[국내논문]동치미로부터 분리된 유산균 Lactobacillus plantarum HB1의 아질산염 소거 효과 Isolation of Lactobacillus plantarum HB1 from Tongchimi and Its Nitrite-Scavenging Effect원문보기
다양한 유산균 자원을 확보하기 위한 일환으로, 동치미에서 유산균을 분리하였다. 동치미에서 분리된 균주는, 당이용성과 16S rRNA 유전자분석을 통하여,Lactobacillus plantarum HB1으로 밝혀졌다. 이 균주는 Gram 양성균이었으며, catalase를 갖고 있지 않았다. 16S rRNA유전자의 염기배열 120 bp을 분석해 본 결과,1～88 bp 영역에서는 기존의 것과 거의 100%의 상동성을 보여 주었고,나머지 32 bp의 영역에서는 상당한 변이를 보여 주었다. 따라서 본 균주는 기존의 L. plantarum과는 다른 균주임을 확인할 수 있었다. 동치미의 무에 포함되어 있는 질산염은 체내에서 아질산염으로 바뀐다. 아질산염은 아민과 반응을 일으켜 니트로사민이 되는데, 이 성분은 위암 발생을 일으키는 주요인자중의 하나이다. 동치미에서 분리된 본 균주의 배양액에 400 ${\mu}M$의 아질산염을 첨가한 경우 1시간30분 후에 거의 소거되었다. 아질산염 소거작용에 관여하는 본 균주 배양액 중의 특정성분의 분리, 소거작용 기작 등에 관한 보다 깊이 있는 연구가 앞으로 필요하다.
다양한 유산균 자원을 확보하기 위한 일환으로, 동치미에서 유산균을 분리하였다. 동치미에서 분리된 균주는, 당이용성과 16S rRNA 유전자분석을 통하여,Lactobacillus plantarum HB1으로 밝혀졌다. 이 균주는 Gram 양성균이었으며, catalase를 갖고 있지 않았다. 16S rRNA유전자의 염기배열 120 bp을 분석해 본 결과,1～88 bp 영역에서는 기존의 것과 거의 100%의 상동성을 보여 주었고,나머지 32 bp의 영역에서는 상당한 변이를 보여 주었다. 따라서 본 균주는 기존의 L. plantarum과는 다른 균주임을 확인할 수 있었다. 동치미의 무에 포함되어 있는 질산염은 체내에서 아질산염으로 바뀐다. 아질산염은 아민과 반응을 일으켜 니트로사민이 되는데, 이 성분은 위암 발생을 일으키는 주요인자중의 하나이다. 동치미에서 분리된 본 균주의 배양액에 400 ${\mu}M$의 아질산염을 첨가한 경우 1시간30분 후에 거의 소거되었다. 아질산염 소거작용에 관여하는 본 균주 배양액 중의 특정성분의 분리, 소거작용 기작 등에 관한 보다 깊이 있는 연구가 앞으로 필요하다.
To obtain large pools of lactic acid bacteria, a strain was isolated from Tongchimi. Through its sugar fermentation and analysis of 16S rRNA gene, it was identified to be Lactobacillus plantarum HB1. This strain is Gram-positive and catalase-negative. In the range of 1～88 bp in the HB1 16S rRNA gene...
To obtain large pools of lactic acid bacteria, a strain was isolated from Tongchimi. Through its sugar fermentation and analysis of 16S rRNA gene, it was identified to be Lactobacillus plantarum HB1. This strain is Gram-positive and catalase-negative. In the range of 1～88 bp in the HB1 16S rRNA gene, the HB1 strain was homologous with other L. plantarum strains by almost 100%, and in the range of the rest 32 bp, the HB1 strain showed considerable variation, compared to other strains. Nitrate which may exist in radish can be easily converted to nitrite. The nitrite interacts with amine, and becomes nitrosamine which may cause stomach cancer. The culture obtained by HB1 strain could eliminate 400 ${\mu}M$ nitrite within 1.5 hr. It is necessary to isolate specific components which are involved in nitrite elimination in the culture and to study on its mechanism.
To obtain large pools of lactic acid bacteria, a strain was isolated from Tongchimi. Through its sugar fermentation and analysis of 16S rRNA gene, it was identified to be Lactobacillus plantarum HB1. This strain is Gram-positive and catalase-negative. In the range of 1～88 bp in the HB1 16S rRNA gene, the HB1 strain was homologous with other L. plantarum strains by almost 100%, and in the range of the rest 32 bp, the HB1 strain showed considerable variation, compared to other strains. Nitrate which may exist in radish can be easily converted to nitrite. The nitrite interacts with amine, and becomes nitrosamine which may cause stomach cancer. The culture obtained by HB1 strain could eliminate 400 ${\mu}M$ nitrite within 1.5 hr. It is necessary to isolate specific components which are involved in nitrite elimination in the culture and to study on its mechanism.
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문제 정의
본 연구에서는 다양한 유산균 자원을 확보하려는 일환으로, 동치미로부터 유산균을 분리, 동정하였다. 당 이용 분석과 16S rRNA 유전자 분석에 의해 본 유산균은 Lactobacillus plantarum으로 판명되었으며 homolactic fermentation을 수행할 수 있었다.
Bifidobacteria인 경우에는 유산이 아질산염의 소거에 관여할 것으로 추정하고 있다(14). 본 연구에서는 L. plantarum 배양액이 아질산염 성분을 소거할 수 있는지 여부를 결정하였다. 또한 동치미에서 분리한 본 균주가 우유를 발효시켜 요구르트를 만들 수 있음을 보여 주었다.
동치미에서 분리된 유산균을 이용해서도 요구르트를 제조할 수 있는지 여부를 결정하였다. 본 균주 HB1 은, 당으로부터 가스를 생성하지 않는 homolactic fermentaion의 양상을 보여 주었다.
제안 방법
API 50 CHL kit (Biomerieux, Taejon, Korea)를 이용하여 동치미에서 분리한 균주를 동정하였다.
1 g, KeHPCe 2 g per 1L of dHQ)에서 배양하였다. 한 시간 간격으로 균주의 성장을 spectrophotometer (UVICON930)를 이용하여 600nm에서 측정하였다.
16S rRNA 유전자를 증폭할 수 있는 2개의 primer 5'GAGTTT- GATCCTGGCTCAGGA3, 와 SCGACGACCATGAACCACCTGT3'(9)를 유산균 single colony로부터 얻은 chromosome과 섞어준 후 PCR을 수행하였다. PCRe denaturation을 95℃에서 30 sec, annealinge 50℃에서 30 sec, extensione 72℃에서 1 min간, 35 cycle 수행하였다.
PCRe denaturation을 95℃에서 30 sec, annealinge 50℃에서 30 sec, extensione 72℃에서 1 min간, 35 cycle 수행하였다. Sanger의 dideoxy 방법과 Dye Terminator 방법을 이용하여 위에서 얻은 PCR산물의 염기서열을 결정하였다(23).
plantamm을 MRS 액체배지에서 12시간 배양하였다. 새로운 MRS 배지에 배양액을 접종량이 l%(v/v) 되게끔 식균하고 6시간 후에 NaNOz를 400 gM의 농도가 되도록 첨가한 것을 실험구로 하였다 대조구로는 NaNO2 400μM를 첨가한 MRS 배지에 균주 배양액을 넣지 않은 것으로 하여 실험구와 동일한 조건에서 배양하면서 NaNq의 농도 변화를 측정하여 균주 배양액의 NaNO2 소거 능력을 계산하였다.
유산균의 아질산염 소거능은 NaNO2 용액과 Griess 시약(Promega, Madison, USA) 을 이용하여 측정하였다(6). L.
casei의 1000 bp PCR 산물을 얻은 바 있다(9). 본 연구에서도 같은 염기배열의 primer를 이용하여 L. plantarum HB1 16S rRNA 유전자 부분을 PCR하여 1000 bp의 산물을 얻었고(자료 미제시) 그 일부분의 염기배열을 결정하였다(Fig. 2). 본 균주는 기존의 L.
대상 데이터
동치미의 국물을 희석하여 MRS agar 평판 배지(Difco, Detroit, USA)에 도말하고, 3TC에서 배양하여 단일 콜로니를 얻었다.
S사 제품 우유를 구입하여 L. plantarum HB1 균주 배양액 1%를 잘 섞은 후 37℃에서 배양하였다.
성능/효과
본 연구에서는 다양한 유산균 자원을 확보하려는 일환으로, 동치미로부터 유산균을 분리, 동정하였다. 당 이용 분석과 16S rRNA 유전자 분석에 의해 본 유산균은 Lactobacillus plantarum으로 판명되었으며 homolactic fermentation을 수행할 수 있었다. L.
plantarum 배양액이 아질산염 성분을 소거할 수 있는지 여부를 결정하였다. 또한 동치미에서 분리한 본 균주가 우유를 발효시켜 요구르트를 만들 수 있음을 보여 주었다.
동치미에서 유산균을 분리해서 API 50 CHL kit를 이용하여 동정한 결과, Lactobacillus plantarum으로 판명되었다(Table 1). 본 균주 HB1은 Gram 양성균이었고 catalase를 만들지 못했으며, 형태는 간균이었다.
plantarum을 분리, 동정하였다. 따라서 L. plantarume 동치미나 김치에서 흔히 분리되는 균주임을 알 수 있다.
본 균주는 pH 8에서 최적의 성장을 보였으며 pH 5에서는 pH 8의 성장에 비해 70% 성장을 보여 주었다(Fig. 1). 배지의 pH가 4일 때는 전혀 성장하지 못했다(Fig.
2). 본 균주는 기존의 L. plantarum RO7(12), WCFS1(19)의 16S rRNA 유전자 중, l~88bp에 걸쳐 82번째 T를 제외하고는 100% 일치하였다(Fig. 2). 따라서 본 균주가 L.
2). 따라서 본 균주가 L. plantarum임을, API 50 CHL kit에 의한 동정 결과에 뒤이어, 다시 확인할 수 있었다. L.
plantarume 유산균을 대표하는 균주의 하나로 그 중요성이 인식되어, 근래 게놈 전체의 염기배열이 결정되었다(19). 본 연구에서 분리된 균주 HB1 을 L. plantarum RO7, WCFS1 strain과 비교했을 때, 16S rRNA 유전자의 나머지 89-120 bp 영역 32 bp에 걸쳐서는 상당한 변이를 보여 주었다(Fig. 2). 반면에 L.
phmtarum과는 상당히 다른 strain일 가능성이 있다. 흥미롭게도, HB1 strain의 16S rRNA 유전자의 93-120 bp 영역의 27 bp부분은, Blast 검색 결과 Staphylococcus, L. salivarius 16S rRNA 유전자의 해당 부분과 100% 일치하였다(Fig. 2).
Heterolactic fermentation에서는 유산 이외에 에탄올, 초산, 이산화탄소 등도 생성되므로 일반적으로 요구르트 제조에 적합하지 않다고 알려져 있다. 유산균에 의해 요구르트가 만들어질 때 산도는 HB1 균주 접종 후 5일째 1.4%까지 증가한 반면에 접종하지 않은 우유의 산도는 0.2%를 유지하였다(Fig. 4). 김치에서 분리한 유산균을 요구르트 제조에 이용한 사례도 보고된 바 있다(7).
후속연구
음식물 복용 전 위액의 pH는 2정도이고, 식후에는 3~7 근방이라고 알려져 있다(10). 따라서 본 균주를 식후에 복용하면 위장 내에서도 생존할 수 있어 그 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다.
왔다. 그러나, 이를 발효시킨 김치나 동치미를 먹을 경우, 균주 혹은 발효 산물에 의한 아질산염 소거 효과 등으로 니트로사민의 생성을 막아 암 예방 효과를 기대할 수 있을 것이다.
김치에서 분리한 유산균을 요구르트 제조에 이용한 사례도 보고된 바 있다(7). HB1 균주가 일단 요구르트 제조에도 이용될 수 있는 가능성은 보였지만, 그밖에 본 균주에 의해 제조된 요구르트의 향, 맛, 질감 등에 관한 관능적 평가도 앞으로 필요할 것이다.
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