Quality Characteristics and Anti-Diabetic Effect of Yacon Vinegar

야콘 식초의 품질특성 및 항당뇨 효과

This study was performed to investigate the physiochemical properties and anti-diabetic effect of yacon vinegar by two-step fermentation. Yacon was matured at room temperature for 20 days. The sugar content of yacon juice prepared from mature yacon was approximately $14^{\circ}Brix$. In the first stage, yacon wine was produced from the juice at $28^{\circ}C$ for 6 days. In the second stage, acetic acid fermentation was conducted at $30^{\circ}C$ and 200 rpm for 6 days to produce yacon vinegar with 4.75% acidity. The major free sugars of yacon vinegar were glucose and fructose at 2,072.12 mg% and 463.95 mg%, respectively. The acetic acid content was the highest of the major organic acids at 3,881.44 mg%. The total free amino acid content was 62.88 mg% with the main free amino acids being proline, ${\gamma}$-amino-n-butyric acid and ornithine. The major minerals of yacon vinegar were Ca, K and Mg. The in vivo anti-diabetic activity of yacon vinegar was investigated in high-fat diet (HFD)/streptozotocin (STZ)-induced diabetic mice. Diabetic mice were administered orally with 10% yacon juice and two yacon vinegars (5% and 10%) at a dose of 7 mL/kg body weight once per day for 4 weeks. Five% yacon vinegar improved the fasting blood glucose levels and glucose tolerance test significantly compared to the diabetic control group (p<0.05). Yacon vinegar increased the pancreatic C-peptide concentration in a dose-dependent manner. These results show that 5% yacon vinegar has a more potent effect on ameliorating hyperglycemia than 10% yacon juice.

본 연구에서는 2단계 발효를 통해 보당 없이 야콘 식초를 제조한 후 이에 대한 이화학적 성분 분석 및 항당뇨 효과를 조사하였다. 1단계 알코올 발효에서는 $28^{\circ}C$에서 6일간 발효하여 알코올 함량 5.2%의 야콘 와인을 얻을 수 있었으며, 2단계 초산발효에서는 $30^{\circ}C$, 200 rpm으로 6일간 발효하여 산도 4.75%의 야콘 식초를 생산할 수 있었다. 야콘 식초의 주요 유리당은 glucose와 fructose로 나타났으며, 유기산은 acetic acid가 가장 높았으며 이어서 succinic acid가 높게 나타났다. 야콘 식초의 유리아미노산 총 함량은 62.88 mg% 로 proline, ${\gamma}$-amino-n-butyric acid, ornithine이 주된 아미노산으로 나타났다. 무기성분은 Ca, K, Mg와 같은 알칼리성 원소를 다량 함유하고 있는 것으로 나타났다. 제2형 당뇨병 마우스에게 야콘 식초를 4주간 경구투여 하여 혈당 강화 효과를 평가한 결과 공복 시 혈당은 5% 야콘 식초군에서 대조군에 비하여 유의적으로 낮았으며(p<0.05) 10% 야콘 착즙액과 10% 야콘 식초군은 낮은 경향이었다. 내당능 역시 5% 야콘 식초군이 대조군에 비하여 유의적으로 개선하였다(p<0.05). 혈장의 인슐린과 C-peptide 농도 및 췌장의 인슐린 농도는 실험군간 차이가 없었으나 췌장의 C-peptide 농도는 대조군에 비하여 야콘 식초에 농도 의존적으로 높은 것으로 나타났다.