A lactic acid bacterial isolate Lactobacillus ssp. SCU-M which produces exopolysaccharide was identified and its cultural Condition was investigated. The optimum Conditions for exopolysaccharide(EPS) Production Of Lactobacillus ssp. SCU-M were 37$\^{C}$, pH 6.5, using medium composed of ...
A lactic acid bacterial isolate Lactobacillus ssp. SCU-M which produces exopolysaccharide was identified and its cultural Condition was investigated. The optimum Conditions for exopolysaccharide(EPS) Production Of Lactobacillus ssp. SCU-M were 37$\^{C}$, pH 6.5, using medium composed of 1.5% galactose, 1.0% yeast extract, 0.25% peptone, 0.15% MgSO$_4$, 0.15% K$_2$HPO$_4$ and 0.1% tween 80 in distilled water. The EPS concentration after 48 hours at the Initial pH 6.5, 37$\^{C}$ in a flask culture was 1,680 mg/ℓ.
A lactic acid bacterial isolate Lactobacillus ssp. SCU-M which produces exopolysaccharide was identified and its cultural Condition was investigated. The optimum Conditions for exopolysaccharide(EPS) Production Of Lactobacillus ssp. SCU-M were 37$\^{C}$, pH 6.5, using medium composed of 1.5% galactose, 1.0% yeast extract, 0.25% peptone, 0.15% MgSO$_4$, 0.15% K$_2$HPO$_4$ and 0.1% tween 80 in distilled water. The EPS concentration after 48 hours at the Initial pH 6.5, 37$\^{C}$ in a flask culture was 1,680 mg/ℓ.
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문제 정의
따라서 본 보에서는 우리나라의 원유로부터 다당류 고생산성 유산균을 선별, 동정함으로써 발효유 산업에서 요구되는 점질성 스타터로서의 가능성을 시험하고 이 균주의 다당류생산을 위한 배양최적조건을 검토하여 이들의 응용가능성을 조사하여 보고한다.
염류 및 금속이온의 미량성분은 미생물생장과 다당류 생성의 임계요소로 알려져 있어 이들의 다당류 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 미량성분으로 sodium acetate, triammonium citrate, MgSO4, MnSO4, FeSO4, K2HPO4를 사용하여 시험한 결과 Figure 2에 나타낸 바와 같이 MgSO, 를 0.
제안 방법
배양조건을 조사하고 Lactobacillus ssp. SCU-M으로 동정, 명명된 최적배지의 탄소원은 galactose 1.5% 첨가시 553 mg/L 의 EPS를 생성하였으며 whey의 이용성 검토를 위한 deproteinized whey와 lactic acidified whey를 탄소원으로 사용하였을 때 각각 639, 550 mg/L를 생성하였다. 질소원으로 yeast extract 1.
그리고 esculin을 가수분해하였고, litmus milk시험에서 응고성, 산성화 그리고 비액화성을 나타내었다. 또한 45℃까지 성장하였으나 15℃ 이하에서는 성장하지 않았으며 Table 1 에서 보는 바와 같이 선발균주는 glucose, galactose, fructose, lactose, mannose 및 rhamnose에 대하여 발효하였고, xylan, dextrin과 몇 가지의 당류에 대하여 발효능이 없었던 점으로 미루어 보아 Lactobacillus casei ssp.
그리고 선발균주의 치즈제조시 부산물로 생성되는 유청 (whey) 의 이용성을 검토하기 위하여 deproteinized whey 와 * Bar represents 2 呻lactic acidified whey를 제조하여 사용하였다. 즉, deproteinized whey는 탈지유를 IN HC1 로 pH4.
다시 상등액에 3배량의 cold ethanol을 가하여 다당류를 침전시킨 후 동일 알코올로 2번 세척하고 증류수에 용해하여 배양액으로부터 유리 당을 제거하기 위하여 투석 (M. W. cut off 10, 000)한 다음 동결 건조한 것을 crude EPS 로 사용하였다.
분리 균주의 최적배양조건은 분리용 배지를 기본배지로 하여 질소원, 탄소원 및 미량원소를 각 농도 별로 첨가하여 48 시간 정치 배양한 배양액으로부터 조다당 함량을 측정하여 최적 조건을 확립하였다.
岡田의 방법(22)에 따라 동정하였다. 분리균의 형태는 전자현미경 (SEM, DSM940, Germany)을 이용하여 관찰하였다.
생성된 다당류의 점도는 Brookfield viscometer(LVT, U.S.A.) 의 spindle No. 1 을 사용하여 측정하였으며 필요에 따라 UL-adapter를 부착하여 측정하였다. 전당량은 glucose를 표준물질로 하여 phenol sulfuric acid방법(23)을 사용하여 측정하였다.
이때 집락의 점성은 Macura 와 Townsley의 방법(5)에 따라 확인하였다. 즉, 멸균된 백금선으로 colony에 접촉하여 점성여부를 확인하였고 배양물의 점성은 12% 환원탈지유에 배양한 후 응고한 배양물을 멸균 피펫으로 흡입하여 점성을 확인, 2차 선발하였으며 viscometer로 점도를 측정하여 가장 점성이 우수한 균주를 최종 선발하였다.
5% 첨가시 553 mg/L 의 EPS를 생성하였으며 whey의 이용성 검토를 위한 deproteinized whey와 lactic acidified whey를 탄소원으로 사용하였을 때 각각 639, 550 mg/L를 생성하였다. 질소원으로 yeast extract 1.5%, peptone 0.5%를 첨가한 경우 934 mg/L, 미량성분으로 MgSO4, 0.15%, K2HPO4 0.15% 첨가시 1, 076 mg/L의 다당생산성을 나타내었다.
이론/모형
30℃ 항온기에서 48시간 배양한 후, 생성된 집락이 투명환을 형성하고 점성이 있는 균을 다당류생성 균주로 선발하였다. 이때 집락의 점성은 Macura 와 Townsley의 방법(5)에 따라 확인하였다. 즉, 멸균된 백금선으로 colony에 접촉하여 점성여부를 확인하였고 배양물의 점성은 12% 환원탈지유에 배양한 후 응고한 배양물을 멸균 피펫으로 흡입하여 점성을 확인, 2차 선발하였으며 viscometer로 점도를 측정하여 가장 점성이 우수한 균주를 최종 선발하였다.
전당량은 glucose를 표준물질로 하여 phenol sulfuric acid방법(23)을 사용하여 측정하였다. 적정산도는 Bianco 등(24)의 방법에 따라 측정하였다.
1 을 사용하여 측정하였으며 필요에 따라 UL-adapter를 부착하여 측정하였다. 전당량은 glucose를 표준물질로 하여 phenol sulfuric acid방법(23)을 사용하여 측정하였다. 적정산도는 Bianco 등(24)의 방법에 따라 측정하였다.
최종 선발된 점성균주의 동정은 얻어진 결과들을 토대로 Bergey's Manual of Systematic Bacteriology(21)와 비교하고 內村와 岡田의 방법(22)에 따라 동정하였다. 분리균의 형태는 전자현미경 (SEM, DSM940, Germany)을 이용하여 관찰하였다.
성능/효과
salivarius ssp. thermophiluse 10% non-fat skim milk에서 배양시 EPS생성량이 각각 65, 120, 95 mg/L 라고 한 것에 비하여 5~10배로 이 균주의 whey를 이용한 다당류의 생산 가능성을 나타내었다.
따라서 galactose를。~4.0%의 농도범위로 첨가하여 균의 생육능과 다당류 생산성을 검토한 결과는 Table 2와 같으며 galactose 1.5%를 첨가하였을 때 균의 생육이 1.39x10, cfu/mL 로 가장 왕성하였고 당 생성량도 553 m잉L로 가장 높았다 그러나 galactose (L5%)와 lactose의 동량 첨가효과는 없었다 (data 생략). 이는 Mozzi 등(26)의 보고에 의하면 L 의 경우 다당류 생산성에 탄소원이 미치는 영향에서 galactose 첨가시 56 mg/L로 가장 좋았고 lactose가 가장 낮았다는 보고와 유사하였다.
delbrueckii subsp. 如/garicus 에서 bacto-casiton 첨가가 우수하였고, 생성량도 217-374 mg/L로 가장 양호하였다는 보고와는 상이하였으나 생성량에 있어서는 본 균주가 더 좋은 결과를 나타내었다.
경우 286 mg/L 순으로 높았다. 따라서 yeast extract를 0—2.0% 농도로 첨가한 경우 Table 4에서와 같이 1.5% 첨가시 681 mg/L로 가장 양호한 당 생산성을 보였으며 Table 5에 나타낸 바와 같이 위 농도를 고정한 배지에 peptone 을 0-0.75% 첨가하였을 때 0.5% 첨가시 934 mg/L로 약 50%의 생산성 향상을 보였다.
따라서 이들 결과를 종합하여 galactose 1.50%, yea아 extract 1.00%, peptone 0.25%, MgSO4 - 7H2O 0.15%, K2HPO4 0.15%, tween 80, 0.10%를 적정 배지로 하여 pH 6.5, 배양온도 37℃ 에서 배양시 1, 680 mg/L의 EPS를 생성하였다.
또한 치즈 생산 부산물인 whey의 이용성면에서 다당류 생산성을 검토하기 위하여 deproteinized whey와 lactic acidified whey를 사용하여 skim milk와의 생산성을 비교한 결과 Table 3 에서와 같이 다당류 생성이 각각 639, 550, 510 mg/L로 deproteinized whey가 다른 탄소원들 보다 높은 결과를 보였다. 이는 Mozzi 등(26)이 L acidophilus, L delbrueckii ssp.
분리균주의 배양온도에 대한 EPS 생산능력을 검토한 결과 Table 8에서와 같이 25~37℃의 온도범위에서 균 생육능력은 커다란 차이를 보이지 않고 비슷한 결과를 보였으나 이 중 371、에서 1, 444 mg/L로 EPS 생산능력이 가장 우수하였다. Mozzi 등(34)의 L.
선발된 균주의 생리생화학적 특성실험 결과 gram양성, 간균으로 비포자성이며 운동성이 없는 통성혐기성균이고, 그 크기는 0.5X0.7 —1.0 μm였다eFigure 1).
이상의 결과로부터 galactose 1.5%, yeast extract 1.0%, peptone 0.25%, MgSO4 - 7H2O 0.15%, K2HPO4 0.15%, Tween80 0.1%, 배양온도 37℃, pH 6.5로 EPS생성의 최적 배지를 결정하였으며(Table 10) 1, 680 mg/L의 EPS를 생성할 수 있었다. 이러한 결과는 S.
이상의 당 생성 발효최적조건을 확립하여 pH를 5.5~7.5 범위로 조정한 완전배지를 이용하여 EPS 생산능력을 검토한 결과는 Table 9와 같으며 pH6.5에서 1, 680 mg/L로 가장 좋았으며 세포 당 EPS 생산능력인 膈도 774로 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 이는 Mozzi 등(38)의 L.
(25). 특히 배지의 탄소원은 다당류의 생산과 그 구조 및 특히 yogurt 제조시 최종제품에서 syneresis와 graininess가 생기지 않도록 방지하는 등 그 물성에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있어(18) glucose, galactose, fructose, lactose, raffinose, arabinose, manose, melizitose, maltose, melibiose, ribose, inulin, salcin, sorbitol, xylose, xylan, starch, sucrose, dextrin등 20여종 탄소원의 이용능을 검토한 결과 (Table 1) 다당류 생산성과 균생육능이 양호한 glucose, fructose, galactose, lactose, mannose에 대하여 재차 시험한 결과는 Figure 2로서 galactose에서 각각 431 mg/L로 가장 높은 생산성을 보였으며, lactose, mannose 순으로 생성되었으나 fructose와 glucose 에서 가장 낮은 생성 율을 보였고, 당이용율에 있어서도 galactose가 가장 좋았다.
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