Abstract

Aminobutyric acid (GABA), a major inhibitory neurotransmitter in the central nervous system of animals, has several physiological effects including anti-hypertensive, diuretic, tranquilizing, and anti-stress properties, in humans. The purpose of this study was to investigate Lactobacillus plantarum K74, which was isolated from kimchi and selected as a strain with a high ability to produce GABA, to develop a new starter culture for fermented milk production. L. plantarum K74 produced $134.52{\mu}g/mL$ GABA in MRS broth containing 1% MSG, $212.27{\mu}g/mL$ GABA in MRS broth containing 2% MSG, and $234.63{\mu}g/mL$ GABA in MRS broth containing 3% MSG. The optimum growth temperature of L. plantarum K74 was $34^{\circ}C$, reaching a pH of 4.4 after 18 hours of growth. L. plantarum K74 was most sensitive to novobiocin out of 16 different antibiotics tested, and was most resistant to kanamycin and polymyxin B. L. plantarum K74 did not produce ${\beta}$-glucuronidase, a carcinogenic enzyme, and was comparatively tolerant to bile juice and low pH. Furthermore, it displayed resistance to Escherichia coli, Salmonella typhimurium, and Staphylococcus aureus at rates of 54.9%, 46.3%, and 0.7%, respectively.

본 연구는 김치로부터 GABA 생성능이 우수한 젖산균을 분리 및 동정하고, 이 균주의 생리적 특성을 규명하여 상업적으로의 이용가능성을 검토하고자 실시하였다. 이를 위해 MSG 2%가 첨가된 MRS broth에 $37^{\circ}C$에서 18시간 배양한 후 GABA 함량이 $50{\mu}g/mL$ 이상 생산하는 75개의 균주를 1차로 선별하였으며, $90{\mu}g/mL$ 이상 생산하는 5 균주를 2차로 선별하였고, 선발된 5 균주를 MSG 1%, 2% 및 3% 함유된 MRS 배지에 각각 배양한 결과, K74 균주가 최종 선발되었다. K74 균주는 MSG 1%가 첨가된 MRS broth에서 GABA 함량이 $134.52{\mu}g/mL$이었고, MSG 2%와 3%가 첨가된 MRS broth에서GABA 함량이 각각 $212.27{\mu}g/mL$와 $234.63{\mu}g/mL$이었으며, 동정 결과 L. plantarum K74라고 명명되었다. L. plantarum K74의 최적 생장 온도는 $34^{\circ}C$이었으며, pH 4.4에 도달하기까지 18시간이 소요되었다. L. plantarum K74는 또한 답즙산과 산성의 pH에서 모두 우수한 생존력을 나타냈으며, 발암효소인 ${\beta}$-glucuronidase를 생성하지 않고 유당분해효소인 ${\beta}$-galactosidase를 약간 생성하는 것으로 나타났다. 항생제 내성 실험 결과 Kanamycin, Polymyxin B, Streptomycin에 내성을 Novobiocin, Bacitracin, Penicillin-G, Methicillin에감수성을나타냈으며, Escherichia coli와Salmonella typhimurium에 각각 54.9%와 46.3%의 억제 효과를 지니고 있고, Staphyloccous aureus에 대해서는 거의 억제 효과가 없는 것으로 나타났다.

Keywords

• Lactobacillus plantarum;
• physiological characteristics;
• GABA;
• functional product