• 한국축산식품학회지
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• 제33권3호
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• pp.377-389
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• 2013

Gamma-amino butyric acid (GABA) is a kind of pharmacological and biological component and its application is wide and useful in Korea specially, becoming aging society in the near feature. GABA is request special dose for the purposed biological effect but the production of concentrated GABA is very difficult due to low concentration of glutamic acid existed in the fermentation broth. To increase GABA concentrate using fermentation technology, high content of glutamic acid is required. For this reason, various strains which have the glutamic acid decarboxylase (GAD) and can convert glutamic acid to GABA, were isolated from various fermented foods. Most of GABA producing strains are lactic acid bacteria isolated from kimchi, especially added monosodium glutamate (MSG) as a taste enhancer. Optimizing the formulation of culture media and the culture condition, GABA conversion yield and amounts were increased. Finally GABA concentration of fermentation broth in batch or fed batch fermentation reached 660 mM or 1000 mM, respectively. Furthermore formulation of culture media for GABA production developed commercially. Many studies about GABA-rich product have been continued, so GABA-rich kimchi, cheese, yogurt, black raspberry juice and tomato juices has been also developed. In Korea many biological effects of GABA are evaluated recently and GABA will be expected to be used in multipurpose.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권1호
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• pp.26-33
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• 2016

${\gamma}$-Aminobutyric acid(GABA)를 생산하는 희귀 젖산균을 분리하기 위하여 전통발효식품으로부터 총 147개의 젖산균을 확보한 후 1% 글루탐산 나트륨(L-monosodium glutamate, MSG)를 사용하여 GABA를 생산하는 23개의 균주를 1차 분리하였다. 2차 분리를 위하여 글루탐산 탈탄산효소(glutamate decarboxylase)와 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석을 통해 기본 MRS 배지에서 48시간 배양 후 1.56 mM의 GABA를 생산하는 Enterococcus faecium JK29를 최종 분리하였다. E. faecium JK29에 의한 GABA의 생산을 향상시키기 위하여 배양 조건을 최적화하였으며 그 결과 0.5% 자당(sucrose), 2% 효모 추출물(yeast extract), 0.5% 글루탐산 나트륨이 포함된 최적화 MRS 배지를 개발하였다. 최적화 MRS 배지를 활용하여 $30^{\circ}C$, pH 7.5에서 48시간 배양을 한 결과 E. faecium JK29이 14.86 mM의 GABA를 생산하는 것을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권5호
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• pp.567-574
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• 2017

본 연구는 막걸리로부터 ${\gamma}$-amino butyric acid (GABA) 생성 유산균을 분리 및 동정하고 최적 GABA 생산조건을 확립하는데 그 목적이 있다. 막걸리로부터 64균주의 유산균은 MRS 배지에서 성장된 집락의 색과 모양의 특성에 따라 분리하였다. 분리균주의 GABA 생산은 1% MSG가 첨가된 MRS 액체배지에서 배양하여 TLC와 HPLC 방법에 의해 평가되었다. B-134 균주는 GABA생성을 위한 우수균주로 선발하였다. 16S rRNA 유전자 및 glutamate decarboxylase B (gadB) 유전자의 염기서열분석을 통하여, B-134 균주는 Lactobacillus plantarum subsp. plantarum B-134 균주로 명명하였다. GABA 생성을 위한 온도, pH, NaCl 및 MSG 농도를 달리하여 최적배양조건을 조사하였다. 그 결과 B-134 균주의 최적배양 조건은 온도 $37^{\circ}C$, pH 5.7, NaCl 농도 0% (w/v), 그리고 MSG 농도 3% (w/v)로 결정되었으며 본 조건에서 48시간 배양시 25 mM의 GABA를 생산하였다. 이러한 결과로부터 B-134 균주는 GABA함유 건강기능식품개발을 위한 유용한 균주로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권3호
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• pp.319-327
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• 2022

γ-Aminobutyric acid (GABA) is a multi-functional compound with broad applications for food industry. GABA producing bacteria were isolated from cabbage kimchi. Among them, B737 was the best GABA producer when culture supernatants were analyzed by TLC. B737 was identified as Levilactobacillus brevis by 16S rRNA gene sequencing. Its glutamate decarboxylase (GAD) gene was cloned by PCR and the nucleotide sequence determined. B737 GAD consisting of 485 amino acids is the largest in size among GADs reported from LAB so far. gadB from L. brevis B737 was overexpressed in Escherichia. coli BL21(DE3) using pET26b(+).pET26b(+). The recombinant GAD was purified and its size was 55 kDa by SDS-PAGE. Maximum GAD activity was observed at pH 5 and 40℃ and the activity was dependent on pyridoxal 5'-phosphate. K_m and V_max of recombinant GAD were 6.2 ± 0.06 mM and 0.34 ± 0.002 mM/min, respectively. L. brevis B737 can be used as a starter for fermented foods with high GABA contents.

• 한국식품영양과학회지
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• 제29권6호
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• pp.1145-1150
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• 2000

면역증강물질을 생산하는 균주를 해수로부터 분리하여 동정한 결과 크림색의 둥근 점질성의 집략을 나타내었으며, Gram 음성의 간산형이고, 미약한 운동성을 가지며 catalase 양성과 oxidase 음성 반응을 보였다. 균주를 6시간 , 20시간, 72시간, 및 144시간 뱅양하여 전자 현미경사에서 관찰한 결과 20시간 배양한 영양세포는 1.25~0.6$\times$0.6$\mu\textrm{m}$ 크기의 간균 형태를 갖추었으며 시간이 흐를수록 세포내 관립의 밀도가 증가하면서 세포형태가 다형태성으로 변하였다. 세포내 과립의 존재를 확인하기 위해 sudan black B로 염색한 결과 양성으로 polyhy-droxy butyrate로 예상되었다. 생육을 위한 최적 온도는 3$0^{\circ}C$, pH는 3.0~10.0이었으며, 호기성균이었다. D-Glu-cose, D-mannose, D-mannitiol. insitol, maltose 등의 당과 L-asparagine, L-glutamate 등의 아미노산을 이용하였고 특시, O/F test에서 glucose와 maltose를 산화 하였다. 이상과 같은 결과로 해양세균 유래인 Pseudo-mallei group의 Burkholderia 속으로 확인되었음로 본 균주를 Burkholderia sp. IS-203으로 명명하였다.

• 생명과학회지
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• 제22권2호
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• pp.167-176
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• 2012

발효가 진행중인 멸치액젓에서 단백질분해효소를 생산하는 3종의 호염성 세균을 분리하였다. 분리된 FAM 10, FAM 114, 그리고 FAM 115는 각각 소금농도가 2~4%, 10%, 6%에서 최적 세포성장이 관찰되었으며, 18~22% 소 금농도까지 생육이 가능했다. 단백질분해효소 생산을 위한 최적 소금농도는 FAM 10은 6%, FAM 114와 FAM 115는 10%로 나타났다. FAM 10의 단백질분해효소 활성은 10%까지 첨가하면 서서히 저하되며, 14% 소금농도에서는 효소활성이 없는 반면, FAM 114와 FAM 115의 경우, 14%까지 효소활성을 나타냈으며 18%에서는 활성을 관찰할 수 없었다. 이러한 결과로부터 분리된 3종의 미생물이 중간 정도의 호염성 세균임을 증명하였다. 16S rRNA 유전자와 16S-23S 유전자 사이 공간(IGS) 서열, 생화학적 실험, 그람염색을 이용하여 비교 분석한 결과, FAM 10, FAM 114, 그리고 FAM 115는 각각 Salinivibrio sp., Halobacillus sp., 그리고 Halobacillus sp.임을 동정하였다. Salinivibrio sp. FAM 10에는 191번째 서열부터 약간 다른 2가지 종류의 16S rDNA와 16S-23S IGS내에 tRNA 유전자가 없는 형태, 이소루이신/알라닌, 글루탐산/라이신/발린을 운반하는 tRNA 유전자들을 함유하는 4가지 종류의 다른 16S-23S IGS가 존재하였다. Hablobacillus sp. FAM 114와 FAM 115는 완전히 동일한 16S rRNA 유전자 서열을 가지고 있었으며, 여러 Halobacillus sp.와 99% 서열동일성을 보여주었다. IGS의 경우, tRNA 유전자가 없는 IGS와 이소루이신/알라닌을 운반하는 tRNA 유전자들을 함유하는 3가지 16S-23S IGS가 존재하였으며, Halobacillus aidingensis와 Halobacillus sp. JM-Hb의 IGS와 99% 서열동일성을 보여주었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제33권5호
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• pp.595-602
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• 2013

As a major inhibitory neurotransmitter of the central nervous system in animals, ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) has several physiological functions, such as anti-hypertensive, diuretic, tranquilizer and anti-stress effects in human. In order to determine strains with high GABA producing ability and glutamate decarboxylase (GAD) activity, 273 bacteria were isolated from various types of Kimchi. Strain K255 contained $386.37{\mu}g/mL$ of GABA in MRS broth containing 1% MSG, $600.63{\mu}g/mL$ of GABA in MRS broth containing 2% MSG and $821.24{\mu}g/mL$ of GABA in MRS broth containing 3% MSG. It showed that K255 had the highest GABA production ability compared to other commercial lactic acid bacteria. K255 was identified as Lactobacillus plantarum based on its API carbohydrate fermentation pattern and 16S rDNA sequence. K255 was investigated for its physiological characteristics. The optimum growth temperature of K255 was $37^{\circ}C$and cultures took 13 h to reach the pH 4.4. K255 showed more sensitive to bacitracin in a comparison of fifteen different antibiotics, and showed most resistance to kanamycin and vancomycin. Moreover, it was comparatively tolerant to bile juice and acid and displayed resistance to Escherichia coli, Salmonella Typhimurium, Staphylococcus aureus, with rates of 30.8%, 29.7%, and 23.4% respectively. These results demonstrate that K255 could be an excellent strain for the production of functional products.

• 생명과학회지
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• 제28권2호
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• pp.223-228
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• 2018

동해안 지역 수산발효식품과 수산물로부터 다양한 종류의 유산균들을 분리하여 감마아미노낙산(GABA) 활성을 위해 분석을 하였다. 박층크로마토그래피(TLC)를 이용하여 GABA를 생성하는 4개의 균주를 확보하였으며, 16S rRNA sequencing 분석 결과를 통해 FSFL0004, FSFL0005, FSFL0036 균주는 Lactobacillus (Lb.) brevis, 그리고 FGL0007은 Lactococcus (Lc.) lactis에 가장 유사한 것으로 확인하였다. Lb. brevis FSFL0004와 FSFL0005는 발효된 아귀로부터 분리되었고, Lb. brevis FSFL0036는 갈치 젓갈로부터 분리되었으며, Lc. lactis FGL0007 균주는 참가자미의 내장으로부터 분리되었다. 고속액체크로마토그래피(HPLC)를 사용한 정량분석결과를 보면, FSFL0004, FSFL0005, FSFL0036과 FGL0007에서 각각 $10,754.37{\mu}g/ml$, $13,082.79{\mu}g/ml$, $12,290.19{\mu}g/ml$, $45.07{\mu}g/ml$의 GABA가 생성되었다. GABA가 풍부한 낙농제품의 발효 종균으로서 상용화 실험을 위해 1% MSG를 포함한 탈지방우유에 4개의 균주를 각각 접종하였다. TLC 결과를 보면 4개의 균주 모두가 GABA 생성을 보였다. HPLC 분석 결과를 보면, 4균주 중 Lc. lactis FGL0007이 가장 높은 GABA 생성($431.42{\mu}g/ml$)을 보였다. 본 연구의 내용은 GABA가 함유된 유제품 개발의 기반이 될 수 있을 것으로 생각한다.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.970-975
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• 2007

국내해안의 젓갈과 김치류로부터 86종의 GABA 생산균주를 분리하였다. 분리된 균주들을 Thin layer chromatography를 이용하여 GABA 생성능이 우수한 AML15, AML45-1, AML72의 3종의 균주를 선발하였다. 선별된 3종의 균주의 아미노산 분석 결과 GABA 생성능이 가장 우수한 AML15 균주를 본 실험에 사용하였다. AML15의 분류학적 위치를 규명하기 위하여 16S ribosomal DNA 영역의 부분염기서열 분석을 실시하였다. 165 rDNA 분석결과 Lactobacillus brevis ATCC 367과 99%의 유사도를 나타내어 L. brevis AML15로 명명하였다. MRS 배지에 최종 전환 농도로 설정된 5%(w/v) monosodium glutamic acid를 첨가하고 배지의 초기 pH를 4.0, 5.0과 6.0으로 조정하여 배양한 결과 배지의 초기 pH가 5.0일 때 GABA 생성능이 가장 높게 조사되었다. GABA 생산배지에 GAD 효소활성에 조효소로 작용하는 PLP를 0. 10. 50과 100 ${\mu}M$의 농도로 첨가하여 아미노산 분석결과 PLP를 10${\mu}M$ 첨가하였을 때 10,424 $nM/{\mu}$l의 GABA가생산되었다. PLP를 첨가하지 않았을 때보다 PLP 첨가 후 GABA 생성이 증가됨을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권8호
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• pp.979-985
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• 2017

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.