된장에 여러 종류의 Bacillus속 및 이와 관련된 균이 발효 장류에 다수 존재하는 것으로 보고되었는데, 효소 생산성이 우수한 5개 분리균의 배양상등액내 효소 활성을 비교하여 최종적으로 \( \beta \)-galactosidase 활성이 높은 분리균 YB-1414를 확보하였다. 이것은 포자를 형성하는 그람 양성 간균이며, B. licheniformis이다. 또한 이것은 xylan을 분해하지 못하였고 나머지 물질을 모두 분해한다. 그리고 청국장에서 분리된 B. licheniformis와 달리 분리균 \( \mathrm{YB}-1414 \) 는 acetoin을 생성하고, citrate, rhamnose, sorbitol, melibiose, inuline과 \( \beta \)-gentiobiose를 탄소원으로 이용한다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>\( \beta \)-galactosidase 생산균의 분리와 특성</h2> <p>된장으로부터 고분자 물질의 가수분해 효소를 생산하는 B. subtilis, B. licheniformis 및 B. amyloliquefaciens가 분리된 바 있으며, 여러 종류의 Bacillus속 및 이와 관련된 균이 발효 장류에 다수 존재하는 것으로 보고되었다. 된장을 직접 복합 평판배지에 도말하여 균주를 분리할 경우 우점균이나 한정된 균종만 빠르게 성장할 수 있으므로 탄소원과 질소원 대신 대두분을 첨가한 최소배지를 사용하여 계대 배양과 분리 과정을 실시하고 평판배지에서 형성된 콜로니의 모양이 서로 다른 균을 분리하였다. 가정에서 제조된 된장 60점 시료로부터 균을 분리한 결과 된장 시료당 약 1-4개의 균주가 분리되었다. 총 150개 분리균을 LB 액체배지에 배양하여 얻은 배양상등액의 \( \beta \)-galactosidase 활성을 조사하였으며, 그 결과 5개 분리 균주를 제외하고는 대부분이 \( \beta \)-galactosidase 활성이 관찰되지 않거나 미약한 것으로 나타났다. 따라서 효소 생산성이 우수한 5개 분리균의 배양상등액내 효소 활성을 비교하여 최종적으로 \( \beta \)-galactosidase 활성이 높은 분리균 YB-1414를 확보하였다.</p> <p>분리균 YB-1414는 포자를 형성하는 그람 양성 간균이며, \( \mathrm{API} 50 \mathrm{CHB} \) 와 \( 20 \mathrm{E} \) kit를 사용하여 조사한 생화학적 특성을 Biomeriux의 API web (https://apiweb.biomerieux.com/jsp/login.jsp)에서 다른 균주와 비교한 결과 B. licheniformis와 유사도가 \( 99.9 \% \) 로 가장 높게 나타났고 당 이용성도 B. licheniformis와 동일하였다. 분리균은 arginine dihydrolase, gelatinase와 oxidase 활성을 보였고, nitrate 환원능과 citrate 이용능이 있으며 acetoin을 생성하였다. 또한 lysine decarboxylase, ornithine decarboxylase, urease와 tryptophan deaminase의 활성은 없고, indole과 황화수소를 생성하지 못하였다. 분리균의 16S rRNA 유전자를 PCR로 증폭한 후 \( 1,430 \mathrm{bp} \) 크기의 염기서열을 결정하였으며(Genbank accession No. KM660627) 이를 미국 NCBI의 BLAST 검색방법을 사 용하여 세균들의 상응하는 염기서열과 비교하였다. 그 결과, B. licheniformis DSM 13 (NR_118996)과 BCRC 11702 (NR_116025)의 16S rDNA 서열과 가장 상동성이 높았으며, 2개의 염기를 제외하고는 동일하였다. 이상의 형태적, 생화학적 특성 및 16S rDNA서열의 결과로 볼 때 분리균 YB-1414 는 B. licheniformis인 것으로 판단된다. 분리균 YB-1414 의 고분자 물질의 분해능을 조사하기 위해 \( 1 \% \) skim milk, \( 0.2 \% \) potato starch, \( 0.5 \% \) xylan과 \( 0.5 \% \) carboxymethyl cellulose를 각각 첨가한 평판배지에서 하룻밤 배양하여 분해환을 관찰하였으며 그 결과 분리균은 xylan을 분해하지 못하였고 나머지 물질을 모두 분해하는 것으로 나타났다. 한편 청국장에서도 \( \beta \)-galactosidase를 생산하는 B. licheniformis가 분리된 바 있는데, 분리균 \( \mathrm{YB}-1414 \) 는 청국장에서 분리된 \( \beta \)-galactosidase 생산균과는 달리 acetoin을 생성하고, citrate, rhamnose, sorbitol, melibiose, inuline과 \( \beta \)-gentiobiose를 탄소원으로 이용하는 차이점을 보였다.</p>