서론
효모는 일부 GRAS 효모들만이 전통 주류 등의 발효 식품의 제조에 오래 전부터 사용되어 왔고[1, 2] 최근 특정 유전자 발현을 위한 분자생물학적 숙주 균주[3]와 더불어 다양한 생리활성 물질생산 균주로서의 이용 가능성이 검토되고 있는 유용 진균류 중의 하나이다[4-10].
지금까지 대부분의 효모들은 전통 발효 식품이나 이들의 원료 등에서 분리, 동정되었고[1, 2] 필자 등은 최근 산과섬[11-14], 과수원과 수목원[15, 16] 등지의 다양한 꽃들로부터 야생효모들을 분리, 보고하였다[17, 18]. 또한 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별하여 균학적 특성과 이들의 무세포추출물을 제조하여 항당뇨성 α-glucosidase 저해활성등을 조사하여 보고하였다[19-21].
Han 등[22]의 연구에서는 대전광역시 연자산과 충청남도 8개 군의 주요 산 토양에서 97종의 야생효모들을 분리, 동정하여 보고하였다. 본 연구에서는 이들 중 국내에서 아직까지 보고되지 않은 미기록 효모들을 다양한 문헌 등을 토대로 선별하여 이들의 균학적 특성을 조사하였고 이들 중 내염성을 가진 두 효모들을 선별하여 이들의 생리기능성을 조사하였다.
재료 및 방법
결과 및 고찰
국내 미기록 효모들의 선별
Han 등[22]의 방법과 같이 대전광역시 연자산과 충남 8개 군의 주요 산림 토양에서 분리, 동정한 97종의 야생 효모들 중 아직까지 국내에 보고되지 않은 효모들을 선별한 결과 유포자 효모인 Pseudozyma prolifica HL9-1, Trichosporon coremiiforme NS19-2, Candida cretensis SA4-1, Cryptococcus diffluens TJ4-3, Cryptococcus pinus YB17-2 등 5종과 Candida vartiovaarae DD2-5, Pichia galeiformis DM3-5, Candida pseudolambica JW2-3, Trichosporon xylopini NS5-1, Trichosporon moniliiforme NS5-7, Tetrapisispora iriomotensis NS14-2, Tetrapisispora nanseiensis SA17-1 등의 무포자효모 7종 등 모두 12균주의 야생효모들을 국내 미기록균들로 최종 선별하였다.
이와 같은 미기록 효모들의 phylogenetic tree를 작성한 결과 Fig. 1과 같이 국내에서 기보고된 같은 속균과 26S rDNA의 D1/D2부분의 유전자 서열을 비교했을 때도 미기록 균주들임을 확인할 수 있었다.
미기록 효모들의 미생물학적 특성
위와 같이 선별한 국내 미기록 효모 균주들의 형태적 특징을 조사한 결과는 Table 1, 2와 같다. 분리된 효모들의 형태는 대부분이 난형과 구형이었으며 출아법으로 영양증식을 하였고 Pseudozyma prolifica HL9-1과 Trichosporon xylopini NS5-1, Trichosporon coremiiforme NS19-2와 Tetrapisispora nanseiensis SA17-1, Cryptococcus pinus YB17-2 등은 의균사를 형성하였다.
또한 미기록 효모균주 모두 yeast extract peptone dextrose (YPD) 배지와 yeast extract-malt extract (YM) 배지등에서 잘 생육하였고, 특히 Tetrapisispora iriomotensis NS 14-2와 Candida cretensis SA4-1은 10% NaCl을 함유한 YPD 배지에서 생육하는 호염성 효모들이었다. Trichosporon coremiiforme NS19-2와 Tetrapisispora nanseiensis SA 17-1은 비타민을 함유하지 않은 배지에서도 잘 생육하였고 대부분 25~30°C, pH 4~8에서 생육하였다.
이들 미기록 효모들에 대한 탄소원들의 자화성과 발효성을 조사한 결과 모두 포도당을 자화시켰고 다른 균주들과 특이하게 Trichosporon xylopini NS5-1은 xylose, lactose, sucrose, trehalose, raffinose, xylitol, inositol, sorbitol 등을 자화시켰고, Tetrapisispora nanseiensis SA17-1은 xylose를 자화시키고 동시에 발효시켰다(Table 2).
위와 같은 국내 미기록 종에 대한 발표 사례를 종합해보면 Quiros 등[23]은 스페인 발효 소시지인 chorizo에서 4종의 Candida cretensis 신종 효모들을 분리, 동정하여 이들이 소위 Candida kruisii clade에 속한다고 보고하였고 Golubev [24]는 Cryptococcus pinus가 분비하는 15 kDa의 mycocin이 Tremellomycetes균에 대하여 항균 활성을 갖고 있음을 보고하였다.
또한 Cyptococcus diffluens에 관해서 Kantarcioglu 등[25]은 이 균이 Cryptococcus neoformans외에도 피하 크립토코쿠스증을 유발시켰다고 보고하였고 Shishlova 등[26]은 페니실린-브이-아실레이즈(PA) 생산을 위한 Cryptococcus diffluens의 최적 발효 배지 조성을 조사하여 페녹시아세트산(POAA)이 효소 유도제로 필요함을 보고한 바 있다.
27]는 Pichia galeiformis의 G+C 함량 등을 측정하여 Pichia manshurica와 동일균으로 재분류 하였고, Gujjari 등[28]은 목재에 서식하는 Xylopinus saperdioides 곤충으로부터 헤미셀룰로스를 분해하는 Trichosporon xylopini를, Iwasaki 등 [29]과 Kirimura 등[30]은 각각 Trichosporon moniliiforme 의 살리실레이트(salicylate) 생분해와 살리실릭산 디카복실레이즈(salicylic acid decarboxylase)에 대하여 보고하였다.
또한 Ueda-Nishimura와 Mikata [31]는 일본 난세섬의 토양, 꽃들과 잎들로부터 3종의 신종 효모 7균주들을 분리한 결과 30~32 mol %의 G+C 함량 등이 Kluyveromyces phaffii와 거의 유사한 효모들이었지만 이들을 DNA/DNA 하이브리다이제이션 등의 분자생물적 방법으로 재동정한 결과 Tetrapisispora nanseieusis와 Tetrapisispora iriomotensis, Tetrapisispora arboricola로 재동정하여 보고하였다.
Fig. 1. Phylogenetic tree of twelve unrecorded yeasts isolated from mountain soils of Chungcheongnam-do, Korea based on the nucleotide sequences of large subunit 26S ribosomal DNA. The tree was generated by the neighbor-joining method, using MEGA7.
호염성 Candida cretensis SA4-1과 Tetrapisispara iriomotensis NS14-2의 생리기능성
12종의 미기록 효모들 중 호염성 효모인 Candida cretensis SA4-1과 Tetrapisispora iriomotensis NS14-2의 산업적 응용성을 검토하기 위하여 이들을 YPD 배지에서 24시간 배양하여 각각의 배양상등액과 무세포추출물들을 제조한 후 이들의 주요 생리기능성을 측정하였다.
Candida cretensis SA4-1과 Tetrapisispara iriomotensis NS 14-2의 미기록 호염성 효모들의 배양 상등액에서는 항산화 활성만이 10% 미만을 보였을 뿐 여타의 생리기능성들은 없었으나 이들의 무세포 추출물들의 항고혈압성 안지오텐신전환효소 저해활성은 각각 71.3%와 68.4%로 매우 높았다(Table 3). 이 결과는 전통 누룩에서 분리한 Saccharomyces cerevisiae Y183-3 배양 농축물의 안지오텐신 전환효소 저해활성(71.8%) [32]과 비슷하였으나 필자 등이 욕지도 야생화에서 분리한 Cryptococcus uzbekistanensis YJ10-4의 무세포추출물(29.5%) [33]의 활성과 선유도 야생화에서 분리한 Cryptococcus tephrensis SY26-1 (27.3%)와 Kazachstania servazzii SY14-3 (42.8%) 등의 안지오텐신 전환효소 저해활성 [34]보다 높은 활성이었고 전통 주류에서 분리한 알코올 발효성 Saccharomyces cerevisiae의 무세포추출물의 안지오텐신 전환효소 저해활성(42.1%) [4]보다도 더 높았다. 따라서 이들 두 미기록 호염성 효모들이 생성하는 우수한 항고혈압성활성 물질들을 건강식품소재로 활용하기 위한 추가 연구가 요구된다.
한편, Tetrapisispora iriomotensis NS14-2의 무세포추출물이 23.1%의 tyrosinase 저해활성을 보였을 뿐 여타의 생리 기능성은 배양상등액과 같이 없거나 10% 미만으로 매우 낮았다.
적 요
대전광역시 연자산과 충청남도 주요 산림 토양들로부터 분리, 동정한 야생효모들 중 국내 미기록종으로 Pseudozyma prolifica HL9-1, Trichosporon coremiiforme NS19-2, Candida cretensis SA4-1, Cryptococcus diffluens TJ4-3, Cryptococcus pinus YB17-2 등의 유포자효모와 Candida vartiovaarae DD2-5, Pichia galeiformis DM3-5, Candida pseudolambica JW2-3, Trichosporon xylopini NS5-1, Trichosporon moniliiforme NS5-7, Tetrapisispora iriomotensis NS 14-2, Tetrapisispora nanseiensis SA17-1 등의 포자효모들을 선별하여 이들의 미생물학적 특성을 조사하였다. 12균주 모두 구형~타원형이었고 출아법으로 영양증식하였으며 yeast extract peptone dextrose (YPD) 배지에서 잘 생육하였다. 특히 Candida cretensis SA4-1과 Tetrapisispara iriomotensis NS14-2은 10% NaCl을 함유한 YPD 배지에서 잘 생육하는 호염성 효모들이었다. Candida vartiovaarae DD 2-5외 3균주들은 유당을 자화시켰으며 Tetrapisispora nanseiensis SA17-1은 xylose를 자화시키고 동시에 발효시켰다. Candida cretensis SA4-1과 Tetrapisispara iriomotensis NS 14-2 두 호염성 효모들의 생리기능성을 조사한 결과 이들의 무세포추출물들의 항고혈압성 안지오텐신 전환효소 저해활성이 각각 71.3%와 68.4%로 높았다.
