illumination (LAS-3000; Fuji photo film, Tokyo, Japan)을 사용하여 밴드를 확인하였다.
- 에서 제공한 방법과 같은 방법으로 DNA를 정제했다. 정제된 DNA의 염기서열분석은 Macrogen Inc. (Seoul, Korea)에 의뢰하였으며, 분석된 염기서열은 National Center for Biotechnology Information(NCBI)에서 BLAST(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)분석하여 동정했다.
- 그 후 95% 황산을 5 mL 첨가한 후 30분 동안 실온에 방치하였다. 총 당의 함량은 470 nm에서 흡광도(Spectramax Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 측정하였으며, 총 당 함량을 정량하기 위해 포도당을 표준물질로 사용했고 표준곡선을 작성하여 총 당 함량을 환산하여 표시하였다.
- 85% NaCl로 희석하였다. 총 세균수는 Tryptic Soy Agar (TSA) 배지(Difco, Detroit, MI, USA)를, 유산균은 de Man, Rogosa and Sharpe (MRS) agar 배지(Difco, Detroit, MI, USA)를 이용해 분석했다. 희석한 시료는 100 μL씩 TSA와 MRS 배지에 분주하여 도말한 후 37℃에서 48시간 배양했다.
- 총 플라보노이드(total flavonoid)함량은 시료 500 μL에 5% NaNO2 300 μL를 혼합하여 5분간 반응시킨 후 10% AlCl3 300 μL를 혼합하여 5분간 반응시킨 후에 1 M NaOH 2 mL로 반응을 정지시킨 후 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
- 총 플라보노이드(total flavonoid)함량은 시료 500 μL에 5% NaNO2 300 μL를 혼합하여 5분간 반응시킨 후 10% AlCl3 300 μL를 혼합하여 5분간 반응시킨 후에 1 M NaOH 2 mL로 반응을 정지시킨 후 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 사용하였고 표준곡선을 작성하여 총 플라보노이드 함량을 환산하였다.
- 본 실험에 사용한 도라지는 충북 충주에서 생산된 생도라지(Bburi-maeul, Chungju, Korea)를 사용했다. 도라지의 불필요한 부분을 제거하고 세척한 후 분쇄하여 발효에 사용했다. 발효를 위해 1 kg의 도라지를 대조군으로 사용했고 소금 첨가 그룹은 2.
- 본 실험에 사용한 도라지는 충북 충주에서 생산된 생도라지(Bburi-maeul, Chungju, Korea)를 사용했다. 도라지의 불필요한 부분을 제거하고 세척한 후 분쇄하여 발효에 사용했다.
- 사람에서 유래한 간암세포주인 HepG2 세포는 ATCC(Manassas, VA, USA)에서 분양받아 사용하였다. 세포는Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)에 10% fetal bovine serum (FBS)과 1% Penicillin/Streptomycin solution(P/S)을 첨가한 배지에 배양하였다.
- 세포는Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)에 10% fetal bovine serum (FBS)과 1% Penicillin/Streptomycin solution(P/S)을 첨가한 배지에 배양하였다.
데이터처리
- 모든 측정값은 3번 반복하여 측정하였고 평균값(mean)과 표준오차(Standard Error of the Mean)로 나타냈으며, 각 실험군 간의 통계분석은 Prism 5 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA)를 사용하였고 one-way analysis of variance (ANOVA)test 혹은 Student t-test를 통해 시행했다. 실험 결과의 통계적인 유의성은 P-value가 0.
이론/모형
- , Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 genomic DNA를 추출하였다. PCR-DGGE는 기존 연구 방법에 따라 분석하였다12). Total DNA는 미생물의 16s rRNA gene primer인 27F (5'-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3')와 1492R (5'-AAG GAG GTG ATC CAG CC-3')을 이용하여 nested-PCR을 시행하였다.
- 2차 PCR은 GC clamp가 부착된 GC338F (5'-CGC CCG CCG CGC GCG GCG GGC GGG GCG GGG GCA CGG GGG GAC TCC TAC GGG AGG CAG CAG-3')와 518R (5'-ATT ACC GCG GCT GCT GG-3')를 사용하여 PCR 산물을 증폭하였다. PCR-DGGE는D Code universal mutation detection system (Bio-Rad, Hercules, CA, USA)을 사용하여 분석을 수행하였다. Denaturing gradients는 30~60%로 농도 구배가 연속적으로 형성된 젤을 제작하여 사용하였다.
- TSA와 MRS agar plate에서 자란 콜로니 중 무작위로 20개씩 선발하여 순수배양하였다. 미생물의 분류는 이전 연구에서 사용된 방법에 따라 수행하였다12). 순수 분리한 미생물은 random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR)을 이용하여 균주를 분류하였다.
- 발효 도라지의 미생물은 PCR-DGGE를 이용하여 분석하였다. 매주 얻은 시료는 PowerFoodTM Microbial DNA Isolation Kit (MoBio Laboratories Inc.
- 발효 중의 도라지의 당 함량 변화를 측정하기 위해 페놀-황산법을 이용하여 총 당 함량을 측정했다. 즉 발효 샘플을 saline으로 100배 희석한 후 희석한 샘플 2 mL에 5% 페놀 1 mL를 첨가한 후 혼합하였다.
- 미생물의 분류는 이전 연구에서 사용된 방법에 따라 수행하였다12). 순수 분리한 미생물은 random amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction (RAPD-PCR)을 이용하여 균주를 분류하였다. RAPD-PCR을 위하여 M13 primer (5’-GAG GGT GGC GGT TCT-3’)를 사용했고 PCR은 94℃에서 5분간 반응시킨 후 94℃에서 1분, 45℃에서 20초, 72℃에서 2분의 반응을 총 30회 수행한 후 72℃에서 10분간 최종 신장하였다.
성능/효과
- plantarum이 가장 많이 동정되었고, 또한 Leu. pseudomesenteroides는 분리되지 않았지만 Leuconostoc mesenteroides가 분리되었고, 그 외에도 DGGE 밴드에 나타난 L. sakei와 L. curvatus도 분리되었다. 그 외에도 Pseudomonas fluorescens와 Lactobacillus brevis가 추가적으로 분리되었다(Table 2).
- 그 결과 발효 전에도 lipase 활성을 억제시켰고, 특히 대조군인 도라지에서 발효 전과 비교했을 때 발효 후 lipase 저해 활성이 유의하게 증가했다(P<0.05).
- 발효 중 미생물 분포의 변화를 보기 위해 PCR-DGGE분석을 하였다. 그 결과 전체적인 미생물의 분포는 발효 전 그리고 발효 1주 후로 구분되었으며 1주 후부터 발효 기간이 지남에 따른 변화는 크게 나타나지 않았다. 발효 전 나타났던 Uncultured Chroococcidiopsis species, Rhizobium tropici 균주는 발효가 진행됨에 따라 미생물의 상대적인 분포도가 줄어들었다.
- DGGE로 분석한 미생물을 분리하기 위해 총 200종의 미생물을 순수 분리했고, RAPD-PCR로 그룹을 나누어 총 18종의 미생물 그룹을 동정하였다. 그 결과, 가장 진한 밴드를 보였던 L. plantarum이 가장 많이 동정되었고, 또한 Leu. pseudomesenteroides는 분리되지 않았지만 Leuconostoc mesenteroides가 분리되었고, 그 외에도 DGGE 밴드에 나타난 L.
- 도라지는 발효 1주일 후, pH는 발효 전보다 각각 대조군에서 4.14, 소금 첨가군은 4.40으로 떨어졌고 총 당 함량은 발효 전보다 각각 대조군에서 190 mg/g, 소금 첨가군은 182 mg/g씩 떨어졌다. 총 세균수는 발효 후 대조군은 log 1.
- 4B). 따라서 도라지 발효는 소금 첨가 유무에 상관없이 총 플라보노이드 함량은 증가시켰으나, 총 폴리페놀의 함량에는 변화가 없었다.
- 1B). 따라서 도라지는 발효 중 pH와 당 함량 모두 감소시켰으며, 특히 소금 첨가 도라지에서 총 당 함량의 감소가 더디게 나타는 것을 확인했다.
- 본 연구는 자연 발효를 통해 도라지에 잘 적응하는 균주들을 조사하였고 이를 통해 도라지 발효에 활용할 수 있는 미생물의 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 도라지 발효 전후 효능을 비교해 봄으로써 lipase의 활성 억제나 간세포의 지방 축적 억제와 같은 항비만 효능에 활성을 나타냈다. 비록 도라지 발효에 소금 첨가는 pH와 총 당 함량, 총 세균수와 유산균 수, 미생물의 조성에 영향을 주었지만, 총 플라보노이드 함량과 lipase 저해 활성에는 발효 후 소금 첨가로 효능을 감소시켰다.
- lactis는 발효 전부터 약하게 존재했고 발효가 진행됨에 따라 그 분포가 증가되었다. 또한 소금 첨가 도라지에서는 더 다양한 미생물들이 발효에 관여했는데 Weissella koreensis, Weissella viridescens, Lactobacillus sakei, Lactobacillus curvatus, Uncultured Enterobacteriaceae bacterium이 눈에 띄게 증가했다(Fig. 3, Table 1). 도라지 발효는 Lactobacillus와 Weilssella와 같은 유산균이 주요 발효 미생물로 관찰되었다.
- 그 결과 전체적인 미생물의 분포는 발효 전 그리고 발효 1주 후로 구분되었으며 1주 후부터 발효 기간이 지남에 따른 변화는 크게 나타나지 않았다. 발효 전 나타났던 Uncultured Chroococcidiopsis species, Rhizobium tropici 균주는 발효가 진행됨에 따라 미생물의 상대적인 분포도가 줄어들었다. 소금 첨가 유무에 상관없이 Lactobacillus plantarum, Leuconostoc pseudomesenteroides와 Lactococcus lactis subsp.
- 도라지 발효 중 소금의 첨가 유무가 결과에 차이를 나타냈다. 발효 전 도라지의 pH는 5.86, 소금 첨가 도라지의 pH는 5.57이고, 발효 1주일 후 도라지는 4.14인 반면 소금 첨가 도라지는 4.4로 pH가 더 높은 것으로 나타났다. 매주 pH를 측정하였고, 대조군은 발효 4주일 후 pH 4.
- cuvatus와 같은 유산균의 다양성이 더 증가되었다. 발효 전후에 따른 플라보노이드의 함량에도 상당한 영향을 주었고 도라지만 발효시켰을 때, lipase를 저해하는 활성이 더 크게 나타났다. 하지만 소금 첨가 유무에 상관없이 발효 중 L.
- 또한 도라지 발효 전후 효능을 비교해 봄으로써 lipase의 활성 억제나 간세포의 지방 축적 억제와 같은 항비만 효능에 활성을 나타냈다. 비록 도라지 발효에 소금 첨가는 pH와 총 당 함량, 총 세균수와 유산균 수, 미생물의 조성에 영향을 주었지만, 총 플라보노이드 함량과 lipase 저해 활성에는 발효 후 소금 첨가로 효능을 감소시켰다. 두 그룹 모두 간세포에서 지방 축적 억제 기능에서 효능을 보였지만 소금 첨가의 상승효과를 발견하지 못했다.
- 초산균 종류에 따른 식초의 품질을 평가한 연구에서도 모든 초산균이 pH를 3 이하로 낮추었다15). 비록 본 연구에서 초산과 효모의 분포에 대한 연구는 수행하지 않았지만, 소금 첨가 도라지에서는 초산균이 pH를 낮추는 역할을 하였을 것으로 사료되고, 대조군에서 효모는 알코올을 생성하면서 pH의 변화 없이 총 당 함량을 감소시켰을 것으로 사료된다. 추후 이를 규명하는 연구가 더 필요할 것이다.
- lactis가 주요 미생물로 발효에 관여했으며 간에서 지방 축적이 억제되었다. 비록 소금 첨가가 미생물에 영향을 주었지만, 발효 후 효능에 있어 상승효과는 나타나지 않았다. 결론적으로 본 연구 결과를 통해 도라지 발효는 소금 첨가와 상관없이 장내 지방분해와 간의 지방 축적을 억제함으로써 비만 예방과 치료에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
- 추후 이를 규명하는 연구가 더 필요할 것이다. 소금 첨가 유무에 따라 총 세균과 유산균 수도 발효 1주 후 유의하게 차이를 보였는데 이러한 변화도 발효 속도에 영향을 주었다고 사료된다.
- 2B). 소금 첨가 유무에 상관없이 도라지 발효 중 유산균도 상당수 증가되었다.
- 2A). 유산균 분석에서도 발효 1주 후 소금 첨가 도라지에서 유의하게 균수가 증가되었고, 최종 4주 후에도 유의하게 증가되었다(Fig. 2B). 소금 첨가 유무에 상관없이 도라지 발효 중 유산균도 상당수 증가되었다.
- 총 당 함량 변화에도 소금 첨가 유무에 따른 차이를 보였는데, 발효 후 1주까지는 소금 첨가 유무에 따른 차이는 없이 감소했고, 3주 후부터 도라지의 총 당 함량이 유의하게 더 감소되었으며 4주 발효 후 최종 총 당 함량은 각각 109.5와 225.7 mg/g으로 소금 첨가 도라지에서 약 2배 정도 높은 총 당 함량을 보였다(Fig. 1B). 따라서 도라지는 발효 중 pH와 당 함량 모두 감소시켰으며, 특히 소금 첨가 도라지에서 총 당 함량의 감소가 더디게 나타는 것을 확인했다.
- 40으로 떨어졌고 총 당 함량은 발효 전보다 각각 대조군에서 190 mg/g, 소금 첨가군은 182 mg/g씩 떨어졌다. 총 세균수는 발효 후 대조군은 log 1.9 CFU/g, 소금 첨가군은 log 1.9 CFU/g씩 급증했고, 유산균 수도 발효 후 대조군은 log 3.6 CFU/g, 소금 첨가 군은 log 5.1 CFU/g씩 증가했다. 유산균은 주로 당을 주요 탄소원으로 사용하여 생장하며 발효에 영향을 준다.
- 도라지는 발효 중 소금 첨가 유무에 따라 pH, 총 당 함량, 총 세균수와 유산균 수에 영향을 주었다. 특히 발효 중 미생물의 분포를 비교해 보면 소금 첨가로 인해 W. koreensis, W. viridescens, L. sakei, L. cuvatus와 같은 유산균의 다양성이 더 증가되었다. 발효 전후에 따른 플라보노이드의 함량에도 상당한 영향을 주었고 도라지만 발효시켰을 때, lipase를 저해하는 활성이 더 크게 나타났다.
- 도라지는 발효 동안 생리활성 물질의 함량에도 변화를 주었다. 특히 총 플라보노이드 함량은 소금 첨가 유무에 상관없이 유의하게 증가되었다. 페놀화합물은 과일 채소와 같은 식물성 식품에 존재하며 항산화 활성 및 암과 관련된 산화 스트레스 억제에 역할을 하고 있다.
- 총 세균수와 유산균수는 발효 전 소금 첨가 유무에 따른 차이는 보이지 않았다. 하지만 총 세균수에서 발효 1주 후 소금 첨가 도라지에서 유의하게 증가하였고 2주 후에는 도라지에서 유의적으로 증가하였으며, 마지막 4주 후 다시 소금 첨가 도라지에서 유의하게 높은 총 세균수를 보였다(Fig. 2A). 유산균 분석에서도 발효 1주 후 소금 첨가 도라지에서 유의하게 균수가 증가되었고, 최종 4주 후에도 유의하게 증가되었다(Fig.
후속연구
- 비록 소금 첨가가 미생물에 영향을 주었지만, 발효 후 효능에 있어 상승효과는 나타나지 않았다. 결론적으로 본 연구 결과를 통해 도라지 발효는 소금 첨가와 상관없이 장내 지방분해와 간의 지방 축적을 억제함으로써 비만 예방과 치료에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
- 두 그룹 모두 간세포에서 지방 축적 억제 기능에서 효능을 보였지만 소금 첨가의 상승효과를 발견하지 못했다. 따라서 비만을 유도한 동물모델을 이용한 항비만 효능평가를 통한 추가적인 연구가 더 필요하다.
- 이런 효능은 발효 도라지를 섭취했을 때 장내에서 지방의 분해가 억제되어 체외로 배출되는 데 도움을 줄 것으로 기대한다. 또한 간세포에서 유리지방산으로 비알코올성 간염을 유발한 모델에서도 도라지 발효 후 간 내 지방 축적이 억제되었고 이런 발효 도라지의 효능은 비만치료와 예방에 도움을 줄 수 있을 것이다.
- 하지만 도라지에 잘 정착하여 성장하며 효능을 증진시킬 수 있는 발효에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구는 자연 발효를 통해 도라지에 잘 적응하는 균주들을 조사하였고 이를 통해 도라지 발효에 활용할 수 있는 미생물의 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 도라지 발효 전후 효능을 비교해 봄으로써 lipase의 활성 억제나 간세포의 지방 축적 억제와 같은 항비만 효능에 활성을 나타냈다.
- 도라지는 발효 후 지방을 분해하는 lipase의 저해 효과를 증진시켰다. 이런 효능은 발효 도라지를 섭취했을 때 장내에서 지방의 분해가 억제되어 체외로 배출되는 데 도움을 줄 것으로 기대한다. 또한 간세포에서 유리지방산으로 비알코올성 간염을 유발한 모델에서도 도라지 발효 후 간 내 지방 축적이 억제되었고 이런 발효 도라지의 효능은 비만치료와 예방에 도움을 줄 수 있을 것이다.
- 비록 본 연구에서 초산과 효모의 분포에 대한 연구는 수행하지 않았지만, 소금 첨가 도라지에서는 초산균이 pH를 낮추는 역할을 하였을 것으로 사료되고, 대조군에서 효모는 알코올을 생성하면서 pH의 변화 없이 총 당 함량을 감소시켰을 것으로 사료된다. 추후 이를 규명하는 연구가 더 필요할 것이다. 소금 첨가 유무에 따라 총 세균과 유산균 수도 발효 1주 후 유의하게 차이를 보였는데 이러한 변화도 발효 속도에 영향을 주었다고 사료된다.
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