KR20210039093A - 페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성능이 우수한 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 및 이를 포함하는 조성물 - Google Patents

페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성능이 우수한 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 및 이를 포함하는 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 김치로부터 분리된 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18은 페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성능을 갖는 프로바이오틱스로서, 사람 또는 동물의 정장, 면역 강화 등의 용도를 위해 다양하게 활용될 수 있다. 나아가, 발효 식품의 스타터로서 유용하게 사용할 수 있다.

Description

페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성능이 우수한 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 및 이를 포함하는 조성물 {Lactobacillus plantarum WiKim18 having high productivity of phenyllactic acid and composition for comprising the same}
본 발명은 페닐락틱산 생성능이 우수한 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
대표적인 발효식품인 김치는 김치 재료에서 유래하는 다양한 미생물에 의해 자연발효가 일어나며, 이러한 미생물의 종류와 분포는 김치의 원부재료, 온도, 염도, 산도 등 다양한 발효 환경에 의해 결정된다. 김치의 맛과 풍미는 김치미생물로부터 생산되는 대사물질들에 의해 달라지기 때문에 김치의 품질을 안정적으로 유지하기 위해서 발효 스타터(starter)로써 김치미생물의 역할이 중요하다. 전통발효식품에서 대표적으로 발견되는 락토바실러스 속 미생물은 장내 pH를 산성으로 유지시켜 유해균의 번식을 억제하고 비타민 합성, 혈청 콜레스테롤 저하, 항암 작용 등의 역할을 한다. Lactobacillus plantarum은 대표적인 김치 발효균으로 내산성 및 내담즙성이 우수하며, 사람 또는 동물의 정장, 면역강화 등을 위한 프로바이오틱스로서 활용될 수 있다.
Phenyllactic acid(PLA)는 phenylalanine 으로부터 유도되는 대사물질로 phenylpyruvate를 매개체로 하여 lactate dehydrogenase(LDH)에 의해 생성되며 Candida, Rhodotorula, Aspergillus, penicillin sp. 균에 대한 항균활성을 지니고 있다(비특허문헌 1, 2). PLA 생성에는 D-lactate dehydrogenase(2-Hacid dh), NAD-binding L-lactate dehydrotenase(L-ldh), NAD-binding L-lactate/malate dehydrogenase(Ldh-1), FMN-binding lactate oxidase alpha-hydroxy acid dehydrogenase(FMN-dep dh)와 같은 LDH 효소가 관여를 한다. 이성질체(L-PLA, D-PLA)로 존재하는 PLA는 D-PLA일 때 항균활성이 크게 나타나며, 이는 2-Hacid dh에 의해 D-form의 PLA로 전환된다(비특허문헌 3).
다양한 발효식품에서 분리한 lactic acid bacteria(LAB)에서 생산된 PLA의 항균활성 효과를 나타내는 결과가 보고되어 있다(비특허문헌 2, 4, 5). 이에 본 발명을 통해 김치로부터 분리되고 PLA 생산능이 있는 신규 LAB 균주를 발명하고자 한다.
Lavermicocca et al., Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, pp 4084-4090, 2000 Lavermicocca et al., Applied and Environmental Microbiology, vol. 69, pp 634-640, 2003 Chaudhari & Gokhale, Journal of Bacteriology & Mycology, vol. 2, pp 121-125, 2016 Ohhira et al., Biocontrol Science, vol. 9, pp 77-81, 2004 Mu et al., Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 95, pp 1155-1163, 2012
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위해서 항균활성 물질 PLA 생산능을 갖는 새로운 균주를 제공하고, 이러한 균주를 이용하여 다양한 식품, 약품 및 약학적 조성물 등을 제공하고자 하는 데에 그 목적이 있다.
이에, 본 발명자들은 전통발효식품 유래 유산균으로부터 페닐락틱산의 생성능을 갖는 유산균 균주를 찾고자 노력한 결과, 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18)이 페닐락틱산을 생성할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물을 포함하는 페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성용 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물을 포함하는 페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성용 사료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물로 이루어지는 발효용 유산균 스타터를 제공한다.
또한, 본 발명은 김치 제조시, 김치 양념소에 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물을 첨가하는 단계를 포함하는, 페닐락틱산(phenyllactic acid)을 함유하는 김치의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18)은 김치 유래의 락토바실러스 플랜타룸 균주이다. 비록 본 발명에서의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18을 김치에서 분리, 동정하기는 했으나, 이의 입수 경로가 이에 한정되는 것은 아니다.
한 구체예에서, 본 발명에서의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18) 균주는 한국미생물보존센터에 기탁된 수탁번호 KFCC11588P의 균주일 수 있다.
본 발명의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18은 그람양성균이고 호기적 조건과 혐기적 조건에서 모두 성장이 가능한 통성 혐기성(facultative anaerobe)이며, 구균의 형태를 취하고 있다.
본 발명의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18은 프로바이오틱스로서, 유산균의 일반적인 정장 효과 및 면역 증강 효과를 갖는다. 락토바실러스 속의 유산균이 정장 효과 및 면역 증강 효과를 갖는다는 것은 잘 알려져 있는 사실이다.
본 발명에 있어서, '프로바이오틱스(probiotics)'는 사람을 포함한 동물의 위장관 내에서 숙주의 장내 미생물 환경을 개선하여 숙주의 건강에 유익한 영향을 주는 살아있는 미생물'이라는 의미로 이해된다. 프로바이오틱스는 프로바이오틱 활성을 갖는 살아있는 미생물로 단일 또는 복합균주 형태로 사람이나 동물에 건조된 세포 형태나 발효산물 형태로 급여될 경우, 숙주의 장내 균총에 유익한 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 한 구체예에서, 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 또는 이의 배양물을 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 조성물에 포함되는 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18은 생균체 또는 사균체로서 존재할 수 있으며, 또한 건조 또는 동결 건조된 형태로 존재할 수도 있다. 다양한 조성물 내에 포함시키기 적합한 유산균의 형태 및 제제화 방법은 당업자에게 잘 알려져 있다.
본 발명의 한 구체예에서, 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 또는 이의 배양물을 포함하는 페닐락틱산 생성용 조성물을 제공한다. 하기 실시예에서는, 본 발명의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18이 페닐락틱산 생성능 테스트에서 높은 생성율을 보이는 것을 확인하였다. 특히, 상기 균주를 48시간 동안 배양한 경우에 페닐락틱산의 생성량이 최대임을 알 수 있었다.
본 발명에 있어서, 페닐락틱산은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물로, IUPAC명은 2-hydroxy-3-phenylpropanoic acid이다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 페닐락틱산(phenyllactic acid)은 항진균 활성 및 식품의 보관 수명을 연장시키는 효과를 나타내는 천연 항균 성분으로 알려져 있다. 친수성인 성질로 쉽게 확산되며 또한, 가금류 사료에서 면역 조절 효과를 발휘하여, 알의 품질과 생산 성능을 향상시키며(Wang JP et al., J. Appl. Poult. Res., vol. 18, pp 203-209, 2009), 병아리 사료에 사용할 경우, 대장에서 항 병원성을 나타내며 (Wang JP et al., Poult Sci., vol. 89(7), pp 1549-1555, 2010), 돼지 사료에 사용할 경우, 면역 조절 및 항 병원성 효과가 있다 (Wang JP et al., J Anim Sci., vol. 87(10), pp 3235-3243, 2009). 또한 피부의 주름을 줄여주는 피부 보호 효과가 보고되어 있다(미국특허 US5385938A).
본 발명에 있어서, 상기 페닐락틱산은 그람 양성균인 리스테리아 모노키노게네스(Listeria monocytogenes), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 엔테로코커스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 그람 음성균인 프로비덴시아 스투아르티(Providencia stuartii), 클렙시엘라 옥시토카(Klebsiella oxytoca), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli O157:H7) 과 효모 및 진균류인 아스퍼질러스 오크라세우스(Aspergillus ochraceus), 페니실리움 시트리눔(Penicillium citrinum), 페니실리움 로큐포티(Penicillium roqueforti) 에 대해 항균활성을 가짐과 동시에, 식품의 보관기간을 연장시킬 수 있다.
이에, 본 발명은 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 또는 이의 배양물을 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 또는 이의 배양물을 포함하는 발효용 유산균 스타터를 제공한다.
본 발명에 있어서, 용어 “스타터(starter)”란 식품의 발효에 관여하는 미생물을 포함하는 제제로, 발효식품 제조 시 첨가함으로써 숙성된 식품에서 지배적으로 생장하는 미생물을 말한다. 본 발명에 있어서, 스타터란 발효식품의 맛을 일정하게 조절하고 우수한 관능미를 가질 수 있을 뿐만 아니라 발효식품 내 페닐락틱산이 고함량으로 함유되도록 제공하는 미생물, 즉 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주를 필수적으로 포함하는 제제를 의미한다.
한 구체예에서, 상기 유산균 스타터는 발효식품의 제조를 위해 사용될 수 있다. 상기 발효식품으로는 김치, 치즈 등의 발효식품이 포함될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에 공지된 다양한 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주는 김치의 제조시 유산균 스타터로 사용될 수 있으며, 이를 이용하는 경우 김치의 숙성을 일정하게 도와주면서 잘 숙성된 김치의 맛을 장기간 유지할 수 있을 뿐만 아니라 김치 내 페닐락틱산의 함량이 높도록 도와준다.
본 발명에 있어서, 상기 유산균 스타터는 액상 제제, 분말 제제 등으로 제형화할 수 있으며, 예를 들면 분말 제제로 사용할 수 있다. 분말 제제는 배양된 균주를 원심분리 등의 방법으로 수집하여 동결 건조시켜 수득할 수 있다. 스타터 균주를 발효식품에 첨가하는 경우, 균 배양액에서 분리한 젖은 형태의 균체를 첨가하는 것이 일반적이지만 액상 제형은 보관이 어렵고 유통 중 품질 유지가 어려워 이를 상품으로 유통시키기 어려운 단점이 있다. 반면에, 분말 제제는 공급, 품질 유지 및 사용이 용이하다는 장점이 있다. 상기 스타터는 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주 뿐만 아니라, 콩가루, 탈지유(skim milk), 아미노산류, 당류, 당알코올류, 전분 등 통상적으로 스타터에 첨가되는 성분들을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18은 이러한 유리한 작용으로 인해 식품, 건강기능식품, 사료 또는 사료 첨가제 조성물 내에 포함될 수 있다.
본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 활용될 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 유효성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
상기 약제학적 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약제학적 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연당, 옥수수감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐아세테이트, 소듐 클로라이드등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충식염수, 알부민 주사 용액, 덱스트로즈 용액, 말토덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
나아가 해당 분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.
본 발명은 또한 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 또는 이의 배양물을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물을 제공한다. 본 발명에 있어서, 상기 식품 조성물은 미생물 감염 질환의 예방 및 치료용 식품일 수 있다. 상기 식품 조성물은 건강기능식품 또는 음료를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 구체예에서, 상기 균주를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 발효유 등의 음료를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식품 조성물은 상기 약제학적 조성물과 동일한 방식으로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 비타민복합제, 건강보조식품류 등이 있다.
본 발명의 식품 조성물은 식품 제조시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아추출물(예를 들어 레바우디오시드A, 글리시르히진 등)) 및 합성향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제와 음료류로 제조되는 경우에는 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 및 각종 식물 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
상기 본 발명에 따른 조성물은 사료첨가제 또는 사료로서 이용될 수 있다.
사료 첨가제로서 이용될 경우, 상기 조성물은 20 내지 90% 고 농축액이거나 분말 또는 과립 형태로 제조될 수 있다. 상기 사료첨가제는 구연산, 후말산, 아디픽산, 젖산, 사과산등의 유기산이나 인산 나트륨, 인산 칼륨, 산성 피로인산염, 폴리인산염(중합인산염) 등의 인산염이나, 폴리페놀, 카테킨, 알파-토코페롤, 로즈마리 추출물, 비타민 C, 녹차 추출물, 감초 추출물, 키토산, 탄닌산, 피틴산 등의 천연 항산화제 중 어느 하나 또는 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 사료로서 이용될 경우, 상기 조성물은 통상의 사료 형태로 제제화 될 수 있으며, 통상의 사료성분을 함께 포함할 수 있다.
상기 사료첨가제 및 사료는 곡물, 예를 들면 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀; 식물성 단백질 사료, 예를 들면 평지, 콩, 및 해바라기를 주성분으로 하는 사료; 동물성 단백질 사료, 예를 들면 혈분, 육분, 골분 및 생선분; 당분 및 유제품, 예를 들면 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조성분 등을 더 포함할 수 있으며, 이외에도 영양 보충제, 소화 및 흡수 향상제, 성장촉진제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 사료첨가제는 동물에게 단독으로 투여하거나 식용 담체 중에서 다른 사료첨가제와 조합하여 투여할 수도 있다. 또한, 상기 사료첨가제는 탑드레싱으로서 또는 이들을 동물사료에 직접 혼합하거나 또는 사료와 별도의 경구제형으로 용이하게 동물에게 투여할 수 있다. 상기 사료첨가제를 동물사료와 별도로 투여할 경우, 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 약제학적으로 허용가능한 식용 담체와 조합하여, 즉시 방출 또는 서방성 제형으로 제조할 수 있다. 이러한 식용 담체는 고체 또는 액체, 예를 들어 옥수수전분, 락토오스, 수크로오스, 콩플레이크, 땅콩유, 올리브유, 참깨유 및 프로필렌글리콜일 수 있다. 고체 담체가 사용될 경우, 사료첨가제는 정제, 캡슐제, 산제, 트로키제 또는 함당정제 또는 미분산성 형태의 탑 드레싱일 수 있다. 액체 담체가 사용될 경우, 사료첨가제는 젤라틴 연질 캡슐제, 또는 시럽제나 현탁액, 에멀젼제, 또는 용액제의 제형일 수 있다.
상기 사료는 동물의 식이욕구를 충족시키는데 통상적으로 사용되는 임의의 단백질-함유 유기곡분을 포함할 수 있다. 이러한 단백질-함유 곡분은 통상적으로 옥수수, 콩곡분, 또는 옥수수/콩곡분믹스로 주로 구성되어 있다.
또한, 상기 사료첨가제 및 사료는 보조제, 예를 들어 보존제, 안정화제, 습윤제 또는 유화제, 용액촉진제 등을 함유할 수 있다. 상기 사료첨가제는 침주, 분무 또는 혼합하여 동물의 사료에 첨가하여 이용될 수 있다.
본 발명의 사료 또는 사료첨가제는 포유류, 가금 및 어류를 포함하는 다수의 동물식이에 적용할 수 있다.
상기 포유류로서 돼지, 소, 양, 염소, 실험용 설치동물, 및 실험용 설치동물뿐만 아니라, 애완동물(예를 들어 개, 고양이) 등에게 사용할 수 있으며, 상기 가금류로서 닭, 칠면조, 오리, 거위, 꿩, 및 메추라기 등에도 사용할 수 있고, 상기 어류로서 송어 등에 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 김치 제조시, 김치 양념소에 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18) 균주를 첨가하는 단계를 포함하는, 페닐락틱산을 함유하는 김치의 제조방법을 제공한다.
상기 김치의 제조방법에 있어서, 상기 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18) 균주는 균주 자체로 첨가되거나 배양물로 첨가될 수 있다. 상기 배양물은 균주를 액체 배지에서 배양한 배양액 자체, 상기 배양액을 농축한 농축액 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 김치라 함은 통상의 김치의 주재료에 양념을 첨가하여 제조되는 당해 분야에서 일반적으로 알려진 것을 통칭하는 것이다. 상기 김치의 주재료와 양념은 제조하고자 하는 김치의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 김치의 주재료는 배추, 무, 갓 또는 열무 등일 수 있고, 양념은 파, 마늘, 생강, 액젓, 설탕, 소금, 고춧가루 등과 같은 재료를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 주재료에 양념이 더해져 제조되는 김치는 배추김치, 갓김치, 무김치, 깍두기 등일 수 있으나, 상기와 같이 김치의 종류를 한정하는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 김치의 제조방법은 당해 분야에서 통상적으로 알려진 방법에 의해 제조되는 것을 포함한다.
본 발명에 있어서, 김치 양념소는 통상적으로 사용되는 재료를 포함하는 김치 양념소라면 모두 적용할 수 있는 것으로, 포함되는 재료에 제한이 있는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 한 구체예에서, 김치의 제조시 김치의 주 재료를 배추로 한정하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 김치의 주 재료는 통상적으로 사용되는 모든 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 김치의 제조방법에 있어서, 상기 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주는 접종 초기 균수를 기준으로 유산균 수가 104 CFU/g 내지 1011 CFU/g가 되도록 첨가할 수 있고, 바람직하게는 105 CFU/g 내지 109 CFU/g, 106 CFU/g 내지 108 CFU/g가 되도록 첨가할 수 있다.
일반적으로 락토바실러스 플랜타룸 균주는 김치의 시원하고 깔끔한 맛을 내는 주된 요인으로, 젖산, 만니톨 등의 대사산물을 생산함으로써 김치의 풍미를 우수한 상태로 발효시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 균주를 김치의 제조에 사용할 경우, 균주가 첨가되지 않은 김치와 비교하여 산도 증가 속도가 완만하고 관능미가 우수할 뿐만 아니라 고함량의 페닐락틱산이 함유된 김치를 제조할 수 있다.
구체적으로, 하기 실시예에서는 김치 제조시 상기 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주를 접종한 김치와 그렇지 않은 김치를 4℃에서 14 일간 발효시킨 후 그 특성을 비교한 결과, 상기 균주를 접종한 김치에서 우점종(dominant species)으로서 발효를 주도하여 산도 값이 낮으면서 페닐락틱산의 함량을 14㎍/㎖ 이상으로 현저하게 증가시키는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 김치 제조시 상기 균주를 첨가하면 김치의 숙성 초기부터 상기 균주가 발효주도균으로 존재함으로써 김치 내의 페닐락틱산의 함량을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
본 발명에 있어서, 상기 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주는 우수한 관능미와 고함량의 페닐락틱산 함유 효과를 나타내기 위해 김치 양념소에 분말 제제 또는 액상 제제로 첨가될 수 있다. 상기 균주가 분말 제제로 포함되는 경우, 상기 균주는 김치 양념소 중량 대비 0.01 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 배양물과 같은 액상 제제로 포함되는 경우, 김치 양념소 중량 대비 접종 초기 균수 기준으로 104 CFU/g 내지 1011 CFU/g가 되도록 첨가할 수 있고, 바람직하게는 105 CFU/g 내지 109 CFU/g, 106 CFU/g 내지 108 CFU/g가 되도록 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법으로 김치를 제조할 경우, 앞서 설명한 김치 양념소를 김치의 주 재료인 배추, 무 등에 버무려 통상적인 김치의 제조방법을 통해 고함량의 페닐락틱산이 함유된 김치를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 김치를 제공한다.
본 발명에 따른 김치는 0 내지 7℃의 온도 조건에서 7 내지 21일 동안 발효시킨 경우, 김치 내 페닐락틱산의 함량이 14㎍/㎖ 이상일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 김치는 관능미가 우수하고, 김치 내에서 상기 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주가 우점종으로서 존재하여 김치 내 페닐락틱산의 함량을 증가시키는 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따른 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18은 높은 페닐락틱산 생성능을 나타내므로, 프로바이오틱스로서 사람 또는 동물의 정장, 위장 질환 예방, 면역강화와 함께 항균 등의 용도를 위해 다양하게 활용될 수 있다. 나아가, 발효용 스타터로서 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주의 시간에 따른 페닐락틱산의 생성량을 확인한 실험 결과이다.
도 2는 본 발명의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주를 스타터로 첨가한 김치의 시간에 따른 페닐락틱산 생성량을 확인한 실험 결과이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18균주의 페닐락틱산(phenyllactic acid, PLA) 생성량 확인
한국미생물보존센터(국내)에 기탁된 수탁번호 KFCC11588P의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주를 사용하였다. 상기 WiKim18 균주는 MRSB 배지(Difco, USA)에서 24, 48시간 배양하여 12,000rpm에서 5분간 원심분리하였다. 침전물을 제외한 상층액은 sep-pak catridge(Waters Co., USA)를 이용하여 추출하였다. LC-MS/MS 분석은 AB SCIEX analyst 소프트웨어를 장착한 AB SCIEX TripleTOF®5600+ 시스템(AB SCIEX)을 사용하여 electro spray ionization(negative) mode에서 실시하였다. ACQUITY UPLC BEH C18 Column(130Å, 1.7㎛, 2.1mmⅹ100mm)에서 아세트산 암모늄 10mM을 포함한 물과 아세토나이트릴을 사용하였으며, 95%-60% water(v/v)를 17분 동안, 45%-10% water(v/v)를 8분 동안, 95% water(v/v)를 5분 동안 진행하여 0.5 ml/min의 유속으로 분리하였다. 균주로부터 생산되는 페닐락틱산(Phenyllactic acid, PLA) 생성량은 multiquant(AB SCIEX) 소프트웨어를 사용하여 정량하였다.
페닐락틱산의 검출을 위한 LC-MS/MS 분석 조건을 아래 표 1에 나타내었다.
컬럼 ACQUITY UPLC BEH C18 Column(130Å1.7㎛, 2.1㎜ ⅹ100㎜)
컬럼 온도 60℃
이동상 시간 이동상A 이동상B
0 99.9 0.1
10 30 70
유속 0.4ml/min
오토샘플러 온도 4℃
검출기(MS/MS) 화합물 m/z 충돌에너지
PLA 165>119 -30eV
그 결과, 도 1에서 보는 것과 같이, 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주를 MRS 배지에서 48시간 배양했을 때, 32㎍/ml의 PLA를 생성하는 것을 확인하였다.
실시예 2: 김치에서의 페닐락틱산 생성량 확인
갓 담근 김치를 대조군으로, 김치 1g당 본 발명의 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18 균주를 1ⅹ107 CFU/ml 첨가한 김치를 실험군으로 설정하고 4℃에서 보관하였다. 이때 김치는 통상적인 김치 제조방법에 따라 제조하였다.
1) 김치의 산도 및 pH 측정
주차별로 보관한 김치를 채취하여 산도 및 pH를 측정하여 표 2 및 3에 나타내었다.
산도 대조군 Lactobacillus plantarum
WiKim 18
Day Ave SD Ave SD
0 0.33 0.02 0.34 0.00
7 0.56 0.01 0.63 0.02
14 1.02 0.00 1.16 0.04
pH 대조군 Lactobacillus plantarum
WiKim 18
Day Ave SD Ave SD
0 5.76 0.00 5.76 0.00
7 4.90 0.01 4.86 0.02
14 4.35 0.01 4.33 0.01
그 결과, 보관기간에 따른 pH의 변화는 대조군과 크게 다르지 않았지만, 산도의 수치는 다소 높은 것을 확인할 수 있었다.
2) 김치의 PLA 농도 정량
분쇄한 김치를 거즈로 여과한 후 여과액을 원심분리하고, sep-pak cartridge(Waters Co., USA)를 이용하여 추출한 후 상기 실시예 1과 동일한 조건에서 LC-MS/MS 분석을 통해 PLA의 농도를 정량하여 표 4에 나타내었다.
그 결과, 도 2를 통해 김치에 스타터로 본 발명의 균주를 첨가했을 때 항균활성 물질인 PLA의 농도가 증가하는 것을 확인하였다.
PLA농도 대조군 Lactobacillus plantarum
WiKim 18
Day Ave SD Ave SD
0 0.55 0.03 0.48 0.08
7 5.92 0.64 4.59 0.03
14 8.71 1.08 14.90 1.27
한국미생물보존센터(국내) KFCC11588P 20140704

Claims (8)

  1. 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물을 포함하는 페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성용 식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식품 조성물은 건강기능식품 또는 음료인 조성물.
  3. 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물을 포함하는 페닐락틱산(phenyllactic acid) 생성용 사료 조성물.
  4. 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물로 이루어지는 발효용 유산균 스타터.
  5. 김치 제조시,
    김치 양념소에 락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 또는 이의 배양물을 첨가하는 단계를 포함하는, 페닐락틱산(phenyllactic acid)을 함유하는 김치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    락토바실러스 플랜타룸 WiKim18(Lactobacillus plantarum WiKim18; 수탁번호 KFCC11588P) 균주는 접종 초기 균수를 기준으로 유산균 수가 104 CFU/g 내지 1011 CFU/g가 되도록 김치 양념소에 첨가하는 것인 김치의 제조방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 따른 제조방법으로 제조된 김치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 김치는 0 내지 7℃에서 7 내지 21일간 발효시킨 후, 14㎍/㎖ 이상의 페닐락틱산(phenyllactic acid)을 함유하는 김치.
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