초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 퇴행성 뇌질환의 예방과 개선을 위하여 유용한 미생물 자원을 국내외 다양한 발효식품으로부터 분리하고, 기능성 미생물 사균체 기반의 신규한 파라프로바이오틱스(Paraprobiotics) 소재를 개발하고 효능과 작용기전 검증 및 대량생산을 위한 공정 개발을 수립하는 것을 목표로 하고 있음. 연구 목표를 달성하기 위하여 국내외 발효식품으로부터 유산균을 광범위하게 분리하여 유산균 열처리 사균체의 DB를 구축하고, 선별된 우수균주의 사균체를 활용하여 퇴행성 뇌질환 저감화 효능 및 작용기전을 검증하였으며, 사균체 생

□ 연구개요
본 연구는 퇴행성 뇌질환의 예방과 개선을 위하여 유용한 미생물 자원을 국내외 다양한 발효식품으로부터 분리하고, 기능성 미생물 사균체 기반의 신규한 파라프로바이오틱스(Paraprobiotics) 소재를 개발하고 효능과 작용기전 검증 및 대량생산을 위한 공정 개발을 수립하는 것을 목표로 하고 있음. 연구 목표를 달성하기 위하여 국내외 발효식품으로부터 유산균을 광범위하게 분리하여 유산균 열처리 사균체의 DB를 구축하고, 선별된 우수균주의 사균체를 활용하여 퇴행성 뇌질환 저감화 효능 및 작용기전을 검증하였으며, 사균체 생산을 위한 배양조건 최적화 및 사균체 함유 열처리 발효물의 효능을 검증하기 위한 연구를 수행하였음

□ 연구 목표대비 연구결과
◇ 1차년도 (균주 분리, 사균체 항산화 활성, 선별 균주 동정 및 특성)
• 발효식품 시료로부터 총 1326종의 유산균주를 분리하고, 파라프로바이오틱스(사균체) 및 프로바이오틱스(생균) 활성을 보유한 10종을 최종 선발하여 기능성 사균체 및 균주 특성에 대한 DB를 구축함.
• 선별된 10종 유산균주(L. plantarum 4종, L. fermentum 4종, Pediococcus 속 2종)의 파라프로바이오틱스(열처리 사균체)는 상업용 프로바이오틱스 6종과 비교하여 우수한 항산화 활성을 나타내었음
◇ 2차년도 (사균체 선별 및 안정성 평가, 사균체 생산 최적화, 사균체의 효능 평가)
• 사균체의 항산화활성이 우수한 5종 선정함. MTT assay를 통해 사균체 및 조건배지의 안전성을 확인함.
• 사균체의 항산화 및 항염 활성이 가장 우수한 것으로 확인된 121℃(15분) 열처리 조건을 사균체 생산을 위한 최적 열처리 조건으로 선정함.
• 유산균 사균체의 조건배지(CM)는 산화적 스트레스가 유발된 신경세포의 생존율을 증가시켰으며, 파킨슨병 유사 증후군을 유도하는 MPP+에 의해 신경독성이 유발된 SH-SY5Y 세포에서 iNOS, COX-2의 발현을 억제하였으며, Bax와 Bcl-2의 발현 비율을 감소시켜 신경세포의 사멸을 억제하였고, 뇌유래 신경 영양인자(BDNF)의 발현을 증가시켜 인지능 개선 효과가 있는 것으로 확인됨.
◇ 3차년도 (대량 배양 최적화, 검은콩 발효 최적화, 열처리 발효물의 안정성 평가 및 효능 평가, 사균체 첨가물의 항산화 활성 평가)
• Dextrose 2%, Peptone 1%, Yeast extract 1.5%, BS extract 2%를 함유한 배지를 사균체 대량 생산을 위한 최적 배양 조건으로 설정함.
• 검은콩 분말 5%를 열수추출(121℃, 15분) 후 Flavourzyme 1% 처리한 검은콩배지를 사균체 함유 열처리 발효물 생산을 위한 최적의 발효배지 조건으로 설정함.
• 최종 선별된 유산균 2종(L. plantarum SMF470, L. plantarum SMF796)을 이용하여 열처리 검은콩 발효물을 제조함. 신경보호 효과를 평가하기 위하여, 열처리 발효물을 장세포(HT-29)에 처리한 후 검은콩 발효물 조건배지(BS-CM)를 제조하였음. MTT assay를 통해 열처리 발효물과 조건배지의 안정성 확인함.
• BS-CM은 산화적 스트레스가 유발된 신경세포의 생존율을 증가시켰으며, MPP+에 의해 신경독성이 유발된 SH-SY5Y 세포에서 iNOS, COX-2의 발현을 억제하였고, Bax와 Bcl-2의 발현 비율을 감소시켜 신경세포의 사멸을 억제하였고, BDNF의 발현을 증가시켜 인지능 개선 효과가 있는 것으로 확인됨.
• 검은콩 추출물에 열처리한 사균체를 농도별로 첨가하여 항산화 활성을 측정한 결과, 사균체의 첨가에 의해 항산화 활성이 증가하는 것으로 확인됨.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
• 기능성 사균체(파라프로바이오틱스) 및 사균체 함유 열처리 검은콩 발효물의 신경세포 보호 작용기전 검증을 통해 퇴행성 뇌질환 예방 및 개선에 관여하는 소재 개발을 위한 기초 데이터로 활용할 수 있을 것으로 기대됨. 추후 후속 연구에서는 동물실험을 통하여 뇌신경세포 보호 및 인지능 개선 효능을 검증이 필요할 것으로 생각됨.
• 사균체 소재는 프로바이오틱스와 비교하여 무한한 발굴가능성을 지닌 안전한 자원으로 유산균 사균체를 활용한 건강기능식품, 제약, 화장품 소재 개발에 기여할 것으로 사료됨.
• 국내 전통발효식품 유래 파라프로바이오틱스 자원의 발굴 및 DB 구축으로 기능성 미생물의 수입대체 효과를 증대시키고 국내 미생물 자원의 경쟁력을 확보할 수 있음.
• 현재 국내에서 유산균 사균체를 함유한 발효물에 대한 연구는 매우 미흡한 실정으로, 본 연구 결과는 기능성 유산균 사균체가 함유된 발효물 소재 개발의 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 자체점검표 ... 15
• 7. 참고문헌 ... 16
• 끝페이지 ... 23