[보고서]녹두의 신규 항염증 성분과 사포닌 발효수식을 이용한 염증완화 유제품개발

[국가R&D연구보고서] 녹두의 신규 항염증 성분과 사포닌 발효수식을 이용한 염증완화 유제품개발
Development of functional dairy products containing novel anti-inflammation components and active saponins from mung bean 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	고려대학교 Korea University
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2012-04
과제시작연도	2011
주관부처	농림축산식품부 Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs(MAFRA)
연구관리전문기관	농림수산식품기술기획평가원 Korea Institute of Planning and Evalution for Technology of Food, Agriculture, Forestry and Fisherie
등록번호	TRKO201400026526
과제고유번호	1545002665
사업명	고부가가치식품기술개발
DB 구축일자	2014-11-10
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201400026526

초록 ▼

○ 연구결과
녹두에 존재하는 신규 항염증 성분의 규명과 이 성분을 이용하여 염증완화여부를 탐색하였다.우선 항염증 효과가 뛰어난 성분을 녹두에서 분리한 후 세포 수준,단백질 수준,동물모델에서 검증을 실시하였다.연구 결과,분리된 녹두의 주정 추출물은 염증성 사이토카인의 발현을 억제하여 염증을 완화시키는 것으로 밝혀졌다.이러한 녹두 추출물이 포함된 유제품을 제조하기 위하여 녹두와 유산균주의 발효능을 탐색하였고,이에 따라 항염증 활성을 갖는 녹두 추출물이 포함된 유제품을 제조하였다.또한,기존의 유제품과의 관능적 차이를 알아보기 위해

Abstract ▼

IV.The Results of Research & Development
We screened an anti-inflammatory activity from the mung bean extract and probiotics strains by monitoring the phenotypic changes of immune cells such as macrophage(J774 cell line) and T lymphocyte(RMA cell line) after treatment of appropriate reagents. As a result,both mung bean extract and Lactobacillus salivarius E4191 strain have an anti-inflammatory effect by decreased proliferation and decreased cytokine production of macrophage and T lymphocyte.
Further,we treated these reagents in animal disease model(inflammatory bowel disease model) to confirm the effects of these reagents. Results clearly showed that the treatment of mung bean extract has an anti-inflammatory effect. Based on these results, we developed dairy products using the extract of mung bean and probiotics to relieve the inflammatory symptoms through a food which is possible to intake daily.

목차 Contents

표지 ... 1
제출문 ... 3
요약문 ... 4
Summary ... 7
CONTENTS ... 9
목차 ... 10
제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
제1절 연구개발의 목적 ... 12
제2절 연구개발의 필요성 ... 12
제3절 연구개발의 범위 ... 15
제2장 국내외 기술개발 현황 ... 16
제1절 국내 염증성 질환 관련 연구 현황 ... 16
제2절 국외 염증성 질환 관련 연구 현황 ... 21
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 25
제1절 녹두 추출물 제조 및 활성성분의 분리 정제 ... 25
제1항 녹두추출물의 제조 및 활성 성분의 확인 ... 25
제2항 녹두추출물의 생리활성 효과 측정 ... 32
제3항 제조공정 중 유효항염증 성분의 활성 변화조사 ... 42
제2절 녹두 발효를 위한 균주 검색 및 발효조건 설정 ... 53
제1항 녹두 발효 균주 검색 및 녹두 성분에 의한 균주의 생육 및 활성 측정 ... 53
제2항 선발 유산균주의 기본 프로바이오틱스 능력 확인 ... 59
제3항 선발 유산균주의 안전성,동결 저항성,대두사포닌 분해능력 측정 ... 61
제4항 유산균주를 이용한 녹두 발효물 제작 ... 65
제3절 녹두 추출물과 발효물의 세포 내 항염증 활성 측정 및 기전분석 ... 67
제1항 녹두 추출물,발효물의 대식 세포 내 항염증 활성 측정 및 기전분석 ... 67
제2항 녹두 추출물,발효물의 T 림프구 내 항염증 활성 측정 및 기전분석 ... 79
제3항 녹두 사포닌의 항염증 활성 측정 및 기전분석 ... 89
제4항 장 염증 동물모델에서 녹두 추출물,발효물의 항염증 효과 검증 ... 92
제4절 선발된 균주와 녹두추출물을 이용한 복합발효기술 확립 ... 99
제1항 녹두 추출물 함유 유제품의 제조 ... 99
제2항 제조 성분에 따른 발효특성 차이 확인 ... 99
제3항 녹두추출물 함유 기능성 요구르트의 관능적 특성 ... 101
제 4장 목표달성 및 기여도 ... 110
제1절 녹두의 신규 항염증 성분과 활성형 녹두 사포닌의 분리 정제 ... 110
제2절 녹두 추출물 또는 발효물을 함한 염증완화 기능성 유제품의 개발 ... 110
제3절 녹두 추출물과 발효물의 항염증 활성 및 기전 분석 ... 111
제5장 연구개발 성과 및 성과활용계획 ... 112
제1절 추가 연구의 필요성 ... 112
제2절 타 연구에의 응용 ... 112
제 6장 해외에서 수집한 정보 ... 114
제7장 참고문헌 ... 115
끝페이지 ... 122

표/그림 (96)

표 순차적 용매 추출법에 의한 대두 및 녹두 추출물의 수율변화.
표 시료에 사용된 용매 비율에 따른 수율변화.
표 Flashcolumnchromatography (a)및 TLC (b)에 의한 녹두에탄올 추출물의 분리.F는 각 각의 분획을 나타냄.
표 녹두 에탄올 추출물의 대식세포 항염증 활성 측정 방법에 사용된 RT-PCR primerset.
표 녹두 에탄올 추출물(3.7mg/mL)의 첨가가 LPS로 유도된 J774대식세포의 염증성 전사인자 발현에 미치는 효과.
표 녹두 에탄올 추출물의 첨가(3.7mg/mL)가 J774대식세포의 생존성에 미치는 효과.
표 녹두 에탄올 추출물의 항염증 활성분획에 존재하는 유효성분의 phenolicprofiles
표 가수분해 전후 대두 사포닌 표준품의 TLC변화.
표 HP-20chromatography를 이용한 녹두사포닌의 분리.
표 HPLC/UV(a)와 HPLC/ELSD(b)에 의한 녹두의 사포닌 profile.
표 녹두사포닌 정량을 위한 HPLC/UV(A)와 HPLC/ELSD(B)표준곡선.
표 HPLC/UV와 HPLC/ELSD로 정량한 녹두 soyasaponinI함량.
표 β-Gulcosidase와 산가수분해에 의한 녹두사포닌의 분해.
표 β-Gulcosidase와 산가수분해에 의한 녹두사포닌의 DPPH radical소거능 변화.
표 β-Gulcosidase와 산가수분해에 의한 녹두사포닌의 ABTSradical소거능 변화.
표 β-Gulcosidase와 산가수분해에 의한 녹두사포닌의 FRAP환원능 변화.
표 β-Gulcosidase와 산가수분해에 의한 녹두사포닌의 β-carotene/linoleicacid산화 억제 효과.
표 가열 및 pH저하에 의한 녹두 항염증 유효성분의 변화 크로마토그램.MB,mungbean(녹두)
표 가열 및 pH저하에 의한 녹두 항염증 유효성분의 변화.
표 가열 및 pH 저하에 의한 녹두추출물의 항염증 활성 변화를 RT-PCR로 측정.RT-PCR에 사 용된 primerset은 표 3에 명기되었음.
표 가열 및 pH저하에 의한 녹두추출물의 DPPH라디컬 소거능 변화.
표 가열 및 pH저하에 의한 녹두추출물의 ABTS라디컬 소거능 변화.
표 가열 및 pH저하에 의한 녹두추출물의 FRAP환원능 변화.
표 가열 및 pH저하에 의한 녹두추출물의 β-carotene/linoleicacid산화 억제 효과.
표 녹두추출물을 첨가가 요구르트의 pH저하 속도에 미치는 영향.
표 녹두추출물을 첨가가 요구르트의 적정산도 변화에 미치는 영향.
표 녹두추출물을 첨가가 요구르트의 생균수에 미치는 영향.
표 녹두추출물을 첨가가 요구르트의 점도에 미치는 영향.
표 녹두 추출물 함유 기능성 요구르트의 저장 기간 중 유효성분 변화.
표 실험에 사용된 균주 목록.
표 프로바이오틱스의 β-glucosidaseactivity측정.
표 TLC를 이용한 사포닌 층 확인.
표 HPLC를 이용한 사포닌 층 확인.
표 녹두 발효를 위한 공정
표 다양한 프로바이오틱스을 이용한 녹두 발효 검증.
표 녹두 발효물에서의 사포닌 층 확인.
표 선발된 유산균주의 기본 probiotics능력 중 내산성 실험.
표 선발된 유산균주의 기본 probiotics능력 중 내담즙성 실험.
표 crudeenzyme을 이용한 대두사포닌 분해능력 측정 결과.
표 균 현탁액을 이용한 대두사포닌 분해능력 측정 결과.
표 선발된 유산균주의 안전성 실험 결과
표 선발된 유산균주의 동결저항성 실험
표 녹두 발효를 위한 공정
표 녹두 추출물 분리 시 서로 다른 용매 비율에 따른 샘플.
표 녹두 추출물 분리 시 서로 다른 용매 비율에 따른 샘플의 대식세포 celviability변화 측정.
표 녹두 추출물의 대식세포 항염증 활성 측정 방법에 사용된 RT-PCRprimerset.
표 녹두 추출물 분리 시 서로 다른 용매 비율에 따른 샘플의 대식세포 항염증 작용 평가.
표 녹두 에탄올 추출물의 서로 다른 분획 샘플의 대식세포 celviability변화 측정.
표 녹두 에탄올 추출물의 서로 다른 분획 샘플의 대식세포 항염증 작용 평가.
표 녹두 에탄올 추출물의 서로 다른 분획 샘플의 대식세포 세포 증식 평가.N.C.는 LPS를 처리 안 한 음성 대조구이며 P.C.는 LPS만을 처리 한 양성 대조구.
표 F1분획,F2분획,F5분획에서 만들어진 서로 다른 샘플의 대식세포 cellviability 변화 측정.
표 녹두 에탄올 추출물의 F1분획 샘플의 대식세포 세포 증식 평가.N.C.는 LPS를 처리 안한 음성 대조구이며 P.C.는 LPS만을 처리 한 양성 대조구임.녹두는 LPS와 각 각의 분획을 처리한 샘플.
표 녹두 발효물 처리 시 대식세포 celviability변화 측정.N.C.,LPS를 첨가하지 않고 녹두발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,LPS를 첨가 하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.
표 RT-PCR을 이용한 녹두 발효물의 대식세포 항염증 작용 평가.
표 Glucose를 첨가 한 배지에 녹두 발효 후 녹두 발효물 샘플의 대식세포 cellviability 변화 측정.Control,유산균주를 안 넣어준 배지,N.C.,LPS를 첨가하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,LPS를 첨가 하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.1X는 500μg/ml의 발효물.
표 Glucose를 첨가 한 배지에 녹두 발효 후 녹두 발효물 샘플의 대식세포 항염증 작용 평가. N.C.,LPS를 첨가하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,LPS를 첨가 하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.1X는 500μg/ml의 발효물.
표 녹두 추출물의 발효 후 샘플 처리 시 대식세포 cellviability변화 측정.N.C.,LPS를 첨가 하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.Control,유산균주를 안 넣어준 배지.μg은 μg/ml을 나타냄
표 RT-PCR을 이용한 녹두 추출물의 발효 후 샘플 처리 시,대식세포 항염증 작용 평가. Control,유산균주를 안 넣어준 배지,N.C.,LPS를 첨가하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지. P.C.,LPS를 첨가 하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.μg은 μg/ml을 나타냄.
표 녹두 추출물의 발효 후 샘플 처리 시 대식세포의 세포 증식 평가.Control,유산균주를 안 넣어준 배지,N.C.,LPS를 첨가하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,LPS를 첨가 하고 녹 두 발효물을 안 넣어준 배지.μg은 μg/ml을 나타냄.
표 녹두 추출물의 T림프구 항염증 활성 측정 방법에 사용된 RT-PCRprimerset.
표 녹두 에탄올 추출물의 서로 다른 분획 샘플의 T림프구 celviability변화 측정.
표 녹두 에탄올 추출물의 서로 다른 분획 샘플의 T림프구 항염증 작용 평가.
표 F1분획,F2분획,F5분획에서 만들어진 서로 다른 샘플의 T 림프구 cellviability 변화 측정.
표 녹두 에탄올 추출물의 서로 다른 분획 샘플의 T 림프구 항염증 작용 평가.DMSO는 최종 농도 0.1%의 용매로 사용하였음.
표 녹두 에탄올 추출물의 F5분획 샘플의 T 림프구 증식 평가.N.C.는 PMA와 ionomycin을 처리 안 한 음성 대조구이며 P.C.는 PMA와 ionomycin을 처리한 양성 대조구임.녹두는 PMA와 ionomycin을 처리하고 또한 각 각의 분획을 처리한 샘플.
표 녹두 발효물 처리 시 T 림프구 cellviability변화 측정.N.C.,T 림프구를 stimulation하 지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,T 림프구를 PMA와 ionomycin으로 stimulation하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.
표 RT-PCR을 이용한 녹두 발효물의 T림프구 항염증 작용 평가.
표 녹두 발효물의 T 림프구 IFN-γ 분비능 억제.N.C.,T 림프구를 stimulation하지 않고 녹 두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,T 림프구를 PMA와 ionomycin으로 stimulation하고 녹두 발효 물을 안 넣어준 배지.N.D.,측정 불가능.
표 Glucose를 첨가 한 배지에 녹두 발효 후 녹두 발효물 샘플의 T 림프구 cellviability변화 측정.Control,유산균주를 안 넣어준 배지,N.C.,T 림프구를 stimulation하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,T 림프구를 PMA와 ionomycin으로 stimulation하고 녹두 발효물을 안 넣어 준 배지.1X는 500μg/ml의 발효물.
표 Glucose를 첨가 한 배지에 녹두 발효 후 녹두 발효물 샘플의 T 림프구 항염증 작용 평가. N.C.,T 림프구를 stimulation하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,T 림프구를 PMA와 ionomycin으로 stimulation하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.1X는 500μg/ml의 발효물.
표 녹두 추출물의 발효 후 샘플 처리 시 T 림프구 cellviability변화 측정.Control,유산균주 를 안 넣어준 배지.N.C.,T 림프구를 stimulation 하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.μg은 μg/ml을 나타냄
표 RT-PCR을 이용한 녹두 추출물의 발효 후 샘플 처리 시 T 림프구 항염증 작용 평가. Control,유산균주를 안 넣어준 배지,N.C.,T 림프구를 stimulation하지 않고 녹두 발효물을 안 넣 어준 배지.P.C.,T 림프구를 PMA와 ionomycin으로 stimulation하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배 지.
표 녹두 추출물의 발효 후 샘플 처리 시 T 림프구의 세포 증식 평가.Control,유산균주를 안 넣어준 배지,N.C.,T 림프구를 stimulation하지 않고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지.P.C.,T 림프 구를 PMA와 ionomycin으로 stimulation하고 녹두 발효물을 안 넣어준 배지
표 녹두 사포닌과 대두 사포닌이 대식세포와 T 림프구의 cellviability에 미치는 영향 측정. N.C.,사포닌을 처리하지 않고 대식세포와 T 림프구를 stimulation 하기 전의 cellviability 측정.
표 RT-PCR을 이용한 녹두 사포닌과 대두 사포닌이 대식세포의 활성에 미치는 영향 측정. N.C.,사포닌을 처리하지 않고 대식세포를 stimulation 하기 전의 mRNA transcript를 RT-PCR로 측정.P.C.,사포닌을 처리하지 않고 대식세포를 stimulation 한 후의 mRNA transcript를 RT-PCR 로 측정.SB,soybean(대두),MB,mungbean(녹두).
표 녹두 사포닌과 대두 사포닌이 대식세포의 세포 분열에 미치는 영향 측정.N.C.,사포닌을 처리하지 않고 대식세포를 stimulation하기 전의 세포 분열 측정.P.C.,사포닌을 처리하지 않고 대 식세포를 stimulation한 후의 세포 분열 측정.SB,soybean(대두),MB,mungbean(녹두).
표 녹두 사포닌과 대두 사포닌이 T 림프구의 cytokine분비에 미치는 영향 측정.N.C.,사포 닌을 처리하지 않고 T 림프구를 stimulation하기 전의 cytokine분비를 측정.P.C.,사포닌을 처리 하지 않고 대식세포와 T 림프구를 stimulation 한 후의 cytokine분비를 측정.SB,soy bean (대 두),MB,mungbean(녹두).
표 녹두 사포닌과 대두 사포닌이 T 림프구의 세포 분열에 미치는 영향 측정.N.C.,사포닌을 처리하지 않고 T 림프구를 stimulation하기 전의 세포 분열 측정.P.C.,사포닌을 처리하지 않고 T 림프구를 stimulation한 후의 세포 분열 측정.SB,soybean(대두),MB,mungbean(녹두).
표 동물실험 설계
표 장염증 모델에서 각 실험군의 약어.
표 장염증 모델에서 각 실험군의 체중변화량.
표 장염증 모델 실험 후 각 실험군의 장 무게.
표 장염증 모델 실험 후 각 실험군의 장 길이.
표 장염증 모델 실험 후 각 실험군의 조직학적 검사
표 장염증 모델 실험 후 H&E염색에 의한 각 실험군의 조직학적 검사
표 장 염증 모델에서 mesentriclymph node(MLN)내 면역세포의 활성 측정 방법에 사용된 RT-PCR primerset.
표 장 염증 모델에서 mesentric lymph node (MLN) 내 면역세포의 활성 측정 결과 (RT-PCR 결과). Control,PBS 만을 처리한 실험군; M.B.E,DSS와 녹두추출물(Mung Bean Extract)을 처리한 실험군;M.B.Y.,DSS와 녹두추출물 요거트(MungBeanExtractYogurt)를 처리 한 실험군; A.Y., DSS와 산 처리한 요거트(Acid Yogurt)를 처리한 실험군; SS, DSS와 sulfasalazine을 처리한 실험군;DSS,DSS만 처리한 실험군.
표 녹두 추출물 요거트 제조 성분.
표 녹두추출물 요구르트 제조 성분(향미 첨가).
표 마스킹 향미 성분의 기호도 순위.
표 기능성 요구르트 관능검사지.
표 녹두추출물 함유 기능성 요구르트의 전반적 기호도,맛/향 기호도,단맛,신맛 평가.
표 녹두추출물 함유 기능성 요구르트의 기호도
표 녹두추출물 함유 기능성 요구르트의 강도 특성
표 남성(좌)과 여성(우)의 녹두추출물 함유 기능성 요구르트의 기호도 평가
표 남성(좌)과 여성(우)의 녹두추출물 함유 기능성 요구르트의 강도 특성 평가

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