ROS, RNS는 인체 내에서 다양한 작용을 하는 것으로 보고되는데, 그 중 신호전달체계에 있어서 second messenger로써 작용할 뿐 아니라 단백질 인산화 등에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 이러한 활성산소종 및 활성질소종의 과잉 생산은 DNA damage, lipid peroxidation, protein modification 등에 의한 산화적 손상의 원인이 될 뿐 아니라 다양한 질병의 원인으로써 생각되어지고 있다. 따라서, 이러한 활성 산소를 제거시킬 수 있는 항산화 활성을 지닌 식품의 개발이 많은 관심을 끌고 있다.한국의 대표적인 발효식품인 청국장은 혈전 용해능, 항고혈압, 항균활성 및 항산화 활성을 가지는 것으로 알려져 있고, 발효유의 건강 기능성으로는 주로 Lactobacillus나 Bifidobacteria 등에 의한 항균성, 혈당 강하 효과 등이 보고되어있다. 본 연구에서는 유음료 중에서도 청국장과 같은 콩으로 만든 음료인 두유에 Bacillus 균을 접종시켜 기능성과 관능성이 우수한 두유를 제조하고자 하였다. 청국장, 청국장에서 분리한 Bacillus 균으로 발효한 발효 두유, 발효 두유의 기능과 맛을 증진시키기 위한 첨가물과 첨가물을 더한 발효 두유의 항산화 기능을 in vitro와 cellular system을 통해 검토하였다.1. 청국장 MeOH 추출물의 항산화 활성을 비교해 본 결과 in vitro에서 KC가 DPPH radical 소거능과 ·OH 소거능에서 우수한 효과를 보였다. LLC-PK₁ cell을 이용하여 청국장의 산화적 스트레스에 대한 개선효과를 살펴본 결과에서도 KC > HC > MC 순으로 NO, O₂^(-) 와 ONOO^(-)에 의해 유발된 산화적 스트레스에 대한 높은 보호 효과를 보여 지질 과산화를 억제하였고 세포 생존율을 유의적으로 증가시켰다. 이에 WI-38 cell을 이용하여 H₂O₂로 유도된 premature senescence에 대한 항노화 효과를 살펴본 결과, KC 전처리와 후처리가 산화적 스트레스에 의해 감소된 세포 생존율을 유의적으로 증가시켜 항노화 효과를 보였다.2. 발효를 하지 않은 두유 보다 발효를 한 두유가 항산화 효과가 뛰어났으며, 발효를 한 두유 중에서도 공시 균주로 발효한 두유보다 KC에서 분리한 균으로 발효한 두유의 항산화 효과가 뛰어났다. 특히 FSM-4의 경우 WI-38 cell에서 H₂O₂로 인한 premature senescence를 유도하여 시료의 항산화 활성을 확인할 수 있었다.3. 첨가물 실험의 경우 DPPH 소거능의 경우 산수유 열수 추출물이 가장 높은 소거 활성을 나타냈고, ·OH radical은 강화사자발쑥, 산수유, 자색 고구마가 모두 높은 소거활성을 나타냈다. 이에 FSM-4에 첨가물을 더하여 관능 평가를 실시한 결과 자색 고구마를 첨가한 FSM-4가 가장 높은 점수를 얻었고 자색 고구마의 함유 정도는 5%가 가장 좋은 것으로 나타났다.4. Bacillus균을 이용한 자색 고구마 발효 두유는 DPPH 소거능의 경우 자색 고구마를 첨가하지 않은 발효 두유에 비해 강력한 소거 효과를 보였고, ·OH radical은 낮은 농도에서도 높은 소거율을 보였다. LLC-PK₁ cell에서 NO, O₂^(-), ONOO^(-)에 의한 산화적 스트레스 개선 효과도 자색 고구마를 첨가한 Bacillus 균 발효 두유가 우수한 것으로 나타났다.5. 이상의 결과로부터, radical 소거능과 산화적 스트레스 개선 효과가 우수하면서 관능성이 향상된 Bacillus균을 이용한 발효 두유를 제조할 수 있었다.
This study was focused on the development of Bacillus sp.-fermented soymilk with strong antioxidative activity. The antioxidaitve activity and anti-aging activity of chungkukjang from Sunchang province were evaluated. Then, Bacillus sp. was separated from chungkukjang with the strongest effect. The protective effect of Bacillus sp.-fermented soymilk against oxidative stress was investigated under in vitro and cellular system. Kim chungkukjang (KC) exerted more stronger scavenging activity of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and hydroxyl radical (·OH) than any other chungkukjang. Protective effects of MeOH extracts of chungkukjang from nitric oxide (NO), superoxide anion (O₂^(-)) and peroxynitrite (ONOO^(-)) by sodium nitroprusside (SNP), pyrogallol and 2-morpholinosydnonimine (SIN-1) were evaluated under cellular system using LLC-PK₁ cell. KC showed the strongest protective effect against NO, O₂^(-) and ONOO^(-). Furtheremore, the cellular experimental model of aging study of H₂O₂-treated human diploid fibroblast was employed to investigate the anti-aging effect of KC on replicative senescence. H₂O₂-treated WI-38 cells showed the loss of cell viability, while the treatment with KC induced a dose dependent increase in the cell viability. The soymilk (SM) preparation method was as follows. SM added the 1% glucose autoclaved at 121℃ for 15 min and then cooled at 37℃. Bacillus sp. was inoculated SM and incubation in shaking water bath until pH 5.5. Fermented soymilks (FSMs) were prepared with 5 different Bacillus sp., three from KC, and two from commercially available ones. Antioxidant activities of FSM were higher than those of SM. In particular, both pre-treatment and after-treatment with FSM by Bacillus 2805 PNU-015 to H₂O₂-induced premature senescence in WI-38 fibroblast cell exerted the dose-dependent increase in the cell viability. To elevate the antioxidative activity and taste of FSM by Bacillus 2805 PNU-015, four kinds of addictives (sajabalssuk, garlic, corni fructus, purple sweet potato) were used. Among then purple sweet potato was selected from sensory evaluation and the strong antioxidative effect. 5% purple sweet potato added to FSM by Bacillus 2805 PNU-015 (PFSM) showed stronger DPPH and ·OH radical scavenging activity. Treatment of 1000 ㎍/mL, DPPH radical scavenging activity was over the 100% and ·OH radical scavenging activity was over the 80% in all concentration. In addition, under cellular systemprotective effects of PFSM from oxidative stress by NO, O₂^(-) and ONOO^(-) were evaluated under LLC-PK₁ cell. SNP, pyrogallol and SIN-1 led to the loss of cell viability while treatment of PFSM increased significantly the cell viability. In conclusion, PFSM showed excellent antioxidative functionality with fine acceptability in sensory evaluation.