Strain Improvement of Leuconostoc mesenteroides as a Acid-Resistant Mutant and Effect on Kimchi fermentation as a Starter

An organic acid tolerance mutant (M-200) was obtained from Leuconostoc mesenteroides KCCM 35471, followed by the screening procedure using a specific organic acid medium (lactic acid: acetic acid, 2:1). The characteristics of the acid tolerance M-200 and the wild type LM-W were examined at various temperature and pH ranges $(l0-30^{\circ}C$ of temp, 3.5-4.5 of pH). The growth of strain M-200 at HCl adjusted medium $(10^{\circ}C\;and\;pH 3.5)$ was observed. In the case of organic acid adjusted medium, the strain showed its growth at the pH range of 3.8. When the strain M-200 was used as a starter for Kimchi fermentation, a constant acid level (0.55) was observed during the whole fermentation period. This result indicates that the strain produces a proper level of acid content for the Kimchi fermentation. This result also indicates that the edible period of Kimchi can be extended to 3.5 fold compare to the result obtained from the LM-W used Kimchi fermentation. However the excess use of the strain M-200 showed the inhibition of growth of Lactobacillus plantarum, low lactic acid level content and low level of organoleptic test. In the case of organic acid content during the Kimchi fermentation, the strain M-200 showed relatively low production rate compare to the wild type (M-200: 3.5 mg/L at 21 days of fermentation, LM-W: 7 mg/L at 21 days of fermentation). Therefore a mixed Kimchi starter containing M-200 and other strains probably maintain a good Kimchi quality during the fermentation.

Leuconostoc mesenteroides의 내산성 변이주의 김치발효에 미치는 효과

Leu. mesenteroides KCCM 35471을 변이처리하고 젖산과 초산이 2:1로 함유된 유기산 조정 배지에서 screening을 하여 유기산 내성 변이균주 M-200을 얻었다. 내산성 개량균주 M-200과 야생균주 LM-W는 $10^{\circ}C\~30^{\circ}C$ 온도범위와 pH $3.5\~4.5$의 영역에서 생육 특성에 대해 실험을 행하였다. 내산성 변이균주 M-200의 경우에는 HCI로 조절한 배지에서는 $10^{\circ}C$, pH 3.5영역에서도 증식하였다. 유기산으로 조절한 배지에서는 $10^{\circ}C$, pH 3.8의 영역까지 증식하였다. 내산성 변이균주 M-200과 야생균주 LM-W를 김치에 starter로 첨가하여 $10^{\circ}C$에서 발효시킨 결과를 살펴보면, 내산성 변이균주 M-200은 김치 발효가 끝나는 시점까지 산도 0.55 이하를 유지하였다. 이는 김치의 적숙 기간을 산도가 $0.4\~0.75\%$일 때로 본다면 내산성 변이균주 M-200을 첨가한 군은 발효기간 내내 적숙기를 유지한다는 것을 알 수 있었다. 또한 이를 야생균주 LM-W를 첨가한 군과 비교해보면 가식기간이 약 3.5배 연장됨을 볼 수 있었다. 그러나 지나친 M-200의 생육으로 Lac. plantarum의 생육이 떨어지고 김치의 산도가 올라가지 못하고 신맛이 부족하여 김치의 관능이 떨어졌다. 유기산 분석에 있어서도 젖산의 생산이 대조군에 비해 발효 21일째부터는 약 절반 정도 밖에 생산하지 못하였다 따라서 starter 첨가량 조절과 다른 변이주 들과의 혼합첨가를 한다면 좋은 관능을 갖는 김치를 생산할 수 있을 것으로 생각되었다.