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Lactobacillus에 의한 발효 천마의 유용성분 및 생리활성 분석

Analysis of Biological Activities and Functional Components in Fermented Gastrodia elata Blume by Lactobacillus
한국식품영양과학회지 제47권 제1호, 2018.1, 32-38 (7 pages)
DOI :10.3746/jkfn.2018.47.1.032
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초록
To improve the unpleasant flavor and taste of Gastrodia elata Blume, G. elata was fermented by Lactobacillus brevis (KCCM 41029) and then analyzed for functional components and biological activity changes. G. elata samples before (NFG, non-fermented Gastrodia) and after (FG, fermented Gastrodia) fermentation were compared with a liquid product from FG (FG-P, product from FG). Crude lipid and crude ash contents were elevated after fermentation. pH level decreased from 4.76 to 4.26, total soluble solids increased from 5.2°Bx to 6.1°Bx, and yellowness (b value) in terms of Hunter’s color value significantly increased. Transmittance (%) decreased after fermentation. Total sugar and reducing sugar contents significantly decreased, and total polyphenols increased from 16.6 mg GAE/g to 24.2 mg GAE/g. Three index compounds, gastrodin, gastrodigenin and p-hydroxybenzaldehyde, were isolated by HPLC concurrent with vanillyl alcohol and vanillin. Gastrodin level significantly increased from 146.63 ppm (NFG) to 166.26 ppm (FG) and 751.05 ppm (FG-P) upon fermentation. The level of gastrodigenin, which is an aglycone of gastrodin, decreased and was similar to that of p-hydroxybenzaldehyde. Reduction of these two compounds is thought to contribute to the gross increase in the main component, gastrodin. Vanillyl alcohol and vanillin contents increased upon fermentation. IC50 of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging ability to determine the antioxidant activity was 8.05 mg/mL (NFG) compared with 5.86 mg/mL (FG) and 8.19 mg/mL (FG-P). Antibiotic activities against five food poisoning microorganisms, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli O157:H7, and Salmonella enteritidis, were determined by the paper disc method. The diameter of the clear zone was concentration-dependent and FG showed the highest activity.

천마의 불쾌한 맛과 냄새를 개선하기 위한 제품개발의 기초 연구로써 발효 천마를 제조하여 유용성분 및 생리활성을 분석하였다. Lactobacillus brevis KCCM 41029 균주를 분양 받아 발효하였고 발효 전 천마(NFG, non-fermented Gastrodia), 발효 후 천마(FG, fermented Gastrodia) 및 액상차(FG-P, product from FG)로 구분하였다. 일반성분 분석 결과 발효 후 조지방과 조회분이 유의적으로 증가하였다. 발효 후 pH는 4.76에서 4.26으로 감소하였고, 총 가용성 고형분은 5.2°Bx에서 발효 후 6.1°Bx로 증가하였으며, 색도 분석 결과 발효 후 황색도(b값)가 유의적으로 크게 증가하였다. 투과율은 발효 후 감소하였으나 액상차는 유의적으로 증가하였다. 총당 및 환원당 함량은 발효 후 유의적으로 감소하였고, 총 폴리페놀 함량은 16.6 mg GAE/g에서 24.2 mg GAE/g으로 유의적으로 증가하였다. HPLC로 분석한 결과 gastrodin, gastrodigenin 및 p-hydroxybenzaldehyde 등 3종의 지표성분이 분리되었으며 그 외 유용성분으로 vanillyl alcohol과 vanillin이 분리되었다. Gastrodin은 발효 전(146.63 ppm)보다 발효 후(166.26 ppm)에 유의적으로 증가하였고, 액상제품에서는 751.05 ppm으로 크게 증가하였다. 발효 후 gastrodin의 aglycone인 gastrodigenin은 감소하였고, p-hydroxybenzaldehyde 역시 감소하여 두 성분의 감소는 gastrodin의 총량 증가에 기여하는 것으로 생각되었다. Vanillyl alcohol과 vanillin 모두 발효 후 유의적으로 증가하였다. 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl 라디칼소거능 측정 결과 발효 전의 IC50 값은 8.05 mg/mL였으나 발효 후 5.86 mg/mL로 감소하여 항산화 활성이 증가함을 확인하였다. Paper disc법으로 Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli O157:H7 및 Salmonella enteritidis 등의 식중독균에 대한 항균 활성을 분석한 결과 clear zone의 크기는 농도 의존적으로 비례하였으며 발효 천마의 활성이 가장 높은 것으로 확인되었다.

목차
ABSTRACT
서론
재료 및 방법
결과 및 고찰
요약
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