초록 ▼

EM을 첨가한 인삼지상부, 포도가공부산물 같은 식품부산물 발효액의 항균, 항바이러스, 면역활성 탐색을 통한 항생제 대체물질 및 면역증강제 개발을 목표로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), Lactobacillus casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2)와 이들의 혼합균주등의 유용미생물(EM, Effective Micro-org

EM을 첨가한 인삼지상부, 포도가공부산물 같은 식품부산물 발효액의 항균, 항바이러스, 면역활성 탐색을 통한 항생제 대체물질 및 면역증강제 개발을 목표로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), Lactobacillus casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2)와 이들의 혼합균주등의 유용미생물(EM, Effective Micro-organisms)을 이용하여 식품부산물(인삼지상부, 포도가공부산물 등)을 제조하였다.
1차년도의 항산화 활성 평가 결과, 인삼꽃 발효의 경우 BS처리군에서 총 페놀함량, DPPH 라디칼소거능, ABTS 라디칼소거능이 높은 활성을 나타내었으며, 환원력에서 FRAP value 또한 BS 처리군이 가장 높았지만 Reducing power는 LC 와 CU 발효물에서 높은 활성을 나타내었다. Tyrosinase 억제효과는 혼합균주(LP:LC:CU=3:3:4)발효물이 가장 높은 활성을 보였고, ginsenoside 조성 및 함량의 분석결과 BS발효물에서 Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2, Rg3, Rh1 및 Rh2의 12가지 성분이 모두 검출되었으며 total ginsenoside 함량이 발효전과 비교하여 1.45배 가량 증가하였다. 포도박 발효의 경우, LP 발효물에서 총 페놀함량, DPPH 라디칼소거능, ABTS 라디칼소거능, FRAP value에서 높은 활성을 나타내었다.
2차년도의 항균, 항바이러스 및 면역활성 평가 결과, 발효에 의해 항균 및 항바이러스 활성을 나타내는 균주를 확인하였고, 면역활성도 균주별 발효물에 따라 차이를 나타내었다. 인삼꽃 및 포도박 무발효물이 항균활성을 나타내지 않은데 비해 LC로 발효시킨 포도박 발효물 및 인삼꽃 LC, LP, Y1 및 Y2 발효물은 실험에 사용된 모든 균에 대해 항균활성을 나타내었다. 포도박 BS 발효물 및 Y1 발효물은 porcine epidemic diarrhea virus(PEDV)에 대해 항바이러스 활성을 나타내었다. T 면역세포 활성 마커인자인 IL1β, IL2, TNFSF14의 활성여부를 real time PCR로 분석한 결과, IL-1β에서는 인삼꽃 LC, CU, Y2 및 혼합발효물과 포도박 LP 및 Y1 발효물이 염증반응 및 면역반응 억제 능력을 나타내었고, IL2에서는 인삼꽃 무발효물과 Y1 및 Y2 발효물, 포도박 무발효물 및 포도박 Y1, Y2, M 발효물이 억제능을 강하게 나타내었다. TNFSF14에서는 포도박 무발효물이 강하게 T 면역세포의 활성 및 증식을 촉진한 반면, 인삼꽃 무발효물과 BS, LP, LC, Y2 및 M 발효물, 포도박 BS, Y2, M 발효물은 면역반응을 억제하였다.
또한 발효 인삼꽃 추출물(BS:Y1:LP=3:3:4)의 경구 투여가 마우스 사이토카인 IL-6, TNF-α의 생성에 미치는 영향 평가 결과에서는 IL-6의 경우, LPS로 자극 후 발효 인삼꽃 추출물 200 ㎎/㎏ B.W. 농도에서 유의적으로 낮은 IL-6 분비량을 보였다. TNF-ɑ의 경우 100 ㎎/㎏ B.W.와 200 ㎎/㎏ B.W. 두 농도 모두에서 LPS로 자극 하지 않은 경우 낮은 증식효과를 보여주었고, LPS로 자극한 경우 인삼꽃 발효물을 첨가한 군이 대조군보다 낮은 TNF-ɑ 분비량을 보였으며, TNF-ɑ를 억제하는 효과가 큰 것을 볼 수 있어 효과적으로 면역 세포와 면역 기관의 주요기능을 증진시킬 가능성이 있을 것으로 사료되었다.
3차년도의 식품부산물 발효액 이용 사료첨가제(항생제 대체물질 및 면역증강제) 개발 및 효능연구 결과에서는 BS:LP:LC:YS를 1:1:1:1의 비율로 인삼꽃과 포도박을 혼합 발효하여 제조한 발효물의 항산화 활성 평가결과, 고체발효물에서 ABTS 라디칼소거능, 총페놀함량, 환원력이 높은 활성을 보였으며 항균활성은 액체발효물에서 모든 균주에 대해 저해환을 나타냈다. 이러한 결과를 토대로 액체와 고체발효물을 혼합한 사료첨가제를 제조하였고 이에 대한 사료첨가제로서의 효능연구결과, 자돈의 일당증체량이 증진하였고 HP (돼지흉막폐렴), PCV (Porcine Circovirus-2), PRRSV (Porcine Respiratory & Reproductive Syndrome Virus), SIV (Swine Influenza virus)의 백신에 대한 항체 생성이 증가하는것을 확인하였다. 따라서 탐색된 결과는 사료 및 제제에 접목하여 항생제 대체물질 및 면역증강제 등의 제품 개발에 활용할 수 있을 것이며, 바이러스 감염으로부터 위협받는 가축 사육의 효율을 증대시키고, 부산물 활용을 통한 부가가치 창출에 기여함으로써 관련농가의 소득증대 및 사회전반에 걸친 시너지 효과를 창출할 수 있을 것으로 사료된다.