초록 ▼

1. 최종목표
■ 뇌기능 개선 및 비만/당뇨/혈압에 효능이 있는 유산균주 개발 뇌기능 개선 및 항비만/항당뇨/항혈당관련 in vitro 및 in vivo(동물시험) 효능 검증
■ 요구르트 발효 스타터의 요구르트 제조의 적합성 검증 요구르트 발효용 스타터 및 유산균제제(건강기능식품) 시제품 제작
2. 개발내용 및 결과
가. 기능성 균주 스크리닝 및 특성조사
■ 전통 발효식품으로부터 GABA 생성 유산균 6종 선별 및 동정
가자미식해와 원유에서 6종 분리선별(LG7, LG8, LG9, LG4

1. 최종목표
■ 뇌기능 개선 및 비만/당뇨/혈압에 효능이 있는 유산균주 개발 뇌기능 개선 및 항비만/항당뇨/항혈당관련 in vitro 및 in vivo(동물시험) 효능 검증
■ 요구르트 발효 스타터의 요구르트 제조의 적합성 검증 요구르트 발효용 스타터 및 유산균제제(건강기능식품) 시제품 제작
2. 개발내용 및 결과
가. 기능성 균주 스크리닝 및 특성조사
■ 전통 발효식품으로부터 GABA 생성 유산균 6종 선별 및 동정
가자미식해와 원유에서 6종 분리선별(LG7, LG8, LG9, LG42, LM14 및 LM19) 생리활성 물질(GABA) 생성량을 정량분석 및 선별균주의 생리학적, 생화학적특성 조사 및 동정
나. 뇌기능 개선 및 항비만/항당뇨/항혈당관련 in vitro 효능 검증
■ 세포내 지질상태 및 비만 지표 개선 효과 in vitro 검증:
Lactobacillus plantarum LG8, LG9 및 LG42 균주가 유의적인 효과를 나타냄.
■ 혈당조절기능 in vitro 검증: 선발균주(유산균)를 췌장 세포(HIT cell)에 처리하여 인슐린 분비에 의한 세포 생존능력 활성을 MTT assay를 통해 LG9 및 LG42 균주투여 시 유의적으로 높아짐을 확인.
■ 고혈압억제 in vitro 효능 검증 : 1차 선별 유산균 중에서 LG7과 LG8 및 LG42의 모든 추출물에서 높은 ACE 억제 효과를 보여 최종 우수 유산균으로 선별되었고, 최적의 기능성 물질 추출 조건을 확립.
다. 뇌기능 개선 및 항비만/항당뇨/항혈당관련 in vivo(동물)효능검증
■ 고지방식이와 2차 선별유산균 LG8, LG9 및 LG42를 투여한 동물모델실험에서 LG42 유산균의 고농도(1×$0^9cfu$/mL))투여 시에 체중증가와 체내지방량 증가를 유의적으로 억제.
■ 비만 및 혈당관련 지표인자인 혈중 및 간 지질 농도 및 카르니틴 함량, 내당능테스트, 혈중 leptin 및 인슐린 함량 분석 및 지질대사 관련효소의 mRNA 발현 정도 등의 실험에서도 LG42 유산균의 고농도(1×$10^9cfu/mL$))투여 시 유의적인 결과를 나타냄
■ 항비만/항혈당 관련 동물실험에서 효능이 가장 좋은 LG42 유산균을 이용하여 실험동물 기억력 증진 테스트를 실시: 수동회피반응(Passive avoidance test)실험과 Morris water maze test에서 scopolamine으로 인해 손상된 기억력을 거의 정상수준과 가깝게 회복됨.
■ 항고혈압관련 in vitro실험 결과로 선발된 LG7, LG8 및 LG42 유산균의 고혈압유발 동물모델 실험에서 유산균 투여 3주부터 혈압이 감소하였고, LG42 유산균의 고농도 투여 시 수축기혈압이 127mmHg로 대조군 175 mmHg에 비하여 유의적으로 감소함.
■ 혈장 중의 AST 및 ALT 효소의 활성 측정으로 유산균의 장기투여에 의한 간독성 유발은 없음을 간접 확인.
라. 요구르트 발효 스타터의 요구르트 제조의 적합성 검증 선별 균주의 스타터 제조 및 요구르트 발효 조건 조사
■ 요구르트의 성분 분석: 산도, pH, 생균수, lactic acid 함량, 점조도 측정 및 요구르트 중의 GABA 함량 측정
■ 기능성 균주로 제조한 스타터를 이용하여 엔유씨 요구르트 제조기에서 요구르트 발효 적합성 검증
마. 프로바이오틱 유산균으로서의 적합성 검증
■ 기능성 유산균주의 프로바이오틱 유산균으로서의 적합성 검증을 위해 인공위액에 대한 내산성 및 내담즙산능을 측정. LG9와 LG42 균주가 가장 내성이 우수하였고, 인공위액 4시간처리 및 인공담즙산에서 24시간 처리 후에도 $10^8 cfu$/mL 이상을 유지하여 프로바이오틱으로 적합한 것으로 사료됨.
■ 유산균을 sodium arginate를 이용하여 미세캡슐화한 후 내산성테스트 결과 캡슐화하지 않은 동결건조 스타터와 내산성능이 차이가 없었음.
바. 요구르트 발효용 스타터 및 프로바이오틱 유산균제제 시제품 제작
In vitro 효능검증과 동물효능검증에서 가장 효능이 우수하였던 Lactobacillus plantarum LG42 균주를 최종 선별하여 시제품 생산
■ 요구르트 발효용 스타터: 2,000 스틱(3g, 8.8×$10^8 cfu$/g) 생산
■ 프로바이오틱 유산균제제(유산균함유 건강기능식품) :
100 통(500mg 캡슐 × 60ea,1.2×$10^1^0cfu$/g)
■ 건강기능식품 유산균함유식품의 품질기준 규격 적합 판정
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
■ 기능성을 가지는 유산균의 분리, 선별을 통해 우수균주 확보
■ 기능성물질 생산 유산균 기능검색을 통해 기능성 신물질 분리 및 소재확보
■ 발효식품에 관여하는 유산균의 고부가가치를 창출할 수 있는 자원으로써 가능성을 제공함
■ 뇌기능 개선 및 항비만/항당뇨/항고혈압 활성을 가진 기능성 유산균의 건강기능식품으로의 제품화 및 식품에의 응용.
■ 건강기능소재의 수출 및 수입대체 효과
■ 유산균 및 비만/당뇨 분야 연구자들의 참고 자료 제공함.
■ 낙후되어있는 국내 유산균에 관한 중요성 및 기능성을 제시함.
■ 전통 발효식품으로부터 유용한 물질을 분비하는 유산균을 이용한 요구르트 제조에 활용할 수 있음.
■ 향후 다른 물질들의 항비만/항당뇨에 대한 기능성 탐색을 위한 tool 제공함.
■ 항비만 및 당뇨 기능성 식품 개발업체에 산업정보 제공.
4. 적용분야
■ 건강기능식품 원료 및 중간소재로 이용
■ 요구르트 제조기 적용 요구르트 발효용 종균으로 활용
■ 홍삼 및 약용식물성 원료의 발효용 스타터로 활용
■ 프로바이오틱 생균제제 및 동물사료용 생균제로 제품화 가능

Abstract ▼

To develop lactic acid bacteria with anti-obesity, anti-hypertensive activity and brain activity, Lactobacillus plantarum strains as GABA producing lactic acid bacteria were isolated and identified from Korea Traditional Salt fermented flatfish. Selected Lactobacillus plantarum NUC-LG42 was investig

To develop lactic acid bacteria with anti-obesity, anti-hypertensive activity and brain activity, Lactobacillus plantarum strains as GABA producing lactic acid bacteria were isolated and identified from Korea Traditional Salt fermented flatfish. Selected Lactobacillus plantarum NUC-LG42 was investigated the effect on obesity in C57BL/6J mice fed a high fat diet. Male C57BL/6J mice, aged 4 weeks, were divided in to four groups according to supplement concentration; NDC (normal diet & DW), HDC (high fat diet & DW), HD-GL42H (high fat diet & 1×109 CFU per mouse ), HD-GL42L (high fat diet & 1×107 CFU per mouse). After 12 weeks, GL42 reduced body weight without reducing energy intake, and caused a significant, specific reduction in epididymal and back fat. Concentrations of triglyceride and total cholesterol were significantly lowered in GL42 goups, whereas that of adiponectin was increased. Hepatic carnitine palmitoyltransferase and peroxisome proliferator-activated receptor-α were highest, but peroxisome proliferator-activated receptor-γ as lowest in the GL42 groups. These results suggest that supplementing with lactic acid bacteria isolated from Gajami sik-hae might have an antiobesity effect on high fat induced obese mice. Lactobacillus plantarum NUC-LG42 was investigated the anti-hypertensive effect by examining its effects on lipid components, blood pressure using the spontaneously hypertensive rat (SHR) system. After lactic acid feeding to the SHR for 4 weeks, systolic blood pressure was from 175 mmHg to be low 127 mmHg. No adverse effect was observed on the liver of SHR as there was no difference for the AST and ALT values among the groups. Results of this study suggest that long term consumption of LG42 Lactobacillus may be beneficial in preventing high blood pressure. The protype products with Lactobacillus plantarum NUC-LG42 were made two types, starter for yogurt fermentation and probiotic lactic acid bacteria for health functional food.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 지역산업기술개발사업 보고서 초록 ...3
• 목차 ...6
• 제1장 서론...7
• 제1절 기술개발의 목적 및 중요성 ...7
• 제2절 연구개발 목표 ...10
• 제3절 연구개발 내용 및 범위 ...10
• 제4절 기대 효과 ...12
• 제2장 기술개발 내용 및 방법 ...13
• 제1절 균주 스크리닝 및 특성 조사 ...13
• 제2절 항비만/항혈당/항고혈압 관련 in vitro 효능 검증 ...16
• 제3절 실험동물 모델을 이용한 in vivo 효능 검증 ...23
• 제4절 요구르트 발효용 스타터의 요구르트 제조 적합성 검증 ...32
• 제5절 프로바이오틱 유산균으로서의 적합성 검증 ...34