[논문 리뷰] Screening of antibacterial activity of lactic acid bacteria isolated from fermented vegetables against food borne pathogens

Mahnaz Kazemipoor, Che Wan Jasimah Wan Mohamed Radzi외 2명|arXiv (Cornell University)|2012. 06. 25.

Probiotics and Fermented Foods참고 문헌 36인용 수 26

한 줄 요약

이 연구는 식중독 유발 병원체에 대한 항균 활성을 스크리닝하기 위해 가정에서 발효한 채소에서 분리한 젖산균(LAB)을 대상으로 하였다. 아가르 웰 디퓨전 방법을 사용하여, Lactobacillus animalis(MF6), L. rhamnosus(MF10), L. fermentum(MF13), L. reuteri(MF15)의 네 가지 LAB 균주가 그람 양성균 및 그람 음성균 병원체에 대해 강력한 억제 작용을 보였으며, 특히 E. coli에 대해 가장 넓고 강력한 활성을 보인 MF6가 가장 높은 활성을 보였다(MF6의 ZOI: 18.7–21.3 mm).

ABSTRACT

This study aims to screen the antibacterial activity of lactic acid bacteria (LAB) isolated from home-made fermented vegetables against common food borne pathogens. The antagonistic properties of these isolates against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica and Bacillus cereus were examined using agar well diffusion method. Four LAB namely MF6, MF10, MF13, and MF15 identified as Lactobacillus animalis, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus fermentum and Lactobacillus reuteri, respectively were effective against all selected pathogenic strains. Amongst the four isolates, MF6 exhibited the highest antibacterial activity, against all the indicator pathogens tested except Y. enterocolitic. Its activity was maximum against E.coli with a Zone of Inhibition (ZOI) ranging from 18.7 to 21.3 mm and least for Y. enterocolitica (10 \pm 1.1 mm). Isolate MF13 also showed antimicrobial property against all tested pathogens showing highest activity against Y. enterocolitica (14 \pm 1.7 mm) and least against E.coli (8 \pm 1.4 mm), which was in direct contrast to isolate MF6. Isolate MF15 showed greater activity against E.coli (12 \pm 0.8 mm) and least against S. aureus (8 \pm 1.7 mm). Least antimicrobial property was observed in isolate MF10, with a ZOI in the range of 2.5-7 mm. The degree of antimicrobial property among the isolates was in the order of MF6>MF13>MF15>MF10. Overall, the isolated LAB showed the remarkable inhibitory effect against both Gram positive and Gram negative pathogenic strains. However, the spectrum of inhibition was different for the isolates tested. These results suggest that this potent isolates could be used as a natural biopreservatives in different food products.

연구 동기 및 목표

• 가정에서 제작한 발효 채소에서 젖산균(LAB)을 분리하고 동정하기 위해.
• 이러한 LAB 분리주가 일반적인 식중독 병원체에 대해 항균 활성을 가지는지 평가하기 위해.
• 다양한 LAB 균주와 병원체 대상에 대해 억제 스펙트럼과 강도를 규명하기 위해.
• 식품 시스템에서 자연적인 생물보존제로 사용할 수 있는 잠재적 LAB 후보를 특정하기 위해.
• 그람 양성균 및 그람 음성균 병원체에 대해 다양한 LAB 분리주 간의 항균 효과를 비교하기 위해.

제안 방법

• 선택적 배지법을 사용하여 가정에서 제작한 발효 채소에서 젖산균(LAB)을 분리하기 위해.
• 표준 미생물학적 및 생화학적 방법을 사용하여 LAB 분리주를 종 수준까지 동정하기 위해.
• 아가르 웰 디퓨전 시험을 통해 네 가지 식중독 병원체(Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica, Bacillus cereus)에 대한 항균 활성을 스크리닝하기 위해.
• 세균 배지 상층액을 포함한 웰 주변의 억제 영역(ZOI)을 측정하여 항균 활성을 정량화하기 위해.
• 다양한 분리주와 병원체 간의 ZOI 값을 통계적으로 비교하여 상대적 효과를 평가하기 위해.
• 항균 스펙트럼과 강도에 따라 분리주를 분류하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떤 젖산균이 발효 채소에서 분리되어 일반적인 식중독 병원체에 대해 유의미한 항균 활성을 보였는가?
• RQ2 다른 LAB 분리주 간의 항균 효과가 그람 양성균과 그람 음성균 병원체 간에서 어떻게 다를까?
• RQ3 어느 LAB 분리주가 시험한 병원체에 대해 가장 넓고 강력한 억제 활성을 보였는가?
• RQ4 LAB 분리주의 신원과 그 억제 스펙트럼 간의 관계는 어떠한가?
• RQ5 이러한 LAB 분리주는 식품 제품에서 자연적인 생물보존제로 실현 가능할까?

주요 결과

• MF6(Lactobacillus animalis)는 E. coli에 대해 가장 높은 전체 항균 활성을 보였으며, ZOI가 18.7–21.3 mm로 모든 시험된 분리주와 병원체 중에서 가장 높았다.
• MF6는 Yersinia enterocolitica에 대해 중간 정도의 활성을 보였다(ZOI: 10 ± 1.1 mm), 이는 억제 능력이 균주에 따라 다름을 시사한다.
• MF13(Lactobacillus fermentum)는 Y. enterocolitica에 대해 가장 강력한 활성을 보였다(ZOI: 14 ± 1.7 mm), MF6의 패tern과 대조되어 병원체에 특화된 억제 작용을 나타낸다.
• MF15(Lactobacillus reuteri)는 E. coli에 대해 가장 높은 활성을 보였다(ZOI: 12 ± 0.8 mm), S. aureus에 대해선 가장 낮은 활성을 보였다(ZOI: 8 ± 1.7 mm), 이는 병원체 간에 효과의 차이가 있음을 시사한다.
• MF10(Lactobacillus rhamnosus)는 모든 시험 병원체에서 가장 낮은 항균 활성을 보였다(ZOI: 2.5–7 mm).
• 분리주 간 항균 강도의 총합 순서는 MF6 > MF13 > MF15 > MF10였으며, 이 네 가지 분리주 모두 그람 양성균 및 그람 음성균 병원체에 대해 유의미한 억제 효과를 보였다.