발효 괴각의 항산화 활성과 Tyrosinase 및 Elastase 저해 활성

• Published in: Han'guk Sikp'um Yŏngyang Kwahakhoe chi Vol. 50; no. 3; pp. 254 - 263
• Main Authors: 강소윤(So-Yun Kang), 김경희(Kyoung-Hee Kim), 육홍선(Hong-Sun Yook)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국식품영양과학회 01.03.2021
• Subjects: 식품과학; fermentation; antioxidant; tyrosinase and elastase inhibition activity; Sophorae fructus
• ISSN: 1226-3311; 2288-5978

본 연구에서는 항산화 활성이 우수한 괴각(회화나무 열매)을 유용 미생물로 발효 후 항산화 및 항균 활성을 분석하고, 효소 저해 활성을 측정하여 괴각의 건강 기능성 및 화장품 등과 같은 산업원료 소재로서의 활용성을 확인하고자 하였다. 괴각을 발효시킨 결과, 수율은 LP 발효군이 32%로 가장 높게 나타났으며, pH는 BS 균주를 이용한 발효군에서 4.95±0.02로 가장 높은 값을 보였고 CU가 3.94±0.01로 가장 낮게 나타냈다. 괴각 발효 후 미생물 생장에 의한 혼탁도 분석 결과, 1.41~2.82로 나타났으며 BS 발효군이 가장 높은 값을 나타내었다. 괴각 발효군의 총 페놀 및 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 총 페놀 함량은 CU를 이용한 발효물(17.84±0.22 GAE mg/g)이 높은 함량을 나타냈고, 총 플라보노이드 함량은 무발효군(7.22±0.05 CE mg/g), CU (7.14±0.00 CE mg/g)가 높은 값을 나타내었다. 따라서 괴각 발효 시 C. utilis로 발효한 경우 총 페놀 및 플라보노이드의 함량이 가장 높아지는 것으로 판단된다. 괴각 발효물의 DPPH 라디칼을 측정한 결과 BS 발효군의 IC50 값이 0.18 ±0.01 mg/mL로 유의적으로 가장 높았다. ABTS 라디칼을 측정한 결과는 CU 발효군의 IC50 값이 0.86±0.00 mg/mL로 유의적으로 가장 높았다. 괴각 발효물의 FRAP 측정 결과 CU의 FRAP 값(3.99±0.01 mM)이 가장 높게 나타났다. 괴각 발효물의 tyrosinase 저해 활성은 괴각의 LP 발효군이 1 mg/mL 농도에서 10.71%로 발효군 중 가장 높은 저해 활성을 나타내었다. Elastase 저해 활성은 BS 발효군이 30.61%로 가장 높은 활성을 나타내었다. 괴각 발효군의 항균 활성 측정 결과는 10 mg/disc의 농도에서 무발효군을 제외한 모든 발효군에서 S. aureus에 대해 항균력을 나타내었다. 이 중에서도 CU 발효군은 16.7 mm, BS 발효군은 15 mm의 가장 큰 생육 저해환을 나타내었다. 이상의 연구 결과를 종합해볼 때, 괴각은 CU로 발효를 진행했을 경우 대체로 항산화 활성이 높았으나 화장품 재료로 사용할 경우에는 BS 발효군이 더 좋을 것으로 사료되며 이에 대한 연구는 좀 더 진행할 예정이다. 괴각 및 발효괴각은 높은 항산화 활성, 항균 활성 및 화장품 관련 효소 저해 활성을 가지고 있어 가공식품의 첨가물, 건강 기능성 식품, 화장품 원료 등의 소재로서 산업적 활용성을 가질 수 있을 것으로 판단된다. This study was undertaken to measure the physicochemical characteristics, and tyrosinase and elastase inhibitory activity of Sophorae fructus fermented with various useful microorganisms (BS: Bacillus subtilis, CU: Candida utilis, SC: Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011, LP: Lactobacillus plantarum, LC: Lactobacillus casei), to investigate the potential for future application of Sophorae fructus as an industrial raw material in health functional foods and cosmetics. The highest yield of freeze-dried powder of fermented Sophorae fructus was obtained with LP. The total phenol content was highest in the group fermented by CU. Maximum flavonoid contents were obtained in the control group, but the group fermented by CU had highest total flavonoid content as compared to other fermented groups. The DPPH radical scavenging activity showed IC50 values of 0.20 mg/mL and 0.18 mg/mL in the control group and the group fermented by BS, respectively, whereas the ABTS radical scavenging activities had IC50 values of 1.15 mg/mL and 0.86 mg/mL for control group and the group fermented by CU, respectively. Highest FRAP value was obtained in the CU group. Tyrosinase inhibition activity was determined to be the highest at 10 mg/mL in the LP fermented group, whereas elastase inhibition was highest at 1 mg/mL in the BS fermented group. Evaluation of the antimicrobial activity revealed inhibition of Staphylococcus aureus growth. Taken together, our results indicate that fermentation of Sophora fructose using various microorganisms has the potential to be developed for use in functional foods and cosmetics, due to the acquired property of increased antioxidant activity and enzyme inhibition. KCI Citation Count: 3