Characteristics of ${\beta}-galactosidase$ activity in Lactobacillus plantarum from kimchi

김치에서 분리한 유산균 Lactobacillus plantarum의 ${\beta}-galactosidase$ 특성에 관한 연구

To investigate a possible application of three strains of lactic acid bacteria(strain No. 49. No. 61. No. 75) from kimchi in milk fermentation industry, the optimal condition for production of intracellular ${\beta}-galactosidase$ from Lactobacillus(L.) plantarum and its enzymatic properties were examined. The preferable carbon source of the medium for strain No. 49 in production of ${\beta}-galactosidase$ was MRS broth with 1.0% lactose instead of dextrose of pH 65. for strain No. 75 with 1.0% galactose and for strain No. 61 with 3.0% lactose at pH 7.5, respectively. The maximum enzyme production from strain No. 49, No. 75 was observed after 48 hours culture at $30^{\circ}C$ in a medium containing the appropriate carbon source, from strain No. 61 after 48 hours culture at room temperature. The optimum temperature for ${\beta}-galactosidase$ activity from L. plantarum was $60^{\circ}C$ for strain No. 49, $37^{\circ}C$ for strain No. 61 and $50^{\circ}C$ for strain No. 75, respectively. The heat stability of enzyme activities for all three strains remained 90% at $45^{\circ}C$. The optimal pH was pH 6.5 and enzyme activities were most stable at pH for all three bacteria.

김치에서 분리한 유산균 Lactobacillus(L.) plantarum 3 균주(strain No.49, No.61, No.75)의 ${\beta}-galactosidase$의 생성을 위한 최적 조건을 검토하고, 효소학적 특성을 조사하였다. 효소 ${\beta}-galactosidase$의 최적 생성 조건은 strain No. 49의 경우 탄소원을 dextrose대신에 lactose를, strain No. 75 균주는 galactose를 1.0% 함유한 MRS broth에서, 초기 pH를 6.5로 하여 $30^{\circ}C$에서 48시간 배양하였을 때로 판명되었다. Strain No. 61 균주의 경우는 lactose를 3.0% 함유한 MRS 배지의 초기 pH를 7.5로 하여 실온에서 48시간 배양하였을때가 최적생성조건이었다. 효소의 최적 활성 온도는 $60^{\circ}C,\;37^{\circ}C,\;50^{\circ}C$로 3균주 모두 L. plantarum임에도 불구하고 각각 다른 온도에서 최고 활성을 보였다. 특히, strain No. 61, No. 75는 반응 온도가 상승함에 따라 활성의 감소가 관찰된 반면 strain No. 49는 $60^{\circ}C$의 높은 온도에서 가장 높은 활성을 보여 높은 온도에서도 효소활성이 유지 되는 점은 주목할 만하였으며, 3균주 모두 $45^{\circ}C$까지 90% 이상의 안정성을 나타내었다. 한편 효소의 최적 pH는 3 균주 모두 pH 6.5이었으며, pH 6.0에서 효소활성이 가장 안정하였다.