Optimization of Whey-Based Medium for Growth and ACE-Inhibitory Activity of Lactobacillus brevis

A Whey-based medium was formulated with Lactobacillus brevis to investigate whether any functional peptides could derive from whey protein. The optimal concentrations of the ingredients of the medium for the growth of Lactobacillus were determined as 2% whey protein concentrate and 1% glucose and 0.5% yeast extracts. The growth of Lb. brevis was improved with the supplementation of yeast extracts than glucose. The viable cells counts of Lb. brevis reached to 2.0 × 10$^8$CFU/mL in the whey-based medium. The whey protein hydrolysates recovered from the supernatant after centrifugation at 10,000 x g for 10min induced strong inhibitory activity against ACE. When the whey protein hydrolysate were partially purified by a membrane tubing below 8,000Da, the partially purified fraction remained 64.7 ${\pm}$ 3.6% of the ACE inhibition activity of the whey protein hydrolysates and IC$_{50}$ was 38.8 ${\pm}$ 2.2mg/mL. The whey-based medium was proved to be effective in producing ACE inhibitory peptides by lactic bacteria fermented whey protein.

유청을 기초로 하는 배지를 제조하여 Lactobacillus brevis를 배양하면서 유청 단백질로부터 기능성 펩타이드 생성을 알아보고자 하였다. Lb. brevis의 적정생장에 필요한 배지성분의 농도는 2% 유청 분말, 1%의 포도당 및 0.5%의 효모추출물이었다. Lb. brevis의 생장은 효모 추출물의 보충이 포도당의 보충보다 더 효과적이었다. 이 유청 배지에서 Lb. brevis의 생장은 2.0 ${\times}$ 10$^8$CFU/mL에 달하였다. 생장 후의 유청 배지를 10,000 ${\times}$ g에서 10분간 원심분리하여 그 여액으로부터 얻은 유청단백분해물은 ACE 효소 억제 효과가 나타났다. 분자량 8,000Da 이하로 부분 정제한 분획의 ACE에 대한 억제효과는 유청단백분해물의 64.7 ${\pm}$ 3.6%, IC$_{50}$은 38.8 ${\pm}$ 2.2 mg/mL로 나타났다. 따라서 유청을 기초로 한 배지는 젖산균으로부터 유청 단백질을 발효하여 ACE 억제 효과를 주는 펩타이드 생산에 적합한 배지임을 알 수 있었다.