바이오제닉 아민 (biogenic amine, BA) 은 청국장과 같은 대두발효식품에서 식품 안전성과 연관된 성분으로 알려져 왔다. Bacillus 및 Enterococcus 속에 해당하는 일부 BA 생산성 균주들은 청국장 발효에 중요한 역할을 하기 때문에, 발효과정에 영향을 덜 주면서도 BA 형성을 제어하는 것은 어려운 과제이다. 따라서, BA 관련 식품위해성을 완화시키는 정밀한 BA 함량 저감화 방법이 요구된다.
본 연구에서는 청국장 유래 BA 분해 Bacillus 균주를 분리 및 선별하였고, 해당 균주들의 실질적인 BA 함량 저감효과를 조사하기 위해 주요 티라민 생산성 미생물로 알려진 E. faecium 유무에 따른 청국장 발효를 수행하였다. 총 327 주의 Bacillus 균주들 중 높은 BA 분해성과 낮은 BA 생산성을 가진 균주 3 주가 in vitro 실험을 통해 선별되었고, 해당 균주들은 각각 B. licheniformis CH7P22, B. haynesii CH7P24 및 B. velezensis CH7P28 로 동정되었다. 선별된 균주는 E. faecium 접종 유무에 상관없이 청국장 발효에 사용되었다. 발효 중 B. licheniformis CH7P22 가 접종된 청국장 샘플은 BA 비생산성 Bacillus 균주가 접종된 음성 대조군 및 티라민 고생산성 Bacillus 균주가 접종된 양성 대조군에 비해 티라민 (43.25-91.50%) 및 스퍼민 (40.35-69.93%) 함량이 가장 크게 감소되었다. 또한, 해당 샘플은 공시료에 비해 히스타민 함량 (100.00%)이 가장 크게 감소되었다. 티라민 고생산성 E. faecium 균주가 접종된 청국장 발효에서 B. licheniformis CH7P22 가 접종된 샘플은 대조군에 비해 티라민 함량이 17.02-63.26% 감소된 것으로 확인되었으며, 공시료에 비해 히스타민 및 스퍼민 함량이 각각 100.00% 및 59.32% 감소되었다. 본 연구 결과는 B. licheniformis CH7P22 가 스타터 또는 보호 균주로써 청국장에 적용되어 E. faecium 오염에 관계없이 BA 와 관련된 식품위해성을 낮출 수 있을 것으로 사료된다.
또한 식품첨가물을 이용하여 청국장의 BA 함량을 저감시켜 식품위해성을 완화하기 위한 연구가 진행되었다. In vitro 실험을 통하여 총 5 개의 식품첨가물 중 주석산 (TA), 소르브산 칼륨 (PS) 및 벤조산 나트륨 (SB)이 Bacillus 속과 E. faecium 균주들의 생육에 영향을 덜 주면서 상당한 티라민 생산성 억제효과가 확인되었다. 해당 첨가물 및 선행 연구에서 유의미한 티라민 감소 효과를 보인 글리신 (GL) 및 니코틴산 (NA)이 청국장 발효 실험에 적용되었다. 각 첨가물이 처리된 청국장 샘플의 티라민 함량은 티라민 생산균주인 B. subtils 및 E. faecium 가 접종된 대조군에 비해 각각 27.45, 50.65, 51.38, 76.07 및 100.00% 감소되었으며, GL 이 처리된 샘플의 푸트레신, 카다베린, 스퍼미딘 및 스퍼민 함량은 42.64%에서 62.41%까지 감소되었다. 해당 첨가물들은 BA 생산성 세균의 생육 또는 아미노산 탈탄산효소 활성을 억제하여 BA 생성을 감소시키는 것으로 사료된다. 따라서, 이러한 식품첨가물의 이용은 청국장의 BA 와 관련된 식품위해성을 완화시키기 위한 전략 중 하나가 될 수 있다.
결론적으로 BA 분해활성을 지닌 B. licheniformis CH7P22 및 BA 생성을 억제시키는 식품첨가물의 사용은 청국장의 BA 함량을 효과적으로 저감할 수 있으며, 이를 이용해 BA 관련 식품안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.