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건주 강
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1 J Koren So Foo Si Nutr 한국식품영양과학회지 43(1), 8~85(214) 유산균발효에의한버섯추출물의항산화활성 양희선 1 최유진 1 오현희 1 문준성 1 정후길 1 김경제 2 최봉석 2 이중원 2 허창기 1 1 ( 재 ) 임실치즈과학연구소 2 ( 재 ) 장흥군버섯산업연구원 Antioxitive Ativity of Mushroom Wter Extrts Fermente y Lti Ai Bteri Hee Sun Yng 1, Yu Jin Choi 1, Hyun Hee Oh 1, Joon Seong Moon 1, Hoo Kil Jung 1, Kyung Je Kim 2, Bong Suk Choi 2, Jung Won Lee 2, n Chng Ki Huh 1 1 Imsil Reserh Institute of Cheese Siene, Jeonuk , Kore 2 Jnghung Reserh Institute for Mushroom Inustry, Jeonnm , Kore ABSTRACT This stuy ws fouse on the evelopment of fermente mushroom wter extrts with ntioxitive tivities. Mushroom wter extrts were fermente with Bifioterium ifium, Ltoillus plntrum, Ltoillus iophilus, Leuonosto ltis, Streptoous thermophilus n Ltoillus skei susp. LI33 ws isolte from kimhi. Fermente mushroom wter extrts inrese DPPH n ABTS ril svenging tivities in ose-epenent mnner. However, ril svenging tivity of fermente Phellinus linteus n Gnoerm luium wter extrts ws erese ompre to non-fermente mushroom wter extrts. Antioxitive tivity of fermente mushroom wter extrts ws lso onfirme y xnthin oxise (XO) inhiition n superoxie ismutse (SOD) tivities t the sme onentrtion. As the fermenttion progresse, fermente mushroom wter extrts inrese XO inhiition tivity n SOD tivity. In onlusion, fermente mushroom wter extrts were tenttively ientifie to enhne enzyme tivity. Key wors: fermenttion, mushroom, lti i teri, ntioxitive tivity 서 모든생물체는산소를이용하여생명유지에필요한에너지를발생하는과정에서활성산소들의공격에대한근본적인자기방어를가지고있다 (1,2). 그러나방어기구에의해해리되지못한활성산소들은노화, 암등의다양한질환을일으키는원인으로알려져있다 (3-5). 이러한활성산소를억제하기위한항산화제인 tert-utylhyroquinone(tbhq), utylte hyroxytoluene(bht), utylte hyroxynisole(bha) 등과같은합성항산화제가강력한항산화활성을지니고있긴하지만여러가지부작용때문에합성항산화제의사용을기피하는추세이며, 이에따라많은연구자들은안전성과각종질병의예방및치료가동시에가능한천연항산화제개발에초점을두고다양한연구들이이루어지고있다 (6-1). 최근천연항산화제로주목받고있는버섯은고등균류로써담자균강 (Bsiiomyot) 과일부의자낭균강 (Asomyot) 에속하는종으로, 풍미가뛰어나고탄수화물, 단백 론 Reeive 1 Septemer 213; Aepte 28 Otoer 213 Corresponing uthor. E-mil: moonerhuh@hnmil.net, Phone: 질, 지질, 무기질및비타민등의각종영양소를다양하게함유하고있을뿐만아니라생리활성물질을생산함으로써예로부터식용혹은약용등의목적으로사용하여왔다 (11,12). 특히버섯의다당체는항암작용, 면역증강작용, 항산화효과, 혈중콜레스테롤저하효과등의다양한약리효과가밝혀지면서건강기능식품의소재로많이이용되고있다 (13-16). 한편발효법은역사상가장오래된기술로써식품, 약품, 화장품등다양한분야에서활용되고있는데그중인류역사와함께해온식품발효는현재까지전세계적으로가장널리이용되고있는기술이다 (17). 최근에는발효식품의생리활성작용이알려지면서세계적으로건강기능성장수식품으로인식되고있으며, 특히프로바이오틱스로서유산균의건강기능성이밝혀지면서이에대한관심이높아지고있다 (18-2). 유산균은발효식품에특유의풍미와우수한보존성을부여할뿐만아니라유당불내증의완화작용, 정장작용, 병원성세균의생육억제작용, 콜레스테롤저하작용, 항암작용등다양한질병을예방하고치료할수있다고알려져있다 (21-25). 또한건강한사람의장내에존재하면서인체의특이및비특이적면역체계의증강에기여한다고알려져있으며, 최근에는유산균발효에의한천연물의면역증진효과

2 버섯발효물의항산화활성 81 에관한연구가많이보고되고있다 (26,27). 하지만아직까지발효기술을이용한버섯의항산화활성에대한연구는미미한실정이다. 이에본연구에서는식용및약용으로널리이용되는상황, 영지및표고의자실체를열수추출하고표준유산균으로 1차발효후임실지역의김치에서분리한유산균으로 2차발효하여단계적발효에의한항산화활성을평가하여생리기능성바이오소재개발을위한기초자료로제공및응용하고자한다. 재료및방법버섯추출물의제조실험에사용한 3종의버섯 ( 상황, 영지, 표고 ) 은 ( 재 ) 장흥버섯산업연구원에서제공받은것으로각각열수추출하고소분하여냉동상태로보관한것을시료로사용하였다. 상황추출물을, 영지추출물을, 표고추출물을 로명명하였다. 발효균주버섯추출물의발효를위하여사용된유산균은한국미생물보전센터 (KCCM, Seoul, Kore) 로부터항산화효과가있다고보고된표준유산균 5종 (Bifioterium ifium, Ltoillus iophillus, Ltoillus plntrum, Leuonosto ltis, Streptoous thermophilus) 과김치로부터분리한유산균 1종 (Ltoillus skei susp. LI33) 으로 MRS 액체배지 (Difo Lortories In., St. Detroit, MI, USA) 에서계대배양하며실험에사용하였다. 버섯발효물의제조버섯열수추출물은보당및희석하여세포노화억제활성을가진표준균주 5종을 2% 접종하여 37 C에서 72시간동안정치배양한후 1차발효물을멸균하였다. 각각의 1차버섯발효물은 DPPH 라디칼소거활성을평가하여 3종의표준유산균 (B. ifium, L. plntrum, Leu. ltis) 을최종선발하고 1차발효물에김치유래선발유산균 1종을 2% 접종하여 37 C에서 24시간동안정치배양한후 2차발효물을멸균하였다. 각각의발효물은동결건조하여냉동보관하면서실험에사용하였다. DPPH 라디칼소거활성버섯추출물과 1차, 2차발효물을농도별 (~1 mg/ml) 로희석하여 96 well plte에 5 μl씩분주하고에탄올에녹인 1 μm 1,1-iphenyl-2-pirylhyrzyl(DPPH, Sigm-Alrih Co., St. Louis, MO, USA) 용액을 15 μl 첨가하였다. 실온에서차광상태로 3분간반응시킨후 ELISA reer(dynex, Chntilly, VA, USA) 를이용하여 53 nm 에서흡광도를측정하였다. 대조구로 5 μm L-sori i(sigm-alrih Co.) 를사용하였으며, 각시료에대한 DPPH 라디칼소거활성은시료를첨가하지않은대조군의흡광도와비교하여그래프로나타냈다. ABTS 라디칼소거활성 7 mm ABTS(2,2'-zino-is(3-ethylenzothizoline- 6-sulfoni i))(sigm-alrih Co.) 와 2.4 mm potssium persulfte(sigm-alrih Co.) 용액을혼합하여 16시간동안차광상태에서 ABTS + 를형성시킨후 ELISA reer(dynex) 로 63 nm에서흡광도를측정하여값이.7±.2가되도록희석하였다. 버섯추출물과 1차, 2차발효물을농도별 (~1 mg/ml) 로희석하여 96 well plte 에 1 μl씩분주하고희석된 ABTS + 용액을동량으로가하여 63 nm에서흡광도를측정하였다. 대조구로 5 μm L-sori i를사용하였으며, 각시료에대한 ABTS 라디칼소거활성은시료를첨가하지않은대조군의흡광도와비교하여그래프로나타냈다. Xnthin oxise(xo) 저해활성버섯추출물과 1차, 2차발효물을 ~1 mg/ml의농도로희석하여 xnthin oxise tivity ssy kit(biovision, Mountin View, CA, USA) 를이용하여 XO의억제활성정도를측정하였다. XO의활성은 H 2O 2 의희석농도로환산하였으며,.1 mm까지 2배씩희석하여얻은표준곡선과비교하여계산하였다. SOD 활성버섯추출물과 1차, 2차발효물을 ~1 mg/ml의농도로희석하여 EpiQuik superoxie ismutse tivity/inhiition ssy kit(epigentek, Brookly, NY, USA) 를이용하여 superoxie ismutse(sod) 의활성정도를측정하였다. SOD의농도는 1 U/μL까지 2배씩희석하여얻은표준곡선과비교하여계산하였다. 통계처리모든실험은 3회반복하여측정하였고결과는평균 ±SD (stnr evition) 로나타냈고, Dunn's multiple rnge test를이용하여 P<.5에서유의성을검정하였다. 결과및고찰버섯발효물이 DPPH 라디칼소거활성에미치는영향선발된표준유산균 5종을이용한 1차발효물의 DPPH 라디칼소거활성을확인한결과, B. ifium, L. plntrum 그리고 Leu. ltis의활성이크게나타나버섯발효를위한유산균으로최종선발하였다 (Fig. 1). 버섯추출물중상황추출물의 DPPH 라디칼소거활성이 1 mg/ml의농도에서 74% 이상으로영지와표고에비하여높게나타났다. 또한표준유산균으로 1차발효시 B. ifium에의한발효물의

3 82 양희선 최유진 오현희 문준성 정후길 김경제 최봉석 이중원 허창기 Ril svenging tivity (%) Asori i Lti i teri 5uM μm uM μm Ril svenging tivity (%). Ril svenging tivity (%) Asori i Asori i Lti i teri Lti i teri 5uM μm Fig. 1. DPPH ril svenging tivity of mushroom extrts fermente y lti i teri. Eh r represents the men±sd of triplite mesurement. Different letters (-) in the sme onentrtion level re signifintly ifferent t P<.5 y Dunn's multiple rnge test. 1: B. ifium, 2: L. iophilus, 3: L. plntrum, 4: Leu. ltis, 5: S. thermophilus. A: Phellinus linteus, B: Gnoerm luium, C: Lentinus eoes. DPPH 라디칼소거활성이크게나타났으며이는김치분리유산균인 L. skei susp. LI33에의한 2차발효에서도유사한결과를보였다. 표고추출물은 1 mg/ml의농도에서 9% 였으나 1차발효후 2%, 2차발효후 16% 로발효를통하여 DPPH 라디칼소거활성이증가함을확인하였다. 그러나발효과정을거치면서상황과영지의 DPPH 라디칼소거활성은감소하였으며상황의활성감소폭이가장컸다 (Fig. 2). 버섯발효물이 ABTS 라디칼소거활성에미치는영향각시료의 ABTS 라디칼소거활성을확인한결과는 Fig. 3에나타내었다. 버섯추출물중상황추출물의 ABTS 라디칼소거활성이 1 mg/ml의농도에서 53% 이상으로영지와표고에비하여높게나타났으나유산균별유의적인차이는나타나지않았다. 표고는 1차, 2차발효후 ABTS 라디칼 8 5uM μm Ril svenging tivity (%). 8 5uM μm Ril svenging tivity (%) uM μm Ril svenging tivity (%). Asori i Asori i Asori i primry fermenttion seonry fermenttion primry fermenttion seonry fermenttion primry fermenttion seonry fermenttion Fig. 2. Effets of phse fermenttion y lti i teri on DPPH ril svenging tivity of mushroom extrts. Eh r represents the men±sd of triplite mesurement. Different letters (-) in the sme onentrtion level re signifintly ifferent t P<.5 y Dunn's multiple rnge test. 1: B. ifium, 2: L. plntrum, 3: Leu. ltis, 4: L. skei susp. LI33. A: Phellinus linteus, B: Gnoerm luium, C: Lentinus eoes. 소거활성에큰변화가없었으나상황과영지의 ABTS 라디칼소거활성은감소하여 DPPH 라디칼소거활성결과와유사하였다. 버섯발효물의 DPPH 및 ABTS 라디칼소거활성을평가한결과, 발효과정중폴리페놀화합물과비타민 C, E 등천연항산화물질들의산화로활성이저하된것으로판단되며 (28,29), 보다정확한결과를얻기위한성분분석등의차후연구가필요할것으로사료된다. 버섯발효물이 XO 효소활성에미치는영향버섯추출물과 1차, 2차발효물의 XO 효소활성을확인한

4 버섯발효물의항산화활성 uM μm Ril svenging tivity (%). 4 2 Asori i primry fermenttion seonry fermenttion XO tivity primry fermenttion seonry fermenttion 6 5uM μm Ril svenging tivity (%). 4 2 Asori i primry fermenttion seonry fermenttion XO tivity primry fermenttion seonry fermenttion 6 5uM μm Ril svenging tivity (%). 4 2 Asori i primry fermenttion seonry fermenttion XO tivity primry fermenttion seonry fermenttion Fig. 3. Effets of phse fermenttion y lti i teri on ABTS ril svenging tivity of mushroom extrts. Eh r represents the men±sd of triplite mesurement. Different letters (-) in the sme onentrtion level re signifintly ifferent t P<.5 y Dunn's multiple rnge test. 1: B. ifium, 2: L. plntrum, 3: Leu. ltis, 4: L. skei susp. LI33. A: Phellinus linteus, B: Gnoerm luium, C: Lentinus eoes. 결과는 Fig. 4에나타내었다. 버섯추출물과비교하여유산균을이용한발효물은 XO 효소활성을농도의존적으로감소시켰다. 버섯추출물보다 1차발효물에서, 1차발효물에서보다김치로부터분리한 L. skei susp. LI33을이용하여 2차발효시킨발효물에서 XO 효소활성이더욱감소하였으며, 단계적발효에의한활성의변화는영지발효물에서더욱뚜렷하게확인할수있었다. 5 mg/ml 이상의농도에서영지추출물과비교하여 1차발효물은 9% 이상의저해활성을나타내었으며 2차발효에의해그활성은더욱증가되었다. Fig. 4. Effets of phse fermenttion y lti i teri on xnthin oxise tivity of mushroom extrts. Eh r represents the men±sd of triplite mesurement. Different letters (-) in the sme onentrtion level re signifintly ifferent t P<.5 y Dunn's multiple rnge test. 1: B. ifium, 2: L. plntrum, 3: Leu. ltis, 4: L. skei susp. LI33. A: Phellinus linteus, B: Gnoerm luium, C: Lentinus eoes. 버섯발효물이 SOD 효소활성에미치는영향 SOD 효소활성과의관련성을평가한결과는 Fig. 5에나타내었다. 버섯추출물과비교하여유산균을이용한발효물의 SOD 효소활성이농도의존적으로증가됨을확인하였다. 버섯추출물보다 1차발효물에서, 1차발효물에서보다 2차발효물에서 SOD 효소활성이더욱증가하였다. 단순추출물보다발효에의한효소의활성변화가가장큰것은표고였으며, 단계적발효에의한활성의변화는상황발효물에서더욱뚜렷하게확인할수있었다. 특히버섯발효물의 SOD 효소활성평가시 3종의유산균중 B. ifium과김치에서분리한 L. skei susp. LI33이단계적으로발효에이용되었을때 SOD 효소활성이증가하였다.

5 84 양희선 최유진 오현희 문준성 정후길 김경제 최봉석 이중원 허창기 요 약 SOD tivity. SOD tivity. e primry fermenttion seonry fermenttion primry fermenttion seonry fermenttion 본연구에서는유산균을이용하여 3종의버섯 ( 상황, 영지, 표고 ) 을단계적으로발효하여항산화활성을비교하였다. 항산화활성이밝혀진표준유산균 5종을선발하여버섯열수추출물의 1차발효에, 임실지역김치로부터분리한유산균 1종을최종선발하여 2차발효에이용하였다. 버섯추출물과 1차, 2차발효물의항산화활성평가를위해 DPPH 및 ABTS 라디칼소거정도를비교하였다. 버섯추출물및발효물은농도의존적으로라디칼을소거하였지만유산균발효를통하여상황과영지의경우라디칼소거활성이감소하였다. 이는발효과정중폴리페놀화합물과비타민 C, E 등천연항산화물질들의산화에기인한결과라고사료되었다. 그러나발효중생산되는대사산물및유효성분은 XO 효소의활성을저해시키고 SOD 효소의활성을증가시켰으며, 1차발효보다 2차발효에서활성이증가되었다. 특히 5 mg/ml 이상의농도에서영지 1차발효물은 9% 이상 XO 효소의활성을저해하였으며, 상황 1차발효물은 3배이상의 SOD 효소활성을증가시켰다. 이는유산균에의한버섯발효물이효소의활성을저해혹은활성화시켜항산화에기여하는것으로판단되었다. SOD tivity. 4 2 f e primry fermenttion seonry fermenttion 감사의글본연구는산업통상자원부지역특화기술융복합연구지원사업 ( 과제번호 : R542) 의지원을받아이루어진것으로이에감사드립니다. REFERENCES Fig. 5. Effets of phse fermenttion y lti i teri on superoxie ismutse tivity of mushroom extrts. Eh r represents the men±sd of triplite mesurement. Different letters (-f) in the sme onentrtion level re signifintly ifferent t P<.5 y Dunn's multiple rnge test. 1: B. ifium, 2: L. plntrum, 3: Leu. ltis, 4: L. skei susp. LI33. A: Phellinus linteus, B: Gnoerm luium, C: Lentinus eoes. 폴리페놀화합물과비타민류등천연항산화제의산화에도불구하고발효과정을통하여새롭게생성되는유효성분과더불어유산균이생성하는 2차대사산물이항산화관련효소에긍정적으로작용한것으로판단된다 (3-32). 즉 XO 효소활성은저해하고 SOD 효소활성증가를유도함을확인하였다. 상기의결과를종합할때버섯발효물이발효생성물과유산균대사산물이효소의활성을저해혹은활성화시켜항산화에기여하는것으로여겨지며, 보다정확한결과를얻기위한차후연구가필요할것으로사료된다. 1. Lee YM, Kng DG, Kim MG, Choi DH, Lee HS. 24. Isoltion of ntioxints from the sees of Xnthium strumrium. Koren J Ori Physiol Pthol 18: Moon YG, Choi GS, Lee LJ, Kim KY, Heo MS. 27. Lti i teris growth, ntioxint tivities n ntimiroil tivity on fish pthogeni teri y ntive plnt extrts, Jeju isln. Koren J Miroiol Biotehnol 35: Ames BN, Shigeng MK, Hgen TM Oxints ntioxints n the egenertive isese of ging. P Ntl A Si USA 9: Rhyu DY, Kim MS, Min OJ, Kim DW. 28. Antioxitive effets of Phellinus linteus extrt. Koren J Plnt Res 21: Xu XM, Jun JY, Jeong IH. 27. A stuy on the ntioxint tivity of He-Songi mushroom (Hypsizigus mrmoreus) hot wter extrts. J Koren So Foo Si Nutr 36: Hwng JG, Yun JK, Hn KH, Do EJ, Lee JS, Lee EJ, Kim JB, Kim MR Anti-oxition n nti-ging effet of mixe extrt from Koren meiinl hers. Kor J Herology 26: Kim HH, Kwon JH, Prk KH, Kim MH, Oh MH, Choe KI, Prk SH, Jin HY, Kim SS, Lee MW Sreening

6 버섯발효물의항산화활성 85 of ntioxitive tivities n ntiinflmmtory tivities in lol ntive plnts. Kor J Phrmogn 43: Kng HW Antioxint n nti-inflmmtory effet of extrts from Flmmulin velutipes (Curtis) singer. J Koren So Foo Si Nutr 41: Kim JO, Jung MJ, Choi HJ, Lee JT, Lim AK, Hong JH, Kim DI. 28. Antioxitive n iologil tivity of hot wter n ethnol extrts from Phellinus linteus. J Koren So Foo Si Nutr 37: Mu JL, Lin HC, Song SF. 22. Antioxint properties of severl speility mushroom. Foo Res Int 35: Jun DH, Kim HY, Hn SI, Kim YH, Kim SG, Lee JT Stuies on ntioxint effet of mushroom omplex. J Life Si 23: Kim HJ, Be JT, Lee JW, Hwngo MH. 25. Antioxint tivity n inhiitive effets on humn leukemi ells of eile mushrooms extrt. Koren J Foo Preserv 12: Hm SS, Oh SW, Kim YK, Shin KS, Chng HY, Chung GH. 23. Antioxint n genotoxi inhiition tivity of ethnol extrt from the Inonotus oliquus. J Koren So Foo Si Nutr 32: Lee SH, Prk HJ, Young CS, Jin JH. 24. Supplementry effet of Lentinus eoes on serum n hepti lipi levels in spontneously hypertensive rt. J Koren So Foo Si Nutr 37: Prk HJ, Heo Y, Kim JB Immunomoulting effet of eile mushroom in mie. J Life Si 21: Prk MH, Oh KY, Lee BW Anti-ner tivity of Lentinus eoes n Pleurotus stretus. Koren J Foo Si Tehnol 3: Prk KY Inrese helth funtionlity of fermente foos. Foo Inustry n Nutrition 17: Ann YG Proioti lti i teri. Koren J Foo & Nutr 24: Bng JH, Shin HJ, Choi HJ, Kim DW, Ahn CS, Jeong YK, Joo WH Proioti potentil of ltoillus isoltes. J Life Si 22: Kim GE Chteristis & pplitions of ltoillus sp. from kimhi. KSBB J 26: Jeon JM, Choi SK, Kim YJ, Jng SJ, Cheon JW, Lee HS Antioxint n ntiging effet of ginseng erry extrt fermente y lti i teri. J So Cosmet Sientists Kore 37: Jung HK, Kim EY, Ye HS, Choi SJ, Jung JY, Juhn SL. 2. Cholesterol-lowering effet of lti i teri n fermente milks s proioti funtionl foos. Foo Inustry n Nutrition 5: Yeo MH, Kim DM, Kim YH, Kim JH, Bek H, Chung MJ. 28. Antitumor tivity of CBT-AK5 purifie from Ltoillus sei ginst srom-18 infete ICR mie. Koren J Diry Si Tehnol 26: Kim SJ. 25. Physiohemil hrteristis of yogurt prepre with lti i teri isolte from kimhi. Koren J Foo Culture 2: Lee Y, Chng HC. 28. Isoltion n hrteriztion of kimhi lti i teri showing nti-helioter pylori tivity. Koren J Miroiol Biotehnol 36: Kim SY, Shin KS, Lee H. 24. Immunopotentiting tivities of ellulr omponents of Ltoillus revis FSB-1. J Koren So Foo Si Nutr 33: Prk SH, Kim YA, Lee DK, Lee SJ, Chung MJ, Kng BY, Kim KJ, H NJ. 27. Antiteril tivity n mrophge tivtion of lti i teri. J Environ Toxiol 22: Kim KH, Yun YS, Chun SY, Yook HS Antioxint n ntiteril tivities of grpe pome fermente y vrious miroorgnisms. J Koren So Foo Si Nutr 41: Kim YS, Chio GH, Lee KH Chnge of ntioxitive omponents n tivity of fermente te uring fermenttion perio. J Koren So Foo Si Nutr 4: Auh MS, Kim YS, Ahn SJ, Ahu JB, Kim KY Comprison of property hnges of lk jujue n Zizyphus jujue extrts uring lti i fermenttion. J Koren So Foo Si Nutr 41: Lee YK, Kim MK, Lee YC, Rho JH, M JY, Cho CW Chrteristi hnges of Glgeuntng fermente with lti i teri. Koren J Foo Si Tehnol 43: Yng MC, Jeong SW, M JY Anlysis of onstituents in sipjuneo-tng fermente y lti i teri. Koren J Miroiol Biotehnol 39:

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386-390.hwp 386 HANYANG MEDICAL REVIEWS Vol. 29 No. 4, 2009 우리나라 미숙아의 통계와 의료비용 Statistics and Medical Cost of Preterm in Korea 윤혜선 을지대학교 노원을지병원 소아청소년과학교실 Hye Sun Yoon, M.D., Ph.D., Department of Pediatrics, Nowon