본 연구에서는 이탈리안 라이그라스와 헤어리 베치를 이용하여 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라를 처리하여 사일리지의 사료가치, 품질 및 미생물상의 변화를 조사하였다. IRG-HV 사일리지 제조시 대조구와 젖산균 단독처리구의 조단백질 함량은 비슷한 수준을 보였으나 클로렐라와 젖산균 공용처리구는 현저하게 증가하였다(p<0.05). 섬유소와 TDN 함량 그리고 in vitro 건물소화율 처리구에서는 차이를 나타나지 않았다. IRG-HV 사일리지에서 대조구는 젖산균 처리구의 pH와 비슷하였으나 클로렐라와 젖산균 공용처리구에서는 대조구에 비해 pH가 감소되었다(p<0.05). 젖산함량은 대조구에 비해 젖산균 첨가구에서 증가되었으며(p<0.05), 클로렐라와 젖산균 공용처리구에서는 대조구에 비해 젖산함량이 현저하게 증가하였다(p<0.05). IRG-HV 사일리지 젖산균 단독 처리구의 젖산균 수는 대조구에 비해 현저하게 증가하였으며(p<0.05). 또한 클로렐라와 젖산균 공용처리구도 현저하게 증가하였다.이상의 결과를 요약해 보면 IRG-HV 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라 처리에 의해 사일리지의 품질이 향상되었다.

본 연구에서는 IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라를 처리하여 사일리지의 사료가치, 품질 및 미생물상의 변화를 조사하였다. IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 대조구와 클로렐라와 젖산균 공용 처리구의 조단백질 함량은 비슷한 수준을 보였으며 섬유소와 TDN 함량 그리고 in vitro 건물소화율 처리구에서는 차이를 나타나지 않았다. IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 클로렐라와 젖산균 공용 처리시 pH가 감소되었다. 젖산함량은 대조구에 비해 젖산균 단독처리구에서 증가되었으며(p<0.05), 클로렐라와 젖산균 공용 처리구에서는 젖산함량이 현저하게 증가하였다(p<0.05). 그리고 젖산균 단독처리구의 젖산균 수는 대조구에 비해 현저하게 증가하였으며(p<0.05). 또한 클로렐라와 젖산균 공용처리구도 현저하게 증가하였다(p<0.05).이상의 결과를 요약해 보면 IRG-Alfalfa 사일리지 제조시 젖산균과 클로렐라 처리에 의해 사일리지의 품질이 향상되었다.

The fermented food Shindari is a low-alcohol drink that is indigenous to Jeju island, South Korea. In this study,the diversity of lactic acid bacteria (LAB) in Shindari was determined using a culture-dependent method. LAB were culti-vated from Shindari samples using two different LAB culture media. Twenty-seven strains were randomly selected and iden-tified by 16S rRNA gene sequence analysis. The identified LAB strains comprised 6 species within the Enterococcus,Lactobacillus and Pediococcus genera. Five of the species, namely Enterococcus faecium, Lactobacillus fermentum, L. plan-tarum, Pediococcus pentosaceus and P. acidilactici were isolated from MRS medium, while 1 species, L. pentosus, was iso-lated from Rogosa medium. Most of the isolated strains were identified as members of the genus Lactobacillus (78%). Thisstudy provides basic microbiological information on the diversity of LAB and provides insight into the ecological roles ofLAB in Shindari.

막걸리의 synbiotics 기능성을 향상시키기 위하여 유산균을 선발하고 이를 이용한 막걸리 최적 발효공정을 개발하였다. 막걸리에서 분리한 유산균은 Lactobacillus casei,Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactoba-cillus brevis와 Pediococcus acidilactici의 5종의 균주로 확인되었으며, 이들 중 발효특성, pH 내성 및 담즙산염 내성평가를 통해 막걸리의 probiotics로서 Lactobacillus planta-rum JS1 (KFCC11566P)를 최종 선발하였다. 또한 최적 발효조건 설정을 위해 누룩과 입국의 발효제 사용여부, 원료의 증자여부, 발효조건 등을 토대로 발효과정 중 효모의 생육을 저해하지 않으면서 이상발효 현상을 보이지 않고 최종 L. plantarum JS1의 균체량이 높은 공정을 설정하였다.최종 개발된 공정은 L. plantarum JS1을 쌀의 0.012% 첨가량으로 효모와 동시에 접종하고, 발효제로 입국을 사용하며, 무증자쌀을 이용, 25oC에서 발효시키는 방법으로, 이를 막걸리의 synbiotics 기능향상을 위한 최적 공정으로 설정하였다.

김치 과숙에 관여하는 균주와 대장균의 성장을 억제하는항균활성을 지닌 균주를 김치로부터 선발하고자 하였다. 전국 6개도의 배추김치 10종으로부터 분리한 500여개의 균주를 대상으로 김치의 과도한 산생성에 관여할 것으로 예상되는 P. pentosaceus, Lb. sakei, Lb. plantarum과 원·부재로로부터 초기에 유입되는 대장균군의 저감화를 위하여 E.coli에 대한 항균활성을 살펴본 결과, 2-7 30 균주가 모든지시균주에 대해 뚜렷한 생육저지환을 나타내었다. 지시균주들에 대해 일부 항균활성을 나타낸 15균주를 최종적으로선발하여 동정한 결과, Lb. sakei, Lb. plantarum, Lb. brevis,Lb. paraplantarum, Leu. citreum으로 각각 동정되었다.

김치에서 Weissella속, Leuconostoc속, Lactobacillus속 등의 154주의 젖산균을 분리할 수 있었다. 분리한 24주의 젖산균을 시료화하여 RAW264.7 cell의 세포 생존률을 기준으로 선별된 24주의 젖산균의 면역활성능을 확인한 결과IL-1α는 FBT215주가 676.9±22.2pg/mL로, TNF-α는 FBT202주가 1105.3±30.5pg/mL로 가장 많이 분비량이 높았다.종합적으로 확인하였을 때 FBT215가 cytokine 분비를 촉진하였다. 또, 내산성을 확인하기 위해 인공 위액에서 배양한결과 대체적으로 산성에 잘 견디는 것을 알 수 있었고, 내담즙성을 확인하기 위하여 oxgall을 첨가한 배지에 FBT215주를 접종한 후 3시간까지는 증식을 하였으나, 그 뒤는 담즙으로 인하여 생균수가 감소하는 것을 확인했다. BSH 활성을 통해 FBT215주는 BSH 활성이 양성으로 나타났으므로 담즙 분해 효소가 있는 것을 확인할 수 있었다. API 50CH kit와 16S rRNA sequencing을 통하여 FBT215를 동정한 결과 Lactobacillus plantarum 임을 확인하였다.

김치는 한국을 대표하는 젖산발효식품으로 현재까지 김치에서 분리한 다양한 유산균종들이 생산하는 박테리오신에 대한 연구가 진행되어왔다. Lactococcus, Lactobacillus,Leuconostoc 및 Pediococcus 속 균주들이 여기에 속하며, 특이한 점은 이들 김치 유래 박테리오신은 김치 산패균으로알려진 Lactobacillus plantarum을 지시균으로 사용하여 대부분 탐색되었다. 이들 박테리오신은 유산균과 Listeria mo-nocytogenes을 포함한 그람양성균에 대하여 항균활성을 나타냈으며, 이들 중 몇몇은 E. coli 및 Salmonella Typhimu-rium과 같은 그람음성균에 대하여도 항균활성을 나타냈다.또한 이들이 생산하는 박테리오신은 대부분 class II에 속하는 저분자량의 박테리오신으로 pH 및 열에 매우 안정한특성을 나타내었다. 하지만 이들 중 Lactobacillus paraplan-tarum C7가 생산하는 paraplantaricin C7만이 신규 박테리오신으로 이들 박테리오신의 아미노산 서열 분석 및 박테리오신 생산 유전자의 유전학적 해명은 비교적 잘 알려지지 않았다. 앞으로 다양한 종류의 김치 시료로부터 신규 박테리오신 생산 균주의 탐색 및 김치의 metagenome 정보를기초로 한 신규 박테리오신 유전자 확보 등의 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

A galactose fermentation bacterium producing lactose from red seaweed, which was known well to com-promise the galactose as main reducing sugar, was isolated from button mushroom bed in Buyeo-Gun, Chungchugnam-do province. The lactic acid bacteria MONGB-2 was identified as Lactobacillus paracasei subsp. tolerans by analysisof 16S rRNA gene sequence. When the production of lactic acid and acetic acid by L. paracasei MONGB-2 was inves-tigated by HPLC analysis with various carbohydrates, the strain MONGB-2 efficiently convert the glucose and galactoseto lactic acid with the yield of 18.86 g/L and 18.23 g/L, respectively and the ratio of lactic acid to total organic acidswas 1.0 and 0.91g/g for both substrates. However, in the case of acetic acid fermentation, other carbohydrates besidesgalactose and red seaweed hydrolysate could not be totally utilized as carbon sources for acetic acid production by thestrain. The lactic acid production from glucose and galactose in the fermentation time courses was gradually enhancedupto 60 h fermentation and the maximal concentration reached to be 16-18 g/L from both substrates after 48 h of fer-mentation. The initial concentration of glucose and galactose were completely consumed within 36 h of fermentation, ofwhich the growth of cell also was maximum level. In addition, the bioconversion of lactic acid from the red seaweedhydrolysate by L. paracasei MONGB-2 appeared to be about 20% levels of the initial substrates concentration and thisresults were entirely lower than those of galactose and glucose showed about 60% of conversion. The apparent resultsshowed that L. paracasei MONGB-2 could produce the lactic acid with glucose as well as galactose by the homof-ermentation through EMP pathway

Y-Aminobutyric acid(GABA) is a four carbon non-protein amino acid that has several well-known phys-iological functions, such as a postsynaptic inhibitory neurotransmitter in the brain and induction of hypotensive and tran-quilizer effects. A lactic acid bacterium was isolated from button mushroom bed, which is showing high GABAproductivity by TLC or HPLC analysis. The strain was identified as Lactobacillus hilgardii by analysis of 16S rDNAgene sequence. When the maximum production of GABA by L. hilgardii was investigated with various concentration ofmonosodium glutamate, the yield of GABA reached to be 53.65mM at 1% mono sodium glutamate (MSG) in flask cul-tivation. A Glutamate decarboxylase (GAD) enzyme, which was known to convert MSG to GABA, was purified froma cell-free extract of L. hilgardii and the molecular weights of purified GAD was estimated to 60,000 by SDS-PAGE.The optimum pH and temperature of GAD were at pH4.6 and at 37°C, respectively. The GAD activity was increasedby the addition of sulfate ions such as ammonium sulfate, sodium sulfate and magnesium sulfate, indicating that theincrease of hydrophobic interaction causes the increase of GAD activity.

오징어 먹즙을 첨가하지 않은 저염 오징어 젓갈은 숙성 발효에 따라 숙성 초기에 젖산균 총수가 급속히 증가하고, Leuconostoc이 증가하여 숙성 적기에 최대량을 나타내고 이후 서서히 감소하였다. Lactobacillus는 숙성 적기 이후의 총 균수의 대부분을 차지할 만큼 균수가 많아지므로 숙성 적기 이후 품질에 관여하는 것으로 보인다. Streptococcus와 Pediococcus는 숙성 적기까지 완만하게 증가하다가 이후 급격히 감소하였다. Yeast는 숙성 중기 이후에 검출되고, 숙성 말기에 급격히 증가하므로 부패에 주로 관여하는 것으로 보인다. 오징어 먹즙을 첨가한 저염 오징어 젓갈의 숙성발효에 따른 젖산균의 변화를 보면 총 균수는 숙성 중반까지 증가하다가 중반 이후 약간 감소하였으나, 최대치에 도달하는 기간은 무 첨가군에 비하여 길었고, 젖산균 중 Leuconostoc, Streptococcus 및 Pediococcus는 숙성 후반까지 증가하였다가 후반에 감소하는 반면에, Lactobacillus는 숙성 후반까지 계속 증가하였다. Yeast는 숙성 초기에는 거의 증가하지 않다가 숙성 중반 이후 증가하였는데, 이러한 경향은 무 첨가군과 유사하였으나 젖산균의 수가 무 첨가군에 비하여 적었다. 오징어 먹즙을 첨가한 저염 오징어 젓갈에서 모든 균들의 수가 감소되어 오징어 먹즙이 균들의 성장 을 억제하는 것으로 확인되었다.

본 연구에서는 3%의 통보릿가루를 첨가하여 Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus와 treptococcus thermophilussei 등 3종의 균주를 단일균 또는 혼합균 조합별로 이용하여 요구르트를 제조하고 젖산균주에 따른 요구르트 품질 특성을 알아보았다. 대조군과 보릿가루 첨가군의 요구르트 품질특성은 균주 종류 및 조합에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 보릿가루 무첨가군인 대조군에서는 LBST 복합균으로 제조한 요구르트가 적정pH, 산도, 점도, 항산화활성 등에서 좋은 특성을 나타내었으며, 다음으로 LALBST 복합균이 좋았다. 보릿가루 첨가군에서는 LALBST가 다른 균주조합에 비하여 낮은 pH, 적합 범위의 적정산도, 높은 항산화활성 등 좋은 요구르트 품질특성을 나타내었으며 β-glucan 함량은 약 0.15%이었다. 대조군과 보릿가루첨가군에서 단독균보다는 복합균이 좋은요구르트 품질특성을 보였고, 보릿가루를 첨가함에 따라 대조군에 비하여 pH는 감소하였고, 적정산도와 당도는 증가하였으며 젖산균수는 감소하였고 점도는 상당한 증가를 보였다. 색도의 경우 L값은 낮았고, a값과 b값은 높았으며 연구결과 LALBST 혼합균주가 보릿가루 첨가 요구르트 제조시 가장 적합한 것으로 판단되었다.

The objective of this study was to determine the quality characteristics of cabbage juice fermented by lactic acid bacteria from Kimchi (Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus sakei SL1103, Lactobacillus plantarum LS5, and mixed starter). Cabbage juice was inoculated with lactic acid bacteria and fermented at 30 for 72 hrs. Changes in lactic acid bacteria number, pH, titratable acidity, Brix, and color during fermentation were analyzed. After fermentation for 24 hrs, cabbage juice fermented by mixed starter showed the highest number of lactic acid bacteria (9.45 log CFU/mL). The pH of all cabbage juice also decreased to 3.88~4.19 sharply, while cabbage juice fermented by Lac. sakei SL1103 showed the highest Brix (8.38˚Bx). Cabbage juice fermented by mixed starter showed the highest L value (56.83). In the sensory evaluation, cabbage juice fermented by a mixed starter (Leu. mesenteroides, Lac. sakei SL1103, and Lac. plantarum LS5) showed the highest preferences in taste, flavor, and overall acceptability. Therefore, cabbage juice fermented by mixed starter (Leu. mesenteroides, Lac. sakei SL1103 and Lac. plantarum LS5) has the highest potential for the development of fermented cabbage juice as an excellent bioactive functional food.

본 연구에서는 단백질이 풍부한 원료 콩에 청국장에서 분리한 Bacillus subtilis와 김치에서 분리한 Lactobacillus plantarum을 이용한 혼합발효를 통해 대두 발효 제품의 개발을 목표로한 연구결과는 다음과 같은 분석 결과를 얻었다. 우수 균주 선별을 위한 연구로 고초균의 경우 단백질 분해능이 높은 균주를 청국장에서 분리하였고, 유산균의 경우 산도 생성이 높은 균주를 김치에서 분리하였다. 그리고 청국장에서 분리한 균주는 Bacillus subtilis로, 김치에서 분리한 균주는 Lactobacillus plantarum으로 동정되었다. 두유 발효에서 pH는 Lactobacillus plantarum를 이용한 두유 발효와 혼합 배양의 경우가 급격한 낮은 경향을 나타내었고, Bacillus subtilis 단독 배양일 경우가 다른 처리구에 비해 완만한 변화를 보였다. Lactobacillus plantarum을 이용한 두유 발효와 혼합 배양의 경우가 lactic acid의 생성은 배양 8시간 이후에 급격히 증가하였으며, Bacillus subtilis 단독 배양의 경우가 완만하게 증가한 경향을 나타내었으며, 이는 pH 분석에서 나타난 결과와 일치하였다. 두유 요구르트 생육도 측정 결과는 혼합 배양의 경우 단독배양에 비해 증식이 더 우수하였으며, 배양 32시간째 각 처리구별 총 균수는 Lactobacillus plantarum의 경우 1.02×108 cfu/㎖, Bacillus subtilis의 경우 2.12×108 cfu/㎖인데 비해 혼합 배양의 경우는 4.09×108 cfu/㎖로 가장 높았다. α-Amylase의 활성은 Bacillus subtilis 단독 배양과 혼합 배양일 경우는 8시간 이후 효소 활성이 증가되면서 24시간 동안 발효시 22.01 unit/㎖, 8.13 unit/㎖로 가장 높았다. Protease의 경우는 Bacillus subtilis 단독 배양과 혼합 배양일 경우는 8시간 이후 활성이 증가하기 시작하여 발효 32시간째 103.08unit/㎖, 85.84 unit/㎖로 활성이 높게 나타났다, Lactobacillusplantarum 단독 배양일 경우는 가수분해효소 활성이 없는 것으로 나타났다.

This study was performed to evaluate the quality characteristics of sourdough bread with addition of lactic acid bacteria (LAB) in the antibacterial activity. The starter cultures were used for sourdough bread to increase bread shelf-life: Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei KB28, and Pediococcus pentosaceus MJK7. The results showed that the viable counts of lactic acid bacteria were increased in 8.1~9.2 log cfu/㎖, respectively. The pH of the three sourdoughs was lower than that of control. In the texture characteristics, hardness, gumminess, and chewiness were tended to increase on the sourdough bread. Among the three sourdough breads, bread volume and retrogradation of bread were not significantly different. According to the results from preservation period, the sourdough breads with addition of Lb. paracasei KB28, Ped. pentosaceus MJK7 were showed the appearance of mold and bacteria growth in 5~6 days, whereas the control were showed in 3 days. As a result, a sensory evaluation indicated the highest overall acceptance in order of Lb. fermentum, Lb. paracasei KB28, Ped. pentosaceus MJK7. Based on these results, Lb. paracasei KB28 can be applicable to improve the quality of sourdough bread.

동아(冬瓜, wax gourd, Benincase hispida) 추출물과 프로바이오틱 유산균(Lactobacillus casei와 Bifidobacterium bifidum) (이하 유산균이라 한다)의 생리활성을 분석하였다. 동아 추출물은 안기오텐신전환효소의 활성을 47.9%, 티로시나제의 활성을 13.2% 저해하였고, 항산화 활성을 23.4% 나타냈다. 설사 증세자 120명에게 동아 추출물 제제를 72시간 복용시킨 결과 117명이 개선되었고, 6∼12시간째에 개선율이 가장 높았다. 개선율은 80%가 치료되는 상태를 기준하였다. 유산균제제는 안기오텐신전환효소의 활성을 21.4% 저해하였다. 설사 증세자 120명에게 유산균 제제를 72시간 복용시킨 결과 108명이 개선되었고, 24시간째에 개선율이 가장 높았다. 이들 결과를 바탕으로, 과민성대장증후군 개선을 위한 동아 추출물과 유산균을 함유한 제제(tablet)를 개발하였다. 이 제품은 안기오텐신전환효소의 활성을 27.1% 저해하였고, 항산화 활성을 20.3% 나타냈다. 인체폐암 A549 세포에 100 ㎍/㎖ 및 250 ㎍/㎖ 농도로 이 제제를 가하여 24시간 반응시킨 결과, 세포 증식을 67% 억제하였고, 동아 추출물 제제나 프로바이오틱 유산균 제제 단독으로 작용시킨 것보다 억제율이 높았다. 또 이 제제를 인체대장암 HCT116 세포에 100 ㎍/㎖ 농도로 가한 결과, 24시간 후 세포 증식이 70% 억제되었고, 동아 추출물 제제나 유산균 제제 단독으로 작용시킨 것보다 개선율과 개선 속도가 높았다. 이 제제를 설사형, 변비형, 일반형의 과민성대장증후군 증세자 164명에게 72시간 복용시킨 결과 100% 개선시켰으며, 개선율은 3∼6시간째에 가장 높았고, 동아 추출물 제제나 유산균 제제 단독으로 사용한 것보다 개선율과 개선속도가 높았다.

소화성 질환의 중요 인자인 Helicobacter pylori를 저해하는 IgY, 목이버섯, 김치와 타락 유산균을 이용하여 생육 저해 상승 효과를 분석하고자 하였다. 동결 건조된 유산균 배양 상징액을 다양한 효소 처리 결과, 지질 분해 효소를 제외하고는 활성을 나타냈다. GC 분석을 통해 유산균 동결건조액의 지방산 조성은 undecanoic acid(C11:0), palmitic acid(C16:0), steraic acid(C18:0), oleic acid(C18:1)가 L. mensenteroides LAB KW5와 S. thermophilus LAB KW15에서 모두 확인되었으며, eicosadienoic acid(C20:2)는 LAB KW5에서만 나타났다. 또한 유산균 동결건조액은 다른 식중독균에서도 spot assay의 결과, 그람 음성균 중에서 특히 E. coli O157:H7, E. coli, C. sakazakii 등에서 생육 저해능이 확인되었다. 목이버섯 추출물은 열수 추출과 ethanol를 이용해 분리하였으며, HPLC를 이용하여 목이버섯 추출 다당체를 분석한 결과, glucuronoxylomannan 혹은 glucomannan이 β-glucan과 함께 존재하는 혼합물일 것으로 되었다. 또한, 면역란은 1차 접종 후 11일째부터 주마다 2회씩 회수하여 IgY를 분리, 정제하였다. 실험을 통해 동결 건조된 유산균 배양 상징액, IgY, 목이버섯 추출액을 혼합 배양하여 배양시간에 따른 생육 저해력의 변화를 확인한 결과, 유산균에 의해 H. pylori의 저해 효과가 있었으며, IgY와 목이버섯의 혼합 시 추가 억제 효과가 있는 것으로 나타났다. 그러므로 동결 건조된 유산균 배양 상징액, IgY, 목이버섯 추출액의 복합처리는 H. pylori를 제어하는데 효과적인 것으로 보인다.

In Japan, milk and food companies have recently developed many functional yogurts using selected probiotic lactic acid bacteria (LAB) and Bifidobacterium strains. In 1991, the FOSHU (foods for specified health uses) system began instituted by the Ministry of Health, Labor and Welfare. In 2010, approximately 1,000 commercially available items were labeled as FOSHU products that are specially given brands showing good health effects for humans. Japanese commercial yogurts are classified into three type categories: fermented using selected probiotics, functional components added, and standard types. Many functions are considered in the selection of probiotics including competitive adhesion exclusion of enteritic pathogens, cholesterol lowering effects, and positive immuno-modulatory effects. Adhesion to the human intestine is one of the most important characteristics of probiotic LAB and bifidobacteria. Our new screening system for adhesive activity involves a combination of three methods: the rat colonic mucin-micro plate assay, the Carnoy’s histochemical staining method, and the carbohydrate probe binding assay. Recently, we developed a new screening assay using the BIACORE biosensor chip coated with human colon mucin (HCM). We found new LAB strains that recognize and specifically bind to the human ABO blood type antigens. We named these “blood type LAB”. We identified the molecular LAB binding mechanism occurring in the human intestine through unique adhesin molecules that are expressed on the bacterial cell surface as lectin-like proteins. Bacteria with strong adhesion ability improve gastrointestinal health by continuous proliferation in the intestine; and increase the chance of intake into the Peyer’s patches through M-cells that inhibit allergies because of LAB immune-stimulating activity. The future Japanese food market will contain superior functional yogurts containing adhesive effective probiotic LAB and bifidobacteria that are expected to be developed using our proposed mass screening system shown here.