8. 유산균의 분류 및 특징

1. ☞ 유산균, 젖산균, lactic acid bacteria • 1. 정의 • - 생육 중 lactic acid를 대사산물로 많이 생산하는 세균 • - 인체유해물질 생성 않고 부패방지 등 유익한 작용을 하는 세균 • - Gram+, rod shape or cocci • - catalase 음성 -> 혐기성 발효 • - glucose로부터 50% 이상 유산 생성 • -> 대장균 : 유산 생성 • 유산이외 부패산물 생성 • - no endospore • - no mobility(간혹 있기도 함) • -> 질병을 일으키는 유산균 : Str. mutans(충치균), Str. pyogenes(성홍열), • Str. uberis(유방염원인균) • 2. 유기산 생성균과의 차이 • - 유기산 생성균 : 유산을 50% 이하로 생성하는 균 • - 유산균의 정의가 고정적이지 않음 -> 산소 유무에 따라 유산균 대사 변화가능 • -> Lactococcus lactis : 유산균 • lactose 배지 이용 생장 -> up to lag phase -> 균체세척 ->lactose 발효속도 5%로 제한 • 일반배양 호기적 배양 • lactate fermentation acetate fermentation • 상황에 따라 유산균 -> 유기산 생성균으로 전환 가능 유산균으로 부르지 않음 8. 유산균의 분류 및 특징

2. 8. 유산균의 분류 및 특징 • 3. 유산균 분류 • - 일반미생물 분류 • Division ->phylum -> class -> order -> family -> genus -> species • - species • -> 가장 기본적 분류 단위로서 표현형질을 나타냄 • -> DNA-DNA homology 70% 이상 • -> sub species : 유전적으로 가깝지만 표현형질이 다른 경우 -> sub sp. 로 표기 • ex) Lactococccus lactis sub sp. lactis • -> variety : 변종을 의미 var. 로 표기 -> 정식 명명으로는 사용하지 않음 • - Nomanclature(명명법) = name of genus + species modifier • -> international code of nomanclature of bacteria 에서 결정 • -> International Journal of Systemic Bacteriology(IJSB) 에 발표되면 인정 • - 유산균 분류 • -> 1984년 4개 genus 로 분류 -> 현재 12개 genus로 분류 (표 5-1 참조)

3. 4. 광역유산균의 발효 형식 • - 광역유산균 : 유산균 12 genus + bifidobacterium, bacillus(표 5-1) • 1) Lactate fermentation • A. homo lactate fermentation • - glucose -> lactate : 85% 이상 • C6H12O6(glu) 2C3H6O3(lactate) • - no gas production -> 우유에 배양 시 조직 매끈 • - aldolase+ • F-1,6-DP Glyceraldehyde-3-P + DHAP • - Lactococccus lactis, L. cremoris • - Lactobacillus bulgaricus, L. casei, L. acidophilus • - Pediococcus cereviciae, P. halophilus • - Enterococcus, Str. Sporolactobacillus • B. hetero lactate fermentation • - glucose -> lactate : 50% 이상 • - CO2 gas production • - ethanol+, aldolase-, phosphoketolase+ • glucose lactate + ethanol + CO2 • 2 glucose 2 lactate + 3 acetate : Bifidobacterium bifidum • - Lactobacillus breve, L. fermentum • - Leuconostoc mesenteroides • - Bifidobacterium bifidum 8. 유산균의 분류 및 특징

4. 8. 유산균의 분류 및 특징 Homolactic fermentation

5. Phosphoketolase 8. 유산균의 분류 및 특징 Phosphoketolase pathway (heterolactic pathway)

6. 4. 광역유산균의 발효 형식 • 2) Bifidum fermentation (비피더스 발효) • - Bifidobacterium • - 유산 + 초산 생성 (2:3) -> hetero fermentation • 2 glucose 2 lactate + 3 acetate • - no CO2 -> 일반 hetero 발효와 차이점 -> 비피더스 발효로 구분 • - 완전혐기성균 -> 배양 시 CO2주입 필요 • 3) Propionic acid fermentation • - glucose or lactate propionic acid, acetate, CO2 • 3 glucose 6 lactate • 3 lactate 2 propionic acid + acetate + CO2 + H2O • - glucose 보다 lactate를 더 선호 • - 스위스치즈의 기공 발생 • - Propionibacterium shermanii • - Clostridium propionicum • - Megasphaera celsdenii 8. 유산균의 분류 및 특징

7. 8. 유산균의 분류 및 특징 ☞ Propionic acid fermentation

8. 8. 유산균의 분류 및 특징 • 4. 광역유산균의 발효 형식 • 4) Citrate fermentation (구연산 발효) • - 버터발효과정 중 • - 유산구균 (Lactococcus lactis sub sp. diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides) • - citrate -> diacetyl, acetate, lactate, acetoin 생성

9. 4. 광역유산균의 발효 형식 • 5) Butyric acid fermentation (부틸산 발효) • - glucose -> acetate, CO2, butyric acid, ethanol, butanol, acetone, H2 • - Clostridium butyricum : 장내세균조정제로 사용 • - Butyrivibrio, Eubacterium, Fusobacterium • - 혐기성 세균으로 butyric acid 생성 • 6) Acetate fermentation (초산 발효) • - ethanol Acetate + H2O • - 절대호기성균 (obligate aerobe) • - Acetobacter orleanence, Acet. Xylinoides, Acet. rancens • - Acet. aceti -> 공업적으로 사용 O2 8. 유산균의 분류 및 특징

10. 광역유산균의 다양한 형태의 발효과정 • *공통특징 : • - NADH는 NAD+로 산화 • - Pyruvate나 그 유도체가 전자수용체 • 1: lactate 발효 • - homolactic: 모든 pyruvate를 lactate로 • - heterolactic: lactate 이외의 산물 생산 • 2: alcohol 발효 • 3: propionate 발효 • 4: butanediol 발효 • 5: formic acid 발효 • 6: acetate 발효

11. 8. 유산균의 분류 및 특징 • 5. 유산균 genus 별 분류 특징 • 1) Lactobacillus • - 유산균 중 산생성력이 가장 강하다 -> 유산균의 대표적인 genus • - 3 개 group으로 분류 -> group I : obligately homofermentative • -> group II : facultatively heterofermentative • -> group III : obligately heterofermentative • 2) Lactobacillus acidophilus • - 6 균종으로 세부 분류, 1989

12. 5. 유산균 genus 별 분류 특징 • 3) Streptococcus • - L-lactate 생성 (homofermentation) • - catalase 음성 • - 4개 group로 분류 -> 1. Pyogenic group • -> 2. Viridans group • -> 3. Lactic group • -> 4. Enterococcus group • ☞ 각 group 별 특징 : text book에서 정리(pp108-109) • ☞ Hemolysis (용혈성) • - blood media 에서 배양 시 colony 주위의 혈액 용해 상태 • a. ß-hemolysis : • - colony 주위의 clear zone 형성 • - streptolysin(용혈소) O, S 생성 • b. α-hemolysis : • - colony 주위 녹색환 혹은 갈색환 형성 • - 부분적 용혈을 나타냄 • - 용혈소 생성 없음 • ☞ Streptococcus 중 유산균으로 활용되는 중요균주별 특징 : text book에서 정리 • (pp110-113) 용혈성이 중요 분류기준 8. 유산균의 분류 및 특징