유산균 발효 두유 커드의 단백질분해 활성과 항알레르기 효과 :Proteolytic Activity and Anti-allergic Effect of Soycurd Fermented by Lactic Acid Bacteria

강문선

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자료유형: 학위논문

저자정보: 강문선 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 김동섭

발행연도: 2019

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이용수59

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

항알레르기에 대한 Pediococcus inopinatus Y2 유산균 발효 두유 커드의 치료 효과

강문선 , 이영근 , 김한수 외 3명 생명과학회지 2019.04 학술저널

유산균 발효 두유 커드의 단백질분해 활성과 항알레르기 효과

강문선 식품공학과 2019.01 학위논문

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최근 여러 가지 환경적인 요인으로 알레르기와 같은 면역계 난치성 질환이 증가하고 있다. 알레르기(allergy)란 항원으로부터 반복적인 노출에 따른 인체 면역체계의 과민반응의 일종으로 비정상적으로 일어나는 면역학적 기전에 의하여 발생하는 만성염증 질환이다. 알레르기 질환으로는 두드러기, 비염, 천식, 아토피 등이 있으며 이들 중에서도 아토피 피부 질환은 빈번히 발생하는 대표적인 질환이다. 이를 해결하기 위해 내성과 부작용이 없는 천연물을 이용한 치료효능의 관심이 높아지면서 각종 식품 및 식품 유도체가 주목 받고 있다. 콩에는 다양한 효과를 가진 성분이 많이 포함되어 있으며, 특히 유산균의 단백질분해 효소에 의한 대두단백질 가수분해물의 항염증 및 항알레르기 등의 효과로 인해 발효 콩 추출물을 기능성 소재로 활용하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 따라 본 실험에서는 백태(노란콩)로 만든 두유에 Pediococcus inopinatus Y2 (P. inopinatus Y2) 유산균을 접종한 다음 생성된 발효 두유 커드의 유리아미노산 양과 P. inopinatus Y2 유산균 유래 효소에 의한 분리대두단백(SPI) 가수분해물 분포 양상을 확인하여 유산균의 대두단백질 분해 활성을 알아보고자 하였으며, Phthalic anhydride (PA)에 의해 화학적으로 유도된 atopic dermatitis 마우스 모델에서 발효 두유 커드 섭취의 유익한 효과를 알아보기 위해 체중, 면역기관의 장기 중량, 귀 두께, 혈청IgE 농도, 귀 조직학적 분석 및 비만세포 침윤의 변화를 발효하기 전 두유와 비교 분석하였다. 실험결과, 30℃에서 24시간 발효시킨 두유가 단백질 분해 활성이 높은 것으로 밝혀졌다. 대부분의 동물실험 그룹들이 완만한 체중 증가를 보였으며 귀 두께에서는 아무런 처리를 하지 않은 그룹(No group)이 가장 낮은 수치를 보였고, PA 처리 그룹은 알레르기가 유발되어 두께가 두꺼워졌다. 그리고 dH2O 만을 경구투여한 그룹(PA+Ve)이 가장 두께가 두꺼웠고, 그 다음으로 5 mg/kg의 낮은 농도의 두유 커드를 섭취한 그룹(PA+Low), 10 mg/kg농도의 발효 전 두유를 섭취한 그룹(PA+SM) 그리고 10 mg/kg의 높은 농도의 두유 커드를 섭취한 그룹 (PA+High)순으로 귀 두께 수치가 높게 나타났다. PA로 유도된 아토피성 피부염 유발 마우스를 육안으로 관찰하였을 때, PA+Ve 그룹에 비해 PA+Low 그룹과 PA+High 그룹의 피부상태가 많이 호전되었다. 이를 통해 유산균 발효 두유 커드가 PA 처리에 의해 유발된 귀, 정맥의 두께 증가와 피부염을 회복시킬 수 있음을 확인하였다. 비장, 흉선, 림프절의 장기 중량을 측정하여 비교해 본 결과, 두유를 경구투여한 그룹도 치료효과가 있었으나 발효 두유 커드가 알레르기 치료에 더 탁월하다는 것을 알 수 있었다. 혈청IgE 분석과 조직학적 분석(마우스 귀의 표피와 진피의 두께, 비만세포의 수 증가)에서도 유산균 발효 두유 커드의 섭취가 표피와 진피의 두께를 현저하게 감소시키고 부종이 많이 사라졌으며, 비만세포의 침윤 억제에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 30℃에서 24시간 발효시킨 P. inopinatus Y2 유산균 발효 두유 커드가 단백질분해 활성이 높고, 알레르기성 피부질환을 개선시킬 수 있는 유익한 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.

Recently, immune system refractory diseases such as allergy have been increasing due to various environmental factors. Allergy which is chronic inflammatory disease is a kind of hypersensitivity reaction caused by abnormal immunological mechanisms. The most common allergic diseases are hives, rhinitis, asthma, and atopy. Atopic dermatitis (AD) is a common disease among them. In order to decrease atopic dermatitis, various foods and food derivatives have been attracting attention as the interest of therapeutic effect using natural products without resistance and side effects. Soybeans contain a lot of ingredients with various effects. Especially, researches have been actively pursued for the use of fermented soybean extract as a functional material because of anti-inflammation and anti-allergic effects of soybean protein hydrolysate by proteolytic enzyme of lactic acid bacteria. In this experiment, Pediococcus inopinatus Y2 (P. inopinatus Y2) lactic acid bacteria was inoculated into soy milk and fermented to modify soybean protein hydrolysates to make it easy to absorb substances which are difficult to absorb in the body. The amount of free amino acid and the hydrolytic protein distribution of soybean protein isolated from lactic acid bacteria were observed. The proteolytic activity of P. inopinatus Y2 was determined by enzymatic soybean protein digestion. In an effort to investigate soycurd as the treatment of AD and quantify their effects, the changes in body weight, ear thickness, IgE concentration, weight of immune organ and mast cell infiltration were compared in ICR female mice. As a result of the experiment, soymilk fermented at 30℃ for 24 hours showed high proteolytic activity. Body weight of most groups of animals were increased moderately. The untreated group (No group) showed the lowest ear thickness, and PA treatment group showed the highest thickness. When the PA induced AD mice were visually observed, the skin condition of fermented soycurd group was more improved. Thereby, it was confirmed that fermented soycurd by lactic acid bacteria could restore dermatitis. As a result of comparison of the weights of spleen, thymus, and lymph node, the group treated with soymilk also showed the therapeutic effect, and fermented soycurd showed more excellent effect of allergy treatment. In the IgE and histological analysis, the treatment of fermented soycurd significantly decreased edema, thickness of epidermal and dermal. It showed a positive effect on inhibiting mast cell infiltration. These results indicate that fermented soycurd which has a high proteolytic activity can be used for treatment for atopic dermatitis.

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Ⅰ. 서 론 1
1. 알레르기성 피부질환의 배경 1
1.1 알레르기성 피부질환의 유행 1
1.2 알레르기성 피부질환의 메카니즘 3
1.3 알레르기성 피부질환의 치료방법 6
1.4 천연 식품치료제 7
2. 콩의 영양학적 가치 8
3. 유산균의 이용 11
4. 본 연구의 목적 13
Ⅱ. 재료 및 방법 14
1. 재료 및 실험 균주 14
2. 시약 15
3. 발효 두유 커드의 제조 16
4. 유산균의 단백질분해 활성 측정 18
4.1 유산균 발효 두유 커드의 유리아미노산 분석 18
4.2 효소 가수분해 반응 19
4.3 SDS-PAGE를 이용한 SPI의 단백질 발현 양상 20
5. 알레르기성 피부질환에 대한 두유 커드의 치료효능 평가 21
5.1 실험동물 및 사육 21
5.2 FSC 및 SM의 제조 22
5.3 동물실험 설계 23
5.4 투여농도 및 투여방법 24
5.5 해부 및 장기적출 25
5.6 체중, 장기 중량 및 귀 두께 측정 26
5.7 효소면역 측정법에 의한 혈청 IgE 측정 27
5.8 조직학적 분석 28
5.8.1 Hematoxylin and Eosin (H&E) staining 28
5.8.2 Toluidine blue staining 29
6. 통계학적 분석 30
Ⅲ. 실험결과 및 고찰 31
1. P. inopinatus Y2 유산균의 단백질분해 활성 측정 31
1.1 P. inopinatus Y2유산균 발효 두유 커드의 유리아미노산 분석 31
1.2 SDS-PAGE를 이용한 SPI의 단백질 발현 양상 34
2. 알레르기성 피부질환에 대한 발효 두유 커드의 치료효과 37
2.1 PA 및 발효 두유 커드 처리가 마우스의 체중에 미치는 영향 37
2.2 마우스 장기 중량에 대한 발효 두유 커드의 치료효과 39
2.3 귀 두께와 형태학적 변화에 대한 발효 두유 커드의 치료효과 45
2.4 혈청학적 분석과 발효 두유 커드의 치료효과 47
2.5 귀 조직학적 분석(H&E staining) 49
2.6 비만세포 침윤에 대한 두유 커드의 치료효과(Toluidine blue staining) 53
Ⅳ. 결 론 56
Ⅴ. 참고문헌 59
Abstract 71

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