Bacillus속의 균주들은 산업용 효소 생산균으로 사용되며, 이들 중 B. megaterium, B. licheniformis, B. circulans, B. stearothermophilus와 B. coagulans는 \( \beta \)-galactosidase에 대한 특성이 연구되었다. B. licheniformis는 당 전이효율이 비교적 낮지만 유당 분해에 유리한 효소를 생산하며, B. megaterium KM 균주는 이량체와 단량체가 함께 존재하며 이량체가 효소 활성을 지니는 것으로 확인되었다. B. circulans는 당 전이반응능이 높고, 그 효소는 당 전이능에서 큰 차이를 보인다. 이 효소는 고정화하여 당 전이반응을 수행할 수 있으며, 이 효소들은 Daisakasei사의 Biolacta N5 상품에 포함되어 있다. B. stearothermophilus의 효소는 고정화 시 열 안정성이 증가하며, 유당 분해에 활용 가능성이 있다.
<h1>서론</h1> <p>\( \beta \)-Galactosidase ( \( \beta \)-D-galactoside galactohydrolase)는 유당과 같은 \( \beta \)-D-galactopyranosides에서 비환원 말단 \( \beta \)-D-galactose를 가수분해하거나 galactose의 전이반응을 촉매하며, 미생물을 비롯하여 동식물에서 두루 존재하는 효소로 그 가수분해 활성은 우유와 유제품의 유당을 가수분해하여 유제품 섭취시 유당 불내증을 막아주며, 당 전이활성은 장내 유용미생물의 성장을 증진시키는 갈락토올리고당의 제조에 이용된다. \( \beta \)-Galactosidase는 그 유래에 따라 유당 가수분해능과 당 전이효율을 비롯한 반응특성이 달라 산업적 활용에 적합한 효소적 특성과 생산성을 확보하기 위해 여러 균주에 대해 연구되었으며 Kluyveromyces lactis와 Aspergillus niger 유래의 효소가 가장 잘 알려져 있다.</p> <p>Bacillus속 균주는 가수분해 효소의 생산성이 우수하여 산업용 효소 생산균으로 개발된 예가 많으며, \( \beta \)-galactosidase에 대해서도 B. megaterium, B. licheniformis, B. circulans, B. stearothermophilus와 B. coagulans 를 중심으로 효소와 그 유전자의 특성이 보고되었다. B. stearothermophilus,B. circulans와 B. coagulans는 3종 이상의 \( \beta \)-galac-tosidase isozyme을 생산하는뎨, 온천에서 분리된 \( B \).coagulans \( \mathrm { RCS } 3 \)의 isozyme III은 다른 isozyme과는 달리 균체외로 분비되며 lactose 분해능이 우수한 것으로 확인 되었다. 또한 B. circulans의 효소는 당 전이반응능이 높고 isozymes간에는 당 전이능에 차이가 크며, 고정화한 효소를 이용하여 당 전이반응이 수행되었고 Daisakasei사의 효소 상품 Biolacta N5에는 이들 효소가 포함된 것으로 알려졌다. B. stearothermophilus의 효소를 고정화할 경우 열안정성이 증대되고 유당분해에 활용성이 있는 것으로 보 고되었다. B. licheniformis는 당 전이효율은 낮으나 유당 분해에 적합한 효소를 생산하며, B. megaterium KM균 주는 이량체와 단량체로 존재하는데 이량체가 효소활성을 갖는 것으로 알려졌다.</p> <p>전통발효 식품인 청국장 발효미생물로 protease 활성이 우수한 균주들이 분리되고 이들이 청국장의 이취를 감소시키거나 맛을 향상시킨다고 보고되었다[9]. 대부분 청국장을 끓여서 섭취하고 있지만, 청국장의 기능성을 유지하기 위해 생청국장이나 건조청국장 형태로 복용하거나 이를 우유와 혼합하여 복용하기도 한다. 이와 같이 청국장 복용방법도 다양해짐에 따라 본 연구에서는 \( \beta \)-galactosidase 활성을 갖는 청국장 발효균을 이용하여 우유와 혼합한 청국장을 섭취할 때 발생 가능성이 있는 유당 불내증 현상을 방지하고자 가정에서 제조된 청국장으로부터 \( \beta \)-galactosidase활성이 우수한 균주를 분리하고 이의 효소반응 특성을 검토하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>\( \beta \)-Galactosidase 생산균의 탐색</h2> <p>청국장을 적정량의 생리식염수에 현탁하고 적당량을 취하여 LB 평판배지(yeast extract, \( 5 \mathrm { ~g } \); tryptone, \( 10 \mathrm { ~g } ; \mathrm { NaCl } \), \( 5 \mathrm { ~g } \); agar, \( 15 \mathrm { ~g } \); water, 1 liter)에 도말한 후 \( 37 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 하룻밤 배양하였다. 형성된 콜로니 중에서 서로 다른 모양을 보이는 콜로니를 채취하여 \( 1 \mathrm { mM } p \)-nitrophenyl- \( \beta \)-D-galacto-이는 콜로니를 채취하여 \( 1 \mathrm { mM } \) p-nitrophenyl- \( \beta \)-D-galacto-phate 완충용액 \( \left ( \mathrm { pH } \right . \) 7.0)에 현탁한 후 \( 37 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 1시간 동안 방치한 후 반응액의 색깔을 관찰함으로써 \( \beta \)-galactosidase 활성을 갖는 균을 탐색하였다.</p>