김치에서 분리된 Leuconostoc mesenteroides CK0122 균주는 높은 열 안정성, 다양한 pH 조건에서의 안정성, 그리고 넓은 항균 스펙트럼을 가진 bacteriocin을 생산한다. 이 균주의 bacteriocin은 식품 보존제로서 활용 가능하며, 다양한 식품 위해세균의 생육을 저해하므로, 김치와 같은 발효식품의 저염화 추세를 고려할 때, 위해세균 저감 및 미생물 제어에 유용하다.
<h2>Lc. mesenteroides CK0122 균주가 생산하는 항균물질의 항균 스펙트럼</h2> <p>CK0122 균주가 생산하는 조항균물질에 의한 8 종 bacteria에 대한 생육저해활성을 agar disk diffusion method를 사용하여 검토하였다. 약 \( 10 ^ { 5 } \mathrm { CFU } / \mathrm { mL } \) 농도의 공시균 200 \( \mu \mathrm { L } \) 를 고체배지에 도말한 후, 공시균 용액이 건조되면 살균된 paper disk(지름 \( 6 \mathrm { ~mm } \), Whatman)를 올려놓았다. 분자량 \( 3,000 \mathrm { Da } \) 이하의 농축한 \( 5 \mathrm { ~g } / \mathrm { mL } \) 농도의 조항균물질을 paper \( \mathrm { disc } \) 에 \( 20 \mu \mathrm { L } \) 첨가한 다음, \( 30 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 24 시간 배양하여 생육 저해환(clear zone)을 확인한 결과, B. cereus, Ls. monocytogenes, St. aureus, Alcaligenes xylosoxydans subsp. xylosoxydans, Flavobacterium sp. 및 Salmonella typhimurium 에 대하여 항균 활성을 나타내었지만, E. coli \( \mathrm { O } 157: \mathrm { H } 7 \) 와 \( E c \). faecalis에 대한 항균 활성은 나타나지 않았다(Table 2). 따라서 CK0122가 생산하는 항균물질은 Gram 양성균에 특이적으로 작용하는 것이 아닌 종(species) 또는 균주(strain) 특이적인 항균활성을 나타내는 것으로 추정된다.</p> <h1>고 찰</h1> <p>지금까지 보고된 발효 소시지, 치즈, 와인, 보자 등의 다양한 발효식품 유래의 Lc. mesenteroides가 생산하는 bacteriocin의 특성을 Table 3에 정리하였다. Lc. mesenteroides가 생산하는 bacteriocin은 \( 2.7-32 \mathrm { kDa } \) 크기의 다양한 분자량을 가지고 있지만, 대체로 \( 6 \mathrm { kDa } \) 이하의 저분자 bacteriocin이 주를 이루고 있다. 모두 높은 열 안정성을 가지고 있고, 비교적 넓은 범위의 \( \mathrm { pH } \) 에 대해서도 안정성을 나타내는 것으로 확인되었다. 그러나 지시균으로 사용한 Ls. monocytogenes의 생장 \( \mathrm { pH } \) 가 St. aureus 와 비슷한 4에서 9 정도라는 점을 고려하면, 강산 및 강염기 조건에서의 활성은 \( \mathrm { pH } \) 에 의한 영향으로 추정되고, 이들이 활성을 나타내는 영역은 \( \mathrm { pH } 4 \) 에서 8 정도로 추정된다.</p> <p>이들 bacteriocin 중, Lc. mesenteroides E131 균주가 생산하는 mesenterocin E131은 분자량 2.5-3.5 kDa의 저분자 bacteriocin으로 Ls. monocytogenes 뿐만 아니라 Lb. sakei, Lb. plantarum, Lb. curvatus, Lb. paraplantarum 등의 다양한 Lactobacillus 속 유산균 생육을 억제하지만, E. coli의 생육저해활성은 없는 것으로 보고되었다. CK0122 균주 bacteriocin의 경우에도 \( L b \). sakei 뿐만 아니라 김치발효 후기에서 나타나는 Lactobacillus 속 유산균들의 생육은 저해하지만, E. coli에 대한 생육저해활성은 나타내지 않아, mesenterocin E131은 CK0122 균주의 bacteriocin과 가장 유사한 특성을 가지고 있는 bacteriocin으로 추정된다.</p> <p>CK0122 균주가 생산하는 bacteriocin은 높은 열 안정성과 넓은 범위의 \( \mathrm { pH } \) 안정성을 가지고 있을 뿐만 아니라 넓은 항균 스펙트럼을 가지고 있어 다양한 식품 제조의 천연보존제 형태로 적용 가능할 것으로 추정된다. 또한 CK0122 균주가 생산하는 bacteriocin은 다수의 식품 위해세균의 생육을 저해하고, Gram 양성균뿐만 아니라 음성균에도 작용하기 때문에 종균으로 첨가할 경우, 김치 및 발효식품의 저염화 추세로 발생가능성이 높아지고 있는 위해세균의 저감화 및 미생물 제어에도 효과가 있을 것으로 예상된다.</p> <h1>요 약</h1> <p>김치발효 후기의 우점종으로 알려진 Lactobacillus sakei의 생육을 저해하는 Leuconosotc 속 23 균주가 김치로부터 분리되었고, 이들 중 가장 높은 생육저해활성을 나타낸 Leuconostoc mesenteroides CK0122 균주가 생산하는 생육 저해물질의 특성을 검토하였다. CK0122 균주의 배양 상징액을 분자량 3,000 \( \mathrm { Da } \) 을 기준으로 분획하여 동결건조한 분자량 3,000 Da 이하의 조항균물질로부터 \( L b \). sakei 생육저해가 확인되었고, proteinase \( \mathrm { K } \) 처리에 의해 항균력이 소실되었기 때문에, CK0122가 생산하는 항균물질은 분자량 3,000 Da 이하의 단백질성 항균물질(bacteriocin)으로 추정된다. 분자량 \( 3,000 \mathrm { Da } \) 이하의 조항균물질은 \( \mathrm { pH } 4 \) 에서 7 정도의 영역에서 최적활성을 나타내었고, \( 121 \mathrm { oC } , 15 \) 분 살균처리에 의해서도 활성이 유지되는 높은 열안정성을 나타내었으며, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, Alcaligenes xylosoxydans, Staphylococcus aureus 및 Flavobacterium sp.에 대하여 항균 활성을 나타내어 Gram 양성균 및 음성균의 제어에 적용 가능한 것으로 나타났다.</p>