Locals 케퍼 그레인은 코카서스 지방에서 유래한 전통적인 발효유이며, 주로 젖산균과 효모로 우유를 발효시켜서 만든다. 국내에서 수집한 10종류의 케퍼 그레인 중에서 6종류가 포도송이 형태나 융털, 나뭇잎, 좁쌀, 수건 같은 특징적인 형태를 가지고 있었으며, 젤라틴같이 끈적한 조직감을 나타냈다. 케퍼 그레인에서 우점하는 미생물을 조사하기 위하여 SPC, MRS, Ml7, Rogosa와 APT 한천배지와 petrifilm을 사용하여 일반세균과 효모를 계수하였다. 5종류의 한천배지 중에서 가장 검출률이 좋았던 것은 SPC, MRS와 Rogosa 한천배지였으며, Ml7과 APT 한천배지에서는 균락의 수가 매우 적었는데, 이는 케퍼 그레인에 존재하는 미생물의 종류가 대부분 젖산간균이었기 때문으로 추정되었다. 각 케퍼 그레인당 50여개 정도의 균락을 분리하여 API 50 CHL kit로 동정한 결과 Lactobacillus fermentum과 Lb. brevis가 각각 41∼88%와 2∼54%의 점유율을 나타내는 우점균으로 밝혀졌다. 이 외에 Lactococcus lactis subsp. lactis와 Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides가 소수로 검출되었으며, 일반세균은 전체적으로 $10^{8}$ cfu/g 수준이었고, 효모는 $10^{6}$∼$10^{7}$ cfu/g수준이었다. 케퍼 그레인의 효과적인 보존방법을 찾기 위하여 멸균된 10%환원탈지유와 혼합하여 동결건조한 것, 3개월간 냉장보존한 것, 그리고 6개월간 냉동보존한 것, 그리고 케퍼 그레인 자체로 냉동보존한 것을 비교 평가하였다. 그 결과, 냉동보존한 케퍼 그레인의 복원시 산 생성력이 우수하였으나 15개월 냉동건조한 케퍼 그레인이 냉장 또는 냉동보관한 케퍼 그레인에 비하여 산 생성력이 우수하였을 뿐만 아니라 이미와 이취도 거의 없어 가장 좋은 보존방법으로 평가되었다.
캐피어 원말은 유산균, 효모, 다당 및 여러 영양성분을 다량 함유하고 있으며 장기능 개선 효능을 살펴보기 위하여 3주령의 수컷 흰쥐 (Sprague-Dawley)를 4군으로 나누어 정상대조군 (N군), DSS투여 대조군 (DC군)과 두 군의 캐피어 투여군으로 하여 대조군 사료와 캐피어 원말을 각각 1.5%와 3.0% 혼합한 사료로 3주간 사육하였다. 이 후 DSS투여 대조군과 캐피어 투여군들에 5일간 2% DSS 음용수 동일한 양을 투여하여 경미한 대장염을 유도하였다. 대장염 유도 후 희생하여 소장 단백질 및 DNA 함량, 혈장 및 결장의 조직검사와 결장조직에서 TBARS와 MPO 활성, 혈장 백혈구에서의 DNA 손상 정도를 측정하였다. 실험 자료는 Windows용 SPSS package program version12.0을 이용하여 통계 처리하였고, 네 군간의 평균값의 차이를 검증하기 위하여 일원배치 분산분석 (one-way ANOVA)을 한 후, Duncan's multiple range test로 변인간의 차이를 검증하였다. DSS 투여군 들에서 변 수분함량이 증가하고 음용수 섭취량이 증가하는 경향과 함께 결장의 조직검사 결과 DSS 투여군에서는 염증과 부종 증상을 관찰할 수 있었으며 식이무게의 3% 캐피어 원말 투여군에서는 재생성 변화를 볼 수 있었다. DSS를 투여받은 군들의 소장 점막 단백질 함량은 감소하는 경향을 보였으며 캐피어 3.0%식이섭취한 군들에서는 증가하는 경향을 보였으나 DNA함량에서는 차이를 볼 수 없었다. DSS 투여군에서는 결장조직의 TBARS 값이 유의적으로 증가하였으며 캐피어 투여군에서는 감소하였으나 캐피어 투여 용량에 따른 차이는 보이지 않았다. 혈장 TBARS와 결장조직의 MPO 활성은군 간에 유의한 차이가 없었다. DSS 투여군에서는 혈액 백혈구 DNA의 tail length가 유의하게 증가하였으며 캐피어 투여군에서는 감소하였다. 따라서 약 4주간 캐피어 원말의 투여는 2%의 DSS로 경미한 대장염을 유도한 흰쥐에서 결장 조직의 산화적 스트레스에 대한 저항력을 증가시켜 대장점막을 보호할 수 있는 기능이 있음을 확인할 수 있었다.
케피어그레인을 이용하여 제조한 요쿠르트로부터 젖산균 OA18을 분리하여 그 특성을 조사하였다. 분리된 균주는 그람양성, 구균이었으며, 혐기적 조건에서 이산화탄소를 생성하였다. 균주는 MRS 배지에서 $30-37^{\circ}C$ 온도 범위와 pH 7.0-9.0범위에서 잘 자랐으며, 성장을 위한 최적 온도와 pH는 각각 $37^{\circ}C$와 pH 7.0이었다. 분리된 젖산균은 리보오스, D-글루코오스, cellobiose, D-trehalose 등을 분해하여 산을 생성하였고, L-xylose, D-melibiose, inositol은 분해하지 못하였다. 16S rRNA gene 염기서열 분석을 통해 OA18 균주는 유전자은행(NCBI)에 등재되어 있는 Enterococcus faecalis (AB012212)의 염기서열과 99.8% 동질성이 있음을 확인하였다. 이와 같은 생화학적 특성과 염기서열 분석 결과를 토대로 분리된 균주를 Enterococcus faecalis OA18로 명명하였다. E. faecalis OA18균주는 오르니틴 생성능력과 Streptomyces coelicolor subsp. Flavus, S. coeruleorubidus, S. coeruleoaurantiacus, S. coelicolor, S. coeruleoprunus 대한 항균 활성을 보유하고 있었으며, 0-7% NaCl을 함유하는 MRS 배지에서 증식이 가능한 것으로 조사되었다.
Kefir로부터 1차적으로 평판배양법을 이용하여 생장이 가장 우수한 효모를 분리하였고, 이 균은 API 20C kit를 이용한 당발효성 결과에서 99.8%의 상동성을 가진 Candida kefyr로 동정되었다. Candida kefyr 균주는 효소기질을 첨가하여 굳힌 PDA 평판 실험에서 특히 phytase 와 amylase의 분비능력이 높은 것으로 관찰되었고 cellulase와 xylanase, protease 활성은 낮게 나타났다. 균체를 균질화하여 효소활성을 측정하였을 때, amylase와 phytase, cellulase 활성이 0.339±1.12, 0.052±0.88, 0.051±0.78 μmole/min/mg로 비교적 높은 활성을 보였다. Candida kefyr는 pH2에서 초기균수의 0.7%로 감소되는 것으로 보이나 Saccharomyces cerevisiae보다는 약 100배 정도 높게 생존하는 것으로 나타나 내산성이 비교적 강한 것으로 판단되었다. Candida kefyr는 1.0%의 bile salt의 존재하에서도 초기 균수의 약 97.2%를 유지하는 것으로 나타났으며, 이는 86.1%인 Saccharomyces cerevisiae 보다 내담즙산에 강한 것으로 나타났다. 열 안정성을 측정한 경우는 Candida kefyr는 60℃에서 5.0×109 CFU/ml 정도로 약 35.7%가 잔존하는 것으로 조사되었으며 Saccharomyces cerevisiae 보다는 10배 이상 높은 내열성을 유지하였다. 13가지의 항생제중 Candida kefyr의 항생제 내성을 측정한 경우는 10ppm neomycin과 150ppm 이상의 clopidol에서는 억제되었으나 11가지 항생제에는 억제되지 않는 내성을 보였다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 분리된 Candida kefyr 균주는 강한 내산성 및 내열성과 항생제 내성을 나타냈으며 소화관련 효소의 활성들도 높게 나타나 가축용 생균제로 충분히 유용성이 있는 것으로 사료되었다.
모짜렐라 치즈 제조 후 부산물로 생산된 유청에 가당을 하고 케휘어 그레인, 포도주 효모를 접종하여 새로운 발효유주 제조공정을 개발하고자 하였다. 그 결과 가당원료로서 물엿을 첨가한 유청 용액의 적정산도가 가장 높게 나타났으며, 첨가한 당의 종류별당 이용율은 배양초기에는 비교적 차이가 큰 편이었지만 배양시간이 경과할수록 차이가 감소하였다. 가당 유청 용액중에서 복합균주의 생육특성은 환원탈지유와는 달리 젖산구균의 생육이 우세하였다. 치즈 유청을 살균 후 당을 첨가하고 케휘어 배양액과 포도주 효모배양액을 접종하여 $20^{\circ}C$의 저온에서 알코올 발효를 실시하였을 때, 배양 1일부터 발포현상이 나타났으며 4일간 배양 후 1.2% 알코올을 함유하는 발효배양액을 얻을 수 있었다. 발효액을 2회에 걸쳐 증류농축기에서 $75^{\circ}C$에서 25분간 감압 하에서 알코올을 추출하여 20% 알코올 원액을 얻을 수 있었다.
컴퓨터 효모 동정 시스템의 하나인 NCYC의“Compass”를 이용하여 효모 동정을 실시함으로써 컴퓨터에 의한 효모 동정 시스템의 문제점 파악 및 효모 동정에 중요한 역할을 하는 분류학적 성질을 고까하기 위하여 kefir grain에서 분리된 효모 균주와 돈분 발효액에서 분리된 효모 균주 그리고 KCTC 7007 효모 균주를 사용하여 약 50여가지의 형태학적인, 생리·생화학적인 성질들을 조사하였다. 세 균주의 올바른 동정작업을 위하여 35개의 표준균주를 사용하여 결과를 문헌과 비교하였다. 미지의 세 효모 균주는 Saccharomyces exiguus, Candida edax, Candida membranaefactence로 잠정적으로 동정되었으며 컴퓨터 동정 시스템의 사용은 제한된 data의 입력 등의 이유에서 반드시 문헌적인 재래적인 동정작업이 병행되어야 하리라 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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