Abstract
This study was conducted to investigate the probiotics(acid and bile resistance, fermentation properties, viability, cholesterol assimilation, antimicrobial activity, antimutagenicity, and immunoactivation) of the strains of bifidobacteria isolated from healthy Koreans and to investigate the effects of oral administration of Bifidobacterium longum A-2 on the fecal microflora, ${\beta}-glucuronidase$ activity, pH values, Ammonia concentration. The experimental results are summarized as follows: The probiotics were tested for 23 strains including three commer챠al strains as controls. Compared to other strains, strains of A-2 and A-9 showed more acid resistance whereas A-2, A-5, A-13, A-14, A-18 and A-22 showed excellent bile resistances. The properties of bifidobacteria during fermentation were tested. Strains of A-1, A-2, A-3, A-4, A-6, and A-23 resulted in less than pH 4.5 and titratable acidity over 0.90 after 24 hr of fermentation. When the strains of A-2 was grown with glucose, maltose, and fructooligosaccharide, the acetic acid production were higher than with sorbitol and mannitol. The storage stability of the strains of A-2 and A-22 were tesed, indicating the strain A-2 was more stable over 10 days of storage at both $4^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$ than A-22. The strains of A-8, A-10, A-11, A-12 and A-20 assimilated more than 30% of cholesterol included in the media. The strains of A-1 and A-2 showed antimicrobial activity against Sta. aureus. The antimutagenicity of the strains were also tested, showing that the mutation was suppressed more by three strains(A-2, A-12, and A-23). In addition, strain A-5 improved immunological activity(phagocytosis, $TNF-{\alpha}$, IL-6) more than other strains. In the effects of oral administration of Bif. longum A-2, the number of fecal bifidobacteria was siginificantly increased(p<0.01) and the level of fecal ${\beta}-glucuronidase$ also was siginificantly reduced(p<0.05). However there were no siginificant differences in the level of Lαctobacilli, Enterobacteriaceae, Clostridium perfringens, pH and ammonia by the administration. The results suggested that Bif. longum A-2 may be met the criteria for probiotics culture.
본 실험은 건강한 한국인의 분변으로부터 분리한 20종과 상업종균 3종을 대조군으로 하여 비피더스균의 특성을 내산성, 내담즙성, 발효특성, 생존성, 콜레스테롤 분석, 항미생물 분석, 항돌연변이 분석, Phagocytosis 분석, $TNF-{\alpha}$ 및 IL-6 분석치를 균주간 비교 분석하였다. 또한 비피더스균의 균주간 비교 분석 결과 최종 선정한 Bifidobacterium longum A-2의 임상실험에 의한 장내 변화를 분석하고자 건강한 한국인 성인 7명(남성, 평균 연령 36세)를 대상으로 Bif. longum A-2를 냉동건조한 분말($5.0{\times}10^9/g$/회)로 매일 식후 2회 7일간 섭취후 분변을 검색하였다. 분변검사 횟수는 총 4회로 비피더스균 섭취 7일전, 1일전, 섭취 7일중, 절식 14일후에 실시하였다. 비피더스 균주간 특성 비교 결과와 Bif. longum A-2의 임상실험 결과는 다음과 같다. 1. 내산성에서는 2균주(A-2, A-9가, 내담즙성에서 6균주(A-2, A-5, A-13, A-14, A-18, A-22) 균주가 높게 나타났다. 2. pH, TA, 비피더스균수를 비교한 발효특성에서는 6균주가 pH 4.5이하, TA 0.90이상으로 나타났으며 , A-23 균주는 젖산에 대한 초산의 생성이 가장 낮았다. 특히 A-2의 탄수화물 이용성에서 젖산에 대한 초산의 비율이 가장 낮은 것은 Mannitol로 분석되었다. 3. 생존성에서는 A-2가 상업종균 A-22에 비하여 $4^{\circ}C$, $20^{\circ}C$ 보관중에서도 감소 경향이 적어 안정성이 있는 것으로 나타났다. 4. 콜레스테롤 분석에서는 5균주(A-8, A-10, A-11, A-12, A-20)가 30% 이상 감소시켜 콜레스테롤 저하 효과가 매우 높게 나타났다. 5. E. coli, Sta. aureus, Pseudo. flores에 대한 항미생물 분석에서 Sta. aureus에 대하여 A-1, A-2가 높게 나타났다. 특히 pH를 조정하여도 Sta. aureus에 대하여 항미생물 작용이 높게 나타난 A-20균주는 추가실험의 가치가 있을 것으로 판단되었다. 6. 항돌연변이 분석에서는 돌연변이원인 NQO와 IQ에 대하여 공히 70%이상 항돌연변이작용을 나타낸 A-2, A-12 및 A-23균주가 높게 나타났다. 7. 면역능 분석은 phagocytosis, $TNF-{\alpha}$ 생성, IL-6 생성에 있어서 균주 4종(A-1, A-5, A-9,A-20)이 높게 나타났으며 그중에서도 A-5균주는 매우 높은 수치를 보였다. 8. Bif. longum A-2 식이에 따른 장내 비피더스균의 변화는 섭취 7일전 $1.0{\times}10^8$, 섭취 1일전 $1.1{\times}10^8$, 섭취 7일중 $2.5{\times}10^8$, 절식 14일후 $1.8{\times}10^8$으로 검출되어 섭취전에 비해 섭취중과 절식후에 비피더스균수는 유의성(P<0.05)이 있게 증가하였고 피험자에 따라서도 비피더스균수는 고도로 유의성(P<0.01)이 있게 증가하였다. 9. Bif. longum A-2의 섭취후 장내세균에 의해 생성되는 대장암 유발성 효소인 ${\beta}-gucuronidase$의 변화는 섭취 7일전 $14.148\;{\mu}g/hr/g$, 섭취 1일전 $13.447\;{\mu}g/hr/g$, 섭취 7일중 $8.123\;{\mu}g/hr/g$, 절식 14일후 $10.612\;{\mu}g/hr/g$으로 검출되어 섭취전에 비해 섭취중과 절식후 고도로 유의성(P<0.01)있게 감소하였고 피험자에 따라서도 유의성(P<0.05)이 있게 감소하였다. 10. 한편 lactobacilli, Enterobacteriaceae, Clostridium pefringens, pH, 암모니아의 변화는 유의 성이 없었다. 11. 임상실험에서 BS 배지에서 성장한 colony의 당발효성을 검색한 결과 식이로 섭취한 Bif. longum A-2의 당발효성과 동일하게 나타난 점으로 보아 경구 섭취한 Bif. longum A-2는 살아서 장까지 도달하며 장내에 정착할 수도 있을 것으로 추정되었다. 상기 결과와 같이 비피더스균주간 특성을 비교한 결과 많은 특성에서 좋은 결과를 나타낸 Bif. longum A-2 균주를 최종적으로 선발하게 되었고 이 균주가 외국의 상업종균과 특성의 비교에의의가 있었다. 또한 본 연구는 한국인으로부터 분리한 Bif. longum A-2에 대하여 한국인을 대상으로 임상실험에서 장내의 변화를 검증한 점에서 의의가 있었다.