프로바이오틱스 미생물이 생성하는 엑소폴리머(EPS)는 프로바이오틱스의 다양한 기능과 연계되어 중요성이 부각되고 있다. 최근 연구에서는 P. acidilactici M76에서 분리한 EPS가 높은 항산화 및 항당뇨 효과를 보이며, 동일 균주가 항비만 효과도 가지고 있음이 확인되었다. 또한, 글루탐산 디카르복시일라제(glutamate decarboxylase, GAD)에 의해 생성되는 \( \mathrm{GABA} \)는 비단백질 아미노산으로, 체내에서는 혈압 개선과 긴장 완화에 도움이 되는 신경전달물질로 작용하며, 이에 대한 연구가 진행 중이다. 이러한 발견으로 인하여 EPS를 기능성 식품 소재로 사용하는 데 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
<h2>막걸리 유래 미생물의 EPS 생산 능력.</h2> <p>일부 유산균을 비롯<p>한 프로바이오틱스 미생물들은 긴 사슬형태의 다당체 구조인 exopolysaccharide (EPS)를 합성할 수 있다. \( \mathrm{EPS} \) 는 일반적으로 미생물 세포 표면에 고정되어 있는 capsular polysaccharide와는 달리 세포의 성장 동안에 세포 주변으로 분비되어 미끌미끌한 점액물질을 형성하는 원인이된다. 유산균 외의 다른 세균과 미세조류가 분비하는 다당체도 이러한 \( \mathrm{EPS} \) 로 분류된다. 프로바이오틱스 미생물에 의해 생성되는 \( \mathrm{EPS} \) 에 더욱 관심을 갖는 이유는, 위에서 서술한 프로바이오틱스의 다양한 기능성들이 EPS와 직간접적으로 관련되어 있기 때문이다. 특히 \( \mathrm{EPS} \) 의 일차적인 기능은 프로바이오틱스를 외부 환경으로부터 보호하고, 유산균 관련 발효식품의 물성을 형성하는 것이다. 최근에는 프로바이오틱스 미생물이 생산한 \( \mathrm{EPS} \) 자체의 대한 다양한 생리활성에 대한 관심이 증가되고 있으며, 따라서 이러한 \( \mathrm{EPS} \) 를 기능성 식품소재로 대량생산하기에 적합한 균주의 탐색 및 발효 기술과 관련한 연구가 수행되고 있다. 최근에 발표된 두 개의 독립적인 연구결과는 전통주 유래의 미생물들이 기능성 \( \mathrm{EPS} \) 생산에 적합하다는 것을 보여준다. 한 연구에서는, 막걸리 유산균 54 종에 대해 콜로니의 morphology와 상등액의 생리활성을 스크리닝했고, 그 결과 기능성 \( \mathrm{EPS} \) 를 분비하는 P. acidilactici M76를 선별하였다. 구체적으로는, P. acidilactici M76 배양액으로부터 분리한 \( \mathrm{EPS} \) 가 높은 항산화효과 및 항당뇨효과(in vitro)를 보였으며, 앞에서 언급한 것처럼 P. acidilactici M76 생균 또한 항비만효과(in vivo)가 있는 것으로 확인되었다. 다른 연구에서는, 막걸리에서 유래한 Bacillus amyloliquefaciens FG1과 L. rhamnosus FG6가 분비한 각각의 EPS의 농도를 점차 증가시키며 처리함에 따라 \( \mathrm{NO} \) 생성 억제효과 역시 증가함을 확인함으로써 강력한 항염증효과(in vitro)를 나타낸다는 것을 확인하였다.</p> <h2>막걸리 유래 미생물의 GABA ( \( \gamma \)-aminobutyric acid) 생산 능력.</h2> <p>\( \mathrm{GABA} \) 는 \( \mathrm{GAD} \) (glutamate decarboxylase)에 의해 L-glutamate가 탈 탄산반응으로 생성되는 비단백질 구성 아미노산의 일종이다. 체내에서는 신경전달물질로 작용하여 혈압개선 및 긴장완화 등에 효과가 있는 것으로 알려져, 기능성 식품 원료로 활용하려는 연구가 계속되고 있다. 특히 김치 및 장류 등의 전통 발효식품에서 \( \mathrm{GABA} \) 의 함량이 높게 검출되었고, 이러한 발효식품에서 분리한 효모 및 유산균 등이 GABA 생성의 원인으로 밝혀졌다.</p> <p>최근 한 연구에서는 시중에 유통되고 있는 18 종의 막걸리로부터 1000 여종의 유산균을 분리하여 GABA 생산능력에 대한 스크리닝을 수행하였다. 그 결과 130 개의 유산균에서 \( \mathrm{GABA} \) 가 생산됨을 확인하였고, 그 중 90 개 균주가 \( L \). plantarum, 29개 균주가 L. casei, 11개 균주가 L. brevis로 확인되었다[24]. 특히 고 \( \mathrm{GABA} \) 생산 균주로부터 발굴한 \( \mathrm{GAD} \) 효소를 성공적으로 대장균에 발현시킨 사례도 보고되었다. 이처럼 막걸리 유래의 미생물을 직접 활용하거나, 그 유전정보를 이용한 재조합 미생물을 제작함으로써 산업적인 \( \mathrm{GABA} \) 생산공정을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.</p>