Microbiology and Biotechnology Letters (한국미생물·생명공학회지)

The Korean Society for Microbiology and Biotechnology (한국미생물·생명공학회)
권호 표지

Isolation and Characterization of Oxygen-tolerant Mutant of Bifidobacterium longum.

Bifidobacterium longum 산소변이주의 분리와 변이주의 산소내성

  • 안준배 (대한제당(주) 중앙연구소) ;
  • 김광엽 (충북대학교 식품공학과) ;
  • 박종현 (경원대학교 식품생물공학과)
  • Published : 1998.12.01
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Abstract

Growth sensitivity of bifidobacteria on oxygen hindered their industrial applications so that it was necessary to select oxygen-tolerant strains. Studies on their responses to oxygen might facilitate the effective utilization of bifidobacteria in industry. Oxygen-tolerant strain of Bifidobacterium longum JI-1 was able to remove 3% dissolved oxygen within 10 min whilst oxygen-sensitive strain of B. adolescentis, slime non-former, was not. The ability to remove environmental oxygen seemed to be related to the oxygen-tolerance of bifidobacteria. Mutant B. longum ADJ-1 was induced from the B. longum JI-1 under microaerobic atmosphere. There were no differences in sugar utilization pattern, NADH oxidative enzymes and cellular fatty acid compositions between them. The maximal cell density of the mutant was a little bit reduced to 81% of that of the mother strain. However, the mutant formed thick slime layer around its cell. The layer visualized with confocal scanning laser microscopy from the mutant was 6 ${\mu}{\textrm}{m}$ in diameter but that from the mother strain was only 3 ${\mu}{\textrm}{m}$. Therefore, the improved tolerances of the mutant might come from the slime layer, indicating the increase of the layer might be one of oxygen tolerance mechanisms for bifidobacteria.

Bifidobacterium의 효과적인 산업적 이용을 위해서는 산소에 내성이 강한 균주를 선발하는 연구뿐만 아니라, 산소 존재하에서 비피도박테리아의 내성기작을 규명하는 기초적인 연구도 필요하다. 산소에 민감한 B. adolescentis 균주와 산소내성 B. longum JI-1균주의 용존산소 제거능을 비교한 결과산소 민감성 균주는 총존산소를 전혀 제거하지 못하였으나 산소내성 균주는 10분 이내에 3%이상의 용존산소를 제거하여 총존산소 제거능과 Bifidobacterium의 산소내성과는 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 이 B. longum JI-1 균주를 미호기성 조건에서 배양하여 내산소성 돌연변이 균주인 B. longum ADJ-1 균주를 분리하였다. B. longum ADJ-1과 모균주의 특성을 당자화능, NADH 산화효소 및 세포지방산등으로 비교하였을 때 차이점을 발견하지 못했으며, 균생육은 B. longum ADJ-1이 모균주의 80% 정도를 보여 주었다. 그러나 B. longum ADJ-1는 매우 두꺼운 slime layer를 형성하였는데 confocal scanning laser microscopy에 의한 분석 결과 돌연변이 균주는직경이 약 6 $\mu\textrm{m}$에 이르는 층을 형성한 반면 모균주는 약 3 $\mu\textrm{m}$인 층을 형성하였다. 그리고 돌연변이 균주는 산소에 24시간 이상 노출되었을 경우 모균주에 비하여 더 큰 산소내성을 보여주었다. 그러므로 돌연변이 균주의 산소내성의 증가는 slime layer 차이에서 유래된 것으로 생각되며 이는 Bifidobacterium의 내산소성 기작중의 하나인 것으로 보인다.

Keywords