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Copyright © 2016 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815
서 론
전통수산발효식품인액젓은어류또는패류에고농도의염 을가하여원료에존재하는미생물과효소작용으로발효되기 때문에원료특유의맛과풍미가있으나비위생적인환경에노 출되어유해미생물이증식하면제품에부정적인영향을미친 다
.
발효식품에서가장대표적인화학적위해요인인biogenic
amines
은단백질을 함유한식품이부패하거나 발효과정에서유리아미노산이미생물의 탈탄산효소작용에 의해생성되는 질소화합물로 화학적 구조에 따라 지방족화합물
(putrescine, cadaverine, agmatine, spermine, spermidine),
방향족화합물(tyramine, 2-phenylethylamine, noradrenaline, dopamine)
그 리고헤테로고리 화합물(histamine, tryptamine, serotonin)
로 나뉜다(Shalaby, 1996; Gardini et al., 2016).
신선한어류일경우에는
biogenic amines
은매우낮은수준으로존재하기때문 에그것이증가하면미생물의오염을의심할수있으므로이를 어류의신선도또는부패정도를측정하는척도로사용될수있 다(Fernandes-Salfuero and Mackie, 1987). Biogenic amines
은체내에서직·
간접적으로중추신경전달물질로작용하고혈 압조절및혈류등의심혈관에도영향을미치며,
다량섭취하였 을경우신진대사에이상이생기고,
호흡곤란,
홍조와두통,
메 스꺼움,
오한,
설사,
비정상적인경련등을유발한다(Kim et al., 2012; Biji et al., 2016).
일반적으로고등어,
꽁치,
참치및정어 리등의적색육어류는백색육어류에비해histamine
생성량 이많으며histamine
이포함된식품을다량섭취하게되면오 심,
호흡곤란,
발열,
홍조,
발한,
심계항진,
두통,
구강작열통,
설 사,
경련,
홍반,
혈압상승및강하,
두드러기등이발생할수있으 며, scombrotoxin
을유발한다(Fritz and Baldwin, 2003). Tyra-
시판 까나리(Ammodytes personatus) 액젓에서 분리한 tryptamine 생성균의 특성
엄인선·김태옥·김희대
1·박권삼*
군산대학교 식품생명공학과, 1충북도립대학 바이오생명의약과
Characterization of Tryptamine-Producing Bacteria Isolated from Commercial Salted and Fermented Sand Lance
Ammodytes personatus Sauces
In-Seon Um, Tae-Ok Kim, Hee-Dai Kim
1
and Kwon-Sam Park*Department of Food Science and Biotechnology, Kunsan National University, Gunsan 54150, Korea
1
Department of Biotechnology and Biomedicine, Chungbuk Provincial College, Cheongju 28160, Korea
We isolated seven tryptamine-producing bacteria from commercial salted and fermented sand lance ( Ammodytes personatus ) sauces using an L-tryptophan decarboxylating medium. These tryptamine-producing bacteria, identified using an API kit and 16S rRNA analysis, included Lysinibacillus xylanilyticus (one strain), Lysinibacillus fusifor- mis (four strains), and Staphylococcus epidermidis (two strains). Lysinibacillus spp. produced the highest levels of tryptamine in culture broth containing 0.5% L-tryptophan, compared with 1.0% and 2.0% preparations. After 72 h of incubation, Staphylococcus epidermidis produced the highest levels of tryptamine (60.50 μg/mL and 664.86 μg/
mL) in culture broth containing 2.0% L-tryptophan. While Lysinibacillus spp. comprised the dominant tryptamine- producing bacteria in sand lance sauces, Staphylococcus epidermidis also showed high tryptamine-producing activ- ity. This is the first report on the isolation and identification of tryptamine-producing bacteria in sand lance sauces.
Key words: Ammodytes personatus, Fish sauces, Biogenic amines, Tryptamine producing bacteria
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial Licens (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
http://dx.doi.org/10.5657/KFAS.2016.0792 Korean J Fish Aquat Sci 49(6) 792-799, December 2016
Received 24 October 2016; Revised 19 November 2016; Accepted 30 November 2016
*Corresponding author: Tel: +82. 63. 469. 1822 Fax: +82. 63. 469. 7448
E-mail address: [email protected]
mine
은체내에서monoamine oxidase
에의해무독화되지만우 울증치료제인MAOI (monoamine oxidase inhibitor)
와같이 복용할경우에는효소활성이저해되어‘cheese reaction’
과같 은고혈압증상과편두통을유발하기도한다(Blackwell, 1963;
Joostern, 1988).
한국인에게biogenic amines
의섭취는대부분 김치,
장류및젓갈등의발효식품으로기인되기때문에MAOI
를복용하는사람은가급적biogenic amines
함량이높은발효 식품섭취를자제할것을권고하고있다(Cho et al., 2006).
미국 은수산물에대해histamine
은50 mg/kg
을넘지않도록규정하 고있으며(USFDA, 2011),
유럽연합은신선어류에대해hista- mine
은200 mg/kg
이하및훈제어류제품은400 mg/kg
이하로 규정하고있으며(Yang et al., 2014),
캐나다는멸치와발효소 스에대해최대200 mg/kg,
그외의어류및어류가공품에대해 서는최대100 mg/kg
으로규정하고있다(Canadian Standards for Various Chemical Contaminants in Food, 2012).
우리나라 는냉동어류,
염장어류,
통조림,
건조/
절단등단순처리한식품 의경우에는histamine
함량을200 mg/kg
이하로설정되어있 으나(KMFDS, 2016),
액젓의경우biogenic amines
에대한기 준또는규격은설정되어있지않아수산식품위생및국민건강 을위해biogenic amines
관리의필요성이꾸준히제기되고있 다.
액젓에존재하는biogenic amines
중tryptamine
함량에대 한과거연구로는시판멸치액젓10
종제품의tryptamine
함량 은평균70.41-482.86 mg/kg
으로측정되었다는결과(Kim et al., 2011)
및8
종멸치액젓, 8
종까나리액젓과5
종새우액젓의tryptamine
함량은60.1-296.8, 62.0-187.2
및5.3-10.6 mg/kg
으로측정되었다는결과도있다(Cho et al., 2006).
현재액젓이 외의다른발효식품의경우biogenic amines
생성균에관한연 구는다수보고되어있으나전통수산발효식품인까나리액젓 에서biogenic amines
생성균에관한연구보고는거의없는실 정이다.
따라서본논문은국내시판까나리액젓에서biogenic amines
의한종류인tryptamine
생성균을분리,
동정및특성을검토하여
tryptamine
저감화를위한기초자료로제공하고자한다
.
재료 및 방법
재료 및 시약
실험에사용한까나리액젓은대형마트및도매시장에서시판 되고있는제품으로
B
사(
경기인천), C
사(
경기안성), D
사(
충 남천안), G
사(
전북부안), H
사(
충남논산), K
사(
충남홍성), N
사(
충남논산)
의7
개제품을구입하여실온에보관하면서분석 에사용하였다. Tryptamine (98%), 1,7-diaminoheptane (I.S.)
및dansyl chloride
는Sigma-Aldrich (Switzerland)
제품을, acetonitrile
은HPLC
급을사용하였으며, ether
등은특급시약 을사용하였다.
또한유전자증폭은Takara (Otsu, Japan)
사의Ex Taq polymerase
제품,
항균제디스크는Becton Dickinson
(BBL Sensi-Disk, Sparks, MD, USA)
사의제품및각종항균 제는Sigma (St. Louis, MO, USA)
사의제품을사용하였다. Tryptamine 생성균의 분리
Tryptamine
생성균의분리는Zaman et al. (2011)
의방법을 약간변형하였는데까나리액젓1 mL
를탈탄산배지[tryptone (0.5%), yeast extract (0.5%), sodium chloride (3%), glucose (0.1%), tween 80 (0.05%), MgSO
4·7H
2O (0.02%), CaCO
3(0.01%), MnSO
4·4H
2O (0.005%), FeSO
4·7H
2O (0.004%), bromocresol purple (0.006%), L-tryptophan (2%) and agar (2%)]
에 접종하여35℃
에서48
시간배양한 후 보라색환을 띄는집락은Luria-Bertani (tryptone 1%, yeast-extract 0.5%, NaCl 3%) broth
에접종하고35℃
에서하룻밤진탕배양후멸 균된글리세린을최종농도15%
가되도록첨가하여Cryovial storage box (Simport, Canada)
에넣어-80℃
에보관하면서실 험에사용하였다.
분리 균주의 동정
균주는형태학적
,
생화학적및16S rRNA
염기서열결정등의 결과를종합하여동정하였다.
균주를그람염색하여광학현미 경(Olympus CX31, Philippines)
으로형태를관찰하였으며,
생 화학적특징은API Staph kit
및API 50 CHB kit (BioMerieux,
France)
를사용하여분석하였다.
또한16S rRNA
염기서열분 석을위한genomic DNA
추출은Genomic DNA extraction kit
(Qiagen, USA)
를사용하여정제하였으며, 16S rRNA
증폭용primer (Dunbar et al., 2000)
는27F primer (5'-AGAGTTT-
GATCCTGGCTCAG-3')
와1492R primer (5'-TACCTTGT-
TACGACTT-3')
를사용하였다. PCR
반응액은0.5 µL (2.5 U)
Taq polymerase, 5.0 µL Taq polymerase buffer (10×), 4.0 µL
2.5 mM dNTP, 35.5 µL
증류수에20 pmol
의각primer 2.0
µL
와1.0 µL
의주형DNA
를첨가하여총량이50 µL
가되도 록 준비하였다. DNA
증폭을위한PCR
반응조건은95℃
에 서3
분간1
회열변성후95℃ 30
초, 55℃ 30
초, 72℃ 2
분을한 단위로하여이를30
회반복하여DNA
를증폭하였으며유전 자증폭에는GeneAmp PCR system 9700 (Applied Biosys-
tems, USA)
를사용하였다. PCR
증폭산물은1.5% agarose gel
(Sigma, USA)
에서전기영동후ethidium bromide
로염색하여 목적DNA
의증폭여부를확인하였으며목적DNA
는QIAEX
II Gel Extraction kit (Qiagen, USA)
로정제하여pT7Blue T
Vector (Novagen, USA)
에TA cloning
한다음Escherichia coli
DH5α
에형질전환하였으며plasmid DNA
는QIAprep Spin
Miniprep kit (Qiagen, USA)
로정제하여염기서열을결정하였 다. DNA
염기서열결정은ABI310 sequencers (Applied Bio-
systems, Foster City, CA, USA),
유전자서열분석은DNASIS
MAX v3.0 program (Hitachi Software, Tokyo, Japan)
및유전 자의상동성은NCBI (http://www.ncbi.nim.ni h.gov/BLAST)
를통하여검색하였다.
항균제 내성 검사
각종항균제에대한감수성은
Acar and Goldstein (1991)
의 디스크확산법과미국NCCLS (National Committee for Clini- cal Laboratory Standards, 2002)
에준하여시험하였다.
식염3%
첨가된LB broth
에시험균주를접종하여35℃
에서하룻밤 배양한후멸균생리식염수로2
회세정하고농도를McFarland No. 0.5
로조정하여두께0.4 mm
의Muller Hinton agar (Mer- ck, Germany)
평판에균을도말하였다.
여기에검사항균제디 스크를고착하여35℃
에서16-18
시간배양한후각항균제에 의해형성된생육저지환의크기를측정하고표준지표에따라 감수성여부를 평가하였다.
시험 항균제 디스크는amikacin (AK; 30 µg), amoxicillin (AML; 10 µg), ampicillin (AMP; 10 µg), bacitracin (B, 10 unit), cefepime (FEP; 30 µg), cefotax- ime (CTX; 30 µg), cefotetan (CTT; 30 µg), cefoxitin (FOX;
30 µg), cefuroxime (CXM; 30 µg), ceftriaxone (CRO; 30 µg), cephalothin (KF; 30 µg), cephazolin (KZ; 30 µg), chloram- phenicol (C; 30 µg), ciprofloxacin (CIP; 5 µg), clindamycin (CC; 2 µg), erythromycin (E; 15 µg), gentamicin (GN; 10 µg), imipenem (IPM; 10 µg), kanamycin (K; 30 µg), nalidixic acid (NA; 30 µg), nitrofurantoin (F; 100 µg), norfloxacin (NOR;
10 µg), oxacillin (OX; 1 µg), penicillin (P; 10 µg), pipemidic acid (PIP; 20 µg), rifampin (RD; 5 µg), streptomycin (S; 10 µg), sulfamethoxazole/trimethoprim (SXT; 23.75/1.25 µg), tetracycline (TE; 30 µg), ticarcillin (TIC; 75 µg), trimethoprim (W; 5 µg), vancomycin (VA; 30 µg)
등32
종을사용하여검토 하였다.
항균제 최소발육억제농도(Minimum Inhibitory Con- centration, MIC)의 측정
내성을 나타내는 항균제에 대한 최소발육억제농도는 미국
NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Stan- dards, 2002)
에기초하여변법으로측정하였다.
멸균된Muller- Hinton broth (Merck, Germany)
에2,048 µg/mL
에서1 µg/mL
까지절반씩농도를달리한검사항생제를첨가한후멸균된소 형시험관에배지를2 mL
씩분주하고여기에식염이3%
첨가 된LB broth
에서하룻밤전배양한균액2 μL
를접종하여35℃
에서
16
시간정치배양후균증식여부는육안으로확인하여최 소발육억제농도를측정하였다.
효소활성 측정
Tryptamine
을생성하는균주가생산하는효소및효소활성은API ZYM kit (BioMerieux, France)
를사용하여측정하였다.
시험균주는LB agar (NaCl 3%)
에서하룻밤배양한후균체를 회수하여PBS (phosphate buffered saline, 137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10 mM Na
2HPO
4·2H
2O, 2.0 mM KH
2PO
4, pH 7.4)
로현탁하여Mcfarland
탁도5-6
으로조정하였다.
조정된균은API ZYM kit
의각cupule
에65 µL
를접종하고37℃
에서4
시 간배양하여색깔변화로효소활성을측정하였다.
Tryptamine 생성량의 측정
Tryptamine
생성량은Mah et al. (2003)
방법을변형하여측 정하였다.
배지[LB broth (NaCl 3%)
에tryptophan
를0.5%, 1.0%
및2.0%
을첨가하고pH
를5.8
로맞춘후pyridoxal-HCl 0.0005%
첨가] 5 mL
에하룻밤배양한시험균주배양액50 μL
을접종하여35℃
에서진탕하면서배양24, 48
및72
시간 후의상층액을0.45 μm syringe filter
로여과하여배지에생성 된tryptamine
량은HPLC
로측정하였다. Tryptamine
표준물 질은0.1N HCl
에녹여최종농도를500 μg/mL
로조정하였으 며,
내부표준물질(1,7-diaminoheptane)
은0.1N HCl
에녹여최 종농도를100 μg/mL
로조정하여표준용액으로사용하였다.
Tryptamine
생성능측정은식품공전에수록된수산물에대한규격
(KMFDS, 2016)
에준하여실시하였다.
표준용액및시험용액
(
배양액) 1 mL
를시험관에취하고여기에내부표준용액
0.1 mL,
포화탄산나트륨용액0.5 mL
와1% dancyl chloride
용액0.8 mL
를가하여충분히혼합한후마개를하여45℃
에 서1
시간유도체화하였다.
여기에10% proline
용액0.5 mL
및ether 5 mL
를가하여10
분간진탕하고상층액을취하여질소 가스로농축한뒤acetonitrile 1 mL
를가하여녹이고0.2 μm syringe filter
로여과하여HPLC system (YL 9100, YoungLin Instrument Co., Ltd., Korea)
으로분석하였으며,
분석조건은Table 1
과같다.
결과 및 고찰
시판 까나리액젓에서 tryptamine 생성균의 분리 Biogenic amines
저감화를위한방안을강구하기위하여시 Table 1. Instrument condition for HPLC analysis of tryptamineParameter Conditions
Detector UV
Column Carbamate Column C18
(4.6×250 nm×5 μm)
Column temp 40℃
Flow rate 1 mL/min
Run time 35 min
Wavelength 254 nm
Gradient elution (min) ACN1 (%) H2O (%)
0 55 45
15 65 35
25 80 20
35 90 10
1ACN, acetonitrile.
판까나리액젓에서
tryptamine
생성균의 분리를시도하였다. Tryptamine
생성균은 분리 배지에전구체인L-tryptophan
이 존재하면amino acid decarboxylase
의작용에의해L-trypto- phan
이tryptamine
으로전환되며이때배지의pH
가알칼리성으로바뀌어분리배지에존재하는지시약에의해
colony
주변에는보라색또는자주색환이형성된다
. 7
종의시판까나리액 젓각1 mL
를분리배지에접종하여배양한결과,
배지에형성 된전체균수는5.0×10
0CFU/mL
에서1.0×10
2CFU/mL
사이로대체로적었으며그중
colony
주위에보라색환을형성하여
tryptamine
생성균주로추정되는7
균주는순수분리하여-80℃ deep freezer
에보관하면서실험에사용하였다. 분리 균주의 동정
Tryptamine
생성균주로추정되는7
균주는형태학적,
생화학 적및유전학적방법을사용하여동정하였다.
그람염색결과, 5
균주는형태학적으로그람양성간균이며나머지2
균주는그 람양성구균으로확인되었다.
그람양성간균은API 50 CHB kit
로생화학적특성을검토한결과, 5
균주모두Bacillus non- reactive (65.7-87.5%
의상동성)
로동정되었다.
또한그람양성 구균의2
균주를API Staph kit
로생화학적특성을분석한결 과, 2
균주는Staphylococcus epidermidis
와84.9%
및97.9%
의상동성을보였다
(Table 2).
분리균주의16S rRNA
유전자 의염기서열을결정하기위하여Dunbar et al. (2000)
이제안 한universal primer set (27F
및1492R)
을사용하여PCR assay
를한결과,
모든균주에서약1,500 bp
전후의증폭산물을얻 을수있었다(
자료미제시). 16S rRNA
유전자염기서열결과 를NCBI
의BLAST
를통하여상동성을 검색한결과,
그람양 성간균5
균주중4
균주는Lysinibacillus fusiformis strain L84 (98.14-99.21%
의 상동성)
및1
균주는Lysinibacillus xylani- lyticus strain B85 (97.32%
의상동성)
로동정되었다.
또한생 화학적분석에서Staphylococcus epidermidis
와상동성을나타 낸2
균주의16S rRNA
유전자염기서열결과는Staphylococ- cus epidermidis strain L29
와99.27
및99.34%
의상동성을보였다
(Table 2).
결과적으로 시판 까나리액젓에서tryptamine
을생성하는우점종은Lysinibacillus spp.
및Staphylococcus spp.
로확인되었다.
본연구에서분리한L. fusiformis
및L. sp-
hearicus
균주의병원성에관한연구결과는전혀검색되지않으며
, S. epidermidis
는사람피부의상재균으로정상숙주에서 는병원성이낮지만면역력이약화되면심내막염,
각막염및여 드름을유발하는기회병원균으로알려져있다(Otto, 2012).
최 근Moon et al. (2013)
은멸치및까나리액젓에서히스타민생 성균으로Bacillus licheniformis A7
및B. coagulans SL5
를분 리하였다는 보고가있으며,
멸치젓에서분리한Paenibacillus tyraminigenes
는tyramine
생성능이우수한것으로보고(Mah et al., 2008)
되어있으나까나리액젓에서tryptamine
생성균의 분리및동정에관한연구는아직없는실정이다.
항균제 내성 및 최소발육억제농도(Minimum Inhibi- tory Concentration, MIC)의 검토
까나리액젓에서
tryptamine
생성균주로분리한7
균주를대상 으로32
종의항균제에대한내성및감수성을디스크확산법으 로검토한결과, 32
종의항균제중nalidixic acid
및bacitracin
을제외한나머지30
종의항균제에는7
균주모두감수성을보 였다(
자료미제시). 3
번균주는nalidixic acid
에내성을나타내 며MIC
는128 μg/mL
로측정되었다. Bacitracin
에내성을나 타내는균주는1
번, 2
번및4
번균주였으며MIC
는3
균주모두512 μg/mL
이였다. Tryptamine
을생성하는7
균주모두대부분 의항균제에감수성을나타내는이유는본연구대상식품의원 료인까나리가항균제에노출될기회가전혀없었거나적었기 때문인것으로판단된다.
Tryptamine 생성 균주의 효소활성검토
Biogenic amines
은단백질을함유한식품에서 세균의탈탄 산효소작용에의해생성되기때문에탈탄산효소를포함한효 소활성의검토는분리균주의효소학적특성을파악하는데중 요하며,
또한본연구에서분리한종(Species)
에대한효소활 Table 2. Identification of tryptamine producing bacteriaCharacters Strain No.
1 2 3 4 5 S1 S2
Gram stain + + + + + + +
Morphology rod rod rod rod rod cocci cocci
API test API 50CHB API STAPH
BNR1 BNR BNR BNR BNR S. epidermidis S. epidermidis
Identity (%) 65.7 65.7 65.7 87.5 65.7 84.9 97.9
16S rRNA Ly. xylanilyti-
cus2 Ly. fusiformis3 Ly. fusiformis Ly. fusiformis Ly. fusiformis S. epidermi-
dis4 S. epidermidis
Identity (%) 97.32 99.08 98.26 99.21 98.14 99.27 99.34
1BNR, Bacillus non-reactive; 2Ly. xylanilyticus, Lysinibacillus xylanilyticus; 3Ly. fusiformis, Lysinibacillus fusiformis; 4S. epidermidis, Staphylococcus epidermidis.
성의연구결과가없다는점도검토의필요성으로대두되었다
.
따라서tryptamine
을생산하는7
균주에대한효소활성은API ZYM Kit
를사용하여검토하였다(Table 3). 20
종류의모든효 소활성이확인되지않은균주는3
번균주이며,
나머지6
균주도1-3
종류의일부효소에서만활성을나타내어전체적으로활성 을나타내는효소는적었다. Lysinibacillus fusiformis (2
번, 4
번 및5
번균주)
는esterase (C4)
및esterase lipase (C8)
에5 nmol
정도의활성을보였고, Lysinibacillus xylanilyticus (1
번균주)
는esterase (C4), esterase lipase (C8)
및α-chymotrypsin
의효 소활성은5 nmol
정도로확인되었다.
또한Staphylococcus epidermidis (S1
및S2
균주)
는acid phosphatase
에서20 nmol
정도의효소활성을나타낼뿐다른종류의효소활성은확인되 지않았다(Table 3).
결과적으로효소활성을나타내는6
균주 의효소활성결과를보고되어있는유산균Pediococcus pen- tosaceus SH-10 (Shin et al., 2012)
및Lactobacillus salivarius CPM-7 (Lim et al., 2007)
와비교해보면활성을나타내는효소 종류가적고효소활성도두유산균에비해현저하게낮은것으 로파악되었는데,
이는비교대상의균주와는속(Genus)
이다 르기때문인것으로판단된다.
조건에 따른 분리 균주의 tryptamine 생성량 측정 Tryptamine
표준물질의농도에따른검량선은R
2값이0.9987
로거의직선이며, retention time (RT)
은17.43
분에분리된단 일피크를확인하였다(Fig. 1A
및1B). Tryptamine
생성7
균주 를전구체인L-tryptophan
이0.5%, 1.0%
및2.0%
첨가된LB broth (NaCl 3%) 5 mL
에접종하여24, 48
및72
시간배양후 배지에생성된tryptamine
량은HPLC
로측정하였다(Table 4).
Table 4
에나타낸바와같이1
번에서5
번균주까지5
균주는배 지에L-tryptophan
을0.5%
첨가한배지에서tryptamine
의생성 량이가장높았으며L-tryptophan
첨가량이많아질수록trypt-
amine
의생성량은감소하는경향을보였다.
이결과는배지에전구체인
L-tryptophan
을함량이높아질수록균증식을저해하 거나또는탈탄산효소의작용을억제하기때문인것으로판단 되어균증식을흡광도로측정한결과,
균증식은L-tryptophan
을
0.5%
첨가한배지조건에서가장빠른것으로확인되었다(
결과미제시
).
배양시간에따른tryptamine
의생성량은균주에 따라달랐는데24
시간배양에서생성량이가장많은균주는2
균주(1
번및5
번균주), 48
시간배양시가장생성량이많은균주1
균주(4
번균주)
및72
시간배양시가장생성량이많은2
균주(2
Table 3. Enzymatic activities of tryptamine producing bacteria by API ZYM analysisEnzyme Strain No.
1 2 3 4 5 S1 S2
Control 01 0 0 0 0 0 0
Alkaline phosphate 0 0 0 0 0 0 0
Esterase (C4) 1 1 0 1 1 0 0
Esterase Lipase (C8) 1 1 0 1 1 0 0
Lipase (C14) 0 0 0 0 0 0 0
Leucine arylamidase 0 0 0 0 0 0 0
Valine arylamidase 0 0 0 0 0 0 0
Crystine arylamidase 0 0 0 0 0 0 0
Trypsin 0 0 0 0 0 0 0
α-chymotrypsin 1 0 0 0 0 0 0
Acid phosphatase 0 0 0 0 0 3 3
Naphtol-AS-BI-phosphohydrolase 0 0 0 0 0 0 0
α-galactosidase 0 0 0 0 0 0 0
β-glucuronidase 0 0 0 0 0 0 0
β-glucosidase 0 0 0 0 0 0 0
α-glucosidase 0 0 0 0 0 0 0
β-glucosidase 0 0 0 0 0 0 0
N-acetyl-β-glucosaminidase 0 0 0 0 0 0 0
α-mannosidase 0 0 0 0 0 0 0
α-fucosidase 0 0 0 0 0 0 0
10, 0 nmol; 1, 5 nmol; 2, 10 nmol, 3, 20 nmol.
번및
3
균주)
로확인되었다.
또한Staphylococcus epidermidis strain L29
와상동성이높은S1
및S2
번균주는배지에전구체 의농도가높아질수록또한배양시간이길어질수록tryptamine
생성량은증가하는것으로확인되었다(Table 4).
균증식을흡 광도로측정한결과,
전구체의농도와관계없이배양24
시간후 에흡광도값은가장높았으며시간경과에따라흡광도값은 서서히감소하는경향을보였다(
결과미제시).
두균주의trypt- amine
생성량에는차이가매우심하여배양72
시간후에는최 대11
배이상의차이가있었는데이이유를정확하게설명할수 없기때문에추후수행해야할연구과제의하나라고판단된다.
또한배지에전구체의양을달리하여biogenic amines
생성량 을비교검토한기존의연구결과가없어정확히설명할수는없 지만배지에첨가한전구체의농도에의해biogenic amines
생 성에영향을미치는근본적인원인에관한연구도필요하다고 판단된다. Lysinibacillus spp.
는주로lysine
과ornithine decar-
boxylase
을생성한다는연구가다수발표되어있으나(Lee et al., 2010; Coorevits et al., 2012; Duan et al., 2013), tryptophan decarboxylase
에관련한논문은없기에앞으로많은연구가필 요하다고판단된다.
그런점에서본연구는다른발효식품에비 해연구가미진한우리나라전통수산발효식품인까나리액젓 에서tryptamine
생성균주의분리,
동정및특성을검토함으로 써biogenic amines
의모니터링및저감화를위한기초자료를 제공한다는점에서본연구의의의가있다고판단된다.
사 사
이 논문은
2016
년도 호남씨그랜트센타 연구개발사업(
국내시판용까나리액젓의바이오제닉아민정량및생성균의분리 와동정
)
과제지원으로수행된연구임.
Fig. 1. Calibration curve for concentrated of tryptamine (A) and HPLC chromatograms of tryptamine (B).
17.43 3,000
2,000
1,000
0
0 10 20 30 40
Voltage (mV)
Time (min)
y = 0.078x - 0.0361R² = 0.9987
0
0 20 40 60 80 100 120
1 2 5 4 6 7
3
Concentration (mg/L)
(A) (B)
Area
Table 4. Production of tryptamine of tryptamine producing bacteria in LB broth by incubation time and concentration of L-tryptophan
Strain No.
Incubation time
24 h 48 h 72 h
L-tryptophan concentration
0.5% 1% 2% 0.5% 1% 2% 0.5% 1% 2%
1 75.67 12.84 4.76 66.40 32.87 17.94 52.69 30.79 22.73
2 6.76 5.26 4.09 12.20 6.52 3.50 17.17 16.94 10.36
3 0.24 0.18 0.15 3.24 2.66 1.57 4.50 2.41 1.86
4 16.74 4.58 3.72 31.36 10.47 3.92 26.32 13.06 0.41
5 97.67 24.81 17.51 91.24 47.18 41.17 66.62 59.63 47.57
S1 66.85 79.42 148.01 136.58 151.09 361.44 171.98 293.20 664.86
S2 9.25 11.37 18.99 19.59 27.53 38.84 10.07 33.43 60.50
References
Acar JF and Goldstein FW. 1991. Disk susceptibility test. In:
Antibiotics in Laboratory Medicine, Lorian V, ed. Williams
& Wilkins, Baltimore, U.S.A., 17-52.
Biji KB, Ravishankar CN, Venkateswarlu R, Mohan CO and Gopal TK. 2016. Biogenic amines in seafood: a review. J Food Sci Technol 53, 2210-2218. http://dx.doi.org/10.1007/
s13197-016-2224-x.
Blackwell B. 1963. Hypertensive crisis due to monoamine- oxidase inhibitors. Lancet 2, 849-850. http://dx.doi.
org/10.1016/S0140-6736(63)92743-0.
Canadian standards for various chemical contaminants in food.
2012. Health Canada. Canada.
Cho TY, Han GH, Bahn KN, Son YW, Jang MR, Lee CH, Kim SH, Kim DB and Kim SB. 2006. Evaluation of biogenic amines in Korean commercial fermented foods. Korean J Food Sci Technol 38, 730-737.
Coorevits A, Dinsdale AE, Heyrman J, Schumann P, Van Land- schoot A, Logan NA and De Vos P. 2012. Lysinibacillus
macroides sp. nov., nom. rev. Int J Syst Evol Microbiol 62,
1121-1127. http://dx.doi.org/10.1099/ijs.0.027995-0.Duan YQ, He ST, Li QQ, Wang MF, Wang WY, Zhe W, Cao YH, Mo MH, Zhai YL and Li WJ. 2013. Lysinibacillus
tabacifolii sp. nov., a novel endophytic bacterium isolated
from Nicotiana tabacum leaves. J Microbiol 51, 289-294.http://dx.doi.org/10.1007/s12275-013-2338-z.
Dunbar J, Ticknor LO and Kuske CR. 2000. Assessment of microbial diversity in four southwestern Unites States soils by 16S rRNA gene terminal restriction fragment analysis.
Apple Environ Microbiol 66, 2943-2950.
Fernandes-Salfuero J and Mackie IM. 1987. Preliminary survey of the contents histamine and other higher amines in some samples of Spanish canned fish. Int J Food Sci Technol 22, 409-412. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2621.1987.
tb00504.x.
Fritz SB and Baldwin JL. 2003. In: Food allergy: Adverse Reac- tions to Foods and Food Additives. Pharmacologic food re- actions. 395-407. 3rd ed. Metcalfe DD, Sampson Ha, Simon RA(eds). Blackwell Publishing, Malden Massachusetts, Gardini F, Özogul Y, Suzzi G, Tabanelli G and Özogul F. 2016. USA.
Technological factors affecting biogenic amine content in foods: a review. Front Microbiol 7, 1218. http://dx.doi.
org/10.3389/fmicb.2016.01218.
Joostern HMLJ. 1988. The biogenic amine contents of dutch cheese and their toxicological significance. Neth Milk Dairy J 42, 25-42.
Kim B, Byun BY and Mah JH. 2012. Biogenic amine forma- tion and bacterial contribution in Natto products. Food Chem 135, 2005-2011. http://dx.doi.org/10.1016/j.food- chem.2012.06.091.
Kim BK, Kim YH, Lee HH, Cho YJ, Kim DS, Oh SM and Shim KB. 2011. Comparison of the chemical compositions and biogenic amine contents of salt-fermented fish sauces pro- duced in Korea to evaluate the quality characteristics. J Fish Mar Sci Edu 23, 607-614.
KMFDS (Korea Ministry of Food and Drug Safety). 2016.
Korean Food Code. KMFDS, Cheongju, Korea. Retrieved from http://www.foodsafetykorea.go.kr/portal/safefoodlife/
food/foodRvlv/food Rvlv.do. on 11 August.
Lee CS, Jung YT, Park S, Oh TK and Yoon JH. 2010. Lysiniba
cillus xylanilyticus sp. nov., a xylan- degrading bacterium
isolated from forest humus. Int J Syst Evol Microbiol 60, 281-286. http://dx.doi.org/10.1099/ijs.0.013367-0.Lim SJ, Jang SS and Kang DK. 2007. Probiotic properties of
Lactobacillus salivarius CPM-7 isolated from chicken fe-
ces. Kor J Microbiol Biotechnol 35, 98-103.Mah JH, Ahn JB, Park JH, Sung HC and Hwang HJ. 2003.
Characterization of biogenic amine producing microorgan- isms isolated from Myeolchi-Jeot, Korean salted and fer- mented anchovy. J Microbiol Biotechnol 13, 692-699.
Mah JH, Chang YH and Hwang HJ. 2008. Paenibacillus tyra
minigenes sp. nov. isolated from Myeolchi-jeotgal, a tra-
ditional Korean salted and fermented anchovy. Int J Food Microbiol 127, 209-214. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijfood- micro.2008.07.002.Moon JS, Kim SY, Cho KJ, Yang SJ, Yoon GM, Eom HJ and Han NS. 2013. Isolation and characterization of histamine- producing bacteria from fermented fish products. J Micro- biol 51, 881-885. http://dx.doi.org/10.1007/s12275-013- 3333-0.
NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Stan- dards). 2002. Performance standards for antimicrobial sus- ceptibility testing. Twelfth informational supplement M100- S12. Wayne, Pennsylvania, U.S.A., 19087-19098.
Otto M. 2012. Molecular basis of Staphylococcus epidermidis infections. Semin Immunopathol 34, 201-214. http://dx.doi.
org/10.1007/s00281-011-0296-2.
Shalaby AR. 1996. Significance of biogenic amines to food safety and human health. Food Res Int 29, 675-690. http://
dx.doi.org/10.1016/s0963-9969(96)00066-x.
Shin DM, Kim HD, Koo JG and Park KS. 2012. Inhibition of pathogenic bacteria by Pediococcus pentosaceus strain SH- 10 isolated from hard clam Meretrix meretrix Sikhae. Kore- an J Fish Aquat Sci 45, 600-605. http://dx.doi.org/10.5657/
KFAS.2012.0414.
USFDA (US Food and Drug Administration). 2011. Fish and Fishery Products Hazards and Controls Guidance. Fourth Edition. Chapter 7. Scombrotoxin (histamine) formation, 113-152.
Yang J, Ding X, Qin Y and Zeng Y. 2014. Safety assessment of the biogenic amines in fermented soya beans and fermented bean curd. J Agric Food Chem 62, 7947-7954. http://dx.doi.
org/10.1021/jf501772s.
Zaman MZ, Abu Baker F, Jinap S and Bakar J. 2011. Novel starter cultures to inhibit biogenic amines accumulation dur- ing fish sauce fermentation. Int J Food Microbiol 145, 84- 91. http://dx.doi.org/ 10.1016/j.ijfoodmicro.2010.11.031.