KR20220030842A - Lactobacillus plantarum kcc-47 strain and composition comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) KCC-47 균주 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a Lactobacillus plantarum KCC-47 strain and a composition comprising the same.
조사료는 일시에 다량 생산되므로 연중 안정적인 급여를 위해서는 저장을 해야 하는데, 수분을 제거한 저장이 건초인 반면 수분이 있는 상태에서 저장을 하는 것이 사일리지(silage)이다. 최근 들어 사일리지의 품질 향상을 위한 첨가제의 필요성에 대한 인식이 확산되면서 국내산 사일리지용 첨가제를 개발하기 위한 연구가 이루어지고 있다.Since forage is produced in large quantities at one time, it must be stored for stable feeding throughout the year. Whereas, hay is stored with moisture removed, whereas silage is stored with moisture. Recently, as the awareness of the need for additives to improve the quality of silage is spreading, research to develop domestic additives for silage is being conducted.
그러나, 사일리지의 경우 가열공정을 거치지 않기 때문에 곰팡이 등과 같은 미생물들은 적당한 환경(온도, 영양 및 pH 조건)하에서 쉽게 번식함으로써 사일리지의 보관에 어려움을 겪고 있다. 또한, 사일리지 제조기술 부족과 유통, 보관 시 부주의로 인해 곰팡이 등이 발생하면서 가축의 기호성이 감소되고 섭취량이 줄어드는 문제가 발생한다. 또한, 호기조건에 있는 사일리지는 영양적으로도 커다란 손실을 유발한다.However, in the case of silage, because it does not go through a heating process, microorganisms such as mold and the like easily propagate under a suitable environment (temperature, nutrition, and pH conditions), so it is difficult to store the silage. In addition, due to the lack of silage manufacturing technology and carelessness during distribution and storage, mold, etc. occur, resulting in reduced palatability of livestock and reduced intake. In addition, silage in aerobic conditions causes great nutritional loss.
따라서, 사일리지에 발생하는 곰팡이를 억제함으로써 발효 효율 및 사료 저장성을 증진시킬 뿐만 아니라 사료의 영양성, 기호성 및 소화율도 향상시킬 수 있는 첨가제의 개발이 필요하다. 또한 병원성 균을 사멸시키며, 면역 시스템을 가속화하여, 생리학적 기능을 향상시킬 수 있는 생균제의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop an additive capable of improving fermentation efficiency and feed storability as well as improving nutrition, palatability and digestibility of feed by inhibiting mold occurring in silage. In addition, it is necessary to develop a probiotic that can kill pathogenic bacteria, accelerate the immune system, and improve physiological functions.
본 발명의 목적은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) KCC-47 균주와 상기 균주를 처리한 조성물을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a Lactobacillus plantarum KCC-47 strain and a composition treated with the strain in order to solve the above technical problems.
본 발명은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) KCC-47(기탁번호 : KACC 92302P) 균주를 제공한다.The present invention provides a Lactobacillus plantarum ( Lactobacillus plantarum ) KCC-47 (Accession No.: KACC 92302P) strain.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 균주는 프로바이오틱스 활성을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the strain may have probiotic activity.
본 발명은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) KCC-47(기탁번호 : KACC 92302P) 균주를 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.The present invention provides an antibacterial composition comprising a Lactobacillus plantarum KCC-47 (Accession No.: KACC 92302P) strain.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 균주는 아스페르길루스 푸미가투스(Aspergillus Fumigatus), 페니실리움 크리소게눔(Penicillium Chrysogenum), 페니실리움 로케포티(Penicillium Roqueforti), 아스페르길루스 니제르(Aspergillus niger), 및 푸사리움 옥시스포럼(Fusarium Oxysporum)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 나타낼 수 있다.In one embodiment of the present invention, the strain Aspergillus fumigatus ( Aspergillus Fumigatus ), Penicillium Chrysogenum ( Penicillium Chrysogenum ), Penicillium Roqueforti ( Penicillium Roqueforti ), Aspergillus niger ( Aspergillus niger ), and Fusarium Oxysporum ) It may exhibit antibacterial activity against any one or more selected from the group consisting of.
본 발명은 락토바실러스 플란타룸 KCC-47(기탁번호 : KACC 92302P) 균주 또는 이의 배양액을 포함하는 프로바이오틱스 조성물을 제공한다.The present invention provides a probiotic composition comprising a Lactobacillus plantarum KCC-47 (Accession No.: KACC 92302P) strain or a culture solution thereof.
본 발명은 락토바실러스 플란타룸 KCC-47(기탁번호 : KACC 92302P) 균주를 포함하는 사일리지 발효용 미생물 첨가제를 제공한다.The present invention provides a microbial additive for silage fermentation comprising the Lactobacillus plantarum KCC-47 (Accession No.: KACC 92302P) strain.
본 발명은 락토바실러스 플란타룸 KCC-47(기탁번호 : KACC 92302P) 균주를 포함하는 사료용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for feed comprising the Lactobacillus plantarum KCC-47 (Accession No.: KACC 92302P) strain.
본 발명은 수확한 식물에 락토바실러스 플란타룸 KCC-47(기탁번호 : KACC 92302P) 균주를 배합하는 배합단계; 및 상기 배합단계의 결과물을 밀봉하여 발효시키는 발효단계를 포함하는, 사일리지 제조방법을 제공한다.The present invention is a blending step of blending the Lactobacillus plantarum KCC-47 (Accession No.: KACC 92302P) strain to the harvested plant; And it provides a method for producing silage, comprising a fermentation step of sealing and fermenting the result of the mixing step.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 콩과 식물은 알팔파 또는 크림슨 클로버 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the legume may include at least one of alfalfa and crimson clover.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발효단계는 실온에서 180일 동안 발효하는 단계일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the fermentation step may be a step of fermentation at room temperature for 180 days.
본 발명은, 사일리지 제조방법을 이용하여 제조된 사일리지를 제공한다.The present invention provides silage manufactured using a silage manufacturing method.
본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 KCC-47 균주는 우수한 항균 활성과 위액 및 담즙염 내성 효과를 가진다. 본 발명의 KCC-47 균주를 포함한 조성물은 우수한 프로바이오틱스 효과를 가지므로, 사료, 사일리지 등 다양한 형태로 활용될 수 있다.The Lactobacillus plantarum KCC-47 strain according to the present invention has excellent antibacterial activity and resistance to gastric juice and bile salts. Since the composition including the KCC-47 strain of the present invention has an excellent probiotic effect, it can be utilized in various forms such as feed and silage.
도 1은 KCC-47 균주의 16S rRNA 염기서열에 기초하여 균주의 계통도를 나타낸 것이다.
도 2a 내지 도 2f는 저 탄수화물 배지에서 선택된 KCC-47 균주의 성장능력을 미세 호기성 조건 하에서 나타낸 것이다.
도 3은 KCC-47 균주의 농도(OD 0.5, 1.0, 2.0)에 따른, P. 크리소게눔(P. chrysogenum), P. 로케포티(P. roquefoeti), A. 푸미가투스(A. fumigatus), A. 니제르(A. niger), 및 F. 옥시스포럼(F. oxysporum)에 대한 KCC-47 균주의 항진균 활성을 나타낸 것이다.
도 4는 시험된 병원성 박테리아에 대한 KCC-47 균주의 항균활성을 나타내는 것이다.
도 5는 시험관 내에서 측정한 KCC-47 균주의 항산화 활성을 나타낸 것이다.
도 6은 KCC-47 균주를 5% 탈지유 한천에 스팟팅한 후의 단백질 분해 스크리닝을 나타낸 것이다.
도 7은 KCC-47 균주에 대한 세포 표면의 소수성을 분석하여 나타낸 것이다.
도 8은 KCC-47 균주의 자동 및 공동 응집 능력을 나타낸 것이다. 1 shows a phylogenetic diagram of the strain based on the 16S rRNA nucleotide sequence of the KCC-47 strain.
2a to 2f show the growth ability of the KCC-47 strain selected in a low-carbohydrate medium under microaerobic conditions.
Figure 3 is according to the concentration (OD 0.5, 1.0, 2.0) of the KCC-47 strain, P. chrysogenum , P. roquefoeti , A. fumigatus ) , A. niger ( A. niger) , and F. oxysporum ( F. oxysporum ) shows the antifungal activity of the KCC-47 strain.
Figure 4 shows the antibacterial activity of the KCC-47 strain against the tested pathogenic bacteria.
5 shows the antioxidant activity of KCC-47 strain measured in vitro.
Figure 6 shows the proteolytic screening after spotting the KCC-47 strain on 5% skim milk agar.
Figure 7 shows the analysis of the hydrophobicity of the cell surface for the KCC-47 strain.
Figure 8 shows the automatic and co-aggregation ability of the KCC-47 strain.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 명세서에 개시된 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고 자 한다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시예들은 한정을 위한 것이 아니며, 기재된 실시예들과 다른 실시예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다.Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the drawings. The exemplary embodiments described above in the detailed description, drawings, and claims are not for limitation, and embodiments other than the described embodiments may be used, and other changes may be made without departing from the spirit or scope of the technology disclosed herein. are also possible
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the description of the disclosed technology is merely an embodiment for structural or functional description, the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited by the embodiment described in the text. That is, since the embodiment may have various changes and may have various forms, it should be understood that the scope of the disclosed technology includes equivalents capable of realizing the technical idea.
여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석 될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the disclosed technology belongs, unless defined otherwise. Terms defined in the dictionary should be interpreted as being consistent with the meaning of the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application.
1.One. 실험재료 및 실험방법Experimental materials and methods
1-1.1-1. 반추 위액 샘플 채취ruminant gastric juice sampling
천안의 국립축산과학원에 위치한 축산원의 한우 거세소로부터 반추 위액 샘플을 채취하였다. 약 50ml의 반추 위액 샘플을 채취하여 멸균 삼각 플라스크에 보관하였다. 채취한 반추 위액 샘플은 분석 전까지 4°C 이하의 실험실에서 보관하였다.Ruminant gastric juice samples were collected from the Korean cattle cattle breeding center located at the National Institute of Livestock Science in Cheonan. About 50 ml of rumen gastric juice samples were taken and stored in sterile Erlenmeyer flasks. The collected rumen gastric juice samples were stored in a laboratory below 4°C until analysis.
1-2.1-2. 유산균의 분리Isolation of lactic acid bacteria
상기 반추 위액 샘플 1ml를 9ml의 멸균증류수와 혼합하고, 10-1CFU/g 내지 10-5CFU/g의 농도로 연속 희석하였다. 각각의 반추 위액 샘플 희석액 100μl를 MRS(de Man, Rogosa and Sharpe) 한천 배지에 균일하게 도말하고, 35°C에서 48시간 동안 배양하였다. 유산균의 콜로니는 플레이트상에서 배양되었으며, 색상, 모양, 크기, 표면의 거칠기에 따라 선택되었다. 상기 선택된 유산균을 35°C의 MRS 배지에서 24시간 동안 배양하며 성장성을 실험하였다. 이후, 39개의 샘플로부터 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) KCC-47 균주를 선택하였다.1ml of the rumen gastric juice sample was mixed with 9ml of sterile distilled water, and serially diluted to a concentration of 10 -1 CFU/g to 10 -5 CFU/g. 100 μl of each rumen gastric juice sample dilution was spread evenly on MRS (de Man, Rogosa and Sharpe) agar medium, and incubated at 35 °C for 48 hours. Lactobacillus colonies were cultured on a plate and selected according to color, shape, size, and surface roughness. The selected lactic acid bacteria were cultured in MRS medium at 35 °C for 24 hours and growth properties were tested. Then, from 39 samples, Lactobacillus plantarum ( Lactobacillus plantarum ) KCC-47 strain was selected.
도 1은 KCC-47 균주의 16S rRNA 염기서열에 기초하여 균주의 계통도를 나타낸 것이다. 상기 계통도는 MEGA7 소프트웨어를 사용하여 작성하였으며, 트리의 노드에 부트 스트랩 값(%)이 표시된다.1 shows a phylogenetic diagram of the strain based on the 16S rRNA nucleotide sequence of the KCC-47 strain. The schematic diagram was created using MEGA7 software, and bootstrap values (%) are indicated at the nodes of the tree.
1-3.1-3. 저 탄수화물 배지에서의 유산균의 성장 패턴 분석Analysis of growth patterns of lactic acid bacteria in low-carbohydrate medium
분리된 락토바실러스 플란타룸 KCC-47 균주는 저 탄수화물 배지에서의 성장능에 따라 스크리닝되었다. 상기 저 탄수화물 배지는 K2HPO4 1.0g, KH2PO4 1.0g, 효모 추출물 5.0g, FeSO4 0.001g, MgSO4 0.25g, NaCl 0.005g, 포도당 1g, 증류수 1,000ml로 구성되며 pH는 7.0이다. KCC-47 균주의 성장을 위해, 상기 배지는 저당 환경을 모방하여 성장 프로파일을 평가하였다.The isolated Lactobacillus plantarum KCC-47 strain was screened according to its growth ability in a low carbohydrate medium. The low carbohydrate medium consists of K 2 HPO 4 1.0 g, KH 2 PO 4 1.0 g, yeast extract 5.0 g, FeSO 4 0.001 g, MgSO 4 0.25 g, NaCl 0.005 g, glucose 1 g, distilled water 1,000 ml, and the pH is 7.0 am. For the growth of the KCC-47 strain, the medium mimics a low-sugar environment to evaluate the growth profile.
1-4.1-4. 16S rRNA 시퀀싱에 의한 분자 특성Molecular characterization by 16S rRNA sequencing
KCC-47 균주의 16S rRNA 유전자 염기서열은 시퀀싱 분석을 통해 확인하였다. 키아젠 DNA 미니 준비 키트(Qiagen DNA mini prep Kit)를 사용하여 총 DNA를 추출하였다. 정제된 DNA 샘플의 16S rRNA 유전자 증폭은, 한국의 바이오니어 회사(Bioneer Corporation)에서 수행하였다. 상기 수득된 16S rRNA 유전자 서열의 모든 추출물을 NCBI-BLAST 데이터베이스에서 공지된 락토바실러스 균주의 서열과 비교하교 균주를 확인하였다. KCC-47 균주의 16S rRNA 뉴클레오티드 서열을 MEGA 소프트웨어(ver. 7.0, USA)를 사용하여 인접-결합 방법(neighbor-joining method)으로 계통발생수를 구성하였다.The nucleotide sequence of the 16S rRNA gene of the KCC-47 strain was confirmed through sequencing analysis. Total DNA was extracted using Qiagen DNA mini prep Kit. 16S rRNA gene amplification of the purified DNA sample was performed by Bioneer Corporation in Korea. All extracts of the 16S rRNA gene sequence obtained above were compared with the sequences of the known Lactobacillus strains in the NCBI-BLAST database to confirm the cross-linking strain. The 16S rRNA nucleotide sequence of the KCC-47 strain was constructed using the MEGA software (ver. 7.0, USA) to construct a phylogenetic tree by the neighbor-joining method.
1-5.1-5. 분리된 균주에 대한 항생제 감수성 분석Antibiotic susceptibility analysis for isolated strains
CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute, 2012)에 따라, 킬비-바우어(Kirby-bauer) 디스크 확산법에 의해, KCC-47 균주의 항생제의 감수성(Antibiotics susceptibility)을 측정하였다. 100μl KCC-47 균주의 배양액(10-6 CFU/ml)을 MRS 한천 플레이트의 표면에 도말한 후, 암피실린(ampicillin) 10mg, 겐타마이신(gentamicin) 10mg, 카나마이신(kanamycin) 30mg, 스트렙토마이신(streptomycin) 10mg, 테트라사이클린(tetracycline) 30mg, 시프로플록사신(ciprofloxacin) 5mg, 클로람페니콜(chloramphenicol) 30mg, 독시사이클린(doxycycline) 30mg을 동일한 MRS 플레이트에 넣었다. 이후, 37°C에서 24시간 배양한 후, 억제 구역의 직경을 측정하였다.According to CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute, 2012), Kilby-Bauer (Kirby-bauer) disc diffusion method, antibiotics susceptibility of the KCC-47 strain was measured. After smearing 100 μl of the culture solution (10 -6 CFU/ml) of the KCC-47 strain on the surface of the MRS agar plate,
1-6.1-6. KCC-47 균주의 생화학적 특성Biochemical properties of KCC-47 strain
API 50 CHL 스트립 및 API 50 배지를 사용하여, KCC-47 균주의 탄수화물 발효를 확인하였다. API 50 CHL 마이크로 튜브의 스트립을 KCC-47 균주의 배양액 및 API 현탁액으로 채웠다. 이후, 접종된 스트립을 37°C에서 48시간 동안 배양하고, 반응을 관찰하였다. 상기 실험 결과를 API 소프트웨어로 분석하였다. 표 1은 API ZYM 키트로 테스트한 유산균의 효소 활성 패턴과 평가 결과를 나타낸 표이다.Using API 50 CHL strip and API 50 medium, carbohydrate fermentation of KCC-47 strain was confirmed. A strip of API 50 CHL microtube was filled with the culture solution of the KCC-47 strain and the API suspension. Then, the inoculated strips were incubated at 37 °C for 48 h, and the reaction was observed. The experimental results were analyzed with API software. Table 1 is a table showing the enzyme activity pattern and evaluation results of lactic acid bacteria tested with the API ZYM kit.
S.NoS. No
CarbohydratesCarbohydrates
KCC-47KCC-47
KCC-46KCC-46
+ : 존재, -: 부존재+ : presence, -: nonexistence
API ZYM 키트(BioMerieux, France)를 사용하여 유산균의 효소 생성을 평가 하였다. 하루 동안, KCC-47 균주의 배양액을 원심분리하고(5,000 x g, 15분, 4℃), 세포 펠렛을 멸균 PBS(Phosphate-buffered saline)(10-6 CFU/ml)에 재현탁시켰다. 100μl의 KCC-47 균주 샘플을 스트립에서 각각의 웰에 첨가 한 후, 상기 스트립을 37°C에서 4시간 동안 배양하였다. 이후, 한 방울의 ZYM A 시약 및 ZYM B 시약을 첨가하였고, 색 변화는 효소 생산과 관련된 KCC-47 균주를 나타낸다.The enzyme production of lactic acid bacteria was evaluated using the API ZYM kit (BioMerieux, France). For one day, the culture solution of the KCC-47 strain was centrifuged (5,000 x g, 15 min, 4° C.), and the cell pellet was resuspended in sterile phosphate-buffered saline (PBS) (10 −6 CFU/ml). After 100 μl of KCC-47 strain sample was added to each well in the strip, the strip was incubated at 37 °C for 4 h. Then, a drop of ZYM A reagent and ZYM B reagent were added, and the color change indicates the KCC-47 strain associated with enzyme production.
1-7.1-7. KCC-47 균주의 항균 특성Antibacterial properties of KCC-47 strain
KCC-47 균주의 항균활성은 한천 확산법을 이용하여 다양한 병원성 박테리아를 대상으로 하여 분석하였다. 보다 상세하게는, KCC-47 균주의 배양액을 35℃에서 24시간 동안 MRS배지에서 성장시킨 다음 4℃에서 15분 동안 5000 x g에서 원심 분리 하였다. 이후, 세포 펠렛을 PBS에 용해시키고 600nm에서 0.5, 1 및 2의 광학 밀도로 조정하였다. 각 병원성 박테리아(E. coli, S. aureus, P. aurogenosa E. faecalis)의 표본액 50μl를 영양 한천 플레이트에 도말한다. 다음으로, KCC-47 균주 100μl를 배양한 상기 영양 한천 플레이트 배양액을 웰(well)에 붓고, 실온에 방치하였다가, 37℃의 인큐베이터에서 48시간 동안 배양하였다. 실험 말기에, 억제 구역이 웰 함유 배양액 주위에 형성되었고, 대조군은 임의의 억제 구역을 나타낸다. 상기 대조군으로 MRS 배지를 사용하였다.The antibacterial activity of KCC-47 strain was analyzed using agar diffusion method for various pathogenic bacteria. More specifically, the culture solution of the KCC-47 strain was grown in MRS medium at 35 ° C. for 24 hours, and then centrifuged at 5000 g for 15 minutes at 4 ° C. The cell pellet was then lysed in PBS and adjusted to optical densities of 0.5, 1 and 2 at 600 nm. 50 μl of a sample solution of each pathogenic bacteria ( E. coli, S. aureus, P. aurogenosa E. faecalis ) is spread on a nutrient agar plate. Next, the nutrient agar plate culture solution cultured with 100 μl of the KCC-47 strain was poured into wells, left at room temperature, and incubated in an incubator at 37° C. for 48 hours. At the end of the experiment, a zone of inhibition was formed around the well containing culture and the control represents any zone of inhibition. MRS medium was used as the control.
1-8.1-8. 한천 스팟 방법으로 부패 곰팡이로부터 분리한 KCC-47 균주KCC-47 strain isolated from putrefactive mold by agar spot method
다양한 진균에 대한, 분리된 KCC-47 균주의 항진균 활성을 공개된 프로토콜을 사용하여 분석되었다. 보다 상세하게는, 먼저 25ml의 멸균된 MRS 한천 배지를 플레이트(페트리디쉬)에 부었다. 이후, 10μl의 KCC-47 균주 (OD : 0.5, 1, 2)를 MRS 플레이트에 접종 한 후, 플레이트를 35 ℃에서 24 시간 동안 박테리아를 성장시켰다. 다음으로, 10ml의 멸균 PD(Potato dextrose) 한천을 50μl의 진균 포자 현탁액과 혼합하고 상기 플레이트 상의 MRS 한천 배지로 천천히 옮겼다. 이후, MRS 플레이트를 37 ℃의 인큐베이터에서 72시간 동안 배양했다. 배양 후, 명확한 억제 구역을 관찰하여, KCC-47 길항제 활성을 측정하였다. 대조군은 성장한 진균 포자만으로 수행하였으며, 모든 실험은 3회 수행되었다.The antifungal activity of the isolated KCC-47 strain against various fungi was assayed using published protocols. More specifically, 25 ml of sterile MRS agar medium was first poured into a plate (Petri dish). Thereafter, 10 μl of KCC-47 strain (OD: 0.5, 1, 2) was inoculated into MRS plates, and the plates were then grown with bacteria at 35 °C for 24 h. Next, 10 ml of sterile PD (Potato dextrose) agar was mixed with 50 μl of the fungal spore suspension and slowly transferred to the MRS agar medium on the plate. Thereafter, the MRS plate was incubated in an incubator at 37° C. for 72 hours. After incubation, a clear inhibition zone was observed to measure the KCC-47 antagonist activity. The control group was performed only with grown fungal spores, and all experiments were performed in triplicate.
1-9.1-9. 분리된 균주의 항산화 활성Antioxidant activity of isolated strains
KCC-47 균주의 항산화 활성은 DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl)분석에 의해 측정되었다. KCC-47 균주의 배양액을 1ml의 에탄올 DPPH 용액(0.05mM)과 혼합하여 잘 섞어서 표본액(100, 50, 25, 12.5 및 6.25μl)을 만들고, 상기 표본액을 실온, 암조건에서 30분 동안 배양하였다. 실험에서 DPPH 용액을 대조군으로 사용하였다. 에탄올 및 셀을 블랭크에 포함시켰다. 이후, 상기 용액의 흡광도를 517nm에서 측정하였다. DPPH 소거능은 다음과 같은 공식으로 정의될 수 있다.The antioxidant activity of KCC-47 strain was measured by DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) assay. The culture solution of KCC-47 strain was mixed with 1 ml of ethanol DPPH solution (0.05 mM) and mixed well to make sample solutions (100, 50, 25, 12.5 and 6.25 μl), and the sample solution was incubated at room temperature and dark conditions for 30 minutes. cultured. In the experiment, the DPPH solution was used as a control. Ethanol and cells were incorporated into the blank. Then, the absorbance of the solution was measured at 517 nm. DPPH scavenging ability can be defined by the following formula.
DPPH 자유 라디칼 소거 활성 (%) = [1- (Asample - Ablank) / Acontrol)] × 100DPPH free radical scavenging activity (%) = [1- (Asample - Ablank) / Acontrol)] × 100
1-10.1-10. KCC-47 균주의 프로바이오틱스 특성Probiotic properties of KCC-47 strain
1-10-1. 담즙염 내성 분석1-10-1. Bile salt tolerance assay
유산균에 대한 답즙염 내성 분석을 수행하였다. 보다 상세하게는, 유산균의 배양액을 PBS에 10-7CFU/ml로 재현탁하였다. 이후, 재현탁된 박테리아 현탁액 1%(부피 / 부피)를 0.3%의 우담을 함유하는 MRS 액체배지에 접종 하였다. 37 ℃에서 0, 2 및 4 시간 동안 배양한 후, 담즙염을 함유하는 MRS 액체배지상에서 생존 가능한 박테리아 수를 분광 광도계로 OD620에서 흡광도를 측정하였다. 상기 대조군은 담즙염 없이, MRS배지로 구성되며, 모든 실험들은 각각 두 번씩 반복되었다.Bile salt resistance analysis to lactic acid bacteria was performed. More specifically, the culture solution of lactic acid bacteria was resuspended in PBS at 10 -7 CFU / ml. Thereafter, 1% (volume/volume) of the resuspended bacterial suspension was inoculated into MRS broth containing 0.3% udon. After incubation for 0, 2 and 4 hours at 37 °C, the number of viable bacteria on the MRS broth containing bile salts was measured with a spectrophotometer at OD 620 and absorbance. The control group consisted of MRS medium without bile salt, and all experiments were repeated twice each.
1-10-2. 인공 위액 및 인공 장액 유체 내성 시험1-10-2. Artificial gastric juice and artificial intestinal fluid fluid tolerance test
KCC-47 균주의 인공 위액 내성을 측정하였다. 인공 위액은 0.35g의 펩신을 100ml 멸균 PBS 용액에 첨가하고 pH를 3.0으로 하여 1M HCl 농도로 제조하였다. 인공 장액 내성 시험을 위해, 0.1g 트립신(trypsin)을 1.2% 나트륨티오글리콜레이트(sodium thioglycolate), 0.44 % NaCl, 2.2 % NaHCO3를 함유하는 100 ml 멸균 PBS에 첨가하고, pH를 8.0으로 하여 1M NaOH 농도로 제조하였다. 제조된 물질을 10초 동안 혼합하고 추가분석에 사용하였다. 인공 위액에 대한, KCC-47 균주의 내성을 분석하기 위해, 박테리아 배양액의 (10-6 CFU / ml) 1%를 인공 위액 5 ml에 접종하고 37℃에서 3시간 동안 배양하였다. 배양 3시간 후, 균주의 생존율을 MRS 한천 배지 계수법에 의해 계산하였다. 실험 시작 직후(실험 시작으로부터 0시간)의 샘플 데이터를 대조군으로 사용하였다. 그 후, 1ml의 위액 샘플을 9ml의 인공 장액에 첨가하고 상이한 시간 간격 (0, 24 및 48 시간) 동안 37 ℃에서 배양하였다. 배양 후, 상기 인공 위액 희석액(최대 10-3배)을 만들고, 균주를 MRS 한천 배지에 도말하여, 관측되는 콜로니(log10 CFU/ ml)를 플레이트 카운트 방법으로 계산하였다.The artificial gastric juice tolerance of the KCC-47 strain was measured. Artificial gastric juice was prepared at a concentration of 1M HCl by adding 0.35 g of pepsin to 100 ml of sterile PBS solution and adjusting the pH to 3.0. For the artificial intestinal fluid tolerance test, 0.1 g trypsin is added to 100 ml sterile PBS containing 1.2% sodium thioglycolate, 0.44% NaCl, 2.2% NaHCO 3 , and the pH is adjusted to 8.0 and 1M NaOH concentration was prepared. The prepared material was mixed for 10 seconds and used for further analysis. To analyze the resistance of the KCC-47 strain to artificial gastric juice, 1% (10 -6 CFU / ml) of the bacterial culture was inoculated into 5 ml of artificial gastric juice and cultured at 37° C. for 3 hours. After 3 hours of culture, the viability of the strain was calculated by MRS agar medium counting method. Sample data immediately after the start of the experiment (0 hours from the start of the experiment) was used as a control. Then, 1 ml of gastric juice samples were added to 9 ml of artificial intestinal fluid and incubated at 37° C. for different time intervals (0, 24 and 48 hours). After culturing, the artificial gastric juice dilution (up to 10 -3 times) was made, the strain was plated on MRS agar medium, and the observed colonies (log10 CFU/ml) were counted by the plate count method.
1-10-3. 단백질 분해 활성1-10-3. proteolytic activity
각 KCC-47 균주의 단백질 분해 활성은 탈지유 한천 가수분해 방법을 사용하였다. 107 CFU / ml의 세포밀도를 갖는 10μl의 KCC-47 균주 배양액을, 1% (w/v) 탈지유를 함유하는 탈지유 한천 플레이트에 접종하고 37℃에서 48시간 동안 배양 하였다. KCC-47 균주의 단백질 분해 활성은 그 자리 주변에 명확한 가수 분해 구역이 존재 함을 나타냈다.For the proteolytic activity of each KCC-47 strain, skim milk agar hydrolysis method was used. 10 μl of KCC-47 strain culture solution having a cell density of 10 7 CFU / ml was inoculated on a skim milk agar plate containing 1% (w/v) skim milk and cultured at 37° C. for 48 hours. The proteolytic activity of the KCC-47 strain indicated the presence of a clear hydrolysis zone around the site.
1-10-4. KCC-47 균주의 세포 표면의 소수성 분석1-10-4. Hydrophobicity analysis of cell surface of KCC-47 strain
KCC-47 균주의 세포 표면 소수성은, 레프스텍(Reifsteck, 1987)등에 약간의 변형을 가하여 기술된 바와 같이(탄화수소에 대한 박테리아 부착법) 확인되었다. KCC-47 균주를 24 시간 동안 배양시키고 5,000 Х g에서 15분 동안 원심분리하였다. 세균성 펠릿은 인산 완충액으로 두 번 세척한 후, 재현탁하여 0.5 내지 0.6의 OD590를 얻었다. 각각의 4.5ml의 박테리아 현탁액은 원심 분리 튜브에서 0.5ml의 에틸아세테이트, 클로로포름 및 자일렌과 각각이 혼합되어 20초 동안 격렬하게 원심 분리되었다. 5분 후, 액상 하부를 마이크로 피펫으로 조심스럽게 제거하고, UV-Vis 분광광도계를 사용하여 590nm에서의 흡광도(OD590)를 측정하였다. 용매에 대한 박테리아의 부착력은 다음 식에 의해 계산되었다.The cell surface hydrophobicity of the KCC-47 strain was confirmed as described by Reifsteck et al. (Reifsteck, 1987) with slight modifications (bacterial attachment method to hydrocarbons). The KCC-47 strain was cultured for 24 hours and centrifuged at 5,000 Х g for 15 minutes. The bacterial pellet was washed twice with phosphate buffer and then resuspended to obtain an OD of 0.5 to 0.6. Each 4.5 ml of the bacterial suspension was mixed with 0.5 ml of ethyl acetate, chloroform and xylene in a centrifuge tube and centrifuged vigorously for 20 seconds. After 5 minutes, the lower part of the liquid phase was carefully removed with a micropipette, and the absorbance (OD 590 ) at 590 nm was measured using a UV-Vis spectrophotometer. The adhesion of bacteria to the solvent was calculated by the following equation.
KCC-47 균주의 부착력 (%) = (1-A / A0) × 100 Adhesion of KCC-47 strain (%) = (1-A / A 0 ) × 100
용매 혼합 전 균주 현탁액의 부착력 (%) = A0-OD590 Adhesion of strain suspension before solvent mixing (%) = A 0 -OD 590
용매와 혼합 한 후의 부착력 (%) = A-OD.Adhesion (%) after mixing with solvent = A-OD.
1-10-4. 자동 집계 및 공동 집계 분석1-10-4. Auto-aggregate and co-aggregate analysis
균주는 35°C의 MRS 액체배지에서 밤새 배양되었다. 이후, 상기 배양액을 원심분리(5000g, 15분)하고 PBS에 현탁시켰다(OD600 = 0.5 내지 0.6으로 조정). 25ml 박테리아 현탁액을 외부요인 없이 실온에서 20시간 동안 배양하였다. 배양 후, OD600에서 흡광도를 측정하기 위해, 200 μl의 박테리아 현탁액 상부를 취하였다. 자동 집계의 백분율은 다음과 같이 계산된다.The strain was incubated overnight in MRS broth at 35 °C. Then, the culture medium was centrifuged (5000 g, 15 minutes) and suspended in PBS (OD 600 = 0.5 to 0.6 adjusted). 25 ml bacterial suspension was incubated for 20 hours at room temperature without external factors. After incubation, 200 μl of the upper part of the bacterial suspension was taken to measure the absorbance at OD 600 . The percentage of auto-aggregation is calculated as follows:
자동 집계(%) = 1 - (At/A0) Х 100.Auto-aggregation (%) = 1 - (At/A0)
상기 At는 시간 t에서의 흡광도를 나타내며, A0은 시간 0에서의 흡광도를 나타낸다. At is the absorbance at time t, and A0 is the absorbance at
공동 응집 분석을 위해, 2ml의 박테리아 현탁액 및 동일한 부피의 병원체(프로 바이오틱 및 병원체)를 10초 동안 혼합시켰다. KCC-47 균주만을 현탁시킨 현탁액을 대조군으로 사용하였다. 배양 후, 박테리아 및 병원체 현탁액 상부의 광학 밀도를 600 nm에서 측정 하였다. 공동 응집 백분율은 다음과 같이 계산된다.For coaggregation assay, 2 ml of bacterial suspension and equal volumes of pathogens (probiotic and pathogen) were mixed for 10 s. A suspension in which only the KCC-47 strain was suspended was used as a control. After incubation, the optical density of the top of the bacterial and pathogen suspensions was measured at 600 nm. The percentage of coagulation is calculated as follows.
공동 응집 (%) = ((Ax + Ay)/2) - A(-x + y)) /(Ax + Ay/2)Х 100Coagulation (%) = ((Ax + Ay)/2) - A(-x + y)) /(Ax + Ay/2)
상기 Ax 및 Ay는, 유산균의 배양 및 병원체의 개별 응집 특성이고, A(x+y)는 유산균과 병원체의 혼합물이다.Ax and Ay are individual aggregation characteristics of lactic acid bacteria and pathogens, and A(x+y) is a mixture of lactic acid bacteria and pathogens.
1-11.1-11. 시험관 내에서 콩과 식물 사일리지 생산Production of legume silage in vitro
1-11-1. 사일리지 제조를 위한 실험적 연구1-11-1. Experimental study for silage production
천안시 국립축산과학원의 실험 농장에서 알팔파 및 크림슨 클로버와 같은 두 가지 콩과 식물을 수확하였다. 상기 콩과 식물의 수분함량이 60% 내지 65%에 이르렀을 때, 상기 콩과 식물을 기계식 절단기를 사용하여 1 내지 2cm 크기로 잘랐다. 절단 공정 후, 각 콩과 식물 사일리지 샘플 100g에 105 CFU/g의 농도로 KCC-47 균주를 개별적으로 처리하였다. 비처리 그룹에는 동일한 부피의 PBS(Phosphate-buffered saline)만이 첨가되었다. 이 후, 처리 및 제어 콩류 사일리지 샘플 백(10 * 15cm)을 진공 실링기로 신속하게 압축하였다. 각각의 그룹은 3개의 복제물을 포함하고 사일리지 샘플 백은 실온에서 저장되었다. 발효기간은 180일 동안 지속되었다. 발효 후, 사일리지 샘플을 멸균 용기로 수집하고, 운송 시, 아이스 박스에 보관하여 콩과 식물 사일리지의 다양한 미생물 및 생화학적 파라미터를 분석하였다.Two legumes, alfalfa and crimson clover, were harvested from the experimental farm of the National Academy of Animal Sciences in Cheonan. When the moisture content of the legume reached 60% to 65%, the legume was cut into 1 to 2 cm size using a mechanical cutter. After the cutting process, 100 g of each legume silage sample was individually treated with KCC-47 strain at a concentration of 10 5 CFU/g. In the untreated group, only the same volume of phosphate-buffered saline (PBS) was added. Thereafter, treated and controlled pulse silage sample bags (10 * 15 cm) were quickly compressed with a vacuum sealer. Each group contained 3 replicates and silage sample bags were stored at room temperature. The fermentation period lasted 180 days. After fermentation, silage samples were collected into sterile containers and, upon transport, stored in an ice box to analyze various microbial and biochemical parameters of legume silage.
1-11-2. 발효 사일리지에 대한 pH 분석1-11-2. pH analysis for fermentation silage
각 콩과 식물 사일리지 샘플 10g을 멸균 증류수 90ml에 용해시켰다. 이후 회전교반기에서 120 rpm으로 60분 동안 완전히 혼합한 후, 상기 용액을 pH 측정에 사용하였다.10 g of each legume silage sample was dissolved in 90 ml of sterile distilled water. After thorough mixing for 60 minutes at 120 rpm in a rotary stirrer, the solution was used for pH measurement.
1-11-3. 콩과 식물 사일리지의 총 미생물 군 연구1-11-3. Total microbiome study of legume silage
pH 측정 후, 콩과 식물 사일리지 샘플 추출물을 사용하여 KCC-47 균주, 효모 및 곰팡이 집단을 정량화 하였다. 샘플을 순차적으로 희석하고, Ilavenil et al.(2019)의 퀀텀 Tx 미생물 세포 계수 방법을 사용하여 총 세포 집단을 검출하였다. 페트리 필름 키트 방법을 사용하여 곰팡이 및 효모를 계수하였다. 약 1ml의 샘플을 필름에 붓고 30℃에서 96시간 동안 배양한 다음, 필름 시트에서 콜로니를 계수하였다.After pH measurement, legume silage sample extracts were used to quantify KCC-47 strain, yeast and fungal populations. Samples were serially diluted and total cell population was detected using the quantum Tx microbial cell counting method of Ilavenil et al. (2019). Mold and yeast were enumerated using the Petri Film Kit method. About 1 ml of the sample was poured onto the film, incubated at 30° C. for 96 hours, and then colonies were counted on the film sheet.
1-11-4. HPLC-RID를 이용한 유기산 분석1-11-4. Analysis of Organic Acids Using HPLC-RID
약 10g의 사일리지 샘플에 90ml의 멸균 증류수를 첨가 한 후, 회전교반기에서 150rpm으로 30분 동안 교반하였다. 상기 방법으로 제조된 혼합물 50ml를 1μmol / l HCl (1 : 3, w / w)으로 산성화시켰다. 균질하게 현탁된 상기 혼합을 5000rpm에서 10분 동안 원심 분리하였다. 크로마토그래피 분석 전에 5ml 상청액을 0.22μm 세공 크기 막 필터를 통해 여과하였다. 필터 용액을 애질런트(Agilent) 1200 HPLC-RID 검출기로 추가 분석하여 사일리지 샘플에서 유기산 비율을 정량화 하였다. 이후, 정지상이 장착 된 아미넥스 HPX-87H 이온 배제 컬럼(Aminex HPX-87H Ion exclusion column)(300 mm × 7.8 mm I.D., 5 μm, Biorad)에서 크로마토그래피 분리를 수행하였다. 등용매 조건하에서 유기산을 0.05M H2SO4를 사용하여 용출시켰다. 분석하기 전에 이동상 용매를 여과하고, 탈기시켰다. 유속은 컬럼 온도 30℃에서 1ml / min으로 설정되었으며, 샘플 주입량은 20μl이다. 유기산은 210nm의 RID-자외선(UV) 파장에서 검출되었다. 탈 이온화 된 dis.H2O에 화합물을 용해시켜, 각각의 유기산 표준 물질을 별도로 제조하였다. 표준 피크 면적을 미지의 샘플 피크 면적과 비교함으로써 유기산을 정량화 하였다.After adding 90 ml of sterile distilled water to a sample of about 10 g of silage, it was stirred for 30 minutes at 150 rpm in a rotary stirrer. 50 ml of the mixture prepared by the above method was acidified with 1 μmol / l HCl (1 : 3, w / w). The homogeneously suspended mixture was centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. Prior to chromatographic analysis, 5 ml supernatant was filtered through a 0.22 μm pore size membrane filter. The filter solution was further analyzed with an Agilent 1200 HPLC-RID detector to quantify the proportion of organic acids in the silage samples. Thereafter, chromatographic separation was performed on an Aminex HPX-87H ion exclusion column (300 mm × 7.8 mm ID, 5 μm, Biorad) equipped with a stationary phase. The organic acid was eluted with 0.05MH 2 SO 4 under isocratic conditions. The mobile phase solvent was filtered and degassed prior to analysis. The flow rate was set to 1 ml/min at a column temperature of 30 °C, and the sample injection volume was 20 μl. Organic acids were detected at a RID-ultraviolet (UV) wavelength of 210 nm. Each organic acid standard was prepared separately by dissolving the compound in deionized dis.H2O. Organic acids were quantified by comparing standard peak areas with unknown sample peak areas.
1-12.1-12. 통계 분석statistical analysis
통계 데이터는 MS Excel 2007을 사용하여 평균 ± 표준 편차로 나타내었다. 평균간의 통계적 유의성은 SPSS 16.0 소프트웨어(NY, USA)의 던컨의 시험(Duncan 's test)를 사용하여 일원 분산 분석을 통해 비교하였다. 각각의 샘플을 반복 실험하여 유의성을 p<0.05로 나타내었다.Statistical data were presented as mean ± standard deviation using MS Excel 2007. Statistical significance between means was compared through one-way ANOVA using Duncan's test of SPSS 16.0 software (NY, USA). Each sample was replicated to indicate significance as p<0.05.
2.2. 결과 및 토론Results and discussion
2-1. 반추 위액에서 유산균의 분리2-1. Isolation of lactic acid bacteria from rumen gastric juice
반추 위액으로부터 39개의 유산균을 분리하였다. 표 2는 분리된 유산균의 분리원을 나타낸 표이다. 39 lactic acid bacteria were isolated from the rumen gastric juice. Table 2 is a table showing the source of separation of the separated lactic acid bacteria.
분리된 균주는 MRS 액체배지에서 성장 패턴 분석을 거쳤으며, 2개의 균주(L. plantarum RJ1, P. pentosaceus S22)는 MRS 액체배지에서 성장이 빠른 것으로 나타났다. 액체 MRS 배지에서의 OD590 및 pH에 기초하여, 유사한 성장 속도를 갖고, pH를 더 빨리 떨어뜨릴 수 있는 능력을 갖는 이들 2개의 균주를 추가 분석을 위하여 선택하였다.The isolated strain was subjected to growth pattern analysis in MRS broth, and two strains ( L. plantarum RJ1, P. pentosaceus S22) showed rapid growth in MRS broth. Based on OD 590 and pH in liquid MRS medium, these two strains with similar growth rates and the ability to drop the pH faster were selected for further analysis.
2-2. 저 탄수화물 배지에서의 성장 패턴 분석2-2. Analysis of growth patterns in low-carbohydrate media
낮은 탄수화물 공급원을 갖는 최소 배지에서 KCC-47 균주의 성장 능력은 MRS 액체배지에서의 결과와 크게 다르지 않은 것으로 나타났다. KCC-47 균주는 분리된 다른 균주보다 더 강한 성장 패턴을 나타내었다. 도 2a 내지 도 2f는 저 탄수화물 배지에서 선택된 KCC-47 균주의 성장능력을 미세 호기성 조건 하에서 나타낸 것이다. 상기 균주는 신속한 세포 증식을 위해 낮은 포도당 수치를 이용하였다. 그러나, 낮은 탄수화물 함량 배지와 비교하여 분리된 39개의 유산균들은, 최적 포도당이 보충되고, 미세 호기성 조건 하의 MRS 배지에서 상당한 성장을 보였다. 또한, KCC-47 균주의 배양은 37°C에서 12시간 배양 후, 가장 낮은 pH 값을 보였으며, MLCM(minimal low carbohydrate medium) 배지 및 MRS(de Man, Rogosa and Sharpe) 액체배지에서 배양되었다. 상기 KCC-47 균주를 사일리지 접종원으로 선정하였다. 분리된 균주는 그람-양성이고 카탈라제-음성 인 것으로 확인되었다. The growth ability of the KCC-47 strain in minimal medium with low carbohydrate source was not significantly different from the results in MRS broth. The KCC-47 strain showed a stronger growth pattern than other isolated strains. 2a to 2f show the growth ability of the KCC-47 strain selected in a low-carbohydrate medium under microaerobic conditions. This strain utilized low glucose levels for rapid cell proliferation. However, compared with the low carbohydrate content medium, the isolated 39 lactic acid bacteria showed significant growth in MRS medium supplemented with optimal glucose and microaerobic conditions. In addition, the KCC-47 strain showed the lowest pH value after 12 hours of incubation at 37°C, and was cultured in MLCM (minimal low carbohydrate medium) and MRS (de Man, Rogosa and Sharpe) liquid medium. The KCC-47 strain was selected as a silage inoculum. The isolated strain was confirmed to be gram-positive and catalase-negative.
또한, 첨가물을 추가하지 않은, L. 퍼멘텀(L. fermentum), L. 루테리(L. reuteri), L. 플란타럼(L. plantarum) 및 L. 액시도필러스(L. acidophilus) 균주는 프로바이오틱스 균주의 성장 특성 분석을 위한, 천연 시리얼 기질을 구성한다. L. 퍼멘텀(L. fermentum) 및 플란타럼(L. plantarum)은 맥아 배지(Charalampopoulos et al., 2002)보다 보리 배지에서 더 높은 수준의 세포 집단을 구성하였다. 이에 따라, 저 탄수화물 콩과 식물 발효 시 KCC-47을 선택한다. 이와 달리, 유당의 느린 이용 속도로 인하여, 낮은 성장 속도를 초래한다고 하였으며, 이에 대한 대안으로, 과당은 더 빠른 성장 능력과 더 높은 바이오 매스를 생성하는 탄소원이다.In addition, without adding additives, L. fermentum ( L. fermentum ) , L. reuteri ( L. reuteri ) , L. plantarum ( L. plantarum ) and L. acidophilus ( L. acidophilus ) strain constitutes a natural cereal substrate for growth characterization of probiotic strains. L. fermentum ( L. fermentum) and plantarum ( L. plantarum) constituted a higher level of cell population in barley medium than in malt medium (Charalampopoulos et al., 2002). Accordingly, KCC-47 is selected for fermentation of low-carbohydrate legumes. On the other hand, it has been said that the slow utilization rate of lactose results in a low growth rate. Alternatively, fructose is a carbon source that produces faster growth capacity and higher biomass.
2-3. 16S rRNA 시퀀싱에 의한 분자 특성2-3. Molecular Characterization by 16S rRNA Sequencing
전체 세포 DNA에 기초하여, KCC-47의 분자 특성은 16S rRNA 유전자 시퀀싱을 통해 확인하였다. 정제된 gDNA를 16S rDNA 시퀀싱 분석하였다. 수득된 부분의 16S rRNA 서열을 NCBI-BLAST 프로그램을 이용하여 젠뱅크(GenBank) 뉴클레오티드 라이브러리를 사용하여 유사성을 분석하였다. 선택된 KCC-47 균주는 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 종과 99 % 이상의 유사성을 나타냈다. 또한, 계통발생수는 MEGA 7 소프트웨어를 사용하는 이웃-결합 방법을 통해 구성하였다. 분리된 KCC-47과 가장 가까운 관련 종은 500개의 레플리콘(replicon)중 무작위인 어느 하나에 기반하여, 부트스트랩 분석으로 계산하였다. 또한, 순수배양액은 농업유전자원센터(KACC)에 기탁되었으며, 균주의 기탁 번호는 KACC 92302P(Lactobacillus plantarum KCC-47)이다.Based on whole-cell DNA, the molecular properties of KCC-47 were confirmed through 16S rRNA gene sequencing. The purified gDNA was analyzed by 16S rDNA sequencing. The 16S rRNA sequence of the obtained portion was analyzed for similarity using the GenBank nucleotide library using the NCBI-BLAST program. The selected KCC-47 strain showed more than 99% similarity to Lactobacillus plantarum species. In addition, the phylogenetic tree was constructed through the neighbor-joining
2-4. 분리 주체에 대한 항생제 감수성 시험2-4. Antibiotic susceptibility test for isolates
도 3은 KCC-47 균주의 농도(OD 0.5, 1.0, 2.0)에 따른, P. 크리소게눔(P. chrysogenum), P. 로케포티(P. roquefoeti), A. 푸미가투스(A. fumigatus), A. 니제르(A. niger), 및 F. 옥시스포럼(F. oxysporum)에 대한 KCC-47 균주의 항진균 활성을 나타낸 것이다. 선택된 KCC-47 균주는 아지트로마이신(azithromycin), 가티플록사신(gatifloxacin), 네오마이신(neomycin), 젠타마이신(gentamycin), 테트라사이클린(tetracycline), 클로람페니콜(chloramphenicol), 카베니실린(carbenicillin) 및 시프로플록사신(ciprofloxacin)에 대하여 강한 감수성을 나타내나, 노플록사신(norfloxacin), 바시트라신(bacitracin), 폴리믹신-B(polymyxin-B)에 중등도의 감수성을 나타내며, 클린다마이신(clindamycin)은 KCC-46 균주의 고유 속성이다. 또한, 상기 KCC-46 균주의 배양액은 30mcg 농도에서 메트로니다졸(metronidazole), 반코마이신(vancomycin) 및 로메플록사신(lomefloxacin)에 대해 강한 내성을 가졌다. 락토 바실러스 종(Lactobacillus spp.)은 일반적으로 클로람페니콜(chloramphenicol), 에리스로마이신(erythromycin) 및 테트라사이클린(tetracycline)에 감수성을 갖는다. 그러나 유산균들은 더 높은 농도의 스트렙토마이신(streptomycin)에 대한 감수성이 있으며, 이러한 상업용 항생제에 대한 본질적인 내성을 갖지 않는다(Liu et al., 2009). 프로바이오틱스 균주는 상이한 그룹의 항생제에 대해 완전한 항생제 내성을 나타냈다. 반면, 유산균은 클린다마이신(clindamycin), 클로람페니콜(chloramphenicol), 아목시실린(amoxicillin), 암피실린(ampicillin), 페니실린(penicillin) 및 에리스로마이신(erythromycin)에도 감수성이 있다. 그러나, 상기 결과는 날리딕산(nalidixic acid), 바시트라신(bacitracin), 젠타마이신(gentamycin), 시프로플록사신(ciprofloxacin), 설파메톡사졸(sulphamethoxazole), 카나마이신(kanamycin), 테트라사이클린(tetracycline), 스트렙토마이신(streptomycin) 및 반코마이신(vancomycin)에 대한 저항성을 나타낸다. 그러나, 상기 결과는 유산균 세포막에 펩티도글리칸의 부재로 인하여, 일반적인 β-락탐 항생제에 내성을 가지고 있음을 나타낸다. 표 3은 디스크 확산법(억제 구역의 직경, mm)에 의해 분석 된 KCC-47 균주의 항생제 내성을 나타낸 것이다. Figure 3 is according to the concentration (OD 0.5, 1.0, 2.0) of the KCC-47 strain, P. chrysogenum , P. roquefoeti , A. fumigatus ) , A. niger ( A. niger) , and F. oxysporum ( F. oxysporum ) shows the antifungal activity of the KCC-47 strain. The selected KCC-47 strain is azithromycin, gatifloxacin, neomycin, gentamycin, tetracycline, chloramphenicol, carbenicillin and It shows strong sensitivity to ciprofloxacin, but shows moderate sensitivity to nofloxacin, bacitracin, and polymyxin-B, and clindamycin is KCC-46 It is an intrinsic property of the strain. In addition, the culture medium of the KCC-46 strain had strong resistance to metronidazole, vancomycin and lomefloxacin at a concentration of 30 mcg. Lactobacillus spp. is generally sensitive to chloramphenicol, erythromycin and tetracycline. However, lactic acid bacteria are sensitive to higher concentrations of streptomycin and do not have intrinsic resistance to these commercial antibiotics (Liu et al., 2009). The probiotic strains showed complete antibiotic resistance to different groups of antibiotics. On the other hand, lactic acid bacteria are also sensitive to clindamycin, chloramphenicol, amoxicillin, ampicillin, penicillin and erythromycin. However, the above results are nalidixic acid, bacitracin, gentamycin, ciprofloxacin, sulphamethoxazole, kanamycin, tetracycline, strepto It shows resistance to mycin (streptomycin) and vancomycin (vancomycin). However, the above results indicate that due to the absence of peptidoglycan in the cell membrane of lactic acid bacteria, it has resistance to general β-lactam antibiotics. Table 3 shows the antibiotic resistance of the KCC-47 strain analyzed by the disc diffusion method (diameter of the inhibition zone, mm).
S: 감수성, M: 중립, R: 저항성S: sensitive, M: neutral, R: resistant
2-5. 키트 방법에 의한 탄수화물 및 효소의 발효 분석2-5. Fermentation Analysis of Carbohydrates and Enzymes by Kit Method
분리물의 탄수화물 발효 프로파일을 API 50 CHL 미세 식별 시스템으로 결정하였다. 표 4는 API 50 CHL 테스트 키트를 사용한 KCC-47 균주의 탄수화물 발효 프로파일을 나타낸다. KCC-47 균주는 1-아라비노스(l-Arabinose), 리보오스(Ribose), D-자일로오스(D-Xylose), D-갈락토오스(D-Galactose), N-아세틸글루코사민(N-Acetylglucosamine), 말토오스(Maltose) 및 2-케토글루코네이트(2-Ketogluconate)와 함께 높은 이용률(24 시간)을 보여주었다. 또한, I-아라비노오스(l-Arabinose), 리보오스(Ribose), d-갈락토오스(d-Galactose), D-글루코오스(D-Glucose), D-프룩토오스(D-Fructose), D-만노오스(D-Mannose), N-아세틸글루코사민(N-acetyl glucosamine), 에스쿨린(Esculine), 살리신(Salicin), 셀로비오스(Cellobiose), 말토오스(Maltose), 락토오스(Lactose), D-라피노오스(D-Raffinose) 및 젠티오비오스(Gentiobiose)가 페디오코커스(Pediococcus) sp.에 의해 이용되었다는 것을 발견하였다. 게다가, Munoz-Quezada et al. (2013)의 연구는 락토바실러스 균주가 리보오스(Ribose), N-아세틸글루코사민(N-acetyl glucosamine), 알부틴(Arbutin), 셀로비오스(Cellobiose), 에스쿨린(Esculin), D-프룩토오스(d-Fructose), D-갈락토오스(d-Galctose), D-글루코오스(d-Glucose), 락토오스(Lactose), 만니톨(Mannitol), D-만노오스(d-Mannose), 람노오스(Rhamnose), 살리신(Salicin), 소르비톨(Sorbitol), L-소르보스(l-Sorbose) 및 트레할로스(Trehalose)를 강하게 이용한다는 것을 의미한다.The carbohydrate fermentation profile of the isolates was determined with an API 50 CHL micro-identification system. Table 4 shows the carbohydrate fermentation profile of KCC-47 strain using API 50 CHL test kit. The KCC-47 strain is 1-arabinose, ribose, D-xylose, D-galactose, N-acetylglucosamine, It showed high utilization (24 hours) with maltose and 2-ketogluconate. In addition, I- arabinose (l-Arabinose), ribose (Ribose), d- galactose (d-Galactose), D- glucose (D-Glucose), D- fructose (D-Fructose), D- mannose (D-Mannose), N-acetyl glucosamine, Esculin, Salicin, Cellobiose, Maltose, Lactose, D-Raffinose D-Raffinose) and Gentiobiose were found to be used by Pediococcus sp. Furthermore, Munoz-Quezada et al. (2013) studies that Lactobacillus strains are ribose (Ribose), N-acetyl glucosamine (N-acetyl glucosamine), arbutin (Arbutin), cellobiose (Cellobiose), Esculin (Esculin), D- fructose (d -Fructose), D-galactose (d-Galctose), D-glucose (d-Glucose), lactose (Lactose), mannitol (Mannitol), D-mannose (d-Mannose), rhamnose (Rhamnose), salicin (Salicin) ), sorbitol (Sorbitol), L- sorbose (l-Sorbose) and trehalose (Trehalose) means to use strongly.
S. NoS. No
Extra cellular enzymesExtra cellular enzymes
KCC-47KCC-47
KCC-46KCC-46
KCC-10KCC-10
KCC-23KCC-23
KCC-24KCC-24
+++-high; ++- moderate; - no activity+++-high; ++- moderate; - no activity
KCC-47 균주는 류신 아릴아미다제, 산 포스파타제, β- 글루쿠로니다제 및 나프톨-AS-BI-포스포하이드롤라제를 포함한 14개의 효소 생산을 촉진시켰다. KCC-47 균주는 사료 사일리지 생산에 필수적인 가장 중요한 효소를 생산하였다. 일부 유산균은 류신 아릴아미다제 및 β-글루코시다제의 활성 수준이 약하거나 중간정도인 반면, 알칼리성 포스파타제, β-글루코시다제, α-푸코시다제, α-만노시다제 및 β글루코시다제 (β-Glu)의 활성에는 긍정적인 반응을 보이지 않았다. 이러한 효소는 글리코시드에서 아글리콘으로의 생물전환에 중요한 역할을 하며, 동물의 소화기관에 쉽게 흡수되어 복잡한 글리코시드 분자보다 생물학적으로 보다 활성인 형태로 적용된다. 상기 효소는 글리코시드에서 아글리콘으로의 생물전환에 중요한 역할을 하며, 동물의 소화기관에 쉽게 흡수되어 복잡한 글리코시드 분자보다 생물학적으로 보다 활성인 형태를 반영한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, KCC-47균주는 해당 효소 및 단백질 분해 효소를 포괄하는 다양한 유형의 효소를 생산한다. 이는 식품 관련 발효 분야 및 제약 산업에 도움이 될 수 있다. KCC-47 strain promoted the production of 14 enzymes, including leucine arylamidase, acid phosphatase, β-glucuronidase and naphthol-AS-BI-phosphohydrolase. KCC-47 strain produced the most important enzyme essential for feed silage production. Some lactic acid bacteria have weak or moderate activity levels of leucine arylamidase and β-glucosidase, whereas alkaline phosphatase, β-glucosidase, α-fucosidase, α-mannosidase and β-glucosidase ( β-Glu) activity did not show a positive response. These enzymes play an important role in the bioconversion of glycosides to aglycones, and are readily absorbed into the digestive tract of animals and are applied in a more biologically active form than complex glycoside molecules. These enzymes play an important role in the bioconversion of glycosides to aglycones, and are readily absorbed by the animal's digestive tract, reflecting a more biologically active form than complex glycoside molecules. As described herein, strain KCC-47 produces various types of enzymes encompassing glycolytic and proteolytic enzymes. This could benefit the food-related fermentation sector and the pharmaceutical industry.
2-6. KCC-47 균주의 항균 활성2-6. Antibacterial activity of KCC-47 strain
도 4는 시험된 병원성 박테리아에 대한 KCC-47 균주의 항균활성을 나타낸 것이다. 별표는 병원성 박테리아만으로 통계적으로 유의 한 차이를 나타낸다(p <0.05). KCC-47 균주 배양 시, 대장균(E.coli), S.아우레우스, E.파에칼리스, 및 P.아우로게노사와 같은 식품 매개 병원체의 성장을 효과적으로 억제하였다. 이에 따라, 구역 억제는 16 내지 25mm 범위에서 나타났다. KCC-47 균주의 분리는 대장균, S.아우레우스 및 P.아우로게노사에 대해 가장 높은 길항 작용을 나타냈다. . KCC-47 균주는 최소량의 포도당(0.2%)으로 MRS 배지에서 성장하고, KCC-47 균주의 생존 및 유기산 생산시의 주요 기질이다. 결과적으로 탄소원의 유산균 활용은 감소하고 젖산 생산도 감소하였다. 0.2%의 포도당을 함유하는 MRS에서 산성화 속도가 낮아짐에 따른 KCC-47 균주의 항균 활성은, 유산균이 성장한 고 포도당 배지에 비해 느리다. 이에 따라, 유기산은 접종원의 항균 활성에서 주요한 역할을 한다. 접종원의 처리가 비교적 짧은 기간 동안 사일리지에서 대장균 오염이 감소되었다. 이는 유산균에 의한 유기산 생산이 더 빨라져 사일리지의 pH가 5 미만으로 빠르게 감소했기 때문이다. L. 코리니포미스는 S. 아우레우스에 대한 광범위한 항균 활성을 나타내며 분리 된 유산균은 일부 선택적 병원체에 대해서만 작용한다. 이와 유사하게, L. 플란타룸 CKKP 788을 제외하고 유산균 접종원으로 처리 된 사일리지는 살모넬라 sp. 및 대장균의 성장의 억제를 나타내었다고 하였다. 상기 내용으로 보아, KCC-47 균주가 테스트된 음식 병원성 박테리아에 정균 효과를 나타냄을 알 수 있다. 이는 용량 의존적 방식으로 대장균 및 S.아우레우스에 대한 억제 효과를 유의하게 향상시킨다.Figure 4 shows the antibacterial activity of the KCC-47 strain against the tested pathogenic bacteria. Asterisks indicate statistically significant differences with only pathogenic bacteria (p <0.05). When cultured in the KCC-47 strain, E. coli ( E. coli ), S. aureus, E. faecalis, and P. aurogenosa effectively inhibited the growth of food-borne pathogens. Accordingly, zone suppression was shown in the range of 16 to 25 mm. Isolation of the KCC-47 strain showed the highest antagonism against E. coli, S. aureus and P. aurogenosa. . The KCC-47 strain is grown in MRS medium with a minimal amount of glucose (0.2%), and is a major substrate for survival and organic acid production of the KCC-47 strain. As a result, the utilization of lactic acid bacteria as a carbon source decreased and the production of lactic acid decreased. The antibacterial activity of the KCC-47 strain according to the lowering of the acidification rate in MRS containing 0.2% glucose is slow compared to the high glucose medium in which the lactic acid bacteria are grown. Accordingly, organic acids play a major role in the antimicrobial activity of the inoculum. E. coli contamination in the silage was reduced during a relatively short period of treatment with the inoculum. This is because the organic acid production by the lactic acid bacteria was faster and the pH of the silage was rapidly reduced to less than 5. L. coryniformis exhibits broad-spectrum antibacterial activity against S. aureus, and isolated lactic acid bacteria act only against some selective pathogens. Similarly, with the exception of L. plantarum CKKP 788, silage treated with a lactobacilli inoculum was obtained from Salmonella sp. and inhibition of the growth of E. coli. From the above content, it can be seen that the KCC-47 strain exhibits a bacteriostatic effect on the tested food pathogenic bacteria. This significantly enhances the inhibitory effect on E. coli and S. aureus in a dose-dependent manner.
2-7. KCC-47 균주의 항진균 활성2-7. Antifungal activity of KCC-47 strain
도 3은 KCC-47 균주의 농도(OD 0.5, 1.0, 2.0)에 따른, P. 크리소게눔(P. chrysogenum), P. 로케포티(P. roquefoeti), A. 푸미가투스(A. fumigatus), A. 니제르(A. niger), 및 F. 옥시스포럼(F. oxysporum)에 대한 KCC-47 균주의 항진균 활성을 나타낸 것이다. 실험 48시간 후, KCC-47 균주는 사상균 A. 푸미가투스(A. fumigatus)의 성장을 강하게 억제하였다. 특히, KCC-47 균주는 A. 푸미가투스(A. fumigatus), P. 크리소게눔(P. chrysogenum) 및 A. 니제르(A. niger)의 성장을 억제했다. 본 발명 균주의 다양한 활성은 부패 곰팡이의 성장을 제어하기 위해 락트산, 아세트산 및 기타 항진균 화합물과 같은 유기산의 생성에 기인한다. 유산균의 항진균 작용은 일반적으로 유기산 생성과 관련이 있으며, 성장 배지에서 당 존재로 인한 1차 대사로 인한 것이다. 사료에서 분리된 L. 플란타럼(L. plantarum) 균주가 곰팡이 병원체에 대해 항진균 작용을 보였다고 하였다. A. 니제르(A. niger), F. 옥시스포럼(F. oxysporum) 및 P. 크리소게눔(P. chrysogenum)과 같은 병원성 곰팡이가 가장 민감한 곰팡이였으며, A. 클라바투스(A. clavatus), A. 푸미가투스(A. fumigatus) 및 A. 오리재(A. oryzae)의 성장은 테스트된 유산균 균주에 의해 억제되지 않는다. IRG(Italian ryegrass) 사료로부터 분리된 P. 펜토사세우스(P. pentosaceus)균주는 음식 부패 병원성 진균에 대해 강한 억제를 나타냈다. KCC-47이 사일리지 사료를 손상시키는 F. 옥시스포럼(F. oxysporum) A. 푸미가투스(A. fumigatus)및 A. 니제르(A. niger) 곰팡이의 성장을 억제한다는 것을 발견하였다. 성장배지 내에서, 균주의 활성은 유기산의 락트산 생성 및 항진균 물질의 존재로 인한 것이다.3 is according to the concentration (OD 0.5, 1.0, 2.0) of the KCC-47 strain, P. chrysogenum , P. roquefoeti , A. fumigatus ) , A. niger ( A. niger) , and F. oxysporum ( F. oxysporum ) shows the antifungal activity of the KCC-47 strain. After 48 hours of the experiment, the KCC-47 strain strongly inhibited the growth of the filamentous fungus A. fumigatus . In particular, the KCC-47 strain inhibited the growth of A. fumigatus , P. chrysogenum and A. niger . The various activities of the strains of the present invention are due to the production of organic acids such as lactic acid, acetic acid and other antifungal compounds to control the growth of putrefactive fungi. The antifungal action of lactic acid bacteria is usually related to the production of organic acids and is due to the primary metabolism due to the presence of sugars in the growth medium. It was said that L. plantarum strain isolated from feed showed antifungal action against fungal pathogens. Pathogenic fungi such as A. niger , F. oxysporum and P. chrysogenum were the most sensitive fungi, and A. clavatus , A. fumigatus and A. oryzae growth is not inhibited by the tested lactic acid bacteria strains. P. pentosaceus strains isolated from IRG (Italian ryegrass) feed showed strong inhibition against food spoilage pathogenic fungi. It was found that KCC-47 inhibited the growth of F. oxysporum, A. fumigatus and A. niger fungi that damage silage feed. In the growth medium, the activity of the strain is due to lactic acid production of organic acids and the presence of antifungal substances.
2-8. 분리물의 항산화 활성2-8. Antioxidant activity of isolates
도 5는 시험관 내에서 측정한 KCC-47 균주의 항산화 활성을 나타낸 것이다. KCC-47 균주의 DPPH 라디칼 소거능은 35% 내지 42%였으며, 주로 KCC-47 균주가 가장 높은 소거 능력을 나타냈다. 또한 비타민 C와 비교하여, KCC-47 균주의 DPPH 자유 라디칼 소거 활성은 유의한 항산화능을 나타냈다. DPPH 라디칼 소거능은 박테리아 접종원에 의해 필터링 될 수 있으며, 인체에서 급성 유리 라디칼을 50% 중화시킬 수 있다. 5 shows the antioxidant activity of KCC-47 strain measured in vitro. The DPPH radical scavenging ability of the KCC-47 strain was 35% to 42%, and the KCC-47 strain mainly exhibited the highest scavenging ability. In addition, compared with vitamin C, the DPPH free radical scavenging activity of the KCC-47 strain showed significant antioxidant activity. DPPH radical scavenging ability can be filtered by bacterial inoculum, can neutralize 50% of acute free radicals in the human body.
결과적으로, 본 발명은 반추위에서 분리된 KCC-47 균주가 항산화 능력을 향상시키고, 이에 따라, 건강증진 및 질병예방을 위한 기능성 식품에 적용 가능할 수 있음을 나타낸다.As a result, the present invention indicates that the KCC-47 strain isolated from the rumen improves antioxidant ability, and thus may be applicable to functional foods for health promotion and disease prevention.
2-9. KCC-47 균주의 프로바이오틱스 특성2-9. Probiotic properties of KCC-47 strain
2-9-1. 인공 위액 및 인공 장액 조건에 대한 내성2-9-1. Resistance to artificial gastric and intestinal fluid conditions
분리된 KCC-47 균주를 상이한 시간 간격동안 인공 위액 및 인공 장액에 노출시켜 검사를 진행하였다. 시험관 내에서 인공 위액 및 인공 장액을 넣고 실험한 결과, KCC-47 균주가 생존할 수 있었고, 심지어 위액 조건 하에서 균주가 증식하여 93% 이상의 생존율에 도달하였다(표 5). 이와 달리, P. 펜토사세우스(P. pentosaceus)는 pH 3.0에서 인공 위액의 생존력에 유의한 변화가 나타나지 않았으며, 실험180 분 후, KCC-47 균주는 KCC-46 균주보다 0.5-1 log CFU / ml의 개체수가 약간 더 높았다. 대부분의 유산균은 장내의 미생물 개체수를 개선함으로써 숙주 동물에게 유익한 영향을 미치므로, 대부분 프로바이오틱스 균주이다. 산 및 담즙 내성은 프로바이오틱스 균주의 필수 특성이다. 공복 시, 위액의 pH는 1 내지 1.5이며, 음식 섭취 후의 pH는 3.0으로 상승하며, 음식은 보통 약 2 내지 4시간 동안 뱃속에 남아있다. 이에 따라, KCC-47 균주의 생존성은 낮은 pH 및 담즙염 조건에서 평가되었다. 예를 들어, 인공장 환경에서 대부분의 균집은 개체수를 줄이고, 50 내지 102% 사이의 값에 도달하였다. 그러나, 선택된 유산균 배양액은 최대 70%로 설정된 상부 GIT 단계에서 생존할 수 있었다. 따라서, 인공 위액 환경에서 선택된 KCC-47 균주의 생존 반응은, 생체 내 분석 및 산업적 활용에 상당히 유용하다. Kim et al. (2019)은 위장관 내성에 대한 유산균의 프로바이오틱스 특성을 평가하였다. 평가결과 pH 2.5에서 2시간 동안 배양한 후, 분리 균주가 97%보다 더 강한 생존력을 보인 경우, 균주가 좋은 생균제 특성을 가지며, 발효 식품에 사용될 수 있다고 평가하였다. 위산(pH 2.0 내지 2.5)에 대한 내성은 프로바이오틱스의 주요 기능적 특성으로 간주되며 균주가 위장을 통과하는 동안 생존할 수 있다. 상기와 같이, 낮은 pH에서도 KCC-47 균주가 생존하는 것으로 보아, 소화 및 위장관 건강을 개선할 수 있다.The isolated KCC-47 strain was tested by exposing it to artificial gastric juice and artificial intestinal juice for different time intervals. As a result of the experiment by adding artificial gastric juice and artificial intestinal juice in vitro, the KCC-47 strain was able to survive, and even under gastric juice conditions, the strain proliferated to reach a survival rate of 93% or more (Table 5). In contrast, P. pentosaceus did not show a significant change in the viability of artificial gastric juice at pH 3.0, and after 180 minutes of the experiment, the KCC-47 strain was 0.5 -1 log than the KCC-46 strain. The population of CFU/ml was slightly higher. Since most lactic acid bacteria have a beneficial effect on the host animal by improving the microbial population in the intestine, most are probiotic strains. Acid and bile tolerance are essential properties of probiotic strains. On an empty stomach, the pH of gastric juice is between 1 and 1.5, and after ingestion of food, the pH rises to 3.0, and the food usually remains in the stomach for about 2 to 4 hours. Accordingly, the viability of the KCC-47 strain was evaluated under low pH and bile salt conditions. For example, in an artificial field environment, most of the colonies decreased in numbers, reaching values between 50 and 102%. However, the selected lactic acid bacteria culture was able to survive in the upper GIT stage set at a maximum of 70%. Therefore, the survival response of the KCC-47 strain selected in the artificial gastric juice environment is very useful for in vivo analysis and industrial application. Kim et al. (2019) evaluated the probiotic properties of lactic acid bacteria against gastrointestinal resistance. As a result of evaluation, if the isolated strain showed a stronger viability than 97% after culturing at pH 2.5 for 2 hours, it was evaluated that the strain has good probiotic properties and can be used in fermented foods. Resistance to gastric acid (pH 2.0 to 2.5) is considered a major functional property of probiotics and allows the strain to survive while passing through the stomach. As described above, it is possible to improve digestion and gastrointestinal health by seeing that the KCC-47 strain survives even at low pH.
Survival rate (%)Survival rate (%)
Survival rate (%)Survival rate (%)
*STD-standard*STD-standard
2-9-2. KCC-47 균주의 담즙염 내성2-9-2. Bile salt resistance of KCC-47 strain
소장, 직장, 회장 및 결장은 살아있는 세포에 해로울 정도로 높은 농도의 담즙염을 함유하기 때문에, 담즙염 내성은 프로바이오틱스 균주 선택시 가장 중요한 요소 중 하나이다. 표 6은 인공 담즙염 조건에서 생존 가능한 유산균을 상이한 시간 간격(0분, 60분 및 120분)에서 계수(CFU / ml)한 것을 표로 나타낸 것이다. KCC-47 균주는 담즙염에 6시간 노출 후, 담즙염에 대해 다양한 수준의 저항성을 나타냈다. 특히, KCC-47 균주는 담즙 농도(0.3% 우담)에서 최고 내성(84%)으로 저항성을 나타냈다. Since the small intestine, rectum, ileum and colon contain high concentrations of bile salts that are detrimental to living cells, resistance to bile salts is one of the most important factors in the selection of probiotic strains. Table 6 is a table showing the counts (CFU / ml) of viable lactic acid bacteria in artificial bile salt conditions at different time intervals (0 min, 60 min and 120 min). KCC-47 strain showed various levels of resistance to bile salts after 6 hours of exposure to bile salts. In particular, the KCC-47 strain exhibited resistance with the highest resistance (84%) at the bile concentration (0.3% udon).
*STD-standard *STD-standard
Kim et al. (2019)은, CP 605는 산과 담즙에 모두 97% 이상의 내성을 갖는다고 하였다. 균주를 인공 위 및 담즙염 조건에서 세포 증식 속도를 증가시키면서, 낮은 pH 및 0.3% 담즙염 조건하에서 생존율을 시험하였다. 프로바이오틱스 생균제의 경우 미생물에 따라 담즙 내성 수준이 상이하였다. 이러한 극단적인 환경에서 박테리아의 성장은 담즙염의 농도에 의존적이었다(Arasu et al, 2014). 그러나, 담즙염에 대한 다중 스트레스 적응성 세포의 내성은 비적응성 세포보다 상당히 높았다. 예를 들어, L. 액시도필러스(L. acidophilus), L. 퍼멘텀(L. fermentum) 및 L. 플란타룸(L. plantarum)과 같이, 실험된 균주는 모든 담즙 농도에서 생존율이 높았다. 따라서, 담즙 농도 및 배양 시간은 KCC-47 균주의 생존 및 성장 속도에서 중요한 역할을 했다. 실험 결과, KCC-47 균주는 담즙염 내성(0.3% 우담)을 갖고, 담즙염 존재 하에서는, 성장율을 보이지 않았다. 결과적으로, KCC-47 균주는 낮은 pH에서 생존할 수 있었고, 우담(0.3%) 조건에서 약간 민감하였다. 이에 따라, KCC-47 균주는 담즙염에서의 생존율이 상당히 높기 때문에, 프로바이오틱스 생균제로 사용하기 적합하다.Kim et al. (2019) reported that CP 605 had more than 97% resistance to both acid and bile. The strain was tested for viability under conditions of low pH and 0.3% bile salt while increasing the cell proliferation rate in artificial gastric and bile salt conditions. In the case of probiotic probiotics, the level of bile tolerance was different depending on the microorganism. In this extreme environment, bacterial growth was dependent on the concentration of bile salts (Arasu et al, 2014). However, the resistance of multi-stress adaptive cells to bile salts was significantly higher than that of non-adaptive cells. For example, L. acidophilus ( L. acidophilus ) , L. fermentum ( L. fermentum ) and L. plantarum ( L. plantarum ) , such as, the tested strains had a high survival rate in all bile concentrations. . Therefore, the bile concentration and incubation time played an important role in the survival and growth rate of the KCC-47 strain. As a result of the experiment, the KCC-47 strain had resistance to bile salts (0.3% biliary tract), and showed no growth rate in the presence of bile salts. As a result, the KCC-47 strain was able to survive at low pH, and was slightly sensitive to the condition of udder (0.3%). Accordingly, the KCC-47 strain has a fairly high survival rate in bile salts, and is therefore suitable for use as a probiotic probiotic.
2-10. KCC-47 균주의 단백질 분해활성2-10. Proteolytic activity of KCC-47 strain
도 6은 KCC-47 균주를 5% 탈지유 한천에 스팟팅한 후의 단백질 분해 스크리닝을 나타낸 것이다. 상기 스크리닝 결과는 단백질 분해 활성을 분석한 결과, KCC-47 균주가 5% 탈지유 한천에서 명확한 가수분해 구역을 생성할 수 있음을 나타낸다. 단백질 분해는, 엔 실링의 초기 단계 동안 펩티드-N 및 유리아미노산 N(FAA-N)의 작은 증가로 표시되는 알팔파 사일리지와 비교하여, 레드 클로버 사일리지에서 덜 발생 하였다. 단백질 가수 분해는 두 가지 주요 이화 경로를 통해 사일리지에서 발생할 수 있다. 프로테아제와 같은 식물 효소는 진정한 단백질 분해(가수 분해) 과정을 억제하고, 사일리지 첨가제에서 유래 한 미생물 효소는 유리 아미노산을 암모니아(NH3)로 전환(산화 탈 아미노화)시 주요 역할을 한다.Figure 6 shows the proteolytic screening after spotting the KCC-47 strain on 5% skim milk agar. As a result of analyzing the proteolytic activity, the screening results indicate that the KCC-47 strain can generate a clear hydrolysis zone in 5% skim milk agar. Proteolysis occurred less in red clover silage compared to alfalfa silage, which was indicated by small increases in peptide-N and free amino acids N (FAA-N) during the initial phase of en sealing. Proteolysis can occur in silage through two major catabolic pathways. Plant enzymes such as proteases inhibit the true proteolytic (hydrolysis) process, and microbial enzymes derived from silage additives play a major role in the conversion (oxidative deamination) of free amino acids to ammonia (NH 3 ).
2-11. KCC-47 균주에 대한 세포 표면 소수성 분석2-11. Cell surface hydrophobicity analysis for KCC-47 strain
도 7은 KCC-47 균주에 대한 세포 표면의 소수성을 분석하여 나타낸 것이다. KCC-47 균주는 클로로포름 및 에틸아세테이트에 대한 강한 친화력뿐만 아니라 헥사데칸에 대하여 부착성을 가졌다. KCC-47 균주는 산성 용매(예: 클로로포름)에 친화성이 높고, 염기성 용매(예: 에틸 아세테이트)에 친화성이 낮았다. 헥사데칸과 같은 비극성 용매에 대한 KCC-47 균주의 부착성은, 세포 부착 소수성의 평균 백분율(40% 내지 50%)을 가진다. 상기 결과는 친수성 세포 표면 특성에 의해 확인된 바와 같이, 유산균이 약한 전자 수용체 및 강한 전자 공여체임을 나타낸다. 유산균은 점막 세포와 박테리아가 상호작용을 할 수 있도록 하는 우수한 소수성(96%) 활성을 나타낸다. 헥사데칸에 대한 40.0% 이상의 소수성은 유산균이 프로바이오틱스로 선택되기 위한 기준으로 사용된다. 40% 내지 70 % 범위의 값으로, 높은 소수성 능력을 보여준 다른 유산균 균주를 조사하였다.Figure 7 shows the analysis of the hydrophobicity of the cell surface for the KCC-47 strain. The KCC-47 strain had strong affinity for chloroform and ethyl acetate as well as adhesion to hexadecane. The KCC-47 strain had a high affinity for acidic solvents (eg chloroform) and low affinity for basic solvents (eg ethyl acetate). The adhesion of the KCC-47 strain to a non-polar solvent such as hexadecane has an average percentage (40% to 50%) of cell adhesion hydrophobicity. These results indicate that lactic acid bacteria are weak electron acceptors and strong electron donors, as confirmed by the hydrophilic cell surface properties. Lactobacilli exhibit excellent hydrophobicity (96%) activity that allows mucosal cells and bacteria to interact. Hydrophobicity of 40.0% or more for hexadecane is used as a criterion for selecting lactic acid bacteria as probiotics. With values ranging from 40% to 70%, other lactic acid bacteria strains showing high hydrophobicity were investigated.
2-12. KCC-47 균주의 자동 집계 및 공동 집계 분석2-12. Automatic aggregation and co-aggregation analysis of KCC-47 strain
도 8은 KCC-47 균주의 자동 및 공동 응집 능력을 나타낸 것이다. 배양 6시간 후, KCC-47 균주에 대해 가장 높은 백분율(24.37%)의 응집이 관찰되었다. KCC-47 균주는 장내 병원균인 E. 콜리(E. coli), S. 아우레우스(S. aureus) E. 페칼리스(E. feacaulis) 및 P. 아우로게노사(P. aurogenosa)와 비교하여, 더 높은 자가 응집 능력을 나타내고, 상기 병원균 단독은 E. coli의 경우 최소 14.30 %, S. 아우레우스의 경우, 최대 18.21%를 나타낸다. KCC-47 균주는 가장 강한 공동 응집 특성을 나타냈다. KCC-47 균주 배양 6시간 후, E. 콜리(E. coli), S. 아우레우스(S. aureus) E. 페칼리스(E. feacaulis) 및 P. 아우로게노사(P. aurogenosa)는 각각 11.5%, 13.6%, 15.6% 및 12.4 %를 나타냈다. Figure 8 shows the automatic and co-aggregation ability of the KCC-47 strain. After 6 hours of culture, the highest percentage (24.37%) of aggregation was observed for the KCC-47 strain. KCC-47 strain was compared with the intestinal pathogens E. coli , S. aureus, E. feacaulis and P. aurogenosa . Thus, it exhibits a higher self-aggregation capacity, and the pathogen alone is E. coli at a minimum of 14.30% and at a maximum of 18.21% for S. aureus. The KCC-47 strain showed the strongest co-aggregation properties. After 6 hours of KCC-47 strain culture, E. coli , S. aureus , E. feacaulis , and P. aurogenosa ) were 11.5%, 13.6%, 15.6% and 12.4% respectively.
프로바이오틱스 균주가 L. 액시도필러스(L. acidophilus) W37 및 L. 락티스 (L. lactis) W58 균주를 제외하고, 식품 병원체 C. jejuni ATCC 33291과 공동 응집할 수 있다. 프로바이오틱스 유기체는 자동 응집 및 공동 응집 기능을 할 수 있는 중요한 특성을 갖는다. 다른 종의 박테리아(pathogens)의 축적 및 동종의 박테리아의 축적은 별개이다. 락토바실러스는 병원체(L. 모노사이토젠스(L. monocytogenes) 및 E. 페칼리스(E. faecalis)와의 공존 범위가 적고 L. 사케이(L. sakei)와 높은 공존 범위를 가지고 있다. 페디오코커스(Pediococcus) 균주는 E. 페칼리스(E. faecalis) ATCC 29212와 69%의 강한 자가 응집 특성 및 26%의 공동 응집 특성을 갖는다.Probiotic strains can co-aggregate with food pathogen C. jejuni ATCC 33291, with the exception of L. acidophilus W37 and L. lactis W58 strains. Probiotic organisms have important properties that allow them to function as auto-aggregating and co-aggregating. The accumulation of pathogens of different species and the accumulation of allogeneic bacteria are distinct. Lactobacillus has a low coexistence range with pathogens ( L. monocytogenes and E. faecalis ) and a high coexistence range with L. sakei . Pediococcus. ( Pediococcus) strain E. faecalis ( E. faecalis) ATCC 29212 and has a strong self-aggregation property of 69% and co-aggregation property of 26%.
2-13. 사일리지 준비를 위한 실험적 연구2-13. Experimental study for silage preparation
사일리지의 낮은 pH는 최종 발효 과정에서 더 높은 유기산의 생산을 나타내는 고품질 발효 공정의 좋은 증거이다. 본 발명에서 KCC-47 균주를 접종한 콩과 식물은 처리되지 않은 그룹의 사일리지에 비해 사일리지의 pH를 감소시켰다. 크림슨 클로버 및 알팔파 사일리지의 경우, 비 접종 대조군 샘플(pH 5.80)과 비교 시, pH는 각각 KCC-47 균주의 경우 4.53로 감소하였다(표 7 및 표 8). 콩류 사일리지 간의 pH 차이는 콩과 식물의 수용성 함량의 차이와 사료의 완충 용량 차이 또는 둘의 조합과 관련이 있을 수 있다. 모든 대조군 콩과 식물 사일리지 pH는 5.8 이상으로 기록되었다. 낮은 pH는 접종되지 않은 동일한 콩과 식물 샘플보다 크림슨 클로버 및 알팔파 처리군에 함유된 유산균 집단에 훨씬 더 의존적이었다 (표 7 및 표 8). 콩류 작물에서는 사일리지의 발효 및 보존이 더 어려울 수 있으나, 접종원이 접종되지 않은 사일리지 샘플보다 콩류 발효 효율을 높이기 위해 접종원 사용을 고려해야 한다. The low pH of silage is good evidence of a high-quality fermentation process, indicating a higher production of organic acids in the final fermentation process. In the present invention, legumes inoculated with KCC-47 strain reduced the pH of silage compared to the silage of the untreated group. In the case of crimson clover and alfalfa silage, when compared to the non-inoculated control sample (pH 5.80), the pH decreased to 4.53 for the KCC-47 strain, respectively (Tables 7 and 8). Differences in pH between pulse silage may be related to differences in the water-soluble content of legumes and differences in the buffering capacity of the feed, or a combination of the two. All control legume silage pH was recorded above 5.8. The low pH was much more dependent on the lactobacilli populations contained in the crimson clover and alfalfa treated groups than on the same uninoculated legume sample (Tables 7 and 8). Fermentation and preservation of silage may be more difficult in pulse crops, but the use of an inoculum should be considered to increase the efficiency of pulse fermentation compared to silage samples that were not inoculated with an inoculum.
KCC-47 균주는 발효되지 않은 콩과 식물 사일리지보다, 발효 후 180일이 경과된 콩과 식물 사일리지에서 유의하게 더 높았다. 발효 종료 후, 다른 비 처리 콩과 식물 중에서 알팔파 및 대조군 크림슨 클로버 사일리지에서 가장 낮은 미생물 수를 관찰하였다(표 7 및 표 8). 접종 된 사일리지 내의 KCC-47 균주는 발효 전반에 걸쳐 더 높았으며, 피크는 접종된 사일리지에서 발효 180일 후 관찰되었다. 또한, KCC-47 균주가 접종된 크림슨 클로버, 알팔파 및 잔털이 있는 완두의 유기산 생성은 젖산보다 높으며(P<0.05), 이러한 수치는 접종되지 않은 콩과 식물 사일리지보다 5 배 높았다(표 7 및 표 8). 부티르산 및 프로피온산과 같은 다른 산은 대조군보다 KCC-47 균주를 접종한 사일리지가 낮다. 또한, 부티르산의 농도는 KCC-47 균주를 접종한 사일리지에서 검출되지 않았으며, 모든 발효 사일리지 샘플의 대조군보다 더 낮은 농도로 나타났다(표 7 및 표 8). 따라서, KCC-47 균주가 접종 된 콩류 사일리지는 발효 180 일째에 가장 높은 젖산 값을 가졌다.KCC-47 strain was significantly higher in legume silage 180 days after fermentation than in unfermented legume silage. After the end of fermentation, the lowest number of microorganisms was observed in alfalfa and control crimson clover silage among other untreated legumes (Tables 7 and 8). The KCC-47 strain in the inoculated silage was higher throughout the fermentation, and a peak was observed after 180 days of fermentation in the inoculated silage. In addition, organic acid production of crimson clover, alfalfa and fine haired peas inoculated with KCC-47 strain was higher than that of lactic acid (P<0.05), which was five times higher than that of uninoculated legume silage (Tables 7 and 7). 8). Other acids such as butyric acid and propionic acid had lower silage inoculated with the KCC-47 strain than the control. In addition, the concentration of butyric acid was not detected in the silage inoculated with the KCC-47 strain, and was found to be a lower concentration than the control of all fermented silage samples (Tables 7 and 8). Therefore, legume silage inoculated with KCC-47 strain had the highest lactic acid value at 180 days of fermentation.
(Х10(Х10
77
CFU/g)CFU/g)
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CFU/g)CFU/g)
분리된 KCC-47 균주는 공통적으로 한우 거세소의 위액에서 생존 가능하다. 혐기성 사일리지 발효는 복잡한 대사 산물을 유기산으로 분해하는 복잡한 과정이다. 발효는 자연 미생물의 존재 주로 WSC(water-soluble carbohydrates)와 마초 작물의 화학 성분 및 질소 성분의 존재에 크게 좌우된다. 유산균은 발효 초기에 접종된 사일리지에서 증가하여 유산균이 야생 박테리아 군집 사이에서 경쟁적으로 더 빨리 성장했음을 나타냈다. 유산균을 접종하여 알팔파 사일리지를 제조하고 60일 동안 발효 시, 알팔파 사일리지의 모양, 색상, 냄새 및 질감이 서로 상이하였다. 반면, 제어 사일리지(접종원 없음)는 나쁜 냄새를 내며 검은색을 띠고 끈적끈적하게 되었다. 그러나, 유산균을 첨가하여 60일 동안 사일리지를 발효한 경우, MD, MD 회복, 조단백질 및 클로스트리듐 수에 현저한 영향을 미쳤다(P<0.05). 또한, 메타-분석은 젖산 축적, pH 감소 및 클로스트리디아, 곰팡이(molds)와 같은 부패 미생물의 성장을 감소시키는 효과를 갖는 발효를 촉진시키기 위해, 사일리지 첨가제로서 열대 잔디와 알팔파 및 기타 콩과 식물에서 젖산 박테리아를 접종한다는 명백한 증거를 제공한다. 또한, 클로스트리디움(Clostridium)이 습한 환경에서 활동하기 때문에, 신선한 알팔파의 높은 수분(75% 이상)함량은 일반적으로 사일리지를 제조하기 어렵게 한다. 따라서, 사일리지 제조 전에 알팔파와 콩과 식물을 시들게 하는 것은 발효에 효과적이다.The isolated KCC-47 strain is commonly viable in gastric juice of Korean cattle castration. Anaerobic silage fermentation is a complex process that breaks down complex metabolites into organic acids. Fermentation is highly dependent on the presence of natural micro-organisms, mainly water-soluble carbohydrates (WSCs) and the chemical and nitrogen content of the forage crops. Lactobacilli increased in the inoculated silage at the beginning of fermentation, indicating that lactic acid bacteria grew faster and competitively among the wild bacterial community. When alfalfa silage was prepared by inoculation with lactic acid bacteria and fermented for 60 days, the shape, color, smell and texture of alfalfa silage were different from each other. On the other hand, control silage (without inoculum) gave off a bad odor and became black and sticky. However, when silage was fermented for 60 days with the addition of lactic acid bacteria, MD, MD recovery, crude protein, and number of Clostridium were significantly affected (P<0.05). In addition, meta-analysis was performed to promote fermentation with the effect of reducing lactic acid accumulation, pH reduction and growth of putrefactive microorganisms such as Clostridia, molds, tropical grasses and alfalfa and other legumes as silage additives. provides clear evidence of inoculation with lactic acid bacteria. In addition, since Clostridium operates in a humid environment, the high moisture (greater than 75%) content of fresh alfalfa generally makes it difficult to manufacture silage. Therefore, wilting alfalfa and legumes prior to silage production is effective for fermentation.
유산균은 일반적으로 M. 사티바(M. sativa), T. 인카나툼(T. incarnatum) 및 기타 콩류 사일리지와 같은 저 WSC(water-soluble carbohydrates)작물의 발효에 긍정적인 영향을 미친다. 유산균의 첨가는 유기산 및 독소의 함량을 조절하는 것 외에도, 발효 사일리지의 미생물 조성을 조절하였다(Bao et al., 2016). 유산균 중에서, L. 플란타룸(L. plantarum) subsp. 플란타룸(Plantarum)은 알팔파 배지의 pH를 낮추는 능력을 보였으며, 알팔파 사일리지의 품질을 향상시켰다. 또한, L. 플란타룸(L. plantarum) subsp. 플란타룸(Plantarum) ZZU A18은 상업적 사일리지 첨가제가 접종된 사일리지와 접종되지 않은 사일리지 모두의 젖산과 아세트산의 생산을 유의하게 증가시켰다. 또한, 박테리아 접종원은 프로피온산의 농도, 부티르산의 농도, 암모니아-질소의 농도 및 pH를 감소시키고 치명적인 착생 미생물을 억제했다.Lactobacilli generally have a positive effect on the fermentation of crops with low water-soluble carbohydrates (WSC), such as M. sativa , T. incarnatum and other legume silage. The addition of lactic acid bacteria controlled the microbial composition of the fermentation silage, in addition to controlling the content of organic acids and toxins (Bao et al., 2016). Among the lactic acid bacteria, L. plantarum ( L. plantarum) subsp. Plantarum showed the ability to lower the pH of the alfalfa medium, and improved the quality of alfalfa silage. In addition, L. plantarum ( L. plantarum) subsp. Plantarum ZZU A18 significantly increased the production of lactic acid and acetic acid in both silage inoculated and uninoculated silage with commercial silage additive. In addition, the bacterial inoculum reduced the concentration of propionic acid, the concentration of butyric acid, the concentration and pH of ammonia-nitrogen, and inhibited lethal epigenetic microorganisms.
L. 플란타룸(L. plantarum)은 우세한 종이며 유망한 성장 능력을 가지고 있다. 또한 L. 플란타룸(L. plantarum)의 강력한 항균 특성은 알팔파 및 기타 사일리지 첨가제에 대한 미생물 접종원으로 사용된다. 그러나 일부 유산균의 경우, 5 내지 7 일 사이에 레드 클로버와 비교하여 알팔파에서 사일리지 pH 수준이 크게 감소하였다. 레드 클로버는 높은 수용성 당 수치와 낮은 완충 용량의 결과로, 사일리지가 발효되는 동안 알팔파보다 낮은 pH에 지속적으로 도달하였다. 알팔파는 주어진 수확시기에 알팔파의 당 함량이 적어야 하고, 레드 클로버보다 완충용량이 더 커야 하며, 알팔파가 시드는 시간은 사일리지 제조에서 알팔파의 pH감소에 더 큰 영향을 미쳤다. 동종 젖산균은, 상업적 이종 젖산균이 접종된 사일리지 또는 접종되지 않은 사일리지보다 아세트산 농도가 낮았다. 특히, 균주는 젖산 함량을 증가시키고 미생물을 약화시킨다. 사일리지 제조일과 균주 처리 사이의 상호작용이 유기산 생성 비율에 실질적인 영향을 미치는지 조사하였다. 사일리지 제조 30일 후, KCC-47 균주를 접종한 M. 사티바(M. sativa) 사일리지는 대조군보다 pH가 낮았다. 또한, 지연된 사일리지 제조 기간(저장 기간), CP(Crude Protein)의 함량, 영양 함량 또한 증가하였다. 그러나, 발효 가능한 당과 유산균 개체수는 사일리지 제조 기간에 따라 크게 감소하였다.L. plantarum ( L. plantarum ) is the dominant species and has promising growth potential. In addition, the strong antibacterial properties of L. plantarum make it a microbial inoculum for alfalfa and other silage additives. However, in the case of some lactic acid bacteria, the silage pH level was significantly reduced in alfalfa compared to red clover between 5 and 7 days. Red clover consistently reached a lower pH than alfalfa during silage fermentation, as a result of its high water-soluble sugar levels and low buffering capacity. Alfalfa should have a lower sugar content in alfalfa at a given harvest time, and should have a larger buffering capacity than red clover, and the time of alfalfa withering had a greater effect on the decrease in pH of alfalfa in silage production. Allogeneic lactic acid bacteria had lower acetic acid concentrations than commercial heterologous lactic acid bacteria inoculated silage or non-inoculated silage. In particular, the strain increases the lactic acid content and weakens the microorganism. It was investigated whether the interaction between silage production date and strain treatment had a substantial effect on the organic acid production rate. After 30 days of silage production, M. sativa silage inoculated with the KCC-47 strain had a lower pH than the control group. In addition, the delayed silage production period (storage period), CP (Crude Protein) content, and nutritional content were also increased. However, the number of fermentable sugars and lactic acid bacteria decreased significantly according to the silage production period.
3. 결론3. Conclusion
분리된 유산균인 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) KCC-47 균주는 저 탄수화물 배지, 인공 위액 및 인공 담즙에서 강한 생존능력을 가졌다. 또한, 시험관 내에서, 상기 KCC-47 균주는 다양한 병원성 진균 및 박테리아에 대한 탄수화물 발효능력, 단백질 분해 및 길항 활성이 뛰어났다. 분리된 유산균인 KCC-47 균주는 발효 과정 동안 식물 사일리지, 예를 들어 콩과 사일리지에서 유기산 생산 및 유산균 집단에 유의미한 영향을 미쳤다. 그러나, KCC-47 균주를 첨가시, 실험에서 평가한 모든 매개변수 항목에서, 콩과 식물 사일리지에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 사일리지의 품질이 변화되었다. 특히, 균주는 사일리지 내의 젖산 함량을 증가시켰고, pH를 더욱 빠르게 감소시켰으며, 부패 미생물의 성장을 억제하여 보다 우수한 품질의 사일리지를 만들 수 있었다. 또한, 동물 유래 유산균은 콩과 식물 사일리지 접종제의 개발을 위한 새로운 방법을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 균주는 콩과 식물 사일리지의 접종제로 사용할 수 있다. The isolated lactic acid bacteria, Lactobacillus plantarum KCC-47 strain, had strong viability in low carbohydrate medium, artificial gastric juice and artificial bile. In addition, in vitro, the KCC-47 strain was excellent in carbohydrate fermentation ability, proteolytic and antagonistic activity against various pathogenic fungi and bacteria. The isolated lactic acid bacteria KCC-47 strain had a significant effect on organic acid production and lactic acid bacteria populations in plant silage, for example, legume silage, during the fermentation process. However, when KCC-47 strain was added, it had a positive effect on legume silage in all parameter items evaluated in the experiment, and the quality of silage was changed. In particular, the strain increased the lactic acid content in the silage, decreased the pH more rapidly, and inhibited the growth of putrefactive microorganisms, thereby making silage of better quality. In addition, animal-derived lactic acid bacteria may provide a new method for the development of legume silage inoculum. Accordingly, the strain can be used as an inoculant for legume silage.
Claims (12)
상기 균주는 프로바이오틱스 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 균주.According to claim 1,
The strain is a strain, characterized in that it has probiotic activity.
상기 균주는 아스페르길루스 푸미가투스(Aspergillus Fumigatus), 페니실리움 크리소게눔(Penicillium Chrysogenum), 페니실리움 로케포티(Penicillium Roqueforti), 아스페르길루스 니제르(Aspergillus niger), 및 푸사리움 옥시스포럼(Fusarium Oxysporum)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 대해 항균 활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 항균용 조성물.4. The method of claim 3,
The strains include Aspergillus Fumigatus , Penicillium Chrysogenum , Penicillium Roqueforti , Aspergillus niger , and Fusarium oxy. An antibacterial composition, characterized in that it exhibits antibacterial activity against any one or more selected from the group consisting of Fusarium Oxysporum .
상기 배합단계의 결과물을 밀봉하여 발효시키는 발효단계를 포함하는, 사일리지 제조방법.A blending step of blending the Lactobacillus plantarum KCC-47 (Accession No.: KACC 92302P) strain to the harvested plants; and
A method for producing silage, including a fermentation step of sealing and fermenting the result of the mixing step.
상기 배합단계 전에 상기 수확한 식물을 절단하는 세절단계를 더 포함하는 사일리지 제조방법.9. The method of claim 8,
Method for producing silage further comprising the step of cutting the harvested plants before the mixing step.
상기 식물은 알팔파 또는 크림슨 클로버 중 적어도 하나를 포함하는 사일리지 제조방법.9. The method of claim 8,
The plant is a silage production method comprising at least one of alfalfa or crimson clover.
상기 발효단계는 실온에서 180일 동안 발효하는 사일리지 제조방법.11. The method of claim 10,
The fermentation step is a method for producing silage that is fermented at room temperature for 180 days.
The silage manufactured using the silage manufacturing method of claim 11.
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