Bacillus amyloliquefaciens SRCM 100731의 반려 동물용 프로바이오틱스 소재로서의 특성 규명 및 배양 조건 최적화 (Characteristic study and optimization of culture conditions for Bacillus amyloliquefaciens SRCM 100731 as probiotic resource for companion animal)

서지정보

· 발행기관 : 한국미생물학회
· 수록지 정보 : 미생물학회지 / 54권 / 4호 / 384 ~ 397페이지
· 저자명 : 류명선, 양희종, 정수지, 서지원, 하광수, 정성엽, 정도연

초록

본 연구는 전통 발효식품에서 반려동물의 사료 및 보조식품등에 사용될 수 있도록 안전성 확보와 프로바이오틱스 활성 등기능성을 갖춘 Bacillus 속 균주를 선발하고자 하였다. 전국에서 수집한 전통 장류에서 약 300종의 분리주를 확보하였고,Bacillus cereus가 생성하는 구토와 설사 독소 유전자 6종, β형용혈성, 발암 관련 효소 3종 등을 보유하지 않거나 생성하지 않는 4종의 균주를 선별하였다. 4종의 분리주를 대상으로 항생물질 유전자 보유 여부, 세포 표면 소수성, 항생제 감수성과 당 이용성 등을 분석하였고, 최종적으로 항생물질 생성 유전자 3종을 모두 보유하고, 혈전 용해 및 세포 표면 소수성이 가장 우수한 SRCM 100731을 선정하였다. 최종 선별된 SRCM 100731의16S rRNA 염기서열 분석 결과 Bacillus amyloliquefaciens로동정 되었으며, 펫 사료 및 식품 등 산업적 적용을 위하여 균체성장 최적화를 수행하였다. SRCM 100731의 배지 성분 선별을 위하여 Plackett-Burman design (PBD)을 사용하였으며, 최적 성장을 위한 배지 성분으로는 molasses와 sodium chloride,potassium chloride가 예측되었다. PBD를 통해 선정된 배지 성분의 농도를 최적화하기 위하여 central composite design (CCD) 을 사용하였으며, 실험 결과 7.0% molasses, 1.1% sodium chloride,0.5% potassium chloride로 예측되었다. 이때 최대 균체량은12.6625 g/L로 예측되었으며, 최종적으로 실험 모델의 예측값과 실 측정값이 12.6625 ± 0.0658 g/L로 오차 범위내의 결과를나타내어 실험 모델의 신뢰성을 검증할 수 있었다. 이는 실험모델에 의해 예측된 최적 배지 사용 시 최적화 이전 배지에서의균체량(1.8273 ± 0.0214 g/L) 대비 약 7배로 균체량이 증가함을확인할 수 있었다. 향후 B. amyloliquefaciens SRCM 100731의 제품 개발 등 후속 연구의 진행이 필요하나 본 연구를 통해산업 적용이 가능한 프로바이오틱스 소재의 발굴 및 산업화배양 조건이 확립 되었으므로 앞으로 성장하고 있는 반려동물산업에 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

영어초록

The aim of this study is to screen the strains of Bacillus spp.
possessing safety, probiotic activity, and so on, which can beutilized as probiotic resource for using the feed and supplementfood of companion animal. About 300 isolates were isolatedfrom traditional Korean sauces, four isolates that did not haveor produce the six kinds of B. cereus type vomiting and diarrheatoxin genes, β-hemolytic, and three kinds of carcinogenicenzymes were selected. Antibiotic gene retention, cell surfacehydrophobicity, antibiotic sensitivity, and glucose utilizationwere analyzed for four isolates, and finally SRCM 100731 wasselected. SRCM 100731 was named as Bacillus amyloliquefaciensSRCM 100731 16S rRNA sequencing analysis, and carried outoptimization of cell growth for industrial applications such aspet food and feed. The effects of 14 different components oncell growth were investigated and three significant positivefactors, molasses, sodium chloride, and potassium chloridewere selected as the main factors based on a Plackett-Burmandesign. In order to find out optimal concentration on each constituent,we carried out central composite design. The predictedoptimized concentrations were 7% molasses, 1.1% sodiumchloride, 0.5% potassium chloride. Finally, an overall about7-fold increase in dry cell weight yield (12.6625 ± 0.0658 g/L)was achieved using the optimized medium compared with thenon-optimized medium (1.8273 ± 0.0214 g/L). This research isexpected to be highly utilized in the growing pet industry byestablishing optimal cultivation conditions for industrial applicationas well as screening Bacillus amyloliquefaciens SRCM100731 as probiotic resource for companion animal.

참고자료

· 없음