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논문 상세정보

한국전통주인 막걸리로부터 분리한 Lactobacillus plantarum subsp. plantarum B-134의 gamma-aminobutyric acid (GABA)의 생산

Production of gamma-Aminobutyric Acid (GABA) by Lactobacillus plantarum subsp. plantarum B-134 Isolated from Makgeolli, Traditional Korean Rice Wine

초록

본 연구는 막걸리로부터 ${\gamma}$-amino butyric acid (GABA) 생성 유산균을 분리 및 동정하고 최적 GABA 생산조건을 확립하는데 그 목적이 있다. 막걸리로부터 64균주의 유산균은 MRS 배지에서 성장된 집락의 색과 모양의 특성에 따라 분리하였다. 분리균주의 GABA 생산은 1% MSG가 첨가된 MRS 액체배지에서 배양하여 TLC와 HPLC 방법에 의해 평가되었다. B-134 균주는 GABA생성을 위한 우수균주로 선발하였다. 16S rRNA 유전자 및 glutamate decarboxylase B (gadB) 유전자의 염기서열분석을 통하여, B-134 균주는 Lactobacillus plantarum subsp. plantarum B-134 균주로 명명하였다. GABA 생성을 위한 온도, pH, NaCl 및 MSG 농도를 달리하여 최적배양조건을 조사하였다. 그 결과 B-134 균주의 최적배양 조건은 온도 $37^{\circ}C$, pH 5.7, NaCl 농도 0% (w/v), 그리고 MSG 농도 3% (w/v)로 결정되었으며 본 조건에서 48시간 배양시 25 mM의 GABA를 생산하였다. 이러한 결과로부터 B-134 균주는 GABA함유 건강기능식품개발을 위한 유용한 균주로 판단된다.

Abstract

This study is to isolate and identify ${\gamma}$-amino butyric acid (GABA) producing lactic acid bacteria (LAB) from Makgeolii, traditional Korean rice wine and then establish the optimal culture conditions for GABA production. Sixty four LAB from Makgeolli were isolated according to the characteristics of the shape and color of the colony grown on MRS agar plate. The GABA production of the isolated strain cultured in MRS broth contained 1% MSG (mono-sodium glutamate) were determined and evaluated by TLC and HPLC analysis. Strain B-134 was selected for highest GABA production. From the analysis of 16S rRNA and glutamate decarboxylase B (gadB) gene sequences, strain B-134 was tentatively identified as a Lactobacillus plantarum subsp. plantarum B-134. Effects of culture parameters, including glutamic acid level, culture temperature, NaCl level, and pH on GABA production were investigated for culture optimization. The optimum culture condition for GABA production by B-134 were culture temperature of $37^{\circ}C$, pH of 5.7, NaCl content of 0% (w/v) and MSG content of 3% (w/v), which produced 25 mM of GABA during cultivation time of 48 hr. From these results, strain B-134 is expected to be utilized as useful microorganisms for GABA-enriched health beneficial food.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
γ-amino butyric acid
γ-amino butyric acid는 무엇인가?
자연계인 미생물, 식물 및 동물에 널리 분포하는 비단백질 아미노산이다

γ-amino butyric acid (GABA)는 자연계인 미생물, 식물 및 동물에 널리 분포하는 비단백질 아미노산이다[4, 6, 9, 11, 39, 49]. GABA는 glutamate decarboxylase (GAD)의 촉매작용에  의해 L-glutamic acid에서 GABA로 탈탄산화에 의해 생합성 된다[32, 35].

γ-amino butyric acid
γ-amino butyric acid는 무엇에 의해 생합성되는가?
glutamate decarboxylase (GAD)의 촉매작용에  의해 L-glutamic acid에서 GABA로 탈탄산화에 의해 생합성 된다

γ-amino butyric acid (GABA)는 자연계인 미생물, 식물 및 동물에 널리 분포하는 비단백질 아미노산이다[4, 6, 9, 11, 39, 49]. GABA는 glutamate decarboxylase (GAD)의 촉매작용에  의해 L-glutamic acid에서 GABA로 탈탄산화에 의해 생합성 된다[32, 35]. GAD (gadA와 gadB encoding gene)와 glutamate:GABA antiporter (gadC encoding gene)로 구성된 세포내재 GAD system은 GABA 생산을 담당한다.

GABA를 생산하는 미생물
GABA를 생산하는 미생물들 중 흥미롭고 특이한 것은 무엇인가?
GABA를 생산하는 미생물들 중 흥미롭고 특이한 것은 고농도의 GABA를 생산하는 대부분이 유산균이라는 사실이다.

GABA를 생산하는 미생물들 중 흥미롭고 특이한 것은 고농도의 GABA를 생산하는 대부분이 유산균이라는 사실이다. 이러한 유산균의 분리원은 주로 발효식품들인데 국내의 경우 김치[26, 34, 40], 젓갈[16], 막걸리[21] 등으로부터 국외의 경우 요구르트와 치즈[29, 33, 36, 44], sourdough [38], paocai [25], 발효스시[18] 등으로부터 분리되었다.

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