초록 ▼

○ 연구결과
∘ 비가열 식품에 활용가능한 천연 항균성 peptide의 생산 및 적용기술 개발을 위해 pediocin M 생산균주인 Pediococcus acidilactici M의 대량배양조건을 확립하고 whey를 기반으로 하는 배양 및 정제기술을 개발하였다.
∘ 고발현 vector 시스템을 개발하여 E. coli 및 Leuconostoc sp.에서의 발현기술을 개발하였으며 흡착-탈착을 활용한 대량 정제 시스템을 개발하였다.
∘ 비가열식품별 최적 pediocin 활성 농도의 결정 및 최적처리방법의 확립을 위해 분리한

○ 연구결과
∘ 비가열 식품에 활용가능한 천연 항균성 peptide의 생산 및 적용기술 개발을 위해 pediocin M 생산균주인 Pediococcus acidilactici M의 대량배양조건을 확립하고 whey를 기반으로 하는 배양 및 정제기술을 개발하였다.
∘ 고발현 vector 시스템을 개발하여 E. coli 및 Leuconostoc sp.에서의 발현기술을 개발하였으며 흡착-탈착을 활용한 대량 정제 시스템을 개발하였다.
∘ 비가열식품별 최적 pediocin 활성 농도의 결정 및 최적처리방법의 확립을 위해 분리한 pediocin에 대한 물리화학적, 효소학적 특성을 검토하였으며, pediocin, nisin 및 polylysine의 단독처리에 의한 효과와 유기산, 열처리 등의 hurdle 인자와의 복합처리를 위한 조건을 결정하였다.
∘ 사과 등 최소가공 과채류, 막걸리, 김치 및 약식 등의 저수분 식품에 대한 적용시험을 통해 최적 적용방안을 도출하였다.

Abstract ▼

This study was aimed to develope fundamental and application technology of pediocin, natural peptide produced by microorganism Pediococcus acidilactici M for improvement of non-heated foods.
To develop mass production of pediocin transformations to host cell E. coli BL21(DE3) was carried out by P

This study was aimed to develope fundamental and application technology of pediocin, natural peptide produced by microorganism Pediococcus acidilactici M for improvement of non-heated foods.
To develop mass production of pediocin transformations to host cell E. coli BL21(DE3) was carried out by PCR and ligation of pGEX-4T-1 pediocin gene. After separation of GST-fusioned pediocin by GST-bind resin, active GST cut-off pediocin was separated.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 연구개발보고서 초록 ... 4
• 요 약 문 ... 6
• SUMMARY ... 14
• CONTENTS ... 19
• 목 차 ... 23
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 27
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 27
• 1. 기술적 측면 ... 28
• 2. 경제·산업적 측면 ... 29
• 3. 사회·문화적 측면 ... 30
• 제 2 절 연구개발의 범위 ... 31
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 32
• 제 1 절 박테리오신 및 pediocin에 대한 기초 연구 ... 32
• 제 2 절 Bacterocin 및 Pediocin의 적용에 관한 연구 ... 33
• 제 3 절 Hurdle Technology의 적용기술 ... 34
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 39
• 제 1 절 실험재료, 시료의 제조 및 전처리 ... 39
• 1. 실험재료 ... 39
• 가. 미생물 균주 ... 39
• 나. 실험재료 ... 40
• 다. 시약 및 배지 ... 41
• 2. Pediocin의 분리·정제 ... 42
• 가. Pediocin의 추출 ... 42
• 나. Amerlite XAD에 의한 분리 ... 43
• 다. Semi-preparative HPLC에 의한 정제 ... 43
• 3. 시료의 전처리 ... 43
• 가. 최소가공 과채류의 전처리 ... 43
• 나. 최적 dips solution 선정 및 hurdle의 적용을 위한 시료의 전처리 ... 45
• 다. 최적 dips solution 선정 ... 45
• 라. 물리적 방법의 hurdle 탐색 ... 46
• 마. 김치의 제조 ... 47
• 바. 막걸리의 제조 ... 47
• 사. 코팅 필름 제조 ... 47
• 아. 포장두부의 제조 ... 48
• 자. 약식의 제조 ... 48
• 차. 전처리 과채류의 저장 ... 48
• 제 2 절 측정 및 분석방법 ... 51
• 1. 항균 활성의 측정 ... 51
• 2. Pediocin의 정제도 확인 ... 51
• 가. HPLC에 의한 확인 ... 51
• 나. SDS-PAGE에 의한 확인 ... 51
• 3. Pediocin의 물리화학적 처리 ... 52
• 4. 단백질 정량 ... 52
• 5. Pediocin-like bacteriocin(Class IIa bacteriocin)의 분리 ... 52
• 가. Bacterial strains and media ... 52
• 나. Isolation of LAB(lactic acid bacteria) ... 52
• 다. Bacteriocin-producing LAB의 screening ... 53
• 6. P. acidilactici M의 배양조건 시험 ... 53
• 7. Pediocin의 대량 발현 ... 54
• 가. E. coli에서의 pediocin M 대량 생산 ... 54
• 나. Leuconostoc mesenteroides에서의 pediocin의 발현 ... 56
• 8. 미생물군수의 측정 ... 58
• 가. 총균수 ... 58
• 나. 대장균 및 대장균군 ... 59
• 다. 젖산균 ... 59
• 라. Bacillus cereus ... 59
• 9. 색도 ... 59
• 10. pH 및 산도 ... 60
• 11. 아미노산성 질소 ... 60
• 12. 코팅 필름의 항균제 용출 ... 61
• 13. 코팅 필름의 항균활성 ... 61
• 14. 코팅 필름의 물리적 특성 시험 ... 61
• 가. 수분용해도(Water Solubility ; WS) ... 61
• 나. 필름의 형상(Morphology) 관찰 ... 62
• 15. 코팅 필름의 polylysine 용출 및 항균특성 ... 62
• 16. 조직감 ... 62
• 17. Vitamin C 함량 ... 63
• 18. 유리당 함량 ... 63
• 19. 중량감소율 ... 65
• 20. 산도 측정 ... 65
• 21. 관능평가 ... 65
• 제 3 절 결과 및 고찰 ... 66
• 1. Pediocin 대량 생산기술 개발 ... 66
• 가. Pediocin 생산 transformant 개발 ... 66
• 나. Pediocin의 최적 대량배양 확립 ... 75
• 다. Pediocin의 고효율 대량정제기술의 개발 ... 98
• 2. 비가열식품에의 pediocin 적용기술개발 ... 107
• 가. Pediocin의 품질열화 및 병원성 미생물별 항균 및 감수성 확인 ... 107
• 나. 최소가공 과채류에 대한 적용기술 개발 ... 107
• 다. 김치 발효 조절을 위한 pediocin 및 pediocin-like bacteriocin의 적용기술개발 ... 176
• 라. 막걸리의 발효조절을 위한 적용기술 개발 ... 190
• 마. 저수분식품에 대한 적용기술개발 ... 194
• 바. 항균성 peptide를 활용한 포장재 개발 ... 215
• 3. 산업화를 위한 비가열 제품별 적정 가공표준의 설정 ... 237
• 가. 최소가공 과채류의 가공표준 ... 237
• 나. 약식의 가공표준 ... 239
• 제 4 장 연구개발결과의 활용계획 ... 242
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 242
• 제 2 절 활용에 대한 건의 ... 244
• 제 5 장 참고문헌 ... 246