콩과 건강 콩 식품의 생리기능성 - 된장

[동북쪽에(김현동)]

된장은 곰팡이 중 아스퍼질러스 오리제 (Asp. oryzae) 와 같은 종이며 비슷한 형태를 가진 아스 퍼질러스 플레버스 (Asp. flavus)가 발효기간 중 관여하여 아플라톡신 오염에 의한 발암성, 특히 우리나라에서 흔한 위암발생의 원인식품으로 생각되기도 하였다. 아플라톡신 생성균으로 일부러 메주를 발효시켜 아플라톡신 생성정도를 검토해 본 결과 메주에서 이들 곰팡이의 성장은 잘 되었 지만 아플라톡신 생성은 딴 식품에 비해 매우 저조하였다. 발효과정 중 아플라톡신은 소금물에서 숙성 2달 후 80∼90%가 파괴되고 3달 후에는 거의가 다 제거되었다. 제조 과정 중 사용되는 숯은 아플라톡신을 흡수할 뿐 아니라 아플라톡신을 파괴시켰고 표면적이 넓은 활성탄은 아플라톡신을 100% 파괴 제거시켰다. 그러므로 된장 발효 시 우려될 수 있는 아플라톡신의 오염은 이런 여러 인자들에 의해 제조과정 중 파괴의 가능성이 있으며 발효기간내의 햇빛, 저온, 혼합균주 발효계, 암모니아, pH 조절, 숯, 갈색물질, 메주 크기 조절 등에 의해 숙성과정 중 파괴가 될 수 있다고 하겠다. 발효된 된장은 바실러스 세리우스(B. cereus), 대장균, 리스테리아 모노사이토제니스 (Listeria monocytogenes), 스테필로코커스 아우레우스(Staph. aureus), 스트렙토코커스 패컬 리스(Strep. faecalis), 대장균 O157:H7(E. coli O157:H7)등이나 다른 병원균에 대해 항균작용을 가지고 있었다. 발효된 된장의 항균물질은 발효과정 중에 생성된 펩타이드 즉, 4-하이드록시 벤조 인산(4-hydroxy benzoic acid) 및 벤조인산(benzoic acid)에 의한 것으로 보이고 이러한 항균 작용은 된장이 민간요법으로 사용되었던 근거를 뒷받침한다고 하겠다.

재래식 된장의 항돌연변이성이 콩으로 제조된 다른 발효식품들과의 차이를 비교해 본 결과, 재래식 된장의 활성이 가장 컸으며 다음으로 상품용 된장, 청국장, 일본된장의 순이었다. 여러 종류의 미생물, 주로 곰팡이류와 세균류가 발효에 관여하고 또한 발효기간이 길고 콩만으로 만들어진 재래식 된장이 항돌연변이성이 가장 높은 것으로 나타났다.

항암 실험에서 된장이 메탄올추출물에 의한 항암효과를 검토하기 위해 정상마우스에 살코마-180 암세포를 복강내로 이식한 다음 매일 1회씩 20일간 시료를 복강으로 투여하여 수명연장효과를 관찰하였다(박건영 등, 1999). 수명연장효과에서 대조군이 28.4일인데 비해 콩은 31.4일로 11% 의 수명연장효과를 나타내었고, 미소는 40.1일로 41%의 수명연장효과를 나타내었으며, 된장은 47.7일 로 68%의 가장 높은 수명연장효과를 보였다. 즉 된장이 미소나 콩보다 동물실험계의 항암효과가 높은 것으로 나타났다 또한 마우스를 이용한 동물실험계에서 된장에 의한 항종양 효과를 보기 위하여 마우스의 왼쪽 서혜 부에 피하로 고농도의 살코마-180 암세포 부유액을 접종한 후 시료를 복강으로 매일 된장 추출 물들을 1회씩 20일간 투여하여, 이로부터 32일이 지난 다음 마우스를 희생시키고, 서혜부의 암 조직을 적출하여 그 무게를 측정하였다(박건영 등, 1999). 대조군은 종양세포를 이식시키고 PBS를 시료와 동량을 처리하고 32일이 지난 다음 마찬가지로 암조직을 적출하였다. 종양억제비(%)는 시험 군의 암조직 무게와 대조군의 암조직 무게를 비교하여 산출하였다. 대조군은 3.28g을 나타냈지만 된장의 헥산 추출물 5.0㎎/㎏ 투여군은 1.18g으로 64.0%의 저해효과를 나타냈으며 메탄올 추출물은 0.68g으로 79.3%로 가장 높은 저해효과를 보였고, 된장 가열액은 1.65g으로 49.7%의 저해효과를 나타내었다. 결국 된장은 암세포가 자라고 있는 마우스 종양의 성장을 억제하며 그로 인한 생명의 연장을 유도하는 것으로 보인다. 된장을 투여한 마우스의 간내 주요효소 활성변화를 보면 된장 추출물은 간독성 지표로 사용되는 아미노전이효소(aminotransferase)의 활성을 감소시키는 효과 가 있었으며 또한 제2상 효소로 해독기구에 관여하는 효소인 글루타티온 S-전이효소(glutathione S-transferase)의 활성을 정상적인 상태에서는 이 효소의 활성을 낮추고 S-180 암세포를 투여 하였을 때는 이 효소의 활성을 증가시켜 독성물질을 대사하여 체외로 배출시키는 역할을 하는 등 암세포 성장으로 인한 간의 기능감소를 회복시키는 효과와 독소 생성을 해독시키는 작용이 있는 것으로 관찰되었다(손미현 등, 1999). 된장은 13% 정도의 소금을 함유하고 있어 소금의 부정적인 것이 우려될 수 잇다. 그러나, 된장의 물 및 메탄올 추출물에는 된장에서 우려되는 소금이 거의 대부분 추출 되었지만 소금의 농도와 관계없이 된장은 이런 항암효과를 나타내었다. 된장에서 중요한 활성물질을 여러 유기용매 분획을 이용하여 동정해본 결과 콩에서 유래된 물질이 발효과정을 통해 변화 또는 분리되어 항암활성을 높이게 되는 것으로 확인되었다. 된장의 메탄올 추출물이 아플라톡신 B1에 대한 항돌연변이 효과를 가지는 것으로 확인되었고, 디클로로메탄 분획과 에틸아세테이트 획분이 살모넬라 티피뮤리움(TA100)균주를 이용한 아메즈 실험계와 SOS 크로모테스트에서 아플라톡신 B1 뿐만 아니라 MNNG에도 항돌연변이효과가 있었다(임선영, 1997, 79). 활성물질로 β-시토스테롤과 리놀레산이 디클로로메탄 분획으로부터 실리카겔 칼럼 크로마토 그래피와 NMR을 이용하여 분리 동정되었다(임선영, 1997). 또한 제니스테인도 TLC와 HPLC를 이용하여 에틸아세테이트 분획에서 분리되었다. 제니스테인은 식물체에 들어있는 색소의 한 가지 로서 콩에는 주로 제니스테인, 다이드제인, 글리시테인 등이 당과 결합한 제니스틴, 다이드진, 글리 시틴형태로 들어 있으나 된장, 미소, 템폐 등과 같은 콩 발효식품에는 아글리콘인 제니스테인, 다이 드제인 등의 함량이 상대적으로 높게 함유되어 있다(Kurech et al, 1981 ; 임선영, 1997 ; Shin, 1998). 이는 발효식품 내에 존재하는 여러 미생물들에 의한 가수분해작용으로 여겨진다. 된장 내에 있는 활성물질인 제니스테인, 제니스틴, β-시토스테롤-글루코시드와 소야사포닌 Ⅰ의 함량을 측정하였다. β-시토스테롤-글루코시드(β-sitosterol-glucoside)의 함량은 발효에 의해 크게 변화되지는 않았 지만, 제니스틴이 된장의 발효에 의해 그 농도가 감소한데 반해 보다 활성이 높은 제니스테인은 농도가 증가하였다(임선영, 1997). 다른 실험에서도 된장의 발효에 따라 제니스테인이 230∼510㎍/g 으로 증가한데 반해 콩에 많이 함유되어 있던 제니스틴의 함량이 감소한다는 결과가 있었다 (Muramoto, 1998 ; 윤선, 1999 ; 이명희 등, 2002 ; 정재홍 등, 1998). 그러므로 된장과 콩이 항돌연 변이 효과에서 차이를 보이는 것은 된장에 있는 제티스테인과 같은 활성물질이 발효에 의해 전환 되었기 때문인 것으로 보인다. 된장 내에 존재하는 트립신 저해제, 제니스테인, 소야사포닌, α-토코페롤, (β-시토스테롤, 리놀레산 등은 모두 항돌연변이 효과가 있었다. 발암물질인 아플라톡신 B₁에 대한 이들 화합물들의 항돌연 변이 효과를 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella typhimurium) TA100에서 살펴본 결과는 표 2와 같은데 제니스테인은 1.25㎎/plate 첨가시에는 82%의 아플라톡신 B1에 의해 발생되는 돌연변이성 을 저해함을 알 수 있었다(Park et al, 2003 ; 임선영, 1997). 반면, 당과 결합해 있는 제니스틴의 경우 57%의 저해효과를 나타냄으로써 아글리콘인 제니스테인 보다 낮은 활성을 나타내었다. 리놀 레산도 80%의 돌연변이 억제효과를 가졌는데 제니스테인과 효과가 거의 유사하였다. 이상의 화합물 중에서 제니스틴과 리놀레산가 가장 활성이 높았으며 다른 활성물질과 비교해 통계적인 유의성이 있었다(p< 0.01). 다음으로 β-시토스테롤-디-글루코시드, 콩사포닌Ⅰ, 제니스틴, 트립신저해제, α-토코페롤의 순으로 나타남을 관찰할 수 있었다. 그리고, 제니스테인과 리놀레산가 아메스 실험계(Ames test)와 SOS 크로모테스트에서 항돌연변 이성을 가진다는 것을 관찰하였는데 이런 미생물 실험계를 이용한 in vitro 상의 실험에서 얻어진 현저한 저해효과가 진핵세포의 in vivo 상의 실험에서도 효과가 있는지를 검토하기 위해 초파리 체세포 돌연변이 검출계를 이용하였다(Park et al, 2003 ; 임선영, 1997 ; 윤희선 등, 1999). 초파리 의 wing hairs spots 검출계에서 변이원들에 의한 체세포 염색체 돌연변이 유발에 미치는 제니스 테인과 리놀레산의 영향을 조사하기 위해 먼저 각 시료들 단독 처리에 대한 발생 단계상의 독성 효과가 없는 범위에서의 돌연변이 유발 정도를 조사하였다 (표 9-3). 아플라톡신 B₁ 처리후, 체세포 염색체상의 결실, 불분리 현상으로 인한 small mwh spots의 출현빈도에 대해 제니스테인의 저해경향을 살펴보면, 아플라톡신 B₁ 단독처리군을 체세포 돌연변이 유발 100%를 기준해서 제니 스테인 2%, 4% 첨가시 각각 3%, 14%의 체세포 돌연변이 유발성을 가지는 것으로 나타나서 각각 97%, 86%의 높은 항돌연변이 효과를 관찰할 수 있었는데, 오히려 낮은 농도에서 활성이 더 높았다 (Park et al, 2003 ; 임선영, 1997 ; 윤희선, 1999). 제니스테인 첨가농도 1%에서는 자연발생 빈도 보다 다소 낮은 범위로 나타나 오히려 이 농도에서는 유충시기의 염색체상 자연적 발생변이를 억제 하는 경향성을 보여 주었다. Large mwh spots의 경우는 제니스테인의 첨가농도가 낮을수록 효과 가 커서 4%, 2%, 그리고 1%에서 각각 73%, 100%, 100%의 저해효과를 나타냄을 알 수 있었다(Park et al, 2003 ; 임선영, 1997 ; 윤희선, 1999). 초파리의 wing spots test에서 아플라톡신 B₁의 체세포 돌연변이 유발에 대한 리놀레산 의 효과를 검토한 결과에서도 여러 리놀레산 첨가농도에서 75~100%를 억제하는 것으로 나타났다(Park et al, 2003 ; 임선영, 1997). 결국 된장에서 제니스테인과 리놀레산은 실험관 내의 항돌연변이 실험인 아메스 실험계(Ames test)와 SOS 크로모테스트에서 80~90% 의 저해효과를 나타내었을 뿐만 아니라 드로소필라 돌연변이 검출계에서도 이들 활성물질들은 체세포 염색체상의 결실, 불분리현상, 체세포 염색체 재조환 등을 포함한 어떠한 돌연변이도 유도하지 않았고, 돌연변이원인 아플라톡신 B1 처리시 상당한 돌연변이 저해효과를 가지는 것으로 나타났다(Park et al, 2003 ; 임선영, 1997). 제니스테인과 리놀레산에 의한 발암과정의 저해기전을 검토하기 위해 C3H/10T1/2 진핵세포를 이용한 암세포 변형 실험(transformation test)을 하였다. 표 9-4는 제니스테인과 리놀레산의 발암 저해효과를 측정한 것으로 발암물질, 3-메티콜안트렌 MCA 만 첨가한 경우는 타입 II, 타입 III 포사이 (foci) 형성비율이 각각 플레이트 당 8개, 6개로 나타났고 제니스테인의 첨가농도가 증가할수록 타입 II, 타입 III 포사이 형성비율이 급격히 감소된 반면 타입 I 포사이 비율을 다소 증가하는 것으로 관찰 되었다(임선영, 1997). 이 실험계와 동물실험에서의 타입 I은 쥐에서 암을 일으키지 않고 타입 II는 50% 타입 III 초점형성은 쥐의 85%가 암을 일으키게 된다. 이 결과는 된장의 활성성분의 암 발생을 억제 할 수 있다는 뜻이다. 리놀레산의 경우도 유사한 경향으로 나타나 첨가농도 10㎍/㎖에서 타입 II과 III의 합한 포사이 형성 숫자가 2개로 MCA 단독으로만 처리된 군의 14개 보다 훨씬 감소된 것으로 나타났고 타입 Ⅰ 포사 이 비율은 다소 증가하는 것으로 관찰되었으나 타입 Ⅱ와 Ⅲ 포사이 형성 숫자가 첨가농도의 증가에 따라 급격히 감소되었으므로 제니스테인과 리놀레 산은 발암물질로 인한 암발생을 상당히 억제하는 것으로 생각된다. 또한 β-시토스테롤 글루코시드 의 경우 앞서의 세포독성(cytotoxicity) 저해 실험에서는 낮은 효과를 나타냈으나 MCA에 의한 암화 과정을 억제시키는 데는 효과적인 것으로 관찰되었는데 즉 타입 Ⅱ와 타입 Ⅲ 포사이(foci) 형성 숫자가 첨가농도 50㎍/assay에서 현저하게 감소하는 것을 관찰할 수 있다(임선영, 1997). 따라서 여러 가지 실험계를 통해서 된장의 주활성물질인 제니스테인과 리놀레산은 암화학 예방제로 가능성이 매우 높은 것으로 사료되어진다. 된장의 발효기간이 길어질수록 중성지방이 분해되어 유리지방산의 함량이 증가되었으며, 리놀레산 의 함량이 가장 많았다. 리놀레산의 아플라톡신 B₁에 대한 항돌연변이 효과는 표 5에 나타내었다. 리놀레산은 0.25mg/plate 농도에서부터 93%의 높은 항돌연변이 활성을 보였고 올레인산은 0.25mg /plate 농도에서 25%의 활성을 나타냈고, 0.5mg/plate 농도에서는 90%의 높은 활성을 보였으나 독성을 나타내는 농도였으므로 이러한 효과는 독성 때문인 것으로 생각된다(황경미, 2004). 리놀 렌산은 된장의 총유리지방산 중 7.3-9.4% 정도의 함량을 차지하지만 실험에 사용한 두 농도 모두 에서 각각 70, 77%의 높은 항돌연변이 효과를 보였다. 스테아린산, 팔미틴산과 그들의 중성지방 등은 항돌연변이 효과를 나타내지 않았다(황경미, 2004). 된장의 헥산분획물(Doenjang hexane fraction, DHF)은 여러 암세포의 성장을 억제하였는데 특히 MCF-7 인체 유방암 세포에서 세포주기의 G1 기를 억제하는 것으로 나타났다(Choi et al, 1999 ; 박건영 등, 1989). D-타입의 사이클린(cyclins) 의 발현을 억제 하였으며, 종양 억제 단백질인 p53 과 사이클린의존 카이네이즈(cdk)의 저해제인 p21 의 생성을 크게 유도하였다. 이런 활성을 DHF의 유리지방산, 특히 리놀레산가 관여 하였으리라 생각되며 이미 LA 가 인체암세포의 성장을 억제함을 보고한 바 있다(임선영, 1997 ; 양정례, 2000). 제니스테인(genistein)이 인체의 유방암세포에 미치는 영향을 분석하기 위해 MCF-7 및 MDA-MB -231 인체 유방암세포의 세포주기를 분석하였다. 100μM의 제니스테인을 24, 48 및 72시간 처리한 다음 세포주기를 분석한 결과는 표 9-6과 같다. 대조 MCF-7세포와 MDA-MB-231세포는 G2/M기에 해당하는 세포가 각각 25.2%와 29.4%였으나 제니스테인을 24시간 처리한 후에 두 유방암 세포는 모두 G2/M기에 해당하는 세포의 비율이 2배 이상 증가되었다. 제니스테인을 48시간 처리한 후에 두 암세포 모두 G2/M기에 해당하는 세포의 비율이 90% 이상이 되어, 된장의 제니스테인(genistein) 은 인체 유방암세포의 G2/M기를 지연시켜 암세포의 성장을 억제하는 것으로 나타났다(최영현 등, 1998). 제니스테인이 세포주기관련 단백질에 미치는 영향을 분석한 결과 D 및 E 타입의 사이크린에서는 영향을 주기 않았으며 그림 9-1에서 보듯이 사이크린 A에도 영향을 주자 않았으나, 제니스테인의 처리시간이 지남에 따라 사이클린 B1 (cyclin B1)단백질의 발현이 억제되었다(그림 9-1). 또한 사이클린 B₁ 단백질의 감소는 사이클린 B₁mRNA의 감소에 의한 것으로 나타났다(그림 9-2). 또한 제니스테인은 p21의 발현을 유도하여 p21이 cdc2와 cdks와 결합하여 이들의 카이네이즈 활성을 감소시켜 G2/M기의 세포주기 지연을 유도한 것으로 나타났다(Choi et al, 2000). 제니스테인은 p53이 없는 인체 전립선암세포의 성장도 억제하였는데(최영현 등, 1998 ; Chio et al, 2000) 사이클린 B₁의 발현을 억제하고, p53에 의존하지 않고 p21 (WAF1/CIP1)을 유도하여 세포 주기를 억제하며 G2/M기의 지연을 유도하였다(최영현 등, 1998 ; Chio et al, 2000).

된장성분이 우육조직 지방질의 산화에 미치는 영향을 살펴보기 위하여, 우육, 우육-식염, 우육-된장 등의 모델 실험계(model system)을 열처리를 행한 다음 저온에서 5주간 산화반응 시키면서 TBA값 을 살펴 본 결과는 그림 9-4와 같다(최홍식 등, 1990). 된장과 우육을 동량으로 조합한 시스템에선 반응 전기간 동안 그 값의 변화가 없이 초기의 값을 그대로 유지함으로써 우육조직 지방질의 산화가 거의 일어나지 않고 있었다. 그러나 우육 및 우육-식염의 시스템들은 비록 저온이지만 반응 전기간 중 계속 산화가 진행되었으며 2주 이후에는 이미 TBA값이 2를 넘는 것으로 나타났다. 이 경우 우육 단독 시스템보다 우육-식염 시스템이 더 급격한 산화양상을 보여 소금은 산화를 도우는 효과를 보였다. 열처리를 받은 식육 지방질의 산화는 냉장온도로 저장한 경우보다 산화가 더욱 가속화된 다고 알려져 있다. 이러한 조건에서 된장의 역할을 보았을 때, 비록 된장 자체가 산화를 도우는 상당한 식염(12%)을 함유하고 있음에도 불구하고 우육단독시스템보다 우육-된장시스템에서 높은 산화안전성을 보여 된장은 현저한 항산화 작용이 있음을 알 수 있다. 된장의 이러한 항산화 특성은 대두 또는 그 제품 에서 함유하고 있는 폴리페놀 화합물, 특히 이소플라본, 클로로제닌산(chlorogenic acid), 카페 인산(caffeic acid)에 의할 수 있고, 이러한 물질이 발효과정 중에 글루코시드 등으로부터 유리되어 나오기 때문이라고 사료된다. 그러나 이러한 항산화성은 발효과정 중에 형성된 갈변물질에 의하여 더 강하게 일어날 수 있으며, 여러 가지 종류의 인지방질, 토코페롤, 아미노산, 펩티드 등도 함께 된장의 항산화 기능에 기여할 것으로 판단된다. 된장의 중성 페놀물질을 분획하여 본 결과, 된장내에 있는 제니스틴(genistin)의 농도는 현저히 감소하였지만, 제니스테인(genistein) 농도는 상당히 증가하였다. 페놀화합물의 항산화성이 크게 증가하였는데, 50℃에서 산화반응을 시키면서 과산화물가의 변화를 살펴본 결과 60일간 발효한 된장의 중성페놀물질이 반응 3일째 과산화물값을 급격히 감소시켰다(이정수 등, 1997)(그림 9-5). 이것은 발효기간 중에 된장속의 제니스테인 함량이 높아지는 것에 기인한다고 볼 수 있다. 된장이 발효하면서 생성되는 수용성(이종호 등, 1994) 및 지용성 갈색색소(김미혜 등, 1994)는 항산 화활성을 갖는다. 항산화 활성은 OD 400nm (노란색)에서 흡광도가 증가되는 만큼 증가되었다. 최 등(1993)은 간장에서의 갈색물질을 과산화물과 콘주게이트 리놀레산(conjugated linoleic acid, CLA) 생성을 억제하는 강한 항산화 활성을 나타내었다 하였다. 히스티딘, 트립토판, 티로신과 메티오닌 같은 유리아미노산도 강한 항산화 활성을 갖는데(문갑순 등, 1987) 된장에는 글루탐산, 라이신, 트립토판, 히스티딘과 티로신의 함량이 높다(배은아 등, 1997). 된장이 발효되면서 이런 유리아미노산이 많이 생성되므로 이로 인한 항산화 활성을 높이는 효과가 있다. Muramoto(1998)는 His-His 같은 His 함유 펩타이드가 금속이온과 킬레이터로(chelator) 활성산소제거제로서 중요한 역할을 한다고 하였다.

된장성분이 우육조직세계적으로 아시아 지역의 사람들을 조사해 본 결과 관상심장질환의 발생율이 서구지역 사람들보다 낮고, 이것은 콩과 콩제품의 섭취 때문인 것으로 나타났다(Beaglenole, 1990). 관상심장질환은 미국에서 미국의 심혈관 질환으로의 사망원인의 50%를 차지한다. 최근 미국인들은 이소플라본(isoflavone)이 함유되어 있는 콩과 콩제품을 심장질환 예방식으로 추천하고 있다. Erdman(2000)에 의하면 콩제품 섭취량이 많을수록 심혈관계 질환의 발병율도 낮다고 한다. 대두 단백질의 아미노산 구성, 불포화지방산, 식이섬유, 이소플라본, 사포닌, 식물성 스테롤이 심혈관계 질환을 예방하는 것으로 알려져 있다(Anthony, 2002). 발효대두식품으로부터 생겨나는 비소화성 단백질, 피틴산, 펩타이드 역시 심혈관기능을 높인다. 청국장, 나토, 된장과 같은 대두발효식품은 혈전용해능을 가진다. 김(1998)은 여러 된장 시료에서 강력한 혈전용해효소를 분비하는 바실러스속 균주를 분리하였다. 전통된장의 혈전용해능은 상업용 된장보다 10배의 높은 혈전용해능을 보였다. 혈전용해능을 보이는 균주는 바실러스 아밀로이규에 파시엔스(Bac. amyloiquefaciens), 바실러스 판토테티쿠스(Bac. pantotheticus), 바실러스 서브 틸리스(Bac. subtilis)였다. 된장의 바실러스속 균주가 가진 혈전용해능은 청국장이나 나토보다 3-4배 높은 것으로 나타났다. 바실러스 아밀로이규에파시엔스에서 분리한 효소는 pH와 열에 매우 안정적이고 혈전용해능이 130unit/mg이상이었다. (1) 혈압강하효과 황(1997)의 연구에서는 우리나라의 메주, 된장 및 청국장과 일본의 낫또로부터 형태학적으로 구분 되는 18종의 균주를 분리하고, 배양물의 풍미특성, 단백질분해효소(protease) 활성 및 안지오텐신 전환효소(ACE) 저해활성을 비교하여, 가장 우수한 SCB-3 균주는 균주의 형태학적 특성, 배양특성, 생화학적 특성을 조사한 결과 바실러스속 균주로 동정되었으며, Bacillus sp. SCB-3라 명명하였다. SCB-3 균주를 향기형성배지에서 37℃, 48시간 진탕배양한 후 측정된 ACE 저해율은 61%였으며, IC50은 0.02mg/ml의 높은 값을 보여주었다. 또한 대두를 이용한 된장 담금 실험에서 숙성 40일째에 IC50은 0.26mg/ml로써 ACE 저해효과가 가장 높았고, 숙성 60일째에는 ACE 저해활성이 낮았다. SCB-3 균주를 이용한 된장의 숙성기간 중 일반성분과 ACE 저해활성의 변화를 경시적으로 분석한 결과, 90일 숙성과정 중 약 0.32%의 미비한 산도 증가가 있었으며, 된장의 맛과 관계되는 아미노태 질소량은 숙성 90일째에 541mg%로써 숙성과정 중 꾸준히 증가하여, 된장의 정미성분에 상당량 기여함을 알 수 있었다. ACE 저해활성은 숙성기간에 따라 점차 증가하여 숙성 60일째에 가장 높았다 발효되지 않은 것이 ACE 저해활성을 보이지 않은데 반해 발효된 된장의 ACE 저해활성은 증가하였 는데 이것은 펩타이드 발효산물이 원인인 것으로 보인다(황종현, 1996). 된장에서 ACE 저해인자로 분리된 여러 펩타이드가 있는데, 정(1994)의 연구에 따르면 된장으로부터 정제한 ACE 저해물질은 경쟁적 저해기작을 나타냈으며, 아미노산 분석결과 알라닌, 페닐알라닌, 류신, 글루탐산, 글리신, 세린, 아스파틴산 등으로 구성되어 있었다. 정제되어진 ACE 활성 저해 물질의 아미노산 조성을 살펴본 결과, 소수성 아미노산인 알라닌, 페닐알라닌, 류신의 함량이 각각 55.50%, 39.84%, 2.09%로 소수성 아미노산의 함량이 많으며, 아스파틴산, 글루탐산, 세린, 글리신은 소량 함유 되어 있었다. 한편 전통된장에서 분리한 다른 ACE 저해 펩타이드도 존재하며 활성물질은 디펩타이드인 Arg-Pro였으며 IC50 값은 92μM이었다. 신 등(1995)의 연구에서는 식품 유래의 생리 활성 펩타이드를 분리할 목적으로 재래식 된장으로부터 혈압강하기능을 가지는 ACE 저해활성 펩타이드를 분획하였다(표 9-8). 된장의 용매추출액을 역상 프렙-고성능액체크로마토그래피 (reverse phase prep-HPLC)로 분획하여 7개의 획분을 얻었으며, 그 중 F5 분획물의 ACE 저해 활성이 IC50=6.8㎍/㎖로 비활성이 가장 높았다. F5 분획물을 이온교환 프렙-고성능액체크로마토 그래피(ion exchange prep-HPLC)로 다시 분획하여 얻은 5개의 모든 획분에서 높은 비활성을 보였다(IC50=2.5-8.3㎍/㎖). 그 중 F53분획물의 비활성이 가장 높았으며(IC50=2.5㎍/㎖), F53의 구성아미노산 분석 결과 히스티딘의 함량이 특징적으로 높았다. 대두 가수분해물인 UF(uetra filtration)-peptide를 실험관 내에서 혈압강하효과를 나타낼 수 있는 지를 조사하기 위해, 실험동물로서 고혈압 모델인 자발성 고혈압 흰 쥐(spontaneously hyperten -sive rat, SHR)를 대상으로 UF-peptide를 0, 3, 10%가 되도록 첨가한 식이 UF-peptide로 6주간 사육하여 SHR의 혈압강하에 미치는 영향, 혈중 지질 수준 및 혈관조직 중 ACE 활성 등을 조사 하였다(유리나 등, 1996). 그 결과, UF-peptide는 자발성 고혈압쥐의 혈압을 강하시키는 효과가 있었으며, 이 효과는 혈중 총 콜레스테롤 및 중성지질 등의 지질 개선작용, 흉부동맥의 ACE 활성 저해작용을 통해 발현되는 것으로 추정되었다. (2) 혈중 콜레스테롤 감소 효과 된장의 이소플라본은 폴리페놀성 구조를 가지기 때문에 혈중 콜레스테롤을 감소시키고 LDL 콜레 스테롤의 산화를 막아 결과적으로 심혈관계질환 위험율을 낮출 수 있다. Sugano 등(1988)의 연구 에서는 대두제품의 가용성, 비소화성 펩타이드를 공급한 쥐 실험에서 혈중 콜레스테롤의 현저한 감소와 대변으로의 스테로이드 분비증가를 관찰했다. 콜레스테롤의 감소뿐만 아니라 이소플라본이 에스트로젠과 같은효과(estrogenic effect)를 가짐으로써 LDL 산화를 막고, 혈관을 강화시키며 혈소판 응고를 막았다고 했다. 피토스테롤은 콜레스테롤의 흡수를 막는다. 된장속의 단일불포화 지방산(MUFA)와 다가불포화지방산(PUFA)도 혈중 콜레스테롤치를 낮출 수 있다(Nydahl et al, 1994). 한(1993)의 Wistar 흰쥐를 이용한 실험에서 식이 펩타이드의 소수도가 높을수록 흰쥐의 혈청 콜레스테롤의 농도가 낮아졌다고 했다. 그러나 된장이 심혈관계질환의 예방에 미치는 역할에 대해서는 더 충분하고 명확한 연구가 필요하다고 하겠다.