Effect of green tea supplementation on probiotic potential, physico-chemical, and functional properties of yogurt

임은서,Lim, Eun-Seo The Microbiological Society of Korea 2017 미생물학회지 Vol.53 No.2

본 연구에서는 된장으로부터 분리된 Lactobacillus acidophilus D11 또는 Lactobacillus fermentum D37 균주로 발효시킨 요구르트의 프로바이오틱로서의 가능성, 물리 화학적 및 기능적 특성에 대한 녹차 추출물의 영향을 조사하였다. 인공 소화액에 대한 저항성과 상피 세포에 대한 부착력과 같은 프로바이오틱활성은 플레인 요구르트보다 녹차 추출물을 첨가한 요구르트에서 다소 높게 나타났는데, 이는 유산균의 수의 증가에 기인하는 것으로 추정되었다. L. acidophilus D11로 발효시킨 플레인 요구르트에 녹차 추출물을 첨가한 경우 유산균수, 유기산 함량 및 점도와 같은 요구르트의 물리 화학적 특성도 유의하게 (P<0.05) 증가하였다. 하지만 녹차 추출물은 L. fermentum D37 균주 발효시킨 요구르트의 물리 화학적 특성에는 유의한 영향을 미치지 않았다 (P>0.05). 한편, Escherichia coli O157 ATCC 43889, Salmonella enteritidis ATCC 13076 및 Salmonella typhimurium KCTC 2514에 대한 항균 활성 및 총 페놀 함량, 라디칼 소거능 및 철 환원력과 같은 항산화 활성은 L. acidophilus D11 보다는 L. fermentum D37로 발효시킨 플레인 요구르트에서 현저히 높았다. 게다가 요구르트의 항균 및 항산화 활성은 녹차 추출물의 농도에 비례하여 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 결론적으로, L. acidophilus D11 또는 L. fermentum D37로 발효시킨 녹차 요구르트는 병원성 세균의 성장을 억제하고 체세포 내에 생성된 자유 라디칼을 제거 할 수 있는 유용한 기능성 식품으로 이용할 수 있는 것으로 판단되었다. The aim of this study was to evaluate the effect of green tea extract on probiotic potential, physico-chemical and functional properties of yogurt fermented with Lactobacillus acidophilus D11 or Lactobacillus fermentum D37 strains isolated from Doenjang. Probiotic activities such as the resistance to artificial digestive juices and the ability to adhere to epithelial cells were slightly higher in yogurt supplemented with green tea extract than in plain yogurt, which may be attributed to the increase in the number of lactic acid bacteria (LAB) by green tea extract supplementation. Furthermore, the microbiological and physico-chemical properties such as the number of LAB, organic acid production and viscosity were significantly (P<0.05) increased in yogurt added green tea extract compared to plain yogurt fermented with L. acidophilus D11. However, the green tea extract did not significantly (P>0.05) affect these properties of yogurt fermented with L. fermentum D37 strain. Meanwhile, the antibacterial activities against Escherichia coli O157 ATCC 43889, Salmonella enteritidis ATCC 13076, and Salmonella typhimurium KCTC 2514 and antioxidant activities including total phenol content, radical scavenging ability, and ferric-reducing antioxidant power were significantly higher in plain yogurt fermented with L. fermentum D37 than with L. acidophilus D11. The antibacterial and antioxidant activities of the yogurt were significantly (P<0.05) increased in proportion to the concentration of green tea extract added to plain yogurt. Consequently, green tea yogurt fermented with L. acidophilus D11 or L. fermentum D37 was considered to be a useful functional food that can inhibit the growth of pathogenic bacteria and scavenge the free radicals from the body cells.

프로바이오틱 유산균으로 제조한 사워도우의 미생물학적 및 이화학적 특성

임은서,Lim, Eun-Seo 한국미생물학회 2016 미생물학회지 Vol.52 No.1

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. Isolates from Korean fermented soybean paste were identified as Enterococcus faecium SBP12, Pediococcus halophilus SBP20, Lactobacillus fermentum SBP33, Leuconostoc mesenteroides SBP37, Pediococcus pentosaceus SBP41, Lactobacillus brevis SBP49, Lactobacillus acidophilus SBP55, and Enterococcus faecalis SBP58 according to conventional morphological and biochemical characteristics, carbohydrate fermentation profiling, and 16S rRNA sequence comparison. Strain SBP20, SBP33, SBP49, and SBP55 showed very resistance to simulated gastric and intestinal juices with final populations exceeding 6 log CFU/ml, whereas cells of SBP12 and SBP58 after exposure to low pH were dramatically decreased within 2 h. Among 4 strains having good tolerance to gastrointestinal conditions, the high adhesive ability to HT-29 cells, antibiotic resistance, and antimicrobial activity against food-borne pathogens Bacillus cereus ATCC 11778 and Staphylococcus aureus ATCC 6538 were observed with SBP49 and SBP55, therefore, these two strains were confirmed as putative probiotic candidates. There was no significant difference between the sourdoughs fermented with SBP49 and SBP55 with respect to the values of pH, total titratable acidity, and viable cell count. During sourdough fermentation, SBP49 strain produced significantly greater amounts of lactic acid than SBP55 strain, which secreted large quantities of hydrogen peroxide. SBP49 and SBP55 strains producing the antimicrobial substances such as lactic acid, hydrogen peroxide, and bacteriocin effectively inhibited B. cereus and S. aureus inoculated in the sourdough.

생선 내장으로부터 분리된 프로바이오틱 유산균에 의한 히스타민 생산균의 제어

임은서,이남걸,Lim, Eun-Seo,Lee, Nahm-Gull 한국미생물학회 2016 미생물학회지 Vol.52 No.3

본 연구에서는 생선 내장으로부터 분리된 유산균의 프로바이오틱 특성과 아민 산화효소(diamine oxidase, DAO) 및 박테리오신 생산을 통한 히스타민 분해능을 조사하였다. 조기, 가자미, 명태 및 우럭 내장으로부터 분리된 총 97종의 유산균 중에서 CIL08, CIL16, FIL20, FIL31, PIL45, PIL49, PIL52 및 RIL60 균주는 인공 소화액에 대한 저항성이 강하고, HT-29 상피세포에 대해서도 높은 부착력을 보였으며, 항생제(amoxicillin, ampicillin, erythromycin, penicillin G, streptomycin, tetracycline 및 vancomycin)에 대한 내성도 강한 것으로 나타났다. 게다가 이들 균주들은 히스티딘이 함유된 탈카르복시화 액체배지 내에서 히스타민을 생산하지 않았다. 특히 DAO를 생산하는 것으로 추정되는 CIL08, FIL20, PIL52 및 RIL60 등의 4균주는 히스타민 분해능이 유의하게 높았다. FIL20, FIL31 및 PIL52 유산균이 생산한 박테리오신에 의해선 Enterococcus aerogenes CIH05, Serratia marcescens CIH09, Enterococcus faecalis FIH11, Pediococcus halophilus FIH15, Lactobacillus sakei PIH16, Enterococcus faecium PIH19, Leuconostoc mesenteroides RIH25 혹은 Aeromonas hydrophilia RIH28의 증식과 히스타민 생성량이 유의하게 감소되었다. 또한 생선 내장에서 분리된 히스타민 생성균과 히스타민 분해능 혹은 박테리오신 생산능을 가진 CIL08, FIL20, PIL52 및 RIL60 유산균과 혼합 배양에 의해 히스타민 축적량이 감소되었다. 히스타민 생성을 억제하는 프로바이오틱 유산균의 배양학적 특성과 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 Pediococcus pentosaceus CIL08, Lactobacillus plantarum FIL20, Lactobacillus paracasei FIL31, Lactobacillus sakei PIL52 및 Leuconostoc mesenteroides RIL60으로 동정되었다. In this study, we examined in vitro the potential probiotic properties of lactic acid bacteria (LAB) obtained from the fish intestine and their ability to degrade histamine through the production of diamine oxidase (DAO) enzymes and bacteriocin. Among 97 LAB strains isolated from the intestine of croaker, flatfish, pollack, and rockfish, CIL08, CIL16, FIL20, FIL31, PIL45, PIL49, PIL52, and RIL60 isolates exhibited excellent survival rates under simulated gastrointestinal tract conditions, high adhesion ability to HT-29 epithelial cells, and resistance to the antibiotics such as amoxicillin, ampicillin, erythromycin, penicillin G, streptomycin, tetracycline, or vancomycin. In addition, these strains did not produce histamine in decarboxylating broth containing histidine. In particular, 4 strains (CIL08, FIL20, PIL52, and RIL60) that may produce DAO were significantly able to degrade histamine. The bacteriocins produced by FIL20, FIL31, and PIL52 LAB inhibited the growth and histamine production of Enterococcus aerogenes CIH05, Serratia marcescens CIH09, Enterococcus faecalis FIH11, Pediococcus halophilus FIH15, Lactobacillus sakei PIH16, Enterococcus faecium PIH19, Leuconostoc mesenteroides RIH25, or Aeromonas hydrophilia RIH28. Histamine-producing strains isolated from fish intestine were found to reduce histamine accumulation during co-culture with CIL08, FIL20, PIL52, and RIL60 LAB showing histamine degradation or bacteriocin production ability. The probiotic strains preventing histamine formation were identified as Pediococcus pentosaceus CIL08, Lactobacillus plantarum FIL20, Lactobacillus paracasei FIL31, Lactobacillus sakei PIL52, and Leuconostoc mesenteroides RIL60 with high similarity based on 16S rRNA gene sequencing.

전통 발효 된장으로부터 분리된 바이오제닉 아민 생성 바실러스균에 대한 유산균의 항균 활성

임은서,Lim, Eun-Seo 한국미생물학회 2018 미생물학회지 Vol.54 No.4

본 연구에서는 된장으로부터 바이오제닉 아민 생성 바실러스균과 박테리오신 생산유산균은 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 동정하였고, 이들 균주들의 혼합 배양으로 제조한 청국장의 이화학적 및 미생물학적 특성을 조사하였다. 총10종의 시료로부터 바이오제닉 아민을 생성하는 바실러스균은 Bacillus licheniformis DB102, B. subtilis DB203, B. stearothermophilus DB206, B. pumilus DB209, B. subtilis DB310, B. coagulans DB311, B. cereus DB313, B. amyloliquefaciens DB714, B. amyloliquefaciens DB915, B. licheniformis DB917, B. cereus DB1019, B. subtilis DB1020, B. megaterium DB1022로 동정되었다. 바이오제닉 아민 생성 바실러스균에 대해 항균 활성을 나타낸 박테리오신 생산균은 Lactobacillus plantarum DLA 205, L. brevis DLA501, L. fermentum DLA509, L. acidophilus DLA703 및 Enterococcus faecalis DLA804로 확인되었다. 유산균의 박테리오신은 농도의존적으로 바이오제닉 아민 생성균의 생균수 및 아민 생성능을 유의하게 감소시켰다. 따라서 유해 아민 생성균에 대한 항균 활성을 나타낸 유산균의 증식에 따라 유산균과 바실러스균을 혼합 배양하여 제조한 청국장의 pH, 암모니아태 질소 함량 및 바이오제닉 아민 함량은 대조구에 비해 유의하게 감소되었다. In the present study, biogenic amine-forming Bacillus spp. and bacteriocin-producing lactic acid bacteria (LAB) isolated from Doenjang were generally identified through 16S rRNA gene sequencing, and the physicochemical and microbiological characteristics of cheonggukjang prepared using the isolated strains were investigated. Biogenic amine-producing bacteria from the samples were identified as Bacillus licheniformis DB102, B. subtilis DB203, B. stearothermophilus DB206, B. pumilus DB209, B. subtilis DB310, B. coagulans DB311, B. cereus DB313, B. amyloliquefaciens DB714, B. amylolique-faciens DB915, B. licheniformis DB917, B. cereus DB1019, B. subtilis DB1020, B. megaterium DB1022. The bacteriocin-producing LAB showed antibacterial effect against biogenic amine-producing Bacillus spp. were identified as Lactobacillus plantarum DLA205, L. brevis DLA501, L. fermentum DLA509, L. acidophilus DLA703, and Enterococcus faecalis DLA804. The bacteriocin produced by the LAB significantly decreased the viable numbers and the amine production ability of the biogenic amine-forming Bacillus spp. in a concentration dependent manner. Therefore, the pH, ammonia nitrogen and biogenic amine content of cheonggukjang prepared by mixed culture of the LAB and Bacillus spp. were significantly decreased compared to the control group.

발효 된장의 바이오제닉 아민 함량에 영향을 미치는 바실러스균의 분리 동정 및 프로바이오틱 특성

임은서,Lim, Eun-Seo 한국미생물학회 2019 미생물학회지 Vol.55 No.2

본 연구에서는 우리나라 전통 발효 된장 내 바이오제닉 아민 함량을 측정하고 이들 아민의 축적을 억제할 수 있는 프로바이오틱 바실러스균을 분리하였다. 된장 내 세균수, pH, 적정산도, 염도 및 바이오제닉 아민 함량은 시료마다 유의한 차이가 있었다. 된장에서 분리된 바실러스균 중에서 Bacillus (B.) licheniformis DB102, B. subtilis DB203, B. stearothermophilus DB206, Bacillus sp. DB209, Bacillus sp. DB310, B. coagulans DB311, B. cereus DB313, B. amyloliquefaciens DB714, Bacillus sp. DB917, B. cereus DB 915, B. subtilis DB1020 및 Bacillus sp. DB1022는 바이오제닉 아민 생성능이 있는 것으로 확인되었다. 반면, 바이오제닉 아민 분해균은 Bacillus sp. DB403, Bacillus sp. DB407, B. subtilis DB517, B. licheniformis DB612 및 B. subtilis DB821로 동정되었다. 특히, Bacillus sp. DB407과 B. subtilis DB821은 인공 소화액에 대한 저항성, 장관 상피세포에 대한 부착능, 항생제에 대한 내성 및 바이오제닉 아민 생성균에 대한 항균 활성 등의 프로바이오틱 특성을 나타내었다. 결론적으로 이들 두 프로바이오틱 바실러스균은 바이오제닉 아민이 낮은 대두 발효 식품 제조에 적합한 스타터로 사료된다. The primary objective of this study was to determine the content of biogenic amines in Korean traditional fermented soybean pastes (doenjang) and to isolate potential probiotic Bacillus sp. with the ability to inhibit biogenic amines accumulation. There were significant differences in the bacterial cell counts, pH value, titratable acidity, salinity, and biogenic amine content between the samples. Among Bacillus strains isolated from doenjang, Bacillus (B.) licheniformis DB102, B. subtilis DB203, B. stearothermophilus DB206, Bacillus sp. DB209, Bacillus sp. DB310, B. coagulans DB311, B. cereus DB313, B. amyloliquefaciens DB714, Bacillus sp. DB917, B. cereus DB 915, B. subtilis DB1020, and Bacillus sp. DB1022 were found to be able to produce biogenic amines. On the other hand, biogenic amine-degrading strains were identified as Bacillus sp. DB403, Bacillus sp. DB407, B. subtilis DB517, B. licheniformis DB612, and B. subtilis DB821. In particular, Bacillus sp. DB407 and B. subtilis DB821 showed probiotic properties including tolerance to artificial digestive juices, adherence to intestinal epithelial cells, resistance to antibiotics, and antibacterial activity against biogenic amine-producing strains. In conclusion, the two probiotic Bacillus strains may be considered as the suitable starter for manufacture of fermented soybean foods with low biogenic amines content.

프로바이오틱 유산균의 바이오제닉 아민 분해능에 영향을 미치는 배양 조건

임은서,Lim, Eun-Seo 한국미생물학회 2017 미생물학회지 Vol.53 No.4

본 연구에서는 프로바이오틱 유산균이 생산한 항균물질에 의한 바이오제닉 아민 생성균의 제어 효과와 박테리오신 및 유기산의 항균 활성에 영향을 미치는 배양 조건을 조사하였다. Lactobacillus plantarum FIL20 (64 AU/ml) 및 Lactobacillus paracasei FIL31 (128 AU/ml)의 박테리오신 용액은 Serratia marcescens CIH09과 Aeromonas hydrophilia RIH28에 각각 강한 항균 활성을 나타내었고 FIL20과 FIL31 균주로부터 얻은 배양 상등액 내에 유산 함유량은 각각 $107.3{\pm}2.7mM$과 $129.5{\pm}4.6mM$로 나타났다. 따라서 L. plantarum FIL20과 L. paracasei FIL31이 생산한 박테리오신 용액(200 AU/ml) 및 배양 상등액($200{\mu}l/ml$)의 처리에 의해 S. marcescens CIH09 및 A. hydrophilia RIH28의 균수 및 히스타민과 티라민의 생성량을 유의하게 감소시켰다(P < 0.05). 초기 pH (5.0)와 배양 온도($15^{\circ}C$)가 낮은 조건 하에서 CIH09 균주가 생산한 히스타민과 티라민의 생성량은 L. plantarum FIL20이 생산한 박테리오신 용액이나 배양 상등액 처리에 의해 유의하게 감소되었다. 또한 식염 5% 혹은 아질산 칼륨($200{\mu}g/g$)과 FIL20 유산균의 항균물질을 혼용한 경우 바이오제닉 아민을 생성하는 세균의 균수와 유해 아민 함량을 유의하게 감소시켰다(P < 0.05). 결론적으로 L. plantarum FIL20과 L. paracasei FIL31의 박테리오신 및 유기산 용액은 허들 테크놀로지에 적용하여 바이오제닉 아민 생성을 효과적으로 제어할 수 있는 생물학적 보존제로 이용될 수 있을 것이다. The purpose of this study was to investigate the inhibitory effect of antibacterial substances produced by probiotic lactic acid bacteria (LAB) against biogenic amines-producing bacteria and the influence of culture conditions on the antibacterial activity of bacteriocin and organic acid. The bacteriocin solutions of Lactobacillus plantarum FIL20 (64 AU/ml) and Lactobacillus paracasei FIL31 (128 AU/ml) showed strong antibacterial activity against Serratia marcescens CIH09 and Aeromonas hydrophilia RIH28, respectively. And the lactic acid contents in the cell-free culture supernatants (CFCS) obtained from FIL20 and FIL31 strains were $107.3{\pm}2.7mM$ and $129.5{\pm}4.6mM$, respectively. Therefore, the bacteriocin solution (200 AU/ml) and the CFCS ($200{\mu}l/ml$) produced by L. plantarum FIL20 and L. paracasei FIL31 significantly (P < 0.05) decreased the bacterial numbers and histamine and tyramine production ability of S. marcescens CIH09 and A. hydrophilia RIH28. The amounts of histamine and tyramine produced by the CIH09 strain under conditions of low initial pH (5.0) and incubation temperature ($15^{\circ}C$) was significantly reduced by treatment with bacteriocin solution and CFCS obtained from L. plantarum FIL20. In addition, the bacterial counts and biogenic amines contents of CIH09 strain were significantly decreased (P < 0.05) when sodium chloride (5%) or potassium nitrite (200 mg/g) were mixed with the antibacterial substances of L. plantarum FIL20. Consequently, the bacteriocin and organic acid solution of L. plantarum FIL20 and L. paracasei FIL31 can be used as a biological preservation to effectively control the production of biogenic amines by the application of hurdle technology.

렌넷 커드 내 히스타민 생성에 관한 프로바이오틱 유산균이 생산한 항균 물질의 영향

임은서,최재석,Lim, Eun-Seo,Choi, Jae-Suk 한국미생물학회 2018 미생물학회지 Vol.54 No.2

Purpose of the present study was to investigate the factors affecting the production of antibacterial substances and histamine in rennet curd prepared by inoculation of histamine-producing lactic acid bacteria (LAB) and probiotic LAB. Probiotic Lactobacillus sakei PIL52 and Lactobacillus plantarum FIL20 produced strong antimicrobial agents against histamine-producing bacteria Lactobacillus brevis LAS129, Enterococcus faecium SBP12, and Enterococcus faecalis SBP58. The lactic acid and crude bacteriocin produced from the probiotic LAB inhibited histamine-producing bacteria in a concentration-dependent manner. As the number of probiotic LAB inoculated for the production of rennet curd increased, the antibacterial activity against histamine-producing bacteria was elevated due to the increased amount of lactic acid and crude bacteriocin in the sample. The growth of probiotic LAB as well as histamine-producing bacteria was inhibited by addition of 10% NaCl, thus the antibacterial substances and histamine contents in rennet curd were significantly lower than those of the control (P < 0.05). Meanwhile, the histamine content was not significantly increased when the rennet curd prepared by mixing probiotic LAB and histamine-producing bacteria was stored at $25^{\circ}C$ for 5 days. However, the amount of histamine detected in the rennet curd was significantly (P < 0.05) increased because the antibacterial activity of the bacteriocin produced by the probiotic LAB was decreased at $20^{\circ}C$ for 20 days. 본 연구에서는 히스타민을 생성하는 유산균과 이에 항균 활성을 나타내는 프로바이오틱 유산균을 혼합 접종하여 제조한 렌넷 커드 내 항균물질과 히스타민 생산에 영향을 미치는 인자를 조사하였다. 프로바이오틱 유산균인 Lactobacillus plantarum FIL20과 Lactobacillus sakei PIL52는 히스타민 생성균인 Lactobacillus brevis LAS129, Enterococcus faecium SBP12 및 Enterococcus faecalis SBP58에 대해 강력한 항균 물질을 생산하였고, 프로바이오틱균이 생산한 유산과 박테리오신의 항균 활성은 농도의존적이었다. 렌넷 커드 제조를 위해 접종한 프로바이오틱 유산균의 균수가 많을수록 항균 물질 생성량이 증가되어 히스타민 생성균에 대한 항균 활성도 높아졌다. 프로바이오틱 유산균과 히스타민 생성균은 NaCl 10% 첨가에 의해 증식이 억제됨으로써 렌넷 커드 내에 항균 물질과 히스타민의 함량은 대조구보다 유의하게 낮았다(P < 0.05). 한편, 프로바이오틱 유산균과 히스타민 생성균을 혼합하여 제조한 렌넷 커드를 $25^{\circ}C$에서 5일간 저장 했을 때 히스타민의 함량은 유의하게 증가되지 않았으나, $20^{\circ}C$에서 20일간 저장한 경우에는 프로바이오틱 유산균이 생산한 항균 물질의 활성이 감소됨에 따라 렌넷 커드 내에 히스타민의 함량이 유의하게 증가되었다(P < 0.05).

깍두기로부터 분리된 유산균으로 제조한 사워도우의 기능성 평가

임은서,김영목,이은우,Lim, Eun-Seo,Kim, Young-Mog,Lee, Eun-Woo 한국미생물학회 2017 미생물학회지 Vol.53 No.3

본 연구에서는 깍두기로부터 분리한 유산균으로 발효시킨 사워도우의 항산화 및 항균 활성을 조사하였다. 염기서열 분석을 통해 분리 균주는 99%의 상동성을 가진 Leuconostoc dextranicum SRK03, Lactobacillus brevis SRK15, Pediococcus halophilus SRK22, Lactobacillus acidophilus SRK30, Lactobacillus plantarum SRK38, Leuconostoc citreum SRK 42 및 Lactobacillus delbrueckii SRK60으로 동정되었다. L. dextranicum SRK03, L. acidophilus SRK30, L. plantarum SRK38 혹은 L. delbreckii SRK60과 Saccharomyces cerevisiae KCTC 7246을 혼합하여 $30^{\circ}C$에서 24시간 발효시킨 사워도우의 유산균과 효모수는 각각 $10^9$ 및 $10^7CFU/g$이었으며, 특히 L. dextranicum SRK03으로 제조한 사워도우는 L. acidophilus SRK30, L. plantarum SRK38 및 L. delbreckii SRK60 보다 유의하게 높은 총 산도와 에탄올 및 세포 외 다당류 함량을 나타내었다. L. dextranicum SRK03 및 L. acidophilus SRK30으로 제조한 사워도우는 DPPH 라디칼 소거능과 유지의 과산화 억제능도 높았다. 게다가 L. acidophilus SRK30이 생산한 유기산과 박테리오신에 의해 $25^{\circ}C$에서 5일간 저장하는 동안 사워도우 내 Bacillus cereus ATCC 11778과 Staphylococcus aureus ATCC 6538의 균수는 유의하게 낮은 수준을 유지되었다. The purpose of this study is to investigate the antioxidative and antimicrobial activities of sourdough fermented with the lactic acid bacteria (LAB) isolated from sliced radish kimchi. According to 16S rRNA gene sequence analysis, the isolated lactic acid bacteria were categorized as Leuconostoc dextranicum SRK03, Lactobacillus brevis SRK15, Pediococcus halophilus SRK22, Lactobacillus acidophilus SRK30, Lactobacillus plantarum SRK38, Leuconostoc citreum SRK 42, and Lactobacillus delbrueckii SRK60 with sequence similarity of 99%. After fermentation with L. dextranicum SRK03, L. acidophilus SRK30, L. plantarum SRK38 or L. delbrueckii SRK60 and Saccharomyces cerevisiae KCTC 7246 at $30^{\circ}C$ for 24 h LAB and yeast in sourdough were present at levels of $10^9$ and $10^7CFU/g$, respectively. In particular, the titratable acidity and ethanol and exopolysaccharide contents of sourdough fermented with L. dextranicum SRK03 were also significantly (P < 0.05) higher than those of sourdough fermented with L. acidophilus SRK30, L. plantarum SRK38, or L. delbrueckii SRK60. The sourdough fermented with L. dextranicum SRK03 and L. acidophilus SRK30 showed not only good DPPH radical-scavenging capacity but anti-lipid peroxidation activity. In addition, the viable counts of Bacillus cereus ATCC 11778 and Staphylococcus aureus ATCC 6538 in sourdough during storage for 5 days at $25^{\circ}C$ were significantly (P < 0.05) lower than those of pathogenic bacteria in the control group due to the organic acids and bacteriocin produced by L. acidophilus SRK30 strain.

이상발효유산균과 내산성 효모와의 혼합배양이 사워도우의 저장성에 미치는 영향

임은서,Lim, Eun-Seo 한국미생물학회 2016 미생물학회지 Vol.52 No.4

The primary objective of this study was to investigate the effects of the bacteriocin-producing heterofermentative lactic acid bacteria (LAB) and acid-resistant yeast isolated from Mukeunji, a Korean ripened kimchi on shelf-life extension and quality improvement of sourdough. According to gene sequence analysis the heterofermentative LAB that showed the antimicrobial activity against bread-spoilage Bacillus strains were identified as Leuconostoc mesenteroides LAS112, Lactobacillus brevis LAS129, and L. mesenteroides subsp. dextranicum LAB137. In addition, the yeasts that were able to grow at acidic pH were identified as Pichia membranifaciens YS05, Pichia fermentans YS19, and Pichia anomala YS26. During sourdough fermentation the levels of acetic acid and bacteriocin produced by L. brevis LAS129 strain were higher than those of L. mesenteroides LAS112 and L. mesenteroides subsp. dextranicum LAS 137 strains, whereas LAS112 strain produced the highest levels of lactic acid. The maximum bacteriocin activity (640 AU/g) against Bacillus subtilis ATCC 35421 was obtained in sourdough fermented by mixed culture of L. brevis LAS129 and P. membranifaciens YS05 or P. anomala YS26. After 24 h of fermentation at $30^{\circ}C$, the viable cell counts of LAS129 ($10^9CFU/g$) in sourdough were higher than those of the YS05 or YS26 ($10^7CFU/g$). Meanwhile, the viable cells of bread-spoilage strain in sourdough fermented with these strains were significantly (P < 0.05) lower than the control group. 본 연구에서는 묵은지로부터 분리된 박테리오신을 생산하는 이상발효 유산균 및 내산성 효모가 사워도우의 저장 기간 연장과 품질 개선에 미치는 영향을 조사하였다. 유전자 염기서열 분석 결과 빵 부패세균인 Bacillus 속에 대한 항균활성을 나타낸 이상발효 유산균은 Leuconostoc mesenteroides LAS112, Lactobacillus brevis LAS129 및 L. mesenteroides subsp. dextranicum LAB137으로 동정되었고, 산성 pH 하에서 증식 가능한 효모는 Pichia membranifaciens YS05, Pichia fermentans YS19 및 Pichia anomala YS26으로 확인되었다. 사워도우 발효에 사용된 L. brevis LAS129는 L. mesenteroides LAS112 및 L. mesenteroides subsp. dextranicum LAS 137 보다 더많은 양의 초산과 박테리오신 활성을 나타내었으나, LAS112는 가장 많은 양의 유산을 생산하였다. Bacillus subtilis ATCC 35421에 대한 최대의 박테리오신 활성(640 AU/g)은 L. brevis LAS129와 P. membranifaciens YS05 혹은 P. anomala YS26으로 혼합 발효시킨 사워도우 내에서 관찰되었다. $30^{\circ}C$에서 24시간 발효 후 사워도우 내 LAS129의 균수($10^9CFU/g$)는 YS05 혹은 YS26의 효모 균수($10^7CFU/g$)보다 높게 검출되었다. 한편, 이들 균주들을 이용하여 발효시킨 사워도우 내에 존재하는 빵 부패균의 균수는 대조구 보다 유의하게(P < 0.05) 낮은 수준으로 나타났다.

Lactobacillus acidophilus BK13 and Lactobacillus paracasei BK57 균주가 생산한 항균물질의 anti-Helicobacter pylori 활성 및 위장상피세포에 대한 세포독성 평가

임은서,Lim, Eun-Seo The Microbiological Society of Korea 2015 미생물학회지 Vol.51 No.2

Lactobacillus acidophilus BK13과 Lactobacillus paracasei BK57 균주로부터 얻은 세포, 배양상등액 및 박테리오신 용액의 anti-Helicobacter pylori 활성과 위장상피세포에 대한 세포독성을 평가하였다. 실험균주를 MRS 배지 상에서 30시간 배양한 결과, L. acidophilus BK57 ($126.8{\pm}7.9mM$) 보다 L. paracasei BK57 ($155.9{\pm}7.9mM$)가 더 많은 양의 유산을 생산하였다. 또한, BK13 균주의 최대 박테리오신 활성(128 AU/ml)은 $37^{\circ}C$에서 30시간 배양 후 관찰되었으나, 이는 BK57의 활성(256 AU/ml) 보다는 낮았다. BK13 및 BK57 균주의 살아있는 세포를 H. pylori와 혼합 배양한 결과, 유산균의 초기균수에 의존하여 H. pylori의 저해효과가 나타났다. 게다가 BK13과 BK57로부터 얻은 배양상등액과 박테리오신은 H. pylori의 성장을 억제할 뿐만 아니라 위장상피세포에 대한 부착력과 urease 활성도 저해하였다. 한편, 이러한 균주들이 생산한 유산은 위암세포에 대한 세포독성 효과가 대조구보다 유의한 수준으로 높게 나타났다. 따라서 BK13과 BK57 균주의 항균물질은 위장질환의 원인균인 H. pylori를 저해시키는데 효과적이므로 이들 유산균은 H. pylori 감염으로부터 위장을 보호하는데 유용할 것으로 사료된다. The objective of this study is to investigate the anti-Helicobacter pylori and anti-cancer activities of the live cells (LC), cell-free culture supernatants (CFCS), and bacteriocin solution (BS) obtained from Lactobacillus acidophilus BK13 and Lactobacillus paracasei BK57 strains. After incubation for 30 h in MRS broth, the concentration of lactic acid produced by L. paracasei BK57 ($155.9{\pm}10.2mM$) was higher than in MRS broth using L. acidophilus BK13 ($126.8{\pm}7.9mM$). Maximum bacteriocin activity (128 AU/ml) of BK13 strain was observed after 30 h of cultivation at $37^{\circ}C$, however its magnitude was significantly lower than that of BK57 strain (256 AU/ml). The LC of L. acidophilus BK13 and L. paracasei BK57 were able to inhibit the growth of H. pylori ATCC 43504 at different incubation times, depending on the initial inoculum of the LAB. These CFCS and BS obtained from BK13 and BK57 strains dramatically inhibited the growth, adhesive ability, and enzymatic activity of H. pylori. Meanwhile, the anti-cancer effect of the lactic acid from L. acidophilus BK13 and L. paracasei BK57 strains on AGS cells had significant differences with the control group. Therefore, these antagonistic substances-producing strains are potentially useful as new potential antimicrobial agents for the management and prevention of H. pylori infections.