세균증식 저해인자 및 γ 이해

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 11464(2023) 이 기사 인용

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GABA(γ-아미노부티르산)는 불안과 우울증을 완화하고 기억력을 향상시키는 정신 건강 지원 물질입니다. GABA 생산 박테리아인 Lactiplantibacillus plantarum SKKL1을 도입하여 장-뇌 축 제품을 제제화했습니다. 그러나 우유에서 L. plantarum SKKL1의 성장과 설탕 소비는 효과적이지 않았습니다. 이 장애물은 다양한 종류의 우유, 설탕, 발효 온도 및 시간을 변화시켜 조사되었습니다. 결과는 효모 추출물과 맥아 추출물에서 발견되는 수용성 단백질을 첨가하는 것을 제외하고는 이러한 매개변수 중 어느 것도 우유의 성장과 박테리아 대사를 개선하지 못하는 것으로 나타났습니다. L. plantarum SKKL1의 프로테아제 결핍이 발견되었지만 이는 세포 증식에 ​​대한 주요 장벽은 아닙니다. 이 연구의 통찰력은 수용성 단백질이 성장, 영양분 소비 및 프로테아제 합성에 필수적인 대사 활성제이며 젖산 및 GABA 생산을 자극한다는 것을 분명히 보여주었습니다. 반면, 용해도가 낮은 복잡한 단백질 구조인 우유 카제인과 카세인 가수분해물은 L. plantarum SKKL1에 의해 활용되지 않았습니다. 이 연구의 참신함은 프로테아제와 글루타민산 나트륨을 첨가하지 않은 유일한 스타터인 L. plantarum SKKL1에 의한 농축 GABA 우유 발효에 대한 수용성 단백질의 중요한 효과를 확인하기 위한 최초의 심층 조사입니다.

GABA(γ-아미노부티르산)는 탈카르복실화 반응에서 합성된 비단백질 아미노산입니다. 이 반응에는 기질로 글루타민산, 생체촉매로 글루타메이트 탈탄산효소(GAD)(EC 4.1.1.15), 산성 환경에서 조효소로 비타민 B6가 필요합니다1. GABA는 중추신경계에서 억제성 신경전달물질로서 필수적인 역할을 합니다. 이는 포유류의 성격과 스트레스 관리에 직접적인 영향을 미쳐 인간의 뇌를 이완시키고 수면을 개선하며 혈압을 낮추는 결과를 가져옵니다2. GABA는 찻잎, 토마토 등 다양한 종류의 식물에서 발견됩니다3. 또한, 이는 유산균의 박테리아 대사산물 중 하나입니다.

일부 유산균은 잠재적으로 프로바이오틱스이며, 이는 낮은 pH, 담즙염 및 소화 효소에 저항하여 인간의 소화관에서 생존할 수 있는 유익한 살아있는 유기체로 정의됩니다. 결장에 생존 가능한 프로바이오틱스가 존재하면 장내 미생물의 균형을 맞추고 콜레스테롤 수치를 낮추며 면역력을 자극함으로써 숙주에게 많은 이점을 제공합니다4. 수많은 연구에서는 장-뇌 미생물군 축이 존재한다는 개념 하에 장이 인류의 두 번째 뇌라고 제안했습니다. 이러한 시스템은 중추 신경계와 장 신경계 사이의 양방향 통신을 갖고 뇌의 감정 및 인지 센터를 말초 장과 연결하기 때문입니다. 기능5.

장뇌 미생물군을 촉진하기 위해 GABA를 생성하는 프로바이오틱스가 발효 식품에 도입되었습니다. Lactiplantibacillus plantarum 균주 SKKL1, SKKP1 및 NBK10은 태국 전통 발효 식품에서 분리된 GABA 생산 프로바이오틱스입니다6. 그러나 L. plantarum을 이용한 요구르트 발효는 이 박테리아가 우유에서 효과적으로 자랄 수 없는 비유제품 접종원으로 간주되기 때문에 장애물에 직면해 있습니다7,8,9. 또한, 태국의 식품의약품안전처 규정에 따라 요구르트 생산을 위한 공동배양 스타터로 Streptococcus thermophilus와 L. bulgaricus를 사용해야 합니다. 결과적으로 박테리아 대사산물과 L. plantarum의 단일 박테리아 생산에 관한 연구는 제한적이다. L. plantarum을 S. thermophilus 및 L. 불가리쿠스10,11,12.

일반적으로 우유는 박테리아의 대사와 성장에 필수적인 성분인 단백질과 탄소의 영양이 풍부한 공급원이므로 많은 종류의 박테리아에 이상적인 기질입니다. 더욱이 소의 우유는 약 9.07mg/100g의 유리 글루탐산13과 최대 0.52mg/L의 비타민 B614를 함유하고 있기 때문에 일반적으로 GABA 생합성을 위한 좋은 기질입니다. 결과적으로, 특히 기능성 GABA 함유 식품 생산의 경우 우유에 글루타민산나트륨을 추가로 첨가할 필요가 없을 수도 있습니다. 이번 연구 결과는 GABA 생성 프로바이오틱스를 섭취하면 장내 미생물군에 GABA 생성 박테리아가 정착될 수 있다는 가설을 뒷받침하는 증거의 한 측면으로 기여할 것입니다. 이는 GABA 함유 프로바이오틱 식품을 섭취할 필요 없이 개인에게 GABA를 제공할 것입니다. 이러한 방식으로 GABA는 지속적으로 생산되고 이용 가능해집니다.