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Leuconostoc의 특성, 낙농기술에 이용 및 기능성 식품으로의 전망(Leuconostoc, characteristics, use in dairy technology and prospects in functional foods)

전문가 제언
□ Leuconostoc 속은 자연 생태계에 널리 분포된 그람양성의 GC함량(37~45%)이 낮은 비운동성 무포자 구균이며 복잡한 생육인자와 아미노산을 요구한다. Leuconostoc은 catalase, arginine hydrolase, leucine aminopeptidase 및 pyrrolidonylarylamidase 음성, vancomycin 내성을 나타낸다. Leuconostoc은 포도당에서 젖산, 에탄올, 초산, CO2를 생산하는 이형젖산 발효형의 조건부 혐기성 젖산균이며 10℃에서도 잘 생육한다. 대부분의 균주는 액체배양하면 쌍구형 또는 단간상을 나타내지만 glucose나 고체배지에 배양한 세포는 신장형 또는 간상형으로 된다. Leuconostoc은 표준화된 생화학적 분류방법이 없기 때문에 전통적인 분류방법으로는 종의 분류가 어렵다.

□ 종래의 Leuconostoc속은 최근 분자생물학적 방법으로 Leuconostoc(Ln.) Oenococcus(O.), Weissella(W.)의 3속으로 재분류 되었으며 Leuconostoc속은 Ln. argentinum, Ln. carnosum, Ln. citreum(Ln.amelibiosum), Ln. fallax, Ln. ficulneum, Ln. fructosum, Ln. gasicomitatum,Ln. gelidum, Ln. inhae, Ln. kimchii, Ln. lactis, Ln. mesenteroides,Ln.pseudomesenteroides의 13균종이 보고되었고, Ln. mesenteroides 종은 Ln. mesenteroides subsp. mesenteroides, subsp. dextranicum, subsp.cremoris의 3아형으로 분류된다. Oenococcus속에는 O. oeni 1균종만 있으며, Weissella속에는 W. candleri, W. confusa, W. halotolerance, W.hellenica, W. minor, W. viridiscens, W. paramesenteoides의 7균종이 보고되었다.

□ Ln. mesenteroides는 식물, 특히 과일과 채소류에서 가장 많이 발견되는 젖산균으로 미호기성 조건에서는 5탄당 경로를 거치는 이형젖산발효가 진행되어 glucose로부터 D-젖산, 초산, 에탄올, CO2가 생산되며 sucrose에서는 dextran과 levan이, fructose에서는 mannitol이, 구연산에서는 diacetyl과 acetoin이 생성된다. 따라서 Leuconostoc은 채소류 발효식품(김치와 sauerkraut)이나 낙농제품(치즈, kefir, 발효유)등 전통발효식품의 starter로 이용할 수 있으며 앞으로 항균성물질(mesentericin, leucosin), 다당류(dextran, levan, alternan), 비타민(menaquinone), 당 알코올류(mannitol)등 유용물질의 대량생산은 물론 동물용 또는 인체용 probiotic으로의 개발이 가능하다.

□ 국내에서는 김치발효에서 가장 중요한 젖산균이 Leuconostoc속이라는 것이 밝혀진 이래 이 속의 균주에 대한 연구가 매우 활발히 수행되었으며 현재도 계속 연구 중이다. 김치관련 연구로는 분리균의 생리생화학적 동정은 물론 RAPD법을 이용한 Leuconostoc속의 유전적 변이도 측정과 PCR을 통한 Ln. mesenteroides와 L.plantarum의 집단분석이 시도 되였고 김치 starter로서의 첨가효과, 김치 부재료가 Leuconostoc의 생육에 미치는 특성 등이 규명되었다. 또한, 우유발효에서 곡류첨가에 따른 Leuconostoc의 생육, 산 생산, 휘발성 향기성분의 분석과 고점도 발효유 제조특성이 연구된 바 있다.

□ Leuconostoc에 의한 물질생산 연구로는 dextran, alternan, isomaltooligosaccharide, isomaltodextrin, mannitol, dextransucrase, bacteriocin, 유기산 및 휘발성 향기성분 생산 등이 있으며 cellobiose의 당전이, G-6-P-dehydrogenase와 dextransucrase의 특성, 내산성 및 adipic acid 내성주의 특성, dextransucrase와 sucrosephosphorylase 유전자 클로닝, dextransucrase 유전자의 E.coli에의 발현 등 생화학적 및 유전적 연구가 있다. 최근에는 김치에서 신규로 분리 동정된 Ln. kimchii, Ln. inhae와 김치발효에서 중요한 젖산균의 하나로 알려진 Ln. citreum에 대한 전체 유전자 서열분석이 완료된 바 있다.

□ Leuconostoc은 일시적 기회감염균이나 제당산업에서 점질 생산균으로 취급되어 문제가 되고 있으나, 원래 이 균주는 식물기원의 젖산균으로 여러 가지 전통 발효식품에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌으며 이미 수백 년간 인류가 식품으로 섭취하고 있기 때문에 GRAS 미생물로 확인되었다. 특히 김치를 주식으로 하는 한국인을 위해서나 앞으로 김치의 세계화를 위해서도 이 Leuconostoc속에 대한 분자계통 분류, 생리, 생화학, 유전 및 안전성에 대한 연구가 국가적인 차원에서 집중적으로 추진되어야 할 것이다.
저자
Denis Hemme,Catherine Foucaud-Scheunemann
자료유형
원문언어
영어
기업산업분류
식품·의약
연도
2004
권(호)
14(2004)
잡지명
Internation Dairy Journal
과학기술
표준분류
식품·의약
페이지
467~494
분석자
민*익
분석물
담당부서 담당자 연락처
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