Lactic acid bacteria (LAB) are industrially important microorganisms for probiotics. The recent widespread application of LAB for preparation of functional food is attributable to the accumulating scientific evidence showing their beneficial effects on human health. In this study, we isolated and characterized plant-derived LAB that show angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitory and antioxidant activities. The selected strain K2 was isolated from Kimchi, and identified as Lactobacillus plantarum by 16S rRNA gene analysis. The strain grew under static and shaking culture systems. They were also able to grow in different culture conditions like $25^{\circ}C{\sim}37^{\circ}C$ temperature, 4~10 pH range and ~6% NaCl concentration. L. plantarum K2 was highly resistant to acid stress; survival rate of the strain at pH 2.5 and 3 were 80% and 91.6%, respectively. The strain K2 also showed high bile resistance to 0.3% bile bovine and 0.3% bile extract with more than 74% of survival rate. The cell grown on MRS agar plate containing bile extract formed opaque precipitate zones around the colonies, indicating they have bile salt hydrolase activity. The strain showed an inhibitory activity against pathogenic bacteria such as Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes; antibacterial activity was probably due to the lactic acid. The K2 strain showed relatively higher autoaggregation values, antihypertensive and antioxidant activities. These results suggest that L. plantarum K2 could be not only applied as a pharmabiotic for human health but also is also starter culture applicable to fermentative products.
Park, Jong-Hyuk;Moon, Hye-Jung;Oh, Jeon-Hui;Lee, Joo-Hee;Choi, Kyung-Min;Cha, Jeong-Dan;Lee, Tae-Bum;Lee, Min-Jeong;Jung, Hoo-Kil
Food Science and Preservation
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v.20
no.5
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pp.712-719
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2013
This study was conducted to investigate the antibacterial activity of lactic acid bacteria isolated from traditional fermented foods and to develop a new starter for fermented milk. The isolates were identified using 16S rDNA sequencing and named Lactobacillus plantarum A, Leuconostoc lactis B and L. acidophilus C. The activity of these strains to inhibit the growth of food-borne human pathogens (Escherichia coli NCTC 12923, Salmonella Typhimurium NCTC 12023, Listeria monocytogenes NCTC 11994) was measured using the paper disc method. All these strains showed strong antibacterial activity against Li. monocytogenes NCTC 11994. The experiment groups were the fermented milks with these strains, and the control group was the fermented milk with the commercial starter (ABT 5). The change of pH, acidity and viable cell counts were measured during their aging time. All the experiment groups showed a significant difference in their aging times compared to the control group. However, the sensory test showed that the experiment groups can be used as useful starters for fermented milk. This result suggests that L. plantarum A, Leu. lactis B and L. acidophilus C have the potential to be developed as new starters for fermented milk.
Hyun, In Kyung;Kim, Min Young;Kim, Seo-Yeon;Lee, Jee-Su;Choi, Ah-Rang;Kang, Seok-Seong
Journal of Dairy Science and Biotechnology
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v.38
no.3
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pp.154-160
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2020
Physical and sensory characteristics of commercial yogurts are important aspects for consumer acceptability. In addition, beneficial functions of commercial yogurts are also emphasized for the probiotic dairy products. The aim of this study was to investigate the functional properties of yogurts with the combination of bacteriocin-producing Pediococcus acidilactici. Yogurts fermented with commercial starter culture (control yogurt) and control yogurt together with P. acidilactici HW01 (yogurt+HW01), P. acidilactici JM01 (yogurt+JM01), or P. acidilactici K10 (yogurt+K10) were prepared. During 28 days after fermentation, the viability of lactic acid bacteria, pH, and brix, in the yogurt samples were assessed with standard methods. Moreover, to investigate the antilisterial activity of the yogurt samples, Listeria monocytogenes was simultaneously inoculated when the yogurts were prepared with lactic acid bacteria, and the viability of L. monocytogenes was determined. Although yogurt+K10 did not completely remove L. monocytogenes, control yogurt, yogurt+HW01, and yogurt+JM01 eradicated L. monocytogenes at day 2 after fermentation. However, yogurt+K10 also removed L. monocytogenes at day 3 after fermentation. Taken together, these findings suggest that the combination of yogurt with P. acidilactici does not affect its quality and they may consequently aid in the development of new probiotic yogurt.
Kimchi is a widely consumed traditional Korean food, and its probiotic properties have received great attention. In this study, changes in the quality characteristics of fermentation broths obtained from two types of Chinese cabbage kimchi (red with red pepper and white without red pepper) were assessed after the administration of blue light emitting diode (BLED) irradiation at 4℃; characteristics assessed included acidity, chromaticity, antioxidant activity, and growth modulation of isolated microorganisms. The pH of the white kimchi (WK) broth decreased with time; the decrease was delayed significantly under BLED irradiation (p<0.05). BLED irradiation decreased the L (lightness) and b (yellowness) values and increased a (redness) in WK, whereas the a and b values of the red kimchi (RK) broth increased with BLED irradiation. Growth stimulation of lactic acid bacteria by BLED irradiation was observed in both WK and RK. The numbers of yeast and mold were also increased in RK (p<0.05), but not in WK. There was no change observed in the scavenging activities against ABTS (2,2'-azido-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) radicals in both kimchi broths after BLED treatment. The results of this study indicated that BLED irradiation could modulate the fermentation process and the quality characteristics of kimchi during storage.
Kim, Hee-Jin;Choi, Jae-Kyoung;Lee, Kyung-Min;Im, Jung-Hyun;Eom, Seok-Jin;Kim, Geun-Bae
Food Science of Animal Resources
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v.29
no.5
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pp.619-626
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2009
As a trial for the development of a new starter culture for yogurt products, more than two hundred lactic acid bacteria strains were isolated from raw milk and healthy human feces. The strains that showed excellent growth and acid production ability in the 10% skim milk media were selected and identified as Lactobacillus casei through the API carbohydrate fermentation pattern and 16S rDNA sequence analysis. L. casei CU2604 was further investigated for its physiological characteristics as a starter culture compared with a commercial strain. The CU2604 strain showed good acid production and growth characteristics in milk, which were comparable to those of the L. casei Shirota strain. Despite the fact that both these strains displayed the same sugar fermenting pattern and PFGE band pattern, and had similar growth characteristic in milk, L. casei CU2604 exhibited different fatty acid composition in the cell wall, showed more tolerance to bile and to pH, and presented better growth inhibition activity against pathogenic bacteria. Based on these results, the L. casei CU2604 strain holds great promise for use as a novel and efficient starter culture in the production of yogurt. Additional studies on the probiotic characteristics of this strain are currently being conducted.
A rise in the occurrence of allergic diseases is attributed to the dysregulated balance of type 1/type 2 immunity, where type 2 T-helper (Th2) cells predominate over type 1 T-helper (Th1) cells, leading to an abnormally increased production of IgE in response to unharmful antigens. Kimchi, a traditional Korean fermented food, is a rich source of beneficial lactic acid bacteria. In this study, we investigated the ability of Enterococcus faecium FC-K derived from kimchi to induce type I immunity in the presence of Th2 polarizing conditions in vitro and in vivo. Stimulation of mouse peritoneal macrophages with E. faecium FC-K induced the production of tumor necrosis factor alpha, interleukin (IL)-6, and IL-12. Under the in vitro Th2 conditions in which splenic T cells were activated in the presence of IL-4, E. faecium FC-K enhanced the ability of T cells to produce interferon $(IFN)-{\gamma}$. Using the ovalbumin (OVA)-induced allergy model, male BALB/c mice receiving E. faecium FC-K reduced the serum level of total IgE, but not that of OVA-specific IgE. Furthermore, the population of activated splenic B cells during OVA immunization was decreased in E. faecium FC-K-treated mice, accounting for a reduction of total IgE in the serum. Restimulating splenocytes from OVA-immunized mice with OVA ex vivo resulted in an increased production of $IFN-{\gamma}$, with no effect on IL-4, in E. faecium FC-K-treated mice. These observations provide the evidence that E. faecium FC-K can be a beneficial probiotic strain that can modulate the Th2-mediated pathologic response.
Lactic acid bacteria are widely known to prevent and treat intestinal health conditions, heart disease, depression, and obesity. In Korea, such bacteria are commonly consumed through various fermented foods, although most are isolated from kimchi, and research on the lactic acid bacteria in fermented seafood is insufficient. This study was therefore conducted to observe changes in bacterial flora according to the culture date of lactic acid bacteria in the fermentation of traditional Korean Gajami Sikhae produced in Pohang and to isolate the bacteria of probiotic value. The bacteria were periodically isolated and identified from date of preparation to 50 days after preparation to investigate which Lactobacillus are involved in Gajami Sikhae. As fermentation progressed, it was confirmed that Pediococcus sp. and Lactobacillus sp. participate predominantly in the early and later periods of fermentation, respectively. During the entire fermentation period, 170 isolates were screened, and the following five species were found to be involved: Pediococcus pentosaceus, Pediococcus inopinatus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus brevis, and Lactobacillus plantarum. Five strains of these species were selected through acid and bile tolerance tests, and their coaggregation, autoaggregation, hydrophobicity, antibacterial, and antioxidant activities were then evaluated. As a result, it is thought that L. brevis GS1022, which has excellent digestive fluid resistance, and P. inopinatus GS316, which has excellent cohesiveness, may be useful as probiotic strains.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.20
no.12
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pp.110-116
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2019
To investigate the antagonistic inhibitory effects in a mixed culture between probiotics and various pathogenic microorganisms, 140 probiotics were identified using a 16 rRNA sequencing phylogenetic analysis method, and various probiotics strains were isolated from Korean kimchi from January to December 2016. The antagonistic inhibition test of a mixed culture of four probiotics (Enterococcus faecalis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, and Lactobacillus reuteri) with excellent antimicrobial activity and six pathogenic microorganisms (Candida albicans, Salmonella Enteritidis, E. coli O157:H7, Shigella flexneri, Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa)showed that the growth of most probiotics strains increased normally after culture, but growth was inhibited almost completely in most pathogenic microorganisms, except for S. Enteritidis. This antagonistic inhibitory effect in vitro was attributed to the low pH of the lactic acid and organic acid produced during fermentation. As a result, four probiotics strains isolated from Korean Kimchi are very likely to be developed as therapeutic agents for female yeast infections and colon and skin care. In the future, these therapeutic agents will help improve public health related to probiotics.
Three slime-forming lactic acid bacteria were isolated from Kimchi and shown to produce viscous exopolysaccharides (EPS) in sucrose media. The isolated strains, GJ2, C3 and C11, were identified as Leuconostoc kimchii, Leuconostoc citreum and Leuconostoc mesenteroides, respectively, by examining their metabolic characteristics and determining their 16S rDNA sequences. Leu. kimchii GJ2, Leu. citreum C3 and Leu. mesenteroides C11 exhibited high viability (maintained initial viable cell count of $10^8$ CFU/ml) in 0.05 M sodium phosphate buffer (pH 3.0) for 2 h, in artificial gastric juice for 2 h and in 0.3% oxgall for 24 h. When tested, Leu. kimchii GJ2, in particular, displayed antimicrobial activity against pathogenic microorganisms. Leu. kimchii GJ2, Leu. citreum C3 and Leu. mesenteroides C11 produced 21.49 g/l, 16.46 g/l and 22.98 g/l EPS, respectively, in sucrose (5%) medium. The amount of purified EPS extracted from Leu. kimchii GJ2, Leu. citreum C3 and Leu. mesenteroides C11 was 14.61 g/l, 7.73 g/l and 4.77 g/l, respectively. Although the EPS produced by Leu. kimchii GJ2, Leu. citreum C3 and Leu. mesenteroides C11 differed in viscosity, TLC and HPLC analysis revealed that each contained only one type of monosaccharide, glucose. The average molecular mass of EPS produced by Leu. kimchii GJ2 was 306,606 Da.
Fifty four acid-resistant and bile-resistant isolates of lactic acid bacteria were initially isolated from the faces of Korea native cattle and Holstein using MRS agar and LAPT agar, and ten strains with superior activity against bile salt were finally selected LS1, LS15, and LL6 isolates showed survival of 66.5%, 82.6% and 80.7% against the simulated stomach liquid(pH 2.5), respectively. LL6 and LL7 isolates had the highest inhibitory activities against the pathogenic bacteria such as Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, and Clostridium perfringens. By using API 50 CHL kit LS1, LS2 and LM1 isolates were identified as a L. fermentum. LL6 and LL7 isolates as a L. acidophilus, and LS3 isolate as a L. plantarum. The other four isolates belong to genus Lactobacillus. All the isolates tested were sensitive to some antibiotics such as ampicillin, amoxicillin and erythromycin, but resistant to colistin and ciprofloxacin. LB1, LL6 and LL7 isolates were resistant to gentamicin and neomycin. Especially, the LL6 isolate showed the highest resistance to both of the simulated stomach liquid and bile salt, in addition to the highest inhibitory activities against Sal. typhimurium, Staph. aureus and Cl. perfringens.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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