| 초록 |
□ 연구개요 Biogenic amine (BA)이란 미생물에 의한 탈탄산반응에 의해 생성되며 유독한 생물학적 활성을 나타내는 histamine (HIS), tyramine (TYR) 및 β-phenylethylamine (PHE) 등 다양한 저분자 유독 화합물의 총칭임. 본 연구과제에서는 세계적으로 건강식품으로 각광받고 있는 김치 등 젖산발효식품의 인체유해성 BA 저감화를 위한 미생물자원을 발굴함과 동시에 안전성 향상을 도모하는 한편, BA 분해활성을 갖는 유용 미생물 탐색기술로서 PCR 기반의 분자생물학적 신속검출법을 개발하고자 하였음. □ 연구 목표대비 연구결과 1) 김치 젖산균의 BA 분해성 분석 및 BA 분해성 젖산균의 BA 생산성 분석 다소비 김치로부터 분리하여 본 연구실에 보관 중인 532 주 및 신규 분리된 916 주 등 젖산균 총 1448 주에 대한 in vitro BA 분해성 분석을 통하여 BA 분해활성을 보유한 68주의 김치 분리 젖산균이 선발되었고, 이 가운데 in vitro BA 생산성 확인을 통해 BA 저/비생산성 및 분해성 젖산균 후보 6주가 선발되었으며 16S rRNA 시퀀싱을 이용한 동정 결과, BA 분해성 젖산균 후보 6주는 Lb. plantarum KD3M15, Lb. sakei YM1M21, Leu. mesenteroides YM3M20, Lb. pentosus PK3M05, Lb. brevis PK3M08 및 Lb. brevis PK3M11로 확인되었음. 2) 후보 젖산균의 BA 분해 효소 관련 유전자 정보 수집, 분석 및 유전자 보유 확인 주요 BA 분해성 젖산균의 multicopper oxidase (BA 분해 효소) 유전자 (mco) 정보가 NCBI 유전자은행으로부터 수집되었고, 이와 같은 생물정보학적 연구를 바탕으로 Lb. brevis의 mco 검출을 위한 최적의 primer 세트 및 PCR 조건이 확립되었음. 최종적으로 대표적 김치 젖산균종인 Lb. brevis, Lb. plantarum, Lb. sakei, Leu. mesenteroides, Lb. pentosus, Lb. helveticus, Lb. casei, Lb. paracasei, Lb. fermentum, Lb. buchneri 및 Leu. citreum 등을 대상으로 상기 방법으로 mco 검출을 시도한 결과, Lb. brevis로부터 해당 유전자가 성공적으로 검출되었음. 3) BA 분해성 젖산균 균주 접종 모델식품의 발효 중 BA 함량 및 미생물 분석 발효시험을 위한 모델식품으로 배추김치가 선정되었으며, BA 분해성 후보 젖산균인 Lb. plantarum KD3M15, Lb. sakei YM1M21, Leu. mesenteroides YM3M20, Lb. pentosus PK3M05, Lb. brevis PK3M08 및 Lb. brevis PK3M11 등 6주 접종 후 발효된 각각의 배추김치 (접종 시험구) 가운데 5개 시험구에서 자연발효된 배추김치 (비접종 대조구)보다 우수한 HIS (3.39 - 24.91%) 및 TYR (63.45 - 66.65%) 저감 효과가 확인되었음. 또한 접종 시험구의 이화학적 특성 및 미생물학적 특성은 비접종 대조구보다 우수하거나 유사한 것으로 확인되어 상기 선정된 후보 젖산균의 산업화 가능성이 높을 것으로 판단되었음. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 활용 계획 ○ 본 연구에서 개발된 BA 분해활성 우수 젖산균을 발효식품의 BA 제어를 위한 종균으로서 산업화 시도 (농림축산식품부, 중소벤처기업부, 식품의약품안전처-기술이전) ○ 본 연구에서 개발된 유용 미생물 탐색기술을 후속연구에 사용 (교육부-추가연구) 2) 기대효과 ○ 분자생물학적 신속검출법을 이용한 BA 분해성 젖산균 발굴 및 발효식품 적용을 통한 BA 저감효과의 실질적 검증에 대한 연구 성과를 저명 국제학술지에 보고하여 동 분야 선도 연구진 수준의 연구 경쟁력을 확보함. ○ 젖산발효식품에 적용 가능한 BA 분해성 스타터 미생물 개발을 통해 스타터 개발 기술 및 식품안전성 제고 기술의 국제적 경쟁력을 강화함. ○ 유용 미생물을 탐색하는 방법으로서 배양학적 기술을 이용하는 소극적 접근 방식을 벗어나, 분자미생물학 및 유전학 기반 검출기술을 확립하여 탐색기술 고급화를 앞당김. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
