항균력을 지닌 Bacillus 균주들을 종균으로 사용한 청국장에서 Bacillus cereus 억제 Inhibition of Bacillus cereus in Cheonggukjang Fermented with Bacillus Starters with Antimicrobial Activities원문보기
유해균인 Bacillus cereus와 독소 생성 곰팡이 증식 억제 능력을 지닌 Bacillus amyloliquefaciens EMD17(EMD17)과 Bacillus subtilis EMD4(EMD4)를 단독 혹은 1:1로 대두에 접종하여 청국장을 제조하였다. 대조구로는 나토균주로 알려진 Bacillus subtilis KACC16450 균을 접종한 청국장을 제조하였다. B. amyloliquefaciens EMD17 접종 청국장에서는 오염시킨 B. cereus 증식이 즉시 억제되어 $37^{\circ}C$ 발효 12시간에 검출되지 않았다. EMD4 접종 청국장에서도 B. cereus 증식 억제가 관찰되었으나 억제 정도는 약했다. 48시간 발효 후 청국장 시료들은 $4^{\circ}C$에서 10일간 저장하였고 B. cereus는 EMD4 접종 청국장에서 검출되지 않았다. 그러나 대조구에서는 상당수 B. cereus 균수가 유지되었다. 청국장의 pH 값은 시료 간 유의차가 없었고 혈전용해능은 발효 중에는 EMD17을 접종한 청국장이 그리고 저장 중에는 나토균주를 접종한 것이 높았다. 총 페놀성 화합물도 나토균주 청국장에서 높았다. 이상 결과들에서 B. amyloliquefaciens EMD17 같은 균주들을 종균으로 사용함으로써 청국장에서 B. cereus 억제가 가능함을 알 수 있다.
유해균인 Bacillus cereus와 독소 생성 곰팡이 증식 억제 능력을 지닌 Bacillus amyloliquefaciens EMD17(EMD17)과 Bacillus subtilis EMD4(EMD4)를 단독 혹은 1:1로 대두에 접종하여 청국장을 제조하였다. 대조구로는 나토균주로 알려진 Bacillus subtilis KACC16450 균을 접종한 청국장을 제조하였다. B. amyloliquefaciens EMD17 접종 청국장에서는 오염시킨 B. cereus 증식이 즉시 억제되어 $37^{\circ}C$ 발효 12시간에 검출되지 않았다. EMD4 접종 청국장에서도 B. cereus 증식 억제가 관찰되었으나 억제 정도는 약했다. 48시간 발효 후 청국장 시료들은 $4^{\circ}C$에서 10일간 저장하였고 B. cereus는 EMD4 접종 청국장에서 검출되지 않았다. 그러나 대조구에서는 상당수 B. cereus 균수가 유지되었다. 청국장의 pH 값은 시료 간 유의차가 없었고 혈전용해능은 발효 중에는 EMD17을 접종한 청국장이 그리고 저장 중에는 나토균주를 접종한 것이 높았다. 총 페놀성 화합물도 나토균주 청국장에서 높았다. 이상 결과들에서 B. amyloliquefaciens EMD17 같은 균주들을 종균으로 사용함으로써 청국장에서 B. cereus 억제가 가능함을 알 수 있다.
Cheonggukjang, a traditional Korean fermented soy food, was prepared by inoculation of Bacillus subtilis EMD4 or Bacillus amyloliquefaciens EMD17 with anti-bacterial or anti-fungal activities into soybeans. Cheonggukjang was also prepared by co-inoculation of EMD4 and EMD17 (1:1, v/v). Control cheon...
Cheonggukjang, a traditional Korean fermented soy food, was prepared by inoculation of Bacillus subtilis EMD4 or Bacillus amyloliquefaciens EMD17 with anti-bacterial or anti-fungal activities into soybeans. Cheonggukjang was also prepared by co-inoculation of EMD4 and EMD17 (1:1, v/v). Control cheonggukjang was prepared by using B. subtilis KACC16450 (Natto strain). Growth of B. cereus cells spiked with starter organisms was completely inhibited by B. amyloliquefaciens EMD17 after 12 h of fermentation at $37^{\circ}C$. Growth of B. cereus was also inhibited by B. subtilis EMD4, but the degree of inhibition was weaker. After 48 h of fermentation, cheonggukjang samples were stored for 10 days at $4^{\circ}C$. B. cereus cells were not detected from cheonggukjang inoculated with EMD4, whereas significant numbers still present in control. The pH values of cheonggukjang samples were not significantly different. During fermentation, cheonggukjang fermented with EMD17 showed the highest fibrinolytic activity and during storage, cheonggukjang fermented with a Natto strain was the highest. Cheonggukjang fermented with a Natto strain also showed the highest amount of total phenolic compounds. The results show that control of B. cereus in cheonggukjang is possible by using starters such as B. amyloliquefaciens EMD17.
Cheonggukjang, a traditional Korean fermented soy food, was prepared by inoculation of Bacillus subtilis EMD4 or Bacillus amyloliquefaciens EMD17 with anti-bacterial or anti-fungal activities into soybeans. Cheonggukjang was also prepared by co-inoculation of EMD4 and EMD17 (1:1, v/v). Control cheonggukjang was prepared by using B. subtilis KACC16450 (Natto strain). Growth of B. cereus cells spiked with starter organisms was completely inhibited by B. amyloliquefaciens EMD17 after 12 h of fermentation at $37^{\circ}C$. Growth of B. cereus was also inhibited by B. subtilis EMD4, but the degree of inhibition was weaker. After 48 h of fermentation, cheonggukjang samples were stored for 10 days at $4^{\circ}C$. B. cereus cells were not detected from cheonggukjang inoculated with EMD4, whereas significant numbers still present in control. The pH values of cheonggukjang samples were not significantly different. During fermentation, cheonggukjang fermented with EMD17 showed the highest fibrinolytic activity and during storage, cheonggukjang fermented with a Natto strain was the highest. Cheonggukjang fermented with a Natto strain also showed the highest amount of total phenolic compounds. The results show that control of B. cereus in cheonggukjang is possible by using starters such as B. amyloliquefaciens EMD17.
cereus 증식을 억제하는 효과를 조사하였다. 청국장의 경우 통상 발효 기간이 2~3일로 짧아서 곰팡이들보다 빨리 증식 하면서 독소를 생성하는 B. cereus가 문제가 되므로 본 실험에서는 B. cereus 증식 억제를 주된 목표로 설정하였다 (9).
제안 방법
Bacillus subtilis를 포함한 일부 종들의 bacilli 균주들은 유산균과 마찬가지로 그람 양성균이고 된장, 간장 등의 발효에 기여하는 GRAS 균들로 이들 중에는 bacteriocin이나 lipopeptide 등 다양한 항균물질들을 생산하는 균주들이 있어 이들을 발효식품 제조에 종균으로 사용할 경우 해당 식품들의 미생물학적 안전성을 향상할 수 있다(8). 본 연구에서는 전통장류들에서 분리한 항균력과 항진균력을 각각 지닌 Bacillus 두 균주를 단독으로 그리고 1:1(v/v)로 함께 대두에 접종하여 청국장을 제조하였다. 종균 접종과 동시에 인위적으로 오염시킨 Bacillus cereus 균수 변화를 48시간 동안 37°C에서 발효한 다음 4°C에서 10일간 냉장 저장 중에 측정하여 종균 접종이 B.
본 연구에서는 전통장류들에서 분리한 항균력과 항진균력을 각각 지닌 Bacillus 두 균주를 단독으로 그리고 1:1(v/v)로 함께 대두에 접종하여 청국장을 제조하였다. 종균 접종과 동시에 인위적으로 오염시킨 Bacillus cereus 균수 변화를 48시간 동안 37°C에서 발효한 다음 4°C에서 10일간 냉장 저장 중에 측정하여 종균 접종이 B. cereus 증식을 억제하는 효과를 조사하였다. 청국장의 경우 통상 발효 기간이 2~3일로 짧아서 곰팡이들보다 빨리 증식 하면서 독소를 생성하는 B.
대상 데이터
청국장 제조 시 종균으로 접종한 Bacillus subtilis EMD4와 Bacillus amyloliquefaciens EMD17은 간장에서 분리한 균주들로 각각 항균능과 항진균능이 우수하다(10,11). B.
함양농협에서 구입한 국내산 콩(2012년산)을 선별한 다음 300 g을 1 L 비커에 담은 후 70% 에탄올로 3분간 처리하여 표면을 살균하였다. 에탄올을 따라내고 증류수로 3회 세척한 다음 3차 증류수 600 mL를 넣고 실온에서 18시간 콩을 불렸다.
이론/모형
2 filter paper(GE Healthcare, Little Chalfont, UK)로 여과한 여액을 항산화 활성 측정용 시료로 사용하였다. Total polyphenolic compounds 함량 측정과 항산화능을 보여주는 지표들인 DPPH radical scavenging activity, ABTS radical cation-decolorization assay 및 ferric reducing antioxidant power(FRAP) assay들은 앞서 기술한 방법들을 사용하여 수행하였다(13).
균질액을 원심분리 하여 얻은 상등액을 -70°C에 보관 후 혈전용해능은 추후 측정하였다. 혈전용해능은 fibrin plate 방법을 사용하여 측정하였고 사람의 plasmin(P1867, 2 u/mg, SigmaAldrich Co., St. Louis, MO, USA)을 대조구로 사용하였다 (12). 상등액 20 μL를 fibrin plate에 spot 하고 동일 plate에 plasmin을 농도별(1~40 mU)로 spot 한다.
성능/효과
subtilis EMD4에 의해 증식이 저해될 가능성이 크다. B. amyloliquefaciens EMD17을 혈전용해능이나 γPGA 생산과 같은 기능성이 우수한 다른 균주들과 함께 종균으로 사용한다면 B. cereus나 곰팡이 오염으로부터 더욱 안전하면서 동시에 기능성도 향상된 청국장 제조가 가능할 것이다.
EMD4보다는 EMD17 접종 청국장의 역가가 높았고 나토균주 접종 청국장의 역가가 발효와 저장중 가장 높게 나왔다. FRAP assay 측정 결과(Fig. 4) 발효 중에는 EMD17과 EMD4 접종 청국장들 간 별 차이가 없었고 48시간에는 EMD17 청국장이 높았으며 이후 저장 중에는 EMD17 접종 청국장의 역가가 높게 유지되었다. 저장 5일차에 가장 차이가 컸다.
cereus 저해는 매우 효과적임을 알 수 있다. 따라서 B. cereus 저해가 주목적이라면 B. amyloliquefaciens EMD17이 종균으로서는 최적으로 생각된다. B.
후속연구
이는 청국장 발효 환경과 한천배지 상에서의 조건이 다르기 때문으로 보인다. 항균력 검증을 위해 흔히 사용되는 agar well diffusion 혹은 gel overlay 방법에 의해 항균력이 확인된 균주들도 실제 발효식품에서 효과가 있는지는 직접 발효에 사용하여 확인할 필요가 있다.
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