KR20100032890A - 폴리페놀 함유 식물 재료를 변형시키는 방법 및 변형된 폴리페놀 식물 함유 재료의 의학적 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리페놀 함유 식물 재료(들)를 변형시키는 방법으로서, 하나 이상의 폴리페놀 함유 재료와 하나 이상의 용매를 혼합하여 혼합물을 제공하고; 존재하는 박테리아 종을 제거하기 위해 혼합물을 가열하여 가열된 혼합물을 제공하고; 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주, 및 임의로 하나 이상의 단백질원을 가열된 혼합물에 임의의 순서로 또는 동시에 첨가하여 발효 혼합물을 제공하고; 발효 혼합물을 발효 혼합물을 발효시키기에 적합한 조건으로 처리하여 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물을 제공하고; 임의로, 락트산 박테리아의 폴리페놀 변형 균주를 제거하여 살아있는 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물을 제공하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리페놀 함유 식물 재료(들)를 변형시키는 방법 및 다양한 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 신규한 의학적 용도에 관한 것이다.
세계 보건 기구(The World Health Organisation(WHO))는 3억의 인구(오늘날 인구의 대략 5%)가 2025년에는 타입 2 당뇨병에 걸릴 것으로 예상하고 있다. 이는, 상당수의 인구가 대사 증후군과 같은 여러 대사성 장애를 겪게 될 것임을 의미한다. 용어 "대사 증후군"은 임상적 진단 및 정의 둘 모두로서 논쟁되어 왔다. 여전히, 대사 증후군은 대사 위험 인자의 경고성 군을 나타내어, 타입 2 당뇨병 및 심혈관 질병에 걸릴 수 있는 고위험 환자를 확인한다.
현재, 세계 당뇨병 연맹(International Diabetes Federation (IDF)) 및 세계 보건 기구(WHO)에 의해 일반적으로 인정되는 주요 세가지 기준은, 비만, 이상지혈증(dyslipidaemia) 및 인슐린 내성을 고려하는 것이다. 각각의 이러한 위험 인자 는 심혈관 질병의 우수한 예측인자이다. 그러나, 인슐린 내성은, 타입 2 당뇨병 및 심혈관 질병 둘 모두를 예측하기 때문에 대사 증후군의 주요 요소로서 간주된다. 인슐린 분비는 당 대사를 유지시킬 뿐만 아니라, 지질 대사 및 혈관 긴장도(vascular tone)를 조절하는데 필요하다. 인슐린 내성은 정상혈당(euglycaemia)을 유지시키기 위한 베타 세포의 부적합한 조절을 초래하고, 이것이 주요 대사 조직 및 기관, 예컨대 근육, 지방 조직 및 간에서 인슐린 내성, 및 인슐린 내성과 고인슐린혈증 발병 간의 악순환을 심화시킨다. 인슐린 내성의 원인이 완전히 파악되어 있지 않으나, 몇몇 유전적 소인(genetic predisposition)(유전, 다형성), 분자적 요인, 예컨대 산화적 스트레스 및 인슐린 신호화를 방해할 수 있는 염증에 대한 여러 마커가 있다.
끝으로 중요하게는, 강화생활요법(intensive lifestyle modification)의 영향이 크며, 이는 중재 연구(intervention study)로 타입 2 당뇨병의 발병을 40 내지 58% 지연 또는 예방한 것으로 밝혀졌다. 이러한 중재 연구에서 식이는 지방, 특히 포화 지방(부분적으로 단불포화 지방에 의해 대체되는)으로부터의 에너지 섭취를 감소시킴으로써 체중을 감소시키는 것을 목표로 하고, 추가적으로 섬유질, 전곡, 야채 및 과일을 풍부하게 하였다. 식이 제한에 매일 30분의 신체 활동을 동반시켰다. 강화 생활 요법에 의한 생리적 이점은 체중 및 혈압 감소, 및 인슐린 감도(insulin sensitivity)의 개선이다. 이는 위험 요소 전체에 걸쳐 영향을 미치며, 대사 증후군과 관련된 질병의 발병을 지연시키거나 예방하는 것으로 밝혀졌다.
상기 내용에 비추어 보면, 상기 언급된 질병의 배후에 있는 메커니즘에 대한 연구에, 그리고 이러한 질병을 예방, 경감 또는 치료하기 위한 새로운 방법을 찾는데 많은 노고가 있었을 것임은 놀라운 것이 아니다.
식사 후 높은 인슐린 수준(고인슐린혈증)은 대사 증후군 중의 질병(심혈관 질병, 타입 2 당뇨병 및 비만)의 발병에 대한 위험 인자이기 때문에, 저인슐린 반응을 유도하는 음식이 유리할 수 있는 것으로 간주된다. 따라서, 인체내 보다 낮은 인슐린 수준을 유도하는 음식이 타입 2 당뇨병, 비만과 같은 심혈관 질병 및 대사 증후군에 의한 문제점이 점점 늘어나고 있는 세계의 산업화된 지역내 사람들에게 유리할 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 질병을 치료하고 예방하는 신규한 방법이 발견되었다.
발명의 요약
본 발명은 일 양태에서 폴리페놀 함유 식물 재료(들)를 변형시키는 방법으로서,
a) 하나 이상의 폴리페놀 함유 재료와 하나 이상의 용매를 혼합하여 혼합물을 제공하고;
b) 존재하는 박테리아 종을 제거하기 위해 혼합물을 가열하여 가열된 혼합물을 제공하고;
c) 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주, 및 임의로 하나 이상의 단백질원을 가열된 혼합물에 임의의 순서로 또는 동시에 첨가하여 발효 혼합물을 제공하고;
d) 발효 혼합물을, 발효 혼합물을 발효시키기에 적합한 조건으로 처리하여 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물을 제공하고;
e) 임의로, 락트산 박테리아의 폴리페놀 변형 균주를 제거하여 살아있는 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물을 제공하는 것을 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명은 추가의 양태에서, 당뇨병, 대사 증후군, 심혈관 질병의 예방 또는 치료를 위한 조성물을 제조하기 위한, 살아있는 락트산 박테리아를 포함하는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물, 또는 살아있는 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물(재료)들의 혼합물의 용도를 제공한다.
도 1은 혈당 기준 음료와 대해 개인별 시험에 의한 여러 블루베리 음료의 섭취 후 얻어진 식후의 혈장 혈당 곡선을 나타낸다.
도 2는 혈당 기준과 비교하여 여러 공정/첨가제로 처리된 여러 블루베리 제품의 섭취 후의 혈청 인슐린 반응을 나타낸다.
도 3은 비처리된 대조군(B-비처리)과 비교하여 여러 블루베리 제품의 섭취 후의 인슐린 반응을 나타낸다. 30분 후, B-ferm은 대조군(B-비처리)과 비교하여 상당히 낮은 인슐린 반응을 나타냈다(P<0.05, 대조군으로서 B-비처리를 사용한 듀넷 시험(Dunnet's test)).
도 4는 박테리아가 살아있는 발효된 블루베리 음료, 및 이후 박테리아가 저온살균에 의해 멸균된 발효된 블루베리 음료의 섭취 후에 얻어진 식후 혈장 혈당 곡선을 나타낸다.
도 5는 박테리아가 살아있는 발효된 블루베리 음료 및 이후 박테리아가 저온살균에 의해 멸균된 발효된 블루베리 음료의 섭취 후, 인슐린 반응을 나타낸다.
도 6은 발효 전 및 발효 후의 로즈힙 퓨레, 블루베리, 블루베리 필(peel), 및 월귤(lingonberry) 필 중의 카테킨, 에피카테킨, 프로안토시아니딘 다이머 아글리콘, 프로안토시아니딘 트리머 아글리콘, 프로안토시아니딘 테트라머 아글리콘, 3,4-디히드록시페닐프로피온산, 3-페닐 락트산, 프로토카테투익산(protocatechuic acid) 및 시아니딘-3-갈락토사이드/시아니딘-3-글로코사이드의 함량을 나타낸다.
도 7은 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum ) HEAL 19, 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 페디오코쿠스 아시딜락티시(Pediococcus acidilactici)로의 발효 전 및 발효 후의 블루베리 중의 카테킨, 에피카테킨, 프로안토시아니딘 B2, 프로안토시아니딘 트리머 아글리콘, 프로안토시아니딘 테트라머 아글리콘, 3,4-디히드록시페닐프로피온산, L-(-)-3-페닐락트산, 프로토카테투익산 및 시아니딘-3-갈락토사이드/시아니딘-3-글로코사이드의 함량을 나타낸다.
도 2는 혈당 기준과 비교하여 여러 공정/첨가제로 처리된 여러 블루베리 제품의 섭취 후의 혈청 인슐린 반응을 나타낸다.
도 3은 비처리된 대조군(B-비처리)과 비교하여 여러 블루베리 제품의 섭취 후의 인슐린 반응을 나타낸다. 30분 후, B-ferm은 대조군(B-비처리)과 비교하여 상당히 낮은 인슐린 반응을 나타냈다(P<0.05, 대조군으로서 B-비처리를 사용한 듀넷 시험(Dunnet's test)).
도 4는 박테리아가 살아있는 발효된 블루베리 음료, 및 이후 박테리아가 저온살균에 의해 멸균된 발효된 블루베리 음료의 섭취 후에 얻어진 식후 혈장 혈당 곡선을 나타낸다.
도 5는 박테리아가 살아있는 발효된 블루베리 음료 및 이후 박테리아가 저온살균에 의해 멸균된 발효된 블루베리 음료의 섭취 후, 인슐린 반응을 나타낸다.
도 6은 발효 전 및 발효 후의 로즈힙 퓨레, 블루베리, 블루베리 필(peel), 및 월귤(lingonberry) 필 중의 카테킨, 에피카테킨, 프로안토시아니딘 다이머 아글리콘, 프로안토시아니딘 트리머 아글리콘, 프로안토시아니딘 테트라머 아글리콘, 3,4-디히드록시페닐프로피온산, 3-페닐 락트산, 프로토카테투익산(protocatechuic acid) 및 시아니딘-3-갈락토사이드/시아니딘-3-글로코사이드의 함량을 나타낸다.
도 7은 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum ) HEAL 19, 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 페디오코쿠스 아시딜락티시(Pediococcus acidilactici)로의 발효 전 및 발효 후의 블루베리 중의 카테킨, 에피카테킨, 프로안토시아니딘 B2, 프로안토시아니딘 트리머 아글리콘, 프로안토시아니딘 테트라머 아글리콘, 3,4-디히드록시페닐프로피온산, L-(-)-3-페닐락트산, 프로토카테투익산 및 시아니딘-3-갈락토사이드/시아니딘-3-글로코사이드의 함량을 나타낸다.
본 발명의 방법의 일 구체예에서, 하나 이상의 폴리페놀 함유 식물 재료와 하나 이상의 용매의 혼합물은 균질화에 의해 얻어진다. 용매는 바람직하게는 물, 수돗물 또는 증류수이나, 미네랄 워터(mineral water), 과일 쥬스 및 야채 쥬스와 같은 쥬스, 우유 및 그 밖의 다른 음료와 같은 또다른 수성 식용가능한 용매일 수 있다.
하나 이상의 폴리페놀 함유 물질과 하나 이상의 용매의 제조된 혼합물 중에 존재하는 박테리아 및/또는 미생물과 같은 임의의 박테리아 종의 성장을 억제하도록, 이러한 박테리아 종을 제거하기 위해, 단계 b)의 가열이 6O℃-100℃, 바람직하게는 80℃-100℃, 더욱 바람직하게는 9O℃-100℃의 온도, 즉, 박테리아 및 미생물을 죽이기에 충분한 온도에서 수행되거나, 예를 들어 94℃에서 2초 동안 저온살균하거나, 통상적인 오토클레이브(autoclave)를 사용하여 존재하는 박테리아를 없앤다. 단계 d)에서 제공되는 발효는 혼합물에 첨가된 락트산 박테리아의 특정 균주에 대해서만 이루어져야 한다. 그러므로, 발효 전에 가열 단계 b)에서는 존재할 수 있는 임의의 다른 종의 박테리아를 제거할 필요가 있다. 가열 온도 및 가열 기간은 존재하는 임의의 박테리아 및 미생물을 죽이기 위한 목적하는 결과에 따라 결정된다.
가열 단계 b) 후에, 가열된 혼합물의 pH는 폴리페놀 함유 재료가 산성일 수 있기 때문에, 예를 들어, KOH를 첨가함으로써 약 4.5-9, 바람직하게는 5-7 범위의 pH 값으로 조절될 수 있다. 이는 이러한 pH 범위에서는 첨가되는 락트산 박테리아의 균주가 잘 성장하기 때문이다. 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주는 약 105- 109 cfu/ml 혼합물의 양으로 첨가된다. 바람직하게는, 발효는 하나 이상의 단백질원, 예를 들어, 아미노산원의 존재하에서 수행하며, 상기 단백질원은 펩톤, 트립톤(밀크 브로쓰(milk broth)), 효모 추출물 및 이들의 조합물을 포함하는 군으로부터 선택되나, 이로 제한되는 것은 아니다. 또 다른 예로는 미트 브로쓰(meat broth) 또는 오트밀이 있으며, 이들은 또한 박테리아에 대해 필요 성분을 포함한다. 또한, 발효는, 단백질원의 첨가 없이도 일어날 수 있다. 즉, 첨가되는 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 성분의 존재 만으로, 즉, 이러한 식물 재료 중에 존재하는 단백질 및 탄수화물의 존재 만으로 발효가 일어날 수 있다. 하나 이상의 단백질이 전체 혼합물의 0.0001 내지 0.1중량%로 첨가되거나 존재한다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주는, 락토바실러스(Lactobacillus), 페디오코쿠스(Pediococcus), 스트렙토코쿠스(Streptococcus), 웨이셀라(Weissella), 류코노스톡(Leuconostoc), 오에노코쿠스(Oenococcus), 락토코쿠스(Lactococcus) 및 이와 계통발생론적으로 관련된 부류로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 락토바실러스의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주는 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 파라플랜타룸(paraplantarum), 락토바실러스 펜토수스(pentosus), 및 락토바실러스 아르겐토라텐시스(argentoratensis)를 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 락토바실러스 플랜타룸은 락토바실러스 플랜타룸 299, DSM 6595(이는 1991년 7월 2일자로 Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen에 기탁됨), 락토바실러스 플랜타룸 299v, DSM 9843(이는 1995년 3월 16일자로 Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen에 기탁됨), 락토바실러스 플랜타룸 HEAL-9, DSM 15312, 락토바실러스 플랜타룸 HEAL-19, DSM DSM 15313, 및 락토바실러스 플랜타룸 HEAL-99, DSM 15316(이는 2002년 11월 27일자로 Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen에 기탁되었으며, 상기와 같이 언급된 수탁 번호가 부여됨)로 이루어진 군으로부터 선택된다.
락트산 박테리아의 특정 균주를 첨가한 후, 발효 조건은 대기압 하의 액체 매질 중에서 약 30℃-50℃, 바람직하게는 약 35℃-45℃, 특히 약 37℃-40℃의 온도이다. 발효는 일반적으로 pH 값이 <5, 바람직하게는 <4에 이를 때까지 진행된다. 요거트가 발효되는 경우, 발효는 pH <4.6-4.7에 이르게 될 때까지 계속된다. 발효는 약 10-30시간, 바람직하게는 약 15-25시간, 예를 들어, 약 20-24시간 동안 수행된다. 발효 기간은 유리하게 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)를 제공하기에 충분해야 한다.
발효를 완료한 후, 락트산 박테리아의 폴리페놀 변형 균주의 선택적인 제거 단계 f)가 가열, 자외선, 감마선, 가압, 전류, 전기 방전, 펄스 전기장(pulsed electric field), 전기 쇼크 또는 살균 여과에 의해 수행된다. 락트산 박테리아의 균주를 제거함으로써, 개인에 의해 섭취될 수 있는 임의의 조성물에 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물 혼합물의 수득된 혼합물을 사용할 수 있을 것이다.
락트산 박테리아의 군주의 발효에 의해 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)는 예를 들어, 과일, 야채, 베리, 차, 곡물, 녹차, 커피, 코코아, 쵸콜릿, 및 수피(bark)를 포함하는 군으로부터 선택된다. 과일 및 베리는 예를 들어, 블루베리, 월귤, 크렌베리, 사과, 바나나, 블랙커런트, 스트로베리, 라즈베리(raspberry), 로즈힙, 포도, 감귤, 아로니아(aronia), 모과(Japanese quince), 자두, 로즈힙 및 엘더베리(elderberry), 올리브, 케이퍼 베리(caper berry) 및 그 밖의 폴리페놀이 풍분한 과일의 군으로부터 선택된다. 수피는 바람직하게는 계피로부터 선택된다. 야채는 예를 들어 콩류로부터 선택된다. 본 발명은 상기 언급된 특정 예로만 국한되지 않는다. 상기 선택된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)에 비추어 중요한 특징은 사용되는 폴리페놀 함유 식물 재료(들)가 락트산 박테리아의 균주에 의한 발효에 의해 영향받게 된다는 것과 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료를 제공하는 것이다.
본 명세서에서, 용어 "폴리페놀 함유 식물 재료를 변형시키는"은 첨가된 락트산 박테리아 균주의 발효가 폴리페놀을 함유하는 식물 재료의 존재하에서 일어나는 것을 의미한다. 발효가 일어나면 존재하는 폴리페놀 그룹에 영향을 미쳐서 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)를 제공한다.
본 명세서에서, 용어 "변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)"은 본원에서 명시된 조건에서 락트산 박테리아 균주의 존재 하에 폴리페놀 함유 식물 재료를 발효시킨 후에 얻어진 생성물(들)로 의도된다. 실험부에서, 시험된 폴리페놀 함유 재료는 블루베리, 월귤 및 로즈힙이며, 확실하게 보다 낮은 인슐린 반응의 효과를 초래한 것은 발효된 블루베리, 월귤 및 로즈힙을 함유하는 시험 생성물 뿐이었으며, 이는 폴리페놀 함유 재료의 발효가 보다 낮은 인슐린 반응을 초래할 가능성이 크다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 용어 "변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)"는 폴리페놀 함유 식물 재료의 발효 후에 얻어진 물질을 의미한다. 이러한 "변형된 폴리페놀 함유 식물 재료"는 락트산 박테리아 균주로 발효되지 않은 폴리페놀 함유 식물 재료를 섭취한 것과 비교하여 발효된 동일한 것을 섭취한 후에 인간의 인슐린 반응을 낮추는 바람직한 효과를 제공한다. 임의의 적합한 형태로 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료를 섭취함에 의한 인슐린 저하 수준은 약 1-50%, 바람직하게는 약 5-40%, 더욱 바람직하게는 약 10-30%, 더욱 더 바람직하게는 약 15-25%, 예를 들어 약 25%이다.
본 발명은 추가로 당뇨병, 대사 증후군, 비만 및 심혈관 질병의 예방 또는 치료를 위한 조성물을 제조하기 위한, 살아있는 락트산 박테리아를 포함하는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물 또는 살아있는 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물의 용도에 관한 것이다.
상기 조성물은 바람직하게는 약제 조성물 또는 식품 조성물이다. 식품 조성물은 예를 들어, 식품 또는 식품 보조제이다.
식품은 빵, 치즈, 요거트 쥬스, 건강 음료, 건강 바(bar), 스프레드, 비스켓 및 씨리얼을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 이러한 식품 조성물은 건강을 유지하기 위해 개인에 의해 용이하게 섭취되기 때문에, 식품 조성물 중에 살아있는 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물 또는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물을 포함시키는 것은 편리하며, 상기 언급된 심혈관 질병이 예방될 수 있다.
방법 및 재료
시험 방법
본 발명의 효과를 보여주기 위해, 1) 블루베리 조성물의 열 처리 타입 및 정도, 2) 조성물 중의 락트산 생성 박테리아(각각 락토바실러스 플랜타룸 299v 및 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19)의 존재, 및 3) 블루베리 조성물의 L. 플랜타룸 HEAL 19로에 의한 발효에 따라, 블루베리와 같은 폴리페놀 함유 식물 재료 및 수크로스를 기재로 하는 여러 조성물을 섭취한 후 식후 혈당 및 인슐린 반응에서의 잠재적 차이를 평가하는 시험을 하였다.
5개의 상이한 시험 음료 및 기준 음료(Ref.)를 연구에 포함시켰다. 시험 음료는 하나의 비처리되고 비발효된 블루베리 음료(B-untr), 저온 살균된 비발효된 블루베리를 기재로 하는 하나의 음료, 락토바실러스 플랜타룸 299v 및 HEAL 19가 각각 첨가된 저온살균되고, 비발효된 두개의 음료(B-299v 및 B-HEAL), 및 저온살균되고, L. 플랜타룸 HEAL 19로 발효된 하나의 음료(B-ferm)로 구성되었다. 기준 음료는 수중에 용해되어 있는 글루코스로 구성되었다. 블루베리(바시늄 미르틸루스(Vaccinium myrtillus))를 -20℃에서 저장하기 전에 퓨레(puree)에 혼합하였다. 해동시킨 후, 블루베리를 물과 희석하고(1:1), 가정용 믹서를 사용하여 5분 동안 균질화시켰다. 이후, 블루베리를 두번째로 희석하여(1:1) 25% 블루베리 용액을 수득하였다. 이후, 블루베리 용액을 고성능 디스펜서(dispenser)(Ultra Turrax T25, Janke & Kunkel IKA, Werke GmbH & Co.KG, Staufen, Germany)를 사용하여 25000rpm에서 균질화시켰다. 비발효된 블루베리 음료에 대한 샘플을 취하고(B-비처리됨), 식사 연구에 사용될 때까지 -20℃에서 동결시켰다. 나머지 블루베리 용액을 저온살균시키고(94℃, 2s), -20℃에서 저장하였다(B-저온살균됨).
락토바실러스 플랜타룸 299v(B-299v) 및 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19(B-HEAL)가 별도로 첨가된 두개의 음료를 연구 하루 전에, B-저온살균 음료를 해동시킴으로써 준비하고, 각각의 락토바실러스 균주를 첨가한 후, 제공될 때까지 음료를 냉장고(+4℃)에서 하루밤 방치시켰다.
제공되기 대략 일주일 전에, 600ml의 저온살균된 블루베리 용액을 용기에서 발효시키고, KOH를 첨가하여 pH를 5로 조절하였다. 이후, 블루베리 용액을 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19(1 x 107 콜로니 형성 단위(cfu)/ml)를 사용하여 접종시켰다. 오토클레이빙된 잠두콩 꽃 1g을 질소원으로서 첨가하였다. 블루베리 용액을 방치하여 최종 cfu가 1 x 109/ml (pH 3.8)이 얻어질 때까지 20시간 동안 발효시켰다(B-발효됨). 발효 후, 블루베리 용액을 4℃에서 저장하였다. 발효는 프로비 아베(Probi AB, Lund, Sweden)에 의해 수행되었다. 글루코스 음료를 300ml 물에 대해 3Og D+-글루코스(VWR international Ltd. Poole, England)를 함유하는 기준 식사로서 사용하였다. 모든 식사에는 30g의 탄수화물이 제공되었다. 연구 개시시에 시험 대상자 각자에게 백밀 빵(WWB, Dollar Storfranska, Lockarp, Sweden) 한조각을 제공하였다. 각각의 경우 이전에 개인적으로 선택된 양의 슬라이스를 저녁에 섭취하도록 하였다.
하기 표 1은 시험 음료 및 기준 음료의 상이한 조성을 보여준다.
표 1
상기 베리는 <0.04 수크로스를 함유하였다.
*모든 블루베리 음료는 72.8mg의 아스코르브산, 320.1mg의 트레코멕스(trecomex), 291mg의 CNK를 추가로 하였다.
72.8mg의 아스코르브산을 제공하기 전에, 320.1mg의 트레코멕스(변형된 감자 전분), 291mg의 CNK(카라기난 E407) 및 26.18g 수크로스를 각각의 블루베리 음료에 첨가하였다. 추가로, 1.18g의 글루코스를 B-발효된 음료에 첨가하여 발효 동안의 이러한 탄수화물 손실을 보충하였다. 끝으로, 모든 블루베리 음료를 32.0g의 물로 조절하여 20% 블루베리 및 30g의 탄수화물을 함유하는 300g의 블루베리 음료를 얻었다.
시험 음료 연구
모든 음료를 아침으로서 제공하고, 5일 이상의 간격을 두고 무작위로 제공하였다. 모든 대상자로부터 서면 동의서를 취득하였다. 또한, 대상자들은 언제라도추가의 설명 없이 연구에서 탈퇴될 수 있음을 잘 인지하였다. 런드 대학(Lund University)의 의학 대학 윤리위원회는 본 연구를 승인하였다.
시험 대상자
15명의 건강한 비흡연 지원자로서, 7명의 여성과 8명의 남성이 본 급성 식사 연구(acute meal study)에 참여하였다. 평균 연령은 25 ± 2.4(평균 ± SD)였으며, 평균 체질량 지수는 정상 범위(22.4 ± 2.0kg/m2; 평균 ± SD)내에 있었다. 대상자들은 어떠한 약물 치료도 받고 있지 않았다. 대상자들에게 알코올 섭취를 피하고, 시험 전날에는 섬유질이 풍부한 저녁과 신체 활동을 요구하였다. 대상자들은 각각의 경우 이전에 저녁으로 오후 9시에서 10시 사이에 개인적으로 선택한 양의 WWB를 먹었다. 개인적으로 선택된 양의 슬라이스는 연구내내 동일하게 유지되도록 하였다. WWB 식사 후에, 대상자들에게 연구실에 도착하기 전에는 다른 것을 더이상 섭취하지 않도록 요청하였다. 그러나, 필요에 따라 오후 10시 이후에는 소량의 물 섭취를 허용하였다. 각각의 대상자들은 4가지 경우에 1주 이상의 간격을 두고 참여하였다.
연구 설계 및 혈액 샘플링
대상자들은 오전 7시 45분에 실험실에 도착하였으며, 말초 카테터(peripheral catheter)가 주정맥(antecubital vein)에 삽입되었다. 각각의 경우, 모든 참가자들은 스트레스 또는 불안감의 느낌들을 포함하여, 그날의 신체 상태에 관한 질의서를 작성하였다. 식사는 10분 동안 정상적인 방식으로 섭취하였다. 단식 시, 및 식사 후 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240분에서의 혈청 인슐린 및 혈장 혈당 분석을 위해 모세혈을 채혈하였다.
혈당 분석
혈당을 B-혈당 분석기(B-Glucose Analyser)(Hemocue 201+, Hemocue AB, Angelholm, Sweden)에 의해 측정하였다.
인슐린 분석
혈청 인슐린 샘플을 -20℃에서 저장하였다. 효소 면역검정 키트(Mercodia Insulin Elisa; Mercodia AB, Uppsala, Sweden)를 사용하여 적분 면역검정 분석기(CODA Open Microplate System; Bio-Rad Laboratories, Hercules CA)에서 분석을 수행하였다.
산출 및 통계적 분석
각각의 참여자 및 각각의 시험 음료에 대해, 혈당 및 혈청 인슐린에 대한 0-45분 및 0-120분에서의 곡선 아래 증가 면적(AUC)을 그라프패드 프리즘(GraphPad PRISM)(버젼 3.02; GraphPad Software Inc, San Diego)을 사용하여 계산하였다. 바탕선 아래 면적은 전부 계산에서 공제되었다. 혈당, 및 혈청 인슐린을 각각의 시점에서 통계적으로 분석하였다. 통계적 계산은 MINITAB 통계 소프트웨어(MINITAB Statistical Software)(윈도우용 릴리스(release) 13.1)로 수행하였다. 일반적인 선형 모델(ANOVA)에 이어 터키 다중 비교 시험(Tukey's multiple comparisons test) 또는 듀넷 시험(Dunnett's test)에 의해 의미있는 값을 결정하였다. P<0.05가 되게 하는 차이는 중요한 것으로 간주하였다.
혈장 혈당
혈장 곡선 아래의 초기(0-45분) 뿐만 아니라 후기(0-90분) 면적은 글루코스 기준 음료와 비교하여 블루베리 음료의 섭취 후에 현저하게 더 낮았다. 블루베리 음료에 대한 GI 값을 58-64분의 간격으로 수집하였으며, 그 값은 글루코스 기준 음료(GI=1OO)에 비해 현저하게 더 낮았다. 혈장 혈당 반응이 도 1에 도시되어 있다.
표 2 - 저온살균되고, 박테리아로 발효되고/되거나 보충된 블루베리 음료 및 글루코스 기준 음료의 섭취 후의 혈장 혈당
상기 수치는 평균값 ± SD을 나타내고, n=시험자의 수이다. 다른 문자를 갖는 동일 컬럼의 평균 값은 크게 상이한 것이다(P<0.05).
혈청 인슐린
여러 블루베리 음료 및 기준 음료의 섭취 후의 인슐린 반응이 도 2에 도시되어 있다. 30 내지 60분의 간격에서, 모든 블루베리 음료는 글루코스 기준 음료와 비교하여 인슐린 반응을 현저하게 낮추었다. 15분 후, B-ferm의 섭취 후의 인슐린 수준은 글루코스 기준 음료와 비교하여 현저히 낮았다. 초기 식후 단계에서(0-45분 AUC로서 표현됨), B-ferm은 B-HEAL 19보다 인슐린 반응이 더 낮았다.
블루베리 원료에 대한 저온 살균 및 발효, 또는 락토바실러스 플라타룸의 첨가에 대한 중요성을 연구하기 위해, B-past, B-ferm, B-299v 및 B-HEAL 19의 인슐린반응을 비처리된 대조군 음료(B-untr)와 비교하였다. 섭취 30분 후, B-ferm은 B-비처리된 것과 비교하여 현저히 낮았다. 120분 후, B-299v 및 B-HEAL 19는 B-비처리된 것과 비교하여 현저히 낮은 인슐린 반응을 나타내었다. 초기 인슐린 반응(0-45분 AUC)의 비교에서는 B-ferm이 비처리된 블루베리 음료에 비해 보다 낮은 인슐린 반응(25%)을 제공하였음을 보여주었다(P<0.05, 표 4). 저온살균 또는 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19 각각의 첨가는 모두 비처리된 블루베리 음료와 비교하여 식후 인슐린 면적에 크게 영향을 미치지 않았다.
표 3 - 글루코스 음료, 및 저온살균되고, 박테리아로 발효되고/되거나 보충된 블루베리 원료를 기재로 하는 음료의 섭취 후의 건강한 시험 대상자의 혈청 인슐린 반응
상기 수치는 평균값 ± SD을 나타내고, n=시험자의 수이다. 다른 문자를 갖는 동일 컬럼의 평균 값은 크게 상이한 것이다(P<0.05).
락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19를 사용한 블루베리의 발효는 감소된 인슐린 반응에 대해 중요 인자인 것으로 보인다. 상기 결과는 발효 과정이 인슐린 소모를 개선시킴을 시사한다.
표 4 - 저온살균되고, 발효된 블루베리 음료와 대조군으로서 비처리된 블루베리 음료의 인슐린 반응 비교
*는 대조군 음료인 B-비처리된 음료(P<0.05, 대조군 음료로서 B-비처리된 듀넷 시험)에 대해 큰 차이가 있음을 나타낸다.
락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19로 발효된 블루베리 음료의 섭취 후 25% 낮은 인슐린 반응은, 블루베리 음료의 섭취 후의 식후 혈장 혈당 반응이 동일한 수준이었기 때문에, 혈장 혈당에서의 유사한 감소를 수반하지 않음을 알 수 있다. 그러나, 바실러스 플랜타룸 HEAL 19를 사용한 블루베리의 발효는 발효된 블루베리를 함유한 음료에 의해 보여진 감소된 인슐린 반응의 중요 인자인 것으로 보여진다. 이러한 효과는 동일한 박테리아인 락토바실러스 플라타룸 HEAL19가 섭취 직전에 블루베리 음료에 첨가된 경우에는 나타나지 않았다. 따라서, 인슐린 반응을 감소시키는 것은 상기 박테리아의 존재 그 자체가 아니라, 발효 자체이며 이것이 중요한 것이다. 이러한 흥미로운 효과를 야기하는 활성 메커니즘은 발효에 의해 생성되거나 변형된 성분, 즉, 발효 후 블루베리 중의 유효한 변형된 폴리페놀 성분에 기인한 것일 수 있다.
요약하면, 발효된 블루베리 음료가 비발효된 블루베리 음료에 비해 25% 인슐린 반응을 감소시킨 것으로 결론내릴 수 있다. 미래에, 대사성 장애가 있는 사람들을 겨냥한 제품이 타입 2 당뇨병 및 내피성 장애의 발병을 예방하고, 또한 감소시키는 추가적인 방법을 제공할 수 있을 것이다. 바람직하게는 모든 측면, 즉, 영양적 및 임상적 측면 뿐만 아니라 사회적, 문화 및 경제적인 측면의 문제점을 통합함으로써 이루어지는 보다 큰 관점에서 "대사성 장애 유행병(metabolic disturbances epidemic)" 측면에서 보아, 서구 및 개발도상국에 모든 건강한 생활에 도입될 수 있을 것이다. 모든 소비자들의 증가된 지식은 희망적으로 산업을 시장의 요구에 따르게 할 것이다.
살아있는 박테리아가 있는 음료의 효과와 박테리아가 제거된 음료의 효과를 비교하는 시험
두개의 상이한 시험 음료에 대해, L. 플랜타룸 HEAL 19의 배양물이 발효 후 저온살균된 음료가 L. 플랜타룸 HEAL 19의 배양물이 발효 후 생존한 채로 있는 음료에서와 동일하게 낮은 인슐린 반응을 야기하는 지를 평가하기 위한 연구가 포함되었다.
시험 음료는 저온살균되고, L. 플랜타룸 HEAL 19로 발효된 하나의 음료 및 저온살균되고, L. 플랜타룸 HEAL 19로 발효된 후, 발효 후에 저온살균된 하나의 음료로 구성되었다. 블루베리(바시늄 미르틸루스)를 -20℃에서 저장하기 전에 퓨레에 혼합하였다. 해동시킨 후, 블루베리를 물과 희석하고(1:1), 가정용 믹서를 사용하여 5분 동안 균질화시켰다. 이후, 블루베리를 두번째로 희석하여(1:1) 25% 블루베리 용액을 수득하였다. 이후, 블루베리 용액을 고성능 디스펜서(Ultra Turrax T25, Janke & Kunkel IKA, Werke GmbH & Co.KG, Staufen, Germany)를 사용하여 25000rpm에서 균질화시켰다. 비발효된 블루베리 음료에 대한 샘플을 취하고(B-비처리됨), 식사 연구에 사용될 때까지 -20℃에서 동결시켰다. 나머지 블루베리 용액을 저온살균시키고(94℃, 2s), -20℃에서 저장하였다(B-past.).
제공되기 대략 일주일 전에, 600ml의 저온살균된 블루베리 용액을 용기에서 발효시키고, KOH를 첨가하여 pH를 5로 조절하였다. 이후, 블루베리 용액을 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19 (1 x 107 콜로니 형성 단위(cfu)/ml)를 사용하여 접종시켰다. 오토클레이빙된 잠두콩 꽃 1g을 질소원으로서 첨가하였다. 블루베리 용액을 방치하여 최종 cfu가 1 x 109/ml (pH 3.8)이 얻어질 때까지 20시간 동안 발효시켰다. 발효 후, 블루베리 용액을 4℃에서 저장하거나, 다시 저온 살균시키고(94℃, 2s), 4℃에서 저장하였다. 발효는 프로비 아베(Probi AB, Lund, Sweden)에 의해 수행되었다.
하기 표 5는 시험 음료의 상이한 조성을 보여준다.
표 5
상기 베리는 <0.04 수크로스를 함유하였다.
*모든 블루베리 음료는 72.8mg의 아스코르브산, 320.1mg의 트레코멕스, 291mg의 CNK를 추가로 하였다.
72.8mg의 아스코르브산을 제공하기 전에, 320.1mg의 트레코멕스(변형된 감자 전분), 291mg의 CNK(카라기난 E407) 및 26.18g 수크로스를 각각의 블루베리 음료에 첨가하였다. 추가로, 1.18g의 글루코스를 B-발효된 음료에 첨가하여 발효 동안의 이러한 탄수화물 손실을 보충하였다. 끝으로, 모든 블루베리 음료를 32.0g의 물로 조절하여 20% 블루베리 및 30g의 탄수화물을 함유하는 300g의 블루베리 음료를 얻었다.
시험 음료 연구
모든 음료를 아침으로서 제공하고, 5일 이상의 간격을 두고 무작위로 제공하였다. 모든 대상자로부터 서면 동의서를 취득하였다. 또한, 대상자들은 언제라도추가의 설명 없이 연구에서 탈퇴될 수 있음을 잘 인지하였다. 런드 대학(Lund University)의 의학 대학 윤리위원회는 본 연구를 승인하였다.
시험 대상자
13명의 건강한 비흡연 지원자가 본 급성 식사 연구에 참여하였다. 평균 연령은 25.5 ± 1.34(평균 ± SD)였으며, 평균 체질량 지수는 정상 범위(20.8 ± 0.24kg/m2; 평균 ± SD)내에 있었다. 대상자 중 한명은 하나의 시험 전날 위장 인플루엔자(gastric influenza)에 걸려서 본 연구에서 제외되었다. 대상자들은 어떠한 약물 치료도 받고 있지 않았다. 대상자들에게 알코올 섭취를 피하고, 시험 전날에는 섬유질이 풍부한 저녁과 신체 활동을 요구하였다. 대상자들은 각각의 경우 이전에 저녁으로 오후 9시에서 10시 사이에 개인적으로 선택한 양의 WWB를 먹었다. 개인적으로 선택된 양의 슬라이스는 연구내내 동일하게 유지되도록 하였다. WWB 식사 후에, 대상자들에게 연구실에 도착하기 전에는 다른 것을 더이상 섭취하지 않도록 요청하였다. 그러나, 필요에 따라 오후 10시 이후에는 소량의 물 섭취를 허용하였다. 각각의 대상자들은 4가지 경우에 1주 이상의 간격을 두고 참여하였다.
연구 설계 및 혈액 샘플링
대상자들은 오전 7시 45분에 실험실에 도착하였으며, 말초 카테터(peripheral catheter)가 주정맥(antecubital vein)에 삽입되었다. 각각의 경우, 모든 참가자들은 스트레스 또는 불안감의 느낌들을 포함하여, 그날의 신체 상태에 관한 질의서를 작성하였다. 식사는 10분 동안 정상적인 방식으로 섭취하였다. 단식 시, 및 식사 후 15, 30, 60, 90, 120분에서의 혈청 인슐린 및 혈장 혈당 분석을 위해 모세혈을 채혈하였다.
혈당 분석
혈당을 B-혈당 분석기(Hemocue 201+, Hemocue AB, Angelholm, Sweden)에 의해 측정하였다.
인슐린 분석
혈청 인슐린 샘플을 -20℃에서 저장하였다. 효소 면역검정 키트(Mercodia Insulin Elisa; Mercodia AB, Uppsala, Sweden)를 사용하여 적분 면역검정 분석기(CODA Open Microplate System; Bio-Rad Laboratories, Hercules CA)에서 분석을 수행하였다.
산출 및 통계적 분석
각각의 참여자 및 각각의 시험 음료에 대해, 혈당 및 혈청 인슐린에 대한 0-45분 및 0-120분에서의 곡선 아래 증가 면적(AUC)을 그라프패드 프리즘(버젼 3.02; GraphPad Software Inc, San Diego)을 사용하여 계산하였다. 바탕선 아래 면적은 전부 계산에서 공제되었다. 혈당, 및 혈청 인슐린을 각각의 시점에서 통계적으로 분석하였다. 통계적 계산은 MINITAB 통계 소프트웨어(윈도우용 릴리스 13.1)로 수행하였다. 일반적인 선형 모델(ANOVA)에 이어 터키 다중 비교 시험 또는 듀넷 시험에 의해 의미있는 값을 결정하였다. P<0.05가 되게 하는 차이는 중요한 것으로 간주하였다.
혈장 혈당
도 4에서 알 수 있드시, 혈장 곡선 아래의 초기(0-45분) 뿐만 아니라 후기(0-90분) 면적은 살아있는 박테리아를 함유하는 시험 음료와 비교하여 발효 후에 저온 살균된 시험 음료의 섭취 후에 약간 더 낮았다. 혈당 곡선의 프로파일을, 혈당이 단식시의 값을 초과하여 머무른 기간을 단식시의 값으로부터 혈당의 최대 증가분으로 나눔으로써 분석하였다. 이러한 지수는 혈당 기간/피크 쿼터(glucose Duration/Peak quota)(분/△mM)로 불리운다. 혈당 기간/피크 쿼터에 대한 높은 값은 혈당 곡선이 길고 아래에 있다는 것을 의미하며, 낮은 값은, 짧고 높은 곡선을 갖는 바람직하지 않은 곡선 프로파일을 나타낸다. 본 시험에서는 기준 값이 포함되어 있지 않기 때문에 GI 값은 측정될 수 없었다.
표 6 - 박테리아가 살아있는 발효된 음료, 및 발효되고 저온살균된 음료에 대한 AUC 120분(혈장 혈당)
상기 수치는 평균값 ± SD을 나타내고, n=시험자의 수이다.
표 7 - 박테리아가 살아있는 발효된 음료, 및 발효되고 저온살균된 음료에 대한 AUC 45분(혈장 혈당) 및 혈당 기간/피크 쿼터
상기 수치는 평균값 ± SD을 나타내고, n=시험자의 수이다.
혈청 인슐린
두가지 블루베리 음료의 섭취 후 인슐린 반응이 도 5에 도시되어 있다. AUC는, 박테리아가 살아있는 시험 음료와 비교하여 발효 후의 저온살균된 시험 음료의 섭취 후에 더 낮았다. 본 시험에서는 기준 값이 포함되어 있지 않기 때문에 GI 값은 측정될 수 없었다.
표 8 - 박테리아가 살아있는 발효된 음료, 및 발효되고 저온살균된 음료에 대한 AUC 120분(혈청 인슐린 반응)
상기 값은 분석 전에 박스 콕스 트랜스포메이션(Box Cox Transformation)으로 변환되었다.
결론
두 음료는 모두 혈당에 대해 대략적으로 동일한 반응을 나타내었다. 저온살균된, 즉, 멸균된 음료가 박테리아가 살아있는 음료에 비해 인슐린 반응에 대해 보다 우수한 결과를 나타내었다. 초기 연구에서는, 인슐린 반응에 대해 저온살균 만으로는 효과가 없는 것으로 나타났다. 즉, 저온살균된 블루베리가 비저온살균된 블루베리와 동일한 결과를 나타내었다. 그러나, 본 연구에서는 발효 후 열 처리 정도가 크다면 인슐린 반응에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.
이러한 효과에 대한 메커니즘은 추가로 평가되어야 할 필요가 있다. 한 가지 이론은, 보다 강력한 열처리가, 블루베리 중 폴리페놀 및 그 밖의 생활성 성분에 대해 영향을 미침으로써 인슐린 저하 효과를 제공한다는 것이며, 이는 추가의 열처리 단계로 인해 열로 박테리아가 멸균된 음료에 의해 설명된다.
페놀계 화합물 분석
폴리페놀 함유 식물 재료의 변형이 일어남을 입증하기 위해, 발효 전 및 후의 로즈힙 퓨레, 블루베리, 블루베리 필, 및 월귤 필 중의 카테킨, 에피카테킨, 프로안토시아니딘 B2, 프로안토시아니딘 트리머 아글리콘, 프로안토시아니딘 테트라머 아글리콘, 3,4-디히드록시페닐프로피온산, L-(-)-3-페닐락트산, 프로토카테투익산 및 시아니딘-3-갈락토사이드/시아니딘-3-글로코사이드의 함량을 비교하는 연구를 수행하였다.
다른 미생물이 발효에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 모든 과일 분획을 발효 전에 저온살균시켰다.
페놀계 화합물의 분석을 위해 샘플의 중량을 재고, 추출을 위한 용액을 첨가하였다(샘플 농도: 50% 에탄올, 0.05M 인산 및 다르게는 50% 메탄올, 0.5%). 이후, 샘플을 초음파 배쓰에서 10분 동안 추출한 후, 원심분리시키고, 이후 상청액을 바이알에 옮겨서, HPLC-MS 분석에 의해 분석하였다. HPLC-MS 분석을 API 150 EX 터보 이온스프레이(API 150 EX Turbo lonspray)에 의해 문헌(Salminen et al. Characterisation of proanthocyanidin aglycones and glycosides from rose hips by high-performancce liquid chromatography-mass spectrometry, and their rapid quantification together with Vitamin C. J Chrom A 2005; 1077:170- 180, and Salminen et al. Characterisation of hydrolysable tannins from leaves of Betula pubescens by high-performance liquid chromatography-mass spectrometry. J Chrom A 1999; 864: 283-291)에서와 같이 수행하였다.
상기 기기를 네가티브 모드로, 즉, 음이온이 분석되도록 설정하였다. HPLC-시스템은 퍼킨엘머(PerkinElmer) LC-200 마이크로 펌프(Micro Pump) 타입의 HPLC 펌프 및 퍼킨엘머 200 오토 샘플러(PerkinEImer 200 Auto sampler)로 구성되어 있다. 샘플의 주입 용량은 8㎕였다.
90-1000m/z의 질량수에 대해 스캐닝을 수행하였다.
검출을 위해 사용된 특정 질량수는 하기와 같다:
카테킨, m/z 289 (M-H)
에피카테킨, m/z 289 (M-H)
프로시아니딘 B2, m/z 577 (M-H)
프로안토시아니딘 다이머 아글리콘, m/z 577 (M-H)
프로안토시아니딘 트리머 아글리콘, m/z 865 (M-H)
프로안토시아니딘 테트라머 아글리콘, m/z 1153 (M-H)
3,4-디히드록시페닐프로피온산, m/z 181 (M-H)
L-(-)-3-페닐락트산, m/z 165 (M-H)
프로토카테투익산, m/z 153 (M-H)
시아니딘-3-갈락토사이드, 시아니딘-3-글로코사이드, m/z 447 (M-H)
연구 결과는 도 6으로 알 수 있으며, 폴리페놀 함유 식물 재료의 변형이 블루베리, 및 월귤 및 로즈힙 모두에서 일어남을 보여준다.
표 9 - 블루베리, 월귤 및 로즈힙 중의 폴리페놀 함유 식물 재료의 변형
래트에 대한 연구에서는, 맹장내 선택된 페놀계 화합물 농도가, 단지 로즈힙만이 소비된 경우와 비교하여 로즈힙과 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19가 소비된 경우가 다름을 보여주었다(표 10). 이는 폴리페놀 성분이 맹장내 발효 동안에 변형되었음을 시사하는 것이다.
표 10. 맹장에 함유된 선택된 페놀계 화합물. 피크 1 = 카테킨 ㎍/새로운 중량(fw) g, 피크 2, 3, 4 및 6 = 카테킨 등가물 ㎍/g fw, 피크 5 = 쿼세틴-람노사이드(quercetin-rhamnoside)㎍/fw g.
락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19, 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 페디오코쿠스 아시딜락티시에 의한 발효를 비교한 시험
다른 박테리아로의 발효시에 폴리페놀 함유 식물 재료의 변형이 일어남을 입증하기 위해, 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19, 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 페디오코쿠스 아시딜락티시로의 발효 전 및 후에 블루베리 중의, 카테킨, 에피카테킨, 프로안토시아니딘 B2, 프로안토시아니딘 트리머 아글리콘, 프로안토시아니딘 테트라머 아글리콘, 3,4-디히드록시페닐프로피온산, L-(-)-3-페닐락트산, 프로토카테투익산 및 시아니딘-3-갈락토사이드/시아니딘-3-글로코사이드의 함량을 비교하는 연구를 수행하였다.
연구 결과는 도 7로 알 수 있으며, 이는 실험된 모든 박테리아, 즉, 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19, 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 페디오코쿠스 아시딜락티시에 의한 발효 후에 폴리페놀 함유 식물 재료의 변형이 일어났음을 보여준다.
표 11 - 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19, 락토바실러스 플랜타룸 299v 또는 페디오코쿠스 아시딜락티시로의 발효 후 폴리페놀 함유 식물 재료의 변형
Claims (21)
- 폴리페놀 함유 식물 재료(들)를 변형시키는 방법으로서,
a) 하나 이상의 폴리페놀 함유 재료와 하나 이상의 용매를 혼합하여 혼합물을 제공하고;
b) 존재하는 박테리아 종을 제거하기 위해 혼합물을 가열하여 가열된 혼합물을 제공하고;
c) 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주, 및 임의로 하나 이상의 단백질원을 가열된 혼합물에 임의의 순서로 또는 동시에 첨가하여 발효 혼합물을 제공하고;
d) 발효 혼합물을 발효 혼합물을 발효시키기에 적합한 조건으로 처리하여 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물을 제공하고;
e) 임의로, 락트산 박테리아의 폴리페놀 변형 균주를 제거하여 살아있는 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물을 제공하는 것을 포함하는 방법. - 제 1항에 있어서, 하나 이상의 폴리페놀 함유 식물 재료와 하나 이상의 용매의 혼합물이 균질화에 의해 얻어지는 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 단계 b)에서의 가열이 6O℃-100℃, 바람직하게는 80℃-100℃, 더욱 바람직하게는 9O℃-100℃의 온도에서 수행되는 방법.
- 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 가열된 혼합물의 pH가 약 4.5 내지 9, 바람직하게는 5 내지 7의 범위 내의 pH 값으로 조절되는 방법.
- 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주가 약 105- 109 cfu/ml 혼합물의 양으로 첨가되는 방법.
- 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 단백질원이 펩톤, 트립톤, 효모 추출물, 및 이들의 조합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 1항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 단백질이 혼합물의 0.0001 내지 0.1중량%의 양으로 첨가되는 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주가 락토바실러스(Lactobacillus), 페디오코쿠스(Pediococcus), 스트렙토코쿠스(Streptococcus), 웨이셀라(Weissella), 류코노스톡(Leuconostoc), 오에노코쿠스(Oenococcus), 락토코쿠스(Lactococcus) 및 이와 계통발생론적으로 관련된 부류로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 락트산 박테리아의 하나 이상의 폴리페놀 변형 균주가 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 파라플랜타룸(paraplantarum), 락토바실러스 펜토수스(pentosus), 및 락토바실러스 아르겐토라텐시스(argentoratensis)를 포함하는 계통발생론적 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 9항에 있어서, 락토바실러스 플랜타룸이 락토바실러스 플랜타룸 299, DSM 6595, 락토바실러스 플랜타룸 299v, DSM 15316, 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 9, DSM 15312, 락토바실러스 플랜타룸 HEAL 19, DSM 15313, 및 락토바실러스 플랜타룸 HEAL-99, DSM 15316을 포함하는 균주의 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 있어서, 발효 조건이 대기압 하의 액체 매질 중에서 약 30℃-50℃의 온도인 방법.
- 제 1항 내지 제 11항 중의 어느 한 항에 있어서, 발효가 pH 값이 <5, 바람직하게는 <4에 이를 때까지 진행되는 방법.
- 제 1항 내지 제 12항 중의 어느 한 항에 있어서, 락트산 박테리아의 폴리페놀 변형 균주의 제거가 가열, 자외선, 감마선, 가압, 전류, 전기 방전, 펄스 전기장(pulsed electric field), 전기 쇼크 또는 살균 여과에 의해 수행되는 방법.
- 제 1항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리페놀 함유 식물 재료(들)가 과일, 야채, 베리, 차, 녹차, 커피, 코코아, 곡물, 쵸콜릿, 및 수피(bark)를 포함하는 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 1항 내지 제 14항 중의 어느 한 항에 있어서, 과일 및 베리가 블루베리, 월귤, 크렌베리, 사과, 바나나, 블랙커런트, 스트로베리, 라즈베리(raspberry), 로즈힙, 포도, 감귤, 아로니아(aronia), 모과(Japanese quince), 자두, 로즈힙 및 엘더베리(elderberry), 올리브, 또는 그 밖의 폴리페놀이 풍분한 과일의 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 14항에 있어서, 수피가 계피로부터 선택되는 방법.
- 제 14항에 있어서, 곡물이 귀리, 보리, 밀, 수수, 기장, 쌀 및 옥수수로부터 선택되는 방법.
- 당뇨병, 대사 증후군, 비만 및 심혈관 질병의 예방 또는 치료를 위한 조성물을 제조하기 위한, 변형된 폴리페놀 함유 식물 재료(들)의 혼합물, 또는 살아있는 락트산 박테리아가 존재하지 않는 변형된 폴리페놀 함유 식물(재료)들의 혼합물의 용도.
- 제 18항에 있어서, 상기 조성물이 약제 조성물 또는 식품 조성물인 용도.
- 제 19항에 있어서, 식품 조성물이 식품 또는 식품 보충물인 용도.
- 제 20항에 있어서, 상기 식품이 빵, 치즈, 요거트 쥬스, 건강 음료, 건강 바(bar), 스프레드(spread), 비스켓 및 씨리얼을 포함하는 군으로부터 선택되는 용도.
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