Ge-132 및 올리고당의 젖산균 증식에 미치는 영향

문일식, 박석규*

순천대학교 화학공학과, 식품영양학과*

Effect of Ge-132 and oilgosaccharide on the growth of lactic acid bacteria

Il-Shik Moon and Seok-Kyu Park*

Dept. of Chemical Engineering, Food and Nutrition*, Sunchon National University

서론

젖산균은 발효과정중에서 젖산, 항미생물 및 휘발성물질 등을 생산하며, 인간의 영양에 여러 가지 유익한 점을 부여한다. Lactococcus은 산업적으로 치이즈와 같은 발효유제품의 생산에 아주 중요한 젖산균이다. Lactobacillus 및 Streptococcus균종은 또한 요구르트 및 침채류 발효와 같은 젖산발효에서 사용된다. 한편 유기게르마늄(Ge-132)은 매우 독성이 낮고 식물에서 생리적 활성을 갖고 있고, 현재 의약분야에서 응용되고 있으며 쥐의 경우에 항종양 및 항바이러스 효과가 있다고 알려져 있다(1-3). 또한 최근 올리고당의 경우도 소화·흡수촉진 영양기능외에 항알레르기, 혈압저하, 항콜레스테롤 등의 각종 생리기능성을 갖고 있다는 보고가 많다(4). 따라서 본 연구에서는 젖산균을 발효식품 제조의 기능성starter로서 이용하기 위한 기초 연구로서 Ge-132와 올리고당첨가에 다른 젖산균의 증식 및 생리효과에 대하여 보고하고자 한다.

재료 및 방법

균주 및 유기게르마늄 : 사용균주는 Lactococcus lactis, L. cremoris, L. diacetilactis, Enterococcus faecium, Lactobacillus plantarum, L. helveticus, Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus faecalis, S. thermophilus의 9균주를 사용하였으며, 유기게르마늄 Ge-132는 10 M-NaOH(pH 8.0)로 용해하여 10∼10,000ppm농도로 하고 최종적으로 10 M-HCl로 중화하여 사용하였다.

배지 및 배양조건 : 기본배지는 glucose 10g, polypeptone 5g, yeast extract 5g 및 sodium succinate 5g을 1L증류수에 용해하여 멸균하여 사용하였으며, 배양은 배지 1200□, 전배양액 150□, 각 게르마늄 농도액 150□를 5□ 소형 시험관에서 30℃, 24시간동안 경시적으로 배양하여 microplate reader로 660nm에서 흡광도를 측정하였다.

점도측정 : 배양액의 점도는 균체를 5,000rpm에서 15분간 원심분리하여 회수하고, 회수된 균체를 탈이온수로 세척한 후 균체 재현탁액 4□를 Ostwald viscometer로 40℃에서 측정하였다.

결과 및 고찰

젖산균 성장에 미치는 Ge-132 농도의 영향

젖산균 증식에 미치는 Ge-132농도의 영향을 조사한 결과(Fig. 1), L. lactis, L. cremoris, L. diacetilactis, E. faecium의 4균주는 Ge-132에 의한 균체증식에 매우 촉진되었으며, Lac. plantarum, Leu. mesenteroides, S. faecalis는 약간의 증식효과를 나타내었다.

Ge-132와 Glucose농도의 상관관계

젖산균 증식을 Ge-132와 glucose 첨가 농도에 따라 조사한 결과(Fig. 2), 대부분 게르마늄 무첨가 배양에서는 glucose 0.4-0.6%까지는 점진적으로 증가하였는데, L. lactis, L. cremoris 및 E. faecium의 경우, 게르마늄을 배지에 첨가하므로 대조구에 비하여 2배이상 증식속도가 빨라졌다.  한편 게르마늄 첨가한 배양액의 pH는 glucose 0.6%까지 조사한 대부분의 균주에서 비슷하게 서서히 감소되었지만, 게르마늄 첨가구에서는 저농도의 glucose에서도 급격히 감소되는 경향이었다.  0.8%이상에서는 게르마늄 첨가와 무관하게 거의 비슷하였다.

Ge-132와 질소원 농도의 상관관계

젖산균은 대부분 게르마늄 무첨가 배양에서는 질소원 0.6-0.8%까지는 점진적으로 증가하였는데, L. lactis, L. cremoris 및 E. faecium의 경우, 게르마늄을 배지에 첨가하므로 대조구에 비하여 2-3배이상 증식속도가 빨라졌다.  한편 게르마늄 첨가한 배양액의 pH는 질소원 0-1%까지 조사한 대부분의 균주에서 비슷하게 서서히 감소되었다.

배양액의 점도 변화

게르마늄을 첨가하여 젖산균을 배양한 결과(Fig. 3), L. lactis배양액의 점도는 배지 glucose농도를 1%까지 증가시킴으로서 급격히 증가되었지만 그 이상의 농도에서는 감소하였다. 무첨가구에서는 배양액이나 균체가 제거된 배양액의 점도는 glucose 1%까지는 나타나지 않았는데, 그 이후 농도에서는 균증식은 감소하였는데 점도는 증가하였는데 이는 고농도의 glucose의 영향으로 판단된다. 게르마늄 첨가에 의한 균체중식이 촉진되는 3가지 균주중에서 L. diacetilactis의 배양액은 glucose농도가 증가되어도 점도가 증가되지 않았다.

이와같은 배지에 게르마늄 첨가에 의한  일부 젖산균 배양액의 점도증가는 게르마늄이 젖산균의 당대사를 촉진시켜 점질성 물질이 균체외부의 세포벽이나 세포막에 결합된 상태로 많이 축적되는 것으로 생각된다.

올리고당 첨가에 의한 젖산균의 균증식

이소말토 올리고당을 각 농도별(0.2-0.8%)로 첨가하였을 때, 유산균의 증식도를 측정한 결과, 첨가하지 않은 대조구에 비하여 Lactobacillus helveticus, Enterococcus faecium, Streptococcus faecalis, Streptococcus thermophilus젖산균은 성장촉진 효과를 나타내었다.

참고문헌

1. Han, S.S., Rim, Y.S. and Jeong, J.H. : Agric. Chem. Biotec., 39,           39(1996).

2. Satoh, H. and Iwaguchi, T. : Cancer and Chemotherapy Publishers,           Japan, p.79(1979).

3. Van, D., Lee, H. and Trevors, J.T. : J. Ind. ,Microbiol., 4(299).

4. 宮崎利夫 : 多糖□構造□生理活性. 朝倉書店(1990).

5. Fennema O.R. : Food Chemistry, p.105(1995).