선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 우리의 전통 발효식품인 동치미로부터 E. coli O157에 대한 항균 활성을 나타내는 L. plantarum K11 균주가 생산하는 박테리오신의 활성에 영향을 미치는 배양 조건에 관하여 살펴보았다. 본 균주가 생산하는 박테리오신은 MRS 배지 상에서 가장 높은 활성을 나타내었고 M17, BHI 및 TSB 보다 균의 증식속도도 빠르게 나타났다.
- 13). 따라서 본 연구에서는 L. plantarum K11이 생산하는 박테리오신의 최대 활성을 얻기 위한 배양조건 및 배지 성분에 관하여 알아보고자 한다.
제안 방법
- L. plantarum K11 균주가 생산한 박테리오신 용액의 항균활성은 microtitre plate a* ssay 1 으로 측정하였다. 즉, microtitre plate (BD Falcon, Franklin Lakes, USA) 의 각well에 액체배지 200μL와 2진법으로 희석 한 박테리오신용액 50 μL 및 E.
- plantarum K11 균주가 생산한 박테리오신 용액의 항균활성은 microtitre plate a* ssay 1 으로 측정하였다. 즉, microtitre plate (BD Falcon, Franklin Lakes, USA) 의 각well에 액체배지 200μL와 2진법으로 희석 한 박테리오신용액 50 μL 및 E. coli 0157 ATCC 43889 배양액 100 μL(약 l.Ox leCFU/mL)을 접종하였다. 37。。에서 12시간 배양한 후 enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) reader (Spectrocount, Packard Instruments, Meriden, CT,US A)로 660nm 에서 흡광도를 측정하여 대조구 흡광도의절반에 해당하는 박테리오신 용액의 최대 희석배수의 역수에 20 (1 mL/50 μL)을 곱하여 구한 값을 bacteriocin unit(BU)/mL로 표시하였다.
- 및 TSB 배지에 균주를 접종한 다음 37。(3에서 24시간 동안 배양하면서 박테리오신의 활성과 흡광도 (660n* m)측정하여 균의 생육곡선을 조사하였다.
- L. plantarum K11 균주를 최적의 액체배지에 접종한 다음 15, 25, 37 및 451에서 24시간 동안 배양하면서 배양액을회수하여 박테리오신 용액을 제조한 후 항균 활성을 측정하여 최고의 활성을 나타내는 배양 온도를 결정하였다.
- 최적의 액체배지를 6N HC1 혹은 NaOH으로 pH 5.0, 7.0 및 9.0으로 조정하고 난 후 Z. plantarum K11 균주를 접종하고 최적의 온도에서 배양하는 동안 배양액으로부터 박테리오신 활성을 측정하여 최대의 항균 활성을 나타내는 배지의 pH를 결정하였다.
- 탄소원으로는 glucose, galactose, fructose, maltose 및 lactose을 사용하였고, 질소원으로는 beef extract, casein, peptone, tryptone 및 yeast extract를 사용하였으며, 염류로는 NaCl, NH4PO4, K2HPO4, MgSO4 ・ 7H2O 및 MnSO4 ・H2O 등을 최적의 액체배지에 약 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0%의 농도로 첨가한 다음 L. plantarum K11 균주를 접종하여최적의 온도에서 배양한 후 대조구와의 활성을 비교하여 탄 소원, 질소원 및 염류의 종류와 첨가량에 따른 박테리오신 활성을 조사하였다.
성능/효과
- plantarum K11 균주가 생산하는 박테리오신의 활성에 영향을 미치는 배양 조건에 관하여 살펴보았다. 본 균주가 생산하는 박테리오신은 MRS 배지 상에서 가장 높은 활성을 나타내었고 M17, BHI 및 TSB 보다 균의 증식속도도 빠르게 나타났다. 대수기 초기부터 활성이 점점 증가하기 시작하여 정지기 때 최대에 이르렀고 이후에는 급격히 감소하였다.
- plantarum K11 균주는 배양시작 후 16시간 만에 정지기에 도달하였고, 이때 박테리오신의 활성은 12800BU/mL로 최대에 이르렀으나, 이후에는 활성이 급격히 감소하였다. M17 액체배지에 배양한 경우 최대 활성이 16시간째나타나 긴 하였으나, MRS 배지 상에서 보다 훨씬 낮은 3200 BU/mL 정도의 활성을 나타내었고 균의 증식 속도도 MRS 배지보다 낮았다. BHI 액체배지에서는 배양 20시간 만에 3200BU/mL의 박테리오신 활성을 나타내었고, TSB액체배지의 경우에는 다른 액체배지들 보다 유도기가 길고 균 증식 속도가 가장 느렸고, 박테리오신의 활성은 배양 시간 동안 내내 전혀 나타나지 않았다.
- lactis subsp. lactis A164가 생산한 박테리오신 활성을 위해서 0.5% lactose가 첨가된 M17 (M17L) 액체배지가 최적의 배지인 것으로 확인되었고, MRS와 APT 액체배지는 M17L과 유사한 세포질량을 나타내었으나, 박테리오신 활성은 낮게 나타났다고 보고하여 본 실험의 결과와 다소 차이가 있었다. 한편, 생산 균주의 최적 증식 조건에서 반드시 최대의 박테리오신을 생산하는 것은 아니라고 보고하는 연구 결과도 있다叫 많은 유산균들은 대수기 부터 박테리오신이 생합성 되기 시작하는 초기 대사산물로 알려져 있으나, 몇몇 연구에 의하면 정지기 후반단계에 특이적인 2차 박테리오신 생산 피크를 형성하는데 이는 대사산물의 축적, 영양분 부족과 같은 자극적인 요인에 대한 반응으로 생성된다고 알려져 있다由。).
- 2와 같다. 25℃, 30℃ 및37℃ 순으로 온도가 증가함에 따라 박테리오신의 활성은 비례적으로 증가하였으나, 45P에서는 오히려 활성이 감소하였다. 최대 활성 (12800BU/mL)은 37C에서 배양한 경우 14~16시간 만에 나타났고, 3(TC에서는 18시간 만에나타났다.
- 0에서는 배양 동안 내내 매우 낮은 활성을 보였다. 따라서 L. plantarum Kll의 박테리오신의 최대 활성은 MRS 액체배지 초기 pH 7.0으로 조정하여 37P에서 14~ 16시간 배양하는 동안 나타나는 것으로 확인하였다.
- 4, 5 및 6과 같다. Glucose 0.5, 1.0%와 lactose 1.0%, 1.5%를 첨가한 경우 대조구에 비해 박테리오신 활성은 2배 증가하였고, 특히 lactose 0.5% 첨가 시에는 무려 4배 증가되었다. 그러나 galactose 0.
- 0% 첨가 시에는 대조구와 동일한 12800BU/mL의 활성을 나타내었 으며, 그 이상의 탄소원을 첨가한 경우에는 오히려 활성이 감소되었다. 질소원으로써 beef extract 0.5%, peptone 0.5와 1.0%, tryptone 0.5% 및 yeast extract 0.5와 1.0% 첨가한 경우에는 대조구와 동일한 활성을 나타내었으나, 그 이상의 농도로 첨가했을 때에는 활성이 감소되었음을 확 인하였다. 염류로써는 NaCl 0.
- 0% 첨가한 경우에는 대조구와 동일한 활성을 나타내었으나, 그 이상의 농도로 첨가했을 때에는 활성이 감소되었음을 확 인하였다. 염류로써는 NaCl 0.5%와 KJIPQ 0.5% 첨가한 경우 박테리오신의 활성이 대조구보다 2배 증가한 반면, NaCl 2.0%, NH4PO4 2.0% 이상, MgSO4 - 7H2O 1.5% 이상 및 MnSO4-H2O 1.0% 이상을 첨가했을 때에는 대조구 활 성의 50% 이하로 감소하였다.
- lactis subsp. lactis A164가 생산한 박테리오신 활성에 대한 탄소원의 영향을 살펴본 결과, 0.5%의 sucrose와lactose 둘 다 세포의 성장을 위해서는 적합한 당이었으나, sucrose 보다 lactose에 의해 8배 더 높은 박테리오신 활성을 얻을 수 있었다. 하지만 0.
- 5%의 glucose와 raffinose> 첨가하여 생산된 박테리오신 활성은 오히려 낮게 나타났 다고 보고하였다. 또한 질소원의 경우, 1.0% yeast extract를 첨가한 M17L에서 최대의 박테리오신 활성이 나타났는데 이것은 tryptone, soytone 보다 2배, peptone 보다는 16거 casein의 경우보다 무려 32배 더 높게 나타났다. 이와 같이 yeast extract0]] 의해 활성이 높은 이유는 더 많은 양의 유리 아미노산과 작은 펩타이드를 제공해주고 다른 단백질 가수분해물에 비해 더 많은 성장 인자를 공급하기 때문이 라고 고찰하였다'’a), e.
- 1.sakei CCUG 42687의 박테리오신(sakacin P)은 glucose 가 증가함에 따라 생성 량이 감소하는 경향을 보였는데 초기 읺ucose 농도가 45 혹은 60g/J로 배양한 경우 생산된 유 산(250 mmol/L)에 의해 박테리오신 생산이 중지되었다. 한편 yeast extract의 농도가 증가할수록 균의 증식 속도와 sakacin P의 최대 농도 및 특이적인 생산 속도도 함께 증가되었으 며, 또한 tryptone 농도도 증가함에 따라 박테리오신 생산 에 도움을 주었다고 보고하였다32).
- 많은 연구 결과와 비교해 볼 때 박테리오신 생산의 최적 조건은 균주 특이성이 있고 유산균이 생산하는 박테리오 신의 활성은 배양 온도, 초기 pH, 배지 성분 등과 같은 환 경적인 요인에 중요한 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 박 테리오신 생산균을 발효식품 제조에 이용할 경우 식품 내에 함유된 여러가지 영양 성분과 발효 조건에 따라 박테 리오신 생성량이 달라져 항균 활성도 증가되거나 감소될 수 있다는 것을 고려해야 된다.
- 대수기 초기부터 활성이 점점 증가하기 시작하여 정지기 때 최대에 이르렀고 이후에는 급격히 감소하였다. 배양온도의 영향으로는 온도가 상승함에 따라 박테리오신의 활성도 증가하여 최대 활성은 37℃ 상에서 나타났고 45P에서는 오히려 활성이 감소하였다. 배지의 초기 pH 영향을 살펴본 결과 배양 8시간부터 pH 7.
- 배양온도의 영향으로는 온도가 상승함에 따라 박테리오신의 활성도 증가하여 최대 활성은 37℃ 상에서 나타났고 45P에서는 오히려 활성이 감소하였다. 배지의 초기 pH 영향을 살펴본 결과 배양 8시간부터 pH 7.0과 8.0에서 활성이 나타나기 시작하여 배양이 진행될수록 pH 7.0에서 최대로 나타났으나, pH 5.0과 9.0에서는 활성이 매우 약하게 나타났다. Glucose 0.
- 0에서는 활성이 매우 약하게 나타났다. Glucose 0.5, 1.0%와 lactose 0.5~1.5%를 첨가한 경우 대조구에 비해 박테리오신 활성이 2배 이상 증가하였으나, galactose1.0%, fructose 1.0% 및 maltose 1.5% 이상 첨가 시에는대조구 보다 오히려 활성이 감소되었다. 질소원은 0.
- 0%의 peptone 이나yeast extract에 의해 대조구와 동일한 활성을 나타내었으나, 그 이상의 농도로 첨가했을 때에는 활성이 감소되었다. 또한 NaCl 0.5%와 K2HPO4 0.5% 첨가한 경우 박테리오신의 활성이 대조구보다 2배 증가한 반면, NaCl 2.0%,NH4PO4 2.0% 이상, MgSO4-7H2O 1.5% 이상 및 MnSO4-H2O 1.0% 이상을 첨가했을 때에는 대조구 활성의 50%이하로 감소하였다.
후속연구
- 박 테리오신 생산균을 발효식품 제조에 이용할 경우 식품 내에 함유된 여러가지 영양 성분과 발효 조건에 따라 박테 리오신 생성량이 달라져 항균 활성도 증가되거나 감소될 수 있다는 것을 고려해야 된다. 향후 L. plantarum K11 균 주를 요구르트 발효스타터로 사용하여 항균 활성의 변화를 조사하고, 크로마토그래피로 박테리오신을 순수 분리 정 제하여 유전자의 구조를 해석하고자 한다
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.