유기산, 다당류, 박테리오신과 같은 유산균의 항균성 대사산물은 병원균을 억제함으로써 만성 질환 및 면역 조절에 중요한 역할을 한다. 반려견의 치주질환은 치주 병원균에 의해 발생하는 가장 흔한 만성 염증성 질환이다. 반려견의 치주염은 항생제 내성 문제로 인해 천연 항균제를 사용하여 효과적으로 제어되어야 한다. 그러나 식품에서 분리된 유산균을 이용하여 반려견의 치주질환 병원균을 억제하는 연구는 거의 보고되지 않았다. 따라서 본 연구는 Campylobacter rectus, Porphyromonas cangingivalis 및 Porphyromonas gulae의 세 가지 구강 병원균에 대한 LAB 배양물 및 대사산물의 항균 활성을 조사하는 것을 목적으로 한다.

케피어와 김치에서 다양한 유산균을 분리하고 growth curve analysis와 spot-on-lawn assay 방법으로 항균 활성을 측정하였다. 케피어에서 분리한 유산균들은 치주 병원균에 대해 정균과 성장 억제 효과를 나타냈다. Lp. plantarum은 C. rectus의 성장을 완전히 억제했고, P. cangingivalis와 P. gulae에 대해 7.5 mm 이상의 저해환을 생성했다. L. kefiranofaciens DN1, Leu. mesenteroides DH1608, Lp. plantarum strains의 배양액은 100 °C와 121 °C 열처리 후에도 높은 항균 활성 (＞ 90%)을 나타냈다. pH 2-4의 산성 조건에서 모든 유산균 배양액의 항균 활성은 80% 이상으로 유지했다. 이후 유산균의 잠재적 항균 대사산물을 조사하였다.

유산균 대사산물 중 유기산, 다당류, 펩타이드의 특성과 항균 효능을 조사했다. 모든 유산균은 24.97 ± 2.75 mg/mL의 유산을 생성하였다. 김치 분리체보다 케피어 분리체에서 EPS와 PP가 더욱 생성되었다 (0.68 vs 0.48 mg/mL 및 10.30 vs 8.49 mg/L). L. kefiranofaciens DN1을 제외한 모든 유산균에서 생산된 다당류는 C. rectus를 유의하게 억제하였고 (p ＜ 0.05), Lp. plantarum DY8에서 생성된 다당류의 억제 활성이 가장 높았다. 유산균에서 생산된 다당류는 공통적으로 glucose와 galactose를 포함하였다. L. kefiranofaciens DD2에 의해 생산된 펩타이드만이 C. rectus와 P. gulae에 대해 항균 활성을 나타냈고, 펩타이드 수율은 다른 유산균보다 유의하게 높았다 (12.58 ± 0.77 mg/L, p ＜ 0.05). L. kefiranofaciens DD2의 펩타이드는 분자량이 28 kDa인 class Ⅲ 박테리오신인 것으로 확인되었다.

케피어와 김치 유산균들 중에 L. kefiranofaciens DD2에 의해 생성된 유산, 다당류, 박테리오신을 포함한 항균 대사산물은 상당한 항균력을 보이며 생산량이 많아 치주 병원균에 대한 구강 포스트바이오틱스 후보임을 입증했다. 유산균 대사산물은 반려견 치주 질환 치료 혹은 예방 측면에서 항생제를 대체할 수 있는 천연 항균제로서의 잠재력을 가지고 있음을 나타낸다.