Development of Cereal Product Containing γ-Aminobutyric Acid Producing Lactic Acid Bacteria Using Electrostatic Spray Technology

This study was carried out to investigate the production of ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) by lactic acid bacteria and to manufacture GABA using rice bran extract-based optimum medium. Electrostatic spraying technology was used to add GABA into the cereals. The isolated Lactobacillus brevis CFM11 produced the highest GABA production up to a concentration of $2,002.93{\mu}g/mL$ when cultivated in MRS broth containing 0.8% monosodium glutamate (MSG). The production level of GABA was $585.80{\mu}g/mL$ in rice bran extract containing 0.4% MSG, 2% sucrose, 1% skim milk, and 0.2% magnesium sulfate. After electrostatic spraying of the cultured suspension onto rice, GABA concentration reached $228.10{\mu}g/g$ while untreated rice reached $32.23{\mu}g/g$. These results demonstrate that rice bran extract can be an economic commercial medium for GABA production as a substitute for MRS broth. This study demonstrates the novel application of electrostatic spraying of GABA into cereal products for the first time.

Electrostatic Spray 기술을 이용한 GABA 생성 유산균 함유 곡류 제품 개발

본 연구는 유산균에 의한 gamma aminobutyric acid(GABA)의 생산 및 쌀겨 추출물을 이용한 최적 배지의 제조를 목표로 하고 electrostatic spray는 곡물에 GABA 함량을 증진시키기 위해 사용하였다. 분리한 Lactobacillus brevis CFM11을 MRS 배지를 이용하여 최적 조건($37^{\circ}C$, 24시간, pH 6.5)에서 배양시킨 결과, $600.12{\mu}g/mL$의 GABA 생성량을 나타냈고 0.8% MSG를 함유한 MRS 배지에서 배양시켰을 때 $2,002.93{\mu}g/mL$의 GABA 생성량을 나타냈다. 미강 추출물 배지에 MSG 0.4%, sucrose 2%, skim milk 1%, magnesium sulfate 0.2%를 첨가했을 때 GABA 생산량은 $585.80{\mu}g/mL$로 나타났다. 최적화 배지에 L. brevis CFM11을 배양시켜 얻은 GABA를 쌀 표면에 electrostatic spray 처리 후 GABA량은 $228.10{\mu}g/g$으로 나타난 반면, 아무것도 처리하지 않은 곡류에서의 GABA량은 $32.23{\mu}g/g$이었다. 이러한 결과로 보아 미강 추출물은 GABA 생산을 위한 MRS 배지의 대체물로서 산업적인 가치를 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.