[논문]유산균 발효에 따른 볶은 아마씨 추출물의 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성

박예은; 김병혁; 윤여초; 김중규; 이준형; 권기석; 황학수; 이중복

doi:10.5352/jls.2018.28.5.547

유산균 발효에 따른 볶은 아마씨 추출물의 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성
Total Polyphenol Contents, Flavonoid Contents, and Antioxidant Activity of Roasted-flaxseed Extracts Based on Lactic-acid Bacteria Fermentation 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.28 no.5 = no.217, 2018년, pp.547 - 554

박예은 (비에이치앤바이오) , 김병혁 (비에이치앤바이오) , 윤여초 (비에이치앤바이오) , 김중규 (비에이치앤바이오) , 이준형 (비에이치앤바이오) , 권기석 (안동대학교 생약자원학과) , 황학수 ((주)교촌F&B) , 이중복 (비에이치앤바이오)

초록
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아마(Linum usitatissimum L.)의 종자인 아마씨(Flaxseed)는 아마인(仁)이라고도 불리며 오메가-3 지방산, 식물성 에스트로겐, 알파-리놀렌산 및 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있다. 또한 콜레스테롤 저해, 혈액응고 저해, 종양의 성장 억제 등 다양한 효과에 대한 다양한 연구가 보고 되어있다. 본 연구는 유산균을 이용해 발효한 아마씨의 기능성 성분을 조사하기 위해 가열 처리된(볶은) 아마씨에 4종의 유산균(NFFS ; Non-fermented flaxseed, BHN-LAB31, 126 ; Lactobacillus brevis, BHN-LAB41 ; Pediococcus pentosaceus, KCTC3109 ; Lactobacillus casei)을 접종하여 $37^{\circ}C$에서 7일 동안 발효를 진행하였고, 발효 후 70% 에탄올을 통해 추출하여 각 발효 유산균에 따른 추출물의 항산화 활성을 측정하였다. 그 결과, 발효하지 않은 아마씨(NFFS)에 비해 유산균 발효 아마씨에서 전반적으로 총 폴리페놀 함량 약 1.5~8배, 총 플라보노이드 함량 약 1.2배 증가된 것을 확인하였다. DPPH radical 소거 활성능은 100 ppm 농도에서 비 발효 아마씨 대비 5.6배, SOD 유사활성능은 2.3배 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과를 종합하여 볼 때 유산균을 이용한 아마씨의 발효가 가능하며, 유산균 발효가 아마씨의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였으며 본 연구를 기반으로 한 기능성 식품 또는 화장품 소재로의 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Flaxseed (Linum usitatissimum L.), also called linseed and one of the raw materials for making linen, is rich in omega-3 fatty acids, vegetable estrogen, ${\alpha}$-linolenic acid, and dietary fiber. Studies on flaxseed have reported various additional effects, such as the inhibition of cholesterol, blood clotting, and tumor growth. In this study, we investigated the functional components of flaxseed fermented with lactic-acid bacteria. Lactic-acid bacteria was inoculated into heat-treated (roasted) flaxseed and fermented at $37^{\circ}C$ for 72 hr. The fermented flaxseed was extracted with 70% ethanol and the antioxidant effect of the fermented extracts according to the lactic-acid bacteria was analyzed. It was confirmed that the total polyphenol contents had expanded by about 1.5-8 times, and the total flavonoid contents had increased around 1.2 times in the case of fermented flaxseed with lactic-acid bacteria compared to non-fermented flaxseed (NFFS). DPPH radical scavenging and superoxide dismutase-like activities had increased around 5.6 and 2.3 times, respectively, in the fermented flaxseed compared to the NFFS at 100 ppm concentration. The study concluded that fermentation of flaxseed with lactic-acid bacteria is possible and that it is effective to increase the antioxidant effects of flaxseed. These results can be applied to the development of improved foods and cosmetic materials.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 유산균을 이용하여 아마씨의 유산발효 가능 여부를 확인하고, 유산균 발효 아마씨의 총 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량, 그리고 항산화 활성의 변화를 측정함으로써 유산발효가 아마씨의 항산화 활성에 미치는 영향과 천연물 기반 기능성 물질 개발의 가능성을 검토하고자 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 시중에 판매중인 볶은 아마씨를 유산균으로 발효 후 70% Ethanol 추출물을 이용하여 총 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량, 항산화 활성(DPPH radical 소거 활성, SOD 유사 활성)을 알아보았다. 그리고 국내 김치 또는 젓갈로부터 서로 다른 3종의 균주를 분리·동정하였고 발효 시간에 따라 미생물 성장속도를 측정하고 이에 따른 발효 아마씨의 생리활성도를 비교·분석하였다. 비 발효 아마씨(NFFS)와 유산균 발효 아마씨의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 변화를 분석하였을 때 폴리페놀은 약 1.
본 연구에서는 시중에 판매중인 볶은 아마씨를 유산균으로 발효 후 70% Ethanol 추출물을 이용하여 총 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량, 항산화 활성(DPPH radical 소거 활성, SOD 유사 활성)을 알아보았다. 그리고 국내 김치 또는 젓갈로부터 서로 다른 3종의 균주를 분리·동정하였고 발효 시간에 따라 미생물 성장속도를 측정하고 이에 따른 발효 아마씨의 생리활성도를 비교·분석하였다.

대상 데이터

본 연구에서 사용된 아마씨(Flaxseed)는 동명홍삼에서 판매되고 있는 볶음 아마씨를 구매하여 사용하였다. 아마씨의 유효 성분들의 효과적인 추출을 위해 막자 사발을 이용하여 분쇄 후, 사용하였다.
아마씨의 발효를 위해 사용된 유산균은 국내 김치로부터 분리 및 동정한 Lactobacillus brevis BHN-31, BHN-126, 젓갈로부터 분리 및 동정한 Pediococcus pentosaceus BHN-41과 한국생물자원센터(Korean Collection for Type Cultures, KCTC, Daejeon, Korea)에서 분양 받은 Lactobacillus casei KCTC 310를 사용하였다(Fig. 1). 이 4종의 균주는 본 연구소에서 보유중인 40여종 균주 중 paper disc법을 통한 활성 확인 후 선택하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복 측정하여 means ± standard로 나타내었으며 통계 분석은 SPSS(SPSS Inc., Armonk, NY, USA)를 이용하여 각 추출물 간의 유의성을 검증하였다. 유의성은 p<0.
, Armonk, NY, USA)를 이용하여 각 추출물 간의 유의성을 검증하였다. 유의성은 p<0.01, p<0.05 수준에서 Duncan의 다중 검증법(Duncan’s multiple range test)에 따라 분석하였다.

이론/모형

SOD 유사 활성 측정은 Marklund [19]의 방법에 준하여 과산화수소(H₂O₂)로 전환시키는 반응을 촉매 하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 나타내었다. Tris-HCl buffer (50 mMTris-hydroxymethyl aminomethane in 10 mM EDTA, pH 8.
총 폴리페놀 함량의 측정은 folin-denis [29] 방법에 따라 측정하였다. 볶은 아마씨의 발효 추출물을 100 ppm, 500 ppm, 1,000 ppm 농도로 희석하여 실험에 사용하였다.
총 플라보노이드 함량의 측정은 flavonoid에 알칼리를 작용시켜 측정하였다[33]. 100 ppm, 500 ppm, 1,000 ppm 농도로 희석한 각 시험 물질을 20 ul 취하여 70% ethanol 80 ul, 5% sodium nitrite (NaNO₂) 6 ul와 혼합하여 5분간 상온에서 반응한 후, 10% aluminum chloride hexahydrate (AlCl₃ᆞ6H₂O) 12ul를 첨가하여 상온에서 6분간 반응하였다.
추출물의 DPPH radical 소거 활성능 측정은 Blois의 방법[2]에 준하여 2, 2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)에 대한 수소 공여 효과로 측정하였다. DPPH는 빛을 차단한 상태에서 99% ethanol을 이용하여 2 mM 농도가 되도록 희석하여 사용하였다.

성능/효과

DPPH radical 소거활성능은 NFFS에 비해 100 ppm, 500ppm, 1,000 ppm 농도에서 각각 5.6배, 1.6배, 1.14배 증가되었으며, SOD 유사활성능은 낮은 농도부터 각각 2.3배, 1.2배, 1.06배 증가하였다. 이는 폴리페놀 함량의 변화와 유사한 경향을 보였으며 전반적으로 유산균 발효 아마씨 추출물의 항산화 활성이 더 우수한 것을 확인하였다.
그리고 국내 김치 또는 젓갈로부터 서로 다른 3종의 균주를 분리·동정하였고 발효 시간에 따라 미생물 성장속도를 측정하고 이에 따른 발효 아마씨의 생리활성도를 비교·분석하였다. 비 발효 아마씨(NFFS)와 유산균 발효 아마씨의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 변화를 분석하였을 때 폴리페놀은 약 1.5~8배, 플라보노이드는 약 1.2배 증가하였다. 각 시험 물질의 총 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량의 상관관계를 검토하였을 때 상관계수는 0.

후속연구

이러한 결과를 종합하여 볼 때, 유산균 발효 아마씨 추출물을 섭취, 사용할 때 생체 산화 및 노화 예방, 피부탄력 및 주름 예방뿐만 아니라 암 또는 염증의 예방에도 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다[9, 20, 24, 32].

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	아마씨의 효능으로는 무엇이 있는가?	)의 종자인 아마씨(Flaxseed)는 아마인(仁)이라고도 불리며 오메가-3 지방산, 식물성 에스트로겐, 알파-리놀렌산 및 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있다. 또한 콜레스테롤 저해, 혈액응고 저해, 종양의 성장 억제 등 다양한 효과에 대한 다양한 연구가 보고 되어있다. 본 연구는 유산균을 이용해 발효한 아마씨의 기능성 성분을 조사하기 위해 가열 처리된(볶은) 아마씨에 4종의 유산균(NFFS ; Non-fermented flaxseed, BHN-LAB31, 126 ; Lactobacillus brevis, BHN-LAB41 ; Pediococcus pentosaceus, KCTC3109 ; Lactobacillus casei)을 접종하여 $37^{\circ}C$에서 7일 동안 발효를 진행하였고, 발효 후 70% 에탄올을 통해 추출하여 각 발효 유산균에 따른 추출물의 항산화 활성을 측정하였다.
	아마씨의 함유 성분에는 무엇이 있는가?	아마(Linum usitatissimum L.)의 종자인 아마씨(Flaxseed)는 아마인(仁)이라고도 불리며 오메가-3 지방산, 식물성 에스트로겐, 알파-리놀렌산 및 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있다. 또한 콜레스테롤 저해, 혈액응고 저해, 종양의 성장 억제 등 다양한 효과에 대한 다양한 연구가 보고 되어있다.
	대표적인 슈퍼씨앗에는 무엇이 있는가?	대표적인 슈퍼푸드에는 마늘, 브로콜리, 아몬드, 블루베리 등이 있으며, 그 중에도 생명의 시작이라고 하는 씨앗이 대중의 주목을 받으며 ‘슈퍼씨앗’이라 불리고 있다. 대표적인 슈퍼씨앗에는 아마씨(Flaxseed), 치아씨(Chiaseed), 햄프씨(Hempseed)가 있는데, 본 연구에서는 지구상 가장 강력한 식물이란 별명을 가진 아마씨의 특성에 주목하였다[22].

참고문헌 (33)

Alkan, Y., Haefeli, W., Burhenne, J., Stein, J., Yaniv, I. and Shalit, I. 2004. Voriconazole-induced QT interval prolongation and ventricular tachycardia: a non-concentration-dependent adverse effect. Clin. Infect. Dis. 39, e49-e52.

상세보기
Blois, M. S. 1958. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature 181, 1199.

상세보기
Chang, H. G. and Park, Y. S. 2003. Lactic acid fermentation and biological activities of Rubus coreanus. J. Appl. Biol. Chem. 46, 367-375.
Halliwell, B., Aeschbach, R., Loliger, J. and Aruoma, O. 1995. The characterization of antioxidants. Food Chem. Toxicol. 33, 601-617.

상세보기
Hosseinian, F. S., Muir, A. D., Westcott, N. D. and Krol, E. S. 2006. Antioxidant capacity of flaxseed lignans in two model systems. J. Am. Oil Chem. Soc. 83, 835.

상세보기
Hyon, J. S., Kang, S. M., Han, S. W., Kang, M. C., Oh, M. C., Oh, C. K., Kim, D. W., Jeon, Y. J. and Kim, S. H. 2009. Flavonoid component changes and antioxidant activities of fermented Citrus grandis Osbeck peel. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 38, 1310-1316.

원문보기 상세보기
Ibrugger, S., Kristensen, M., Mikkelsen, M. S. and Astrup, A. 2012. Flaxseed dietary fiber supplements for suppression of appetite and food intake. Appetite 58, 490-495.

상세보기
Imai, J., Ide, N., Nagae, S., Moriguchi, T., Matsuura, H. and Itakura, Y. 1994. Antioxidant and radical scavenging effects of aged garlic extract and its constituents. Planta Med. 60, 417-420.

상세보기
Jeon, J. M., Choi, S. K., Kim, Y. J., Jang, S. J., Cheon, J. W. and Lee, H. S. 2011. Antioxidant and antiaging effect of ginseng berry extract fermented by lactic acid bacteria. J. Soc. Cosmet. Sci. Kor. 37, 75-81.
Jeong, H. J., Park, S. B., Kim, S. A. and Kim, H. K. 2007. Total polyphenol content and antioxidative activity of wild grape (Vitis coignetiae) extracts depending on ethanol concentrations. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 36, 1491-1496.

원문보기 상세보기
Jun, H. S., Choi, Y. K., Won, Y. S., Hun, B. H. and Kim, J. W. 1999. Effects of lactic acid bacteria on infection of Salmonella typhimurium of mouse. Kor. J. Dairy Sci. 21, 171-182.
Kim, E. J., Choi, J. Y., Yu, M. R., Kim, M. Y., Lee, S. H. and Lee, B. H. 2012. Total polyphenols, total flavonoid contents, and antioxidant activity of Korean natural and medicinal plants. Kor. J. Food Sci. Technol. 44, 337-342.

원문보기 상세보기
Kim, H. S. and Gilliland, S. E. 1983. Lactobacillus acidophilus as a dietary adjunct for milk to aid lactose digestion in humans1. J. Dairy Sci. 66, 959-966.

상세보기
Kim, H. W. 2000. Studies on the antioxidative compounds of sesame oils with roasting temperature. Kor. J. Food Sci. Technol. 32, 246-251.
Kwon, O. J. 2016. Characterization of flaxseed and flaxseed oil as edible oil resources. Kor. J. Food Preserv. 23, 547-552.
Lee, M. Y., Yoo, M. S., Whang, Y. J., Jin, Y. J., Hong, M. H. and Pyo, Y. H. 2012. Vitamin C, total polyphenol, flavonoid contents and antioxidant capacity of several fruit peels. Kor. J. Food Sci. Technol. 44, 540-544.

원문보기 상세보기
Lim, J. A. and Lee, J. H. 2015. Quality and antioxidant properties of cookies supplemented with black sesame powder. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 44, 1058-1063.

원문보기 상세보기
Lim, J. D., Cha, H. S., Choung, M. G., Choi, R. N., Choi, D. J. and Youn, A. R. 2014. Antioxidant activities of acidic ethanol extract and the anthocyanin rich fraction from Aronia melanocarpa. Kor. J. Food Cook Sci. 30, 573-578.

원문보기 상세보기
Marklund, S. and Marklund, G. 1974. Involvement of the superoxide anion radical in the autoxidation of pyrogallol and a convenient assay for superoxide dismutase. FEBS J. 47, 469-474.
Na, G. M., Han, H. S., Ye, S. H. and Kim, H. K. 2004. Physiological activity of medicinal plant extracts. Kor. J. Food Preserv. 11, 388-393.
Nam, J. S. 2010. Studies on the nutritional components and physicochemical characteristics of various flax (Linum usitatissimum) seeds and oils. Kor. J. Food Nutr. 23, 516-525.
Park, B. G., Lee, S. Y. and Lee, M. H. 2017. Quality and antioxidant properties of sponge cake added with flaxseed powder. Culinary Science Hospitality Research 23, 207-215.

원문보기 상세보기
Park, G. H., Lee, S. H., Kim, H. Y., Jeong, H. S., Kim, E. Y., Yun, Y. W., Nam, S. Y. and Lee, B. J. 2011. Comparison in antioxidant effects of four citrus fruits. J. Food Hyg. Saf. 26, 355-360.
Park, S. H., Lee, S. J., Jeon, M. J., Kim, S. Y., Mun, O. J., Kim, M. H., Kong, C. S., Lee, D. G., Yu, K. H. and Kim, Y. Y. 2014. Evaluation of biological activities of fermented Hizikia fusiformis extracts. J. Life Sci. 24, 304-310.

원문보기 상세보기
Prasad, K. 2005. Hypocholesterolemic and antiatherosclerotic effect of flax lignan complex isolated from flaxseed. Atherosclerosis 179, 269-275.

상세보기
Rice Evans, C., Miller, N. and Paganga, G. 1997. Antioxidant properties of phenolic compounds. Trends Plant Sci. 2, 152-159.

상세보기
Seo, E. J., Hong, E. S., Choi, M. H., Kim, K. S. and Lee, S. J. 2010. Antioxidant and skin whitening effects of Rhamnus yoshinoi extracts. Kor. J. Food Sci. Technol. 42, 750-754.
Shida, K., Makino, K., Morishita, A., Takamizawa, K., Hachimura, S., Ametani, A., Sato, T., Kumagai, Y., Habu, S. and Kaminogawa, S. 1998. Lactobacillus casei inhibits antigen-induced IgE secretion through regulation of cytokine production in murine splenocyte cultures. Int. Arch. Allergy Immunol. 115, 278-287.

상세보기
Smeriglio, A., Galati, E. M., Monforte, M. T., Lanuzza, F., D'angelo, V. and Circosta, C. 2016. Polyphenolic compounds and antioxidant activity of cold-pressed seed oil from finola cultivar of Cannabis sativa L. Phytother Res. 30, 1298-1307.

상세보기
Song, H. S., Kim, H. K., Min, H. O., Choi, J. D. and Kim, Y. M. 2011. Changes in physicochemical and sensory properties of Hizikia fusiforme water extract by fermentation of lactic acid bacteria. Kor. J. Fish Aquat. Sci. 44, 104-110.
Thompson, L. U., Rickard, S. E., Orcheson, L. J. and Seidl, M. M. 1996. Flaxseed and its lignan and oil components reduce mammary tumor growth at a late stage of carcinogenesis. J. Carcinog. 17, 1373-1376.

상세보기
Woo, J. Y., Paek, N. S. and Kim, Y. M. 2005. Studies on antioxidative effect and lactic acid bacteria growth of persimmon leaf extracts. Kor. J. Food Nutr. 18, 28-38.
Zhishen, J., Mengcheng, T. and Jianming, W. 1999. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food Chem. 64, 555-559.

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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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