Probiotic Properties of Lactobacillus spp. Isolated from Gajami Sikhae

가자미식해에서 분리한 유산균의 프로바이오틱스 특성

Abstract

Forty species of lactic acid bacteria isolated from gajami sikhae were identified as Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus brevis, and Weissella paramesenteroides. 10 of the 40 strains were selected and used for the test. In this study, experiments such as those using acid and artificial gastric juice resistance, bile acid resistance, autoaggregation, coaggregation, and cell surface hydrophobicity were conducted to utilize lactic acid bacteria separated from gajami sikhae as probiotics. The separated lactic acid strains showed high survival rates through displaying resistance to acidic and artificial gastric juices; L. plantarum GS11 showed the best resistance. Also, as a result of a measurement of bile acid resistance, all lactic acid bacteria stocks showed survival of more than 100% with a probiotic number of 10⁸ to 10⁹ log CFU/ml. After evaluating cohesion to indirectly measure cell surface adhesion, autoaggregation ability was shown to be more than 46%. Measurement of xylene adhesion for cell surface hydrophobicity evaluation revealed better cell adhesion than B. subtilis, which has 32.2% hydrophobicity in isolated lactic acid strains. Antibacterial force measurement found antibacterial activity in lactic acid bacteria, excluding L. plantarum GS12 and L. plantarum GS13. Therefore, it was judged that lactic acid bacteria separated from gajami sikhae could be used as probiotics with various probiotic properties.

가자미식해에서 분리된 유산균 40종은 Lactobacillus plantarum spp., Leuconostoc mesenteroides spp., Lactobacillus brevis spp., and Weisella paramenteroides spp.로 확인됐으며, 40종 중 10종을 선별해 검사에 사용했다. 본 연구에서는 가자미식해에서 분리된 유산균을 프로바이오틱스로 활용하기 위해 산 및 인공위액 저항성, 담즙산 저항성, 자가 응집성, 공동 응집성, 세포 표면 소수성 등의 프로바이오틱 연구를 수행하였다. 분리한 유산균주는 산성 및 인공 위액에 대해 저항성을 보여 높은 생존율을 나타내었으며, L. plantarum GS11이 가장 뛰어난 저항성을 보였다. 또한 담즙산 저항성 측정 결과 모든 유산균주가 10⁸~10⁹ log CFU/ml의 생균수로, 100% 이상의 생존력을 보여주었다. 그리고 세포 표면 부착능을 간접적으로 측정하기 위해 응집력 평가를 한 결과, autoaggregation 능력을 46% 이상 나타내었다. 세포 표면 소수성 평가를 위해 Xylene 부착능을 측정한 결과 분리된 유산균주에서 32.2%의 소수성을 가지는 B. subtilis 보다 더 뛰어난 세포 부착률을 보여주었다. 이와같이 유산균은 프로바이오틱스로 활용될 만한 유의미한 결과를 보였으며, L. plantarum GS12와 L. plantarum GS13을 제외한 유산균에서 항균 활성이 나타났다. 따라서 가자미 식해에서 분리된 유산균은 다양한 프로바이오틱스 특성을 가진 프로바이오틱스로 활용할 수 있을 것으로 판단되어진다.

서론

빠르게 이루어지는 산업 발전으로 과거보다 삶이 풍족해지면서 현대 사회에서 급부상한 관심 분야는 건강이다. 이에 따라 식품 산업에서도 영양을 공급하는 1차 기능과 외양, 향, 맛과 같은 기호를 만족시켜주는 2차 기능을 넘어 항상성, 면역 등 건강과 관련된 3차 기능에 관심을 가지게 되었다. 다양한 건강 기능성 식품 연구 분야에서 프로바이오틱스(probiotics)는 떠오로는 주제 중 하나이다.

프로바이오틱스란 사람과 동물에게 유익한 작용을 하는 하나 혹은 다수의 미생물 배양체를 의미하며 현재에도 다양한 프로바이오틱스 관련 제품들이 시장에 나와 있는 상황이다. 프로바이오틱스로 얻을 수 있는 다양한 이로운 효과는 병원성 세균의 증식을 방지하고 억제하며 길항작용을 하고, 면역작용을 증가 및 조절 시켜주며, 항암 및 항돌연변이 작용을 한다. 그리고, 유당을 분해하지 못하는 현상을 완화 시켜주고, 혈중에 있는 콜레스테롤 수치를 저하 시켜주는 작용과 혈압을 낮추는 작용을 하며, 설사의 빈도를 줄여주고 지속되는 기간을 줄여주는 것과 자궁염(vaginitis)을 예방 시켜준다. 마지막으로, 장 점막을 정상 상태로 유지할 수 있도록 해준다[6, 7, 19, 20, 27].

국내에서는 발효식품을 이용하여 추출한 프로바이오틱스에 관한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 김치, 막걸리 등 몇몇 발효식품에 치우쳐져 있고, 가자미 식해와 같은 전통 발효식품에 대해서는 제조 방법이나 그에 따른 저장 방법 및 숙성하는 조건 등에 관한 연구가 대부분이고 분리한 유산균에 관한 연구는 미비한 실정이다[16, 26].

가자미 식해 중 식해는 곡식을 뜻하는 식자와 어육으로 담근 젓갈을 의미하는 해자를 합쳐서 표기한 것으로 가자미와 백합 등 다양한 어패류와 곡류를 사용하여 만든 수산 발효식품이다[12]. 주재료인 어패류들이 염지와 숙성기간 중에 어느 정도 분해되며 부재료인 곡류 등의 성분에 의해 발효되어 침투되는 과정을 통해 유산균이 증식한다. 이를 통해 식해는 풍부한 단백질과 미네랄을 가지게 되며 독특한 풍미를 가지게 된다[12].

따라서, 본 연구에서는 가자미식해에서 분리한 유산균의 산성 및 인공 위액 저항성, 담즙산 저항성, 응집력, 그리고 세포 표면 소수성과 같은 프로바이오틱 특성을 연구함으로써, 생균제로서의 가능성에 대한 기초자료를 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

가자미 식해로부터의 유산균의 분리와 동정

유산균을 분리하기 위해 경상북도 포항 지역의 가정집에서 제조한 가자미 식해를 수집하였다. 수집된 가자미 식해 시료는 마쇄 후 MRS (de Man, Rogosa and Shape) (BD, Franklin Lakes, NJ, USA) 배지에 10% (w/v)로 접종한 후 37℃에서 48시간 배양하여 증균하였다. 0.5% CaCO₃가 첨가된 MRS 고체 배지에 증균액을 도말하여 37℃, 24~48시간 동안 배양해 투명환을 형성하는 균주를 순수 분리하였다. 분리한 균주는 Gram 염색, API 50 CHL kit (Biomérieux, Auvergne-Rhône-Alpes, Lyon, France) test를 진행하고, 16S rDNA 염기서열 분석으로 최종 동정하였다. 사용된 primer는 Petri 등[23]의 연구를 참고하여 사용하였으며, Table 1과 같다. 동정된 유산균주 중 활성도가 높은 10종을 선별하여 20% glycerol (Duksan Chem., Ansan, Gyeonggi-do, Korea)과 1:1 비율로 조성하여 -80℃에서 보관하며 이후 실험에 사용하였다.

Table 1. Primers used in this study

유산균 배양 상등액의 제조

가자미 식해에서 분리된 유산균을 MRS 배지에 1% 비율로 접종한 뒤 37℃에서 24시간 동안, 2회 계대 배양 후, 4,000× g에서 15분간 원심분리(Gyrozen, Gimpo, Gyeonggido, Korea)한 후 상등액을 분리한 후 배양 상등액을 멸균 0.45 μm syringe filter (Hyundai Mic., Jung-gu, Seoul, Korea)로 여과하여 제조하였다.

산성 및 인공 위액 저항성

균주의 산 저항성을 확인하기 위해 Tokatlı 등의 방법[27]을 변형하여 실험을 실시하였고, 인공 위액은 Kobayashi 등의 방법[14]을 변형해 0.1 N HCl를 사용하여 pH 2.5로 조정한 MRS 액체배지에 pepsin (Daejung Chem., Goryeong, Gyeongsangbuk-do, Korea) 1,000 units/ml를 첨가하여 인공 위액을 제조 후 실험에 사용하였다. MRS 액체배지에서 37°C에서 24시간동안 배양한 후 균주의 상등액을 제거하고 균체를 회수한 다음 초기 배양액과 동량으로 pH 2.5로 조정한 PBS 용액과 인공 위액을 첨가하여 현탁한 후 37℃에서 각각 2시간 배양한 다음 생존율을 계산식[Viability (%) = (log CFU of viable cells survived / log CFU of initial viable cells inoculated) ×100]에 따라 계산하였다.

담즙산 저항성

인공 담즙의 조제는 Tokatlı의 방법[27]을 변형하여 MRS 액체배지에 0.45 μm syringe filter로 여과, 제균된 oxgall (BD, Franklin Lakes, NJ, USA) 용액을 0.3%의 농도가 되도록 첨가하였다. 이후 산내성 측정과 동일하게 균주를 준비하여 인공 담즙액을 초기 배양액과 동량으로 첨가한 후 37°C에서 4시간 배양하였다. 생존율은 다음과 같이 계산하여 나타내었다. [Viability (%) = (log CFU of viable cells survived / log CFU of initial viable cells inoculated)×100]

응집력 평가

장내 세포 부착능을 간접적으로 확인하기 위하여 Doyle과 Rosenberg의 연구 방법[6]을 변형하여 자가응집력(autoaggregation)과 공응집력(Coaggregation)을 알아보았다. MRS 액체배지에 24시간 배양한 유산균을 흡광도 600 nm에서 1.0으로 조정한 후 균주 현탁액을 10초간 진탕한 뒤 5시간 동안 방치하면서 autoaggregation을 확인하였다. 실험 시작 직후(A0)와 5시간까지 매 시간마다(A1)의 상등액을 600 nm에서 흡광도를 측정하였고, 다음 계산식 [Autoaggregation (%) = (A0 – A1) / A0 ×100]에 따라 계산하였다. 공응집력은 분리한 유산균과 병원성 균주인 C. albicans ATCC 10231, E. coli KCTC 2571, L. monocytogenes KCTC 13064, S. aureus KCTC 1916를 동일하게 균수를 조정한 뒤 각각 동량의 균액을 혼합한 후(A(x+y)) 24시간 동안 방치하면서 2, 4, 20, 24시간 경과 후 상등액을 채취하여 600 nm에서 흡광도를 측정해 다음 식에 따라 계산하였다.

\(\begin{aligned}\mathrm {Coaggregation} (\%)=\frac{\{(A_x+A_y)/2\}-A(x+y)}{(A_x+A_y)/2} \times 100\end{aligned}\)

A_x, A_y = 각 두 균주의 초기 흡광도 측정값

A_(x+y) = 혼합 후 흡광도 측정값

세포 표면 소수성

장내 세포 부착능력을 간접적으로 확인하기 위한 방법으로 Doyle과 Rosenberg의 microbial adhesion to solvents (MATS) 실험 방법[6]을 변형하여 측정하였다. MATS법은 단극성 용매와 극성용매에 대한 미생물 세포 친화성의 비교에 기초한다. 이를 바탕으로 미생물 세포의 산성 및 기본적인 특성을 결정하기 위해 산성용매로서 전자공여체의 특성을 나타내는 chloroform과 염기성 용매로 전자수용체의 특성을 나타내는 ethyl acetate와 같은 용매 쌍을 선택하여 실험을 진행하였다[3]. MRS 배지에 24시간 배양한 유산균을 흡광도 600 nm에서 1.0 (A0)으로 조정하였다. 현탁액에 동량의 소수성이 높은 유기용매인 xylene (Oriental Chem., Ansan, Gyeonggi-do, Korea)과 chloroform (Duksan Chem., Ansan, Gyeonggi-do, Korea) 및 ethyl acetate (Duksan Chem., Ansan, Gyeonggi-do, Korea)를 동량 가하여 1분간 진탕한 후 30분간 실온에 정치하였다. 현탁액의 흡광도를 600 nm에서 측정(A1)해 실험 균주가 용매에 부착하는 정도를 다음 식 [MATS (%) = (1-A1) / A0 ×100]에 따라 계산하였다.

항균 활성 평가

가자미 식해로부터 분리한 유산균의 병원균에 대한 항균 활성 여부를 확인하기 위해 E. coli KCTC 2571, L. monocytogenes KCTC 13064, S. aureus KCTC 1916, C. albicans ATCC 10231 등의 병원균에 대해 paper disk법을 이용하여 항균 활성을 측정하였다. 즉, LB broth (BD, Franklin Lakes, NJ, USA)에 균을 접종하고 37℃에서 48시간 배양한 후, 흡광도 600 nm에서 0.1로 조절한 균액을 LB agar에 도말하고, 8 mm paper disk에 유산균 배양액 100 µl를 접종하여 LB agar 위에 올린 뒤 24~48시간 배양 후 생육억제환의 크기를 mm단위로 측정하였다.

통계 처리

각 항목에 따른 실험결과는 평균값과 표준오차는 3회이상 반복 실험을 수행하여 얻어진 결과로, 통계 분석은 SPSS (Statistical package for Social Science, version 25, SPSS INC., Chicago, IL, USA) 프로그램을 이용하였다. 전체 시료에 대한 차이의 통계적 유의성은 분산분석으로 분석하였고, 각 시료 간의 차이는 Tukey의 정직유의차 검정(Tukey HSD tests)으로 5% 범위(p<0.05) 내에서 통계적 유의성을 검증하였다.

결과 및 고찰

가자미 식해로부터 유산균 분리 및 동정

가자미식해로부터 분리한 유산균 40종의 그람염색 결과 그람 양성(+)의 간균으로 나타났고, 50CHL API kit (date not shown)와 16s rDNA sequencing 결과 균주는 Lactobacillus brevis spp., Lactobacillus plantarum spp., Leuconostoc mesenteroides spp., Weisella paramesenteroides spp.로 밝혀졌다(Fig. 1). 분리된 40종의 유산균 중 liquid inhibition assay를 통한 H. pylori 생육 억제 활성 실험에서 H. pylori 52에 대하여 생육 억제를 보이는 10종의 유산균을 선별하였고 (data not shown), 각각을 L. plantarum GS11, L. plantarum GS12, L. plantarum GS13, L. plantarum GS14, L. brevis GS21, L. brevis GS22, Lc. mesenteroides GS31, Lc. mesenteroides GS32와 W. paramesenteroides GS41, W. paramesenteroides GS42로 최종 명명하여 실험에 사용하였다.

Fig. 1. Gel electrophoresis of lactic acid bacteria isolated from gajami sikhae.

인공 위 조건에서의 유산균의 내산성 평가

유산균이 프로바이오틱스로 작용하기 위해서 소화관내의 조건에서 생존하는 것이 필수적이다. 따라서 섭취한 유산균이 pH 3.0 이하인 위의 극한 환경과 낮은 pH에서 활성화되는 효소인 pepsin이 있는 조건에서 생존하는지에 대한 결과는 각각 Table 2에 제시하였다. 단순 산에서 분리한 균체의 최초 균수는 10¹⁰ log CFU/ml ~10¹² log CFU/ml 이었으나, pH 2.5에 2시간 노출된 후 유산균의 균수가 전체적으로 감소하는 경향이었다. 그 중 L. plantarum GS11은 2시간 후에도 10⁷ log CFU/ml 이상의 균 수를 유지하여 73.51%의 생존율을 나타내었고, L. brevis GS22는 61.89%, Lc. mesenteroides GS32는 63.01%, W. paramesenteroides GS42는 62.98%의 생존률을 나타내어 모두 10⁶ log CFU/ml 이상의 균 수가 유지되는 것으로 나타났다. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology [28]에 기재된 내용에 따르면 Lc. Mesenteroides의 최적 pH는 6~7 정도이다. 하지만 본 유산균들의 생리적인 특성은 Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology에 기재된 내용과 일치하지 않으므로 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. L. plantarum GS12는 41.77%, L. plantarum GS13는 48.45%, L. plantarum GS14는 58.18%의 생존률로 L. plantarum GS11과 같은 종임에도 불구하고 서로 다른 저항성을 나타내었으며, 다른 종의 균주 또한 각각 서로 다른 저항성을 가지는 것으로 관찰되었다. Mishra의 연구[19]에 따르면 프로바이오틱스로 사용되는 균주들은 일반적으로 pH 2에서 10⁴ log CFU/ml 이하의 생균수를 보였으나, 본 연구에서 인공 위액 내성 측정 결과 모든 균주가 10⁴ log CFU/ml 이상의 생균수를 나타내었으며, 특히 L. plantarum GS12, L. plantarum GS13은 10⁸ log CFU/ml, Lc. mesenteroides GS32는 10⁷ log CFU/ml 이상의 생균수를 보여 인공 위액에 우수한 내성을 보유한 것으로 생각되었다.

Table 2. The survival rates of lactic acid bacteria in acid resistance, artificial gastric juice resistance, and bile acid resistance

The data were expressed as the mean ± SD (n=3). Means with differed letters (a-j) above the bars in the same material are significantly different at p<0.05 by Tukey HSD tests.

담즙산 저항성

구강으로 섭취된 유산균이 위를 거쳐 담즙산(염)이 분비되는 쓸개를 지나 장에 도달하기 때문에 쓸개에서 분비되는 담즙에 대한 내성이 필요하며 이에 대한, 가자미 식해에서 분리한 유산균들의 담즙산 저항성을 측정한 실험 결과는 Table 2와 같다. Lin 등의 연구[17]에 따르면 0.3%의 담즙염에서 유산균들의 생균수가 10⁴ log CFU/ml 이하면 담즙염에 민감하다고 알려져 있는데, 본 연구의 실험 결과 모든 유산균 균주가 3%의 담즙염 농도에서 10⁸~10⁹ log CFU/ml의 생균수로 측정되었고, 100% 이상의 생존율을 보였다. 이는 0.3%의 농도에서 균의 생장이 억제되지 않고 증식이 가능하였음을 보여주는 것으로, 가자미 식해에서 분리한 균주는 담즙염에 매우 우수한 내성을 가진다고 판단되었다.

유산균의 장 상피 세포 표면 부착능 평가

프로바이오틱스로 사용되는 유산균이 체내에서 지속적으로 작용하기 위해 장내 세포에 부착할 수 있는 세포부착능과 병원성 미생물의 장내 군집화를 막는 역할이 요구된다[5, 15]. 세포 부착능을 간접적으로 확인하기 위해 Autoaggregation을 측정하는 방법이 사용되고, autoaggregation 능력이 높을수록 실제 세포 부착 능력 또한 높다고 알려져 있다[5, 13]. Malik 등의 연구[18]에 따르면, L. plantarum CMPG5300의 in vitro상의 autoaggregation이 약 67%일 때, in vivo인 상피 세포에서 50%의 부착능을 보인것으로 나타나 in vitro와 in vivo의 결과가 상관관계가 있음을 보고한 바 있다. 본 연구에서 분리한 모든 균주는 시간 경과에 따라 응집력이 높아지는 것으로 관찰되었으며(Fig. 2), 5시간 후 평균 43.05%의 부착능을 나타내었으며, 그 중 L. brevis GS22균주가 51.3%로 가장 높은 부착능을 확인하였다. L. plantarum GS11 (46%), L. brevis GS21 (41%), Lc. mesenteroides GS31 (45.5%), Lc. mesenteroides GS32 (46%)과 W. paramesenteroides GS41 (49.6%), W. paramesenteroides GS42 (47.7%)의 균주도 높은 부착능을 가져, 식해로 부터 분리한 균주의 장내 부착 능력은 in vivo에서도 비슷하게 관찰될 수 있을 것으로 생각되었다. Coaggregation 측정 결과 분리 균주 모두 배양 시간이 경과할수록 지시균으로 사용된 모든 병원균에 대해 응집률이 증가하는 추세를 나타내었다(Table 3). 24시간 후 분리 균주와 C. albicans ATCC 10231의 응집률이 평균 85.0%이며 가장 높은 응집률을 나타낸 균주는 L. plantarum GS13으로 96.89%의 응집률을 보였다. E. coli KCTC 2571는 평균 80.0%이며 Lc. mesenteroides GS31 균주가 98.61%로 가장 높은 응집률을 나타냈다. S. aureus KCTC 1916는 평균 78.5%이며 Lc. mesenteroides GS31 균주가 98.22%로 가장 높은 응집률을 보였다. L. monocytogenes KCTC 13064 평균 84.7%이며 L. plantarum GS14 균주가 98.91%로 가장 높은 응집률을 나타냈다. Perumal의 연구[22]에서 L. monocytogenes MTCC657과 L. plantuarum의 공응집력이 약 60%, Jørgensen 등의 연구[6]에서 C. albicans CBS562NT와 Lactobacillus reuteri의 공응집력이 약 10~20%, Coelho 등의 연구[4]에서 E. coli, S. aureus와 Lc. mesenteroides LPBF2의 공응집력이 각각 약 50%, 0%으로 나타난 것에 비해 본 연구에서 분리한 유산균주가 더 우수한 응집률을 지닌것으로 확인되었다.

Fig. 2. Autoaggregation percentages for probiotics strains from Gajami Sikhae after incubation. The data were expressed as the mean ± SD (n=3). Means with differed letters (a-e) above the bars in the same material are significantly different at p<0.05 by Tukey HSD tests.

Table 3. Coaggregation of probiotic strains from Gajami Sikhae with indicator strains

(a-d) significant differences (p<0.05) among each pathogenic strains tested at same time. The data were expressed as the mean ± SD (n=3).

세포 표면 소수성 평가

Kos 등의 연구[15]에 의하면, autoaggregaion과 세포 표면의 소수성이 높으면 병원성 세균과의 부착 및 응집, 장내 세포의 흡착률 등 다양한 장내 현상과 상관관계가 있다고 알려져 있다. 용매에 대한 접착력을 테스트하여 박테리아 세포 표면의 부착능을 간접적으로 평가하였다. 그 결과, Fig. 3에서와 같이 ethyl acetate에서는 평균 25.6%의 부착능을 나타냈으며, chloroform에서는 평균 96.2%의 부착능을 보여주고 있다. 결과적으로 모든 균주는 염기성 용매로서 전자 수용체 특성을 나타내는 ethyl acetate보다, 산성 용매로서 전자 공유체 특성을 나타내는 chloroform에 더 강한 친화성을 나타내 균주가 세포 표면에 전자공여체를 수용하고 있다고 생각된다. 세포의 소수성은 세포 표면에 단백질이 존재하는 것을 나타내고 단백질이 많을수록 autoaggregation 능력과 세포 부착능이 뛰어나다는 것을 나타내는데[13], 본 연구에서 xylene 부착능을 측정한 결과 Fig. 3에서와 같이 선별된 균주는 종류에 따라 다르지만 평균 62.2%의 높은 소수성을 관찰할 수 있었으며, L. plantarum GS13 균주에서 89.18%로 가장 높은 소수성을 나타내었다. Sansawat과 Thirabunyanon의 연구[25]에서 xylene에 대하여 32.2%의 소수성을 가지는 B. subtilis P33의 Caco-2 세포 부착률이 4.2 log CFU/ml로 나타난 것과 비교했을 때, 본 연구에 이용된 유산균들은 xylene에 대하여 높은 소수성을 띄어 균주의 세포 부착률이 높을 것으로 생각된다.

Fig. 3. Cellular hydrophobicity of probiotic strains from Gajami Sikhae. The data were expressed as the mean ± SD (n=3). Means with differed letters (a-c) above the bars in the same material are significantly different at p<0.05 by Tukey HSD tests.

유산균의 항균력 평가

유산균에 의해 생성된 유기산, 저급지방산, 박테리오신, 항생물질 등은 병원성세균과 부패 세균의 생육을 억제한다고 보고된 바 있다[11]. 본 연구를 통해 분리된 유산균주의 식중독 및 유해 병원균에 대한 항균 활성 측정 결과는 Table 4와 같다. 대조군으로 MRS배지를 사용하였으며, 생육억제환은 나타나지 않았다. 각 유산균주와 병원균주는 항균 활성 정도가 다르게 나타났으며, 모든 균주가 C. albicans ATCC 10231에 대한 항균력을 보이지 않았다(data not shown.). L. plantarum GS12, L. plantarum GS13 등은 모든 병원균에 항균 활성을 나타내지 않았는데, 이는 유산균이 생산하는 유기산의 영향으로 L. plantarum GS11과 L. plantarum GS14의 상등액 pH가 약 3.0이고, L. plantarum GS12와 L. plantarum GS13의 상등액 pH가 약 4.0인 것에 병원균이 영향을 받은 것으로 추정되었다. L. plantarum의 최적 pH는 6.0 이상이지만 본 연구에 사용 되어진 L. plantarum 상등액의 pH는 약 3.0~4.0으로 측정되었다. Hartke[8]에 따르면 L. lactis의 경우 지수성장기일 때 보다 정지기일 때 내산성도가 증가된다고 보고되고 있다. 이러한 이유로 본 연구에 사용되어진 L. plantarum의 배양 상등액의 pH가 최적 pH보다 낮게 측정되었다고 추측된다. E. coli KCTC 2571에 대한 유산균주의 항균 효과는 최대 13.5 mm의 생육억제환을 나타내었으며, L. monocytogenes KCTC 13064와 S. aureus KCTC 1916에서 최대 13.0 mm의 생육억제환을 관찰할 수 있었다. 이는 기존의 연구[1, 2, 24]에서 유산균주가 E. coli KCTC 2571, L. monocytogenes KCTC 13064, S. aureus KCTC 1916 등에 항균 효과가 있다고 보고된 것과 유사한 결과로, 본 연구에서 분리한 유산균주가 장내 유해 세균의 억제에 효과를 보일 것으로 판단된다.

Table 4 Antimicrobial activity of probiotic strains from Gajami Sikhae

The data were expressed as the mean ± SD (n=3). Means with differed letters (a-c) above the bars in the same material are significantly different at p<0.05 by Tukey HSD tests.

따라서, 가자미 식해에서 분리한 유산균은 산성 및 인공 위액 저항력, 담즙산 저항력, 응집력, 세포 표면 소수성 기능과 항균 활성 평가를 진행한 결과, 위의 강한 산성 조건에서도 균의 성장이 억제되지 않고 10⁴ log CFU/ml 이상의 생균수를 유지하였다. 또한 높은 세포 표면 소수성을 띄어 균주의 세포 부착능이 우수한 것으로 나타났다. 결과적으로, 본 연구에서 가자미 식해에서 분리한 유산균은 위와 같은 효과를 가진 프로바이오틱스 특성을 가진 기능성 식품의 원료로 사용 가능성이 있을 것으로 생각된다.

The Conflict of Interest Statement

The authors declare that they have no conflicts of interest with the contents of this article.