발효해삼의 항산화 및 면역강화 기능성 물질의 분석

Abstract

해삼은 고형분의 50% 이상이 단백질이며, 그 외 기능성 물질로써 사포닌, 뮤코다당류 등 다양한 생리활성 물질들을 보유하고 있다. 해삼 성분을 미생물의 효소로써 분해하기 위해 Bacillus 및 유산균 유래 각종 효소의 활성을 분석하였다. 분석된 균주 중에서, B. subtilis K26은 protease의 활성과 xylanase의 활성이 가장 높았으며, cellulase의 활성도 비교적 높은 것으로 나타났다. 따라서 해삼과 정제수를 동일 비율로 혼합하고 멸균한 후 B. subtilis K26를 접종하여 발효를 실시하였다. 그 결과 1.5‒7.5시간에서 가장 높은 잔존 아미노산의 함량이 평가되었으며, 잔류고형분도 비교적 낮게 나타났고, 발효취도 적게 나타났다. 발효해삼분말을 부탄올로 추출하여 사포닌 함량을 측정한 결과 1.12 mg/g로 나타났다. Chondroichin sulfate 함량은 5.11 mg/g 생해삼으로 평가되었으며, 총 폴리페놀 함량은 6.95 mg gallic acid equivalent/g 생해삼, 총 플라보노이드 함량은 3.69 mg quercetin equivalent/g 생해삼 등으로 평가되었다. 발효해삼의 항산화효능은 0.59 mg ascorbic acid equivalent/g 생해삼으로 항산화능력이 우수한 것으로 평가되었다. 다른 한편으로 발효해삼액의 DNA 손상 보호효과는 발효액의 농도 의존적으로 생성되었으며, 매우 저 농도에서 매우 우수한 효과가 있는 것으로 평가되었다. 이상의 결과로 볼 때, 해삼발효액은 아미노산, 사포닌, 페놀류, 콘드로이친 황산, 플라보노이드류 등에 기인하여 우수한 항산화능력과 DNA 손상 방지능력이 있는 것으로 제의된다. 따라서, B. subtilis K26의 발효해삼액은 인체에 있어서 산화억제, 면역증강 및 근 개선 식품으로 가능성이 높은 것으로 추정된다.

Sea cucumbers contain more than 50% protein in their solid content, and they also possess various bioactive substances such as saponins and mucopolysaccharides. This study analyzed the activities of various enzymes derived from Bacillus and lactic acid bacteria and determined to degrade the components of sea cucumbers. Among the analyzed strains, B. subtilis K26 showed the highest activities in protease and xylanase and relatively high activity in cellulase. Accordingly, samples of sea cucumber and water were mixed in equal proportions, sterilized, and then fermented by inoculating them with B. subtilis K26. Following this, a higher amino acid content was observed between 1.5 and 7.5 hr, a lower residual solid content in this time, and a lesser fermentation odor. The saponin content in fermented sea cucumber powder extracted with butanol was measured to be 1.12 mg/g. The chondroitin sulfate content was evaluated to be 5.11 mg/g in raw sea cucumber. The total polyphenol content, flavonoid content, and antioxidant activities were 6.95 mg gallic acid equivalent/g, 3.69 mg quercetin equivalent/g, and 3.69 mg quercetin equivalent/g in raw sea cucumber, respectively. Moreover, the DNA damage protective effect of fermented sea cucumber extract was found to be concentration-dependent, with a very strong effect at very low concentrations. Overall, we suggest that sea cucumber fermented with B. subtilis K26 has a high potential as a food for inhibiting oxidation, enhancing immunity, and improving muscle function in the human body thanks to its high free amino acid content.