Antioxidant activity and physicochemical composition of fermented Vigna angularis using Bacillus subtilis KCCM 11965P

Bacillus subtilis KCCM 11965P를 이용한 붉은팥 발효물의 항산화 활성 및 이화학성분 분석

Health of human intestine has deteriorated due to excessive stress and western diet. In this study, Vigna angularis was fermented by Bacillus subtilis KCCM11965P in order to develop prebiotic resource for improving bowel movement. The contents of ash and crude protein were $3.35{\pm}0.04%$ and $21.1{\pm}0.19%$ respectively. Vigna angularis extract (1, 3, 5%) were incubated with 3% (v/v) Bacillus subtilis KCCM 11965P for 0, 24, 48, and 72 h. Total bacterial numbers showed that the combination of 3% powdered seeds and 72 h incubation time was optimum condition for this experiment. Total polyphenol content increased from $0.18{\pm}0.010mg/mL$ in pre-incubation to $0.23{\pm}0.007mg/mL$ in post-incubation with the condition mentioned above. DPPH radical scavenging activity also increased from $36.1{\pm}6.0%$ to $63.6{\pm}5.2%$. Analysis of protease activity showed $2.69{\pm}0.003unit/mL$ in combination of 5% powdered seeds and 72 h incubation time. Amylase activity increased from $1.0{\pm}0.1unit/mL$ in pre-incubation to $26.0{\pm}0.2unit/mL$ in post-incubation. The analysis of free amino acids after incubation with Bacillus subtilis KCCM 11965P showed that leucine increased from 5.22 mg/L to 67.59 mg/L and tyrosine, one of non-essential amino acid also increased 10.08 mg/L to 259.35 mg/L by incubation with 5% powdered seeds. Most of organic acid were reduced by incubation for 72 h. These results suggest that Vigna angularis could be utilized most as a prebiotic resources.

장 건강에 유익한 프리바이오틱스 소재를 개발하기 위하여 배변을 촉진하는 효능을 지닌 붉은팥을 식품 발효에 이용되는 Bacillus subtilis KCCM 11965P로 발효하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 붉은팥의 일반성분은 회분 $3.35{\pm}0.04%$, 조단백질 $21.1{\pm}0.19%$, 조지방 $0.35{\pm}0.02%$ 함유되었다. 붉은팥 원물 1%, 3%, 5%와 Bacillus subtilis KCCM 11965P 3% (v/v)를 접종하여 0, 24, 48, 72시간 배양하였다. 배양액의 총균수를 측정한 결과 붉은팥 원물을 3% 첨가한 후 72시간 배양군에서 Bacillus subtilis KCCM 11965P 발효가 가장 적합하였다. 발효 시간에 증가함에 따라 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거활성이 증가하였다. Protease 활성은 붉은팥 원물 5% 첨가한 후 72시간 배양한 군($2.69{\pm}0.0 3unit/mL$)에서 활성이 가장 높았다. 발효시간과 붉은팥 원물 첨가 농도가 증가함에 따라 ${\alpha}$-amylase 활성도 증가하였으며, 붉은팥 원물 5% 첨가한 후 72시간 배양한 군에서 0시간 배양군($1.0{\pm}0.1unit/mL$) 보다 $26.0{\pm}0.2unit/mL$로 증가하였다. Bacillus subtilis KCCM 11965P로 72시간 배양한 후 유리아미노산을 측정한 결과 leucine은 붉은팥 원물 5% 첨가한 0시간 배양군 5.22 mg/L에서 67.59 mg/L로 증가하였으며, 비필수아미노산인 tyrosine은 5% 첨가 0시간 배양군 10.08 mg/L에서 259.35 mg/L로 증가하였다. 이와 같이 Bacillus subtilis KCCM 11965P로 붉은팥을 발효하면 항산화 활성, protease 효소 활성, 및 ${\alpha}$-amylase 효소 활성이 증가하였으며, 유리아미노산과 유기산이 증가하였다. 붉은팥을 발효하는데 Bacillus subtilis KCCM 11965P가 적합할 것으로 판단되며, 붉은팥은 프로바이오틱스를 활성화시켜 장 건강을 증진시킬 수 있는 프리바이오틱스 소재로 개발할 수 있는 가능성을 시사하였다.