KR101425660B1 - D-타가토오스를 함유하는 배지 및 이를 이용한 인체장내세균의 탄소원 이용 검증방법 - Google Patents

D-타가토오스를 함유하는 배지 및 이를 이용한 인체장내세균의 탄소원 이용 검증방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 D-타가토오스를 탄소원으로 함유하는 배양배지를 제공함으로써 인체장내 유해균은 생장하지 않으면서 인체장내 유용한 유산균인 락토바실러스 카세이만을 선택적으로 생장시키는 뛰어난 효과가 있다.

Description

D-타가토오스를 함유하는 배지 및 이를 이용한 인체장내세균의 탄소원 이용 검증방법{Cuture medium containing D-tagatose and identification method of intestinal microflora using the same}
본 발명은 D-타가토오스를 함유하는 배지 및 이를 이용한 인체장내세균의 탄소원 이용 검증방법에 관한 것이다.
육탄당인 D-타가토오스는 가장 근래에 발견된 감미료로서 지의류인 Stercular setiger의 gum질 성분이며 D-갈락토오스의 이성질체로서 이화학적 특성과 갈색화 반응(browning reaction)의 특성이 D-프록토스(D-fructose)와 비슷한 케토오스이다. D-타가토오스는 갈락토오스(galactose)의 이성질체로서, 설탕의 감미 약 90%를 보유하면서 설탕이 가지는 칼로리의 약 15-30%만 가지는 저칼로리 단당으로서 유럽, 미국을 비롯하여 한국에서도 안전한 기능성 원료로서 인정되어 비만 및 당뇨 환자뿐만 아니라 일반인의 건강 유지를 위한 저칼로리 감미료 개발에 높은 잠재적 활용 가치를 보유한 소재라고 할 수 있다.
일반적으로 저칼로리 감미료로서 올리고당, 에리스리톨, 자이리톨등이 이용되어지고 있지만 D-타가토오스는 이러한 감미료와는 달리 설사유발과 같은 부작용도 없으며 감미에 있어서도 기존의 감미료와 거의 차이가 없기에 차세대 저칼로리 감미료 개발 소재로서 그 활용 가치는 막대하다고 할 수 있다.
쥐의 식이 실험에서 30%의 수크로스(sucrose)와 D-타가토오스를 각각 투여하였을 때 수크로스를 투여한 실험쥐의 경우 중량이 20%이상 증가한 반면 D-타가토오스를 투여한 실험쥐는 오히려 중량이 15% 감소되었다는 보고를 통해 체중감소에 효과적인 감미료임이 증명된바 있다. 이러한 특성들로 비만, 당료병 같은 성인병을 가지고 있는 사람이나 어린이들이 좋아하는 초콜릿, 껌, 빵, 설탕 등에 설탕 대신 넣어 어린이들이 안심하고 섭취할 수 있게 해주는 건강 감미료이며, 설탕 과잉으로 인한 질병의 예방에도 기여할 수 있는 물질이며 현재 미국 FDA에서 GRAS(Generally Recognized As Safe)로 인정받았다.
D-타가토오스를 이용한 종래의 기술로는 대한민국 특허출원 제10-2010-07027887호에 D-타가토오스를 첨가하는 감미제에 대하여 개시된 바 있다.
본 발명은 D-타가토오스의 인체장내 유용균과 유해균의 성장에 미치는 영향을 조사하고, 이를 이용한 인체장내세균의 탄소원 이용 검증방법을 제공하고자 한다.
따라서 본 발명의 목적은, 인체장내세균 검정용 D-타가토오스가 함유된 배지를 제공하고, 이를 이용한 인체장내세균의 탄소원 이용 검정방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적은, 탄소원으로 D-타가토오스가 함유된 인체장내세균 배양배지를 제조하는 단계와; 상기 단계에서 제조한 배양배지에 인체장내 유해균인 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens), 살모넬라 티피뮤리늄(Salmonella typhimurium), 비브리오 파라헤몰리틱쿠스(Vibrio parahaemolyticus), 리스테리아 모노사이토지너스(Listeria monocytogenes), 스코필라코코스 아우리어스 속 (Staphylococcus aureus subsp Aureus) 균주를 각각 접종하여 생장억제 효과를 확인하는 단계와; 이와 별도로 인체장내 유용균인 락토바실러스 플란타륨(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 류코노톡 시트리움(Leuconostoc citreum), 락토바실러스 액시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei) 균주를 각각 접종하여 생장촉진 효과를 확인하는 단계를 통하여 달성하였다.
본 발명은, D-타가토오스를 탄소원으로 하는 배지에서 인체장내유해세균의 생장은 억제되고, 유용균의 생장은 촉진하는 배지를 제공하는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명 D-타가토오스가 함유된 배양배지에서의 인체장내유해세균의 생장억제 효과 나타낸 그래프이다(A: Pseudomonas fluorescens, B: Salmonella typhimurium, C: Vibrio parahaemolyticus, D: Listeria monocytogenes, E: Staphylococcus aureus subsp Aureus. ◇: 탄소원 무첨가, □: glucose, *: D-tagatose).
도 2는 본 발명 D-타가토오스가 함유된 배양배지에서의 인체장내유용균의 생장촉진 효과를 나타낸 그래프이다(A: Lactobacillus plantarum, B: Lactobacillus brevis, C: Leuconostoc citreum, D: Lactobacillus acidophilus, E: Lactobacillus casei. ◇: 탄소원 무첨가, □: glucose, *: D-tagatose).
본 발명에 사용한 탄소원으로는 CJ 제일제당에서 판매하는 D-타가토오스, 시그마에서 구입한 글루코오스 및 수크로오스를 사용하여 배지를 제조하였다.
본 발명에서는 인체장내 유용균은 Lactobacillus(L.) plantarum KCCM 11322, L. brevis KCCM 11509, Leuconostoc(Leu.) citreum KCCM 12030, L. bulgaricus LB-12(Hansen`s Lab, Denmark), L. casei LC-01(Hansen`s Lab, Denmark), 병원성 및 유해세균은 Staphylococcus aureus subsp Aureus KCCM 12255, Listeria monocytogenes KCTC 37100, Vibrio parahaemolyticus ATCC 17802, Salmonella typhimurium KCCM 11806, Pseudomonas fluorescens ATCC 21541을 사용하였다.
실험예 1: 인체장내 유해세균의 증식에 미치는 D- 타가토오스의 영향
인체장내세균들의 탄소원 이용능을 검정하기 위하여 PYF를 변형한 modified-Petone-Yeast-Filds 배지(m-PYF)를 사용하였고 그 조성은 하기 표 1에 나타내었다. m-PYF mdium에 각각의 탄소원 D-타가토오스 또는 글루코스는 0.22 ㎛ membrane filter(Millipore Co., MA, USA)로 제균한 뒤 각각 0.5%(w/v) 첨가하여, 인체장내세균을 각각 2.5%가 되도록 접종하여 37℃에서 24시간 동안 정치배양 하였다. 배양액의 흡광도(Optical Density)를 분광광도계(Pharmacia Biotech Ultrospec 1000, Cambridege, UK) 600 nm 파장에서 측정하였으며 3번 실험을 반복하여 평균을 구하였다.
본 발명 D-타가토오스 함유 배양배지 조성표
Component Amount
Yeast extract 10 g
peptone 5 g
L-cystein HCl 0.5 g
Tryptone 5 g
Salt solution 40 mL
CaCl2 0.2 g
NaHCO3 1 g
MgSO4 0.2 g
NaCl 2 g
K2HPO4 1 g
D.W. upto 1000 mL
m-PYF medium에 0.5%(w/v) D-tagatose 또는 glucose 및 탄소원이 첨가되지 않은 PYF 배지에 각각의 균을 접종하여 37℃에서 24시간 단독배양하였고, 시간별로 600 nm에서 흡광도를 측정하여 균체의 성장곡선을 측정하였다.
실험결과, 도 1에 나타난 것과 같이 Staphylococcus aureus subsp Aureus, Listeria monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella typhimurium, Pseudomonas fluorescens와 같은 인체유해균은 글루코스 첨가군에서 배양 24시간째에 흡광도 1.28-1.64 범위를 나타내며 성장을 하였으나, D-tagatose 첨가군과 탄소원이 없는 대조군의 흡광도가 비슷하거나 낮게 측정되어 D-tagatose를 이용하지 못하였다.
인체장내 유용균 L. plantarum, L. brevis, Leu. citreum, L. acdiophilus, L. casei의 성장곡선은 도 2에 나타냈다. L. plantarum, L. brevis, Leu. citreum는 glucose 첨가군에서 배양 24시간째 모두 1.30-1.44를 나타내며 성장을 하였고, 탄소 무첨가배지와 D-타가토오스 첨가배지에서는 성장이 저해되는 것으로 나타났다. 하지만 락토바실러스 카세이(L. casei)는 탄소 무첨가배지에서는 성장이 저해되는 것을 나타내었지만, D-본 발명 D-타가토오스 첨가군에서는 글루코스 첨가배지와 같은 성장 곡선을 나타내었으며, 이러한 결과는 상기 두 균주는 D-타가토오스를 당원으로 사용하여 생육하는 것으로 나타났다.
따라서,본 발명 D-타가토오스를 탄소원으로 함유하는 배양배지에서는 인체장내 유해균은 생장하지 않고 인체장내유용한 유산균 중 락토바실러스 카세이만을 선택적으로 생장시키는 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 통계처리
본 실험의 결과는 SPSS system(statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc, Chicago, IL, USA) software package(version 12.0)를 이용하여 통계 처리하였고, p<0.05수준으로 Duncan's multiple range test에 의하여 data 상호간의 유의성을 검정하였다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명 D-타가토오스를 탄소원으로 함유하는 배양배지는 인체장내 유해균은 생장하지 않으면서 인체장내 유익 유산균인 L. casei만이 D-타가토오스를 선택적으로 이용하여 생장하는 뛰어난 효과가 있으므로 식품산업상 매우 유용한 발명이다.

Claims (6)

  1. 세균 배양용 배지에 있어서, 탄소원으로 D-타가토오스를 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 인체장내 유산균 락토바실러스 카세이(L. casei) 균주 배양용 배지 조성물.
  2. 제 1항 기재의 유산균 배양용 배지 조성물에 락토바실러스 카세이(L. casei) 균주를 포함하는 인체장내 유해세균을 접종한 다음 배양한 것을 특징으로 하는 미생물 배양액.
  3. 제 1항 기재의 D-타가토오스를 탄소원으로 함유하는 유산균 배양용 배지 조성물에 인체장내 유해세균을 접종하여 배양하고 흡광도를 측정하여 균체의 성장곡선을 측정하는 것이 특징인 인체장내 유해세균 검정방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 인체장내 유해세균이 Staphylococcus 속, Listeria 속, Vibrio 속, Salmonella 속, Pseudomonas 속 병원미생물 중 어느 하나 이상의 균주임을 특징으로 하는 인체장내 유해세균 검정방법.
  5. 제 1항 기재의 D-타가토오스를 탄소원으로 함유하는 유산균 배양용 배지 조성물에 인체장내세균을 접종하여 배양하고 흡광도를 측정하여 균체의 성장곡선을 측정하는 것이 특징인 인체장내세균의 탄소원 이용 검정방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 인체장내세균이 Staphylococcus 속, Listeria 속, Vibrio 속, Salmonella 속, Pseudomonas 속, Lactobacillus 속, L. brevis 속, Leuconostoc 속, Lactobacillus 속의 세균 중 어느 하나 이상의 균주임을 특징으로 하는 인체장내세균의 탄소원 이용 검정방법.
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