Enhanced Synthesis of γ-Aminobutyric Acid from Kelp Extract through the Co-fermentation of Lactic Acid Bacteria Strains

Abstract

비단백질 아미노산인 γ-aminobutyric acid (GABA)은 글루탄산 탈카르복실라아제 (glutamic acid decarboxylase, GAD)에 의해 합성되며 항고혈압제, 항우울제, 항당뇨병제, 항비만, 면역 강화 특성 등 잠재적인 건강상의 이점을 나타내는 물질이다. 본 연구는 다시마 추출물을 이용한 혼합 유산균 발효 시 GABA의 합성을 향상시키는 것을 목적으로 하였다. 유산균으로 Lactobacillus plantarum SRCM101555, L. bulgaricus KCTC3635 및 Streptococcus salivarius KCTC5090를 선택하였다. 발효 배지는 다시마 추출물, 2% D-glucose 및 1% 효모 추출물로 구성되었다. 발효과정을 단일 발효과정과 혼합 발효과정을 진행하여 GABA를 최대한 생산할 수 있는 발효과정 및 균주를 예측하였다. 다시마 추출물의 GABA 함량은 12.05 ± 0.25 μg/mL 였다. 48시간 발효 후 단일 발효과정에서 L. bulgaricus KCTC3635는 123.98 ± 6.05 μg/mL로 다른 균주보다 GABA 생산량이 높은 것으로 확인하였다. 또한 S. salivarius KCTC5090는 L. plantarum SRCM101555 및 L. bulgaricus KCTC3635 와 1:1, 1:2, 2:1, 1:3 및 3:1의 비율 범위로 혼합하였다. S. salivarius KCTC5090와 L. bulgaricus KCTC3635를 1:2의 비율로 혼합 발효한 결과, 48시간 동안 GABA 수율이 249.26 ± 0.96 μg/mL로 증가하였다. S. salivarius KCTC5090와 L. bulgaricus KCTC3635는 GABA 생산하는 과정에서 공생배양 미생물에 적합할 수 있는 잠재력을 가지고 있는 것으로 보였다.