Lactococcus sp. CU216이 생산하는 박테리오신을 함유한 pH Sensitive Liposome의 응용 Use of Bacteriocin Produced by Lactococcus sp. CU216 with pH Sensitive Liposome Entrapment원문보기
발효식품의 후산발효를 조절하기 위하여 pH sensitive liposome의 이용 가능을 검토하였다. Lactococcm sp. CU216이 생산하는 박테리오신은 L.. acidophilus를 제외하고는 대부분의 유산균주들에 생육억제 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 이를 Octyl-Sepharose column으로 분획하여 정제하였다. 정제된 박테리오신을 dipalmitoyl phosphocholine, dipalmitoyl phosphoethanolamine, dioleoyl phosphocholine 및 콜레스테롤를 각각 4:2:1:4(㏖ ratio)의 비율로 섞은 liposome을 제조하여 최종적으로 pH sensitive bacteriocin-liposome을 제조하였다. 이렇게 제조된 liposome은 pH 4부근에서 대부분 유리되는 것으로 확인되었으나 pH 6이상에서는 일어나지 않았다. 또한 pH sensitive bacteriocin-liposome 한국의 전통 발효식품인 김치에 적용하여 저장시 pH의 저하를 억제시키는 것으로 확인되었다. 본 실험 결과, pH sensitive bacteriocin-liposome은 발효식품의 후산발효 억제에 적용될 수 있으며 추후에 요구르트를 포함한 다른 발효식품에 대한 추가적인 실험이 필요한 것으로 생각되었다.
발효식품의 후산발효를 조절하기 위하여 pH sensitive liposome의 이용 가능을 검토하였다. Lactococcm sp. CU216이 생산하는 박테리오신은 L.. acidophilus를 제외하고는 대부분의 유산균주들에 생육억제 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 이를 Octyl-Sepharose column으로 분획하여 정제하였다. 정제된 박테리오신을 dipalmitoyl phosphocholine, dipalmitoyl phosphoethanolamine, dioleoyl phosphocholine 및 콜레스테롤를 각각 4:2:1:4(㏖ ratio)의 비율로 섞은 liposome을 제조하여 최종적으로 pH sensitive bacteriocin-liposome을 제조하였다. 이렇게 제조된 liposome은 pH 4부근에서 대부분 유리되는 것으로 확인되었으나 pH 6이상에서는 일어나지 않았다. 또한 pH sensitive bacteriocin-liposome 한국의 전통 발효식품인 김치에 적용하여 저장시 pH의 저하를 억제시키는 것으로 확인되었다. 본 실험 결과, pH sensitive bacteriocin-liposome은 발효식품의 후산발효 억제에 적용될 수 있으며 추후에 요구르트를 포함한 다른 발효식품에 대한 추가적인 실험이 필요한 것으로 생각되었다.
The objective of this study was to control Kimchi fermentation using pH sensitive bacteriocin entrapping liposome(bacteriocin-liposome). The liposomes were prepared by the reverse-phase evaporation method from a mixture of DPPC(dipalmitoyl phosphatidylcholine, DPPE(dipalmitoyl phosphatidylethanolami...
The objective of this study was to control Kimchi fermentation using pH sensitive bacteriocin entrapping liposome(bacteriocin-liposome). The liposomes were prepared by the reverse-phase evaporation method from a mixture of DPPC(dipalmitoyl phosphatidylcholine, DPPE(dipalmitoyl phosphatidylethanolamine), DOPC(dioleoyl phosphatidylcholine) and cholesterol in a molar ration of 4:2:1:4. The bacteriocin-liposome was disruptured at pH 4 of buffer and was stable at alkaline pHs(6 and 7). Irrespective of the addition of the bacteriocin-liposomes, the pH of every Kimchi sample decreased to 5 during 5 days storage at 5$^{\circ}C$. Kimchi samples treated with bacteriocin-liposomes maintained pH 4 or higher, while Kimchi samples not treated with bacteriocin-liposomes exhibited pH 3.58 or lower. In general, the pH of Kimchi samples stored at 20$^{\circ}C$ decreased faster, compared to that of Kimchi samples stored at 5$^{\circ}C$. The pH of Kimchi samples treated with the bacteriocin-liposomes was 3.9 during 90 days storage, while that of the samples not treated with the bacteriocin-liposomes was 3.68 and 3.32 during 30 days and 90 days storages, respectively. Lactic acid bacteria in Kimchi treated with the bacteriocin-liposome grew relatively slow at 5$^{\circ}C$. The viable cell number of lactic acid bacteria increased up to 4${\times}$10$^<$TEX>7/ cells/ml and then decreased to 8${\times}$10$^<$TEX>6/ cells/ml during 90 days storage at 5$^{\circ}C$.
The objective of this study was to control Kimchi fermentation using pH sensitive bacteriocin entrapping liposome(bacteriocin-liposome). The liposomes were prepared by the reverse-phase evaporation method from a mixture of DPPC(dipalmitoyl phosphatidylcholine, DPPE(dipalmitoyl phosphatidylethanolamine), DOPC(dioleoyl phosphatidylcholine) and cholesterol in a molar ration of 4:2:1:4. The bacteriocin-liposome was disruptured at pH 4 of buffer and was stable at alkaline pHs(6 and 7). Irrespective of the addition of the bacteriocin-liposomes, the pH of every Kimchi sample decreased to 5 during 5 days storage at 5$^{\circ}C$. Kimchi samples treated with bacteriocin-liposomes maintained pH 4 or higher, while Kimchi samples not treated with bacteriocin-liposomes exhibited pH 3.58 or lower. In general, the pH of Kimchi samples stored at 20$^{\circ}C$ decreased faster, compared to that of Kimchi samples stored at 5$^{\circ}C$. The pH of Kimchi samples treated with the bacteriocin-liposomes was 3.9 during 90 days storage, while that of the samples not treated with the bacteriocin-liposomes was 3.68 and 3.32 during 30 days and 90 days storages, respectively. Lactic acid bacteria in Kimchi treated with the bacteriocin-liposome grew relatively slow at 5$^{\circ}C$. The viable cell number of lactic acid bacteria increased up to 4${\times}$10$^<$TEX>7/ cells/ml and then decreased to 8${\times}$10$^<$TEX>6/ cells/ml during 90 days storage at 5$^{\circ}C$.
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문제 정의
본 연구는 특정 pH에서 분해되는 pH sensitive bacte-riocin-liposome을 제조하여 야채발효시 유산균의 생육억제 효과를 조사하여 과도한 산생성을 억제시키는 발효 조절제로서의 가능성을 조사하고자 하였다.
제안 방법
Lactococcus sp. CU216이 생산하는 박테리오신은 L. acidophilus를 제외하고는 대부분의 유산균주들에 생육억제 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 이를 Octyl-Sepharose column으로 분획하여 정 제하였다. 정제된 박테리오신을 dipalmitoyl phosphocholine, dipalmitoyl phosphoethanolamine, dioleoyl phosphocholine 및 콜레스테롤를 각각 4:2:l:4(mol ratio)의 비율로 섞은 liposome을 제조하여 최종적으로 pH sensitive bacteriocin-liposome을 제조하였다.
Table 1은 Lactococcus sp. CU216이 생산하는 박테리오신의 항균 spectrum을 나타낸 것으로 주로 발효유 제조에 사용되는 Z. bidgaricus 와 S. thermophilus 균주 및 김치 발효에 관여하는 L. brevis, L. sake, L. platarum 및 Leuconostoc 균주들을 포함하여 총 18균주에 대하여 조사하였다. 본 실험에 사용된 18종의 유산균 중에서 L.
Olson 등(1979)의 방법을 변형하여 다음과 같이 제조하였다.DPPC(dipalmitoyl phosphatidylcholine, DPPE(dipalmitoyl phosphatidylethanolamine), DOPC(dioleoyl phosphatidylcholine) 및 콜레스테롤를 각각 4:2:l:4(mol ratio)의 비율로 섞어 1 mL 에테르에 녹인 후, 박테리오신이 첨가된 150 mM NaCl 완충용액 <pH 7.5)을 혼합하여 3분동안 sonication을 해서 에멀젼을 제조하였다. 이 에멀젼을 감압 농축기 (Gaake, Germary)를 사용하여 제거한 다음, polycarbonate filter(0.
박테리오신을 지시균이 약 1* CFU/mL 수준으로 접종된 MRS 한천배지 표면에 20 µL를 점적한 후 이를 37℃에서 24시간 배양하여 지시균의 생육 억제 여부를 관찰하여 항균 활성을 평가하였다.
발효식품의 후산발효를 조절하기 위하여 pH sensitive liposome의 이용 가능을 검토하였다. Lactococcus sp.
배추에 12%의 소금을 첨가하여 절이고 물기를 제거한 후 고춧가루, 파, 마늘 등의 양념과 제조된 pH sensitive bacterio-cin liposome을 g당 100 AU(Arbitury units)의 농도로 첨가하여 제조한 후 비닐봉지에 담고 밀봉하여 각 온도에서 보관하면서 시료로 사용하였다.
5로 조정하였다. 여기에 최종농도가 30 %가 되도록 (NNO2SO4를 첨가한 후 6시간 이상 4℃ 에서 서서히 교반한 다음 원심분리(12,000 g, 30 min, 4℃) 를 실시하고 여기서 얻어진 침전물을 수거한 다음 Octyl-Sepharose CL4B(Pharmacia Biotec AB, Sweden) 칼럼에 통과시켜 얻어진 활성분획을 동결건조시켜 사용하였다.
1% peptone 수로 희석하여 유산균수를 측정하기 위한 시료로 사용하였다. 유산균수는 0.02% sodium azide, 0.004% bromocresol purple0] 함유된MRS 한천배지에서 도말한 다음 37-C에서 48시간 배양한 후에 노란색을 띄는 집락만을 계수하였다.
acidophilus를 제외하고는 대부분의 유산균주들에 생육억제 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 이를 Octyl-Sepharose column으로 분획하여 정 제하였다. 정제된 박테리오신을 dipalmitoyl phosphocholine, dipalmitoyl phosphoethanolamine, dioleoyl phosphocholine 및 콜레스테롤를 각각 4:2:l:4(mol ratio)의 비율로 섞은 liposome을 제조하여 최종적으로 pH sensitive bacteriocin-liposome을 제조하였다. 이렇게 제조된 liposomee pH 4부근에서 대부분 유리되는 것으로 확인되었으나 pH 6이상에서는 일어나지 않았다.
대상 데이터
Lactococcus sp. CU216을 선발하여 박테리오신을 다음과 같이 정제하였다. MRS(Difco, USA) 배지에 24시간 37℃ 에서 배양시킨 후 원심분리(8,000 g, 20 min, 4℃) 하여 상등액을 회수한 다음 pH를 6.
시료 김치 봉지 한 개의 내용물 전체를 분쇄하여 멸균된거어즈(cheese cloth)로 거른 여과액의 pH를 측정하였으며(Orion, USA), 나머지 시료는 0.1% peptone 수로 희석하여 유산균수를 측정하기 위한 시료로 사용하였다. 유산균수는 0.
이론/모형
김치의 제조는 Lee 등(1992)이 사용한 방법으로 제조하였다. 배추에 12%의 소금을 첨가하여 절이고 물기를 제거한 후 고춧가루, 파, 마늘 등의 양념과 제조된 pH sensitive bacterio-cin liposome을 g당 100 AU(Arbitury units)의 농도로 첨가하여 제조한 후 비닐봉지에 담고 밀봉하여 각 온도에서 보관하면서 시료로 사용하였다.
성능/효과
본 실험 결과 Lactococcus sp. CU216이 생산하는 박테리오신은 김치발효에 관여하는 균주 대부분을 억제시킬 수 있음이 확인되었다.
그러나 Lactococcus sp. CU216이 생산하는 박테리오신이 Table 1에 나타난 바와 같이 대부분의 유산균을 억제시키는 것으로 보아 어떤 특정 미생물만을 선택적으로 억제시키지 않고 전체적인 유산균주들의 생육을 억제시킨 결과로 생각되었다. 따라서 발효에 관여하는 유산균들을 선택적으로 조사할 필요가 있었으며 이는 추가적인 실험으로 보완되어야 할 것으로 사료되었다.
3 부근이 식용에 적절한 것으로 보고되고 있다. 따라서 pH 4 부근에서 유산균의 발효를 억제시킬 수 있는 본 liposomee 발효식품의 상미기간을 연장시킬 수 있을 것으로 생각되었다.
이렇게 제조된 liposomee pH 4부근에서 대부분 유리되는 것으로 확인되었으나 pH 6이상에서는 일어나지 않았다. 또한pH sensitive bacteriocin-liposome 한국의 전통 발효식품인 김치에 적용하여 저장시 pH의 저하를 억제시키는 것으로 확인되었다. 본 실험 결과, pH sensitive bacteriocin-liposomee 발효식품의 후산발효 억제에 적용될 수 있으며 추후에 요구르트를 포함한 다른 발효식품에 대한 추가적인 실험이 필요한 것으로 생각되었다.
본 실험결과 pH sensitive bacteriocin-liposome을 첨가하지 않은 대조구의 경우 발효 초기에 급격한 산생성으로 인하여 pH가 많이 낮아져 유산균의 생육에 영향을 많이 미친 것으로 생각되었고, pH sensitive bacteriocin-liposome을 첨가한 실험구는 초기 유산균의 생육을 다소 지연시켜 산생성이 상대적으로 적어 김치의 선도 유지에 좋은 역할을 한 것으로 나타나 본 실험게 사용된 pH sensitive bacteriocin-liposome 이 발효식품의 후산발효 억제에 적절하게 이용될 수 있음을 확인하였다.
platarum 및 Leuconostoc 균주들을 포함하여 총 18균주에 대하여 조사하였다. 본 실험에 사용된 18종의 유산균 중에서 L. acidophilus 균주를 제외하고 나머지 유산균에 대하여서는 모두 생육억제를 시키는 것으로 확인되었다.
4x104 CFU/g 의 생균수를 나타내었다. 실험구는 발효 초기에는 pH sensitive bacteriocin-liposome의 영향으로 생균수가 대조구보다 적은 유산균수를 보였으나 발효 30일 이후부터는 대조구보다 다소 높았으며 저장 90 일에는 6.1X105 CFU/g의 생균수를 보였다.
후속연구
CU216이 생산하는 박테리오신이 Table 1에 나타난 바와 같이 대부분의 유산균을 억제시키는 것으로 보아 어떤 특정 미생물만을 선택적으로 억제시키지 않고 전체적인 유산균주들의 생육을 억제시킨 결과로 생각되었다. 따라서 발효에 관여하는 유산균들을 선택적으로 조사할 필요가 있었으며 이는 추가적인 실험으로 보완되어야 할 것으로 사료되었다.
따라서 요구르트의 후산발효나 김치의 발효를 효과적으로 조절하여 발효 식품의 상미기간을 연장할 수 있음을 입증한 것으로 김치를 포함한 각종 발효 식품의 선도유지에 이용이 가능할 것으로 생각되었다.
또한pH sensitive bacteriocin-liposome 한국의 전통 발효식품인 김치에 적용하여 저장시 pH의 저하를 억제시키는 것으로 확인되었다. 본 실험 결과, pH sensitive bacteriocin-liposomee 발효식품의 후산발효 억제에 적용될 수 있으며 추후에 요구르트를 포함한 다른 발효식품에 대한 추가적인 실험이 필요한 것으로 생각되었다.
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