[논문]유산균 발효천마(Gasatrodia elata Bl.)의 항산화 효과 및 고혈압모델 쥐(SHR)에서의 혈압조절능력 평가

박정표; 강순아

doi:10.9799/ksfan.2020.33.5.493

유산균 발효천마(Gasatrodia elata Bl.)의 항산화 효과 및 고혈압모델 쥐(SHR)에서의 혈압조절능력 평가
Antioxidant Effect and Blood Pressure Control Ability of Lactobacillus Fermented Gastrodia elata Bl. in Hypertension Model Rats (SHR) 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.33 no.5, 2020년, pp.493 - 504

박정표 (호서대학교 벤처대학원 융합과학기술학과) , 강순아 (호서대학교 벤처대학원 융합과학기술학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Gastrodia elata Bl. (GE) is a traditional herbal medicine used for the treatment hypertension and cerebrovascular disease. The purpose of this study was to investigate the antioxidant effect and blood pressure control ability of the GABA containing fermented Gastrodia elata Blume. The fermentation strain provided by Dr. Gi in Seoul National University is L. brevis GABA100, excellent strain of GABA production, which is involved in the ability to degrade gastrodin glycosides and activation of brain function. The Gastrodia elata Blume fermented by Lactobacillus brevis GABA 100 showed antioxidant activity (total phenolic contents, DPPH radical and ABTS anion scavenging activities) than unfermented Gastrodia elata Blume. In the spontaneously hypertensive rats (SHR), the concentration of fermented Gastrodia elata Blume was administered at 500, 1,000, and 2,000 mg/kg for 8 weeks. Systolic blood pressure decreased statistically significantly (p<0.05), especially 2 weeks after feeding fermented Gastrodia elata Blume. Also, it showed a significant decrease in low, medium, and high concentrations of fermented Gastrodia elata Blume at 4 weeks and 8 weeks. These results indicated that Gastrodia elata Blume fermented by the excellent strain of GABA production L. brevis GABA100 shows the antioxidant function and the effect of suppressing the increase in blood pressure.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Total phenolic content of Gastrodia elata Blume (GE) and fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100. Values are mean±S.D. GE: Gastrodia elata Blume, FGE: Fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100. *Significantly different from GE vs FGE (p<0.05).
표 Table 1. DPPH and ABTS radical scavenging activities of Gastrodia elata Blume (GE) and fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 EC₅₀ (mg/mL)¹
그림 Fig. 2. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on weight change in WKY and spontaneously hypertensive rat (SHR). Values are mean±S.D. WKY: Wista Kyoto (SHR wild type). SHR: Spontaneously hypertension rats. Control: 0 mg/kg, G1: 500 mg/kg, G2: 1,000 mg/kg, G3: 2,000 mg/kg of fermented Gastrodia elata Blume.
그림 Fig. 3. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on organ weight in WKY and spontaneously hypertensive rat(SHR). Values are mean±S.D. WKY: Wista Kyoto (SHR wild type). SHR: Spontaneously hypertension rats. Control: 0 mg/kg, G1: 500 mg/kg, G2: 1,000 mg/kg, G3: 2,000 mg/kg of fermented Gastrodia elata Blume.
표 Table 2. Effect of fermented Gastrodia elata Blume with Lactobacillus brevis G100 on diet intake in WKY and SHR
그림 Fig. 4. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on systolic blood pressure, diastolic blood pressure, mean blood pressure and heart rate in WKY and spontaneously hypertensive rat (SHR). Values are mean±S.D. Wild WKY: Wista Kyoto (SHR wild type). Disease SHR: Spontaneously hypertension rats. *Significantly different from wild (WKY) vs disease (SHR).
표 Table. 3. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on systolic blood pressure in WKY and spontaneously hypertensive rat (SHR)
표 Table. 4. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on diastolic blood pressure in WKY and spontaneously hypertensive rat (SHR)
그림 Fig. 5. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on cardiac, renal, and benign prostatic hypertrophy in spontaneously hypertensive rat (SHR). Values are mean±S.D. Control: 0 mg/kg, G1: 500 mg/kg, G2: 1,000 mg/kg, G3: 2,000 mg/kg of fermented Gastrodia elata Blume. *Significantly different from control vs G1~G3.
표 Table. 5. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on heart rate in WKY and spontaneously hypertensive rat (SHR)
그림 Fig. 6. Effect of fermented Gastrodia elata Blume (FGE) with Lactobacillus brevis G100 on biochemical blood parameters in spontaneously hypertensive rat (SHR). Values are mean±S.D. Control: 0 mg/kg, G1: 500 mg/kg, G2: 1,000 mg/kg, G3: 2,000 mg/kg of fermented Gastrodia elata Blume. *Significantly different from control vs G1~G3.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 가스트로딘 배당체 분해 능력 및 뇌기능 활성화에 관여하는 GABA생산 우수균주 L. brevis GABA100 균주(Kim 등 2014)로 천마를 발효하여 항산화 효과와 혈압조절 능력 효과를 관찰함으로써 고혈압 예방 기능성식품소재로서의 효능을 알아보고자하였다.
본 연구의 목적은 천마에 다량 함유된 가스트로딘 배당체 분해 능력 및 뇌기능 활성화에 관여하는 GABA 생산 우수균주로 선택된 L. brevis GABA100 균주를 이용하여 천마를 발효하여 항산화 효과와 혈압조절능력 효과를 관찰하고저 하였다. 연구 결과는 유산균 발효천마가 천마보다 유의적으로 높은 페놀성 성분 함량 및 라디칼 소거능을 보여주었다.

가설 설정

1) Concentration of antioxidant required scavenging 50% of free radical (DPPH) in a reaction solution.

제안 방법

대조군은 열수추출 시료와 동량의 메탄올 용액을 혼합하여 실험시료와 같은 과정으로 실험을 진행하였다. DPPH 라디칼 소거활성능은 대조군이 50% 라디칼을 소거하는 시점의 시료의 양(EC₅₀, effective concentration)을 정하였다.
brevis G100을 접종하여 GABA의 생산능력을 유도하는 실험은 서울대학교 지근억교수 연구실에서 진행하여 시료를 제공받아서 실험을 진행하였다. L. brevis G100을 접종하기 전의 추출물 초기 pH 는 6.5로 조정하고 GABA로 전환을 유도하는 MSG는 2% 농도로 첨가하였다. 효율성을 높이기 위해 생균수가 가장 높게 나온 maltose 1% 첨가하였고, 효율적 GABA 생산을 위하여 yeast extract 1%를 첨가하였다.
관찰기간을 지나 생존한 동물은 이소푸르란/질소/산소를 이용하여 흡입 마취한 후 대동맥에서 채혈하여 약 1 mL 용량으로 CBC 분석기(Beckman Coulter Ac·T diff Hematology Analyzer, TM, USA)로 혈액학적 검사를 하였다.
30분 반응 후에 UV-VIS spectrophotometer로 517 nm에서 측정하였다(Kim 등 2013). 대조군은 열수추출 시료와 동량의 메탄올 용액을 혼합하여 실험시료와 같은 과정으로 실험을 진행하였다. DPPH 라디칼 소거활성능은 대조군이 50% 라디칼을 소거하는 시점의 시료의 양(EC₅₀, effective concentration)을 정하였다.
두 군간의 혈압의 차이를 본 결과는 Fig. 4에서 보여주듯이 systolic blood pressure(WKY: 173.7±27.6 mmHg, SHR: 233.7±19.0 mmHg), diastolic blood pressure(WKY: 135.4±17.7 mmHg, SHR: 196.9±19.6 mmHg), mean blood pressure (WKY: 149.6±18.4 mmHg, SHR: 207.4±28.2 mmHg)는 두 군간에 통계적으로 유의하게 차이가 있음에(p<0.05) 항고혈압 치료능을 비교하는 모델로 사용하는데 적합하기에 선정하고 실험을 진행하였다.
효율성을 높이기 위해 생균수가 가장 높게 나온 maltose 1% 첨가하였고, 효율적 GABA 생산을 위하여 yeast extract 1%를 첨가하였다. 발효의 최적 조건을 선별하여 조합한 배양 실험결과 천마 열수추출물을 제조 후 L. brevis G100을 접종한 후 yeast extract와 maltose 1%를 혼합하여 첨가한 군에서 가장 높은 GABA 생산량을 보였고 이를 활용하여 발효천마를 생산하였다(Kim 등 2014).
혈압조절능력을 분석하기 위하여 10주령 고혈압 유발된 수컷 랫드 SHR((주)두얼바이오텍: 서울, 대한민국)을 이용하여 난괴법(randomized complete block design)으로 군당 7마리씩 배치하였다. 발효천마를 농도별 8주 동안 반복 투여한 후, 체중증가량, 혈액지질, 수축기혈압, 이완기혈압, 심박수를 측정하였다. 본 연구의 시험동물인 본태성고혈압 SHR의 경우 일반적인 현상인 심혈관 대사성 심장비대증이 장기 지속될 경우 심장 벽이 얇아지는 확장성 심근증(dilated cardiomyopathy) 장애로 발전하며, 심부전(heart failure)으로 발전되므로 심부전증 혹은 심장비대 증세를 확인할 필요성이 있다.
본 실험에 사용한 본태성고혈압 SHR의 경우 심혈관 대사성 심장비대증이 장기 지속되면 심장 벽이 얇아지면서 확장성 심근증과 같은 기능적 장애로 발전하게 되어 심부전으로 발전하므로 심장비대현상을 측정해야한다. 전립선 비대증 모델로 SHR을 사용하므로 장기의 비대현상을 관찰하였다.
본 연구는 GABA의 생산성을 높이는 균주(co-culture of L. brevis GABA 100 with B. bifidum BGN4)(Kim 등 2014)를 택하면서 혈압의 안정성에 초점을 맞추어 진행하였다. 천마를 증숙하는 조건에 따라 총 페놀함량의 차이를 보이는 것도 실험 방법의 차이에 의한 것으로 나타나며, 천마의 페놀성 물질들(p-hydroxybenzyl alcohol, vanillin 등)이 증가하면서 폴리페놀의 함량이 증가한 것으로 사료된다(Lee 등 2003), 특히 발효중 효소 등의 분비에 의하여 페놀성물질이 증가하여 항산화 효과를 상승시킨다고 본다.
본태성 고혈압 SHR군과 SHR 랫드의 정상군 WKY 랫드 간의 혈압의 차이가 통계적으로 유의하게 차이(p<0.05)가 있음에 항고혈압 효능을 비교하는 모델로 사용하는데 적합하기에 선정하고 실험을 진행하였다.
본 연구의 시험동물인 본태성고혈압 SHR의 경우 일반적인 현상인 심혈관 대사성 심장비대증이 장기 지속될 경우 심장 벽이 얇아지는 확장성 심근증(dilated cardiomyopathy) 장애로 발전하며, 심부전(heart failure)으로 발전되므로 심부전증 혹은 심장비대 증세를 확인할 필요성이 있다. 숫컷에서 전립선 비대증 모델로 널리 이용하므로 전립선 비대증도 평가한다. 정상군(control: WKY군)과 음성대조군(disease: SHR 군)으로 분리하여, 시험물질인 발효천마 500 mg/kg, 1,000 mg/kg 및 2,000 mg/kg 농도로 설정하였다.
반응이 진행 된 후 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 ABTS 양이온 라디칼 소거능은 DPPH 라디칼 소거능과 같이 시료 양의 EC₅₀ 를 산출하였다.
실험동물의 혈압측정은 Choe 등(1991)의 방법을 인용하여 1주간 적응훈련을 한 후 2주 간격으로 혈압을 측정하였다. 혈압측정 시 움직임을 방지하기 위하여 홀더에 고정 시킨 후 꼬리 동맥혈을 측정센서가 부착된 cuff를 이용하여 비관혈혈압측정기(LE 5002, Panlab Inc, Spain)로 3회 반복 측정하였다.
정상군(control: WKY군)과 음성대조군(disease: SHR 군)으로 분리하여, 시험물질인 발효천마 500 mg/kg, 1,000 mg/kg 및 2,000 mg/kg 농도로 설정하였다. 실험재료의 농도를 설정함에 타 논문(Han 등 2003)에 의하면 1% 혹은 5% 농도로 공급하였고 급성 독성실험과 아급성 독성실험을 통하여 독성이 나타나지 않는 범위의 최대 농도의 안전성을 실험한 후 본 연구의 실험시료의 농도를 선정하였다. 최초 상태의 혈압을 체크한 결과 10주령에 WKY와 SHR군의 통계학적으로 유의하게 혈압차이를 확인한 후 8주 동안 경구 반복 투여하여 그 치료효능을 검토하였다.
관찰기간을 지나 생존한 동물은 이소푸르란/질소/산소를 이용하여 흡입 마취한 후 대동맥에서 채혈하여 약 1 mL 용량으로 CBC 분석기(Beckman Coulter Ac·T diff Hematology Analyzer, TM, USA)로 혈액학적 검사를 하였다. 원심분리하여 얻은 혈장 혹은 혈청으로 자동분석기(7020, Clinical Analyzer, Hitachi, Japan)로 혈액학적 검사를 하였다.
최초 상태의 혈압을 체크한 결과 10주령에 WKY와 SHR군의 통계학적으로 유의하게 혈압차이를 확인한 후 8주 동안 경구 반복 투여하여 그 치료효능을 검토하였다. 일반식이(18% Protein, 2018S: Harlan Laboratories Inc, IN 46250 USA)를 자유섭취 시켰다. 투여횟수는 최초 혈압을 측정한 값으로 군을 분리한 후, 발효천마를 농도별로 매일 1 회로 총 8주간 경구투여용 존대를 이용하여 경구 투여하였다.
본 실험에 사용한 본태성고혈압 SHR의 경우 심혈관 대사성 심장비대증이 장기 지속되면 심장 벽이 얇아지면서 확장성 심근증과 같은 기능적 장애로 발전하게 되어 심부전으로 발전하므로 심장비대현상을 측정해야한다. 전립선 비대증 모델로 SHR을 사용하므로 장기의 비대현상을 관찰하였다. SHR 만성모델 쥐에서 장기비대증 중 심장비대증, 신장비대증, 전립선비대증이 유발되는 것으로 보고가 되어 있으므로(Kim 등 1994) 비대증 분석 결과는 tibia length(mm)에 비하여 신장, 전립선, 심장의 무게(mg)를 비율화하여 SHR 대조군에 비하여 발효천마 농도별 투여 시 농도 의존적으로 심장(cardiac), 신장(renal), 전립선(benign prostatic)에서 비대가 감소하는 경향을 보여주었다(Fig.
숫컷에서 전립선 비대증 모델로 널리 이용하므로 전립선 비대증도 평가한다. 정상군(control: WKY군)과 음성대조군(disease: SHR 군)으로 분리하여, 시험물질인 발효천마 500 mg/kg, 1,000 mg/kg 및 2,000 mg/kg 농도로 설정하였다. 실험재료의 농도를 설정함에 타 논문(Han 등 2003)에 의하면 1% 혹은 5% 농도로 공급하였고 급성 독성실험과 아급성 독성실험을 통하여 독성이 나타나지 않는 범위의 최대 농도의 안전성을 실험한 후 본 연구의 실험시료의 농도를 선정하였다.
실험재료의 농도를 설정함에 타 논문(Han 등 2003)에 의하면 1% 혹은 5% 농도로 공급하였고 급성 독성실험과 아급성 독성실험을 통하여 독성이 나타나지 않는 범위의 최대 농도의 안전성을 실험한 후 본 연구의 실험시료의 농도를 선정하였다. 최초 상태의 혈압을 체크한 결과 10주령에 WKY와 SHR군의 통계학적으로 유의하게 혈압차이를 확인한 후 8주 동안 경구 반복 투여하여 그 치료효능을 검토하였다. 일반식이(18% Protein, 2018S: Harlan Laboratories Inc, IN 46250 USA)를 자유섭취 시켰다.
고혈압인자인 수축기혈압, 이완기혈압, cardiac beats per minute(BPM)를 발효천마를 농도별로 섭취한 후의 변화를 관찰한 결과는 Table 3~Table 5에 나타난 바와 같다. 최초 혈압 체크 10주령 나이에 WKY와 SHR군의 통계적 유의성의 혈압 차이를 본 후 8주 동안 발효천마를 농도별(Control군: 0 mg/kg, G1군: 500 mg/kg, G2군: 1,000 mg/kg, G3군: 2,000 mg/kg)로 경구 투여하여 그 혈압을 측정하였다. 고혈압을 유도한 쥐(SHR군)에서 발효천마를 8주간 투여 시 수축기혈압에서 2주(SHR Control: 235.
일반식이(18% Protein, 2018S: Harlan Laboratories Inc, IN 46250 USA)를 자유섭취 시켰다. 투여횟수는 최초 혈압을 측정한 값으로 군을 분리한 후, 발효천마를 농도별로 매일 1 회로 총 8주간 경구투여용 존대를 이용하여 경구 투여하였다. 본 연구는 ㈜케이엘에스바이오 동물실험윤리위원회에 의하여 승인되었다(KLSIACUC 20200615-2-01).
725 nm에서 UV-VIS spectrophotometer(Shimadzu, Kyoto, Japan)로 흡광도를 측정하였다. 표준곡선을 만들기 위하여 tannic acid를 이용하여 표준곡선을 그려서 tannic acid 당량으로 계산되었다.
혈압의 변화측정은 임상실험 판단 기준을 준수하여 0±5 mmHg은 무변화로, ±10~20 mmHg의 범위이면 유의한 변화로 판단하여 실험을 하였다.
혈압조절능력을 분석하기 위하여 10주령 고혈압 유발된 수컷 랫드 SHR((주)두얼바이오텍: 서울, 대한민국)을 이용하여 난괴법(randomized complete block design)으로 군당 7마리씩 배치하였다. 발효천마를 농도별 8주 동안 반복 투여한 후, 체중증가량, 혈액지질, 수축기혈압, 이완기혈압, 심박수를 측정하였다.
실험동물의 혈압측정은 Choe 등(1991)의 방법을 인용하여 1주간 적응훈련을 한 후 2주 간격으로 혈압을 측정하였다. 혈압측정 시 움직임을 방지하기 위하여 홀더에 고정 시킨 후 꼬리 동맥혈을 측정센서가 부착된 cuff를 이용하여 비관혈혈압측정기(LE 5002, Panlab Inc, Spain)로 3회 반복 측정하였다. 혈압의 변화측정은 임상실험 판단 기준을 준수하여 0±5 mmHg은 무변화로, ±10~20 mmHg의 범위이면 유의한 변화로 판단하여 실험을 하였다.
5로 조정하고 GABA로 전환을 유도하는 MSG는 2% 농도로 첨가하였다. 효율성을 높이기 위해 생균수가 가장 높게 나온 maltose 1% 첨가하였고, 효율적 GABA 생산을 위하여 yeast extract 1%를 첨가하였다. 발효의 최적 조건을 선별하여 조합한 배양 실험결과 천마 열수추출물을 제조 후 L.

대상 데이터

발효천마를 섭취한 후 고혈압 관련인자 변화를 보기위해서는 본태성 고혈압모델 실험에 널리 사용하는 SHR 랫드(Diseas)와 SHR 랫드의 정상군(Wild type)은 WKY 랫드로 사용되었다. 두 군간의 혈압의 차이를 본 결과는 Fig.
천마의 주요성분인 p-hydro- xybenzyl alcohol 외에 vanillin도 항산화제로서의 기능이 우수하다고 보고되었다. 본 연구의 시료인 발효천마에 사용한 균주는 글루탐산에서 GABA로 전환되는 생합성 효소를 분비하는 유산균으로 뇌혈관질환 및 고혈압 예방에 효능이 있는 GABA를 다량 함유한 발효천마를 얻을 수 있었다(Kim 등 2014). 효모균(S.
천마의 열수추출물에 유산균의 일종인 L. brevis G100을 접종하여 GABA의 생산능력을 유도하는 실험은 서울대학교 지근억교수 연구실에서 진행하여 시료를 제공받아서 실험을 진행하였다. L.

데이터처리

본 연구의 실험결과는 평균±표준편차(SD)로 표현하였고, 군간의 차이 분석은 SAS 9.2 package(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 각 변수에 대해 일원배치분산분석(one-way ANOVA) 후 Duncan’ multiple range test를 적용하였고, t-test를 실행하였으며 α=0.05 수준에서 모든 결과의 유의성을 검정하였다.

이론/모형

천마와 발효천마의 총 페놀 함량 측정은 Folins-Denis(2003)의 방법으로 측정하였다. 천마 및 발효천마 열수 추출물 0.

성능/효과

DPPH 라디칼 소거능은 천마의 EC50가 20.49±1.06 mg/mL로 나타났고, 발효천마의 EC50은 6.25±0.33 mg/mL로 나타나 발효천마가 유의적으로 천마보다 낮은 농도에서 라디칼 소거활성능을 보였다(p<0.05).
이상과 같이 고혈압 관련 인자의 실험결과를 살펴보면 SHR군에서 G10군 즉 고농도(2,000 mg/kg) 발효천마 투여 시 2주차부터 음성대조군에 비해 유의성있게 감소하여 8주 시험 종료까지 감소함을 보여 주면서 발효천마의 혈압조절 능력이 있음을 관찰하였다. SHR 대조군에 비하여 발효천마 투여 시 심장(cardiac), 신장(renal), 전립선(benign prostatic)에서 비대가 감소하는 경향을 보여주었다. 특히 장기 중 전립선비대 증세는 발효천마를 섭취한 군에서 통계학적으로 유의하게 감소함을 보였다(p<0.
05). 결론적으로 혈압조절 물질의 상승을 가져올 수 있는 균(GABA생산 우수균주 L. brevis GABA100 균주)을 선택하여 발효시킨 천마는 항산화기능 및 혈압상승을 억제하는 효능을 보임으로써 질환 예방형 기능성식품 개발의 소재화를 위한 기초 자료로 활용 가능성을 확인하였다.
고혈압을 유도한 SHR군에서 발효천마를 8주간 투여 시 수축기혈압에서 발효천마의 농도에 의존하면서 유의하게 감소(p<0.05)함을 보였고 특히 4주와 8주에는 중, 고농도에서 통계학적으로 유의하게 감소함을 보였다.
고혈압을 유도한 쥐(SHR군)에서 발효천마를 8주간 투여 시 수축기혈압에서 2주(SHR Control: 235.3±16.9 mmHg, SHR G1: 225.9±11.5 mmHg, SHR G2: 222.8±10.8 mmHg, SHR G3: 225.4±10.5 mmHg)에는 유의하게 감소(p<0.05)함을 보였고 4주(SHR G1: 245.0±23.4 mmHg, SHR G2: 233.7±15.2 mmHg, SHR G3: 226.7±16.4 mmHg)에도 유의하게 감소하였고(p<0.05), 8주(SHR G1: 255.6±14.7 mmHg, SHR G2: 245.3±8.6 mmHg, SHR G3: 237.4±6.4 mmHg)까지 통계학적으로 유의하게 감소함을 보였다(p<0.05).
고혈압을 유도한 쥐(SHR군)에서 발효천마를 8주간 투여 시 이완기혈압에서도 수축기혈압에서와 비슷한 경향을 보여 발효천마 농도별로 투여한 결과 2주에는 고농도에서 유의하게 감소(p<0.05)함을 보였고 4주에서 중농도(p<0.05), 고농도에서 통계학적으로 유의하게 감소(p<0.01)함을 보였다(Table 4).
이상과 같이 고혈압 관련 인자의 실험결과를 살펴보면 SHR군에서 G10군 즉 고농도(2,000 mg/kg) 발효천마 투여 시 2주차부터 음성대조군에 비해 유의성있게 감소하여 8주 시험 종료까지 감소함을 보여 주었다. 그러나 WKY(Wild)군에서 일부 농도에서는 차이가 있었으나 발효천마 투여에 의하여 의미있는 차이를 볼 수 없었고 고혈압 유도 쥐에서는 발효천마 투여 시 유의하게 혈압이 감소함을 보임으로써 발효천마의 혈압조절 능력이 있음을 관찰하였다. Hong 등(2007)의 연구에서는 고지방식이를 섭취한 SHR 쥐에서 천마분획물이 혈청 중성지방을 평균 18% 감소를 시켰으며, 동맥경화지수도 유의하게 낮았고, 또한 5주 후 혈압의 감소를 보였다.
05). 발효천마 중, 고농도 투여 시 혈중 LDL 콜레스테롤, Total 콜레스테롤 농도 및 혈중 GOT 농도는 8주간 동안 유의하게 감소하였다(p<0.05). 결론적으로 혈압조절 물질의 상승을 가져올 수 있는 균(GABA생산 우수균주 L.
발효천마를 농도별 투여 시 군간의 혈액학적 변화(Fig. 6)는 발효천마 중, 고농도 투여 시 혈중 LDL 콜레스테롤, Total 콜레스테롤 농도 및 혈중 GOT 농도는 8주간 동안 유의하게 감소함을 보였다(p<0.05).
91 g/day으로 군간의 유의적인 차이는 보이지 않았으나 발효천마를 공급한 군에서 다소 높게 나타났다(Table 2). 발효천마를 농도별 투여 시 정상군(WKY: Wild)과 음성대조군(SHR: Disease)의 장기무게에는 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 간의 무게는 SHR군이 WKY군보다 다소 높게 나타났다. 발효천마를 농도별로 투여 시 군마다 유의적인 차이를 보이지 않았으나 지방부위 중 epididymal fat, peritoneal fat, mesentric fat의 무게는 발효천마 중, 고농도 투여 시 감소하는 경향성을 보였다(Fig.
발효천마를 농도별 투여 시 정상군(WKY: Wild)과 음성대조군(SHR: Disease)의 장기무게에는 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 간의 무게는 SHR군이 WKY군보다 다소 높게 나타났다. 발효천마를 농도별로 투여 시 군마다 유의적인 차이를 보이지 않았으나 지방부위 중 epididymal fat, peritoneal fat, mesentric fat의 무게는 발효천마 중, 고농도 투여 시 감소하는 경향성을 보였다(Fig. 3). Han 등(2003) 연구에서는 비만을 유도 후 천마를 농도별로 투여 시 주요 장기 중 간, 심장, 신장 조직에서 차이를 보였는데 이 결과는 비만형 심장비대증에 의한 증상을 첨마에 의하여 억제하는 효능을 보였다.
발효천마의 농도를 500 mg/kg, 1,000 mg/kg 및 2,000 mg/kg 농도로 투여군을 설정하여 섭취에 따른 정상군(WKY: Wild)과 음성대조군(SHR: Disease)의 체중변화를 8주 동안 관찰한 결과는 Fig. 2에 나타난 바와 같이, 고혈압 관련 합병증인 비만관련 체중 변화에는 유의적인 변화가 보이지 않았다. 또한 식이섭취량은 SHR 랫드의 정상군(Wild type)은 Control: 20.
05). 성장상태를 평가하기위하여 정강이뼈(tibia bone) 길이를 잰 결과 실험 동물의 성장에는 큰 변화를 주지 않았음을 보였다. 발효천마를 농도별 투여 시 군간의 혈액학적 변화(Fig.
심박수에서는 발효천마 농도별로 투여한 결과, WKY 군에서 8주에 저농도, 중농도, 고농도에서 통계학적으로 유의하게 감소함을 보였다(p<0.05)(Table 5).
brevis GABA100 균주를 이용하여 천마를 발효하여 항산화 효과와 혈압조절능력 효과를 관찰하고저 하였다. 연구 결과는 유산균 발효천마가 천마보다 유의적으로 높은 페놀성 성분 함량 및 라디칼 소거능을 보여주었다. 본태성 고혈압 SHR군과 SHR 랫드의 정상군 WKY 랫드 간의 혈압의 차이가 통계적으로 유의하게 차이(p<0.
05). 이 결과에서 발효천마는 천마에 비해 유의적으로 1.6배 정도 높게 tannic acid에 해당하는 페놀 성분을 함유하고 있으므로, 발효천마에 항산화물질이 천마에 비해 상당량 존재하는 것으로 나타났다.
천마를 증숙하는 조건에 따라 총 페놀함량의 차이를 보이는 것도 실험 방법의 차이에 의한 것으로 나타나며, 천마의 페놀성 물질들(p-hydroxybenzyl alcohol, vanillin 등)이 증가하면서 폴리페놀의 함량이 증가한 것으로 사료된다(Lee 등 2003), 특히 발효중 효소 등의 분비에 의하여 페놀성물질이 증가하여 항산화 효과를 상승시킨다고 본다. 이러한 결과와 비교해볼 때, 천마에서도 폴리페놀 함량이 존재하였으나, 발효천마에서는 폴리페놀 함량이 1.6배가량 증가되어서 항산화 강화 기능성 식품에 발효천마의 활용이 가능할 것으로 사료된다.
01)함을 보였다. 이상과 같이 고혈압 관련 인자의 실험결과를 살펴보면 SHR군에서 G10군 즉 고농도(2,000 mg/kg) 발효천마 투여 시 2주차부터 음성대조군에 비해 유의성있게 감소하여 8주 시험 종료까지 감소함을 보여 주면서 발효천마의 혈압조절 능력이 있음을 관찰하였다. SHR 대조군에 비하여 발효천마 투여 시 심장(cardiac), 신장(renal), 전립선(benign prostatic)에서 비대가 감소하는 경향을 보여주었다.
05)(Table 5). 이상과 같이 고혈압 관련 인자의 실험결과를 살펴보면 SHR군에서 G10군 즉 고농도(2,000 mg/kg) 발효천마 투여 시 2주차부터 음성대조군에 비해 유의성있게 감소하여 8주 시험 종료까지 감소함을 보여 주었다. 그러나 WKY(Wild)군에서 일부 농도에서는 차이가 있었으나 발효천마 투여에 의하여 의미있는 차이를 볼 수 없었고 고혈압 유도 쥐에서는 발효천마 투여 시 유의하게 혈압이 감소함을 보임으로써 발효천마의 혈압조절 능력이 있음을 관찰하였다.
이완기혈압에서도 수축기혈압에서와 비슷한 경향을 보여 4주에서 중농도, 고농도에서 통계학적으로 유의하게 감소(p<0.01)함을 보였다.
05). 즉 발효천마가 천마에 비해, 1.6배가량 높은 ABTS 양이온 소거활성능을 보임으로써 항산화 활성이 높음을 보였다.
05). 즉 발효천마가 천마에 비해, 3.3배가량 강력한 라디칼 소거활성능을 보이는 것으로 나타났다. 또한 천마와 발효천마의 ABTS 양이온 소거활성능 결과는 Table 1에 나타나 있는데, 천마의 EC₅₀가 32.
총 페놀 함량은 천마의 경우는 105.3±9.4 μg tannic acid/mg extract였고, 발효천마의 경우는 153.9±7.5 μg tannic acid/mg extract로 통계학적으로 두 군간에 유의적인 차이를 보였다(p<0.05).
cerevisiae, 발효천마 추출물의 농도에 따라 비발효천마 추출물보다 ABTS 억제효과가 높게 나타났으나 DPPH 소거능보다는 낮게 나타남을 보였는데 이는 본 연구 결과에서도 DPPH 활성이 ABTS 활성보다 높게 나타남을 보였으며 이는 기질과 반응물의 결합력에 따라 다르게 보고되는 것으로 사료된다. 총 페놀함량, DPPH 라디칼 및 ABTS 양이온 라디칼 소거능 측정결과 유산균 발효천마가 천마보다 유의적으로 높은 페놀성 성분 함량 및 라디칼 소거능을 보여주었다.
05). 특히 발효천마 농도별로 투여한 결과 2주에는 저, 중, 고농도에서 유의하게 감소함을 보였고 4주와 8주에는 중, 고농도에서 통계학적으로 유의하게 감소함을 보였다(Table 3).
특히 장기 중 심장과 전립선비대 증세는 발효천마를 섭취한 군에서 통계학적으로 유의하게 감소함을 보였다(p<0.05).
특히 장기 중 전립선비대 증세는 발효천마를 섭취한 군에서 통계학적으로 유의하게 감소함을 보였다(p<0.05).

후속연구

발효천마를 농도별 8주 동안 반복 투여한 후, 체중증가량, 혈액지질, 수축기혈압, 이완기혈압, 심박수를 측정하였다. 본 연구의 시험동물인 본태성고혈압 SHR의 경우 일반적인 현상인 심혈관 대사성 심장비대증이 장기 지속될 경우 심장 벽이 얇아지는 확장성 심근증(dilated cardiomyopathy) 장애로 발전하며, 심부전(heart failure)으로 발전되므로 심부전증 혹은 심장비대 증세를 확인할 필요성이 있다. 숫컷에서 전립선 비대증 모델로 널리 이용하므로 전립선 비대증도 평가한다.
GABA는 인체 내에서 망막 혹은 뇌, 척수에 존재하는 억제성 신경전달물질로서 의약품에서 널리 사용하고 있으며, 특히, 뇌세포에 산소공급을 증가시켜 동맥경화 및 뇌경색에 효과가 있음이 발표되면서 성인병 혹은 만성질환 예방 활성소재로서 기능성 식품 소재로서도 많은 관심을 갖게되었다(Billingsley 등 1980; Yoshimura 등 2010). 혈압조절 물질의 상승을 가져올 수 있는 균을 선택하여 발효시킴으로써 기능성 증진을 가져온 맞춤형 발효방법을 이용한 연구로써 앞으로 질환 예방형 기능성식품 개발에 다양한 균을 활용한 발효물질을 개발할 수 있으리라 기대해본다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	천마의 주 성분인 gastrodin이 작용하는 뇌의 신경 전달 물질인 가바의 농도가 비정상적이면 어떤 문제가 발생하는가?	천마의 주 성분인 gastrodin은 뇌의 신경전달물인 가바(γ- amino-n-butyric acid)의 분해를 억제하여 혈압조절 및 뇌기능 개선 능력을 도와주며, 배당체인 gastrodin은 비배당체형인 4-hydroxybenzyl alcohol로 전환하여 생리 활성이 증가된다. 포유동물의 중추신경계(central nervous system, CNS)에서 비정상적인 GABA의 농도는 직간접적으로 많은 신경 이상 증세(노인성치매, 간질병, 파킨슨씨병, 헌팅톤병, 정신분열증, 뇌허혈 등)에 관여하여 지연성운동장애 등과 같은 행동 장애가 나타난다(Meldrum BS 1975; Meldrum & Rogawski 2007).
	천마는 어떤 과에 속하는가?	천마(天麻, Gastrodiae rhizoma)는 뽕나무버섯 속 균사와 공생하며 난초과(Orchidaceae)에 속하며 식물 천마(Gastrodiae elara BLUME (GE))의 구근으로 한방에서는 고혈압, 신경성 질환, 마비, 간질, 어지럼증, 당뇨병, 두통 등에 효능이 있는 것으로 보고되었다(Kim & Park 2013; Park 등 2015).
	천마의 구근은 한방에서 어떤 효능이 있다고 알려져 있는가?	천마(天麻, Gastrodiae rhizoma)는 뽕나무버섯 속 균사와 공생하며 난초과(Orchidaceae)에 속하며 식물 천마(Gastrodiae elara BLUME (GE))의 구근으로 한방에서는 고혈압, 신경성 질환, 마비, 간질, 어지럼증, 당뇨병, 두통 등에 효능이 있는 것으로 보고되었다(Kim & Park 2013; Park 등 2015).

참고문헌 (43)

Billingsley M, Suria A, Gilman R, Shokes L, Shahvari M. 1980. Evidence for GABA involvement in the peripheral control of blood pressure and vascular resistance. Brain Res Bull 5:329-333

상세보기
Cheigh HS. 2003. Antioxidative activities of anthocyanins in red mustard leaf Kimchi. J Korean Soc Food Sci Nutr 32:937-941
Cho BH, Lee SB, Lee DH, Park CH. 1972. A study on effect of ginseng and mechanism of action on experimental hypertension. Korean J Pharmacol 8:49-57
Choe M, Kim JD, Park KS, Oh SY, Lee SY. 1991. Effect of buckwheat supplementation on blood glucose levels and blood pressure in rats. J Korean Soc Food Nutr 20:300-305
Choi SR, Jang IK, Kim CS, You DH, Kim JY, Kim YG, Ahn YS, Kim JM, Kim YS, Seo KW. 2011. Changes of components and quality in Gastrodiae rhizoma by different dry methods. Korean J Med Crop Sci 19:354-361
Duan XH, Li ZL, Yang DS, Zhang FL, Lin Q, Dai R. 2013. Study on the chemical constituents of Gastrodia elata. Zhong Yao Cai 36:1608-1611
Folin O, Denis W. 1912. On phosphotungstic-phosphomolybdic compounds as color reagents. J Biol Chem 12:239-243
Franzoni F, Colognato R, Galetta F, Laurenza I, Barsotti M, Di Stefano R, Bocchetti R, Regoli F, Carpi A, Balbarini A, Migliore L, Santoro G. 2006. An in vitro study on the free radical scavenging capacity of ergothioneine: Comparison with reduced glutathione, uric acid and trolox. Biomed Pharmacother 60:453-457

상세보기
Han CK, Lee OH, Kim KI, Park JM, Kim YC, Lee BY. 2003. Effect of powder, 50% ethanol and hot water extracts of Gastrodiae rhizoma on serum lipids and blood pressure in SHR fed high-fat diet. J Korean Soc Food Sci Nutr 32:1095-1101
Heber D. 2020. Health food market strategy against Corona 19. 10th National Food Cluster International Conference. Food and Beverage Newspaper(http://www.thinkfood.co.kr)
Heo JC, Park JY, An SM, Lee JM, Yun CY, Shin HM, Kwon TK, Lee SH. 2006. Antioxidant and anti-tumor activities of crude extracts by Gastrodia elata Blume. Korean J Food Preserv 13:83-87
Hong HD, Shim EJ, Kim KI, Choi SY, Han CK. 2007. Effect of Gastrodiae elata Blume components on systolic blood pressure and serum lipid concentrations in spontaneously hypertensive rats fed high fat diet. J Korean Soc Food Sci Nutr 36:174-179
Huang JH. 1989. Comparison studies on pharmacological properties of injection Gastrodia elata, gastrodin free fraction and gastrodin. Acta Aacademiae Med Sinicae 11:147-150
Kang YH, Park YK, Oh SR, Moon KD. 1995. Studies on the physiological functionality of pine needle and mugwort extracts. Korean J Food Sci Technol 27:978-984
Kim EJ, Ji GE, Kang YH, 1994. Effects of Gastrodia rhizoma extracts on global coronary circulation in rats. Korean J Food Sci Technol 26:213-220
Kim GY, Song HJ. 2002. Hanyak Pojehak. Shinilbooks
Kim H, You J, Jo Y, Lee Y, Park I, Park J, Jung MA, Kim YS, Kim S. 2013. Inhibitory effects of Lentinus edodes and rice with Lentinus edodes mycelium on diabetes and obesity. J Korean Soc Food Sci Nutr 42:175-181
Kim HJ, Kwon OJ, Lee AR, Roh SS, Seo YB. 2016. Protective effects of Gastrodia rhizoma and steamed & fermented Gastrodiae rhizoma with anti-oxidant efficacy and suppression of $NF{\kappa}B$ signaling pathway on LPS-induced liver injury. J Appl Biol Chem 59:179-188
Kim HT, Park EJ. 2013. Change of major functional components of Gastrodia elata Blume with cultivation conditions and harvest times. Korean J Med Crop Sci 21:282-288
Kim JA, Park MS, Kang SA, Ji GE. 2014. Production of ${\gamma}$ -aminobutyric acid during fermentation of Gastrodia elata Bl. by co-culture of Lactobacillus brevis GABA 100 with Bifidobacterium bifidum BGN4. Food Sci Biotechnol 23:459-466

원문보기 상세보기
Kim KT, Kim JG, Park SH, Lee SH, Kim KH, Park SN. 2004. Anti-melanogenesis effect of phenolic componuds isolated from Gastrodia elata. J Soc Cosmet Sci Korean 30:33-88
Kim MH. 2014. Screening of biological activities of ethanol extracts from fermented Gastrodia elata Blume. Korean J Food Nutr 27:837-844
Kwak IS, Lee SB, Cho BH, Cho KC. 1976. Hypotensive action of Coptis rhizoma in rabbit. Korean J Pharmacol 12:61-65
Lee JM, Kim IH, Kim SH. 2003. Optimal steaming condition of Gastrodia elate Blume (Chunma) using response surface methodology (RSM). J Korean Soc Agric Chem Biotechnol 46:107-112
Lee JY, Jang YW, Kang HS, Moon H, Sim SS, Kim CJ. 2006. Anti-inflammatory action of phenolic compounds from Gastrodia elata root. Arch Pharm Res 29:849-858

원문보기 상세보기
Lee KH, Rhee KH, Kim BS, Choi YH, Kim CH. 2013. Sleep inducing effect of Gastrodia elata fermented with lactic acid bacteria. Korean J Pharmacogn 44:281-285
Lee YR, Kim KY, Lee SH, Kim MY, Park HJ, Jeong JS. 2012. Antioxidant and antitumor activity of methanolic extracts from Humulus japonicus. Korean J Food Nutr 25:357-361
Liu CL, Liu MC, Zhu PL. 2002. Determination of gastrodin, p-hydroxybenzyl alcohol, vanillyl alcohol, p-hydroxylbenzaldehyde and vanillin in tall Gastrodia tuber by highperformance liquid chromatography. Chromatographia 55:317-320

상세보기
Liu J, Mori A. 1992. Antioxidant and free radical scavenging activities of Gastrodia elata Bl. and Uncaria rhynchophylla (Miq.) Jacks. Neuropharmacology 31:1287-1298

상세보기
Liu J, Mori A. 1993. Antioxidant and pro-oxidant activities of p-hydroxybenzyl alcohol and vanillin: Effects on free radicals, brain peroxidation and degradat ion of benzoate, deoxyribose, amino acids and DNA. Neuropharmacology 32:659-669

상세보기
Martin KR. 2010. The bioactive agent ergothioneine, a key component of dietary mushrooms, inhibits monocyte binding to endothelial cells characteristics of early cardiovascular disease. J Med Food 13:1340-1346
Meldrum BS. 1975. Epilepsy and ${\gamma}$ -aminobutyric acid-mediated inhibition. Int Rev Neurobiol 17:1-36
Meldrum BS, Rogawski MA. 2007. Molecular targets for antiepileptic drug development. Neurotherapeutics 4:18-61

상세보기
Park AN, Tae KK, Kyung SK, Lee DW, Kim SJ. 2015. Physiological activities of fermented Gastrodia elata Blume extracts. J Korean Oil Chem Soc 32:702-711
Park MR, Yoo C, Chang YN, Ahn BY. 2012. Change of total polyphenol content of fermented Gastrodia elata Blume and radical scavenging. Korean J Plant Res 25:379-386
Park SH, Cho CH, Ahn AY. 2007. A study on the application of Gastrodiae rhizoma for food stuffs Effects of Gastrodiae rhizoma on the regional cerebral blood flow and blood pressure. J East Asian Soc Diet Life 17:554-562
Park SH, Shin MK, Han JH. 2005. Study on the Gastrodiae rhizoma as applications in YackSun (medicated diets) for preventing of cerebral cardiovascular diasease (1) Effects of Gastrodiae rhizoma on the regional cerebral blood flow and blood pressure. J East Asian Soc Diet Life 15:283-291
Pak YB, Hong YG, Yang MS. 1999. Effect of cumambrin A treatment on blood pressure in spontaneously hypertensive rats. Korean J Pharmacogn 30:226-230
Rhyu MR, Kim EY. 2002. The relations between antihypertensive effect and ${\gamma}$ -aminobutyric acid, mycelial weight and pigment of Monascus. Korean J Food Sci Technol 34:737-740
Song BY. 2010. The effects of Cheonmagudengumgagam (CGG) on spontaneous hupertensive rat (SHR). Ph.D. Thesis, Daejeon Univ. Daejeon. Korea
Taguchi H, Yosioka I, Yamasaki K, Kim IL. 1996. Studies on the constituents of Gastrodia elata. Phytochemistry 42:549-555
Taguchi H, Yosioka L, Yamasaki K, Kim IH. 1981. Studies on the constituents Gastrodia elata Blume. Chem Pharm Bull 29:55-62
Yoshimura M, Toyoshi T, Sano A, Izumi T, Fujii T, Konishi C, Inai S, Matsukura C, Fukuda N, Ezura H, Obata A. 2010. Antihypertensive effect of a ${\gamma}$ -aminobutyric acid rich tomato cultivar 'DG03-9'in spontaneously hypertensive rats. J Agric Food Chem 58:615-619

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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