리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌은 감초의 주요 플라보노이드 성분이다. 이들 플라보노이드는 수용성 감초 추출물과 ${\beta}$-glucosidase를 생성하는 잎새버섯 HB0071 균사체 발효배양을 통하여 생산하였다. 감초추출물 내 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌은 잎새버섯 발효배양 동안 현저히 증가하였다. 이 균주의 ${\beta}$-glucosidase의 활성은 배양 96시간을 기준으로 최고 91.5 mU/mL로 확인되었으며, 감초추출발효물로부터 생성된 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌의 함량은 HPLC 분석을 통하여 최대 $568.5{\mu}g/mL$과 $89.6{\mu}g/mL$로 확인되었다. 본 연구에서는 감초추출물의 잎새버섯 발효 전 후의 시료가 처리된 각질형성세포를 이용하여 자외선 UVB에 조사로 발현된 염증유발인자(COX-2)와 사이토카인(IL-$1{\beta}$, IL-6) 모두 감초추출발효물(FLEx)에서 농도의존적으로 발현이 억제되는 것을 확인하였다. 결론적으로 리퀴리티게닌과 이소리퀴리티게닌의 함량이 증가된 감초추출발효물은 자외선으로부터 손상된 피부 염증반응을 완화시켜줄 것으로 사료된다.
본 연구에서는 버섯의 건조 및 로스팅 처리의 가공방법에 따른 생리활성 성분과 영양성분의 변화에 대하여 알아보기 위해서 실험을 수행하였다. 항산화 등의 생리활성 성분의 변화를 분석한 결과, DPPH 라디컬 소거능은 잎새버섯의 열풍건조 시료에서 가장 높았으며, 팽이와 꽃송이 버섯은 가공방법별 유의적인 차이는 없었다. 아질산염 소거능은 꽃송이버섯의 로스팅 시료에서 증가하는 것으로 나타났으며, 팽이와 잎새버섯은 유의적 차이가 없거나 생시료에 비하여 낮았다. 총 폴리페놀 함량은 팽이와 꽃송이버섯 로스팅 시료가 생버섯(fresh) 시료에 비하여 증가하는 것으로 나타났다. 아미노산 분석결과, 잎새버섯은 로스팅 처리로 인하여 아미노산 성분들 중 단맛을 담당하는 세린(Ser), 알라닌(Ala)성분들이 증가함과 동시에 쓴맛을 나타내는 류신(Leu), 이소류신(Ile) 성분들은 감소하는 것으로 나타났으며, 팽이와 꽃송이버섯은 필수 아미노산 성분을 포함하여 대부분의 아미노산 성분 함량이 로스팅 처리로 인하여 생시료에 비하여 증가하고 있는 것으로 나타나 로스팅 처리가 버섯내의 영양성분 향상에 효과가 있는 것으로 확인되었다.
잎새버섯의 자실체로부터 메탄올, 중성염용액 및 열수를 이용하여 조다당류를 추출하고 ICR mouse에 주사하여 항암 및 면역증강 효과를 조사하였다. 잎새버섯 조다당류의 Sarcoma 180 및 RAW 264.7에 대해 세포독성을 조사한 결과 10~2000 ${\mu}g/ml$의 조다당류 농도에서 각각의 세포는 독성을 나타내지 않았고, HT-29 및 NIH3T3 세포의 경우에는 중성염용액으로 추출한 조다당류 10~1000 ${\mu}g/ml$의 농도에서는 독성을 보이지 않았으나 2000 ${\mu}g/ml$의 농도에서는 약한 독성을 나타내었다. Sarcoma 180으로 접종된 ICR mouse에 잎새버섯의 자실체에서 추출한 각각의 조다당류를 투여한 실험군은 조다당류를 투여하지 않은 대조군에 비해 평균수명이 각각 25.0~52.9% 연장되었다. 열수로 추출한 조다당류를 200 ${\mu}g/ml$의 농도를 처리한 비장세포 수는 대조군에 비하여 1.3배 증가하였으며, 200 ${\mu}g/ml$의 농도로 중성염추출 조다당류를 투여한 실험군 생쥐 B 임파구의 alkaline phosphatase 활성은 대조군에 비해 약 1.5배 증가하였다. 대식세포 RAW 264.7에 의해 발생된 nitric oxide(NO)의 농도는 대조군이 4.3 ${\mu}M$인 것에 비해 중성염 추출 조다당류를 50~500 ${\mu}g/ml$의 농도로 처리한 실험군의 대식세포는 10~14 ${\mu}M$의 nitric oxide를 발생시켰다. 메탄올, 중성염용액 및 열수로 추출한 조다당류로 처리한 비장세포는 모든 농도에서 대조군에 비해 TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$, IL-2, IL-6 등의 사이토카인 분비량이 1.4배 이상 높았다. 메탄올 추출 조다당류를 50 mg/kg body weight의 농도로 투여한 실험군의 총 복강세포의 수와 백혈구의 수는 대조군에 비하여 각각 3.0배, 2.0배 증가하였다. 따라서 잎새버섯의 자실체에서 추출한 조다당류는 생쥐의 면역을 증강시키고 Sarcoma 180에 대한 항암효과가 있는 것으로 사료된다.
기존의 연구에서 보고된 잎새버섯의 항당뇨 효과에 대한 메카니즘을 설명하고자 본 연구에서는 잎새버섯의 인슐린 민감성 향상 제재로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 잎새버섯 열수추출물의 분획물을 분리하여 인슐린 저항성을 가진 3T3-L1 지방세포에서의 포도당 흡수 정도를 관찰하였다. 실험결과 HW-I이 3T3-L1 지방세포의 인슐린 민감성을 향상시켜 세포 내로의 포도당 섭취를 대조군 대비 4.2배 향상시켰다. 제2형 당뇨모델인 5주령 $KK/A^{y}$ 마우스를 3주간 적응시킨 뒤 HW-I을 8주간 자유 식이 하면서 식이 섭취량, 음수 섭취량 및 체중변화를 관찰하였고 혈액중 포도당 농도, 혈장 인슐린 농도, 당화혈색소를 측정하였으며 결과는 다음과 같다. HW-I식이군은 control군과 비교하여 식이 섭취량 및 최종 체중간에는 유의적인 차이가 없었으나 음수 섭취량에 있어서는 control군에 비해 거의 2배정도 적은 섭취량을 보여 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.001). 혈중 포도당 농도는 HW-I 식이군의 경우 control군과 비교하여 식이 1주째 $335.4{\pm}51.8$ mg/dL로 유의적으로 낮은 혈당치를 나타내기 시작하여(p<0.01) 식이 8주째 $311{\pm}96.8$ mg/dL로 유의적인 혈당 억제 효과를 나타내었다(p<0.001). 혈장 인슐린 농도는 HW-I 식이군의 경우 $84.7{\pm}18.9$ ng/mL로 control군의 $342.7{\pm}125$ ng/mL 비교하여 24.7% 수준으로 유의적인 감소 효과를 나타내었다(p<0.001). 당화혈색소 농도는 HW-I 식이군의 경우 8.99%로 control군의 9.87%보다 유의적인 감소 효과를 나타내었다(p<0.05). 이상에서 잎새버섯 열수추출물의 조다당체인 HW-I이 인슐린 민감성 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며 제2형 당뇨모델인 $KK-A^{y}$ 마우스를 이용한 동물실험에서도 뚜렷한 혈당강하효과를 나타내어 인슐린 민감성 제재로 개발 할 수 있는 가능성을 보여 주었다.
보존중인 잎새버섯속 균주를 선발하여 배양 및 형태적 특성을 조사하여 비슷한 균주별로 그룹화하여 rDNA의 ITS 영역을 증폭하여 염기서열을 결정한 결과 보존시 균주의 학명과 많은 차이를 보였으며, 균사의 모양 및 색깔에도 많은 차이를 보였다. 보존 당시 동정한 결과와 rDNA의 ITS 영역의 염기서열 분석을 통한 결과를 비교한 결과 학명이 다른 균주가 4균주로 전체의 40%를 차지하였다. 국내에서 수집한 잎새버섯속은 모두 G. frondosa로 동정되었고, 일본에서 수집한 3균주 중 1균주는 완전히 다른 속으로 동정되었으며 2균주는 G. frondosa로 동정되었다. 그리고 중국에서 수집한 3균주중 2균주는 완전히 다른 속으로 동정되었고, 1균주만 G. frondosa로 동정되었다. RAPD 분석을 통한 유전적인 다형성 조사에서 같은 종내에서도 분포지역에 따라 서로 상이한 밴드패턴을 보였다. 유전적인 유연관계 분석에서는 G. frondosa 1개의 분류군으로 이루어졌으며, ITS부위 유전자수준의 상동성 분석에서도 비슷한 경향을 보였다. 따라서 기존 목록과 완전히 다른 속으로 동정된 균주들에 대해서는 계통분류학적인 유연관계 분석과 보존중인 자실체 유전자와의 상동성을 비교하여 기존 목록의 학명을 재분류해야 할 것으로 판단된다.
잎새버섯 원목재배 연차별 수량특성 조사결과 '잎새1호'의 경우 첫해에 $16.0kg/m^2$, 2년차에 $15.4kg/m^2$, 3년차에 $9.5kg/m^2$, 4년차에 $4.6kg/m^2$, 그리고 5년차에는 $4.6kg/m^2$로 5년간 총 $50.0 kg/m^2$의 수량을 나타냈으며, 3년차 이후 수량이 급격히 줄어드는 경향을 나타냈다. '다박' 품종에서는 첫해에 $12.3kg/m^2$, 2년차에 $11.5kg/m^2$, 3년차에 $12.7kg/m^2$, 4년차에 $6.2kg/m^2$, 그리고 5년차에는 $8.2kg/m^2$로 5년간 총 $50.8kg/m^2$의 수량을 나타냈다.
잎새버섯으로 준비된 물 추출물과 유기용매 분획물의 혈전용해활성과 트롬빈저해활성, acetylcholinesterase 저해활성, 항산화활성 및 면역활성을 확인하였다. 물 추출물과 물 분획물은 각각 1.55 plasmin unit와 0.85 plasmin unit의 높은 혈전용해활성을 나타내고, 물 분획물과 에틸 아세테이트 분획물은 76.43%와 72.59%의 트롬빈저해활성을 나타냈다. 클로로포름 분획물과 헥산 분획물이 95.14%와 94.74%의 높은 acetylcholinesterase 저해활성을 나타냈으며, 부탄올 분획물과 물 추출물이 94.47%와 91.04%의 항산화활성을 나타냈다. 부탄올 분획물과 물 분획물이 각각 2배 이상의 높은 면역기능활성을 나타냈다. 실험 결과로부터 잎새버섯의 분획물은 높은 혈전용해활성, 트롬빈 저해활성, acetylcholinesterase 저해활성 및 면역 기능활성을 나타내 심혈관계 질환과 치매의 예방 및 면역 기능강화를 위한 기능성식품 개발에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 잎새버섯 병 재배시 적합한 배지조성비율을 구명하고자 수행되었다. 배지조성은 참나무톱밥: 옥수수피: 건비지를 건물중량 비율로 T1처리(67:11:22), T2처리(68:15:17), T3처리(74:14:12)의 3처리를 두고 시험한 결과, 발이율은 T1처리에서 72.6%, T2처리에서 72.1%로 두 처리 간 유의적 차이가 없었으나 T3처리에서는 65.8%로서 다른 두 처리에 비하여 낮았다. 이병률은 T2처리에서 4.1%, T3처리에서 3.7%인데 비하여 T1처리에서는 9.8%로 가장 높았다. 수확률은 T1처리에서 64.1%, T3처리에서 63.6%인데 비하여 T2처리에서는 70.5%로 가장 높았다. 병당 자실체 중량은 T1처리에서 85.5 g, T2처리에서 83.3 g으로 두 처리 간 유의적 차이가 없었으나 T3처리에서는 72.4 g으로 다른 두 처리에 비하여 낮았다. 입병 수 10,000병 기준으로 재배 시 수량은 T2처리에서 587 kg으로 T1처리 및 T3처리에 비하여 각각 7% 및 28%가 높았다. 따라서 잎새버섯 병재배 시 적합한 배지조성비율은 건조중량비율로 참나무톱밥: 옥수수피: 건비지가 68:15:17인 것으로 나타났다.
본 연구에서는 전처리방법별로 잎새버섯차를 제조하여 차의 pH, 색도 등의 품질과 아미노산 및 항산화활성을 분석하여 비교하였다. 건조, 증숙, 보온처리 버섯차를 제조하여 추출액의 품질을 조사한 결과 건조와 증숙처리 차의 당도, 고형분, 질소함량 차이는 없었고 보온처리 차의 값이 다른 처리에 비해 높았다. 버섯차의 색도는 보온처리에서 가장 진하고 어두웠으며 보온처리 차가 462.9 mg/L로 총 아미노산 함량이 1.8배 이상 높아 보온처리에 의한 차의 추출성분 변화가 있음을 확인할 수 있었다. 보온처리 버섯차의 총 폴리페놀 함량은 14.6 mg/g, 총 플라보노이드 함량은 2.2 mg/g으로 증가하였고 페놀성 화합물의 증가로 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성도 증가하였다. 또한 맛의 기호도도 7.0으로 소폭 증가하여 보온처리는 잎새버섯의 영양성분과 항산화활성의 추출을 용이하도록하고 관능적 품질도 향상시킬 수 있는 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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