Lactobacillus rhamnosus BHN-LAB 76로 발효한 흰목이버섯(Tremella fuciformis Berk) 추출물의 항비만 및 항당뇨 효과

윤여초 ( Yeo-cho Yoon ),김병혁 ( Byung-hyuk Kim ),김중규 ( Jung-gyu Kim ),이준형 ( Jun-hyeong Lee ),박예은 ( Yeeun Park ),박혜숙 ( Hye-suk Park ),황학수 ( Hak-soo Hwang ),권기석 ( Gi-seok Kwon ),이중복 ( Jung-bok Lee ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2019 한국미생물·생명공학회지 Vol.47 No.3

흰목이버섯(Tremella fuciformis Berk.; TF)은 흰목이과에 속하는 버섯으로 한국, 중국 및 열대지방에 분포한다. 흰목이버섯은 아시아 전통 의학에서 고혈압, 노화, 암 및 동맥 경화를 예방하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 L. rhamnosus BHN-LAB 76로 발효된 흰목이버섯 추출물의 항 당뇨 효능에 대해 조사하였다. 그 결과, 발효된 흰목이버섯 추출물은 발효하지 않은 추출물에 비해 α-glucosidase 저해 활성을 증가시키고, 3T3-L1 전지방 세포에서의 지방세포 분화 유도를 통한 지방구 생성을 억제하는 것을 확인하였다. 이러한 발효된 흰목이버섯은 지방 및 세포 분화 유도에 관여한다고 알려진 AMPK, Akt의 유전자 발현을 촉진하고, JNK의 발현을 억제하는 것을 통해 지방생성억제 및 항 당뇨 활성이 증가됨을 확인하였다. 따라서 L. rhamnosus BHN-LAB 76으로 발효한 흰목이버섯 추출물은 항비만 및 항당뇨 기능성 소재 및 식품 개발로의 활용이 가능할 수 있음을 제안한다. White jelly fungus (Tremella fuciformis Berk; TF) has been used as a traditional medicine in Asia; it is known to prevent hypertension, aging, cancer, and arteriosclerosis. This study aimed to investigate the anti-diabetic effects of fermented Tremella fuciformis Berk (FTF) ethanol extracts fermented with L. rhamnosus BHN-LAB 76. We show that FTF increases the α-glucosidase inhibitory activity and suppress the adipogenesis of 3T3-L1 adipocytes. These inhibitory effects of FTF are accompanied by the regulation of the phosphorylation of AMPK, JNK, and Akt. These data demonstrate that FTF not only inhibits adipogenesis by affecting the adipogenic signaling, but also increases the anti-diabetic effects by regulating the insulin signaling pathway. Therefore, we suggest that the FTF can be used for developing functional food and cosmetics materials.

대마씨 발효 추출물의 생리 활성 및 미백 활성 검증

윤여초(Yeo-Cho Yoon),김병혁(Byung-Hyuk Kim),김중규(Jung-Kyu Kim),이준형(Jun-Hyeong Lee),박예은(Ye-Eun Park),권기석(Gi-Seok Kwon),황학수(Hak Soo Hwang),이중복(Jung-Bok Lee) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.6

대마씨(Hemp seed; seed of Cannabis sativa L.)는 삼과에 속하는 1년생 초본 식물이며, 면역력 증가, 동맥 경화증, 변비, 고지혈증 예방, 항염증제, 항암제 등 다양한 생물학적 기능을 수행하는 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 유산균을 이용한 발효 대마씨 추출물의 효능를 조사하였다. 그 결과, Staphylococcus aureus에 대한 항균 활성은 발효하지 않은 대마씨 추출물에 비해 현저히 증가되었으며, 특히 Bacillus cereus에 대하여 발효한 대마씨 추출물에서 항균 활성이 새롭게 나타났다. 또한, 유산균 발효 대마씨 추출물의 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능, SOD 유사 활성, α-glucosidase 저해 활성은 발효하지 않은 대마씨 추출물에 비해 각각 증가됨을 확인하였다. 추가적으로 멜라닌 증가 물질로 알려진 tyrosinase의 저해 활성도 발효하지 않은 유산균에 비해 증가되었다. 이러한 결과들을 통해 유산균으로 발효한 대마씨 추출물은 항산화, α-glucosidase 저해 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 촉진시키며, 따라서 유산균으로 발효한 대마씨 추출물을 이용한 기능성 소재 및 식품 개발로의 활용이 가능할 것으로 기대한다. Hemp seed (Cannabis sativa L.; HS), an annual herbaceous plant in the Cannabis genus, has been reported to play various biological functions in immunity increase, atherosclerosis, constipation, hyperlipidemia prevention, anti-inflammatory, and anti-cancer. In recently years, as superfood, the growing interest in the health care benefits of hemp seed has led to increased consumption. In this study, we investigated the effect of an ethanol extract of HS fermented with lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum KCTC 3107, L. plantarum KCTC 3108, L. brevis BHN-LAB128, L. paracasei BHN-LAB129). An antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Bacillus cereus were 13.99 mm and 15.17 mm, respectively. The ethanol extracts of fermented hemp seed by lactic acid bacteria that the contents of total polyphenol, total flavonoid content, DPPH radical scavenging activity, SOD-like activity, and α-glucosidase inhibitory activity were increased compared to non-fermented hemp seed. Also, tyrosinase inhibitory activity of the fermented hemp seed (FHS), known to melanin increasing substance was increased. In these results, we suggested that FHS have effects of antioxidant, α-glucosidase inhibitory activity, and tyrosinase inhibitory activity. Hence, we proposed that FHS has possible to development as functional foods and cosmetics.

유산균을 이용한 보리의 발효를 통한 항산화 및 미백 효과

이준형(Jun-Hyeong Lee),윤여초(Yeo-Cho Yoon),김중규(Jung-Kyu Kim),박예은(Ye-Eun Park),황학수(Hak-Soo Hwang),권기석(Gi-Seok Kwon),이중복(Jung-Bok Lee) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.4

보리(Hordeum vulgare L.)는 Poaceae/Gramineae 과에 속하며 주위에 흔히 있는 곡물이지만 고대 이집트에서는 보리가 의약품으로 사용되어 왔으며 오랜 전부터 많은 나라에서 기능성 식품, 향료 및 맥주로 사용되는 중요한 곡물이다. 보리의 효능에는 항염증, 항암 및 항당뇨병에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 현재까지 보리에 관한 많은 연구가 진행되어왔지만 유산균 발효를 이용한 발효 보리에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 유산균을 이용하여 발효 후 에탄올로 추출한 보리 씨앗의 효과에 대하여 조사 하였다. 이를 위해서 유산균으로 발효한 보리 씨앗과 발효하지 않은 보리의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, SOD 유사활성 및 타이로시나제 저해 활성을 분석하였다. 결과적으로 유산균으로 발효한 보리 씨앗이 발효하지 않은 보리 씨앗보다 더 효과적인 항산화 효과 및 미백 활성을 나타내는 것으로 보였다. 따라서 우리는 유산균으로 발효한 보리 씨앗이 건강 기능 식품 및 화장품 개발의 기초가 될 수 있음을 제안한다. Barley (Hordeum vulgare L.), of the Poaceae/Gramineae family, is a common grain in the surrounding area. It has been used in Ancient Egyptian medicine and it has been used worldwide for many years as food and as an ingredient in beer. Barley has been reported to have anti-inflammatory, anti –carcinogenic and anti-diabetic effects. So far, a lot of research has been done on barley but the effects of fermented barley seeds with lactic acid bacteria have not been studied largely. In this study, we investigated the effects of ethanol-extracted barley seeds after their fermentation with lactic acid bacteria. The biological activities of fermented barley seeds with lactic acid bacteria and non-fermented barley seeds were analyzed for total polyphenol content, total flavonoid content, DPPH radical scavenging, superoxide dismutase-like activity and tyrosinase inhibition. These results showed that fermented barley seeds with lactic acid bacteria have more advanced anti-oxidant and whitening properties than non-fermented barley seeds. Hence, we suggest that fermenting barley seeds with lactic acid bacteria can be an impressive material in the food and cosmetic industries.

유산균을 이용한 홍고추의 발효를 통한 항비만과 항당뇨 효과

이준형(Jun-Hyeong Lee),김병혁(Byung-Hyuk Kim),윤여초(Yeo-Cho Yoon),김중규(Jung-Gyu Kim),박예은(Ye-Eun Pa),박혜숙(Hye-Suk Park),황학수(Hak-Soo Hwang),권인숙(In-Sook Kwun),권기석(Gi-Seok Kwon),이중복(Jung-Bok Lee) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.3

고추(Capsicum annuum L.)는 한국 전통 음식의 중요한 채소 중 하나이며, 비타민 A, 비타민 C, 비타민 E, 폴리페놀 및 플라보노이드를 많이 함유하고 있다. 또한 고추는 높은 항산화능을 가지고 있으며, 비만, 당뇨병, 고혈압, 소화 장애, 스트레스 및 노화를 예방하는데 효과적이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 발효 홍고추 및 발효하지 않은 홍고추의 항비만 및 당뇨병 효과를 조사하였다. 8 주 동안 45% HFD를 공급하여 비만 유도 시킨 C57BL / 6N 마우스는 HFD 사료와2.5% NRM, 1.25% FRM, 2.5% FRM을 함유한 HFD 사료를 8 주간 투여하였다. 식이섭취 시킨 후 7주 경과 후 경구당 부하검사(OGTT)를 진행하였고 8주 경과 후 체중, 간, 부고환 지방량, 혈청 인슐린 수치 및 HOMA-IR을 측정하고 지질 함량 검사를 시행하였다. 이 연구의 결과는 2.5% FRM이 HFD와 2.5% NRM보다 체중, 조직 중량, 지질 함량, 혈청 인슐린 수치 및 HOMA-IR을 감소시켰다. 이 결과를 통해 발효 홍고추는 항비만 및 항당뇨에 효과가 있는 것을 확인하였다. 또한, 본 연구는 발효 홍고추를 이용한 건강기능식품 및 기능성 생리활성증대 소재의 기초자료로 활용할 수 있을 것이다. The red pepper (Capsicum annuum L.) is one of the most important vegetables in traditional Korean food, containing vitamins A, C, and E, polyphenol, and flavonoids. In addition, red peppers have high anti-oxidant ability and are known to be effective in preventing obesity, diabetes, hypertension, digestive disorders, stress, and aging. In this study, we investigated the effects against obesity and diabetes of both fermented and non-fermented red pepper. C57BL/6N mice with induced obesity from an eight-week 45% high fat diet (HFD) were then fed either an HFD or diets containing 2.5% non-fermented red pepper marc (NRM), 1.25% fermented red pepper marc (FRM), or 2.5% FRM for a further eight weeks. An oral glucose tolerance test was performed seven weeks after dietary intake, and body weight, liver, epididymal fat weight, serum insulin level, and HOMA-IR were measured and a lipid content test performed at eight weeks. The results show that the 2.5% FRM diet reduced body and tissue weight, lipid content, serum insulin levels, and HOMA-IR compared to the 2.5% NRM and HFD diets. These results suggest that fermented red pepper is effective against obesity and diabetes. We will use this information as the basic data for the development of health food materials using red pepper.

유산균 발효에 따른 볶은 아마씨 추출물의 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성

박예은(Ye-Eun Park),김병혁(Byung-Hyuk Kim),윤여초(Yeo-Cho Yoon),김중규(Jung-Kyu Kim),이준형(Jun-Hyeong Lee),권기석(Gi-Seok Kwon),황학수(Hak Soo Hwang),이중복(Jung-Bok Lee) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.5

아마(Linum usitatissimum L.)의 종자인 아마씨(Flaxseed)는 아마인(仁)이라고도 불리며 오메가-3 지방산, 식물성 에스트로겐, 알파-리놀렌산 및 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있다. 또한 콜레스테롤 저해, 혈액응고 저해, 종양의 성장 억제 등 다양한 효과에 대한 다양한 연구가 보고 되어있다. 본 연구는 유산균을 이용해 발효한 아마씨의 기능성 성분을 조사하기 위해 가열 처리된(볶은) 아마씨에 4종의 유산균(NFFS ; Non-fermented flaxseed, BHN-LAB31, 126 ; Lactobacillus brevis, BHN-LAB41 ; Pediococcus pentosaceus, KCTC3109 ; Lactobacillus casei)을 접종하여 37℃에서 7일 동안 발효를 진행하였고, 발효 후 70% 에탄올을 통해 추출하여 각 발효 유산균에 따른 추출물의 항산화 활성을 측정하였다. 그 결과, 발효하지 않은 아마씨(NFFS)에 비해 유산균 발효 아마씨에서 전반적으로 총 폴리페놀 함량 약 1.5~8배, 총 플라보노이드 함량 약 1.2배 증가된 것을 확인하였다. DPPH radical 소거활성능은 100 ppm 농도에서 비 발효 아마씨 대비 5.6배, SOD 유사활성능은 2.3배 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과를 종합하여 볼 때 유산균을 이용한 아마씨의 발효가 가능하며, 유산균 발효가 아마씨의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였으며 본 연구를 기반으로 한 기능성 식품 또는 화장품 소재로의 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다. Flaxseed (Linum usitatissimum L.), also called linseed and one of the raw materials for making linen, is rich in omega-3 fatty acids, vegetable estrogen, α-linolenic acid, and dietary fiber. Studies on flaxseed have reported various additional effects, such as the inhibition of cholesterol, blood clotting, and tumor growth. In this study, we investigated the functional components of flaxseed fermented with lactic-acid bacteria. Lactic-acid bacteria was inoculated into heat-treated (roasted) flaxseed and fermented at 37℃ for 72 hr. The fermented flaxseed was extracted with 70% ethanol and the antioxidant effect of the fermented extracts according to the lactic-acid bacteria was analyzed. It was confirmed that the total polyphenol contents had expanded by about 1.5-8 times, and the total flavonoid contents had increased around 1.2 times in the case of fermented flaxseed with lactic-acid bacteria compared to non-fermented flaxseed (NFFS). DPPH radical scavenging and superoxide dismutase-like activities had increased around 5.6 and 2.3 times, respectively, in the fermented flaxseed compared to the NFFS at 100 ppm concentration. The study concluded that fermentation of flaxseed with lactic-acid bacteria is possible and that it is effective to increase the antioxidant effects of flaxseed. These results can be applied to the development of improved foods and cosmetic materials.

유산균을 이용한 흰목이 버섯의 발효를 통한 항비만과 항당뇨 효과

이준형(Jun-Hyeong Lee),김병혁(Byung-Hyuk Kim),윤여초(Yeo-Cho Yoon),김중규(Jung-Gyu Kim),박예은(Ye-Eun Park),박혜숙(Hye-Suk Park),황학수(Hak-Soo Hwang),권인숙(In-Sook Kwun),권기석(Gi-Seok Kwon),이중복(Jung-Bok Lee) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.4

흰목이 버섯(Tremella fuciformis Berk)은 고혈압, 당뇨병, 비만, 폐질환, 미용에 효과가 있으며, 고대 중국에서는 불로장생약이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 생물전환공정을 통해 발효된 흰목이 버섯 추출물의 항비만 및 당뇨병 효과를 조사하였다. 우리는 비만 유도 시킨 C57BL / 6N 마우스에 High Fats Diet (HFD), 5% non-fermented Tremella fuciformis (TF), 2.5% fermented Tremilla fuciformis (FTF), 5% FTF를 8주간 투여하였다. 경구당 부하검사는 7주간 식이섭취 후 실시하였으며, 8주간 식이섭취 후 섭취량, 식이섭취효율, 체중, 간, 부고환 지방량 및 혈청인슐린 수치 및 HOMA-IR을 분석하였다. 또한, 혈청 총콜레스테롤 함량 및 중성지방 함량을 분석하였다. FTF (실험)군과 TF (실험)군 및 HFD (실험)군과 비교한 결과 5% FTF (실험)군이 체중, 조직 중량, 중성지방 함량 및 HOMA-IR을 감소시키는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 발효 흰목이 버섯은 항비만 효과를 확인하였다. 마지막으로, 본 연구는 발효 흰목이 버섯을 이용한 비만 치료의 기초자료로 사용하고자 한다. White jelly fungus (Tremella fuciformis Berk) is effective for hypertension, diabetes, obesity, lung disease, beauty, and has been known as an elixir of life in ancient Chinese dynasty. In this study, we investigated the anti-obesity and diabetic effects of the fermented white jelly fungus extract by the bioconversion process. We fed an obesity-inducing mouse with 5% non-fermented Tremella fuciformis (TF), 2.5% fermented Tremella fuciformis (FTF), and 5% FTF containing High Fats Diet (HFD) and HFD for 8 weeks, respectively. The oral glucose tolerance test (OGTT) was performed analysis after 7 weeks of feeding and the dietary intake, food efficiency ratio, body weight, liver, epididymal fat weight, and serum insulin level were measured after 8 weeks of feeding. Also, HOMA-IR was analyzed. The concentrations of serum total cholesterol, triglycerides test was analyzed. The FTF compare with 5% TF and HFD confirmed that 5% FTF reduced body weight, tissue weight, triglycerides concentration, HOMA-IR, respectively. As a result, we confirmed that the fermented white jelly fungus has the antiobesity effect. Finally, this study can be used a basic data for obesity treatment using fermented white jelly fungus.

Lactobacillus plantarum BHN-LAB 33의 생물전환공정을 통한 방풍 발효 추출물의 항산화 활성 및 미백 활성 증대 효과

김병혁(Byung-Hyuk Kim),장종옥(Jong-Ok Jang),이준형(Jun-Hyeong Lee),박예은(YeEun Park),김중규(Jung-Gyu Kim),윤여초(Yeo-Cho Yoon),정수진(Su Jin Jeong),권기석(Gi-Seok Kwon),이중복(Jung-Bok Lee) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.11

방풍의 화합물은 동양 전통 의학에서 사용되고 있는 식물로 항염증, 비염, 미백, 아토피, 항알레르기 및 각종 피부질환에 사용되고 있다. 본 연구는 한국 전통발효식품에서 분리된 Lactobacillus plantarum BHN-LAB 33를 이용해 발효한 방풍 추출물의 항산화 효과를 조사하였다. L. plantarum BHN-LAB 33 발효는 37℃에서 3일간 발효하였으며, 발효하지 않은 방풍 추출물에 비해 L. plantarum BHN-LAB 33 발효 방풍 추출물에서 총 폴리페놀 함량은 약 14%, 총 플라보노이드 함량은 약 09% 증가된 것을 확인하였다. 또한, SOD 유사활성능, DPPH radical 소거활성능과 ABTS radical 소거활성능, 환원력은 각각 약 70%, 80%, 45% 및 39% 항산화능이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, tyrosinase 저해 활성은 44% 증가되는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 L. plantarum BHN-LAB 33을 이용한 생물전환을 통한 방풍 발효 추출물의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였다. 또한, 생물전환기술은 생리활성을 증대시키기 위한 매우 유용한 기술임을 확인하였으며, 생물전환기법을 통한 기능성 식품소재 및 화장품 소재 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다. Saposhnikovia has been used as a traditional medicinal herb in Asia because of the reported anti-inflammatory, anti-allergic rhinitis, pro-whitening, anti-atopy, anti-allergy, and anti-dermatopathy effects of the phytochemical compounds it contains. In this study, we investigated the antioxidant effects of a Saposhnikovia extract after fermentation by Lactobacillus plantarum BHN-LAB 33. Saposhnikovia powder was inoculated with L. plantarum BHN-LAB 33 and fermented at 37℃ for 72 hr. After fermentation, the total polyphenol content of the Saposhnikovia extract increased by about 14%, and the total flavonoid content increased by about 9%. The superoxide dismutase-like activities, DPPH radical scavenging, ABTS radical scavenging, reducing power activity, and tyrosinase inhibition activity also increased after fermentation by approximately 70%, 80%, 45%, 39%, and 44%, respectively. The results confirmed that fermentation of a Saposhnikovia extract by L. plantarum BHN-LAB 33 is an effective way to increase the antioxidant effects of the extract. The bioconversion process investigated in this study may have the potential to produce phytochemical-enriched natural antioxidant agents with high added value from Saposhnikovia matrices. These results can also be applied to the development of improved foods and cosmetic materials.

Lactobacillus rhamnosus BHN-LAB 76에 의한 Pueraria 발효 추출물의 항산화 활성 평가

김병혁(Byung-Hyuk Kim),장종옥(Jong-Ok Jang),이준형(Jun-Hyeong Lee),박예은(Ye-Eun Park),김중규(Jung-Gyu Kim),윤여초(Yeo-Cho Yoon),정수진(Su Jin Jeong),권기석(Gi-Seok Kwon),이중복(Jung-Bok Lee) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.5

칡의 화합물은 동양 전통 의학에서 매우 중요한 콩과 식물로서 다량의 이소플라본을 함유한다고 보고되었다. 그러나, 칡의 주요 함유 이소플라본은 생물학적으로 이용가능성이 낮기 때문에, 생물학적 이용가능성을 증대시키기 위해서는 가수분해나 β-glucosidase를 사용하여 생물전환을 통해 이용 효율성을 증대시킬 수 있다. 본 연구는 김치로 부터 분리된 Lactobacillus rhamnosus BHN-76를 이용해 발효한 칡 추출물의 항산화 효과를 조사하였다. L. rhamnosus BHN-76 발효는 37℃에서 3일간 발효하였으며, 발효하지 않은 칡 추출물에 비해 L. rhamnosus BHN-76 발효 칡 추출물에서 총 폴리페놀 함량은 약 134%, 총 플라보노이드 함량은 약 110% 증가된 것을 확인하였다. 또한, SOD 유사활성능, DPPH radical 소거 활성능과 ABTS radical 소거활성능은 각각 약 213%, 190%와 107% 항산화능이 증가하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 L. rhamnosus BHN-76을 이용한 칡의 발효가 가능하며, 유산균 발효가 칡의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였으며 본 연구를 기반으로 한 기능성 식품 또는 화장품 소재로의 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다. The phytochemical compounds of Pueraria, a medicinally important leguminous plant, include various isoflavones that have weak estrogenic activity and a potential role in preventing chronic disease, cancer, osteoporosis, and postmenopausal syndrome. However, the major isoflavones are derivatives of puerarin and occur mainly as unabsorbable and biologically inactive glycosides. The bioavailability of the glucosides can be increased by hydrolysis of the sugar moiety using β-glucosidase. In this study, we investigated the antioxidant effects of a Pueraria extract after fermentation by Lactobacillus rhamnosus BHN-LAB 76. The L. rhamnosus BHN-LAB 76 strain was inoculated into Pueraria powder and fermented at 37℃ for 72 hr. The total polyphenol content of the Pueraria extract increased by about 134% and the total flavonoid content increased around 110% after fermentation with L. rhamnosus BHN-LAB 76 when compared to a non-fermented Pueraria extract. Superoxide dismutase-like activities, DPPH radical scavenging, and ABTS radical scavenging increased by approximately 213%, 190%, and 107%, respectively, in the fermented Pueraria extract compared to the non-fermented Pueraria extract. Fermentation of Pueraria extracts with L. rhamnosus BHN-LAB 76 is therefore possible and can effectively increase the antioxidant effects. These results can be applied to the development of improved foods and cosmetic materials.