• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.846-853
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• 2019

천궁은 동양 전통 의학에서 사용되고 있는 식물로 항진통, 부인과 질환, 항산화활성, 뇌질환에 사용되고 있다. 본 연구는 한국 전통발효식품인 김치에서 분리된 Lactobacillus plantarum BHN-LAB 129를 이용해 발효한 천궁 추출물의 항산화 효과를 조사하였다. 발효하지 않은 천궁 추출물에 비해 L. plantarum BHN-LAB 129 발효 천궁 추출물에서 총 폴리페놀 함량은 약 161.2%, 총 플라보노이드 함량은 약 281.0% 증가된 것을 확인하였다. 또한, SOD 유사활성능, ABTS radical 소거활성능, DPPH radical 소거 활성능, 환원력은 각각 약 139.9%, 199.6%, 301.0% 및 137.1% 증가된 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 L. plantarum BHN-LAB 129을 이용한 생물전환을 통한 천궁 발효 추출물의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였다. 또한, 생물전환기술은 생리활성을 증대시키기 위한 매우 유용한 기술임을 확인하였으며, 생물전환기법을 통한 기능성 식품소재 및 화장품 소재 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권1호
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• pp.135-146
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• 2022

비만은 지질대사 불균형으로 인한 이상지질혈증과 밀접한 관련이 있으며, 장내 미생물의 군집 및 기능의 변화를 유도하여 장내 미생물 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 민들레 김치에서 분리한 김치 유래 유산균 W. confuse WIKIM51의 항비만 효능을 in vitro와 in vivo에서 평가하였다. 먼저, WIKIM51은 지방세포 분화를 유도한 3T3-L1 세포에서 지방대사 관련 유전자의 발현 조절을 통해 지방구 생성을 억제하였다. 후천적 비만 동물 모델을 이용한 in vivo 실험에서 10주간 W. confusa WIKIM51의 경구 투여는 고지방식이에 의해 유도된 체중 증가를 현저히 감소시켰다. 특히, 부고환 주위 지방량, 조직학적 분석을 통한 지방구의 크기 및 혈중 지표인 TG, TC, adiponectin, 그리고 leptin의 수준이 HFD군에 비해 W. confusa WIKIM51 섭취군에서 유의적으로 개선되었다. 또한 W. confusa WIKIM51 섭취군은 Ppar𝛾, C/EBP𝛼, Srebp-1c, Fas와 같은 지방 생성 및 지방산 합성 관련 유전자의 발현을 억제하였고, 반면 에너지 소비 관련 유전자 Ppar𝛼와 Cpt1의 발현은 증가시켰다. 더 나아가, W. confusa WIKIM51은 고지방식이로 인해 유도된 Firmicutes/Bacteroidetes 비율을 정상식이군의 수준으로 감소시켜 장내미생물의 불균형을 개선시켰다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, W. confusa WIKIM51의 섭취는 고지방식이로 인한 지방 축적을 억제하여 효과적으로 비만을 개선할 수 있으며, 이는 항비만 기능성 소재 및 식품 개발로의 활용이 가능함을 제시한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권5호
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• pp.630-637
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• 2022

The objective of this study was to optimize industrial-grade media for improving the biomass production of Weissella cibaria JW15 (JW15) using a statistical approach. Eleven variables comprising three carbon sources (glucose, fructose, and sucrose), three nitrogen sources (protease peptone, yeast extract, and soy peptone), and five mineral sources (K₂HPO₄, potassium citrate, ⳑ-cysteine phosphate, MgSO₄, and MnSO₄) were screened by using the Plackett-Burman design. Consequently, glucose, sucrose, and soy peptone were used as significant variables in response surface methodology (RSM). The composition of the optimal medium (OM) was 22.35 g/l glucose, 15.57 g/l sucrose, and 10.05 g/l soy peptone, 2.0 g/l K₂HPO₄, 5.0 g/l sodium acetate, 0.1 g/l MgSO₄·7H₂O, 0.05 g/l MnSO₄·H₂O, and 1.0 g/l Tween 80. The OM significantly improved the biomass production of JW15 over an established commercial medium (MRS). After fermenting OM, the dry cell weight of JW15 was 4.89 g/l, which was comparable to the predicted value (4.77 g/l), and 1.67 times higher than that of the MRS medium (3.02 g/l). Correspondingly, JW15 showed a rapid and increased production of lactic and acetic acid in the OM. To perform a scale-up validation, batch fermentation was executed in a 5-l bioreactor at 37℃ with or without a pH control at 6.0 ± 0.1. The biomass production of JW15 significantly improved (1.98 times higher) under the pH control, and the cost of OM was reduced by two-thirds compared to that in the MRS medium. In conclusion, OM may be utilized for mass producing JW15 for industrial use.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제44권6호
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• pp.769-782
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• 2002

호맥, 연맥 및 혼합목초의 3가지 사료작물 청예를 수확시기를 일반적인 수확적기와 7일 조기수확으로 수확시기를 달리하고 볏짚과 밀기울과 곡류로서 옥수수와 콩을 체중 550Kg, 일일산유량 15Kg인 젖소착유우의 체중유지와 우유생산량을 유지하기 위한 완전사료로서 배합한 후 각각 7개의 60리터 밀폐용기에 충분히 진압하여 담근 후 제조 당일과 5, 10, 25, 35, 60 및 100일에 각각 개봉하여 각각의 TMFF의 영양적 가치변화를 조사하였다. 각 TMFF의 평균 수분, 조단백질(CP), ADF, NDF, Ca 및 P 함량은 각각 72${\sim}$75%, 14.75${\sim}$18.24%, 12.47${\sim}$19.07%, 39.82${\sim}$47.01%, 0.99${\sim}$1.07% 및 0.38${\sim}$0.41% 범위를 나타내었으며, TMFF의 초종간 비교에 있어서는 조단백질 함량은 혼합목초－TMFF가 가장 높게 나타내었으며, ADF, NDF함량에 있어서는 호맥－TMFF의 것이 가장 높은 것으로 나타내었다(P<0.05). 수확시기에 따라서는 뚜렷한 차이를 나타내지 않은 반면, 제조 후 경과일수에 따라서는 전체적으로 영양성분 함량이 감소하는 경향을 나타내었다(P< 0.05). TMFF의 내부온도는 외기의 영향을 받으며 평균적으로 1${\sim}$5 정도 낮게 나타내었는데, 겨울철에 제조된 연맥－TMFF에 있어서는 제조 후 10일까지는 오히려 6${\sim}$9 정도 더 높게 나타내었다가 이후 감소하여 초기발효열로 인한 TMFF의 내부온도 상승 양상을 나타내었다(P<0.05). TMFF의 산도(pH)는 전체적으로 4.0${\sim}$4.2범위로서 초종의 차이나 수확시기에 의한 차이를 나타내지 않았다. 그리고 TMFF의 암모니아태질소($NH_3$-N) 함량에 있어서는 전체적으로 7.79${\sim}$8.23mg/$d{\ell}$의 범위에서 수확시기와 제조 후 경과일수에 따른 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. TMFF의 휘발성지방산 함량은 호맥-TMFF의 acetic acid와 butyric acid 함량이 높게 나타내었으며 제조일수의 경과에 따라서는 lactic acid와 butyric acid 함량이 각각 증가하여 나타내었다(P<0.05). 그리고 제조가 완료된 TMFF에서 채취한 볏짚들의 시험관내 건물소화율 시험결과에 있어서 무처리볏짚에 비하여 15${\sim}$20% 이상의 소화율 향상을 나타내었다(P<0.05).

• 미생물학회지
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• 제50권4호
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• pp.351-359
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• 2014

식물추출발효음료(fermented beverage of plant extract, FBPE)는 과일류, 야채류, 약초류, 및 해조류를 설탕에 의한 당장법으로 발효시킨 액상발효음료이다. 본 연구에서는 FBPE의 이화학적 특성과 16S 및 26S rRNA 염기서열을 이용하여 집식배양된 FBPE의 미생물 다양성을 조사하였다. FBPE의 pH는 3.48, 산도는 1.68%, 당도는 $70^{\circ}$, 환원당은 1,026 g/L 및 알코올은 3.5%이었다. 유리당과 유기산은 glucose (567.83 g/L)와 tartaric acid (936.8 mg/L)로 나타났다. Lactobacillus homohiochii는 모든 집식배양 시료에서 우점종이었고 L. fructivorans는 20B 라이브러리에서만 나타났다. 세 가지의 다른 당 농도에서 집식배양된 FPEB의 우점종은 0Y 라이브러리(설탕농도 0%)에서는 Candida zeylanides (45.2%), 20Y 라이브러리(설탕농도 20%)에서는 C. lactis-condensi (35.7%)와 C. zeylanoides (35.7%) 및 40Y 라이브러리(설탕농도 40%)에서는 C. lactis-condensi (38.1%)이었다. 이외에 0Y 라이브러리에서는 C. lactis-condensi (40.5%), Pichia farinosa (7.1%), C. parapsilosis(4.8%) 및 Zygosaccharomyces bailii (2.4%)가 나타났으며, 20Y 라이브러리에서는 P. guilliermondii (14.3%), Pichia farinosa (7.1%), C. parapsilosis (4.8%) 및 Kazachstania exigua (2.4%)로 나타났고 40Y 라이브러리에서는 C. zeylanoides (30.9%), C. parapsilosis (11.9%), Z. bailii (11.9%), Pichia farinosa (4.8%), P. guilliermondii (2.4%)이 확인되었다. 이 결과는 앞으로 FBPE의 미생물 변화 연구에 아주 유용한 자료로 제공할 수 있다.

• 한국축산식품학회:학술대회논문집
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• 한국축산식품학회 2004년도 정기총회 및 제33차 춘계 학술대회
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• pp.89-119
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• 2004

This study was conducted to isolate lactobacilli having probiotic characteristics to be used as health adjuncts with fermented milk products. Acid tolerant strains were selected in Lactobacilli MRS broth adjusted to pH 4.0 from 80 healthy persons (infants, children and adults). And bile tolerant strains were examined in Lactobacilli MRS broth in which 1.0% bile salt was added. By estimation above characteristics, the strains No. 27, which was isolated from adult feces, was selected and identified as Lactobacillus salivarius subsp. salivarius based on carbohydrate fermentation and 16S rDNA sequencing. It was used as a probiotic strain in fermented milk products. The pH of fermented milk decreased from pH 6.7 to 5.0 and titratable acidity increased from 0.3% to 1.0% by L. salivarius subsp. salivarius (isolation strain 20, 35, and 37), when incubated for 36 h at $37^{\circ}C$. The number of viable cell counts of fermented milk was maximized at this incubation condition. The SDS-PAGE evidenced no significant change of casein but distinct changes of whey protein were observed by isolated L. salivarius subsp. salivarius for titratable acidity being incubated by $0.9{\sim}1.0%$ at $37^{\circ}C$. All of the strains produced 83.43 to 131.96 mM of lactic acid and 5.39 to 26.85 mM of isobutyric acid in fermented products. The in vitro culture experiment was performed to evaluate ability to reduce cholesterol levels and antimicrobial activity in the growth medium. The selected L. salivarius subsp. salivarius reduced $23{\sim}38%$ of cholesterol content in lactobacilli MRS broth during bacterial growth for 24 hours at $37^{\circ}C$. All of the isolated L. salivarius subsp. salivarius had an excellent antibacterial activity with $15{\sim}25$ mm of inhibition zone to E. coli KCTC1039, S. enteritidis KCCM3313, S. typhimurium M-15, and S. typhimurium KCCM40253 when its pH had not been adjusted. Also, all of the isolated L. salivarius subsp. salivarius had partial inhibition zone to E. coli KCTC1039, E. coli KCTC0115 and S. enteritidis KCCM3313 when it had been adjusted to pH 5.7. The selected strains were determined to have resistances of twelve antibiotic. Strains 27 and 35 among the L. salivarius subsp. salivarius showed the highest resistance to the antibiotics. Purified ${\alpha}$-galactosidase was obtained by DEAE-Sephadex A-50 ion exchange chromatography, Mono-Q ion exchange chromatography and HPLC column chromatography from L. salivarius subsp. salivarius 27. The specific activity of the purified enzyme was 8,994 units/mg protein, representing an 17.09 folds purification of the original cell crude extract. The molecular weight of enzyme was identified about 53,000 dalton by 12% SDS-PAGE. Optimal temperature and pH for activity of this enzyme were $40^{\circ}C$ and 7.0 respectively. The enzyme was found to be stable between 25 and $50^{\circ}C$. ${\alpha}$-galactosidase activity was lost rapidly below pH 5.0 and above pH 9.0. This enzyme was liberated galactose from melibiose, raffinose, and stachyose, and also the hydrolysis rate of substrate was compound by HPLC. These results indicated that some of the L. salivarius subsp. salivarius (strain 27 and 35) are considered as effective probiotic strains with a potential for industrial applications, but the further study is needed to establish their use as probiotics in vivo.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권3호
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• pp.249-255
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• 2004

배추김치를 담근 직후 $4^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, 그리고 $20^{\circ}C$에서 최고 50일까지 발효시키면서 매일 시료를 취하여 pH 및 적정산도의 변화를 경시적으로 관찰하였다. pH 와 산도는 발효온도에 따라서 크게 영향을 받은 것으로 나타났으며 이러한 결과는 발효 김치중의 미생물학적 성상이 발효 온도에 따라서 상당하게 달라진다는 점을 암시하였다. 각 발효 온도별로 숙성 김치의 상미범위로 알려진 적정산도 0.6～0.8%(pH 4.2)에 도달하여 유지되는 시간을 보면 $4^{\circ}C$에서는 20～30일, 1$0^{\circ}C$에서는 3～5일 그리고 $20^{\circ}C$에서는 1～2일이 소요되었다. 각 김치 시료로부터 vancomycin(300$\mu$g/m1)이 함유된 modified Lactobacilli MRS agar를 이용하여 vancomycin에 대한 내성을 나타내는 127주를 분리하였다. 이 중에서 저온에서 분리한 균주를 중심으로 13개를 선택하여 생화학적 동정(API 50 CHL kit)을 실시함으로서 분리균 중 Leuconostoc 속 균주가 차지하는 비율을 검토한 결과 Leuconostoc 속과 Lactobacillus 속은 각각 6 균주로 나타났으며, 한 균주는 생화학적 동정이 불가능하여 아직 보고되지 않은 새로운 균종으로 추정되었다. 생화학적 방법의 재현성이 문제가 되어 다시 ITS-PCR법을 사용하여 동정하였다. 그 결과 8 균주는 크기가 564 bp인 1개의 DNA 밴드를 형성하였으며, Leuconostoc mesenteroides ssp. mesenteroides/dextraniucm로 동정되었다. 또 3개의 DNA밴드를 나타낸 4개의 균주는 L. brevis로 동정 되었으나 1 균주는 ITS-PCR법으로도 동정할 수 없었다. 본 연구의 결과로 미루어 볼 때 4～$10^{\circ}C$ 발효초기에는 Leuconostoc 속이 우점 세균으로 지목되었고 발효기간이 경과 할수록 L. brevis도 김치의 균총에서 상당한 부분을 차지할 것으로 추정된다. 이에 반해서 $20^{\circ}C$에서는 Leuconostoc속 균주가 우세하게 출현할 것이라는 예상과는 달리 발효 초기부터 L. brevis와 같은 세균이 발효를 주도하는 균종으로 생각되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권1호
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• pp.100-107
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• 2017

본 연구는 갓 물김치를 제조한 후 꼬막껍질의 혼합비율을 달리하여 제조(0%, 2%, 3%)한 김치 용기에 갓 물김치를 넣고 김치냉장고에 5개월간 저장하면서 저장 기간에 따른 갓 물김치의 pH, 산도, 경도, 색도, 관능평가, 미생물 측정 등 품질 특성을 측정하였다. 갓 물김치의 pH는 제조 초기보다 저장 4주에 급격히 감소하였으며, 4주에서 12주까지는 pH가 조금씩 감소하였으나 12주부터는 거의 변화가 없었다. 또한, 저장 기간에 대조 시료와 2% 시료는 차이가 없는 것으로 나타났으며, 3% 시료는 대조 시료와 2% 시료보다 유의적으로 높았다. 산도의 경우 저장 8주부터 대조 시료와 2% 시료보다 3% 시료에서 유의적으로 낮게 나타났다. 경도의 경우 저장 기간별로 보면 모든 시료에서 제조 초기보다 저장 16주에 유의적으로 낮았으며, 감소폭은 3% 시료가 가장 적었으나 시료에 따른 유의적 차이는 없었다. 색도에서 명도는 저장 기간이 증가함에 따라 증가하였으며, 처리에 따른 비교에서 저장 마지막 20주에 대조 시료가 가장 높게 나타났고 다음으로 3%, 2% 순으로 나타났다. 적색도 역시 저장 기간이 길어질수록 증가하였으며, 8주까지는 3% 시료에서 유의적으로 감소하였으나 12주 후에는 처리에 따른 차이가 없었다. 황색도는 저장 기간이 길어질수록 증가하였으며, 저장 12주까지는 대조 시료가 2%와 3% 시료보다 유의적으로 감소하였으나 저장 16주부터는 처리에 따른 차이가 없었다. 관능평가에서는 맛, 신맛, 색, 냄새, 전반적 좋아함의 경우 처리에 따른 차이가 없었으나, 아삭함의 경우 3% 시료가 대조 시료보다 유의적으로 높게 나타나 가장 아삭한 것으로 나타났다. 총균수는 제조 초기부터 증가하기 시작하여 저장 12주에 최고로 증가하였다가 16주부터는 감소하기 시작하여 20주에는 거의 변화가 없었다. 저장 12주와 16주에는 3% 시료가 대조 시료와 2% 시료보다 유의적으로 낮게 나타났다. 유산균의 경우 전 저장 기간을 통하여 제조 초기부터 증가하기 시작하여 12주까지 계속 증가하다가 그 후에는 감소하였다. 처리별 차이는 저장 12주에 3% 시료가 대조와 2% 시료보다 유의적으로 낮게 나타났으며, 16주 이후는 대조 시료보다 2%와 3% 시료에서 유의적으로 낮게 나타났다. 본 연구의 결과로 볼 때 3% 김치 용기에 저장된 갓 물김치가 대조 시료와 2% 시료보다 숙성이 지연되는 현상을 나타냈음을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권8호
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• pp.1049-1056
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• 2012

본 연구에서는 여러 영양성분 및 생리활성 물질 함량이 높은 포도박의 이용가치를 증진시키기 위한 연구의 일환으로 Bacillus subtilis(BS), Lactobacillus plantarum(LP), L. casei(LC), Candida utilis(CU), Saccharomyces cerevisiae strain CHY1011(Y1), S. cerevisiae strain ZP 541(Y2), 혼합 발효(M) 등의 여러 유용 미생물을 이용하여 포도박을 발효시킨 후 미생물별 포도박 발효물에 대한 항산화 활성 변화 및 항균활성을 탐색하였다. 포도박 발효물의 추출수율은 BS(10.74%) 발효물이 가장 높았고, M(9.71%), Y2(9.60%), CU(9.55%), LC(8.68%), Y1(7.49%%), LP(7.36%) 순이었다. 총 phenol 함량 측정 결과 대조군은 발효한 포도박에 비해 유의적(p<0.05)으로 높은 값을 보였으며, 발효 균주 중에서는 LP로 발효한 발효물이 가장 큰 값을 나타내었다. 포도박 발효물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 대조군의 $IC_{50}$값이 0.16 mg/mL로 나와 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.28 mg/mL로 가장 높은 항산화 활성은 나타내었다. ABTS radical 소거능은 대조군의 $IC_{50}$값이 0.22 mg/mL로 가장 높게 나왔고, 포도박 발효물의 경우 LP 발효물이 0.53 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타내었다. FRAP value(5 mg/mL)는 LP로 발효한 시료가 2.44 mM로 가장 높게 나왔으나 대조군의 $12.27{\pm}0.16mM$과는 유의차를 보이지 않았다. 항균활성은 대조군에서 항균활성을 나타내지 않은데 반해 LC로 발효시킨 포도박 발효액이 5 mg/disc의 농도에서 항균활성에 사용된 모든 균주에 대해 10.5~11 mm의 항균활성을 나타내어 LC배양이 항균활성을 나타내는 물질을 생산해내는 것으로 사료되었다. 따라서 여러 유용미생물을 이용한 포도박 발효의 경우 유산균을 이용한 발효 시 기능성 물질 생산 증진에 우수한 효과를 나타내리라 사료되며, 특히 L. casei를 이용한 포도박 발효는 항균활성과 같은 기능성 증가를, L. plantarum을 이용한 발효는 항산화 활성에 긍정적인 효과를 나타내었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권3호
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• pp.377-386
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• 2003

본 연구는 남은 음식물(FW)의 성분변이를 조사하고, 그것의 급여시 비육돈의 성장과 육질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 사료화를 위해 기초자료로 활용하고져 FW를 1년간 (월 6회) 수집하였다. 8주간의 사양시험을 위해 삼원교잡종(L${\times}$Y${\times}$D) 비육돈 $\pm$ 4.60kg) 117두를 공시하였다 (3처리 3반복, 반복당 13두). 처리는 대조구 (옥수수－대두박 위주사료), 건조 방법에 따른 단순 건조 (simple dry: SD) 및 진공발효 (vacuum fermentation: VF)로서 구분하였다. FW의 건물기준으로 에너지, 조단백질, 조지방, 회분, 칼슘 및 인의 4계절 평균치는 각각 5,111kcal/kg, 22.92%, 14.31%, 15.48%, 2.7% 및 1.05%였다. 에너지와 단백질 함량은 각각 겨울과 여름에 가장 높았다 (p<0.05). 건조한 FW의 유산균 함량은 SD와 VF 처리간에 차이가 없었다. 사양성적에서는 ADG에서 대조구가 FW이 첨가된 사료에 비해 유의적으로 높았으나 (p< 0.05), FCR에서는 처리간에 차이가 없었다. SD와 FD와의 생산성 비교에서는 유의차가 인정되지 않았다. 지육율, 등지방두께, 그리고 기타 육질(색깔, drip loss 및 TBARS)에서 처리간에 차이가 없었다. 전 시험기간의 증체 kg당 사료비를 살펴보면, FW가 포함된 사료급여군이 대조구에 비해 낮았다. 이상의 결과를 요약해 보면, 남은 음식물을 건조한 후 사료에 20% 이내를 첨가하여 펠렛사료로 급여할 경우 비육돈의 사료비를 절감할수 있을 것으로 사료된다. 그러나 FW의 가공시 FD공정은 필요치 않을 것으로 사료된다.