KR20060109253A - 신규한 엔테로코쿠스속 유산균 및 이 미생물이 생산하는항균물질 - Google Patents

신규한 엔테로코쿠스속 유산균 및 이 미생물이 생산하는항균물질 Download PDF

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도요키 사토
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Abstract

넓은 항균 스펙트럼을 보이고, 식품의 품질을 유지하기에 충분한 항균활성을 갖는 항균물질, 및 그것을 생산하는 신규한 미생물을 제공한다.
기탁 번호 FERM BP-10350호로서 기탁되어 있는 엔테로코쿠스 패칼리스(Ente-rococcus faecalis)에 속하는 신규 미생물, 및 이 미생물이 생산하는 항균물질, 항균물질을 함유하는 배양물이고, 이 항균물질은 특정한 N 말단 아미노산 배열을 갖는 펩티드이다.
항균물질, 미생물, 엔테로코쿠스 패칼리스

Description

신규한 엔테로코쿠스속 유산균 및 이 미생물이 생산하는 항균물질{NEW ENTEROCOCCUS FAECALIS AND ANTIBACTERIAL PRODUCT THEREOF}
본 발명은 유산균, 엔테로코쿠스 패칼리스(Enterococcus faecalis)에 속하는 신규한 미생물, 이 미생물이 생산하는 항균물질 및 이 항균물질을 함유하는 배양물에 관한 것이다.
식품으로서 항상 섭취하고 있는 것 중에는 천연의 항균물질을 포함하는 것이 있고, 이러한 천연의 항균물질을 포함하는 것을 사용하여 식품을 보장(保藏)하는 것은 식품의 안심, 안전을 담보하는 점에서 중요시되고 있다. 천연의 항균물질 중에서 식품의 보장에 이용되고 있는 예로서는, 고추냉이, 고추를 비롯한 향신료 추출물, 호프 등을 들 수 있는데, 첨가 농도를 늘리면 식품 본래의 맛을 손상시키기 때문에, 충분한 항균력을 발휘시킬 수 없다.
한편, 유산균은, 1000년 이상 전부터 요구르트, 치즈 등의 유제품, 발효 축육제품, 김치 등, 여러 발효식품의 생산에 이용되어 왔다. 유산균을 제조과정에서 사용함으로써 pH가 저하되거나, 유산균이 항균성 펩티드를 생산하거나 함으로써 식품 중에서의 잡균의 번식이 억제되어, 부패나 품질의 저하를 막을 수 있다. 최근, 유산균이 생산하는 항균성 펩티드의 연구가 활발히 행해져, 이것을 식품에 첨가하여 품질을 향상시키고자 하는 시도가 행해지고 있다(JP-A 2004-105118, JP-A 2003-235529, 및 JP-A 2003-164276 참조)
유산균이 생산하는 항균성 펩티드는 소화효소로 분해되므로 안전한 항균물질로서 기대되고 있지만, 그 항균 스펙트럼은 식품의 품질을 유지하는데는 실용적으로 충분한 것이 아니다. 예를 들면, 보존료로서 각국에서 인가되고 있는 나이신은, 비교적 넓은 항균 스펙트럼을 갖는 항균성 펩티드이지만, 그래도 식품의 품질을 유지하기 위해서는 항균 스펙트럼의 범위는 충분하지 않다. 본 발명은 실용적으로 충분한 항균활성, 항균 스펙트럼을 갖는 유산균 유래의 항균성 펩티드 및 그것을 생산하는 신규한 미생물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 검토를 행하여, 여러 발효식품으로부터 유산균을 분리하고, 항균성 펩티드를 생산하는 균주의 스크리닝을 행했다. 그 결과, 단순한 조성의 배지에서 용이하게 생육하고, 대단히 넓은 항균 스펙트럼을 보이는 항균성 펩티드를 효율적으로 생산하는 유산균의 분리에 성공했다. 즉, 본 발명은 하기와 같다.
1) 기탁 번호, FERM BP-10350호로서 기탁되어 있는 엔테로코쿠스 패칼리스(Enterococcus faecalis)에 속하는 신규 미생물,
2) 상기 1)에 기재하는 신규 미생물이 생산하는 항균물질 및 이 항균물질을 포함하는 배양물,
3) N 말단의 아미노산 배열이 배열 번호 1의 펩티드인 상기 2)에 기재된 항균물질 및 이 항균물질을 포함하는 배양물.
발명의 상세한 설명
본 발명의 신규 미생물은, 용이하게 입수할 수 있고, 단순한 조성의 배지에서 용이하게 생육하고, 광범위한 항균 스펙트럼을 보이는 항균물질을 효율적으로 생산한다. 이 항균물질은 펩티드로 이루어지고, 대단히 넓은 항균 스펙트럼, 고도의 내열성을 갖고, 넓은 pH 영역에서 유효하다. 이것으로부터, 이 항균 펩티드 또는 이것을 함유하는 배양물은 식품의 품질유지를 위한 유효한 소재로서 사용할 수 있다.
본 발명의 신규 미생물은 FERM BP-10350호로서 기탁되어 있는 엔테로코쿠스 패칼리스(Enterococcus faecalis)에 속하는 신규 미생물이다. FERM BP-10350은 일본국 이바라키켄 츠쿠바시 히가시 1쵸메 1반지 1, 중앙 제 6, 독립행정법인 산업기술종합연구소, 특허생물기탁센터가 2005년 6월 9일에 부다페스트 조약에 의해 국제수탁했다. FERM BP-10350은 2004년 2월 3일 수탁된 FERM P-20388로부터 동 기관에 의해 같은 날 이관되었다.
이 미생물은, 표준조건에서 배양하여 연쇄구균(직경 약 0.5㎛)이며, 그램 양성, 호기 조건 및 혐기 조건에서 생육, 옥시다제 음성, 카타라제 음성, 비운동성, 비포자형성성이다. 배양적 성질로서는, 육즙한천 평판배양에서 잘 생육하고, 백색의 광택이 있는 작은 콜로니를 형성하고, 육즙 액체배양에서는, 생육 양호, 표면발 육 없음, 리트머스 밀크에서는 산성화가 보여진다.
또, 16S 리보좀 DNA(rDNA)의 염기배열의 상동성 해석 및 당의 발효성을 확인한 결과, 엔테로코쿠스 패칼리스와 가장 상동성이 높았으므로(99% 상동성), 본 미생물을 엔테로코쿠스 패칼리스로 동정했다. 그러나, 16S 리보좀 DNA의 상동성 해석에서 100%의 상동성을 나타내지 않았던 것과, 본 미생물이 생산하는 항균물질이, 엔테로코쿠스가 생산하는 기지의 항균 펩티드와는 다른 넓은 항균 스펙트럼을 나타내는 것으로부터, 본 균주는 신규한 균주라고 판정했다.
상기 미생물이 생산하는 항균물질은, 대단히 넓은 항균 스펙트럼을 나타내고, 100℃에서 10분간 이상 가열해도 항균활성이 저하되지 않는 내열성을 갖고, 또 pH 2∼11의 넓은 범위에서 안정하다. 이 항균물질은, 트립신, 프로나제 등의 효소로 분해되는데, N 말단의 아미노산 배열이 배열표의 배열 번호 1로서, 엔테로코쿠스가 생산하는 기지의 항균 펩티드와는 다른 펩티드인 것이 판명되었다.
본 발명에 있어서, 배양물에는, 배양액, 배양액 상청(上淸), 및 그것들의 건조 분말 등을 포함한다. 항균물질을 생산시키기 위한 배지는, 예를 들면 탄소원으로서 글루코스, 질소원으로서 훼이, 카제인, 육류 엑기스, 대두 엑기스 등을 사용하면 좋다.
실시예
실시예 1 (미생물의 당 자화성 )
아비(주) 제의 세균 동정검사 키트 API 50 CH를 사용하여 당의 자화성 시험을 행했다. 그 결과를 표 1, 2에 나타낸다. 자화성이 있는 당은 +, 자화성이 없 는 당은 -로 했다.
탄소원 자화성 탄소원 자화성 탄소원 자화성
글리세롤 +- 만노스 + 에스쿨린 +
에리트리톨 - 소르보스 - 살리신 +
D-아라비노스 - 람노스 - 셀로비오스 +
L-아라비노스 - 둘시톨 - 말토스 +
리보스 + 이노시톨 - 락토스 +-
D-크실로스 - 만니톨 + 멜리비오스 -
L-크실로스 - 소르비톨 + 수크로스 +-
아도니톨 - α-Me-D- 만노시드 - 트레할로스 +
β-Me-D- 크실로시드 - α-Me-D- 글루코시드 - 이눌린 -
갈락토스 + N-아세틸- 글루코사민 + 멜레지토스 +
글루코스 + 아미그달린 + 라피노스 -
프럭토스 + 아르술린 +
녹말 +
글리코겐 +
크실리톨 -
젠티오비오스 +
D-투라노스 -
D-릭소스 -
D-타가토스 +
D-푸코스 -
L-푸코스 -
D-아라비톨 -
L-아라비톨 -
글루코네이트 +-
2-케토-글루코네이트 -
5-케노-글루코네이트 -
실시예 2 (항균 스펙트럼)
(1) 배양액 상청의 조제
본 발명의 미생물을 MRS broth(MERCK사 제)에 접종하여 30℃에서 18시간 배양하고, 10000rpm에서 20분간 원심분리를 행하고, 균체를 제거한 후의 상청(이하, 배양액 상청)을 이하의 항균성 시험에 사용했다.
(2) 시험방법 및 결과
표준 한천배지(에이켄기자이사 제)를 멸균 후, 약 50℃ 이하까지 냉각하고, 표 2 기재의 각 지표균의 현탁액을 가한 후, 샤알레에 나누어 붓고 평판배지를 작성했다. 상기 배양액 상청을 0.02ml씩 평판배지 위로 적하하고, 30℃에서 24시간 배양을 행하고, 생육저지원이 보여진 것을 항균활성 있음으로 판정했다. 시험결과를 표 3에 나타냈다. 항균활성이 강하게 나온 것을 ++, 나온 것을 +, 나오지 않은 것을 - 로 했다.
균주 생육저지
바실루스 섭틸리스(Bacillus subtilis) IAM 1069 ++
바실루스 세레우스(Bacillus cereus) IFO 13494 ++
스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus) FDA 209p ++
대장균(Eschericha coli) NRIC 1023 -
살모넬라 팁피무리움(Salmonella typfimurium) IFO 12529 -
사카로미세스 서비시아에(Saccharomyces cervisiae) OC-2 -
락토바실루스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) IAM 1041 +
락토코쿠스 락티스(Lactococcus lactis) IAM 1249 ++
페디오코쿠스 아시딜락티시(Pediococcus acidilactici)-M ++
레우코노스토크 메센테로이데스 (Leuconostoc mesenteroides)-M ++
락토바실루스 카세이(Lactobacillus casei) TISTR 390 +
엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis) +
이 항균 스펙트럼을, 엔테로코쿠스가 생산하는 기지의 펩티드인 엔테로신 A 및 B(J food Microbiol. 70, 291-301(2001)), 엔테로신 P(Appl Environ Microbiol. 67, 1689-92(2001)), 엔테로신 81(J appl Microbiol. 85, 521-6(1998)), 엔테로신 L50A 및 L50B(J Bacteriol. 180, 1988-94(1998)), 엔테로신 4(Appl Environ Micro-biol. 62, 4220-3(1996)), 문드티신(Mundticin) KS(Appl Environ Microbiol. 68, 3830(2002))의 그것과 비교한 바, 상이한 것이었다.
실시예 3 (내열성 시험)
실시예 2에서 얻어진 배양액 상청을 pH 6에서 100℃에서 10분간 가열처리한 후, 항균활성의 유무를 확인했다. 즉, 공시균주로서, 락토코쿠스·락티스 IAM1249를 사용하고, 실시예 2의 시험방법에 준하여 상기 배양액 상청의 활성에 대하여 검토했다. 그 결과, 가열처리한 배양액 상청은 미가열의 배양액 상청과 동등한 항균활성을 보였다.
실시예 4 (pH 안정성 시험)
실시예 2에서 얻어진 배양액 상청을 염산 및 수산화 나트륨을 사용하여 pH 2∼11로 조정후, 1일 실온에 방치하고, 다시 pH를 6으로 되돌린 후, 배양액 상청의 항균 활성의 유무를 확인했다. 즉, 공시균주로서, 락토코쿠스·락티스 IAM1249를 사용하고, 실시예 2의 시험방법에 준하여 배양액 상청의 활성에 대해 검토했다. 그 결과, pH 2로부터 11로 조제한 모든 시험구에 있어서 항균활성을 발현했다.
실시예 5 ( 효소분해성 시험)
실시예 2에서 얻어진 배양액 상청에 트립신 또는 프로나제를 첨가하고, 37℃에서 6시간 반응시킨 후, 항균활성의 유무를 확인했다. 즉, 공시균주로서, 락토코쿠스·락티스 IAM1249를 사용하고, 실시예 2의 항균 스펙트럼의 시험방법에 준하여 배양액 상청의 활성에 대하여 검토했다. 그 결과, 어떠한 효소처리 시료도 항균활성을 잃어버리고 있었다.
실시예 6 (N 말단 아미노산 배열의 결정)
항균물질을 이하의 수순으로 정제했다.
1. 황산암모늄염 석출(40%∼80% 포화)
2. SP-Sepharose Fast Flow에 의한 이온교환 크로마토그래피
3. Octyl Sepharose에 의한 역상 크로마토그래피
4. Capcell Pak C18 MGII에 의한 역상 크로마토그래피
정제한 항균물질의 N-말단 아미노산 배열을 에드만 분해법에 의해 결정했다. 얻어진 배열은 하기와 같았다(배열 번호 1).
Met-Gly-Ala-Ile-Ala-Lys-Leu-Val-Ala-Lys-Phe-Gly-Trp-Pro-Ile-Val-
본 발명의 신규 미생물은, 용이하게 입수할 수 있고, 단순한 조성의 배지에서 용이하게 생육하고, 광범위한 항균 스펙트럼을 보이는 항균물질을 효율적으로 생산한다. 이 항균물질은 펩티드로 이루어지고, 대단히 넓은 항균 스펙트럼, 고도의 내열성을 갖고, 넓은 pH 영역에서 유효하다. 이것으로부터, 이 항균 펩티드 또는 이것을 함유하는 배양물은 식품의 품질유지를 위한 유효한 소재로서 사용할 수 있다.
<110> Asamakasei Kabushiki Kaisha <120> New Enterococcus faecalis and Antibacterial Product Thereof <150> JP 2005-117987 <151> 2005-04-15 <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 16 <212> PRT <213> Enterococcus faecalis <400> 1 Met Gly Ala Ile Ala Lys Leu Val Ala Lys Phe Gly Trp Pro Ile Val 1 5 10 15

Claims (3)

  1. 기탁번호 FERM BP-10350호로서 기탁되어 있는 엔테로코쿠스 패칼리스(Enter-ococcus faecalis)에 속하는 신규 미생물.
  2. 제 1 항에 기재되는 신규 미생물이 생산하는 항균물질 및 이 항균물질을 포함하는 배양물.
  3. 제 2 항에 있어서, N 말단의 아미노산 배열이 배열 번호 1의 펩티드인 것을 특징으로 하는 항균물질 및 이 항균물질을 포함하는 배양물.
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