Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences (한국수산과학회지)

The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science (한국수산과학회)
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Functional Characteristics of Lactic Acid Bacteria Isolated From Jeju Island Traditional Fermented Food

제주지역 전통발효식품에서 분리한 유산균의 기능적 특성

  • Kang, Min-Gyun (Department of Food Science and Technology, Pukyong National University) ;
  • Jo, Du-Min (Department of Food Science and Technology, Pukyong National University) ;
  • Oh, Do Kyung (Department of Food Science and Technology, Pukyong National University) ;
  • Song, Ye-Jun (Department of Food Science and Technology, Pukyong National University) ;
  • Kim, Young-Mog (Department of Food Science and Technology, Pukyong National University) ;
  • Park, Seul-Ki (Institute of Food Science, Pukyong National University)
  • 강민균 (부경대학교 식품공학과) ;
  • 조두민 (부경대학교 식품공학과) ;
  • 오도경 (부경대학교 식품공학과) ;
  • 송예준 (부경대학교 식품공학과) ;
  • 김영목 (부경대학교 식품공학과) ;
  • 박슬기 (부경대학교 식품연구소)
  • Received : 2021.08.04
  • Accepted : 2021.09.17
  • Published : 2021.10.31
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Abstract

Jeju island is the largest island of South Korea, and has a relatively warm climate due to its geographical characteristics. These features have fostered development of various fermented foods distinct to Jeju island. Therefore, the functional activity of the lactic acid bacteria (LAB) isolated from the Jeju region's traditional fermented foods, including Kimchi and Jeotgal was characterized in this study. Fifteen strains were isolated from 6 types of fermented food. These strains include Enterococcus spp., Lactoplantibacillus spp., and Weisella spp. Several experiments were carried out to assess functional characteristics including acid resistance, bile resistance, hemolysis, DPPH and ABTS radical scavenging activity, and cholesterol-lowering activity. Three isolated strains (J-4, J-6 and J-10) exhibited high acid resistance, while the other 3 isolates (J-1, J-4 and J-6) showed high bile salt resistance. The strains displayed varied DPPH and ABTS radical scavenging activity: 71.14-86.42% among the first 3 strains, and 50.11-75.11% among the remaining 3 strains. Cholesterol-lowering activities were in the range 15.74-82.90% for all isolated strains. In conclusion, these studies suggest that isolated LAB strains from Jeju island traditional fermented foods possess the potential for broader application in the food industry.

Keywords

서론

제주도는 한반도 최남단에 위치한 국내에서 가장 큰 섬으로 지리적으로 아열대 지방에 위치해서 비교적 기후가 온화하다 (Kim and Park, 2014). 사면이 바다로 둘러싸여 있어 육지와의 원재료 교류가 어려운 지리적 특성으로 장기간 보관이 가능한 젓갈이 발달하였고 갈치젓과 자리젓 등이 제주지역의 대표적인 젓갈이다(Park et al., 2012; Hazra and Byun, 2021). 이러한 제주지역 특유의 젓갈을 이용하여 내륙지방과는 차별화된 김치 문화가 발달하였다(Cha et al., 2003; Park et al., 2012). 김치 및 젓갈 등의 발효식품은 원재료의 종류와 온도 등과 같은 다양한 조건에 따라 발효에 관여하는 미생물의 종류가 달라지고 그 결과 발효식품의 독특한 풍미 등이 결정된다고 보고되어 있다(Cha and Seo, 2017). 우리나라의 대표적인 발효식품인 김치와 젓갈에는 일반적으로 Lactococcus spp., Lactobacillus spp., Pediococcus spp., Weissella spp. 등 다양한 유산균이 존재한다고 보고되어 있으며, 이러한 발효식품들에서 분리한 유산균이 나타내는 생리활성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다(Choi et al., 2013; Ko et al., 2013). 발효식품에서 분리된 유산균들의 항균, 항고혈압 및 콜레스테롤 저하 등의 기능성이 알려지면서 식품뿐만 아니라 의약과 화장품 등 다양한 분야에서 유산균을 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다(Jeun et al., 2004; Oh et al., 2010; Kim et al., 2016). Park (2017)은 광주지역 및 전라남도 지역의 김치에서 Leuconostoc mesenteroides 및 Lactobacillus sakei 8종을 분리하였으며 그 중 우수한 항균물질 생성능을 가지는 유산균을 보고하였다. 또한, Kook et al. (2011)은 전라북도, 강원도, 경기도 및 서울 지역의 김치 및 충청북도 및 경기도 젓갈류 150여종을 시료로 하여 Lactobacillus spp.을 비롯한 다양한 유산균주를 분리 및 동정하였으며, 그 중 protease 활성이 뛰어난 유산균주에 대해 보고하였다. 이처럼 다양한 발효식품과 다양한 지역에서 유용 유산균을 분리하고 그 기능성에 대해 규명하려는 연구가 지속되고 있다. 하지만, 내륙과는 다른 지리적 환경과 기후조건을 가지고 있으며 다소 독특한 식문화를 가지고 있는 제주지역의 전통 발효 식품에서 유용 유산균을 분리하고 기능성을 규명하려는 연구는 미비하다(Ryu and Heo, 2021). 따라서 본 연구에서는 제주지역의 전통 발효식품에서 유산균을 분리하고 그 기능적 특성에 대한 연구를 진행하였다.

재료 및 방법

제주도 발효식품에서의 유산균 분리 및 동정

제주도 발효식품에서의 유산균 분리 및 동정을 위해 제주특별자치도 소재 전통 시장에서 젓갈 4종(갈치속젓, 멍게젓, 보말젓 및 넙치식해) 및 김치 2종(배추김치 및 묵은지)을 구매하였다. 각 젓갈 및 김치 25 g을 0.1 M phostphate buffer saline (PBS; pH 7.2)으로 10배 희석하여 균질화 시킨 후 이를 시료로 사용하였다. 균질화된 시료는 bromocresol purple (BCP; Duksan Pure Chemical Co. Ltd., Ansan, Korea)를 0.002% (w/v) 첨가한 deMan Rogosa Sharpe medium (MRS; Difco, Detroit, MI, USA)에 접종하여 37°C에서 24시간부터 48시간까지 배양하였으며, 배양 후 유산균이 생성하는 유기산 등에 의해 집락 주위가 노란색으로 변한 단일 집락을 선별하여 분리하였다.

분리된 유산균을 동정하기 위해 Genomic DNA Extraction Kit (Bioneer, Daejeon, Korea)를 사용하여 genomic DNA를 추출하였으며, 이를 이용하여 16S rRNA 증폭을 위해 universal primer인 27F (5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’) 및 1492R (5’-GGTTACCTGTTACGACTT -3’)을 이용하여 PCR (polymerase chain reaction) 수행 후 염기서열을 분석하였다. 16S rRNA 염기서열 분석은 바이오닉스(Bionics, Seoul, Korea)에 의뢰하였으며, National Center for Biotechnology Information (NCBI)의 Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) analysis (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) 자료와 비교하여 동정하였다.

내산성, 내담즙성 및 용혈성 분석

내산성 및 내담즙성 분석은 Ryu et al. (2020)의 방법을 변형하여 진행하였다. 내산성 분석을 위해, 1 N HCl을 이용하여 pH 2.0 및 pH 6.5로 조정된 10 mL의 0.1 M PBS에 분리된 유산 균주를 약 108-109 CFU (colony forming unit)/mL 수준으로 접종하여 37°C에서 2시간 배양하였다. 이를 PBS로 단계별 희석하여 MRS agar에서 37°C, 24시간 배양 후 생존한 집락을 계수하여 내산성을 확인하였다. 내담즙성 분석은 MRS broth 10 mL 에 0.3% (w/v) oxgall (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 을 첨가하여 제조한 인공담즙에 각각의 분리 균주를 약 108- 109 CFU/mL 수준으로 접종하여 37°C에서 7시간 배양한 것을 MRS agar에서 균수를 확인하여 진행하였으며, 대조군으로 oxgall이 첨가되지 않은 MRS broth를 사용하였다. 분리된 유산균의 안전성을 확인하기 위해 용혈성 분석을 진행하였으며, 분리균주의 배양액을 5% sheep blood (v/v; KisanBio, Seoul, Korea)를 첨가한 tryptic soy agar (Difco)에 획선도말 후 37°C 에서 24시간 배양하여 균주 주위에 형성된 환의 형태를 통해 용혈성을 판단하였다.

DPPH radical 소거 활성 측정

분리균의 DPPH (2, 2-diphenyl-2-pcirylhydrazyl) superoxide radical 소거 활성은 Farvin et al. (2010)의 방법을 변형하여 측정하였다. 분리한 유산균을 MRS broth에서 37°C, 24시간 배양 후 상등액을 사용하기 위해 원심분리(10,000 g, 15 min, 4°C)를 진행하였다. 얻어진 상등액을 0.2 μm membrane filter (Whatman Int. Ltd., Maidstone, UK)로 여과하여 이를 시료로 사용하였다. 여과액 시료 0.5 mL에 0.15 mM의 DPPH (Sigma- Aldrich) 용액 1 mL을 첨가하여 30분간 상온의 암실에서 반응 후 상등액을 microplate reader (BioTek, Winooski, VT, USA) 를 이용하여 517 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. 음성대조 구로는 동량의 증류수를 사용하였으며, 양성 대조구로는 0.2 mM의 l-ascorbic acid (Sigma-Aldrich)를 사용하였다. DPPH radical 소거 활성은 다음의 식으로 계산하였다.

\(Radical \ scavenging\ activity (\%)= \\ \frac{\text { Absorbance of control - absorbance of test }}{\text { Absorbance of control }} \times 100\)

ABTS radical 소거 활성 측정

ABTS [2, 2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)] radical 소거 활성은 Aloğlu and Öner (2011)의 방법을 수정하여 분석하였다. 분리된 유산균 배양액의 상등액을 0.2 μm membrane filter (Whatman Int. Ltd.)로 여과하여 사용하였다. ABTS radical solution은 2.4 mM potassium persulfate를 포함한 7 mM ABTS (Sigma-Aldrich)로 제조하여 암실에서 16 시간 안정화 후 734 nm에서 흡광도 값이 0.700±0.005가 되도록 희석하여 사용하였다. 시료 500 μL와 ABTS 용액 500 μL를 혼합하여 6분간 상온의 암실에서 반응 후 상등액을 micro plate reader (BioTek)를 이용하여 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 음성대조구로 동량의 증류수, 양성 대조구로 5 mM 6-hydroxy-2, 5, 7, 8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid (Trolox; Sigma-Aldrich)를 사용하였으며, ABTS radical 소거 활성은 다음의 식으로 계산하였다.

\(Radical \ scavenging\ activity (\%)= \\ \frac{\text { Absorbance of control - absorbance of test }}{\text { Absorbance of control }} \times 100\)

콜레스테롤 감소 활성 측정

콜레스테롤 감소 활성을 확인하기 위해 Hwang and Lee (2002)의 방법을 일부 변형하여 ortho-phthalaldehyde 정색반응을 이용하였다. 표준 곡선은 0.3% oxgall (Sigma-Aldrich) 을 첨가한 MRS broth에 water-soluble cholesterol (Sigma- Aldrich)을 혼합하여 작성하였다. 콜레스테롤 감소 활성을 측정하기 위해 0.3% oxgall (w/v) 및 water soluble cholesterol (0.1 g/L)을 함유한 MRS broth에 분리균주를 접종하여 37°C 에서 24시간 배양하였으며 원심분리(10, 000 g, 4°C) 및 여과한 상등액을 시료로 사용하였다. 시료 1 mL에 50% KOH (w/v) 2 mL 및 95% ethanol (v/v) 3 mL를 첨가하여 60°C에서 10분간 방치 후 시료를 냉각시켜 5 mL의 n-hexane을 혼합하고 1 mL 의 증류수를 첨가하여 10분간 방치 후 상층(hexane 층) 3 mL 을 60°C의 항온수조에서 질소가스로 농축하였다. 농축된 시료에 ortho-phthalaldehyde 반응액(0.5 mg ortho-phthalaldehyde/ glacial acetate in 1 mL; Sigma-Aldrich) 4 mL을 첨가하여 혼합한 다음 상온에서 10분간 방치 후 2 mL의 진한 황산을 천천히 첨가하여 섞어주고, 10분 후 상등액을 550 nm에서 흡광도를 측정하였다.

통계분석

본 연구에서 수행한 모든 실험은 3회 반복하였으며, 실험 결과들의 유의성을 검정하기 위하여 분산분석(ANOVA)을 수행한 후, P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test를 실시하였다. 모든 통계 분석은 SPSS (v.25.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 프로그램을 이용하여 수행하였다.

결론 및 고찰

제주지역 전통발효식품에서 유산균의 분리 및 동정

본 연구에서 제주도에서 구매한 젓갈 및 김치로부터 총 15 종의 유산균을 분리하였고 이를 동정한 결과와 시료의 종류는 Table 1에 나타내었으며 분리균주의 염기서열을 기반으로 한 phylogenetic tree를 Fig. 1에 나타내었다(Felsenstein, 1985; Saitou and Nei, 1987; Nei and Kumar, 2000; Kumar et al., 2018). 15종의 분리균주의 16S rRNA gene의 염기서열을 분석한 결과, Weissella cibaria 4종, Weissella confusa 3종, Enterococcus faecalis 3종, Enterococcus hirae 1종, Weissella halotolerans 1종, Weissella paramesenteroides 1종 및 Lactoplantibacillus plantarum 1종 및 Lactiplantibacillus pingfangensis 1 종으로 다양하게 나타났으며 이는 LAB J-1 및 J-15로 명명하였다. 서울, 여수 및 부산 등의 지역에서 판매하는 갈치젓갈 및 멸치젓갈을 이용해 유산균을 분리한 Lee et al. (2018)에서는 Pediococcus spp. 및 Enterococcus spp.이 주요 유산균으로 보고되어 있다. 또한 일반적으로 김치에서 우점종인 유산균들의 종은 Lactobacillus spp., Leuconostoc spp. 및 Weisella spp.로 알려져 있다(Cho et al., 2006; Park et al., 2010). 국내의 발효식품에서 분리된 유산균들 중 막걸리 또는 김치와 같은 전통 발효식품에서 분리되는 유산균은 주로 Lacobacillus spp. 및 Pediococcus spp., 등이 주로 분리되며(Cho et al., 2006; Park et al., 2010; Jung and Kim, 2015; Lee et al., 2018), Park et al. (2013) 은 젓갈과 같은 다양한 국내 전통발효식품에서 분리된 유산 균주들은 Weissella spp., Leuconostoc spp., Lactobacillus spp. 및 Pediococcus spp. 등 다양한 종이 분리되는 것으로 보고하였다. 본 연구에서는 제주지역의 전통 발효 식품 중 젓갈류에서는 주로 Weissella spp. 및 Enterococcus spp., 김치류에서는 Lactobacillus spp.가 분리되어 선행연구들과 유사한 결과를 나타내었다. 분리 균주의 염기서열을 기반으로 한 phylogenetic tree는 Fig. 1에 나타나있으며 각 분리 균주들의 표준 균주 16s rRNA sequence와 함께 비교 분석하였으며, 모든 분리 균주들은 같은 속의 표준균주들과 같은 group으로 분류되었으며 이는 분리 균주들의 16s rRNA sequence 동정 결과가 유효함을 의미한다.

Table 1. Identification of lactic acid bacteria isolated from Jeju traditional fermented food based on 16S rRNA analysis

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Fig. 1. Neighbor-joining phylogenetic tree based on 16S rRNA gene sequence, which showing the relationship between isolated strains with each type strain.

분리된 유산균의 내산성

본 연구에서 분리된 유산균의 pH 2.0 및 6.5로 조정한 PBS 에서의 내산성 분석을 진행하였다(Fig. 2). 대조군으로 사용한 Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033 (GG)은 pH 6.5에서 7.49 log CFU/mL, pH 2.0에서 7.01 log CFU/mL가 생존하였으며 두가지 pH 조건에서 생존한 균수의 차이가 0.48 log CFU/ mL로 매우 낮았으며 따라서 우수한 내산성이 확인되었다. 분리 균주의 경우 대부분 pH 6.5와 비교했을 때 pH 2.0에서 1.5 log CFU/mL 이상 감소하였으며 J-4, J-6, 및 J-10의 경우 비교적 높은 내산성을 가지는 것으로 나타났다. 그 중 J-10의 경우, pH 6.5에서 8.85 log CFU/mL, pH 2.0에서 8.29 log CFU/mL 로 pH 6.5의 균수와 pH 2.0 조건에서의 균수의 차이가 약 0.56 log CFU/mL로 대조군과 유사한 우수한 내산성을 나타내었으며 분리 균주 중 가장 우수한 내산성을 가지는 것으로 확인되었다. 멸치 젓갈에서 분리된 4종의 유산균에 대한 내산성을 분석한 Lim et al. (2016)에서는 pH 2.0에서 Enterococcus faecium 가 약 7 log CFU/mL 생존하여 분리된 다른 유산균에 비해 높은 내산성을 가지는 것으로 보고했다. 또한 Ayyash et al. (2018) 에 보고된 바에 따르면 Camel milk에서 분리한 probiotics 후보 균주들 중 E. faecium이 내산성과 장 점착률이 높아 인체 내에서 probiotics로써 활용될 가능성이 매우 높다고 보고하였으며, 본 연구결과에서도 내산성이 높은 3균주는 동정결과 Ayyash et al. (2018)의 연구와 동일한 속의 균주인 E. faecalis 및 E. hirae로 확인되었다.

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Fig. 2. Acid tolerance of lactic acid bacteria isolated from Jeju traditional fermented foods in 0.1 M phosphate buffer saline adjusted to pH 6.5 (■) and 2.0 (□). GG, Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033. Means followed by the same lowercase letter are not significantly different at P<0.05.

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Fig. 3. Bile tolerance of lactic acid bacteria isolated from Jeju traditional fermented foods in the presence of 0% (■) or 0.3% oxgall (□). GG, Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033. Means followed by the same lowercase letter are not significantly different at P<0.05.

분리된 유산균의 내담즙성

분리균주를 0.3% oxgall을 첨가한 MRS broth에 접종하여 배양한 내담즙성 결과는 Fig. 2와 같다. Oxgall을 첨가하지 않은 대조구인 GG 균주 및 15종의 분리 균주 모두 8-9 log CFU/mL가 유지되었으나 0.3% oxgall을 첨가한 경우 전반적으로 생존균수가 감소하였다. 대조구인 GG 균주는 7.61 log CFU/mL 생존하였으며 분리 균주의 경우 4.60-8.28 log CFU/mL 생존하는 것으로 확인되었다. 분리 균주 중 J-1, J-4 및 J-6은 0.3% oxgall을 첨가하여도 약 8 log CFU/mL가 생존하였으며 감소된 균수가 대조군보다 낮게 나타나 우수한 내담즙성을 나타내었다. 본 연구에서 분리된 내 담즙성이 우수한 3균주 모두 E. faecalis로 동정되었으며 Khalkhali and Mojgani (2017)에 보고된 바에 의하면 human milk에서 분리된 E. faecium과 E. faecalis 는 모두 높은 bile salt 농도에서도 생존했으며, 이 두 가지 균주는 probiotics로써의 활용도가 높다고 보고하였다. 또한, Cho et al. (2007)에 따르면, 김치로부터 분리한 L. plantarum은 oxgall 0.1%에서 약 8 log CFU/mL, 0.5 및 1.0%에서 5 log CFU/mL이상 생존하는 것으로 보고되어 있다. 일반적으로 사람이 섭취한 미생물들은 담즙산에 의해 세포막에 영향을 받아 미생물 생장이 억제되는 것으로 알려져 있으나 특정 유산균의 경우 담즙산염 가수분해효소를 이용하여 담즙산을 가수분해 및 억제하여 내담즙성을 나타내는 것으로 보고되어 있다(Sahadeva et al., 2011). 내산성과 내담즙성이 높은 유산균주는 probiotics로 활용 시 위액 및 담즙산에 의해서도 생존률이 높아 장관에서 유익한 환경을 조성하는데 유리하다고 알려져 있다(Seo and Lee,cd 2007).

분리된 유산균의 용혈성

용혈성은 적혈구가 파괴되거나 적혈구의 미생물이 생성하는 독성물에 의해 적혈구에 결함을 주어 비정상적인 작용을 하는 것을 의미하며(Kim, 1995) 분리균주의 안전성 여부를 판단하기 위해 용혈성 여부를 확인하였다(Table 1). 분리한 유산균 15 종 모두에서 용혈 현상이 없는 γ형으로 확인되었다. 미생물의 용혈성은 균주 주위에 녹색환 생성시 알파용혈(α-haemolysis), 황색 투명환 생성시 베타용혈(β-haemolysis), 환 생성이 없을 시 감마용혈(γ-haemolysis)로 나타내며 이 중 감마용혈의 경우에는 용혈 현상을 나타내지 않는 것으로 알려져 있다(Argyri et al., 2013). 김치에서 분리된 Lactobacillus spp. 및 Leuconostoc spp. 등도 용혈성을 갖지 않는 것으로 보고되었으며 멸치젓갈에서 분리된 Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus halophi- lus, Lactobacillus sakei 등도 γ형으로 나타나 프로바이오틱스로서 적합하다고 보고된 바 있다(Ryu and Chang, 2013; Lim et al., 2016).

분리된 유산균의 DPPH radical 소거 활성

젓갈 및 김치에서 분리한 유산균 배양액의 DPPH radical 소거 활성 결과는 Fig. 4에 나타내었다. 분리한 유산균 배양액의 DPPH radical 소거 활성은 71.14-86.42%로 나타났으며 대조구로 사용된 GG 균주는 82.38%, 양성 대조구인 0.2 mM ascorbic acid는 90.56%로 높은 DPPH radical 소거 활성을 나타냈다. 대조구인 GG 균주보다 높은 활성을 보인 분리균주는 J-3, J-4, J-8 및 J-10으로 각각 84.45, 83.96, 86.42 및 84.23%로 확인되었으며 젓갈에서 분리된 네 균주가 비교적 높은 활성을 나타냈다. 그 외에도 J-9 (82.49%) 및 J-12 (82.87%)은 GG 균주와 유사한 수준의 항산화 활성을 나타내는 것으로 확인되었다. Kim et al. (2020)은 김치로부터 분리한 유산균의 DPPH radical 소거 활성이 40.00-60.00% 수준인 것으로 보고하였으며, Le and Yang (2018)에서는 오징어 젓갈에서 분리한 Weissella spp.의 DPPH radical 소거 활성이 48.20-52.10% 수준인 것으로 보고되었다. 본 연구에서 분리한 15종의 유산균은 비교적 우수한 DPPH radical 소거능을 나타낸 것으로 사료된다.

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Fig. 4. DPPH radical scavenging activity of lactic acid bacteria isolated from Jeju traditional fermented foods. AA, 0.2 mM l-ascorbic acid; GG, Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033. Means followed by the same lowercase letter are not significantly different at P<0.05.

분리된 유산균의 ABTS radical 소거 활성

젓갈 및 김치에서 분리한 유산균 배양액의 ABTS radical 소거 활성 결과는 Fig. 5에 나타내었다. 양성 대조구인 5 mM Trolox 는 93.02%, 분리된 유산균 배양액의 ABTS radical 소거 활성은 50.11-75.11%의 범위로 확인 되었다. 대조구로 사용된 GG 균주의 ABTS radical 소거활성은 76.01%로 분리 균주 보다 높은 활성을 가진 것으로 나타났다. 본 연구에서 분리한 유산균 중 가장 높은 활성을 나타낸 J-2 (75.11%)는 통계적으로 GG 균주와 같은 수준의 활성을 나타내었다. 김치에서 분리한 유산균의 ABTS radical 소거 활성은 약 25.00-37.00%로 보고되어 있다(Kim et al., 2020). 또한, Yu et al. (2019)에서는, W. cibaria KACC 91811P의 ABTS radical 소거 활성 60.85%로 보고되어 있으며, 본 연구에서 분리한 15종의 유산균은 분리 균주 중 비교적 ABTS radical 소거활성이 우수한 것으로 판단된다.

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Fig. 5. ABTS radical scavenging activity of lactic acid bacteria isolated from Jeju traditional fermented foods. TL, 5 mM Trolox; GG, Lac-tobacillus rhamnosus KCTC 5033. Means followed by the same lowercase letter are not significantly different at P<0.05.

분리된 유산균의 콜레스테롤 감소 활성

젓갈 및 김치에서 분리한 유산균의 콜레스테롤 감소 활성 결과는 Fig. 6에 나타내었다. 분리균주의 콜레스테롤 감소 활성은 15.74-82.90%의 범위로 다양하게 나타났으며, 대조구로 사용된 GG 균주의 콜레스테롤 감소 활성은 88.24%로 확인되었다. 분리균주 중 갈치속젓에서 분리된 J-1의 콜레스테롤 감소 활성은 82.90%, 식해에서 분리된 J-9의 콜레스테롤 감소 활성은 83.04%로 분리균주들 중 가장 높은 콜레스테롤 감소 활성을 나타내었다. Ryu et al. (2020)는 다시마 김치에서 분리된 유산균의 콜레스테롤 감소 활성에 대해 보고하고 있으며 L. plantarum 은 94.77%, L. brevis는 91.91%, L. paraplantarum은 91.65% 의 콜레스테롤 감소 능력을 갖고 있는 것으로 보고하였다. Park et al. (2017)은 콜레스테롤 감소능을 가지는 김치에서 분리한 유산균에 대해 보고하였으며 L. rhamnosus의 경우 88.1% 감소율이 확인되었고, 분리균주의 경우 35.0-90.7%까지 다양하게나 타나 본 연구 결과와 유사한 경향을 나타냈다. 유산균이 콜레스테롤 감소 활성을 나타내는 것은 유산균의 세포막 부분에 콜레스테롤이 결합을 하여 흡착을 하거나 유산균이 bile salt hydrolase 촉매 작용하여 콜레스테롤을 포함한 담즙 염을 분해하는 것에 의한 활성이라고 보고되어 있다(Lye et al., 2010; Patel et al., 2010; Chen et al., 2011).

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Fig. 6. Cholesterol lowering activity of lactic acid bacteria isolated from Jeju traditional fermented foods in MRS broth containing 0.1% cholesterol and 0.3% oxgall. GG, Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033. Means followed by the same lowercase letter are not significantly different at P<0.05.

본 연구를 통해 제주 지역의 전통발효 식품인 젓갈 및 김치에서 분리한 유산균의 기능적 특성을 규명하였으며, 이와 같이 전통 발효식품에서 우수한 생리 활성을 가진 유산균 분리하여 식품을 비롯한 여러 산업에서 다양하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

사사

이 논문은 2020년 해양수산부 재원으로 해양과학기술진흥원의 지원을 받아 수행된 연구임[유산균이 살아있는 고농도 발효 GABA소금의 개발 및 상용화 계획 (20200073)].

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