돼지의 장에서 불리한 유산균의 항시균 활성물질에 관한 연구

Study on the Antimicrobial Substances of Lactic Acid Bacteria Isolated from Pig's intestine

  • 서정용 (가톨릭대학교 생명환경공학부 환경공학전공) ;
  • 정명희 (가톨릭대학교 생명환경공학부 환경공학전공) ;
  • 김영준 (가톨릭대학교 생명환경공학부 환경공학전공)
  • Seo, Jeong-Yong (School of Biotechnology and Environmental Engineering, The Catholic University) ;
  • Chung, Myung-Hee (School of Biotechnology and Environmental Engineering, The Catholic University) ;
  • Kim, Young-Jun (School of Biotechnology and Environmental Engineering, The Catholic University)
  • 투고 : 2009.12.02
  • 심사 : 2009.12.28
  • 발행 : 2009.12.31

초록

돼지의 장 및 분변에서 분리한 14종의 유산균으로부터 항세균 활성물질을 분석하였다. 각 균주의 세포배양액을 대상으로 여러 종류의 단백질 분해효소와 열, 알칼리 처리 등을 수행한 후 활성도를 조사한 결과, 효소 및 열처리 시료에서는 활성도가 유지되었으나, 1M의 NaOH로 중화 처리한 시료에서는 활성도가 사라짐에 따라, 항세균 활성물질이 단백질성이라기보다 유기산일 가능성이 큰 것으로 나타났다. Sep-pak $C_{18}$ Cartridges을 이용한 음이온 추출실험과 Bio-LC system을 이용한 high performance anion exchange chromatography를 실시하여 물질을 정제한 결과, 주요 활성물질로 옥살산, 구연산, 젖산 및 초산 등, 4종류의 유기산이 검출되었다. 이중 젖산은 각 균주에 따라 전체 유기산의 54~77%를 차지하는 것으로 나타나 유기산 중에서도 일차적인 항세균 활성물질일 것으로 추정된다.

The antimicrobial activity-possessing materials were screened in the cell free supernatant (CFS) of fourteen lactic acid-fermenting strains isolated from pig's intestine. Each cell free supernatant of cultured strains was treated with various proteinases, heat, and/or alkali (NaOH). The antimicrobial activities were remained even after the enzyme and heat treatment but disappeared after neutralization with 1M NaOH, implying that the materials would be organic acids rather than proteins. Further purification of CFS through solid phase extraction using Sep-pak $C_{18}$ Cartridges and high performance anion exchange chromatography using Bio-LC system revealed that four organic acids, such as oxalic acid, citric acid, lactic acid, and acetic acid, were the main materials for the activity. Lactic acid was the highest amount in all organic acids, ranging from 54% to 77%. This strongly implies that the lactic acid would be the primary material for the antimicrobial activity in all tested strains.

키워드

참고문헌

  1. Gilliland. S. E., "Health and nutritional benefits from lactic acid bacteria", FEMS Microbiol. vol 57. pp. 1169-1173. pp. 175-188 (1990).
  2. 장정순, 이영덕, 박종현, "새롭게 출현한 Arcobacter butzleri의 유기산과 trisodium phosphate 처리에 의한 생육저해효과". 한국식품과학회지, 35. pp. 1169-1173 (2003).
  3. Fuller. R., "Probiotics : in man and animals" J. Appl. Bacteriol., 66. pp. 365-378 (1989). https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1989.tb05105.x
  4. 조광근, "유산균 Probiotics와 위장 건강", J. Kor. Public Health Assoc., 27, pp. 181-192(2001).
  5. 정후길, "프로바이오틱 유산균의 선발기준 및 산업적 응용", 생물산업, 14.pp. 39-48 (2001).
  6. 농림부, "항생제 등 항균물질 사용절감 대책".(2005)
  7. Cleveland. J., T.J. Montville, I. F. Nes and M. L. Chikindas. "Bacteriocins: safe. natural antimicrobials for food preservation". Int. J. Food Microbiol., 71. pp. 1-20 (2001). https://doi.org/10.1016/S0168-1605(01)00560-8
  8. Deraz, S. F., E. N. Karlsson, M. Hedstrom, M. M. Andersson and Bo. Mattiasson, "Purification and characterization of acidocin D20079, a bacteriocin produced by Lactobacillus acidophilus DSM20079". J. Biotechnol., 117. pp.343-354 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2005.02.005
  9. Ehrmann. M. A., P. Kurzak. J. Bauer and R. F. Vogel. "Characterization of lactobacilli towards their use as probiotic adjuncts in poultry". J. Appl. Microbiol., 92. pp. 966-975 (2002). https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2002.01608.x
  10. Delgado. A., D. Brito. C. Peres, F. Noe-Arroyo and A. Gerrido-Fernandez. "Bacteriocin production by Lactobacillus pentosus B96 can be expressed as a function of temperature and NaCl concentration". Food Microbiol., 22. pp. 521-528 (2005). https://doi.org/10.1016/j.fm.2004.11.015
  11. Rodriguez. E., J. L. Arques. R. Rodriguez, M. Nunez and M. Medina. "Reuterin production by lactobacilli isolated from pig faeces and evaluation of probitic traits". Lett. Appl. Microbiol., 37. pp. 259-263 (2003). https://doi.org/10.1046/j.1472-765X.2003.01390.x
  12. 서정용, 송인근, 이대규, 이기영, 김영준. "음식물류폐기물의 자원화를 위한 항세균 활성 유산균의 개발", 유기물자원화. 14(2). pp. 112-120 (2006).
  13. Gilland, S. E. and M.L. Speck. "Deconjugation of bile acids by intestinal lactobacilli". Appl. Environ. Microbiol., 33. pp. 15-18 (1977).