본 연구는 인삼당절임에서의 β-glucosidase 활성이 우수한 균주인 Saccharomyces cerevisiae M-5 균주를 분리하여, 그 효모균주를 적용한 인삼열매 발효로 인삼열매에 함유된 폴리페놀 및 진세노사이드와 같은 활성물질의 생리활성과 장내흡수율을 증가시켰다. 또한, 이를 활용하여 인삼열매 콤부차를 제조하고 항산화 및 숙취 개선 효과를 검증함으로써 인삼열매 콤부차 소재로서의 기능성 및 가능성을 제시하고자 하였다. 따라서 분리균주로 적용된 인삼열매 콤부차는 항산화 활성과 알코올에 의한 숙취가 개선이 되어 향후 숙취해소제로서의 활용 가능성에 도움이 될 것으로 기대된다.
첫 번째 연구에서는 인삼 당절임으로부터 β-glucosidase 활성을 갖는 분리된 효모균주인 Saccharomyces cerevisiae M-5에 의한 인삼열매 발효과정중의 진세노사이드를 포함하는 성분 변화와 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt(ABTS)와 2,2-diphenyl-1picryl-hydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능 변화를 측정하였다. 또한 intestinal sac을 이용하여 인삼열매 발효물의 장투과율을 측정하였다. 발효과정중의 라디칼 소거능은 폴리페놀 변화량과 유사한 경향을 보였다. 인삼열매 발효추출물은 발효전에 비해 총진세노사이드 함량이 발효후에 증가하였다. 인삼열매의 진세노사이드 중 Re의 함량은 발효전 62.86 ㎍/mg으로 다른 진세노사이드보다 높았고, 발효 7일차에는 76.60 ㎍/mg으로 증가하였다. Rb1 및 Rb2도 발효 7일째에 각각 2.10 ㎍/mg에서 6.62 ㎍/mg으로, 5.02 ㎍/mg에서 16.10 ㎍/mg으로 각각 증가하였다. Intestinal sac을 통과 240분 후의 인삼열매 발효물의 장 투과율은 발효전 인삼열매에 비해 폴리페놀 함량과 진세노사이드 함량은 각각 47.5%와 24.3% 정도 유의적으로 증가하였다. 분리균주인 S. cerevisiae M-5에 의해 인삼열매 발효 시 진세노사이드와 폴리페놀 함량이 증가하였으며, 이로 인해 라디칼 소거능과 장 투과율이 증가하였다.
두 번째 연구에서는 분리균주인 S. cerevisiae M-5와 Gluconobacter oxydans 를 이용하여 인삼열매 콤부차 발효 특성과 라디칼 소거활성을 평가하였다. 또한, 과산화수소(H₂O₂, hydrogen peroxide) 유도한 처리된 초파리 모델에서 수명 인자 효과와 산화스트레스 소거 관련 효소 발현양을 측정하였다. 인삼열매 콤부차의 발효는 라디칼 소거의 증가와 더불어 환원력이 증가하여 발효 후 항산화 활성이 높음을 확인하였고, 이는 gallic acid 및 chlorogenic acid와 같은 페놀 화합물과 진세노사이드 대사산물의 함량은 발효 전보다 증가하였다. 또한, 15% H₂O₂(과산화수소)로 유도한 초파리 모델에서의 인삼열매 콤부차는 항산화 개선과 관련한 실험에서 수컷 초파리의 수명 연장, reactive oxygen species(ROS) 감소, superoxide dismutase(SOD), catalase(CAT) 및 glutathione peroxide(GPx) 효소 유전자 발현은 유의적으로 증가되어 분리균주를 적용한 인삼열매 콤부차에서의 산화스트레스 억제 효능이 있음을 확인되었다. 따라서 분리 균주로 적용된 인삼열매 콤부차는 항산화 효능이 증가되어 향후 건강 기능식품의 소재로 활용 가능성에 도움이 될 것으로 기대된다.
세 번째 연구에서는 분리균주 S. cerevisiae M-5와 G. oxydans에 의해 발효된 인삼열매 콤부차의 숙취 해소능 평가를 위하여 에탄올 처리된 인간 유래 간암세포주인 HepG2(Human hepatoma cell line) 세포에서의 과산화지질(malondialdehyde, MDA) 및 산화스트레스 관련된 효소 발현양을 측정하였다. 또한, 알코올 처리 Institute of Cancer Research(ICR) 마우스에서 생화학적 및 행동학적 분석을 진행하였다. 에탄올 처리에 의해 산화적 스트레스가 유도된 인간 유래 간암세포주인 HepG2 세포에서는 인삼열매 콤부차 처리에 따라, 감소된 항산화 효소(SOD, CAT, 및 GPx) 발현량의 유의적 증가 및 MDA의 함량을 유의적으로 감소하였다. 인삼열매 콤부차 처리는 nuclear factor-erythroid 2 related factor 2(Nrf2), heme oxygenase-1(HO-1) 단백질 증가와 Kelch-like ECH associated protein 1(Keap1) 단백질 감소에 의해 알코올에 의한 산화적 스트레스로부터 간 세포 손상을 보호하는 것을 확인하였다. 알코올 처리 마우스에 인삼열매 콤부차(15 및 30 mg/kg) 처리는 혈액 내 알코올과 아세트알데히드 농도를 유의적으로 감소하였다. 본 연구를 통하여, 인삼열매 콤부차는 알코올로 유발된 간 손상의 보호 효과는 항산화 신호전달 인자인 Nrf2-Keap1 protein을 통해 이루어졌다. 인삼열매 콤부차는 간에서의 alcohol dehydrogenase(ADH)와 acetaldehyde dehydrogenase(ALDH) 활성을 증가시켜 혈중 알코올과 아세트알데히드 수준을 감소시켜 알코올에 의한 행동변화를 억제하였다.