유산균은 탄수화물을 혐기조건에서 분해하여 젖산을 생성시키는 미생물로 발효식품 가공에 종균으로 사용되고 있다. 유산균이 생성하는 EPS는 발효중 축적되는 미생물 다당류로 몸에서 외부환경으로부터 자신을 보호하는 작용을 한다. 본 연구에서는 EPS 생산 유산균을 선별후 장내 생존 가능성을 조사하였고, EPS를 분리, 정제하여 그 특성에 대해 파악하였다.
<h1>서 론</h1><p>유산균은 자연계에 널리 분포하고 탄수화물을 혐기적으로 이용하여 젖산을 생성하는 미생물로서 유제품, 육류, 채소 등의 다양한 발효식품 가공에 종균으로 사용하고 있으며, 식품의 보존성 향상뿐만 아니라 관능적 특성 및 영양적 가치 향상에 기여하고 있다. 또한 일부 유산균 속은 다당류를 생합성하여 제품의 조직과 점성 향상에도 기여하고 있다.</p><p>미생물 생성 다당류에 관한 연구는 1942년 Leuconostoc mesenteroides가 생산하는 dextran이 혈장 증강제로 개발된 이래 pullulan, xanthan gum 등을 비롯한 여러 가지 다당류에 대한 기초 및 응용 연구가 진행되어 왔다. 미생물이 생성하는 다당류는 상업적으로 이용되는 식물 다당류에 비해 물성이 다양하고 독특하며, 부가가치가 매우 높아 각종 산업의 기능성 신소재로서의 잠재력이 매우 크다.</p><p>미생물 유래 다당류는 크게 세포벽의 일부로 존재하는 intracellular polysaccharide, 세포벽 구조성분인 structural polysaccharide, 세포벽 외부에 존재하는 extracellular polysaccharide 등으로 나눌 수 있다. 특히 extracellular polysaccharide는 세포와의 구조적 관계에 따라 slime, capsular, microcapsular의 세 가지 형태로 분류할 수 있으며 이들을 총칭하여 exopolysaccharide (EPS)라 한다.</p><p>EPS는 세포벽의 일부로서 세포벽 주위에 협막을 형성하거나 세포벽 외부에 점질 형태로서 발효 중에 축적되는 미생물 다당류로, 1차 또는 2차 대사산물이다. EPS는 에너지원으로 이용되는 것은 아니고 건조, 식균작용, 항생제, 독성 화합물, 삼투압 스트레스 등과 같은 외부환경으로부터 자신을 보호하는 작용을 한다. EPS는 미생물이 가장 많이 생성하는 다당류로, 배양액으로부터 회수가 쉽고 정제비용이 적어 상업적인 잠재력이 가장 높은 다당류이다. 최근에 유산균이 생성하는 EPS가 식용 다당류로서 제품의 점도를 높이고 안정제, 유화제, 겔화 및 수분 결합물질 등 다양한 용도로 사용이 가능하므로 EPS를 생산하는 유산균에 대한 관심이 점차 높아지고 있다.</p><p>유산균이 생성하는 EPS는 크게 homo-polysaccharide와 hetero-polysaccharide로 나뉘어 진다. Homo-polysaccharide는 주로 프락토오스와 글루코오스와 같은 한 가지 형태의 당으로만 구성되어 있는 다당류로, Streptococcus salivarius와 Str.mutans가 생산하는 fructan type의 levan과 inulin이 있으며, glucan type으로는 Leuconostoc mesenteroides subsp.mesenteroides와 Leuc. mesenteroides subsp.dextranicum가 생산하는 dextran과 Leuc.mesenteroides가 생산하는 alternan, Str. mutans와 Str. sobrinus가 생산하는 mutan 등이 있다. Hetero-polysaccharide는 2종류 이상의 단당, 주로 glucose, galactose, fructose, rhamnose가 서로 다른 비율로 구성되어 있으며, 경우에 따라 N-acetyl aminosugar, phosphate, acetyl, glycerol과 같은 당이 아닌 물질들이 존재하기도 한다. 주로 Lactococcus lactis subsp.lactis, Lac. casei, Lac. sake 등의 중온성 유산균들과 Lac. acidophilus, Lac. delbrueckii subsp. bulgalicus, Str. thermophilus 등의 고온성 유산균들에서 생산된다. 일반적으로 hetero-polysaccharide는 homo-polysaccharide에 비해 생산성이 낮으며, 일시적으로 생산된다는 특성이 있다. 이러한 현상은 미생물에서 EPS 생산에 관여하는 코딩 유전자의 불안정성에 따른 손실 또는 재배열에 기인하며, EPS 생산의 유전적 불안정성은 산업적 이용성에 심각한 문제가 된다.</p><p>최근 EPS가 과거의 단순 물성기능 소재가 아닌 생리기능 소재로 주목을 받고 있다. 유산균 중 Bifidobacteria 유래 EPS와 Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgalicus, Lac. helverticus var. jugurti로부터 유래한 EPS에 항암효과가 있다고 보고 되었다. 지금까지 유산균에서 생성된 EPS에 관한 많은 연구가 이루어졌으나, 대부분 요구르트와 치즈 등과 같은 발효 유제품에서 분리한 유산균에 국한되고 우리나라 전통 발효식품에서 분리한 유산균에 관한 연구는 미흡한 실정이다.</p><p>전통 장류는 예로부터 전승된 우리나라의 대표적인 대두 발효 식품으로서 곡류 단백질에서 부족되기 쉬운 필수 아미노산, 지방산, 유기산, 미네랄 및 비타민류 등의 영양소를 보충해줌으로써 영양학적으로 중요한 기능을 가진다. 최근, 전통발효식품에 대한 새로운 인식과 관심이 높아짐에 따라 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 특히 장류에서 생리활성 물질과 항암효과에 대한 많은 연구 결과로 장류에 대한 이미지가 새롭게 변화하고 있다. 발효과정 중 미생물이 생산하는 2차 대사산물의 혈전용해능, 항산화능, 항암활성, 면역증강, 혈압강하 및 항균효과 등 다양한 생리활성이 보고됨에 따라 기능성 식품으로서 전통장류에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다. 이와 같이 간장 및 된장과 같은 전통 장류의 기능성에 관한 연구가 활발하게 진행되면서 전통 장류에서 분리된 유산균의 활용에 대한 인식이 재평가되고 있다.</p><p>따라서 본 연구에서는 전통 장류에서 분리한 유산균 중 EPS 생산 유산균을 선별하였고, 내산성, 인공위액 및 인공 담즙 저항성 시험을 통하여 선발 유산균의 장내 생존 가능성을 조사하였으며, EPS를 분리, 정제하여 그 특성에 대하여 연구하였다.</p>