산돌배 과실 추출물의 젖산균 혼합발효를 통한 고농도 GABA 생산
High production of GABA in Pyrus ussuriensis Maximowicz fruit extract by mixed fermentation of lactic acid bacteria
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산돌배 추출액을 이용하여 젖산균 혼합발효를 통한 고농도 GABA생산을 수행하였다. 산돌배 추출액은 수용성 고형분함량 5.25 oBrix, 다양한 무기질을 포함하여 높은 농도의 칼륨을 함유하였다. 1차 젖산균 발효는 Leuc. citreum S5를 접종한 후 25℃에서 2일 동안 정치 배양하였으며, 2차 젖산균 발효는 추가적으로 3% MSG를 첨가하여 30℃에서 5일동안 정치 배양하였다. 1차 젖산균 발효물은 pH 4.19, 1.03% 산도를 보였으며, 2차 L. plantarum 젖산균에 의한 혼합 발효물은 pH 4.50, 1.44% 산도와 9.07 logCFU/ml 생균수를 나타내었다. 최종 산돌배 혼합 발효물은 환원당과 MSG가 모두 소진되면서 1.78% GABA를 포함하였다.
Abstract
γ-Aminobutyric acid (GABA) was produced by the sequential fermentation of the fruit extract of Pyrus ussuriensis Maximowicz (PFE) with two strains of lactic acid bacteria. The soluble solid content of the PFE was 5.25 oBrix and it also displayed a high potassium content of 127.6 mg/100 g. The first lactic acid fermentation of PFE was performed with Leuconostoc citreum S5 at 25℃ for 2 days. Subsequently, the second lactic acid fermentation was carried out with the first fermented PFE fortified with 3% monosodium ʟ-glutamate (MSG) by Lacobacillus plantarum EJ2014 at 30℃ for 5 days. During the first fermentation, the pH of the PFE medium decreased from 4.42 to 4.19 and the acidity increased from 0.28% to 1.03%. After the second fermentation, pH was 4.64 and acidity was 1.23%. The viable cell counts of Lc. citreum S5 and L. plantarum EJ2014 were 7.94 log CFU/mL and 9.18 log CFU/mL, respectively. The amount of the reducing sugar in PFE increased during the first fermentation period and was nearly consumed during the 2nd fermentation. Notably, MSG was successfully converted into 1.78% of GABA during the second fermentation. In conclusion, high yield for production of GABA was achieved by a novel mixed fermentation of lactic acid bacteria, which highlights PFE as a functional food material.
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