Cultural Characteristics of Lactobacillus amylovorus IMC-1 Producing Antibacterial Substance

To determine the abilities as both lactic starter and probiotics for fermented foods, we investigated the potency of acid production, proteolytic activity and lactose metabolism of Lactobacillus amylovorus IMC-1. And the strain was cultured with lactococci in 10% skim milk medium. It was also examined the bactericidal action of antibacterial substance, produced by the strain IMC-1, against pathogenic bacteria. L. amylovorus IMC-1 showed excellent production of acid in 10% skim milk supplemented with yeast extract, and produced 0.8 and 2.7% of acid at 12 and 72 h incubation, respectively. It was found that the activity of ${\beta}-galactosidase$, about $39\;{\mu}M/minute/dry$ cell weight (mg), was stronger than that of $phospho-{\beta}-galactosidase$ in the strain IMC-1. The strain showed weak proteolytic activity in 10% skim milk, thus it produced 6 and $69\;{\mu}g/mL$ of free tyrosine at 12 and 72 h cultivation, respectively. It was known that the strain utilized mainly ${\alpha}-casein$ than ${\beta}-casein$ from patterns of SDS-PAGE. Mixed culture produced more acid than single cultures of L. amylovorus IMC-1 and Streptococcus thermophilus NIAI 510. Single culture of Str. thermophilus and mixed culture showed increasing cheese flavor with incubation times. Optimal fermentation time of mixed culture for the acid production and flora of lactic starter was 16 and 12 h by adding 0.1 and 0.5% of yeast extract to 10% skim milk, respectively. Antibacterial substance produced by the strain IMC-1 reduced about 2 log of the viable cell counts of both Escherichia coli O157 and Shigella flexneri after 24 and 4 h incubation, and they were not detected after 48 and 6 h incubation, respectively.

항균성 물질을 생산하는 Lactobacillus amylovorus IMC-1의 배양학적 특성

발효식품의 제조에 유용한 starter 개발 및 probiotics로서 이용 가능성을 타진하기 위하여 항균성 물질을 생산하는 Lactobacillus amylovorus IMC-1 균주를 이용한 skim milk medium에서의 산생성, 단백질 분해활성, lactose 분해활성 및 유사구균과 혼합발효 그리고 병원성 세균에 대한 살균력 등을 검토하였다. L. amylovorus IMC-1은 10% skim milk에 yeast extract를 첨가하여 12시간 배양하였을 때 산도 0.8%이었고, 72시간째에는 2.7%로 우수한 산 생성력을 보였다. IMC-1 균주의 ${\beta}-galactosidase$ 활성은 균체 1 mg당 약 $39{\mu}M/minute$로 매우 강한 반면, $phospho-{\beta}-galactosidase$의 활성은 매우 낮았다. 또한 이 균주는 10% skim milk에서 배양 12시간째 $6\;{\mu}g/mL$, 72시간째에 $69\;{\mu}g/mL$의 유리 tyrosine을 생산하여 단백질 분해활성이 낮았다. 전기영동상의 band pattern으로부터 casein중 ${\alpha}-casein$을 주로 이용하며, ${\beta}-casein$은 거의 이용하지 못함을 알 수 있었다. 10% skim milk에서 IMC-1 균주 및 St. thermophilus NIAI 510의 단독 또는 혼합배양을 실시한 결과, 혼합배양, IMC-1 균주 및 St. thermophilus 순으로 산 생성력이 높았으며, 유산구균 단독배양 및 혼합배양에서는 시간이 경과함에 따라 치즈 향기가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 10% skim milk medium에서 혼합배양에 의한 최적의 유산발효 시간은 산 생성력 및 공존 균수 등을 고려할 때, yeast extract 0.1% 첨가시에는 16시간, 0.5% 첨가시에는 12시간 배양하는 것이었다. IMC-1이 생산한 항균성 물질은 Escherichia coli O157을 배양 24시간째 2 log정도 감소시켰고, 48시간 배양 후에는 피검균이 검출되지 않았다. 또한 Shigella flexneri는 배양 4시간째 2 log이상 감소하였고, 6시간 배양 후에는 검출되지 않아 항균성 물질은 강한 살균작용을 나타냄을 알 수 있었다.