S. typhimurium M9의 자극이 L. plantarum 의 항균활성에 끼치는 영향을 실험한 결과, L. plantarum M9은 모든 시험세균에 대한 항균활성을 보였으며 특히 E. coli M9 및 S. typhimurim M9와 반응시킨 L. plantarum M9의 항균활성에 있어 보다 큰 생육저해환을 관찰하였다. 또한 세균 M9은 다양한 분해 효소에 대해 안정하며, 넓은 pH구간에서도 안정하며, 내열성 또한 갖추고 있다.
<h2>세균 M9과 반응한 L. plantarum의 항균 활성 증가</h2> <p>이상의 결과를 종합해볼 때, 다양한 세균을 비롯한 S. typhimurium M9은 L. plantarum 의 생장속도를 증가시키는 것으로 관찰되었다. 이를 바탕으로 본 연구는 S. typhimurium M9의 자극이 L. plantarum 생장증가 뿐만 아니라 항균 활성에도 영향을 주는지 확인하기 위해 아래와 같은 실험을 진행했다.</p> <p>M9만 세균에 처리한 대조군(Cont.), M9을 처리한 L. plantarum M9 (M9 + Lp), E. coli M9과 반응시킨 L. plantarum M9 (Ec + Lp), S. typhimurium M9과 반응시킨 L. plantarum M9 (St + Lp)을 시험균인 E. coli, P. aeruginosa, S. typhimurium, S. aureus 에 처리하여 각 균의 생육저해환 정도를 측정하였다.</p> <p>L. plantarum M9은 모든 시험세균에 대한 항균활성을 보였고, E. coli M9과 S. typhimurium M9와 반응시킨 L. plantarum M9의 항균활성은 L. plantarum M9 자체와 비교하여 큰 생육저해환이 관찰되었다(Table 1). 이 실험을 통해 세균 M9의 자극은 L. plantarum의 생장과 항균활성을 촉진한다는 것을 관찰할 수 있었다. 이 결과를 통해 세균은 L. plantarum의 생장 및 항균능력을 자극하는 유도물질이 있음을 암시하며, Lactobacillus는 병원균 유래물질을 인지함으로써 항균능력이 향상되는 것으로 추정된다. 그러므로 본 연구에서는 세균 M9 내에 존재하는 L. plantarum의 자극 유도물질에 관심을 갖고 그 특성을 분석하였다.</p> <h2>세균 M9의 특성 분석</h2> <p>L. plantarum의 생장과 항균능력을 유도하는 세균 M9의 특성을 파악하기 위해 분해효소, \( \mathrm{pH} \)와 열에 대한 안정성을 조사하였다. 실험에 사용된 세균 M9은 S. typhimurium이며, 본 연구에서 사용되었던 다른 세균의 M9도 유사한 특성이 관찰되었다(data not shown). M9과 반응시킨 L. plantarum M9 (M9 + Lp), S. typhimurium M9와 반응시킨 L. plantarum M9 (St + Lp), 분해효소, \( \mathrm{pH} \)와 열을 각각 S. typhimurium M9과 반응시킨 후, 이 S. typhimurium M9을 처리한 L. plantarum M9 (Treated St + Lp)를 준비하고, 이들 M9을 E. coli에 처리하여 항균활성을 CFU로 확인하였다.</p> <p>결과는 다음과 같다.</p> <p>첫 번째, 세균 M9의 활성이 분해효소( \( \alpha \)-amylase, lipase, lysozyme, proteinase K)에 저해되는지 확인하였다. M9 + Lp (E. coli CFU: \(100\%\)) 보다 St+Lp (E. coli CFU: \(19.07\%\))의 항균능력이 높은 것으로 관찰되며, 각종 효소를 처리한 St + Lp (Treated St+Lp 처리군의 CFU; \( \alpha \)-amylase 처리: \( 22 \% \), lipase 처리: \( 18 \% \), lysozyme 처리: \( 24 \% \), proteinase K 처리: \( 18.2 \%) \)의 항균활성도 St + Lp와 유사하게 보존되었다. 그러므로 세균 M9은 다양한 분해 효소에 대해 안정한 것으로 나타났다.</p> <p>두 번째, \( \mathrm{pH} \)의 영향을 알아보기 위해 다양한 \( \mathrm{pH} \)범위에서 반응시킨 S. typhimurium M9의 특성을 분석하였다. \( \mathrm{pH} 2-8 \)의 산도에서 St + Lp와 비슷한 생육저해현상(CFU: \( 22 \%) \)이 관찰된것으로 미루어, 세균 M9은 넓은 \( \mathrm{pH} \)구간에서 매우 안정함을 알 수 있었다.</p> <p>세 번째, 온도에 대한 안정성을 검토하기 위해 \( 95^{\circ} \mathrm{C} \)에서 30분간 반응시킨 후 항균실험을 실시했다. 열처리된 S. typhimurium M9 역시 L. plantarum의 항균능력(CFU: \( 20 \%) \)을 유도하였으며, 이 결과는 S. typhimurium M9의 내열성을 제시한다.</p> <p>추가로 다양한 세균 M9의 첨가 시 증가된 항균활성을 생육저지환의 결과로 도출하고 그 결과 사진은 Fig. 6에 나타내었다.</p> <p>따라서 이상의 결과는 세균 M9에 존재하는 분비대사체 중에서 L. plantarum의 생장과 항균능력에 영향을 주는 물질이 존재하며, 이 물질은 다양한 조건에서도 매우 안정성을 보유한 small molecule일 가능성을 제시한다. Lactobacillus는 유아기에 병원균 보다 먼저 장내에 우점종으로서 정착하는 것이 중요한 만큼, 병원균의 침입을 빠르게 인지하여 생</p> <p>장속도를 조절함으로서 항생물질의 분비를 통한 방어 시스템을 가동해야한다. 아직까지 Lactobacillus가 장의 우점종으로 정착하기 위한 환경적 요인과 항생물질 분비조절에 대한 이해는 부족한 실정이므로 본 연구는 이 질문에 대한 대답을 제공했다고 사료된다. 뿐만 아니라 probiotics는 항생제의 기능을 가짐과 동시에 항생제의 단점인 잔류량 및 내성 문제가 없기 때문에 병원성 미생물을 효과적으로 억제 할 수 있다면 현재로서는 가장 바람직한 대안이다. 그러므로 본 연구를 통해 관찰된 세균 감염에 의존적인 Lactobacillus의 항균활성증가는 관련 산업개발연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다. 또한 향후 Lactobacillus의 생장속도와 항균능력을 유도하는 세균유래물질의 발굴은 probiotics의 활용효과를 기대할 수 있을 것이다.</p>