김치로부터 분리된 유산균 중 프로바이오틱스 활성이 우수한 2종의 유산균을 선별하여 다양한 온도 조건에서 사균체를 제조하고 항산화 및 항염 활성을 평가하였다. Limosilactobacillus fermentum SMF743과 Lactiplantibacillus plantarum SMF796 균주는 위산과 담즘염에 대한 저항성 및 장세포(HT-29)에 대한 부착능이 우수하였으며, E. coil KCTC1039와 S. aureus KCCM11335에 대한 강한 항균활성을 나타내었다. 열처리 조건에 따른 유산균의 사균율과 세포독성을 측정한 결과, 70℃에서 180분, 80℃에서 120분, 100℃에서 30분, 121℃에서 15분의 열처리에 의해 완전히 사멸된 사균체(1 mg/mL)를 얻을 수 있었으며, 장세포는 10 mg/mL의 고농도에서도 90% 이상의 높은 생존율을 보였다. SMF743과 SMF796 사균체는 생균과 비교하여 유의적으로 높은 항산화 활성(DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능)을 보였으며(p<0.05), 70℃ (180분) 또는 121℃ (15분)의 열처리에 의해 항산화활성과 NO 생성 억제 활성이 높은 사균체를 얻을 수 있었다. SMF743과 SMF796 사균체 처리에 의해 LPS를 처리한 RAW264.7 대식세포에서 염증성 매개인자들의 유전자 발현을 유의적(p<0.05)으로 감소시켰으며, 121℃ (15분)의 열처리에 의해 제조된 사균체는 TNF-α, iNOS, COX-2의 발현을 각각 최대 53.33%, 58.67%, 83.67% 억제하였다. 따라서 본 연구 결과, 김치에서 분리한 L. fermentum SMF743과 L. plantarum SMF796 균주는 프로바이오틱스 생균제로 활용 가능하며, 70℃ (180분) 또는 121℃ (15분)에서 열처리 시 항산화 및 항염 활성이 우수한 기능성 사균체로의 개발이 가능할 것으로 기대된다.
This study aimed to investigate the effects of antioxidant and anti-inflammatory activities of heat-killed lactic acid bacteria (LAB) produced under different temperature conditions. Regarding probiotic properties, Limosilactobacillus fermentum SMF743 and Lactiplantibacillus plantarum SMF796 isolated from kimchi showed strong acid and bile salt resistance, adhesion activity onto HT-29 cells, and antimicrobial activity against pathogenic bacteria. Based on the results of thermal death time and temperature, heat-killed LAB cells (1 mg/mL) were prepared by heating at 70℃ (180 min), 80℃ (120 min), 100℃ (30 min), and 121℃ (15 min). The heat-killed SMF743 and SMF796 showed significantly higher DPPH and ABTS radical scavenging activities than live cells (p<0.05). The heat-killed SMF743 and SMF796 at 70℃ or 121℃ revealed stronger DPPH and ABTS radical scavenging activities and inhibition of nitric oxide production than those at 80℃ or 100℃. Furthermore, heat-killed SMF743 and SMF796 at 121℃ significantly reduced the gene expression levels of tumor necrosis factor-α, inducible nitric oxide synthase, and cyclooxygenase-2 up to 53.33%, 58.67%, and 83.67%, respectively, in lipopolysaccharide (LPS)-induced RAW264.7 cells (p<0.05). These results suggest that heat-killed L. fermentum SMF743 and L. plantarum SMF796 can be used as natural antioxidants and anti-inflammatory agents.
