Probiotic Microbial Fermentation of Poncirus trifoliata Extract by Probiotic Strain Isolated from Fermented Gimchi and Antioxidant Activity

발효 김치로부터 분리한 프로바이오틱 균주에 의한 지실추출물 발효와 항산화능 분석

To protect skin problems, new natural material alternative to synthetic antioxidants has been extensively selected from natural sources such as plants, animals, and microorganisms. Poncirus trifoliata of those has been widely used as treatment of allergy, chronic inflammatory diseases, and natural antioxidant. In recent days, microbial fermentation to natural products has been reported to increase feasibly their bioavailability. Accordingly, we performed the fermentation using hot water extract of Poncirus trifoliata by isolated Leuconostocs sp. strain JYK and investigated the change of antioxidative activity. Antioxidative material such as hesperidine naringine, imperatorin, and luteolin was found in hot water extract of Poncirus trifoliata. Total phenolics compounds and flavoniods in hot water extract were $71.2{\pm}4.58GAE(mg/g)$ and $25.1{\pm}4.12$ hesperidine(mg/g), respectively. After fermentation, their values were $89.2{\pm}13.47GAE(mg/g)$ and $31.0{\pm}4.06$ hesperidine(mg/g), respectively. After fermentation, ABTS[2,2-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid)] and DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical were highly enhanced from $70.2{\pm}9.01$ to $86.2{\pm}3.72$ and $18.7{\pm}1.81$ to $26.6{\pm}4.06$, respectively. Thus microbial fermentation offers a tool to further increase the bioactive potential of Poncirus trifoliata.

피부의 피부 노화, 질환, 훼손은 내부적인 요인으로서 활성산소라는 사실이 밝혀진 이래로 합성 항산화제를 대체할 수 있는 천연물 항산화제에 대하여 많은 연구가 진행 중이다. 이들 중에 지실은 오래전부터 만성적인 염증, 알리지 완화, 황산화 기능을 하는 것으로 알려져 왔다. 미생물을 이용한 발효는 조직에 결합 되어 있는 생리활성 물질의 유리로 생체이용율(bioavailability) 훨씬 높아지는 것으로 알려 졌다. 따라서 본 연구는 지실 열수 추출물을 기질로 GRAS 알려진 균주를 이용하여 발효를 수행하고 발효가 항산화 능력에 미치는 영향에 대하여 알아보고자하였다. 지실 열수 추출물은 항산화 기능을 가지고 있는 hesperidine, naringine, luteoilin, imperatorin등의 플라보노이드 및 furocoumarin등이 동정이 되었고 함유량은 hesperidine naringine, imperatorin, luteolin 순이었다. 열수 추출물을 기질로 하여 분리된 Leuconostocs sp. strain JYK로 발효를 수행한 결과 지실 열수 추출물을 사용한 경우에는 $71.2{\pm}4.58(mg/g)$의 총 페놀 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 $89.2{\pm}13.47(mg/g)$으로 약 25.3% 증가된 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 화합물은 지실 열수 추출물에는 $25.1{\pm}4.12(mg/g)$의 총 플라보노이드 함량이 있는 것으로 측정이 되었고 반면에 발효 추출물에는 $31.0{\pm}4.06(mg/g)$으로 약 23.5% 증가된 것으로 나타났다. DPPH 소거능은 지실 열수 추출물에는 70.9% 반면에 발효 추출물은 86.2% 측정이 되었다. 총 항산화 능력은 18.7% 발효추출은 26.6%로 발효를 통하여 약 40% 증가하였다. 따라서 미생물 발효를 통하여 천연물에 포함이 되어있는 기능성 물질에 대한 생체 이용률을 높인다면 산화적 스트레스에 의한 피부 노화 완화 및 개선 작용으로 기능성 화장품 및 식품의 소재로 활용 가치를 높여 줄 것으로 기대를 한다.