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문제 정의
- 따라서, 본 연구를 통하여 다양한 생리 활성을 보이는 대마 씨에 유산균을 접종(FHS)하여 발효한 추출물의 생리 활성 및 다양한 기능성 변화를 탐색하여 새로운 활용방안을 확인해 보고자 한다.
제안 방법
- 폴리페놀과 플라보노이드는 피토케미컬에 포함된 화합물로써 거의 모든 식물에 함유되어 있으며 항염, 항암 및 항산화 등의 다양한 생리 활성에 관여한다고 보고되었다[7, 14]. 따라서 본 연구를 통해 다양한 유산균을 이용하여 발효한 대마씨 추출물의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드를 측정하였다. 1mg/ml 농도로 처리한 발효 대마씨의 총 폴리페놀 함량은 발효하지 않은 대마씨 추출물 22.
- 따라서 이러한 α-glucosidase를 저해시키는 물질은 당질 가수분해 및 흡수를 저해시켜 당뇨와 같은 질병을 치료할 수 있는 물질을 개발하는데 유용하다[2]. 본 연구에서는 다양한유산균을 이용하여 발효된 대마씨 추출물의 α-glucosidase 저해를 통한 항당뇨 활성을 분석하였다. 양성대조구로 사용된 acarbose (1 mM)는 49.
- 현재 멜라닌 생성 억제제는 ascorbic acid (Vitmaine C), arbutin, kojic acid 등이 대표적 물질로 알려져 있으며, 이러한 tyrosinase 활성 억제를 통해 다양한 미백 연구가 진행 중이다[5, 12, 16, 27]. 본 연구에서는 유산균 발효 대마씨 추출물의 tyrosinase의 저해 활성을 분석하였으며, 양성대조구로 tyrosinase 저해 물질인 ascorbic acid (500 ug/ml)를 사용하였다. 1 mg/ml의 농도로 처리한 발효하지 않은 대마씨 추출물에 비해 동일한 농도를 처리한 유산균 발효 대마씨 추출물의 tyrosinase 저해 활성은 모든 유산균으로 발효한 대마씨 추출물에서 유의적으로 증가된 tyrosinase 저해 활성이 나타났다(Fig.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 대마씨는 동명 홍삼 업체에서 캐나다산을 구매하여, 분쇄 후 사용하였다. Sodium carbonate (Na2CO3), Folin-ciocalteu, Gallic acid, TRIS hydrochloride (Tris-HCl), Pyrogallol (C6H3(OH)3), Hydrochloric acid (HCl), L-Ascorbic acid (Vitamin C), Acarbose, p-nitrophenyl β-D-glucoside(pNPG), Sodium phosphate (monobasic, dibasic), α-glucosidase enzyme, 3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA), Tyrosinase enzyme 은 Sigma Aldrich (St.
- 본 연구에서 사용된 유산균은 Korea Collection for Type Culture (KCTC, Korea)에서 분양 받은 Lactobacillus plantarum KCTC 3107, Lactobacillus plantarum KCTC 3108 과 분리 균주 Lactobacillus brevis BHN-LAB 128, Lactobacillus paracasei BHN-LAB 129 를 사용하였으며 분리 균주 2종은 동정을 진행하였다(Fig. 1). 동결 건조된 균주는 MRS 배지에 48시간 동안 37℃에서 배양하여 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 반복하여 진행하였으며, 결과 값은 Mean ± standard deviation (SD)로 나타내었다. 각 그룹 간 평균은 SPSS (SPSS Inc., Armonk, NY, USA)를 이용한 비 모수적 Kruskal-Wallis 및 Mann-Whitney 분석을 사용하여 비교하였으며, p<0.01, p<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법을 활용하여 진행하였으며 [34], 96 well plate에 시험 물질 10 ul와 Na2CO3 시약 200 ul, 50% folin 시약 10 ul를 넣고 잘 혼합한 후, 알루미늄 호일로 빛을 차단시킨 상태에서 30분 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 후, UV spectrophotometer를 이용하여 760 nm에서 흡광도를 측정하였고, 이 때 시험 물질(FHS)의 총 폴리페놀 함량은 gallic acid를 이용하여 표준 곡선을 구해 분석에 이용하였다.
- 항균 활성 분석은 paper disc assay를 통해 확인하였다. BHI (Brain Heart Infusion) agar 배지에 병원성 균주 배양액을 도말하고 대마씨 발효 추출물을 지름이 6 mm인 paper disc에 100 ul 흡수시켰다.
성능/효과
- aureus에 대한 항균 활성이 증가한다는 결과가 보고된 바 있지만, 본 연구를 통해 대마씨와 특히 발효 대마씨에서 동일한 병원성 균주에 대한 증가된 항균 활성을 새롭게 확인하였다. 이러한 결과는 L. plantarum KCTC 3108과 L. paracasei BHN-LAB129를 통한 발효는 새로운 항균 활성능을 가지는 물질로 전환이 가능한 균주이며, 이를 통해 항균 활성을 촉진시키는 것을 확인하였다.
- 본 연구를 통해 유산균을 이용한 대마씨의 발효 추출물은 항균 활성, 항산화 활성, α-glucosidase 억제 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 증가시키는 것을 확인하였다. 향후, 혈당 강화와 B16F10 melanocyte에서 멜라닌 생합성 저해 분석 연구를 통해 보다 세부적인 항당뇨 및 미백 기능 활성을 확인해 볼 필요가 있으며, 본 연구에서 확인한 결과들을 바탕으로 발효 대마 씨 추출물은 기능성 식품 및 화장품 등으로 응용 및 발전 가능성이 있다고 판단된다.
- 44 mg/g에 비해 동일한 농도의 유산균 발효 대마씨 추출물의 총 플라보노이드 함량은 모든 유산균 발효 추출물에서 감소되는 것으로 나타났다(Table 3). 이를 통해, 유산균으로 발효한 대마씨의 경우 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드의 함량이 동시에 증가하지는 않는 것으로 보여지며, 대마씨에 함유된 페놀성 화합물이 항산화 활성에 영향을 미치는 것으로 생각된다.
후속연구
- 본 연구를 통해 유산균을 이용한 대마씨의 발효 추출물은 항균 활성, 항산화 활성, α-glucosidase 억제 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 증가시키는 것을 확인하였다. 향후, 혈당 강화와 B16F10 melanocyte에서 멜라닌 생합성 저해 분석 연구를 통해 보다 세부적인 항당뇨 및 미백 기능 활성을 확인해 볼 필요가 있으며, 본 연구에서 확인한 결과들을 바탕으로 발효 대마 씨 추출물은 기능성 식품 및 화장품 등으로 응용 및 발전 가능성이 있다고 판단된다. 이전 보고에 따르면 발효된 대마씨는 균류와 장내 세균의 성장을 감소시키며, biogenic amine (BAs) 농도 또한 현저히 낮다고 보고하였다[3].
- plantarum KCTC 3107로 발효한 대마씨 추출물을 제외한 모든 발효 대마씨 추출물은 대조구에 비해 유의적으로 증가함을 확인하였다(Table 4). 다양한 실험을 통한 검증이 요구되지만, 이러한 결과로 미루어 볼 때 유산균으로 발효한 대마씨 추출물은 α-glucosidase 저해를 증가시킴으로 항당뇨 활성을 촉진하는 것으로 생각되어지며, 추가 연구를 통한 발효 대마씨 추출물에서의 항당뇨 활성을 확인해 볼 필요성이 있다고 생각된다.
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