재래식 된장으로부터 분리된 유산균은 형태학적, 생화학적 특성과 당 발효능 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 Enterococcus faecium SBP12, Pediococcus halophilus SBP20, Lactobacillus fermentum SBP33, Leuconostoc mesenteroides SBP37, Pediococcus pentosaceus SBP41, Lactobacillus brevis SBP49, Lactobacillus acidophilus SBP55 및 Enterococcus faecalis SBP58로 동정되었다. SBP20, SBP33, SBP49와 SBP55 균주는 인공 위액과 담즙액 내에서 6 log cycle 이상 생균수를 유지하였으나, SBP12와 SBP58은 낮은 pH 하에서 2시간만에 균수가 급격하게 감소되었다. 특히, SBP49와 SBP55는 HT-29 세포에 대한 부착능이 높고, 항생제에 대한 저항성이 크며, Bacillus cereus ATCC 11778과 Staphylococcus aureus ATCC 6538의 식중독균에 대한 항균활성을 나타내었으므로, 이 두 균주는 프로바이오틱 선발 기준에 적합한 것으로 추정된다. 게다가 SBP49와 SBP55를 이용하여 사워도우를 제조한 결과, 발효 직후 도우 내 pH, 산도 및 유산균수에는 유의한 차이가 없었으나, SBP49는 많은 양의 유산을 생산한 반면, SBP55는 과산화수소를 더 많이 생산하였다. SBP49와 SBP55 유산균은 유산과 과산화수소뿐만 아니라 박테리오신 등의 항균물질을 생산하므로 사워도우 내 존재하는 식중독균 저해에 효과적이었다.
Kim, Do Young;Shin, Dong-Ha;Jung, Sora;Kim, Hyangmi;Lee, Jong Suk;Cho, Han-Young;Bae, Kyung Sook;Sung, Chang-Keun;Rhee, Young Ha;Son, Kwang-Hee;Park, Ho-Yong
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제24권7호
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pp.943-953
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2014
The XylH gene (1,167-bp) encoding a novel hemicellulase (41,584 Da) was identified from the genome of Microbacterium trichothecenolyticum HY-17, a gastrointestinal bacterium of Gryllotalpa orientalis. The enzyme consisted of a single catalytic domain, which is 74% identical to that of an endo-${\beta}$-1,4-xylanase (GH10) from Isoptericola variabilis 225. Unlike other endo-${\beta}$-1,4-xylanases from invertebrate-symbiotic bacteria, rXylH was an alkali-tolerant multifunctional enzyme possessing endo-${\beta}$-1,4-xylanase activity together with ${\beta}$-1,3/${\beta}$-1,4-glucanase activity, which exhibited its highest xylanolytic activity at pH 9.0 and 60oC, and was relatively stable within a broad pH range of 5.0-10.0. The susceptibilities of different xylosebased polysaccharides to the XylH were assessed to be as follows: oat spelts xylan > beechwood xylan > birchwood xylan > wheat arabinoxylan. rXylH was also able to readily cleave p-nitrophenyl (pNP) cellobioside and pNP-xylopyranoside, but did not hydrolyze other pNP-sugar derivatives, xylobiose, or hexose-based materials. Enzymatic hydrolysis of birchwood xylan resulted in the product composition of xylobiose (71.2%) and xylotriose (28.8%) as end products.
살모넬라는 음식과 식수에서 흔히 나오는 중요한 병원체로 세계 곳곳에서 급성 위장염과 같은 감염증을 일으키며, 일반적으로 인간의 혈청형 임상종으로는 Salmonella enterica의 혈청형인 S. Typhimurium과 S. Enteritidis가 있다. 일반적인 검출 방법으로 살모넬라를 기본으로 하여 선택적인 배양으로 샘플을 수집하였고 살모넬라를 일으키는 군체의 특징을 생화학과 혈청학상인 테스트를 하였으나 이러한 방법들은 일반적으로 시간이 걸리고 높은 감도를 보이지 않았다. 최근, 등온증폭반응법과 real-time PCR법을 이용하여 높은 감도, 특이성으로 현재 병원성 박테리아에 빠르게 수행할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 등온증폭반응과 real-time PCR법을 사용하여 S. Typhimurium과 S. Enteritidis의 검출하였다. 선택적인 타겟 유전자로, invA를 살모넬라종의 염기서열에 특이적으로 임의복제 하였다. 등온증폭반응과 real-time PCR은 살모넬라종으로부터 임의의 염기서열을 증폭하여 검출하였고, invA는 S. Typhimurium과 S. Enteritidis의 두 가지 종을 모두 검출하였다. 이러한 등온증폭반응과 real-time PCR법으로 S.Typhimurium과 S. Enteritidis의 검출 가능성을 보였으며, 살모넬라 종에 대한 특이성, 민감성을 갖춘 유용한 검출방법을 제시하였다.
Ginsenosides have been regarded as the principal components, responsible for the pharmacological and biological activities of ginseng. Absorption of major ginsenosides at the gastrointestinal tract was extremely low, when ginseng taken orally. In order to improve the absorption and bioavailability, transformation of major ginsenosides into more active and valuable minor ginsenoside is much required. In this present study, We isolated a lactic acid bacteria Leuconostoc fallax LH3 from the Korean fermented food Kimchi, which have higher ${\beta}$-glucosidase activity. Using the ethanol precipitated curd enzyme of Leuconostoc fallax LH3, we investigated the biotransformation of ginsenoside Rd at different experimental condition to increase transformation. The maximum convertion was supported at 30 $^{\circ}C$ and decreased when temperatures increased. In order to optimize the effect of pH, the curd enzyme was mixed 20 mM sodium phosphate buffer (pH 3.5 to pH 8.0). Ginsenoside Rd was almost hydrolyzed between pH 7.0 and pH 9.0, but not hydrolyzed above pH 10.0. Ginsenoside Rd was hydrolyzed after 24 hrs incubation, but whereas the ginsenoside F2 was appeared from 36 hrs, and all ginsenoside Rd was transformed to F2 after the 60 hrs incubation. Based on this study, the curd enzyme of Leuconostoc fallax LH3 transformed the ginsenoside Rd at the 30$^{\circ}C$ and the pH optimum of 7.0 to 9.0 after the 60 hrs incubation time.
갓김치로부터 분리한 probiotic L. acidophilus GK20 및 L. paracasei GK74를 단독 혹은 혼합 배양하여 제조한 요구르트를 저장하는 동안 이화학적 및 미생물학적 특성과 스타터의 위산이나 담즙산에 대한 저항성, Caco-2 cell에 대한 부착능, 항균, 항산화 및 효소적 활성에 대한 prebiotic FOS(fructooligosaccharide)의 영향을 살펴보았다. FOS를 첨가했을 때 요구르트 내의 스타터 균수, 총산도 및 점도는 유의하게 높아짐과 동시에 pH는 감소되었다(p<0.05). 또한 E. coli ATCC 11229와 S. enteritidis ATCC 13076은 probiotics 스타터가 생산한 항균물질에 의해 저해되었으며, FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트의 항균활성은 더욱 증가되었다. 게다가 FOS (1.0%)를 첨가하여 혼합 스타터로 발효시킨 요구르트에서 가장 높은 단백질 분해능 ($1.06{\pm}0.06$ unit) 및 ${\beta}$-galactosidase 활성 ($20.14{\pm}0.31$ unit)을 나타내었다. 하지만 비록 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 모두 장관액에 대한 저항성, 장관상피세포에 대한 부착능 및 DPPH radical 소거능이나 환원력과 같은 항산화 활성을 나타내었지만, 이들 활성이 FOS에 의해 증가되진 않았다. 결과적으로 L. acidophilus GK20과 L. paracasei GK74 혼합 배양에 FOS를 첨가한 synbiotic 요구르트는 장내환경 개선과 건강기능 향상에 유용한 것으로 여겨지며, 생리활성은 $4^{\circ}C$에서 7일간 저장 하에서도 일정하게 유지되었음을 확인하였다.
본 연구에서는 식물성 프로바이오틱스에 해조류인 미역을 첨가하여 프로바이오틱스의 체내 안정성 및 면역원성을 향상 시킬 수 있는 고농도 배양법을 개발하고자 하였다. 미역 첨가 배지를 생산 수준으로 유산균을 배양하였을 때 유산균수는 18시간째 $10^{22}$, 24시간째 $100^9$으로 고농도 배양이 가능하였다. 미역첨가배지로 배양된 유산균의 열 안정성, 위산 및 담즙 안정성의 효과도 기본배지와 비교 하여 유의적인 증가를 확인할 수 있었다. 미역첨가배지로 배양된 프로바이오틱스는 생균 및 사균 모두 면역증강효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 배양만으로 기능성이 향상된 프리바이오틱스를 개발함에 따라, 다양한 프로바이오틱스의 기능성 향상의 기반 기술로서 활용이 가능할 것으로 사료 된다.
유산균이 위장관과 구강건강에 probiotics로서 긍정적인 영향을 미치고 있음이 보고되고 있다. 이에 시판되는 유산균 발효유 5종과 우유를 선택하여 우식유발 원인균인 S. mutans에 대한 증식억제 및 biofilm 형성에 미치는 영향을 평가하고, 발효유의 산도, 완충능, 산생성능, 칼슘과 인의 함량을 측정하였다. 유산균 발효유에 S. mutans를 주입한 후 생균수를 측정한 결과 모든 발효유의 %가 증가함에 따라 S. mutans 수가 감소했으나 우유에서는 변화가 없었다. 10% 유산균 발효유에 S. mutans를 주입한 후 biofilm 형성 정도를 측정한 결과 액티브 GG, 불가리스는 biofilm 형성이 감소하였고, 이오는 유의한 변화가 없었으며, 투티, 에이스, 우유는 증가하였다(P<0.05). 유산균 발효유 및 우유의 산도를 측정한 결과 이오(3.48${\pm}$0.01), 투티(3.67${\pm}$0.02), 에이스(3.71${\pm}$0.02), 액티브 GG(4.04${\pm}$0.02), 불가리스(4.19${\pm}$0.02) 순으로 나타났다. 유산균 발효유의 산생성능을 평가한 결과 불가리스가 가장 높은 산생성능을 보였으며 액티브 GG, 에이스, 투티, 이오, 우유 순으로 산도 하강 경향을 나타냈다. 이상의 결과는 유산균 발효유가 초기산도 및 산생성능 측정 결과 우식유발 가능성이 있음을 나타냈다. 그러나 유산균 발효유 중에서 농후발효유가 우식유발균인 S. mutans를 억제하였고 biofilm 형성을 감소시켜 긍정적인 효과를 가지고 있음을 알 수 있었다.
최근 한반도를 둘러싼 주변 환경이 크게 변화하는 가운데 특히 중국의 유제품 소비가 급증하고 있기 때문에 국내유가공산업은 향후 50년을 설계해야 하는 중요한 기로에 서 있다. 소비 측면에서 유제품의 시장 동향을 살펴보면 신선우유 소비는 감소하고, 발효유 등 유가공품 소비는 증가하고 있다. 원유사용량은 2010년 1,939천 톤을 예상되며, 반면 우유 공급량은 예년도 원유수요량으로 판단할 때 35천 톤 가량 공급 부족이 예상된다. 현재 다자간 협상 중인 미국 및 EU와 FTA 협정이 발효될 경우, 낙농산업분야의 상당한 피해가 예상되고, 수입 개방에 따라 국산 원유의 생산 감축으로 이어질 것이다. 현재 유가공업체가 농가에서 수취하는 원유는 미생물 함량과 체세포수가 매우 낮은 양질의 우유이기 때문에 초고온살균법 대신 유럽처럼 우유 고유 풍미 및 영양성분을 유지한 저온살균우유 생산을 유도하는 정책적 연구가 필요하다. 국내 치즈 시장은 65,423톤 규모로 시장 규모는 매년 확대되고 있으나 대부분을 수입에 의존하고 있는 실정이다. 자연치즈 산업 활성화와 더불어 반드시 해결할 문제로서 부산물(유청) 처리와 "목장형유가공(On-Farm Processing)"의 활성화이다. 이를 위해 규제를 완화하고 몇 가지 당면 문제를 해결한다면 대형 유가공업체와 동반성장이 가능하다고 생각된다. 국내 발효유 시장은 꾸준히 성장을 기록한 유일한 품목으로서 위, 간, 장 건강을 위한 기능성 발효유 제품의 매출이 크게 성장하였다. 인체에 유용한 프로바이오틱 유산균을 이용한 발효유 제품의 연구 개발은 중요한 연구 테마이다. 초유는 위장관 감염증의 치료나 예방에 사용될 수 있는 면역우유 제조에 사용될 수 있으며, 포유동물의 초유를 이용한 다양한 우유 제품의 연구 개발도 가능하다. 우유를 나노분자가공방법과 기능성나노식품소재의 첨가로 제품의 영양과 기호성을 향상시킬 수 있는 우유 제품을 개발할 수 있을 것이다. 국내 기능성 유제품의 효능 및 효과에 대한 표시기준 개정이 유가공업계가 안고 있는 최대의 당면 문제이다. 원유 수급 불균형은 구조적인 문제로서 우유의 적극적인 용도 관리가 선진국형 관리 체계로 바뀌어야 한다. 즉 내수용, 수출용, 수급 조절용으로 세분하는 것이다. 그리고 행정의 전문화를 위해 낙농연구 개발 지휘본부(control tower)의 설립을 건의하는 바이다. 외국의 "낙농위원회(Dairy Board)"처럼 수출용 유가공제품의 연구 개발을 전체적으로 총괄 지휘할 수 있는 기관이 필요하다. 마지막으로 유가공분야 인재육성 정책을 적극 검토해야 한다. 유가공 전공자 및 기술자에 대한 유학 또는 연수 기회를 확대함으로써 학생들의 의욕과 사기를 진작시켜야 한다.
한국된장에서 분리한 바실러스섭틸리스 BC1212와 설팩틴을 함유한 사료첨가제가 이유돈의 성장에 미치는 영향을 연구하였다. 총 18마리의 이유돈(랜드레이스$\times$요크셔$\times$듀록; 체중, $7.68{\pm}0.97\;kg$)을 9마리씩 두 그룹으로 배치하여 실험을 실시하였다. 실험군은 사료 kg 당 설팩틴 C 1 g과 $1.0{\times}10^9CFU$ 바실러스섭틸리스 BC1212를 급여하였고, 대조군은 일반사료를 4주간 급여하였다. 그 결과 바실러스섭틸리스 BC1212와 설팩틴을 급여한 군에서는 일평균 증체량과 사료효율이 증가하였으며, 무처리 대조군과 비교해서, 분변 중 바실러스-섭틸리스의 생존률이 현저히 높았다. 또한 바실러스섭틸리스는 산과 담즙에 대한 높은 내성을 보였다. 세포 내 독소 투여 후 말초혈액단액세포에 설팩틴($50{\mu}g\;ml^{-1}$) 처리 후 약 6 시간까지 INF-$\gamma$, TNF-$\alpha$ 과 NO 분비량을 설팩틴 무처리군에 비해 현저히 감소시켰다(p<0.05). 그러나 IL-10의 분비량은 설팩틴 무처리군과 유사했다. 결론적으로 바실러스섭틸리스 BC1212와 설팩틴을 병용하여 이유돈에 급여할 경우, 이유돈의 위장관내 생균수 증가와 함께 면역반응을 증대시킬 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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