β-Glucosidase 활성이 높은 유산균을 이용한 한국가시오갈피 발효 추출물의 Syringaresinol의 함량 및 MC3T3E1조골세포 분화 평가

• Published in: Journal of Dairy Science and Biotechnology Vol. 42; no. 2; pp. 48 - 63
• Main Authors: 강민지, Minji Kang, 강민경, Minkyoung Kang, 오상남, Sangnam Oh
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국낙농식품응용생물학회 30.06.2024
• Subjects: Acanthopanax senticosus; bioconversion; osteoblast differentiation; syringaresinol; β-glucosidase; 축산학
• ISSN: 2733-4554; 2733-4562
• DOI: 10.22424/jdsb.2024.42.2.48

유산균이 가지고 있는 β-glucosidase활성이 가시오갈피(A. senticosus)의 주요 활성 성분인 EE와 EB와 같은 식물성 화합물을 분해하여 syringaresinol(SYR)로 전환하는 역할을 하는지 탐구하였다. 김치 등에서 분리배양한 유산균 125개 중, β-glucosidase 활성을 지닌 균주를 세포 외 및 내부에서 스크리닝된 것이 46종으로 확인되었으며, 특히 L. curvatus인 LFFR 20-011과 L. brevis인 LFFR 20-043 등이 가시오갈피 발효를 통해 SYR의 생산을 2배 이상 함량을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로, 본 연구는 SYR이 조골세포 분화에 미치는 영향을 조사하였다. SYR처리는 분화를 유도하고 조골세포 분화 초기 마커인 Runx2, Type I COL, 및 성숙 마커인 osteocalcin (OCN)의 mRNA 발현 수준을 유의미하게 증가시켰다. 이러한 결과는 생물전환기술로 증가된 한국가 시오갈피의 SYR의 존재가 뼈의 건강과 성장에 긍정적인 영향을 줄 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 시사하며, 향후 고령시대의 근골격계 건강 증진에 관한 연구로의 가능성을 제시하여, 한국가시오갈피의 유산균 발효물에 대한 건강기능식품으로써의 기초적인 자료를 제공한다. This study investigated the β-glucosidase activity of lactic acid bacteria and specifically eleutheroside E and B from Acanthopanax senticosus after bioconverting them into syringaresinol (SYR). Out of 125 lactic acid bacteria strains isolated from kimchi and other sources, 46 exhibiting both extracellular and internal β-glucosidase activity were identified. Notably, strains LFFR 20-011 (Lactobacillus curvatus) and LFFR 20-043/ LFR20-050 (Levilactobacillus brevis) enhanced SYR production by more than two-fold during Acanthopanax senticosus fermentation. Further investigation revealed that SYR significantly promoted osteoblast differentiation, as evidenced by the increased mRNA expression levels of early and mature osteoblast markers, including Runx2, type I collagen, and osteocalcin. These findings suggested that the enhanced presence of SYR through bioconversion by Acanthopanax senticosus may improve bone health. These results provide foundational data supporting the development of lactic-acid-bacteriafermented Acanthopanax senticosus as a functional food aimed at promoting skeletal health in older adults.