[논문]막걸리로부터 분리된 Bacillus amyloliquefaciens 균주의 항균 활성

심현수; 김명동

doi:10.4014/mbl.1511.11005

막걸리로부터 분리된 Bacillus amyloliquefaciens 균주의 항균 활성
Antipathogenic Activity of Bacillus amyloliquefaciens Isolated from Korean Traditional Rice Wine 원문보기

Microbiology and biotechnology letters = 한국미생물·생명공학회지, v.44 no.1, 2016년, pp.98 - 105

심현수 (강원대학교 식품생명공학과) , 김명동 (강원대학교 식품생명공학과)

초록
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강원도를 비롯한 전국에서 발효식품 44점으로부터 유해균에 대한 생육억제 활성이 우수한 고초균주를 분리 및 동정하였으며, 생육억제 활성이 가장 우수하였던 Bacillus amyloliquefaciens MBE1283로 명명된 균주의 유해균에 대한 생육억제 활성, 전분분해 효소활성 및 생육특성을 조사하였다. Escherichia coli O157:H7 KCCM40406을 비롯한 8종류의 유해균에 대한 생육억제 활성을 평가한 결과, 막걸리에서 분리된 B. amyloliquefaciens MBE1283 균주는 다른 B. amyloliquefaciens 균주들에 비해 유의적으로 높은 유해균 생육억제 활성을 나타내었다. B. amyloliquefaciens MBE1283 균주의 ${\alpha}$-amylase 효소활성은 대조구 균주들과 비교하였을 때 현저히 낮았으나 glucoamylase 효소활성은 대조구로 사용한 균주와 유사한 수준이었다. B. amyloliquefaciens MBE1283 균주의 최적 생육온도는 $45^{\circ}C$로서 대조구 균주보다 온도에 대한 내성이 있는 것으로 판단되었으며, 균체 성장에 적합한 최적 배지는 pH 6이었다. 본 연구를 통하여 막걸리로부터 분리된 B. amyloliquefaciens MBE1283 균주는 여러 종류의 유해균에 항균활성을 지니며 높은 온도와 낮은 pH에 대하여 내성을 지닌 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The presence of bacterial strains showing antagonistic activity to common pathogens found in a variety of fermented foods in Korea was explored. A bacterium inhibiting the growth of pathogens such as Aspergillus terreus (KCTC6178), A. flavus (KCTC6984), Staphylococcus aureus (KCCM12214), Escherichia coli O157:H7 (KCCM40406), Bacillus cereus (KCTC1012), Cryptococcus neoformans (ATCC208821), Salmonella typhimurium (ATCC19430), and Listeria monocytogenes (KCTC3569) was isolated from Makgeolli, a Korean traditional rice wine. The strain showing high antipathogenic activity was identified as B. amyloliquefaciens based on the nucleotide sequence of the 16S ribosomal RNA gene. Compared with B. amyloliquefaciens KCTC1660, whose genome has been sequenced, the isolate exhibited significantly low activities of starch-degrading enzymes and high resistance to high temperature and low pH.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 E. coli O157:H7 KCCM40406 균주를 비롯한 여러 종류의 유해균에 대한 생육억제 효과를 보유하는 고초균을 발효식품으로부터 분리하고 생육특성을 조사 하였다.

제안 방법

B. amyloliquefaciens MBE1283 균주의 생육특성을 조사하기 위하여 TSB 배지에 초기 세포흡광도가 0.1이 되도록 접종하고 배양온도를 25℃에서 55℃까지 설정하고 비성장속도를 측정하였다. 배지의 초기 pH가 균체 성장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 인산염 완충액(100 mM)을 사용하여 pH 3, 4, 5, 6, 7, 8 및 9로 조정하였고 45℃에서 배양하였다.
가용성전분을 함유한 합성배지에서 B. amyloliquefaciens 균주들을 배양한 후 회수한 상등액을 사용하여 균주의 전분 분해활성을 측정하였다. MBE1283 균주의 경우 α-amylase 효소활성이 11,791.

대상 데이터

도말한 배지는 37℃에서 48시간 배양하여 단일 집락을 확보한 후 액체 배지(TSB, MRS; BD Diagnostic)에서 48시간 배양 후 -80℃에 보관하였다. 대조구 균주 및 유해균은 한국 미생물자원센터(KCTC, Daejeon, Korea)와 한국 미생물 보존센터(KCCM, Seoul, Korea)로부터 분양받아 사용하였다(Table 1).
유해균에 대한 생육억제 활성이 우수한 균주를 확보하기 위하여 강원도를 비롯한 전국에서 김치, 막걸리, 된장, 젓갈 등 44점의 발효식품을 수집하였다. 수집한 시료 1 g을 10 ml의 멸균된 생리식염수(0.

데이터처리

모든 측정은 3회 반복하였으며 통계처리는 SPSS(v. 21, IBM, Armonk, NY, USA)를 이용하였으며 Duncan의 다중범위검정법[27]으로 유의성을 검정하였다.

이론/모형

분리한 균주의 16S rRNA 영역의 증폭은 518F(5'-CCAGCAGCCGCGGTAATACG)와 800R(5'-TACCAGGGTATCTAATCC) 프라이머를 사용하였다[6]. 증폭한 16S rRNA 유전자 영역의 염기서열은 National Center for Biotechnology Information(NCBI, Bethesda, MD, USA)의 BLAST를 사용하여 타 균주와의 상동성을 비교하여 분리한 균주를 동정하였으며[1], 계통도는 근린결합법(neighbor-joining method)[25]을 사용하여 작성하였다.

성능/효과

06 (1/h))보다 유의적으로 높은 수준을 나타내었다. 결론적으로 MBE1283 균주는 유전체 정보가 알려진 KCTC1660 균주에 비해 고온에 대한 내성이 우수하고 낮은 pH에서도 잘 성장하였으며 배양온도 45℃, 배지 pH 6에서 성장속도가 가장 우수하였다.
amyloliquefaciens를 비롯한 고초균을 분리하였다. 그 중 막걸리에서 분리한 MBE1283으로 명명된 균주는 유해세균과 유해 곰팡이에 대해 공통적으로 가장 높은 항균활성을 나타내었다.
flavus의 생육을 저해하였으나 저해 활성은 미미한 것으로 판단되었다. 항균활성 평가 결과, B. amyloliquefaciens MBE1283 균주는 6종의 유해균과 2종의 유해 곰팡이에 대해 항균활성을 나타냈으며, 5점의 표준균주와 비교하였을 때 상대적으로 우수한 항균활성을 보였다. 이러한 결과는 B.

후속연구

따라서 본 연구에서 분리된 균주는 16S rRNA 유전자 염기서열을 기준으로 판단하면 기존에 보고된 B. amyloliquefaciens와 상동성이 99%로 매우 유사하지만 전분분해 효소활성을 기준으로 본다면 기존의 균주와는 다른 생육특성을 보일 것으로 추정되며 유전체 규명을 포함한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
amyloliquefaciens 균주와는 상이한 생육특성을 보이는 것을 확인하였다. 향후 차세대 유전체 해독(next generation sequencing) 기법 등을 이용하여 전체 유전체 염기서열을 해석하고 균주의 생리학적 특성을 규명한다면 생물산업적 관점에서 높은 활용성이 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	잘 알려진 지질 펩타이드의 종류는 어떤 것이 있는가?	이러한 균주들은 병원성 세균과 병원성 곰팡이의 생육을 저해 하는 지질 펩타이드와 같은 생리활성 물질들을 합성할 수 있다[26, 28]. 잘 알려진 지질 펩타이드로는 iturin, surfactin, bacillomycin, fengycins 그리고 mycosubtilin 등이 있다[4, 15].
	B. amyloliquefaciens은 식물에 어떤 역할을 하는가?	B. amyloliquefaciens는 Bacillus 속에 속하는 그람양성 세균으로 식물의 생육을 촉진하고 병원성균의 생육을 억제하며 식물의 근권(rhizosphere)을 형성하는데 기여하는 것으로 알려져 있다[29]. B.
	지구상의 미생물 중 식품에서 발견되는 것으로 식중독, 리스테아증, 설사 등을 유발하는 것은?	지구상에서는 수 많은 미생물이 존재하며 그 중 약 400여 종의 미생물은 인간, 동물 그리고 식물에게 유해하다고 알려져 있다[23]. 특히, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 그리고 Salmonella typhimurium 등은 식품에서 발견되는 병원균으로 식중독, 리스테아증, 설사 등을 유발한다[18, 26]. Cryptococcus neoformans, Aspergillus terreus 그리고 Aspergillus flavus 등은 자연계에 흔히 존재하는 병원성 곰팡이로서 신부전증, 크립토코커스증, 호흡기 감염 등을 유발 하는 것으로 보고되었다[7, 17, 19].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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