Yun Ji Kang;Min Jae Kim;Tae Jin Kim;Jeong Hwan Kim
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제33권6호
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pp.780-787
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2023
Two mannitol producing lactic acid bacteria were isolated from pa (green onion)- kimchi, identified and named as Leuconostoc mesenteroides SKP 88 and Leuconostoc citreum SKP 92, respectively. Both isolates grew well at 25-30℃, initial pH 6-8, and 3% and lower NaCl concentration. Both isolates converted fructose into mannitol efficiently when grown on MRS broth containing fructose and glucose. Glucose was used as a carbon source and fructose was used as a precursor for mannitol. Mannitol yields were the highest in MRS broth with 3% fructose and 2% glucose. Shine muscat juice fermentation was done using each isolate as a starter. As fermentation progressed, decrease in pH and increases in titratable acidity and viable counts were observed. L. mesenteroides SKP 88 showed better mannitol conversion ability than L. citreum SKP 92, and shine muscat juice fermented with L. mesenteroides SKP 88 showed the mannitol production of 41.6 g/l at 48 h, and juice fermented with L. citreum SKP 92 showed 23.4 g/l at the same time. Yogurt fermentations showed similar patterns, and yogurt fermented with L. mesenteroides SKP 88 showed the mannitol production of 15.13 g/l. These results showed that both strains are useful as starters for healthy fermented foods with reduced fructose contents.
Chlorella 추출물을 첨가한 yoghurt를 개발하기 위한 기초 연구로 chlorella 추출물의 첨가가 yoghurt starter의 산 생성 및 증식에 미치는 영향을 조사하였다. Str. themophilus, Lac. acidophilus, Lac. casei, Lac. bulgaricus를 단독 균주 및 혼합 균주로 접종하여 배양하면서 생균 수와 pH 및 적정산도를 측정하였다. 단독 균주의 경우 chlorella 추출물 분말의 첨가 농도(0.5%, 1.0%, 2.0%, 3.0%)를 달리 하였을 때 Str. thermophilus, Lac. casei와 Lac. bulgaricus는 chlorella 추출물 분말 0.5% 첨가 시 9시간 배양에서, 그리고 Lac. acidophilus는 1.0% 첨가 시 15시간 배양에서 최대 균수를 나타내었으며, 이들 중 Lac. casei가 0.5% 첨가 시 배양 9시간에 3.63${\times}$$10^{9}$ CFU/mL로 가장 높은 생균 수를 보였다. 또한 이들 유산균의 산 생성도 chlorella 추출물 분말을 0.5% 첨가하였을 때 가장 많이 증가하였다. 혼합균주의 경우 chlorella 추출물 분말을 0.25%, 0.5%, 1.0%, 2.0%로 첨가하였을 때 저농도(0.25∼0.5%)의 chlorella 추출물 분말 첨가에 의해 모든 유산균 혼합 균주의 증식이 촉진되었고, pH가 크게 하락하였으며 적정산도가 크게 상승하였다. Str. thermophilus와 Lac. casei를 혼합 배양하였을 때 chlorella 추출물 분말 0.25% 첨가 시 12시간 배양 후 1.13${\times}$$10^{8}$ CFU/mL로 생균수 가 가장 높아 4.12 의 log cycle 증가를 나타내었다. 따라서 chlorella 추출물 첨가 yoghurt 제조 시 chlorella 추출물 분말을 0.25% 첨가하여 혼합 starter로 Str. thermophilus와 Lac. casei 혼합균주를 사용하는 것이 이들 유산균의 생육이 촉진되어 가장 적합한 것으로 나타났다.
이 연구는 김치에서 분리한 항균활성이 우수한 요구르트 제조용 유산균 스타터를 개발하기 위함이다. 분리한 103개의 산 생성 균주를 PCR로 screening하여 72개의 유산균을 분리하였다. 분리균의 배양액을 paper disk method를 사용하여 병원성 미생물(E. coli, S. enteritidis, S. aureus)에 대한 항균활성을 측정하였고, 활성이 강한 균주를 선별하여 API 50CHL과 16S rRNA sequencing 방법으로 균을 동정하였다. 균은 L. plantarum으로 확인되어 L. plantarum LHB55로 명명하였다. E. coli에 대해 높은 항균효과를 나타내는 L. plantarum LHB55를 사용하여 제조한 요구르트의 미생물학적, 이화학적 특성과 관능검사 결과 대조구와의 유의적인 차이는 거의 없었다. 그 결과 김치에서 분리한 L. plantarum LHB55의 항균활성이 우수한 요구르트 제조 스타터 균주로서 사용 가능함을 확인하였다. 항균성 등 인간에게 유리하게 작용하는 스타터 균주와 발효유제품 개발은 계속적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
Histamine, tyramine, cadaverine 및 putrescine과 같은 바이오제닉 아민은 소비자의 건강에 해로운 영향을 줄 수 있으므로 식품에서 독성 물질로 관리되어야 한다. 최근 몇 년 동안, 바이오제닉 아민을 분해할 수 있는 미생물의 적용은 바이오제닉 아민 함량의 감소를 위한 새로운 방법이 되고 있다. 먼저 Bacillus sp. BCNU 9171 균주를 한국 전통발효 된장으로부터 분리하였다. 4개의 아민 생성 식중독 세균들에 의한 바이오제닉 아민 생산에 대한 Bacillus sp. BCNU 9171의 배양 상등액(CFS)의 저해율을 HPLC를 사용하여 조사하였다. 본 실험 결과는 10% (1 ml + 9 ml HDB), 25%(2.5 ml CFS + 7.5 ml HDB), 50% (5 ml CFS + 5 ml HDB) 및 75% (7.5 ml CFS + 2.5 ml HDB)의 네 가지 CFS 농도가 대조군에 비해 4가지 아민 생성균에 대한 바이오제닉 아민 생산을 87%까지 감소시켰음을 보여주고 있다. 이 결과는 아민 생성균에 의한 발효 식품에 의한 다량의 바이오제닉 아민이 축적되는 것을 막기 위해 발효식품 및 식품 안전용으로 Bacillus sp. BCNU 9171를 starter 균주로 이용 가능하다는 것을 보여주고 있다.
청국장 제조시 사용되는 균주인 Bacillus sp. SP-KSW3을 메주 제조시 starter로 접종하여 발효시킨 메주를 이용하여 된장을 담근 후 일정기간 숙성시킨 다음 간장을 분리하여 이화학적 성질 등의 변화를 측정하였다. NaCl의 함량은 대조구보다 실험구가 높게 나타났으며, 아미노산도는 실험구보다 대조구가 높게 나타났다. Amylase활성은 대조구가 높게 나타났으며 protease의 활성은 실험구가 약2배 높게 나타났다. Tyrosinase의 저해 활성과 ACE 저해 활성은 숙성 기간이 동일한 경우 대조구 보다 실험구가 약 7% 이상 높은 활성을 나타내었다. 항돌연변이 활성은 2년간 숙성시킨 경우에 실험구가 대조구 보다 높은 활성을 나타내었으며, S. enterica serovar Typhimurium TA100을 사용한 경우 변이원 MNNG와 NPD에 대한 항돌연변이 활성은 각각 35.17%와 28.37%를 나타내었다. 또한, S. enterica serovar Typhimurium TA98을 사용한 경우 변이원 NPD와 NQO에 대한 항돌연변이 활성은 각각 25.48%와 21.64%를 나타내었다. 수소 공여능은 2년간 숙성시킨 실험구가 83.1%로 가장 높게 나타났다. 간장의 isoflavon 중 daidzin은 비슷한 경향을 나타내었으며 genistin은 모두 검출되지 않았다. Aglycone의 일종인 daidzein은 실험구가 각각 3.95 mg/g와 4.62 mg/kg, genistein은 각각 1.25 mg/kg와 3.55 mg/kg으로 나타났다.
가축산업분야에서 항생제의 사용이 금지됨에 따라, 질병 예방을 통한 축산농가의 생산성 향상을 위해 사료첨가제인 미생물제재의 개발과 같은 예방적 수단이 필요하게 되었다. 본 연구는 가축의 생산성을 높이기 위해 사료 분해 능력이 좋고 항균활성이 뛰어난 포자 형성 Bacillus 균주 3종인 B. sutilis LCB7, B. licheniformis SHS14, B. amyloliquefaciens LCB10을 우수 균주로 선발하였다. 최종적으로 선발한 Bacillus 3종을 1:1:1 비율로 혼합하여 혼합 종균을 제조하여 항균시험(in vitro) 결과, 단일 3종 및 lincomycin과 비교하여 유사한 활성을 보여주었으며, 송아지를 이용하여 항균활성 시험(in vivo)을 실시한 결과에서도 lincomycin 투여 대비 90% 수준의 높은 활성을 보여주었다. 개발한 혼합 종균의 안정적 보존을 위해 혼합 종균을 제조하여 다시 증균을 통하여 미생물군집 분석을 통하여 확인한 결과, 초기 군집비율과 증균 후 군집비율이 매우 유사하게 유지되었다. 이로서 본 연구에서는 선발된 Bacillus 균주 3종을 이용하여 제조한 혼합 종균이 사료첨가제용 미생물제재로서 이용 가능함을 최종 확인하였다.
본 연구는 국내 각 지역의 목장에서 수거한 원유에서 분리된 젖산균을 대상으로 monosodium glutamate 1%가 첨가된 10% 환원탈지유에 $37^{\circ}C$에서 18시간 배양한 후 GABA 양이 $711.40{\mu}g/g$ D.W을 생산하는 우수한 균주를 선발하였다. 선정된 균은 Gram 양성, rod형태의 동종발효균이며, 당 발효실험과 16S rDNA 분석결과 Lactobacillus acidophilus로 판명되었고, L. acidophilus RMK567로 명명하였다. 발효유에 적합한 starter인지 확인하기 위해 생리적 특성을 조사하였다. L. acidophilus RMK567은 배양온도 $40^{\circ}C$에서 빠른 생장을 보였고, pH 4.3에 도달하는데 15시간이 소요되었다. 16종의 항생제 중 kanamycin, neomycin, streptomycin에 대해 내성이 높았으며, 효소활성실험에서 leucine arylamidase와 ${\beta}$-galactosidase의 활성도가 높았다. 담즙 첨가시 약간의 영향을 받았으나 담즙에 대한 내성이 있는 것으로 나타났으며, pH 내성 실험결과 pH 2에서 큰 변화가 없음에 따라 내산성이 있었다. 항균력 시험에서는 Escherichia coli에 대해 29.2%, Salmonella typhimurium와 Staphylococcus aureus에 대해 각각 39.1%, 51.4%의 억제력을 보였다. 이러한 결과를 토대로 GABA 생성능이 우수한 기능성 발효유 제품의 스타터로 L. acidophilus RMK567은 적합하다고 할 수 있다.
본 연구는 국내 각 지역의 목장에서 수거한 원유에서 분리된 젖산균을 대상으로 10% 환원탈지유에 $37^{\circ}C$에서 pH 4.4에 도달할 때까지 배양한 다음 각각에서 얻어진 유청으로 ACE 저해율을 측정한 결과 88.6%인 우수한 균주를 선발하였다. 선정된 균은 Gram 양성, rod형태의 homo균이며, 당 발효실험과 16S rRNA 분석결과 Lactobacillus zeae로 판명되었고, Lactobacillus zeae RMK354로 명명하였다. 발효유에 적합한 starter인지 확인하기 위해 생리적 특성을 조사하였다. L. zeae RMK354는 배양온도 $40^{\circ}C$에서 빠른 생장을 보였고, pH4.3에 도달하는데 10시간이 소요되었다. 16종의 항생제 중 polymyxin B와 vancomycin에 대해 내성이 높았으며, 효소활성실험에서 esterase와 leucine arylamidase의 활성도가 높았다. 담즙에 대한 내성이 있는 것으로 나타났으며, pH 내성 실험결과 pH 2에서 큰 변화가 없음에 따라 내신성이 있었다. 항균력 시험에서는 Escherichia coli와 Staphylococcus aureus에 대해 억제력이 없었으나 Salmonella typhimurium에 대해 60.0%의 항균력을 보였다. 이러한 결과를 토대로 ACE 억제활성능이 우수한 기능성 발효유 제품의 스타터로 L. zeae RMK354는 적합하다고 할 수 있다.
몽골의 유가공 기술은 중앙아시아 지역의 유목민 생활방식의 독특한 전통에서 온 것으로 고유의 특성을 갖고 있다. 몽골의 전통적인 유가공 방식은 몽골의 토착종인 몽골우의 원유의 품질과 각 유성분 (단백질, 지방, 그리고 유당)의 허실 없는 완전이용 개념에 바탕을 두고 있다. 몽골에서는 다양한 종류의 유즙생산 동물로부터 젖을 취하여 가공하는 것이 발달했으므로 많은 종류의 유제품이 제조되고 있다. 몽골에서는 30종 이상의 유제품이 제조되고 있는데 그 중 36%는 발효유제품이 차지한다. 몽골의 전통적 발효유제품은 그 자체가 매우 특색이 있다. 왜냐하면 유산구균, 유산간균 그리고 효모가 함께 발효 유제품의 스타터로 사용되고 또한 함께 생육하고 있기 때문이다. 몽골에서는 유목민 생활의 여건 하에서 발효유제품에 쓰이는 유산균 스타터의 제조와 보관 방법이 매우 독특하게 전해져 오고 알다. 기존의 발효은 제품을 처리하여 스타터로 준비하거나 몇몇 특별한 야생식물로부터 유산균을 얻는 방식이 독특하다. 지금은 Rheum undulantum L., Rheum ribes L., Rumex acetosa L., Artemisa sibersena L., Artemisa vulgare와 같은 다섯 종류 이상의 야생식물이 유산균 스타터의 균원으로 사용되고 있다. 몽골에서는 젖을 가공할 때 소규모로서 매우 간단한 도구를 사용하는데 특히 발효유제품 가공기술은 배우기가 쉽고 나름대로의 과학적인 현상에 그 바탕을 두고 있다.
본 연구는 국내 각 지역의 목장에서 수거한 원유에서 분리된 젖산균 M23 균주에 대해 tyrosinase 활성 저해율을 측정한 결과, mushroom에서 추출한 tyrosinase에서는 52.1%, Melanoma B16에서 추출한 tyrosinase에서는 32.0%로 나타났으며, 활성 저해율이 다른 상업균주와 시중 발효유에 비해 높게 나타남에 따라 tyrosinase 활성 저해효과가 우수한 균주로 선발하였다. 선정된 균은 Gram 양성, rod형태의 homo균이며, 당 발효실험과 16S rRNA 분석결과 Lactobacillus plantarum으로 판명되었고, L. plantarum M23으로 명명하였다. 발효유에 적합한 starter인지 확인하기 위해 생리적 특성을 조사하였다. L. plantarum M23은 배양온도 $40^{\circ}C$에서 빠른 생장을 보였고, pH 4.3에 도달하는데 17시간이 소요되었다. 16종의 항생제 중 vancomycin에 대해 내성이 높았으며, 효소활성실험에서 leucine arylamidase, ${\beta}-galactosidase$의 활성도가 높았다. 담즙 첨가시 약간의 영향을 받았으나 담즙에 대한 내성이 있는 것으로 나타났으며, pH 내성 실험결과 pH 2에서 큰 변화가 없음에 따라 내산성이 있었다. 항균력 시험에서는 E. coli에 대해 77.8%, S. typhimurium와 S. aureus에 대해 각각 86.5%, 83.8%의 억제력이 나타나 항균력이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 토대로 멜라닌 억제능이 우수한 기능성 발효유 제품의 스타터로 L. plantarum M23은 적합하다고 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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