우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효음료의 품질특성과 항당뇨 효과 = Quality Characteristics and Anti-diabetic Effect of Acetic Acid Fermented Beverage Prepared Using Submerged Culture Media of Antrodia camphorata Mycelium

국문 초록 (Abstract)

1. 우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효 음료의 품질특성
우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효음료(AJA)의 품질특성을 조사하기 위하여 pH, 산도, 색상, 발효효율, total polyphenol, total glucan함량, 총 유리아미노산함량 및 항산화 활성과 관능검사를 행하였다.
Ethanol을 1~5%첨가하여 초산발효를 행한 결과 3% 첨가구는 발효효율이 50.66%, 산도는 2.02%였으며, 산미, 향 및 종합적 기호도가 우수하였으며 L^(*)값은 78.59, a^(*)값은 -0.57, b^(*)값이 7.87로 색상에 대한 기호도가 높았다. AJA의 total glucan, α-glucan 및 β-glucan의 함량은 각각 270, 220, 60 mg/100 mL로 대조구에 비하여 각각 1.8, 2.0 및 1.5배가 높았다. AJA의 total polyphenol의 함량은 1.91 mg/100 mL로 대조구보다 12%가 높았으며 전자공여능(47.3%)과 SOD 유사활성(6.8%) 및 총 항산화 활성(3.0/OD_(695))이 대조구보다 각각 36%, 2.6배 및 2.0배가 높았다. Glycine, L-Alanine, L-Serine을 주 성분으로 하는 총유리아미노산과 필수아미노산의 함량은 각각 158.64 및 97.83 mg/100 mL로 대조구의 1.49~1.51배 높았다.
2. 우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효음료의 항당뇨 효과
우장지버섯 균사체 배양액으로 발효시킨 초산발효액(AJA: pH 3.2, acidity 2.0, brix degree 3.2)이 streptozotocin으로 유발한 당뇨쥐의 혈당과 혈청지질 및 항산화계 효소활성에 미치는 영향을 조사하였다. 실험용 식이는 AIN-76 diet를 기본으로 하여 조제하였으며 실험동물은 5주령의 평균체중이 140±10 g인 Sprague-Dawly계 흰쥐를 사용하여 정상대조군(NC), 당뇨대조군(DM), 당뇨유발 후 체중 100 g당 AJA 1/2 희석액 0.5 mL 경구투여군(C1) 및 당뇨유발 후 체중 100 g당 AJA 0.5 mL 경구투여군(C2)의 4군으로 나누어 5주간 경구 투여하였다. α-Glucosidase 저해 활성은 균사체 배양액 및 AJA의 농도가 증가할수록 저해 활성이 증가하는 것으로 나타났으며, AJA의 저해 활성이 대조구에 비해 1.7배 높았다.
동물실험결과, C1 및 C2군은 DM군에 비하여 당뇨에 의하여 나타나는 다음, 다식 및 체중감소현상과 간의 비대현상이 완화되었다. C1 및 C2군의 5주째 혈당은 DM군에 비하여 17.1 및 28.2%가 감소되었으며, fructosamine의 함량은 C1에서는 뚜렷한 차이가 없었으나 C2군에서는 16.3%가 감소되었다. C1 및 C2군은 DM군에 비하여 혈중 triglyceride 함량은 44.1~48.0%가, total cholesterol 함량은 24.0~41.3%가, LDL-cholesterol 함량은 28.7~57.9%가 각각 감소하였으며, HDL-cholesterol 함량은 C1군에서는 유의차가 없었으나 C2군에서는 52.5%가 증가하였다.
C1 및 C2군의 혈청 ALT 활성은 DM군에 비하여 9.1~21.0%가, AST 활성은 25.1~31.2%가 각각 감소하였다. C1 및 C2군은 DM군에 비하여, 간 조직 GSH 함량은 17.9~30.8% 증가하였으며 LPO 함량은 21.0~28.0%가 감소하였다. 또, XOR O type 활성은 C2군에서 18.9% 감소하였으며 SOD 및 GST 활성은 53.8~56.8% 및 28.9~29.9%가 증가하였다.
이상의 결과, 우장지버섯 균사체배양액으로 제조한 초산발효액은 STZ로 유도한 고혈당을 완화시키는 항당뇨작용과 혈중지질대사를 개선시키는 효과가 있었으며 ROS 생성계를 억제하고 동시에 ROS 소거계를 증가시켜 당뇨에 의한 조직손상을 예방 및 경감시켜주는 것으로 생각되어 앞으로의 활용이 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

1. Quality characteristics of acetic acid fermented beverage of submerged culture media of Antrodia camphorata mycelium
This study was conducted to investigate the quality characteristics of acetic acid fermented beverage of submerged culture media of Antrodia camphorata mycelium with 3% ethanol(AJA). pH, acidity, color, efficiency ratio, content of total polyphenol, total glucan and free amino acids, total anti-oxidative enzymes activities, and sensory characteristics of AJA fermented for 12 days at 30℃ were evaluated.
In the results of AJA fermentation with 1~5% ethanol, acidity(2.02%) and fermentation efficiency ratio(50.66) in 3% were higher, and also the acceptability of sourness, flavor and overall taste were the highest in the AJA with 3% ethanol. L^(*), a^(*) and b^(*) values of 3% ethanol were higher than those of control. Total glucan, α-glucan and β-glucan content of AJA with 3% ethanol were 270, 220 and 60 mg/100 mL which were 1.8, 2.0 and 1.5 times higher than those of control, respectively. Total polyphenol content of AJA was 1.91 mg/100 mL which was 12% higher than that of control. Electone donating ability, SOD-like activity and total antioxidative activity of AJA were 47.3%, 6.8% and 3.0 at OD_(695), which were 0.36, 2.6 and 2 times higher respectively than those of control. Content of total free amino acid contained glycine, L-alanine and L-serine as a major amino acids was 158.64 mg/100 mL, and the content of essential amino acid was 97.83 mg/100 mL, which were 1.49~1.51 times higher compared with the control.
2. Anti-diabetic effect of AJA
Effect of the acetic acid fermented juice prepared with submerged culture media of Antrodia camphorata mycelium(AJA: pH 3.2, acidity 2.0, brix degree 3.2) on the level of blood glucose and serum lipids in streptozotocin(STZ) induced diabetic rats. Experimental group divided into normal control(NC), diabetic control(DM), 1/2 diluted AJA(C1) and undiluted AJA(C2) administered groups(0.5 mL/100 g body weight) after diabetes induction. In the C1 and C2 groups compared with DM group. α-Glucosidase inhibition activity of AJA was 1.7 times higher than control group.
Polyphagia, liver enlargement and weight loss caused by diabetes were considerably alleviated, but it did not reach to the level of NC group. In the C1 and C2 groups, the levels of blood glucose were 17.1% and 28.2% lower than that of DM group. There was not significant differences in the level of fructosamine of C1 group, but the level in C2 group was 16.3% lower compared with DM group. In the C1 and C2 groups compared with DM group, the levels were decreased 44.1~48.0% in serum triglyceride, 24.0~41.3% in total cholesterol, 28.7~57.9% in LDL-cholesterol, respectively. There was not significant differences in the level of HDL-cholesterol of C1 group, while the level in C2 group was increased 52.5%. In the C1 and C2 groups compared with DM group, the activities of ALT(alanine aminotransferase) and AST(aspartate aminotransferase) were decreased 9.1~21.0% and 25.1~31.2%, respectively. The level of GSH(glutathione) was increased 17.9~30.8%. While lipid peroxide was decreased by 21.0~28.0%. The activities of SOD(superoxide dismutase) and GST(glutathione S-transferase) were increased by 17.9~30.8% and 21.0~28.0%, respectively. In the O type activity of XO(xanthine oxidase), it decreased 18.9% in the C2 group. In the above results, we expected that the AJA could prepare for useful beverage having the effect of antihyperglycemia and improving of serum lipids and also, the AJA reduced and/or prevented the tissue damage caused by diabetes through inhibiting of ROS(reactive oxygen spices) generating system concurrently with increasing of ROS scavenging system in diabetes.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 3
• 1. 우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효 음료의 품질특성 = 3
• 1) 과즙의 제조 = 3
• 2) 사용균주 = 3
• 3) 우장지버섯 균사체 배양 = 3
• 4) 종초의 제조 = 4
• 5) 우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효음료의 제조 = 4
• 6) pH, 산도, 색상, 발효효율 및 관능검사 = 6
• 7) Total glucan 및 β-glucan 함량 = 6
• 8) Total polyphenol 함량 측정 = 7
• 9) 전자공여능(electron donating ability) 측정 = 7
• 10) Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 = 7
• 11) 총 항산화 활성 측정 = 7
• 12) 유리아미노산 함량 측정 = 8
• 2. 우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효음료의 항당뇨 효과 = 8
• 1) α-Glucosidase 저해 활성 측정 = 8
• 2) 실험동물과 실험식이의 조제 = 8
• 3) 당뇨유발 = 12
• 4) 체중, 식이섭취량, 음용수 섭취량 및 식이효율 = 12
• 5) 혈당 및 혈청 fructosamine 함량 측정 = 12
• 6) 분석시료의 채취 및 간조직 효소원의 조제 = 12
• 7) 혈청지질 함량 및 동맥경화지수 = 14
• 8) 혈청 ALT 및 AST 활성 측정 = 14
• 9) 간 조직의 GSH 및 LPO 함량 측정 = 14
• 10) 간 조직의 XOR, SOD 및 GST 활성 측정 = 15
• 11) 단백질 함량 측정 = 16
• 12) 통계처리 = 16
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 17
• 1. 우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효 음료의 품질 특성 = 17
• 1) pH, 산도, 색상, 발효효율 및 관능적 특성 = 17
• 2) Total glucan 및 β-glucan 함량 = 19
• 3) Total polyphenol 함량 = 21
• 4) 전자공여능(electron donating ability) = 23
• 5) Superoxide dismutase(SOD) 유사활성 = 25
• 6) 총 항산화 활성 = 27
• 7) 유리아미노산 함량 = 29
• 2. 우장지버섯 균사체 배양액을 이용한 초산발효음료의 항당뇨 효과 = 31
• 1) α-Glucosidase 저해 활성 = 31
• 2) 식이섭취량, 음용수섭취량, 증체량 및 식이효율 = 33
• 3) 장기무게 = 35
• 4) 혈당 및 fructosamine 함량 = 37
• 5) 혈청지질 함량 및 동맥경화지수 = 40
• 6) 혈청 ALT 및 AST 활성 = 42
• 7) 간 조직의 GSH 및 LPO 함량 = 44
• 8) 간 조직의 XOR 활성 = 46
• 9) SOD 및 GST 활성 = 48
• Ⅳ. 요약 = 50
• 참고문헌 = 52