한국유기농업학회지 Vol.25 No.1 (p.171-185)

보리 잎과 옥수수 수염의 혼합과 유산균 발효를 이용한 γ-aminobutyric acid 생산 증진

Enhancement of γ-aminobutyric Acid Production by Combination of Barley Leaf and Corn Silk and Its Fermentation with Lactic Acid Bacteria
키워드 :
barley leaf,corn silk,GABA,lactic acid bacteria,γ-aminobutyric acid

초록

GABA는 glutamic acid decarboxylase에 의해서 L-glutamic acid가 탈탄산화되어 생합성된 비단백질 아미노산이다. GABA는 식물에서 스트레스에 대항한 대응반응으로 생성된다. 사 람의 중추신경계에서는 주요 억제성 신경전달물질 중 하나로 항고혈압, 항당뇨 효능이 있 다고 알려져 있다. 본 연구에서 우리는 보리 잎과 옥수수 수염을 유산균과 함께 발효함으 로써 GABA 생성을 증진시키고자 하였다. 보리 잎과 옥수수 수염을 다양한 무게 비율로 조 합하여 혼합하였고, 30℃에서 48시간 동안 배양기 안에서 L. plantarium과 함께 발효시켰다. 발효된 혼합물을 열수 추출한 후, thin layer chromatography와 GABase assay를 이용하여 GABA의 생산을 분석하였다. 우리는 9:1 혼합발효추출물이 다른 비율의 추출물 보다 GABA 함량이 높은 것을 확인하였는데 이것은 혼합과 발효기술이 보리 잎과 옥수수 수염 내 GABA 양 증진에 효과가 있음을 의미한다. 또한 몇 가지 생리활성을 분석한 결과 혼합 발효추출물의 항산화 효능이 비발효 추출물에 비하여 증진되었고 세포독성은 나타나지 않 음을 확인하였다. 이러한 결과는 보리 잎과 옥수수 수염의 조합과 이것을 유산균과 함께 발효시키는 방법이 고함량의 GABA와 증진된 생리 활성을 지닌 기능성 식품으로서의 개발 가능성이 있음을 의미한다.
γ-aminobutyric acid (GABA) is a non-proteinogenic amino acid biosynthesized through decarboxylation of L-glutamic acid by glutamic acid decarboxylase. GABA is believed to play a role in defense against stress in plants. In humans, it is known as one of the major inhibitory neurotransmitters in the central nervous system, exerting anti-hypertensive and anti-diabetic effects. In this report, we wanted to enhance the GABA production from the barley leaf and corn silk by culturing them with lactic acid bacteria (LAB). The barley leaf and corn silk were mixed with various weight combinations and were fermented with Lactobacillus plantarum in an incubator at 30℃ for 48 h. After extracting the fermented mixture with hot water, we evaluated the GABA production by thin layer chromatography and GABase assay. We found that the fermented mixture of the barley leaf and corn silk in a nine to one ratio contained a higher level of GABA than other ratios, meaning that the intermixture and fermentation technique was effective in increasing the GABA content. We also tested several biological activities of the fermented extracts and found that the extracts of the fermented mixture showed improved antioxidant activities than the non-fermented extracts and no indication of cytotoxicity. These results suggest that our approach on combining the barley leaf and corn silk and its fermentation with LAB could lead to the possibility of the development of functional foods with high levels of GABA content and improved biological activities.