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ISSN : 1226-4768(Print)
ISSN : 2288-1247(Online)
Food Engineering Progress Vol.18 No.2 pp.79-86
DOI : https://doi.org/10.13050/foodengprog.2014.18.2.79

Characteristics of Fermented Curcuma as a Health Food Ingredient

Sung-Min Woo, Ha-Yull Chung*
Department of Food Science & Biotechnology and Korean Traditional-food Global Center, Hankyong National University
Corresponding Author : Ha-Yull Chung, Department of Food Science & Biotechnology, Hankyong National University, 167 Joongang-Ro, Anseong-si, Gyeonggi-do 456-749, Korea Tel: +82-31-670-5156; Fax: +82-31-677-0990 chy@hknu.ac.kr
December 19, 2013 February 4, 2014 February 12, 2014

Abstract

Curcuma, which is well known for its characteristic flavor, was fermented with lactic acid bacteria from kimchi, and the taste and biological activities were examined in order to investigate its use as a health food ingredient. Although the general composition of the fermented curcuma was similar regardless of lactic acid bacteria used for fermentation, the overall acceptability of the curcuma fermented with Lactobacillus plantarum (CLp) was better than that of the other samples. Taste sensing tests showed that the higher overall acceptability of CLp stemmed from an increase in umami and sourness and a decrease in astringency with CLp. There were no statistical differences in curcumin content, DPPH radical scavenging activities, and hydroxyl radical scavenging activities among the curcuma samples; however, CLpe, an extract of CLp, revealed dose dependent inhibition on the production of PG-E2 from RAW cells. Consequently, CLpe may be suitable for use in processed foods in order to provide health benefits without lowering their sensory qualities.


건강식품소재로서 발효울금의 특성

우 성민, 정 하열*
한경대학교 식품생물공학과 및 한국전통식품글로벌센터

초록


    서 론

    현대인은 환경오염에 따른 유해물질의 증가 및 사회생활 중의 스트레스 등에 의해 면역력이 저하되어 점진적으로 염증반응의 진행 및 알레르기 발생에 따른 불편을 겪어야 하는 일이 빈번해지고 있다. 염증반응은 phospholipase A2(PLA 2)가 세포막 인지질을 가수분해하여 arachidonic acid(AA)를 생성시키고 cyclooxygenase-1(COX-1)과 cyclooxygenase-2 (COX-2)가 유리된 AA를 기질로 이용하여 prostaglandin H2(PG-H2)를 생성시키며 PG-H2는 더 대사되어 prostaglandin E2(PG-E2), prostacyclin, thromboxane A2(Tx-A2)나 다른 PG로 변환된다. 이 때 COX-1은 정상적 생체기능에 작용하는 반 면, COX-2는 염증성 자극에 의해 단시간에 유도되어 발현 되며, 염증, 통증, 발열과 관련이 깊은 것으로 알려지고 있 다(Funk, 2001; Kim et al., 2007). 이외에도 leukotriene(LT) 은 lipoxygenase(LOX)에 의해 생성되는 물질로, 포유동물 에서 엘러지 증상 발현에 중요한 역할을 하는 것으로 보고 되어 있다(Nakatsuka et al., 1983; Neichi et al., 1983; Kemal et al., 1987). 세포내 과립에 저장되어 있는 histamine 등과 PG 및 LT 같은 화학적 매개물질은 비만세 포 표면에 존재하는 immunoglobulin E(Ig-E)의 수용체인 FceRI에 항원이 결합되면 비만세포가 활성화되고, 탈과립 이 진행되어 말초혈관에 대한 투과성 항진과 확장작용, 점 막표면에 대한 분비 항진작용, 기관지 평활근에 대한 수축 작용 등의 증상들이 나타나게 된다(Metcaife et al., 1981; Church and Levi-Schaffer, 1997; Miyajima et al., 1997). 그러므로 AA으로부터 염증 및 알레르기 반응에 중요한 역 할을 하는 COX-2 및 LOX 효소를 저해하면 염증 및 엘러 지 현상을 완화시킬 수 있으므로 본 연구에서는 생리활성이 다양한 울금(Curcuma longa L.)을 식용소재로서 이용하는 방법을 조사하게 되었다.

    울금은 심황(深黃), 울금(蔚金), 강황(姜黃) 등으로도 불리 우며, 열대 아시아가 원산지인 울금과 울금속의 다년생 초 본으로 지상부는 파초와 비슷한 형태로 뿌리를 파서 잘라 보면 선황색 이나 오렌지색을 보인다. 울금은 뿌리줄기로 구성되어 있고 근경을 약용으로 사용하는데 생약명은 심황 이며 황색색소로서 curcumin이 0.3% 들어있고 특유한 향 이 있는 정유로써 turmerone과 dehydroturmerone이 1-5% 들어있다. 울금의 근경을 수확하여 겉껍질을 벗기고 삶아 서 말린 다음 가루로 만든 것이 curcuma이라는 향신료로 카레분말의 주원료로 쓰이는데 울금은 예로부터 이담작용, 위해 분비 촉진, 이뇨 작용, 해독 기능(Kim et al., 1991), 항암(Shin, 1994), 항염작용(Connell and Sutherland, 1969) 및 항산화 작용(Connell, 1970) 등이 있는 것으로 알려져 있으며, 특히, 울금에 함유된 curcumin이 다양한 생리적 특성을 나타내는 것으로 보고되고 있다(Lee and Ahn, 1985; Lee, 2006). 하지만 이와 같은 다양한 생리활성에도 불구하고 울금은 그 맛이 매우 맵고 써서 식품소재로서 사 용하기가 쉽지 않은 상황이어서 식품소재로서의 사용은 극 히 제한적이었다. 따라서 본 연구에서는 울금의 유산균 발 효를 통하여 소화되기 어려운 고분자의 영양성분을 저분자 로 분해하여 소화 흡수율을 높이고, 새로운 영양성분을 생 성해 유용한 성분이 생성될 수 있게 하며, 생리활성성분을 감소시키지 않으면서 관능성을 향상시킬 수 있는 건강식품 소재로서의 활용가능성을 조사하였다.

    재료 및 방법

    실험 재료

    Curcumin, 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazl(DPPH), 2-Deoxy- D-ribose은 Sigma사(Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo, USA), HPLC 용매는 J.T.BAKER사(Mallinckrodt chemicals, New Jersey, U.S.A), Dimethyl sulfoxide(DMSO)는 Merck사(Merck chemicals, Darmstadt, Germany), 여과지(No. 1)는 Whatman (Springfield Mill, U.K.)에서 구입하여 사용하였다. 효소활성 시험에 사용한 키트인 Prostaglandin E2 EIA Kit-Monoclonal (strip plate)는 Cayman사(Cayman chemicals company, Ann Arbor, MI, U.S.A)의 제품을 사용하였다.

    발효울금의 제조

    본 실험에 사용한 발효울금은 Fig. 1과 같이 제조하여 사용하였다. 먼저 Leuconostoc mesenteroides(KCCM 40709), Lactobacillus plantarum(KCCM 12116), Lactobacillus sakei (KCCM 40264)를 이용한 발효울금을 제조하기 위해서 울금 및 말토덱스트린, 그리고 효모추출물을 이용하여 배지를 제조하고 가압 멸균기를 이용하여 121℃에서 15분간 가압 멸균을 한 후 무균상에서 냉각 하였다. 초기 균수를 맞추 기 위해 먼저 MRS 배지로 Leuconostoc mesenteroides (KCCM 40709), Lactobacillus plantarum(KCCM 12116), Lactobacillus sakei(KCCM 40264)를 배양하여 각 균주별 스타터를 전체 울금배지에 각각 5%(w/w), 2%(w/w), 3%(w/w) 접종한 뒤 배양기에서 균주별 생육적온(30℃, 37℃)에서 배양하였다. 이 때 각 균주별 배양기는 생육적 온(30℃, 37℃)에서 24시간 동안 배양시켰을 때 최대 균수 를 나타내었다. 배양이 끝난 발효물은 pH 및 산도를 측정 한 후 급속동결기에서 -80℃로 24시간 동결 시킨 뒤 동결 건조기를 사용하여 건조 및 분쇄 후 실험에 사용하였다. 건울금의 제조는 수세 및 껍질제거가 끝난 울금을 급속 동 결시켜 동결건조기에서 건조한 후 분쇄하였다. 건울금 및 발효물의 건조 수율은 건울금은 17.02%, Blank와 CLm (Curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides)는 12.94%이었으며 CLp(Curcuma fermented with Lactobacillus plantarum)와 CLs(Curcuma fermented with Lactobacillus sakei)는 15.1%였다. 발효울금 건조물에서의 울금 0.1 g에 해당하는 blank와 CLm는 0.18 g이였으며 CLp와 CLs은 0.22 g이었다.

    발효울금 추출물의 제조

    건울금 및 발효울금 추출물은 시료인 각각의 D.C, blank, CLm, CLp, CLs 100 g에 80% EtOH 500 mL을 넣 고 2시간 동안 환류추출 후 여과지(No. 2)로 여과하고 이 방법으로 3회 반복 추출한 추출물을 모아 진공감압 농축 하였다. 감압농축으로 EtOH을 증발시킨 후 은박도시락에 남은 추출액을 담아 급속동결기에서 -80℃로 동결 시킨 후 동결건조기를 이용하여 추출건조물을 제조하였다. 건울금 및 발효울금의 80% EtOH추출 수율은 건울금이 8.51%, CLme, CLpe, CLse가 44.7%였다.

    일반성분 분석

    AOAC법(AOAC, 1995)에 따라 수분은 105℃ 상압건조 법, 조지방은 soxhlet 추출법, 조단백은 semi micro kjeldahl 법(N×6.25), 조회분은 550℃ 회화법, 조섬유는 H2SO4-KOH 법으로 정량 하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조지방, 조 단백, 조회분, 조섬유를 뺀 값으로 하였다.

    요구르트 제조

    관능평가용 요구르트의 제조는 Choi (2009)와 같이 행하 였다. 12% 탈지분유를 90℃에서 30분간 살균을 한 후 무 균상에서 냉각을 시켰다. 냉각한 탈지분유 배지에 플레인 모닝 프로바이오틱스(Duolac, Cell Biotech Inc.)를 별도의 배양 없이 직접 스타터로 접종하여 37℃에서 24시간 발효 시켰다. 발효가 끝난 요구르트는 냉장고에서 4℃ 보관하여 관능 평가에 사용하였다.

    관능검사

    관능평가용으로 제조한 요구르트에 D.C, Blank, CLm, CLp 그리고 CLs를 각각 0.5% 첨가하여 homogenizer로 균 질화 시킨 후 식품생물공학과 실험생 20명을 예비실험을 통 해 훈련시킨 후 검사원으로 하여 색(color), 단맛(sweetness), 신맛(sourness), 짠맛(saltiness), 쓴맛(bitterness), 감칠맛(umami), 향미(flavor) 및 전체적인 기호도(overall acceptability)에 대하 여 최저 1점, 최고 9점의 9단계 기호척도법으로 평가하 였다(Kang, 2007).

    맛 분석

    건울금과 발효울금의 맛의 차이를 객관적으로 확인하기 위해 미각 센서(taste sensor)를 이용한 맛 분석기(Insent, 5-1- 1 Onna, Atsugi-shi, Kanagawa-Pref., Japan)를 사용하여 측정 하였다. 건울금과 발효울금을 0.5%(w/w)가 되도록 증류수에 녹여, 초음파로 용해한 후 3000 rpm에서 15분간 원심분리한 상등액을 시료로 사용하였다. 맛 분석기에 시료를 35mL씩 넣어 4회 맛을 측정 한 후 1회차에 측정한 값을 제외한 나 머지 값의 평균을 이용하여 나타내었다. 측정 항목으로는 감 칠맛(umami), 쓴맛(bitterness), 떫은맛(astringency), 짠맛 (saltiness), 신맛(sourness)을 분석하였으며 센서의 전극으로 측정된 전위차 값을 다시 맛의 수치로 변환시켜 결과로 나 타내었으며 맛의 수치의 차이는 사람이 맛의 차이를 인지할 수 있는 맛 성분의 농도 변화를 나타낸다.

    HPLC 분석

    표준물질의 제조는 curcumin(표준물질) 1 mg을 HPLC용 80% EtOH 10mL에 용해 시켜 100 ppm 농도로 제조한 뒤 순차 희석한 용액을 측정하고 표준정량곡선을 그려 curcumin 을 정량 하였다(Choi, 2009). 울금추출물의 curcumin 함량은 10mg량을 기준으로 HPLC용 80% EtOH 10 mL에 넣어 2 시간 동안 70℃에서 환류 냉각 추출을 한 후에 원심분리기 를 이용 3000 rpm에서 20분간 원심분리 하였다. 원심분리가 끝난 뒤 상등액을 1회용 시린지를 이용, 여과 하여 10 μL 를 주입하여 분석하였다. 1000 ppm 농도로 제조한 뒤 순차 희석 하여 표준정량곡선을 그려 curcumin 을 정량 하였다.

    전자공여능

    건울금 및 발효울금 80% EtOH 추출건조물에 대한 비효 소계 시스템에서의 라디칼 소거능을 측정하고자 DPPH(2,2- diphenyl-1-picrylhydrazl) 라디칼 소거능을 측정하였다. 전자 공여능(electron donating ability, EDA)은 Blois방법(An et al., 2006)을 적용하여 각 시료의 DPPH(2,2-diphenyl-1- picrylhydrazl) 라디칼 소거능을 측정하였다. 시험관에 0.0035% DPPH 용액 3 mL과 시료 0.15 mL을 넣고 잘 혼 합한 후 실온에서 20분간 방치한 다음 516 nm에서 흡광도 를 측정하였으며 따로 공시험으로 대조구의 흡광도를 같은 조건에서 측정하였다. 이들 측정값을 다음 식에 대입하여 DPPH 라디칼 소거능을 계산하였다.

    EDA %  = 1 SA CA × 100 SA : sample absorbance CA : control absorbance

    Hydroxyl 라디컬 소거능

    Hydroxyl 라디컬 소거능을 측정하기위해 2-Deoxyribose oxidation method를 사용하였다(Yang et al., 2011). 10 mM FeSO4-EDTA(0.2 mL), 10 mM α-deoxyribose(0.5 mL), 시료 용액(0.2 mL), 0.2M sodium phosphate buffer(pH 7.4, 0.2 mL), 10mM hydrogen peroxide(0.2mL)를 혼합 후 37℃ 에서 1시간 동안 반응하였다. 그 다음에 2.8% trichloroacetic acid(TCA) 1.0 mL과 1.0% TBA(thiobarbituric acid) 1.0 mL 를 첨가하여 반응을 멈춘 후에 15분 동안 반응하였다. 얼 음으로 냉각 후 UV/visible spectrophotometer를 이용하여 532 nm 영역에서 흡광도를 측정하였다. Hydroxyl 라디컬 소거능은 hydroxyl 라디컬에 의한 a-deoxyribose oxidation 억제율로써 아래 계산식에 따라 계산되었다.

    Scavenging activity  (%) = 1 CA SA × 100 SA : sample absorbance CA : control absorbance

    세포독성

    마우스의 마크로파지 세포주인 RAW 264.7을 10%의 FBS 및 항생제가 함유된 DMEM 배지에서 5% CO2, 37℃ 조건에서 배양하였다. 세포독성 검사를 하기 위한 시료의 전처리는 각각의 blank, CLme, CLpe, CLse가 100 mg/mL 의 농도가 되도록 DMSO로 용해한 뒤 배지로 희석하여 세포 배양액에 첨가하였다. 세포독성 검사는 Roche사의 cytotoxicity detection kit(LDH)를 이용하여, 제조사의 매뉴 얼대로 실험하였다(Moon et al., 2007). 즉, 96 well plate의 각 well에 4×104개의 RAW 264.7 cells을 분주하고 1 mg/ mL, 0.1 mg/mL의 농도로 각각의 시료를 첨가하여 24시간 배양하고 상층액상의 LDH(lactate dehydrogenase)의 활성 을 측정하였다. 세포독성(%)은 아래와 같은 공식에 의해 산출하였다.

    Cytotoxicty(%)  = exp. value - low control high control - low control × 100

    PG-E2 생성저해능

    마우스의 대식세포 세포주인 RAW 264.7을 10%의 FBS 및 항생제가 함유된 DMEM 배지에 넣고 5% CO2, 37℃ 조건에서 배양하였다. 1×106개의 RAW 264.7 cells을 96 well plate에 분주하여 24시간 정치한 후, lipopolysaccharide (LPS, Escherichia coli O11:B4, 1 μg/mL)와 interferongamma( INF-γ, 50 ng/mL)로 세포를 자극하였다. 이 때 시 료인 발효울금 추출물도 같이 첨가하였는데, 최종농도가 1 mg/mL, 0.1 mg/mL의 농도가 되도록 하였다. 24시간을 더 배양한 후 상층액으로 분비된 nitro oxide(NO)의 양을 griess reagent(Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo, USA) 시약을 가하여 발색정도를 ELISA reader에서 570 nm에서 측정 하 였다. 또한 상층액으로 분비된 Prostaglandin E2를 Prostaglandin E2 EIA Kit-monoclonal(Cayman Chemicals Compary, Ann Arbor, MI, U.S.A)를 사용하여 PG-E2를 측 정하였다(Choi et al., 2003).

    통계 처리

    실험결과는 SPSS package(release 8.01)를 이용하여 mean±SEM로 표시하였고, 평균값의 통계적 유의성은 SAS system(2002)을 이용하여 p < 0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 검정하였다.

    결과 및 고찰

    일반성분

    발효울금의 일반성분을 측정한 결과는 Table 1과 같았다. 수분함량, 조지방, 조단백질, 조회분, 조섬유, 탄수화물의 함 량들이 대부분 유산균 비접종 시료(blank)와 발효울금 시료 들 간에 큰 차이가 없어서 발효에 의해서 울금에 함유된 영양성분의 함량이 변화하지는 않았음을 알 수 있었다.

    관능평가

    식품소재로서의 관능적 적합성을 보기 위해 호상요구르 트에 발효울금을 0.5%씩 각각 첨가하여 색(color), 단맛 (sweetness), 신맛(sourness), 짠맛(saltiness), 쓴맛(bitterness), 감칠맛(umami), 향미(flavor) 및 전체적인 기호도(overall acceptability)등을 비교 한 결과 Table 2와 같았다.

    0.5%의 발효울금을 첨가했을 경우 Table 2에서 보이는 바와 같이 색에서는 CLp가 유의적으로(p < 0.05) 가장 높 았으며(6.58점) 맛의 경우에 단맛은 CLs(3점), 신맛은 CLp(6점), 짠맛도 CLp(3.55점), 쓴맛은 D.C(5.36점), 감 칠맛은 CLp(4.36점), CLs(4.45점)가 유의적으로 각각 높 았으며 향미는 CLm(6점)가 높은 점수를 받았다. 전체적인 기호도는 CLp(5.92점)와 CLs(5.67점)의 선호도가 높았다. 관능평가를 종합하여 본 결과 0.5% 발효울금 첨가시에는 CLp 첨가구가 가장 우수한 것으로 판단되었다.

    맛 분석

    객관적으로 발효울금들의 맛을 비교 측정하기 위하여 맛 분석기(taste sensing system)로 건울금과 비교하여 분석하 였다. 0.5% 농도로 각 시료를 분석한 결과(interpolation difference)는 Fig. 2와 같았다.

    CLp, CLs와 같은 발효울금은 건울금에 비하여 감칠맛과 신맛이 강하였으며 쓴맛, 떫은맛, 짠맛에서는 관능적 기대 수준의 유의적인 차이가 없었다(p > 0.05). 반면에 관능평가 의 결과와 연계해 볼 때 감칠맛 및 신맛의 증가와 떫은맛 의 감소로 인하여 전체적인 기호도가 증가하였음을 예측할 수 있었다.

    Curcumin 함량

    김치유래 유산균들의 발효에 의한 울금 중 curcumin의 함량변화를 알아보기 위해 각각의 발효물을 추출하여 HPLC로 분석하였다. Curcumin 표준품을 통하여 retention time을 측정하고 DCe와 대조구인 blank, 발효울금 추출물 군인 CLme, CLpe, CLse의 성분을 측정한 결과는 Table 3 과 같았다. 시료들간의 검출된 curcumin 성분의 양이 비슷 한 수준이었으며 유의적인 차이가 없었다. 따라서 김치유 래 유산균에 의한 발효는 울금에 함유된 curcumin 성분에 영향을 주지 않는다는 것을 예측 할 수 있었다.

    전자공여능

    DPPH 라디칼은 반응계에서 전자를 공여 받으면 고유의 청남색이 엷어지는 특성이 있어 lipoxygenase에 의한 지방 산화 반응계에서의 항산화 활성 측정 결과와도 부합되는 신뢰성이 높은 항산화 활성 측정 방법인데 건울금 추출물 과 발효울금 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결 과는 Fig. 3과 같았다.

    Fig. 3에서 curcumin의 DPPH 라디칼 소거능 측정 결과 를 보면 curcumin의 농도와 항산화 효과는 비례한다는 것 을 알 수 있었다. 5000 ppm 농도에서 대조구인 blank의 추 출물은 24.81%의 소거능을 나타내었고 CLm, CLp와 CLs 의 추출물인 CLme, CLpe와 CLse는 각각 25.32%, 26.73% 와 26.31%로 blank의 추출물과 비슷한 수준으로 유의적인 차이가 없었다. 이것은 HPLC를 이용한 curcumin의 함량 분석 결과에서 curcumin의 함량이 발효 전과 발효 후에 유 의적인 차이가 없었던 것으로 보아 김치유래 유산균으로 울금을 발효하여도 DPPH 라디칼 소거능은 줄어들지 않는 다는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 curcumin은 2500 ppm 농도에서 합성 항산화제의 일종인 BHT와 유의적 차이가 없어 curcumin 성분의 항산화 활성을 확인할 수 있었다.

    Hydroxyl 라디칼 소거능

    다양한 산소유래 라디칼 중 hydroxyl 라디칼은 단백질, 불포화지방산, 핵산 같은 생체분자를 공격하는 유해성을 보이므로 hydroxyl 라디칼을 제거함으로써 관련 질병에 대 항하여 인체를 보호할 수 있다. 건울금 추출물과 발효울금 추출물의 hydroxyl 라디칼 소거능을 측정한 결과는 Fig. 4 와 같았다.

    Fig. 4에서 curcumin의 hydroxyl 라디칼 소거능 측정 결 과를 보면 curcumin의 농도와 항산화 효과는 비례한다는 것을 볼 수 있었다. 5000 ppm 농도에서 대조구인 blank의 추출물은 35.99%의 활성을 나타내었고 CLm, CLp와 CLs 의 추출물인 CLme, CLpe와 CLse는 각각 35.59%, 37.44% 와 39.69%로 blank의 추출물과 비슷한 수준으로 유의적인 차이가 없었다. 이것은 HPLC를 이용한 curcumin의 함량 분석 결과에서 curcumin의 함량이 발효 전과 발효 후에 유의적인 차이가 없었던 것으로 보아 김치유래 유산균으로 울금을 발효하여도 hydroxyl 라디칼 소거능은 줄어들지 않는 다는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 curcumin은 5000 ppm 농도에서 BHT와 유의적 차이가 없는 대등한 활성을 나타 내어 curcumin 성분의 hydroxyl 라디칼 소거능을 확인 할 수있었다.

    세포독성

    세포주 실험을 위해 세포 독성 실험을 한 결과는 Table 4에서와 같이 CLme, CLpe, CLse는 각각 3.8%, 3.3%, 2.8%로 3.1% 미만의 세포독성을 나타내었다.

    PG-E2 생성저해능

    LPS와 INF-γ에 의해 18시간 동안 자극된 RAW cells로 부터 생성된 PG-E2의 양을 측정하였는데 자극물질이 없는 조건에서 자연적으로 생산되는 PG-E2의 양은 평균 82.1 pg/mL이었으며 LPS와 IFN-γ에 의해 평균 4,361 pg/ mL이 생산되었다. COX 저해제인 ibuprofen을 100 μM의 농도로 첨가하였을 때는 PG-E2의 생성이 평균 205.97 pg/ mL로 감소하여 약 95.3%의 저해율을 나타내었다.

    1차로 두 종류의 농도(최종농도 1 mg/ml, 0.1 mg/ml)를 이용하여 PG-E2 생성 억제 효과를 측정하였는데 Fig. 5 처 럼, 농도 의존적인 억제효과를 관찰할 수 있었다. Blank는 1mg/ml에서는 159.3 pg/ml, 0.1 mg/ml에서는 1.593.1 pg/ml 의 PG-E2가 생성, CLme는 1 mg/ml에서는 251 pg/ml, 0.1 mg/ml에서는 2.510.4 pg/ml의 PG-E2가 생성, CLpe는 1mg/ml에서는 128 pg/ml, 0.1 mg/ml에서는 1.280.3 pg/ml의 PG-E2가 생성, CLse는 1 mg/ml에서는 139.3 pg/ml, 0.1 mg/ ml에서는 1,392.9 pg/ml의 PG-E2가 생성되어 각각 농도 의 존적으로 PG-E2의 생성을 억제한다는 것을 알 수 있었다. 이 결과를 기준으로 하여 시료들을 1 mg/ml부터 2단계로 희석하여 동일한 실험을 하였으며 그 결과는 Fig. 5에 제 시하였다. 또한 세포실험 조건에서 염증 유발 매개체인 PG-E2의 생성 저해 활성을 본 결과 김치유래 유산균인 Lactobacillus plantarum(KCCM 12116), Lactobacillus sakei(KCCM 40264)에 의한 발효 울금 추출물에서 높은 저해 활성이 나타났으며 특히 Lactobacillus plantarum (KCCM 12116) 발효울금 추출물인 CLpe에서 가장 높은 70.64%의 저해도를 나타내었다.

    요 약

    김치유래 유산균인 Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus sakei 에 의한 울금 의 발효를 통하여 제조한 발효울금의 맛과 생리활성을 조 사하여 건강식품 소재로서의 이용가능성을 검토하였다. 발 효울금의 일반성분 조성은 유산균군 간 유의적 차이는 없 었으며 관능평가 결과 Lactobacillus plantarum 로 발효한 CLp의 선호도가 가장 우수하였다. 객관적인 맛비교를 위한 맛 분석 실험에서는 CLp, CLs에서 감칠맛과 신맛이 증가 하고 떫은맛의 감소가 있었음을 알 수 있었다. 또한 발효 울금들의 커큐민 함량은 비슷한 수준이어서 유의적인 차이 가 없었으며 발효울금 추출물들의 DPPH 라디칼 소거능 및 hydroxyl 라디칼 소거능도 유의적인 차이가 없었다. 반 면에 PG-E2 생성저해능은 김치유래 유산균인 Lactobacillus plantarum(KCCM 12116)로 발효한 울금 추출물(CLpe)이 가장 높은 저해활성(70.64%)을 나타내었다. 따라서 관능평 가에 가장 선호도가 높았고 PGE2 생성저해능이 우수한 발 효울금 추출물은 건강식품의 소재로서 사용이 가능할 것으 로 예상되었다.

    Figure

    FOODENGPROG-18-79_F1.gif

    Manufacturing process of fermented curcuma.

    FOODENGPROG-18-79_F2.gif

    Taste sensing system result (interpolation difference) of 0.5% curcuma samples.

    1)Dried curcuma powder

    2)Without inoculation

    3)Curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides

    4)Curcuma fermented with Lactobacillus plantarum

    5)Curcuma fermented with Lactobacillus sakei

    FOODENGPROG-18-79_F3.gif

    Electron donating ability of the extracts of dried curcuma and fermented curcuma. a-fMeans in the same column not sharing a common letter are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple test.

    1)Without inoculation

    2)Extract of curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides

    3)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus plantarum

    4)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus sakei

    FOODENGPROG-18-79_F4.gif

    Hydroxyl radical scavenging ability of the extract of curcuma and fermented curcuma. a-eBars of the same concentration not sharing a common letter are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple test.

    1)Without inoculation

    2)Extract of curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides

    3)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus plantarum

    4)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus sakei

    FOODENGPROG-18-79_F5.gif

    The inhibitory concentration of fermented curcuma extract on the production of PG-E2. a-dBars of the same concentration not sharing a common letter are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple test.

    1)Without inoculation

    2)Extract of curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides

    3)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus plantarum

    4)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus sakei

    Table

    Approximate composition of dried curcuma and fermented curcuma.

    1)Dried curcuma powder
    2)Without inoculation
    3)Curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides
    4)Curcuma fermented with Lactobacillus plantarum
    5)Curcuma fermented with Lactobacillus sakei

    Sensory evaluation scores of yoghurt added with curcuma (0.5%) and fermented curcuma (0.5%).

    a-cMeans in the same column not sharing a common letter are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple test.
    1)D.C: Dried curcuma powder
    2)Blank: Without inoculation
    3)CLm: Curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides
    4)CLp: Curcuma fermented with Lactobacillus plantarum
    5)CLs: Curcuma fermented with Lactobacillus sakei

    Content of curcumin in DCe, Blank, CLme, CLpe and CLse with HPLC.

    a-cMeans in the same column not sharing a common letter are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple test.
    1)Dried curcuma powder
    2)Without inoculation
    3)Extract of curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides
    4)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus plantarum
    5)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus sakei

    The inhibitory concentration of fermented curcuma extract on the production of PG-E2

    a-bMeans in the same column not sharing a common letter are significantly different (p < 0.05) by Duncan's multiple test.
    1)Without inoculation
    2)Extract of curcuma fermented with Leuconostoc mesenteroides
    3)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus plantarum
    4)Extract of curcuma fermented with Lactobacillus sakei

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