농촌진흥청(라승용 청장)은 바실러스균의 유전체정보를 기반으로 특성을 밝혀낼 수 있는 분석법을 개발하고 바실러스균이 김치 중 고춧가루가 들어간 김치에서만 발생한다는 것을 확인했다.
바실러스균은 열과 산에 강해 일반 유산균과는 달리 장까지 살아서 이동하는 특성을 가지고 있어 청국장이나 낫또, 된장 같은 발효식품에 서식하는 것으로 알려져 있다.
또한 이 균은 장내 유해물질 생성을 억제하고 장 속 환경을 개선해 소화를 도와주며 유용한 효소를 생성해 혈관 건강 개선에 도움을 준다.
이번에 개발한 기술은 바실러스균의 유전체 정보를 종합 비교해 바실러스균의 생태적 특성을 정량적으로 조사하고 검출할 수 있는 분석법으로 세계 최초이다.
이 분석기술을 ‘바실러스 서브틸리스 아종 서브틸리스(Bacillus subtilis subsp. subtilis)’, ‘바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis)’에 적용한 결과, 각각 특이 DNA 정보를 찾아 이들의 생태적 특성을 구명할 수 있었다.
시중에 유통되고 있는 고춧가루 김치와 백김치를 4℃ 냉장고에 12주 동안 저온 발효시킨 결과, 고춧가루 김치에서 두 바실러스균이 mL당 백 만 마리 내외로 발생했다.
또한 15℃와 25℃에서 발효시킨 고춧가루 김치에서도 mL당 백 만 마리 내외로 두 바실러스균이 발생했다.
반면 백김치의 경우, 모든 저장온도에서 바실러스 서브틸리스 아종 서브틸리스와 바실러스 벨레젠시스가 검출되지 않았다.
이번 연구 결과는 올해 5월 국제 과학저널 네이처의 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 게재돼 학술적으로 인정받았다.
이번 연구를 통해 식품 산업 분야에서 유용한 바실러스 자원을 대량 발굴할 수 있는 원천 기술을 확보했으며, 이와 관련된 산업재산권을 확보하는데 큰 도움이 될 전망이다.
농촌진흥청 농업생명자원부 장승진 부장은 “이번 연구를 계기로 김치 유래 우수 바실러스 자원을 대량 발굴해 다양한 가공제품 개발에 활용하고, 한국 김치가 세계시장에서 인정받는 건강식품으로 자리매김하길 바란다.”라고 말했다.
<참고자료>
유용한 바실러스의 발생 특성 구명 및 분석법 최초 개발
□ 바실러스 서브틸리스 아종 서브틸리스(Bacillus subtilis subsp. subtilis), 바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis)
○ 청국장 등과 같은 발효식품에서 정상적으로 분리되는 세균
○ 장류나 젓갈 과잉 섭취 시 고혈압, 설사, 복통 등의 질병을 유발할 수 있는 바이오제닉 아민 제거 능력 매우 우수
○ 인체 내 유해 곰팡이 발아 및 독소 제거에 탁월한 효과가 있고 시설하우스 농작물의 생육관리용 유기농 재제로도 활용되고 있음
□ 유전체정보 기반 정량분석기술
○ 분석 대상 미생물의 유전체(게놈, Genome) 완전 해독
○ 분석 대상 미생물 유전체 정보와 유전적으로 유사한 다른 종들과 유전체 비교
○ 유전체 정보 비교를 통해 분석 대상 종 수준 이하의 특이 유전자 정보 발굴 및 선발
○ 종 및 아종 특이 유전자 수를 특정 환경에 존재하는 총 DNA로부터 계산하여 정량 분석
<유전체 기반 정량분석기술 개요도>
□ 주요 연구내용
○ 시중에 유통되고 있는 고춧가루가 들어 있는 김치와 들어 있지 않은 김치를 4℃ 냉장고에 12주간 발효시켰을 때 ‘바실러스 서브틸리스 아종 서브틸리스 및 바실러스 벨레젠시스’의 개체수 변화
○ 시중에 유통되고 있는 고춧가루가 들어 있는 김치를 15℃ 및 25℃에서 발효시켰을 때 ‘바실러스 서브틸리스 아종 서브틸리스 및 바실러스 벨레젠시스’의 개체수 변화
□ 논문게재
○ 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 ‘바실러스 서브틸리스 아종 서브틸리스와 바실러스 벨레젠시스의 발생과 천이에 관한 새로운 해석’이란 제목으로 논문 게재됨
<2018년 5월 Scientific Reports게재>
