Structural features and prebiotic potential of β-glucooligosaccharides derived from barley β-glucan

Abstract

본 연구는 보리 β-glucan의 효소 가수 분해에 의해 생산된 β-glucooligosaccharides (β-GOS)의 구조적 특징을 규명하고, 박테리오신 생산 균주인 Lactococcus lactis subsp. lactis를 사용하여 probiotics와의 시너지 효과를 나타내는 prebiotics로서의 가능성을 평가하였다. β-GOS는 β-(1,3) 및 β-(1,4) 결합이 혼합된 굽은 형태의 triose 및 tetraose로 이루어져 있으며, →4)-β-D-Glcp-[(1→4)-β-D-Glcp](0 or 1)-(1→3)-β-D-Glcp-(1→)와 같은 Unit으로 구성되어 있는 것을 FT-IR, 1H-NMR 및 13C-NMR 분석 결과를 통해 확인하였다. β-GOS는 유일한 탄소원으로 probiotics 배양에 사용되었고, Lactobacillus plantarum KCTC 3108, Lact. reuteri KCTC 3594, Lact. crispatus AmBio, Bifidobaterium infantis KCTC 3249와 본 연구에 사용된 모든 구균 (L. lactis subsp. lactis, L. lactis, E. faecium, P. acidilactici, and S. thermophiles) 은 β-GOS를 이용하였다. in silic analysis를 통해 관찰된 β-GOS uptake 능력은 PTS (phosphoenolpyruvate-dependent phosphotransferase system) 의 subunit IIB와 glycoside hydrolase family 1 (GH1) phospho-β-glucosidase와 같은 carbohydrate uptake system의 구성 요소에 의해 나타나는 기질 특이성에 기인하는 것으로 추정된다. 또한, β-GOS는 L. lactis subsp. 의 지속적인 성장을 가능하게 하여 glucose, fructooligosaccharide 및 inulin에 비해 nisin Z의 생산 수율이 약 20 % 증가하는 것을 확인하였으며, β-GOS 배지에서 성장한 L. lactis subsp.로부터 정제된 Nisin Z는 해양 환경으로부터 유래된 병원성 미생물인 L. garvieae 및 S. iniae의 성장을 억제하는 것을 확인하였다.