혈전용해능을 갖는 버섯류의 탐색

최낙식,서승염,김승호,Choi, Nack-Shick,Seo, Sung-Yum,Kim, Seung-Ho 한국식품과학회 1999 한국식품과학회지 Vol.31 No.2

혈전용해능을 가진 균류 (버섯류) 5종 Daedaleopsis styracina, Trichaptum abietium, Coriolus versicolor, Pisolithus tinctorius 그리고 Tricholomopsis decora 등을 선발하여 혈전용해효소 활성을 측정하였고, 기질 특이성을 조사하였다. 버섯 추출액을 조제하여 혈전 용해도를 측정한 결과 plasmin 1.0 unit 보다 $3{\sim}4$배의 높은 활성을 보였으며, 그 중 Pisolithus tinctorius이 가장 높은 활성(4.71 plasmin unit)을 나타내었고, Tricholomopsis decora가 Plasmin에 대한 기질 N-p-Tosyl-Gly-Pro-Lys p-nitroanilide에 대해 가장 높은 특이성(1.32 plasmin unit)을 보였다. 버섯의 균사체로부터 추출한 효소를 SDS-fibrin zymography 활성확인법에 의해 분석한 결과 분자량이 54와 61 kDa의 공통된 활성을 가지는 단백질을 확인하였으며, Trichaptum abietium는 100 kDa의 그리고 Tricholomopsis decora는 84 kDa의 강한 활성을 가지는 혈전용해효소를 확인하였다. Five fungi (mushrooms), Daedaleopsis styracina, Trichaptum abietium, Coriolus versicolor, Pisolithus tinctorius and Tricholomopsis decora, were screened and examined the fibrinolytic activity and specificity. The extracts of mushrooms showed a level of fibrinolytic activity that was about 3-4 times higher than that of plasmin 1.0 unit. In particular, Pisolithus tinctorius of them showed the greatest enzyme activity (4.71 plasmin unit/mL) by fibrin plate assay, and the highest specificity (1.32 plasmin unit/mL) using chromogenic substrate (N-p-Tosyl-Gly-Pro-Lys p-nitroanilide) by Tricholomopsis decora. And the same molecular mass 54 and 61kDa showing the fibrinolytic activity obtained from all fruiting bodies were confirmed, and it was found that Trichaptum abietium and Tricholomopsis decora have a strong fibrinolytic enzyme with an apparent size of 100 kDa and 84 kDa, respectively on SDS-fibrin zymography activity assay.

된장으로부터 혈전용해능을 가진 Bacillus sp.의 분리 및 동정

김승호,최낙식,이우일,이종우,김동호,Kim, Seung-Ho,Choi, Nack-Shick,Lee, Woo-Yiel,Lee, Jong-Woo,Kim, Dong-Ho 한국미생물학회 1998 미생물학회지 Vol.34 No.3

우리 나라의 전통 대두발효식품인 된장으로부터 혈전용해능을 가진 미생물을 분리하였다. 그 중 5종류의 균주를 Bergey's manual of systematic bacteriology에 의거하여 동정한 결과 Bacillus sp. 균주로 밝혀졌다. 분리된 Bacillus 속 미생물을 효소 유도배지에서 배양한 결과 B. amyloliquefaciens는 2.46 plasmin unit/ml, B pantothenticus는 3.82 plasmin unit/ml 의 혈전용해능을 가지고 있었고, B. subtilis는 4.94 plasmin unti/ml의 높은 혈전용해효소 생산능을 보여주었다. 분리 균주에 의하여 생산된 세포외 단백질을 SDS-PAGE와 reverse fibrin zymogram 활성측정법에 의해 확인한 결과 각 균주별로 서로 다른 혈전용해효소가 생산되었음을 확인하였다. Various bacterial strains that secret extracellular fibrinolytic enzyme were screened from Doen-Jang, a traditional soybean fermented food in Korea. Five microbes of them were identified to be Bacillus sp. strains according to Bergey's manual of systematic bacteriology. The culture filtrates of B. amyloliquefaciens (2.46 plasmin unit/ml) and B. pantothenticus (3.82 plasmin unit/ml) showed a level of fibrinolytic activity that was about three times higher than that of plasmin 1.0 unit and Bacillus subtilis showed the highest fibrinolytic activity (4.94 plasmin unit/ml). All of the extracellular proteases showing the fibrinolytic activity are confirmed by SDS-PAGE followed by reverse fibrin zymogram activity assay and we proposed that some of the fibrinolytic enzymes from this work are novel enzymes.

김치에서 분리한 Lactococcus lactis ET45가 생산하는 박테리오신의 특성

정성엽,박찬선,최낙식,양희종,김차영,윤병대,강대욱,유연우,김민수,Jeong, Seong-Yeop,Park, Chan-Sun,Choi, Nack-Shick,Yang, Hee-Jong,Kim, Cha-Young,Yoon, Byoung-Dae,Kang, Dae-Ook,Ryu, Yeon-Woo,Kim, Min-Soo 한국미생물학회 2011 미생물학회지 Vol.47 No.1

Bacillus cereus에 항균활성을 갖는 박테리오신을 생산하는 유산균을 김치로부터 분리하였다. 선별한 균주는 Bergey's manual, 16S rDNA 분석을 통하여 Lactococcus lactis로 동정되었으며, L. lactis ET45로 명명하였다. ET45가 생산하는 박테리오신은 pH 3.0-11.0까지 안정하였고, 열 안정성 테스트결과 $40-121^{\circ}C$까지 안정함을 확인하였다. 박테리오신의 생산을 위한 최적 조건으로 MRS 액체배지에서 초기 pH 7.5, $30^{\circ}C$에서 18시간 배양하였을 때 최대생산을 보였다. 박테리오신의 항균활성이 proteinase K의 처리로 활성이 소실되어, 박테리오신이 단백질성 물질임을 확인하였다. 박테리오신의 분자량은 tricine sodium dodecyl sulfate polyacryamide gel electrophoresis (TSDS-PAGE)를 통하여 약 4.5 kDa임을 확인하였다. Bacteriocin-producing lactic acid bacterium having antagonistic activity against Bacillus cereus, was isolated from Kimchi. The selected strain was identified as Lactococcus lactis by the Bergey's manual and 16S rDNA analysis, and named as L. lactis ET45. The bacteriocin was stable in the pH range 3.0-11.0. The bacteriocin was active over a wide temperature range from $40^{\circ}C$ to $121^{\circ}C$. Optimal culture condition for producing bacteriocin was obtained by growing the cells on MRS medium at pH 7.5 and $30^{\circ}C$ for 18 h. Antibacterial activity of the bacteriocin was completely disappeared by proteinase K, and this means that bacteriocin is a proteinous substance. The molecular weight of bacteriocin was estimated to be about 4.5 kDa by tricine sodium dodecyl sulfate polyacryamide gel electrophoresis (TSDS-PAGE).

김치에서 혈전용해효소 생산균주의 분리

노경아,김동호,최낙식,김승호,Noh, Kyoung-A,Kim, Dong-Ho,Choi, Nack-Shick,Kim, Seung-Ho 한국식품과학회 1999 한국식품과학회지 Vol.31 No.1

우리나라의 전통 발효식품인 김치에서 혈전용해 효소를 생산하는 미생물을 분리하고 그 중 Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus brevis, Micrococcus luteus의 세 종을 Bergey's manual of systematic bacteriology등에 의하여 동정하였다. 분리된 미생물을 효소 유도 배지에서 배양한 결과 B. amyloliquefaciens는 2.58 plasmin unit/mL, B. brevis는 1.48 plasmin unit/mL, 그리고 M. luteus는 2.03 plasmin unit/mL의 혈전용해효소 생산능을 보여 주였다. 각 균주에서 생산된 세포의 단백질을 SDS-PAGE와 fibrin zymography assay에 의해 분석한 결과 B. brevis와 M. luteus에서는 서로 다른 분자량을 가진 $3{\sim}4$개의 혈전용해 효소가 존재하였으며 B. amyloliquefaciens에서는 분자량이 약 29 kDa인 단일 band의 혈전용해 효소가 생산되었음을 확인하였다. Various bacterial strains that secret extracellular fibrinolytic enzyme were screened from kimchi, a traditional vegetable fermented food in Korea. Three microbes of them were identified to be Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus brevis and Micrococcus luteus strains according to Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. It was found that B. amyloliquefaciens, B. brevis and M. luteus produced 2.58, 1.48 and 2.03 plasmin unit/mL of fibrinolytic enzyme, respectively. All extracellular proteases showing the fibrinolytic activity were confirmed by SDS-PAGE and fibrin zymography assay and we propose that some of the fibrinolytic enzymes from this work are novel enzymes.

자이모그라피 기술의 문제점과 해결

강대욱(Dae-Ook Kang),최낙식(Nack-Shick Choi) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.12

효소는 세제, 식품, 사료, 의약품 및 의료용 분야 등 산업 전반적인 응용 분야에서 널리 사용되고 있으며, 산업제품 및 공정에서 주요 요인이다. 효소를 선별, 확인, 및 특성 분석을 위해 zymography 기술이 일상적으로 사용됩니다. Zymography 기술은 SDS-전기영동을 통해 단백질을 분리한 후 포함된 기질을 겔 상에서 분해하는 기능성 효소를 검출하는 데 널리 사용되는 단순하고 민감하며 정량화가 가능한 기술이다. 이 방법은 비 환원 조건하에서 SDS-전기영동 겔에서 전기영동에 의한 단백질의 분리와 겔 상에서 효소 활성을 검출하는 다목적 2 단계의 기술이다. 이는 SDS-전기영동 겔에 기질을 중합시키고 전기영동 분리 후 효소 반응 완충용액에서 복원된 가수분해 효소에 의해 분해되는 것을 기반으로 하는 기술이다. 미생물 배양액, 식물 추출물, 혈액, 조직 배양액, 식품 속 효소 및 메타 프로테옴을 포함한 어떤 종류의 생물학적 시료들을 zymography에 적용하고 분석이 가능하다. Zymography의 장점은 전처리 없이 혼합된 시료를 적용하여 SDS-전기영동 겔 상에서 활성을 지닌 단백질을 직접육안으로 검출이 가능할 뿐만 아니라 나노그람(nanogram) 수준에서 활성을 확인이 가능하다. 그래서 이 zymography 기술은 다양한 분야에 응용이 가능하다. 하지만, 이러한 장점이 오히려 단점으로 작용하여 실험적 오류를 범할 수 있는 경우가 많다. 본 총설에서 zymography 기술의 장점, 단점, 및 문제점 해결에 관해서 서술하였다. Enzymes are widely used in industrial applications such as detergents, food, feed production, pharmaceuticals and medical applications and major contributors to clean industrial products and processes. To screen, identify, and characterize the enzymes the zymography techniques are routinely used. The zymography technique is a simple, sensitive, and quantifiable technique that is widely used to detect functional enzymes following electrophoretic separation in sodium dodecyl sulfate (SDS)-polyacrylamide gels. The method is a versatile two-stage technique involving protein separation by electrophoresis followed by the detection of enzyme activity in polyacrylamide gels under non-reducing conditions. It is based on SDS-polyacrylamide gel (PAG) copolymerization with substrates, which are degraded by the hydrolytic enzymes restored in enzyme reaction buffer after the electrophoretic separation. Any kind of biological sample can be applied and analyzed on zymography, including culture supernatants of microbes, plants extracts, blood, tissue culture fluids, enzymes in foods extracts and metaproteome. The advantage of zymography is that it is possible to directly detect the protein with activity on the electrophoretic gel as well as confirm the activity at the nanogram level. Thus, this zymography technology can be applied in various fields. However, these advantages are rather disadvantageous and can often lead to experimental errors. In this review, the advantages, disadvantages, and problem solving of zymography technique are described.

Bacillus 속 분리주가 생산하는 박테리오신의 특성 조사

함승희(Seung-Hee Ham),최낙식(Nack-Shick Choi),문자영(Ja-Young Moon),백선화(Sun-Hwa Baek),이송민(Song-Min Lee),강대욱(Dae-Ook Kang) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.2

토하젓에서 분리한 박테리오신 생산 균주 중 상대적으로 넓은 항균스펙트럼을 나타내는 1균주를 선발하였고 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 결과 B. subtilis E9-1와 거의 일치하는 것으로 동정되었다. B. subtilis E9-1가 생산하는 박테리오신의 물리화학적 특성을 조사하였고, 박테리오신을 정제하였다. 이 박테리오신은 B. cereus KCCM 11204, M. luteus IAM 1056, L. monocytogenes KCCM 40307, E. faecium KCCM 12118 및 S. aureus subsp. aureus KCCM 40050 등에 대해서 항균활성을 나타내었다. pH 2.0~8.0 범위에서는 안정하였으나 8.0 이상에서는 항균활성이 감소하였다. Isopropanol, ethanol 및 methanol 등의 유기용매에서 100%까지, acetone과 acetonitrile에서는 80%까지 항균활성을 유지하였다. 내열성의 경우 40~100℃에서 60분까지는 안정하게 항균활성을 보였다. 박테리오신 농도를 증가시키면서 B. cereus, L. monocytogenes, E. faecium 및 S. aureus subsp. aureus 등 시험균 4주의 감수성을 조사한 결과 농도 의존적으로 시험균의 생육이 감소하였고 이중 L. monocytogenes 의 감수성이 가장 높게 나타났다. 박테리오신의 작용양상을 알아본 결과 B. cereus와 L. monocytogenes 배양액에 박테리오신 용액을 첨가한 후 흡광도와 CFU값이 감소하여 bactericidal임을 확인하였다. 식품에 적용 가능성을 알아보기 위해 실험한 결과 3일째부터 박테리오신을 처리하지 않은 대조구에 비해 실험구에서 생균수(CFU/ml)가 감소하였다. 아세톤을 이용한 배양상등액의 농축, superdex peptide HR 10/300 column 이용한 겔여과크로마토그래피, 역상 HPLC로써 박테리오신을 정제하였다. 역상 HPLC를 통해서 정제한 박테리오신의 분자량을 tricine SDS- PAGE로 분석한 결과 약 4 kDa이었고 질량분석법으로 측정한 정확한 분자량은 3347.6 Da로 나타났다. As an effort to find a potential biopreservative, we isolated bacterial strains producing bacteriocin from fermented foods. A strain was finally selected and characteristics of the bacteriocin were investigated. The selected strain was identified as Bacillus subtilis E9-1 based on the 16S rRNA gene analysis. The culture supernatant of B. subtilis E9-1 showed antimicrobial activity against Gram-positive bacteria. Subtilisin A, α-chymotrypsin, trypsin and proteinase K inactivated the antimicrobial activity, which means its proteinaceous nature, a bacteriocin. The bacteriocin activity was fully retained at the pH range from 2.0 to 8.0 and stable at up to 100℃ for 60 min. Solvents such as ethanol, isopropanol and methanol had no effect on the antimicrobial activity at the concentration of 100% but acetone and acetonitrile reduced the activity at up to 100% concentration. Cell growth of four indicator strains was dramatically decreased in dose-dependent manner. Listeria monocytogenes was the most sensitive, but Enterococcus faecium was the most resistant. Bacillus cereus and Staphylococcus aureus showed the medium sensitivity. The bacteriocin showed its antimicrobial activity against B. cereus and L. monocytogenes via bactericidal action. The number of viable cells of L. monocytogenes started to reduce after addition of bacteriocin to the minced beef. The bacteriocin was purified through acetone concentration, gel filtration chromatography and RP-HPLC. The whole purification step led to a 6.82 fold increase in the specific activity and 6% yield of bacteriocin activity. The molecular weight of the purified bacteriocin was determined to be 3.3 kDa by MALDI-TOF/TOF mass spectrometry.

감귤 유산균 발효물의 항균 활성과 ACE 저해능

최소연(So-Yeon Choi),김시경(Si-Kyung Kim),윤은영(Un-Young Youn),강대욱(Dae-Ook Kang),최낙식(Nack-Shick Choi),문미선(Mi-Sun Mun),이승철(Seung-Cheol Lee) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.7

고품질 감귤 가공품 개발을 위하여 감귤에 7종의 유산균을 각각 접종하여 10일간 배양하면서 0, 3, 5, 7, 10일째의 발효물의 생리활성을 분석하였다. 병원성 미생물에 대한 감귤발효물의 항균 활성을 측정한 결과 김치에서 분리한 유산균인 CL-1과 CL-2의 발효물이 발효기간이 길어질수록 강한 항균 활성이 나타났다. 또한 각 감귤 발효물의 항고혈압 활성을 ACE 저해능으로 분석하였을 때 CL-1과 CL-2의 발효물이 발효기간이 길수록 높은 활성을 나타내었다. CL-1과 CL-2 균주를 16S rRNA gene의 구조로 분자계통학적 유연관계를 파악한 결과 각각 Pediococcus acidilactici 및 Lactobacillus sakei와 99% 이상의 상동성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 감귤을 P. acidilactici와 Lac. sakei로 발효하여 항균력과 항고혈압능이 증진된 가공품의 제조에 활용이 가능함을 시사한다. To develop high quality citrus products, seven lactic acid bacteria were innoculated onto ground citrus (Citrus unshiu) and cultured for 10 days. On culture days 0, 3, 5, 7, and 10, citrus ferments were withdrawn, and their antimicrobial and angiotensin-Ⅰ converting enzyme (ACE) inhibitory activities were evaluated. Citrus ferments innoculated with CL-1 and CL-2, which were isolated from kimchi, showed relatively higher antimicrobial activities against food poisoning bacteria. Citrus ferments innoculated with CL-1 and CL-2 also showed stronger ACE inhibitory activities than other ferments. CL-1 and CL-2 showed more than 99% homogeny with Pediococcus acidilactici and Lactobacillus sakei, respectively, by 16S rRNA gene analysis. These results indicate that fermentation with P. acidilactici and L. sakei might contribute to the increased antimicrobial and anti-hypertensive activities of citrus.

김치에서 분리한 Lactococcus lactis가 생산하는 박테리오신의 정제 및 특성

이지영(Ji-Young Lee),최낙식(Nack-Shick Choi),전성식(Sung-Sik Chun),문자영(Ja-Young Moon),강대욱(Dae-Ook Kang) 한국생명과학회 2015 생명과학회지 Vol.25 No.2

김치로부터 분리한 L. sp. KD 28은 펩타이드성 항균물질인 박테리오신을 생산하였다. 이 박테리오신은 α-chymotrypsin, proteinase K, lipase, α-amylase, carboxypeptidase A 효소에 대해서 매우 민감한 반응을 보였다. 낮은 pH 2.0에서 약 염기성의 pH 8.0까지는 항균활성을 온전히 유지하였으나 pH 8.0 이상에서는 항균활성이 감소하기 시작하여 pH 12.0에서는 25%로 감소하였다. L. sp. KD 28는 16S rRNA 분자계통학적 분석을 한 결과 L. lactis와 99% 상동성을 보였다. 또한 김치에서 분리한 L. sp. KD 28이 생산하는 박테리오신은 acetonitrile, isopropanol, methanol, chloroform 및 acetone 등의 유기용매 최종 농도 50%에서 항균활성은 영향을 받지 않았다. 열 안정성의 경우 80℃까지 한 시간의 열처리에 안정하였으나 100℃에서는 20분 이상의 열처리에 의해 항균활성이 감소하여 50분간 열처리할 경우 항균활성이 나타나지 않았다. 또한 이 박테리오신은 그람 음성보다는 양성 세균인 M. luteus IAM 1056, L. delbrueckii subsp. lactis KCTC 1058, E. faecium KCTC 3095, B. cereus KCTC 1013, B. subtilis KCTC 1023, S. aureus subsp. aureus KCTC 1916, B. megaterium KCTC 1098, B. sphaericus KCTC 1184 및 L. ivanovii subsp, ivanovii KCTC 3444 등에 대해서 항균활성을 보였다. 박테리오신을 SP-Sepharose 이온교환크로마토그래피로 부분 정제한 후 RP-HPLC 를 통해서 최종적으로 정제하여 tricine-SDS-PAGE를 통해 분자량을 확인한 결과 약 3.4 kDa로 나타났다. The bacterial strain isolated from Kimchi showed antibacterial activity against Micrococcus luteus IAM 1056. The selected strain was identified as Lactococcus lactis by 16S rRNA nucleotide sequence analysis and named as Lactococcus sp. KD 28. The treatment of culture supernatant with proteinase K removed antibacterial activity, indicating its proteinaceous nature, a bacteriocin. This bacteriocin was sensitive to hydrolytic enzymes such as α-chymotrypsion, trypsin, proteinase K, lipase, α-amylase and subtilisin A. The bacteriocin was highly thermostable and resistant to heating at 80℃ for up to an hour but 50 % of the total activity was remained at 100℃ for 30 min. The pH range from 2.0 to 8.0 had no effect on bacteriocin activity and it was not affected by solvents such as acetonitrile, isopropanol, methanol, chloroform and acetone up to 50% concentration. The bacteriocin showed antibacterial activity against M. luteus IAM 1056, Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis KCTC 1058, Enterococcus faecium KCTC 3095, Bacillus cereus KCTC 1013, B. subtilis KCTC 1023, Listeria ivanovii subsp. ivanovii KCTC 3444, Staphylococcus aureus subsp. aureus KCTC 1916, B. megaterium KCTC 1098 and B. sphaericus KCTC 1184. The bacteriocin was purified through ammonium sulfate concentration, SP-Sepharose chromatography and RP-HPLC. The molecular weight was estimated to be about 3.4 kDa by tricine-SDS-PAGE analysis.

반응표면 분석법을 이용한 neohesperidin 생산 수율의 최적화

Hee-Jong Yang(양희종),Seong-Yeop Jeong(정성엽),Nack-Shick Choi(최낙식),Keug-Hyun Ahn(안극현),Chan-Sun Park(박찬선),Byoung-Dae Yoon(윤병대),Yeon-Woo Ryu(유연우),Soon-Cheol Ahn(안순철),Min-Soo Kim(김민수) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.11

감귤류는 다양한 기능성과 약효로써의 효능이 입증되면서 소비가 증가하고 있으나, 감귤 가공 후 부산물인 감귤박은 폐기물로써 해양에 투기되고 있어 부산물의 처리가 시급한 실정이다. 따라서 폐감귤박을 이용한 고감도 감미료의 생산 원료인 neohesperidin을 추출하여 폐감귤박을 효율적 이용을 도모하였으나 상당히 미비한 추출수율로 효율성이 감소하였다. 이러한 추출 수율의 문제점을 해결하기 위하여 반응표면 분석법을 이용하여 감귤 가공부산물로부터 neohesperidin의 추출 수율 증진 위한 추출조건의 최적화 연구를 수행하였다. 추출 조건 중 초임계 유체 추출의 수율 증진에 영향을 주는 추출 압력(x₁), 추출 시간(x₂), 보조용매의 농도(x₃)를 주요 인자로 선정하였다. 선정한 인자를 반응표면 분석법에 적용하여 추출 수율의 최적조건을 탐색하였으며, 그 결과 추출 압력이 증가하면서 추출의 수율은 크게 향상되었고, 또한 추출 시간이 길어질수록 추출 수율 또한 증가함을 확인하였다. 또한 초임계 이산화탄소에 ethanol을 보조용매로 첨가할 경우 보조용매의 농도가 높을수록 수율은 급격하게 증가하여, 최종적으로 162.22%까지 neohesperidin의 추출 수율을 증진할 수 있었다. Neohesperidin is a natural new nutrition sweetener, widely existing in plants of dry citrus peel, which can be derived from extraction. Since the sweetness is 1,300-1,500 times greater than that of sugar, neohesperidin are widely used in fruit juices, wines, beverages, bakeries and pharmaceutical formulations, and are particularly suitable for consumption by diabetic patients. However, the yield of extraction from citrus peel waste is very low. In this study optimal yield conditions were determined using response surface methodology (RSM) in order to increase the neohesperidin extraction yield. The critical factors for maximum extraction yield were selected extraction pressure (x₁), extraction time (x₂), and concentration of ethanol (x₃). As a result, the extraction yield was improved when the extracting pressure increased. The extraction yield also increased in a time-dependent manner. When adding ethanol as an assistance solvent to the supercritical carbon dioxide, extraction yield was increased as more ethanol concentration was added. Finally, the extraction yield of neohesperidin was improved to about 162.22% compared to ethanol extraction as a conventional method.

미생물 분리주를 이용한 제비꽃 발효액의 생리활성 변화

이지영(Ji-Young Lee),오수빈(Su-Bin Oh),최낙식(Nack-Shick Choi),박용운(Yong-Woon Park),강대욱(Dae-Ook Kang) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.2

미생물의 발효를 이용하여 제비꽃의 효능과 기능성을 증진시켜 응용을 높이기 위한 목적으로 발효식품에서 분리하고 동정한 B. methylotrophicus CBMB205와 L. pseudomesenteroides NRIC1777 두 미생물을 이용하여 72시간 제비꽃을 발효하면서 12시간 마다 발효액의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량, 항산화력, 환원력, 혈당조절과 관련이 있는 α-amylase와 α-glucosidase 저해활성, 비만관련 췌장 리파제 저해활성 등을 측정하고 대조구인 비발효 제비꽃과 비교, 분석하였다. 총 폴리페놀 함량의 경우 Bacillus와 유산균은 대조구에 비해 각각 1.4배 및 1.17배 증가되었고, 총 플라보노이드 함량은 각각 3.2배와 3.4배 증가되었다. 항산화력 비교에서 DPPH 라디칼 소거능은 모두 변화가 없었으나 ABTS 라디칼 소거능의 경우 2.1배 및 1.6배 증가된 것으로 나타났다. 환원력의 경우 Bacillus는 1.6배 높게 나타났으나 유산균은 대조구와 유의적인 차이점이 없었다. α-Amylase의 경우 Bacillus와 유산균은 대조구보다 각각 6배와 3배의 저해율을 보였고 α-glucosidase는 2.9배와 2.6배의 저해활성을 나타내었다. 췌장 리파제에 대해서 Bacillus와 유산균은 대조구에 비해 3.4배와 2.8배 높은 저해활성을 보였다. Bacillus와 유산균으로 발효한 제비꽃은 DPPH 라디칼 소거능을 제외하고 시험한 모든 항목에서 대조구보다 우수한 결과를 얻었다. 따라서 미생물 발효를 통해 항산화력과 관련이 있는 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량이 증가되고 ABTS 라디칼 소거능, α-amylase, α-glucosidase 및 췌장 리파제에 대한 저해능 등이 대조구에 비해 높아진 결과를 토대로 건강기능식품이나 화장품 첨가제 등으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. The aim of this study was to improve the efficacy and functionality of Viola mandshurica (VM). A water suspension of VM power was fermented for 72 hr with Bacillus methylotrophicus CBMB205 (BM) and Leuconostoc pseudomesenteroides NRIC1777 (LP) isolated from kimchi. The antioxidant activity and reducing power of fermented VM, its total phenolic and flavonoid compounds, as well its inhibitory activity on α-amylase, α-glucosidase, and pancreatic lipase were determined and compared to those of non-fermented VM (NVM), a negative control. The total phenolic and flavonoid compounds of VM fermented with BM and LP were higher than those of NVM by 1.4, 1.17, and about 3 times. There was no difference in 2, 2’-diphenyl-1-picryl hydrazyl (DPPH) radical scavenging activity between fermented VM and NVM. However, there was a 2.1- and 1.6-fold increase in 2, 2’-azino-bis-(3-ethylbenzothzoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging activity in VM fermented with BM and LP, respectively. The reducing power of BM was 1.6 times as high as NVM, but no significant difference was found between LP and NVM. Fermented VM’s inhibitory activity on α-amylase, α-glucosidase, and pancreatic lipase was much higher than that of NVM. Fermenting VM with BM was superior to fermenting it with LP, except flavonoid content. Taken together, VM fermented with BM could be used as a functional food and as an additive to cosmetics.