갓김치로부터 분리한 Probiotic 유산균과 Prebiotic Fructooligosaccharide로 제조한 요구르트의 Synbiotic 가능성

임성미 ( Sung Mee Lim ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2012 한국미생물·생명공학회지 Vol.40 No.3

In the present work, the influence of prebiotic fructooli-gosaccharide (FOS) on adhesion to Caco-2 cells, viability, acid and bile tolerance, antibacterial, antioxidant, enzymatic, and metabolic activities of the probiotic starters Lactobacillus acidophilus GK20 and Lactobacillus paracasei GK74, has been explored. Experiments were conducted with fermented yoghurt over a period of 7 daysat 4˚C. When compared to control fermentations without prebiotic, the addition of FOS was seen to significantly(p<0.05) increase the viable cell counts of the probiotics, overall viscosity, and concurrently reduce the pH of the fermented yoghurts. Both Escherichia coli ATCC 11229 and Salmonella enteritidis ATCC 13076 were inhibited by the probiotics` antibacterial activities, while the synbiotic yoghurt containing mixed probiotics and FOS was noted to highly improve antagonistic action. When fermented with mixed starters, the addition of FOS (1.0%) resulted in the highest proteolytic (1.06±0.06 unit) and β-galactosidase activities (20.14±0.31 unit). However, FOS did notaffect acid and bile tolerance, adhesion to Caco-2 cells or the antioxidant activity of the probiotics, although both L.acidophilus GK20 and L. paracasei GK74 had functionality as probiotic strains. Hence, a significant symbiotic effect was observed in fermented yoghurt after 7 days of storage at 4˚C, and as a result, such synbiotic yoghurt can be said to possess synergistic actions which improve the gastrointestinal environment and promote of health.

갓김치에서 분리된 Pediococcus pentosaceus MLK67의 담즙산 분해능 및 콜레스테롤 동화능

임성미,Lim, Sung-Mee 한국미생물학회 2011 미생물학회지 Vol.47 No.3

숙성된 갓김치에서 분리된 유산균을 pH 2.5에서 2시간 반응시킨 후 0.3% oxgall 존재 하에서 3시간 배양시킨 결과 MLK11, MLK22, MLK27, MLK41 및 MLK67 균주들은 $10^5$ CFU/ml 이상의 균수를 유지하여 높은 저항성을 보인 반면, MLK53 균주는 대부분의 균수가 사멸되어 매우 민감한 것으로 나타났다. 담즙산에 대한 내성이 강한 균주들 대부분은 복합 담즙산의 탈포합능이 있었으며, MLK22와 MLK67 균주는 sodium glycocholate로부터 3.5 mM 이상의 cholic acid을 유리시켜 가장 높은 탈포합능을 보인 반면, MLK13과 MLK41은 각각 1.35와 1.16 mM 정도 낮은 양의 cholic acid를 유리시켰다. 특히, MLK22와 MLK67의 탈포합능은 sodium taurocholate 혹은 포합담즙산 혼합물 보다는 sodium glycoholate 존재 하에서 더 높게 나타났다. 게다가 sodium glycocholate와 sodium taurocholate으로부터 MLK22와 MLK67이 생산하는 bile salt hydrolase (BSH)의 활성은 정지기 초기에 최대를 이르렀고 MLK67 보다는 MLK22의 BSH 활성이 다소 높았다. 한편, 실험 균주들의 콜레스테롤 제거능은 5.22-39.16 ${\mu}g$/ml로 균주별 유의적인 차이가 있었으며(p<0.05), 그 중에서 MLK67 균주는 0.3% oxgall, cholic acid 및 taurocholic acid로부터 가장 높은 콜레스테롤 동화능을 나타내었다. 따라서 실험 균주 중 높은 내산성과 내담즙성을 가지며, 담즙산 탈포합능 및 콜레스테롤 동화능이 유의하게 높은 MLK67 균주는 probiotic 균주로서의 가능성이 있는 것으로 간주되어 이를 생화학적 특성과 당분해능 및 염기서열 분석에 의해 동정한 결과 Pediococcus pentosaceus MLK67로 확인되었다. The objective of this study was to evaluate the acid and bile tolerance, bile salt hydrolase (BSH) activity, and cholesterol assimilation ability of lactic acid bacteria isolated from mustard leaf kimchi. MLK11, MLK22, MLK27, MLK41, and MLK67 were relatively acid- and bile-tolerant strains, with more than $10^5$ CFU/ml after incubation in simulated gastric juice and intestinal fluid, while MLK53 was the most sensitive strain to acid and bile. Strains MLK22 and MLK67 deconjugated the highest level of sodium glycocholate with more than 3.5 mM of cholic acid released, while deconjugation was lowest by strains MLK13 and MLK41 which released only 1.35 mM and 1.16 mM, respectively. Specially, strains MLK22 and MLK67 showed higher deconjugation of sodium glycocholate compared to sodium taurocholate and conjugated bile mixture. Although strains MLK22 and MLK67 exhibited maximal BSH activity at the stationary phase, MLK22 had somewhat higher total BSH activity compared to MLK67 towards both sodium glycocholate and sodium taurocholate. Meanwhile, cholesterol removal varied among tested strains (p<0.05) and ranged from 5.22 to 39.16 ${\mu}g$/ml. Especially, MLK67 strain assimilated the highest level of cholesterol in media supplemented with 0.3% oxgall, cholic acid, and taurocholic acid (p<0.05). According to physiological and biological characteristics, pattern of carbohydrate fermentation, and 16S rDNA sequence, strain MLK67 that may be considered as probiotic strain due to acid and bile tolerance and cholesterol-lowering effects was identified as Pediococcus pentosaceus MLK67.

식중독균 생육에 대한 Enterococcus faecalis MJ-231의 박테리오신과 소르빈산칼륨의 혼합처리 효과

임성미,Lim, Sung-Mee 한국미생물학회 2010 미생물학회지 Vol.46 No.2

식중독균에 대하여 Enterococcus faecalis MJ-213이 생산하는 박테리오신과 소르빈산칼륨의 혼합처리에 의한 항균효과를 조사하였다. Staphylococcus aureus ATCC 6538에 대한 박테리오신의 MIC는 50 ${\mu}g$/ml, Salmonella enteritidis ATCC 13076에 대한 MIC는 100 ${\mu}g$/ml이었으나, 400 ${\mu}g$/ml의 농도 하에서도 Vibrio parahaemolyticus KCTC 2471의 증식억제 효과는 나타나지 않았다. S. aureus ATCC 6538과 S. enteritidis ATCC 13076 ($10^6$ CFU/ml)에 박테리오신 100 ${\mu}g$/ml 단독 처리 후 24시간 만에 초기 균수가 각각 약 4 log와 2 log cycle 감소되었고, 박테리오신 100 ${\mu}g$/ml와 소르빈산칼륨 100 ${\mu}g$/ml을 혼합 처리한 경우는 박테리오신만을 처리할 때 보다 유의적(p<0.05)으로 더 높은 항균효과가 나타났다. $121^{\circ}C$에서 15분간 가열한 박테리오신 단독처리에 의한 S. aureus과 S. enteritidis의 저해율은 각각 $9.36{\pm}0.58%$와 $3.71{\pm}0.24%$로 가열처리 하지 않은 박테리오신의 항균력 보다 크게 감소하였다. pH 조정하지 않은 박테리오신 단독 처리에 의한 S. aureus의 저해율($65.61{\pm}0.42%$)은 pH 6.0 혹은 8.0으로 조정한 박테리오신 처리구와 유의적인 차이가 없었으나, 그 외의 pH로 조정한 박테리오신의 항균력은 유의할 만한 수준으로 감소되었다. 박테리오신 활성은 ${\alpha}$-amylase와 lipase 처리에 영향을 받지 않았으나, protease II와 pepsin 처리에 의해선 활성이 거의 소실되었다. 또한 갈은 쇠고기 내에 접종된 S. aureus와 S. enteritidis의 균수도 박테리오신 단독처리시보다 소르빈산칼륨과 혼합처리에 의해 $4^{\circ}C$에서 저장하는 동안 유의적(p<0.05)으로 더 낮은 균수를 유지하였다. The alone and combined effects of bacteriocin produced from Enterococcus faecalis MJ-213 and potassium sorbate against the food-borne pathogenic bacteria were studied. Bacteriocin minimal inhibitory concentration (MIC) values for Staphylococcus aureus ATCC 6538 and Salmonella enteritidis ATCC 13076 were 50 and 100 ${\mu}g$/ml, respectively. Bacteriocin (100 ${\mu}g$/ml) alone was active against S. aureus and S. enteritidis, but it was lower in antimicrobial effectiveness than the combination of bacteriocin (100 ${\mu}g$/ml) with potassium sorbate (100 ${\mu}g$/ml), which reduced initial counts (6 log cycle) of S. aureus and S. enteritidis by 1 and 3 log cycle, respectively. The bactericidal activity of bacteriocin of E. faecalis MJ-213 heated at $100^{\circ}C$ for 30 min or $121^{\circ}C$ for 15 min was markedly decreased as compared with the control. Moreover, the activity of bacteriocin was completely abolished by pepsin or protease II, but not affected by ${\alpha}$-amylase or lipase. The activity of bacteriocin adjusted to pH 6.0-8.0 showed almost the same inhibition ratio compared with the bacteriocin unadjusted pH, and though the inhibition ratio against pathogenic bacteria was reduced than the control, the bacteriocin was stable at pH 4.0 or 10.0, relatively. Furthermore, the combined treatment of bacteriocin and potassium sorbate than the alone treatment of bacteriocin significantly decreased (p<0.05) the viable cell counts of S. aureus or S. enteritidis inoculated on grind beef during storage at $4^{\circ}C$.

Listeria monocytogenes에 대한 Enterococcus faecalis MJ-213이 생산한 박테리오신과 유기산 혼합 처리의 항균활성

임성미,Lim, Sung-Mee 한국미생물학회 2009 미생물학회지 Vol.45 No.1

메주에서 분리된 Enterococcus faecalis MJ-213이 생산한 박테리오신 용액과 유기산의 혼합 처리에 의한 Listeria monocytogenes KCTC 3569의 항균효과를 조사하였다. 박테리오신 256 BU/ml 단독 처리에 의한 L. monocytogenes KCTC 3569의 감소율은 약 32% 정도였으나, 박테리오신과 acetic acid 2.0%의 혼합 처리에 의해 약 80% 감소되었고, 혼합한 유기산 중에서 citric acid와 lactic acid 보다 acetic acid에 의해 더 높게 나타났다. 한편, acetic acid 1.5%와 박테리오신 128 BU/ml에 의해선 약 30% 정도 감소된 반면, 512 BU/ml와의 혼합 처리에 의해선 약 78% 정도 감소되었다. 또한 유기산과 박테리오신의 혼합처리시 L. monocytogenes KCTC 3569의 초기 균수가 3 log CFU/ml인 경우 7 log CFU/ml일 때보다 감소율은 무려 2배 이상 증가되어 초기 균수가 적을수록 항균효과는 더 크게 나타났다. L. monocytogenes KCTC 3569의 증식과정 중 유도기에 acetic acid와 박테리오신을 혼합 처리한 경우 박테리오신 단독처리 때 보다 흡광도는 약 절반 정도에만 머물렀다. 시판 돈육 내에 존재하는 L. monocytogenes KCTC 3569의 균수는 박테리오신 256 BU/ml 단독 처리한 경우 $4^{\circ}C$에서 60시간 동안 약 1 log CFU/ml 감소되었으나, acetic acid와 혼합 처리에 의해선 약 2 log CFU/ml 감소되었다. 한편 가열 처리 전후 박테리오신 용액의 항균 활성에는 거의 변화가 없었다. In this study, the effect of combining oragnic acid and bacteriocin of E. faecalis MJ-213 isolated from Meju against L. monocytogenes KCTC 3569 growth in BHI broth and ground pork was investigated. In combination, the effects of 256 BU/ml bacteriocin and 1.5% acetic acid, citric acid or lactic acid were synergistic and effective than those compounds alone in controlling the viable cell counts of L. moncytogenes. The addition of increasing concentrations of the bacteriocin or organic acids led to a marked decrease in the number of L. monocytogenes. The combining treatment of the bacteriocin (256 BU/ml) and organic acid (1.5%) in ground pork inoculated with L. monocytogenes (5 log CFU/ml) resulted in 1 to 2 log CFU/ml reduction of cell counts during storage at $4^{\circ}C$ for 60 h. Also, the bacteriocin of E. faecalis MJ-213 was relatively stable at $100^{\circ}C$ for 20 min.

된장에서 분리된 유산균의 결합력에 의한 Heterocyclic Amines 제거

임성미,Lim, Sung-Mee 한국미생물학회 2014 미생물학회지 Vol.50 No.1

단백질이 풍부한 식품을 고온 하에서 조리하는 과정 중에 주로 발생되는 돌연변이원 heterocyclic amines (HCAs)에 대한 유산균의 결합력 및 제거능을 조사하였다. 당 발효능 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 동정된 19종의 유산균 중 Lactobacillus acidophilus D11, Enterococcus faecium D12, Pediococcus acidilactici D19, L. acidophilus D38, Lactobacillus sakei D44, Enterococcus faecalis D66 및 Lactobacillus plantarum D70의 세포이나 배양 상등액은 3-amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido[4,3-b]indole (Trp-P-1)과 3-amino-1-methyl-5Hpyrido[4,3-b] indole (Trp-P-2)에 의한 Salmonella typhimurium TA98 및 TA100의 돌연변이 유발을 억제할 수 있었다. HCAs에 대한 유산균 세포의 결합력은 cell wall, exopolysaccharide 및 peptidoglycan 보다 높게 나타났다. 한편, 이들의 결합력은 단백질 분해효소, 가열, sodium metaperiodate 및 산 처리에 의해 유의하게 감소되었으므로 세포벽에 존재하는 당이나 단백질 성분이 이들 HCAs을 결합시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다. 또한 E. faecium D12, L. acidophilus D38 및 E. faecalis D66의 결합력은 SDS나 금속이온에 의해 감소되었으므로 이들세포와 돌연변이원 사이에는 이온 결합이나 소수성 결합이 작용하는 것으로 추정되었다. 한편, HCAs 결합력이 높은 L. acidophilus D38과 L. plantarum D70은 장관 상피세포에 대한 부착력이 낮으므로 돌연변이원을 세포에 결합시켜 체외로 배출함으로써 독성물질을 제거하는데 효과적인 것으로 확인되었다. The objective of the this study was to investigate the binding capacity and removal ability of lactic acid bacterial strains obtained from Korean soybean paste for mutagenic heterocyclic amines (HCAs) formed during cooking of protein-rich food at high temperature. Among 19 strains identified by carbohydrate fermentation and 16S rRNA sequencing, the live cell or cell-free culture supernatant of Lactobacillus acidophilus D11, Enterococcus faecium D12, Pediococcus acidilactici D19, L. acidophilus D38, Lactobacillus sakei D44, Enterococcus faecalis D66, and Lactobacillus plantarum D70 inhibited the mutagenesis caused by either 3-amino-1,4-dimethyl-5H-pyrido[4,3-b] indole (Trp-P-1) or 3-amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b] indole (Trp-P-2) in Salmonella typhimurium TA98 and TA100. The bacterial cells of the isolated strains showed greater binding activity than the pure cell wall, exopolysaccharide, and pepetidoglycan. The carbohydrate moieties of the cell wall or protein molecules on the cell surface have a significant role in binding Trp-P-1 and Trp-P-2, since protease, heating, sodium metaperiodate, or acidic pH treatments significantly (P<0.05) reduced the binding efficacy of the tested bacteria. Addition of metal ions or sodium dodecyl sulfate decreased the binding ability of E. faecium D12, L. acidophilus D38, and E. faecalis D66. Therefore, the binding mechanisms of these strains may consist of ion-exchange and hydrophobic bonds. Especially, the high mutagen binding by L. acidophilus D38 and L. plantarum D70 may reduce the accumulation or absorption of Trp-P-1 and Trp-P-2 in the small intestine via increased excretion of a mutagen-bacteria complex.

Microbiological, Physicochemical, and Antioxidant Properties of Plain Yogurt and Soy Yogurt

임성미,Lim, Sung-Mee The Microbiological Society of Korea 2013 미생물학회지 Vol.49 No.4

양배추 피클로부터 분리된 유산균으로 발효하여 제조한 플레인 요구르트와 소이 요구르트를 저장하는 동안 미생물학적 및 물리화학적 변화와 항산화 특성을 조사하였다. 분리 균주는 당분해능과 유전자 염기서열 분석을 통해 L. casei PC05와 L. acidophilus PC16으로 동정되었다. Lactobacillus acidophilus PC16 균주로 발효시킨 요구르트의 적정산도, 점도 및 균수는 L. casei PC05 균주에 의해 제조된 요구르트에 비해 높게 나타났으며, 특히 플레인 요구르트보다 소이 요구르트에서 세균수와 물리화학적 요인의 측정값이 유의하게 높은 것으로 확인되었다. 한편, L. acidophilus PC16 균주로 발효시킨 요구르트는 DPPH 라디칼 소거능과 철이온 킬레이팅 활성이 높았으나, L. casei PC05 균주의 요구르트는 superoxide anion 제거능과 SOD 활성이 높은 것으로 나타났다. 대부분의 항산화능은 플레인 요구르트보다 소이 요구르트에서 더 높게 나타났으며, 요구르트의 지질과산화 억제능은 항산화 활성에 기인하는 것으로 추정된다. 또한 발효직후 요구르트의 미생물학적, 물리화학적 및 항산화 활성은 $4^{\circ}C$에서 8일간 저장하는 동안 거의 일정한 수준으로 유지되었다. This study evaluated the physicochemical and microbiological characteristics and antioxidant properties of yogurt samples fermented with lactic acid bacteria (LAB) obtained from pickled cabbage. API 50 CHL systems and 16S rRNA nucleotide sequence analyses revealed that the isolates were Lactobacillus casei PC05 and L. acidophilus PC16. Cell counts, titratable acidity, and viscosity of the yogurt samples fermented with L. acidophilus PC16 were significantly higher than those of the samples fermented with L. casei PC05 (P<0.05). The detected cell counts and physicochemical properties were significantly lower in plain yogurt than in soy yogurt (P<0.05). Yogurt samples fermented with L. acidophilus PC16 exhibited higher antioxidant activity, measured as ability to scavenge 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radicals and chelate ferrous ions, than those fermented with L. casei PC05. However, the ability to scavenge superoxide anions and superoxide dismutase (SOD) activity were significantly (P<0.05) higher in yogurt samples fermented with L. casei PC05 compared to those in samples fermented with L. acidophilus PC16. The antioxidant activity of soy yogurt was significantly (P<0.05) higher than that of plain yogurt. The antioxidant activity of the tested strains resulted in lipid peroxidation inhibition (in vitro), which may be related to the elimination of free radicals, chelating ability, and reducing power. There were no significant differences in the physicochemical properties and antioxidant activities of the yogurt samples during cold storage.

전통 메주에서 분리한 Bacillus subtilis MJ-226이 생산하는 혈전용해효소의 특성

임성미,Lim, Sung-Mee 한국미생물학회 2009 미생물학회지 Vol.45 No.4

전통 메주로부터 plasmin의 혈전용해 활성보다 약 58% 더 높은 활성을 나타내는 MJ-226을 분리하여 동정한 결과, Bacillus subtilis와 유사한 형태학적, 생화학적 및 당 발효능을 나타내었다. B. subtilis MJ-226은 Tryptic Soy Broth (TSB) 배지 상에서 최대의 혈전용해효소 활성을 나타내었고, $37^{\circ}C$에서 24~26시간 배양했을 때 가장 높은 활성을 나타내었고, TSB 배지 내에 glucose와 fructose 2.0%와 peptone 및 yeast extract 1.0% 각각을 첨가한 경우 활성이 증가되었다. 하지만 lactose, sucrose, beef extract, casein 및 tryptophan 등에 의해선 활성이 오히려 감소되었다. B. subtilis MJ-226이 생산하는 혈전용해효소는 pH 6.0~8.0 및 온도 $35\sim40^{\circ}C$에서 매우 안정하였으며, 또한 $MnSO_4$, $CaCl_2$, KCl 및 NaCl 5 mM 농도의 금속이온에 대해서도 비교적 안정함을 유지하였다. 그러나 $CuSO_4$, $MgSO_4$, $ZnSO_4$, $FeSO_4$와 $BaCl_2$에 등의 금속이온과 iodoacetic acid, leupeptin, phenylmethanesulphonyl fluoride (PMSF), sodium dodecyl sulfate (SDS), thiourea, trans-1,2-diaminocyclohexane-N,N,N',N'- tetraacetic acid (CDTA) 및 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) 등의 저해제들과 반응한 경우에는 매우 불안정한 것으로 나타났다. Among 27 Bacillus sp. isolated from Meju, a traditional Korean soybean fermented food, a strain MJ-226 was selected due to its strong fibrinolytic activity, and it was identified to be Bacillus subtilis MJ-226 according to morphological and biochemical characterization and sugar utilization. The fibrinolytic enzyme of B. subtilis MJ-226 was maximally produced by cultivating in the Tryptic Soy Broth (TSB) for 24~26 h at $37^{\circ}C$, and the enzymes activity was promoted with adding glucose, fructose, peptone or yeast extract to TSB. The fibrinolytic enzyme was stable at the range of pH from 6.0 to 8.0, and between 35 and $40^{\circ}C$. Also, when the crude enzyme was exposed to various metal ions and chemical inhibitors for 12 h, the enzyme stability was maintained by $MnSO_4$, $CaCl_2$, KCl, and NaCl. However, the stability was destroyed by treatment with $CuSO_4$, $MgSO_4$, $ZnSO_4$, $FeSO_4$, and $BaCl_2$, and the enzyme was unstable in the presence of chemical inhibitors such as iodoacetic acid, leupeptin, phenylmethanesulphonyl fluoride (PMSF), sodium dodecyl sulfate (SDS), thiourea, trans-1,2-diaminocyclohexane-N,N,N',N'-tetraacetic acid (CDTA) and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA).

백김치 유래 유산균을 이용한 요구르트의 Anti-Helicobacter pylori 활성

임성미,김덕술,안동현,Lim, Sung-Mee,Kim, Duck-Sool,Ahn, Dong-Hyun 한국미생물학회 2014 미생물학회지 Vol.50 No.4

백김치로부터 분리된 유산균으로 제조된 요구르트를 냉장 보관하는 동안 미생물학적 및 물리화학적 특성 및 Helicobacter pylori ATCC 43504에 대한 항균 활성을 조사하였다. 요구르트의 유산균수, 적정산도, 점도 및 총 고형물 함량은 사용된 균주에 따라 유의적인 차이가 있었으나, 발효 직후부터 7일간 저장하는 동안 유의할만한 차이 없이 일정하게 유지되었다. Lactobacillus brevis BK11과 Lactobacillus paracasei BK57 균주로 발효시킨 요구르트는 인공 위액과 담즙액에 대해 다른 균주들 보다 강한 저항성을 보였다. 한편, 이들 유산균으로 제조한 요구르트 내에 존재하는 유산 생성량은 상대적으로 높았으므로 H. pylori와 혼합 배양한 결과 대조구에 비해 유의적인 항균 효과를 나타낸 것으로 추정되었다. 특히, L. brevis BK11에 의해 발효시킨 요구르트에 의해선 AGS 세포에 대한 H. pylori의 부착을 억제할 수 있었고, 이들이 생산하는 urease의 활성을 낮추는데도 효과적이라는 것을 확인하였다. The objective of this study was to evaluate the microbiological and physicochemical characteristics, and the antagonistic activity against Helicobacter pylori ATCC 43504, of yogurt fermented with the lactic acid bacteria from Baikkimchi kept under cold storage. The viable cell counts, titratable acidity, viscosity, and total solid content of the yogurt were different according to the bacterial strains used for fermentation. There was no significant change (P>0.05) in the various properties of refrigerated yogurt. Among the tested strains, the strongest resistance against artificial gastric juice and bile salt was found for Lactobacillus brevis BK11 and Lactobacillus paracasei BK57. Due to high lactic acid levels obtained from these two lactic acid bacteria, yogurt may show good anti-Helicobacter effects according to the time-kill assay. In particular, yogurt fermented with L. brevis BK11 significantly reduced the number of H. pylori adhering to gastric epithelial AGS cells and the urease activity of this pathogen (P<0.05).

갓김치에서 분리된 유산균의 활성산소종에 대한 저항성과 항산화 활성

임성미,Lim, Sung-Mee 한국미생물학회 2010 미생물학회지 Vol.46 No.4

갓김치로부터 분리된 유산균 5종(Lactobacillus acidophilus GK20, Lactobacillus brevis GK55, Lactobacillus paracasei GK74, Lactobacillus plantarum GK81, 및 Leuconostoc mesenteroides GK104)의 활성산소종에 대한 저항성 및 항산화 활성을 조사하였다. Hydrogen peroxide (0.5 mM)와 반응 5시간후 L. acidophilus GK20, L. brevis GK55, L. paracasei GK74 및 L. plantarum GK81들은 50% 이상의 생존율을 보였으며, superoxide anions에 의한 저해율은 L. acidophilus GK20와 L. paracasei GK74가 가장 낮았고, hydroxyl radical과의 반응에서는 L. paracasei GK74와 L. plantarum GK81이 가장 안정하였다. 한편, L. plantarum GK81는 실험 균주 중 가장 높은 DPPH 소거능($70.8{\pm}10.1%$)을 나타내었는데, 세포(IC)보다는 세포추출물(ICFE)의 활성이 더 높았다. 또한 L. plantarum GK81의 ICFE는 다른 균주들에 비해 높은 superoxide radical 소거능을 보였고, 이 균주의 IC와 ICFE에 의한 환원력은 BHA와 vitamin C보다 유의적으로 더 높게 나타났으며, L.paracasei GK74 IC의 환원력도 vitamin C와 비슷한 수준으로 나타났다. L. brevis GK55, L. paracasei GK74 및 L.mesenteroides GK104 IC의 $Fe^{2+}$-chelating 활성은 30% 이상이었고, L. plantarum GK81의 ICFE는 45% 이상의 활성을 나타내었다. 따라서 실험 균주 중 L. plantarum GK81은 다른 균들에 비해 ROS에 대해 비교적 안정하고, 항산화 활성도 가장 높은 것으로 확인되었다. In present study, five strains of Lactobacillus acidophilus GK20, Lactobacillus brevis GK55, Lactobacillus paracasei GK74, Lactobacillus plantarum GK81, and Leuconostoc mesenteroides GK104 isolated from the mustard leaf kimchi were investigated for resistance to reactive oxygen species (ROS) and antioxidant activity. L. acidophilus GK20, L. brevis GK55, L. paracasei GK74, and L. plantarum GK81 were resistant to hydrogen peroxide (0.5 mM), showing a survival rate of 50% or more. In particular, L. acidophilus GK20 and L. paracasei GK74 were the most superoxide anions-resistant and L. paracasei GK74 and L. plantarum GK81 were most likely survive hydroxyl radicals. Meanwhile, the intracellular cell-free extract (ICFE) from L. plantarum GK81 exhibited significantly higher DPPH radical scavenging values ($96.4{\pm}2.8%$) than the intact cells (IC). The ICFE of L. plantarum GK81 showed the highest superoxide radical scavenging ability and chelating activity for $Fe^{2+}$ ions among the 5 lactic acid bacteria (LAB) tested, and IC and ICFE from L. plantarum GK81 demonstrated excellent reducing activity, which was higher than those of BHA and vitamin C as a positive control.

Lactobacillus brevis DK25의 박테리오신과 안식향산칼륨과의 혼용에 의한 Hurdle Technology 적용 가능성

임성미,Lim, Sung-Mee 한국미생물학회 2011 미생물학회지 Vol.47 No.4

Lactobacillus brevis DK25 isolated from Dongchimi was identified by physiological and biochemical tests and 16S rDNA sequence analysis. Bacteriocin of L. brevis DK25 exhibits inhibitory activity against Enterococcus faecalis and Listeria monocytogenes when using agar well diffusion method. Maximal production of bacteriocin was reached in the beginning of the stationary phase, and inhibitory activity declined after the late stationary phase. This result suggested that bacteriocin was produced in a growth-associated manner. Complete inactivation of bacteriocin activity was observed after treatment with protease, but the activity was stable between pH 4-9 and heat resistant (30 min at $100^{\circ}C$). Bacteriocin showed a concentration-dependent antimicrobial activity against L. monocytogenes KCTC 3569. Moreover, the application experiment showed that combination of bacteriocin (320 AU/ml) with potassium benzoate (0.05%) could significantly reduce the counts of L. monocytogenes KCTC 3569 in mayonnaise during storage at 4 or $25^{\circ}C$ for 10 days. Thus, bacteriocin from L. brevis DK25 may be used for hurdle technology by combination with potassium benzoate in order to increase pathogenic bacteria inactivation in food processing and food safety control. 동치미에서 분리된 Lactobacillus brevis DK25 균주는 생화학적 특성, 당 분해능 및 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 동정하였다. L. brevis DK25가 생산한 박테리오신의 항균활성은 Enterococcus faecalis와 Listeria monocytogenes에 대해서만 나타나 항균 스펙트럼은 비교적 좁은 것으로 확인되었다. 배양과정 동안 L. brevis DK25의 박테리오신은 정지기 초기에 최대의 활성(1,280 AU/ml)을 나타내었으나, 그 이후에는 급격하게 감소되었으므로 박테리오신은 생산균이 증식하는 과정 동안 생성됨을 알 수 있었다. 박테리오신의 활성은 protease 처리에 의해 완전히 소실되었으나 pH 4-9의 범위에서는 활성에 변함이 없었고, $100^{\circ}C$에서 30분간 가열처리에도 활성을 유지하였으므로 열에 비교적 안정하였다. 박테리오신의 L. monocytogenes KCTC 3569에 대한 항균활성은 농도의존적으로 나타났고 특히, $4^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$에 저장하는 동안 마요네즈 내에 존재하는 L. monocytogenes KCTC 3569의 증식을 억제하기 위해선 박테리오신과 안식향산칼륨 용액을 단독으로 처리하는 것보다는 이들을 혼합하여 처리했을 때 유의적으로 더 높은 항균 효과를 얻을 수 있었다. 따라서 L. brevis DK25가 생산한 박테리오신은 안식향산칼륨과 함께 식품의 제조 공정 중 식중독균 제어를 위해서 hurdle technology에 적용될 수 있다고 판단된다.