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유용미생물에 의한 저이용 산채류의 복합발효 중 생리활성 성분 및 항염증 변화
심상협(Sang-Hyeob Sim),최하경(Ha Kyoung Choi),이다은(Da Eun Lee),나수창(Soo Chang Na),황대일(Dae Il Hwang),오효빈(Hyo Bin Oh),임이택(Yi Teak Lim),김태영(Tae-Young Kim),김대운(Dae-Woon Kim) 한국식품저장유통학회 2024 한국식품저장유통학회지 Vol.31 No.2
저이용 임산자원으로 보고된 꾸지뽕 및 돌배를 이용하여 koji, yeast, LAB을 통한 단일 및 복합 발효를 진행하였고, 복합발효를 이용하는 것이 생리활성물질 전환이 뛰어나다는 것을 확인하였다. 이에 폐 및 기관지에 효능이 있다고 밝혀진 더덕 및 도라지와 혼합하여 국균 및 유용미생물을 활용한 복합발효물의 기간별 분석을 진행하였다. pH와 총산도는 발효초기부터 24일 차까지 큰 변화는 보이지 않았고, 반면 °Brix와 고형분 함량은 6일 차에 급격히 감소하는 경향을 확인하였다. Phenolic compound를 분석한 결과로 chlorogenic acid, 4-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, caffeic acid는 발효초기(각 5.43±0.16 μg/mL, 12.30±0.17 μg/mL, 6.79±0.19 μg/mL, 28.14±0.87 μg/mL)부터 18일 차까지(각 29.81±0.30 μg/mL, 34.22±0.13 μg/mL, 28.86±0.50 μg/mL, 45.65±0.26 μg/mL) 꾸준히 증가하는 반면, ferulic acid, taxifolin, cinnamic acid, quercetin은 12일 차까지 증가하다가(각 23.22±0.67 μg/mL, 11.55±0.26 μg/mL, 0.84±0.01 μg/mL, 1.63±0.02 μg/mL) 18일이 지나면서 오히려 감소하는 경향을 보였다(각 17.74±0.19 μg/mL, 6.80±0.09 μg/mL, 0.72±0.01 μg/mL, 1.81±0.02 μg/mL). Total phenol, total flavonoid 함량 및 항산화활성(DPPH, ABTS)은 발효 초기부터 18일 차까지 꾸준히 증가하다가 24일부터는 비슷한 수준으로 유지되거나 오히려 감소하는 경향을 보였다. 이는 항산화활성이 높은 성분인 chlorogenic acid, 4-hydroxybenzoic acid, vanillic acid 및 caffeic acid의 함량 변화와 비슷한 경향으로 phenolic compound에 의하는 것으로 판단된다. 또한, NO 생성 억제능을 확인한 결과, 발효초기보다 6일 차 때 NO의 생성이 급격히 억제되는 것을 확인하였고(55.1% to 87.7%), 그 후에는 비슷한 수준을 유지하는 것을 확인하였다. 항염증 관련 단백질 발현 양상 실험에서도 역시 6일 차 이후로 iNOS, COX-2, TNF-α를 억제하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과, 꾸지뽕, 돌배, 더덕 및 도라지를 혼합하여 유용미생물(koji, yeast, LAB)을 이용해 복합발효를 했을 시, 12-18일 사이에 항산화 및 항염증 효능이 가장 높은 것을 확인하였다. 이를 통해서 저이용 임산자원의 식품소재로서의 활용 가능성을 확인하였다. It was confirmed that complex fermentation (CF) was more efficient than single-strain fermentations in inducing changes in the contents of phenolic compounds of Maclura tricuspidate and Pyrus Montana Nakai. A mixture of Maclura tricuspidata, Pyrus montana Nakai, Platycodon grandiflorum and Codonopsis lanceolata were fermented in CF using Aspergillus shirousamii (koji), yeast, and lactic acid bacteria (LAB) for 24 days, and the pH, °Brix, total acidity, anti-oxidant activity, polyphenol content, nitric oxide (NO), and Western blotting of inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclo-oxygenase-2 (COX-2), and tumor necrosis factor-α (TNF-α) of the sample were determined. There was no significant change in pH and total acidity. °Brix significantly decreased from day 6 onwards. HPLC confirmed that the concentrations of chlorogenic acid, 4-hydrobenzoic acid, vanillic acid, and caffeic acid significantly increased from day 18 during the fermentation. Additionally, DPPH, ABTS radical scavenging activity, total phenol, and total flavonoid were confirmed to be increased until 18 days. NO was significantly inhibited from day 6, along with significant inhibition of iNOS, COX-2, and TNF-a. In conclusion, this study confirmed that CF of low-use (or underutilized) wild vegetables enhances phenolic compounds. It effectively suppresses NO, iNOS, COX-2, and TNF-α, markers of inflammation-related pathogenesis. Altogether, our results suggest that CF of the above plants has a potential anti-inflammatory effect.
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