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가금류 생균제 개발을 위한 Lactobacillus fermentum YL-3의 배양조건 최적화 및 캡슐화

Optimization of Culture Conditions and Encapsulation of Lactobacillus fermentum YL-3 for Probiotics

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.34 no.2 = no.162, 2002년, pp.255 - 262  

김경 (충북대학교 식품공학과) ,  장금일 (충북대학교 식품공학과 및 생물건강산업개발연구센터) ,  김정호 (서원대학교 식품영양학과) ,  김광엽 (충북대학교 식품공학과 및 생물건강산업개발연구센터)

초록
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본 실험에서는 L. fermentum YL-3의 생존에 관한 연구로 살아 있는 상태로 위를 거쳐 장내에 정착하여 생균제로서의 기능을 수행할 수 있도록 내산성과 저장성에 초점을 맞추었다. 유산균 성장촉진 물질로 첨가되어 온 tween 80 성분의 제거가 pH 2.0에서 L. fermentum YL-3의 내산성을 약 1 log cycle 정도 향상시켰다. 지방산 분석에서는 세포의 유동성 및 동결 등에 저항성을 가진다고 보고되는 $C_{19:0}\;cyc\;{\omega}8c(lactobacillic\;acid)$의 성분이 24.6% 증가함으로써 내산성이 향상됨을 알 수 있었다. 온도별에서도 배양 온도가 상승할수록 내산성은 향상되었으며 배양시간 역시 길수록 향상되나 생균수를 고려해야 하므로 $42^{\circ}C$의 배양온도에서 대수기 말기의 균제를 이용하였다. 그래서 최종 배양 조건은 tween 80이 제거된 $MRS^-$ 배지에서 $20{\sim}24$시간 $42^{\circ}C$에서 혐기 배양을 실시한 균체를 capsule 제도에 이용하였다. Alginate capsule이 산, 열, 인산염 등에 풀어지는 단점을 가져 무독성의 1% chitosan을 이용하였으며 표면의 관찰 결과, chitosan처리 후 가교 결함에 의하여 더욱 촘촘한 막이 형성되었으며 alginate capsule에서 여러 군데 보이던 미세 구멍이 줄었으며 CLSM을 이용한 L. fermentum YL-3의 포집은 안정한 상태로 포집 균수는 약 $2.0{\times}10^9\;CFU/g$ 정도였다. 캡슐화된 L. fermentum YL-3의 내산성에서는, 3시간 동안 pH 2.0에서 alginate capsule은 약 40 %가 생존한 반면 chitosan 처리 후의 alginate capsule은 약 65% 정도로 생존율의 향상을 보였다. 캡슐화된 L. fermentum YL-3의 저장성에서는 상온인 $25^{\circ}C$에서는 초기 균수에서 1주 사이 $2{\sim}3\;log\;cycle$정도로 급격히 사멸되었으며 chitosan 처리구나 zeolite 처리구에 의한 상온에서의 저장성 향상에서는 영향을 미치지 못했다. $4^{\circ}C$에서는 $2.0{\times}10^9\;CFU/g$이었던 초기균수가 3주까지 모두 $10^8\;CFU/g$ 이상의 생존율을 나타내었으며 특히 chitosan으로 처리한 capsule의 저장성은 3주 후 약 24% 정도로 alginate capsule에 비해 생존율이 높았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This experiment was performed to improve the stability of Lactobacillus fermentum YL-3 as a poultry probiotics. The culture conditions that improve acid tolerance of L. fermentum YL-3 were investigated by changing several factors such as medium composition, temperature, anaerobic incubation and cult...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 alginate 캡슐은 산 및 열에 불안정한 특성을 지니며 인산염에 풀어지는 단점을 가져 이를 보완하기 위한 방법으로 키토산(chitosan)을 이용, 2중막을 형성하여 안정성을 높이는 연구가 보고되어 있다(16). 그리고 최근 양돈 산업의 사료첨가제로써 주목받고 있는 규산염 광물질인 제오라이트(zeolite)를 첨가하여 저장성 및 성장 촉진을 향상시키고자 하였다. 제오라이트는 장내의 과잉 수분을 흡수하고 설사를 방지하며 사료의 장내 통과속도 지연 및 배설물의 악취를 감소시키는 효과가 있다.
  • 그리하여 본 연구에서는 분리된 균주의 생존에 관한 연구로 살아 있는 상태로 위를 거쳐 장내에 정착하여 생균제로써의 기능을 수행할 수 있도록 내산성과 저장성에 초점을 맞추었으며 먼저, 배양 방법만으로도 세포의 생리적인 변화를 유도함으로써 내산성을 향상시킬 수 있는 배양조건을 세포막 지방산 분석과 연결지어 GC-MIS를 이용, 탐색하고자 하였다(4,11,12). 또한 사료 첨가물용 캡슐을 alginate와 chitosan으로 제조 후, 세포의 포집상태는 confocal laser scanning microscopy(CLSM)로 관찰하고(18) 캡슐 외막은 scanning electron microscopy(SEM)를 이용하여 관찰하였으며 캡슐화된 균체의 내산성 및 냉장온도와 상온에서의 저장성을 통해 경제적 대량 생산 등의 가능성을 알아보고자 하였다.
  • . 또한 사료 첨가물용 캡슐을 alginate와 chitosan으로 제조 후, 세포의 포집상태는 confocal laser scanning microscopy(CLSM)로 관찰하고(18) 캡슐 외막은 scanning electron microscopy(SEM)를 이용하여 관찰하였으며 캡슐화된 균체의 내산성 및 냉장온도와 상온에서의 저장성을 통해 경제적 대량 생산 등의 가능성을 알아보고자 하였다.
  • 사료용으로서의 가치가 알려진 점토광물질인 제오 라이트는 특히 가금류에 있어서 장내가스 및 독소제거, 사료효율개선, 흡착성 등의 효과를 보이며 3% 전후의 수준으로 첨가시 브로일러의 증체율 향상에 대한 연구보고(18)에 따라 사료효율 및 캡슐질량의 향상, 저장성 등의 영향력을 알아보고자 실험하였다. 15 g/L CaCl2 용액 에 3%의 zeolite(heuksalm, Korea)를 첨가하여 멸균한 후 교반하면서 혼합액을 적하하여 alginate capsule을 제조하였으며 1% chitosan으로 30분간 처리하였다.

가설 설정

  • 1)This position of the double can be located by counting from methyl(ω) end the carbon chain.
  • 3)ND: not detected.
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참고문헌 (20)

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  19. MID. Inc. Operating manual Ver 6, Sherlock microbial identifica-tion system 

  20. Kim, H.S. Studies on the viability of Lactobacillus acidophitus IFO 3205 by microencapsulation, Ph.D. dissertation, Seoul National University, Seoul (1990) 

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