본 연구에서는 인체에 무해한 천연 항균 소재를 탐색하기 위한 목적으로 국내에 자생하는 동백나무(Camellia japonica L.) 잎의 methanol 추출물로 4종의 식품 유해 미생물(Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes)에 대한 ...
본 연구에서는 인체에 무해한 천연 항균 소재를 탐색하기 위한 목적으로 국내에 자생하는 동백나무(Camellia japonica L.) 잎의 methanol 추출물로 4종의 식품 유해 미생물(Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes)에 대한 항균활성을 paper disc법으로 극성이 다른 4개의 용매별 분획물로 살펴보았으며, 그 획분의 최소저해 농도를 구하고 항균 물질이 미생물에 미치는 영향을 알아보기 위하여 주사전자현미경(SEM)으로 확인하였으며, 나아가 현재 시판되는 주방 세제에의 첨가 효과를 살펴 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 동백나무 잎의 methanol 추출물의 수율은 17.369 %이었다. 추출물의 용매별 분획물의 수율은 water 분획물, butanol 분획물이 각각 5.782 %, 4.573 %이었다. 반면, n-hexane 분획물과, chloroform 분획물, ethylacetate 분획물은 1 % 내외로 낮은 수율을 나타내었다. 2. paper disc 법을 사용하여 조사한 용매별 항균효과는 methanol 추출물이 4종의 시험균주 모두에서 항균효과를 나타내었다. 특히 S. aureus와 L. monocytogenes에 대하여 강한 항균효과를 나타내었다. 분획물 중에서는 water 분획물과 butanol 분획물이 S. aureus에 대하여 강한 항균효과를 나타내었다. n-hexane 분획물과 chloroform 분획물은 4종의 시험균주 모두에서 항균효과를 나타내지 않았으며, ethylacetate 분획물은 S. aureus에 대해서만 항균효과를 나타내었다. 3. 동백나무 잎 methanol 추출물과 용매별 분획물을 농도별로 처리한 균들의 생육도를 균주별로 조사한 결과, 공통적으로 모든 균들이 methanol 추출물에서 항균효과를 나타내었고, 분획물 중에서는 water 분획물, butanol 분획물에서 항균효과가 뚜렷이 나타났다. 4. 항균 저해율을 확인한 결과, methanol 추출물은 모든 균에 대해 30 % 이상의 저해율을 나타내었다. 분획물 중에서는 butanol 분획물이 L. monocytogenes를 제외한 균에서 50 % 이상의 강한 저해율을 나타내었다. 한편, ethylacetate 분획물은 E. coli를 제외한 균에서 40 % 내외의 항균활성을 나타내어 disc 법과 다른 결과를 나타내었다. 5. broth microdilution 법을 시행하여 균의 최소저해 농도(MIC)를 측정한 결과는 S. typhimurium에 대하여 methanol 추출물이 625 ㎍/ml의 농도를 나타내었다. 분획물 중에서 S. aureus에 대하여 butanol 분획물이 625 ㎍/ml의 농도로 MIC 값 중 가장 낮은 값을 나타내어 적은 양으로도 항균 활성을 나타낼 수 있음을 알 수 있었다. 6. 동백나무 잎의 methanol 추출물과 butanol 분획물의 농도를 1 mg/disc로 하여 40, 80, 100, 120℃에서 각각 1시간 동안 열처리 한 후 S. typhimurium의 생육정도를 측정한 결과, 모든 처리구에서 대조구와 차이가 크지 않은 항균활성을 보였는데 특히 120℃의 처리에 의해서도 methanol 추출물에서 항균활성이 있는 것으로 나타나 열에 매우 안정한 물질임을 알 수 있었다. 7. 동백나무 잎의 pH 변화에 대한 항균력을 조사하기 위하여 methanol 추출물과 butanol 분획물의 농도를 1 mg/disc로 하여 pH를 2, 5, 7, 9, 11로 조절한 후 S. aureus의 생육정도를 조사한 결과 methanol 추출물은 모든 pH 조건에 대하여 대조구와 비교시 항균활성에 있어 차이가 나타나지 않아 pH 안정성이 매우 우수함을 알 수 있었고, butanol 분획물은 산성에 대해서는 안정한 반면, 강알칼리쪽으로 갈수록 활성이 낮아지는 경향을 나타내었지만 활성을 완전히 잃지 않고 비교적 높은 활성을 나타내었다. 8. 동백나무 잎의 methanol 추출물과 butanol 분획물에 대한 S. aureus의 항균효과에 대한 기작을 확인하고자 주사전자현미경(SEM)으로 균체를 검경한 결과 비처리군은 표면이 매끄럽고, 오염이 없는 깨끗한 모습인 반면, 처리군은 세포질막 파괴로 추정되는 세포기관의 lysis 현상을 나타내었다. 9. 시판 주방용 세제에 methanol 추출물을 농도별로 첨가하여 S. aureus에 대한 항균효과를 확인한 결과 세제 비처리군에서는 처음 균 수(2.58×10^(9) CFU/ml)의 50 % 이상이 남아있었지만, 추출물 1 ㎍/ml 이상의 첨가구에서는 1.8×10^(3) CFU/ml이 생존하여 뚜렷한 항균효과를 나타내었다. 이상의 결과로서 동백나무(Camellia japonica L.) 잎은 항균활성물질을 갖고 있으며, 또한 열과 pH에 안정하여 다양한 가공적성에 이용될 수 있고, 시판 세제의 항균 상승 효과를 확인함으로써 항균 소재로서의 이용 가능성이 높음을 암시하였다. 차후 항균물질을 분리 동정하고 안전성을 확인하여 동백나무를 천연 항균 소재로 개발할 가치가 충분히 있다고 하겠다.
본 연구에서는 인체에 무해한 천연 항균 소재를 탐색하기 위한 목적으로 국내에 자생하는 동백나무(Camellia japonica L.) 잎의 methanol 추출물로 4종의 식품 유해 미생물(Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes)에 대한 항균활성을 paper disc법으로 극성이 다른 4개의 용매별 분획물로 살펴보았으며, 그 획분의 최소저해 농도를 구하고 항균 물질이 미생물에 미치는 영향을 알아보기 위하여 주사전자현미경(SEM)으로 확인하였으며, 나아가 현재 시판되는 주방 세제에의 첨가 효과를 살펴 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 동백나무 잎의 methanol 추출물의 수율은 17.369 %이었다. 추출물의 용매별 분획물의 수율은 water 분획물, butanol 분획물이 각각 5.782 %, 4.573 %이었다. 반면, n-hexane 분획물과, chloroform 분획물, ethylacetate 분획물은 1 % 내외로 낮은 수율을 나타내었다. 2. paper disc 법을 사용하여 조사한 용매별 항균효과는 methanol 추출물이 4종의 시험균주 모두에서 항균효과를 나타내었다. 특히 S. aureus와 L. monocytogenes에 대하여 강한 항균효과를 나타내었다. 분획물 중에서는 water 분획물과 butanol 분획물이 S. aureus에 대하여 강한 항균효과를 나타내었다. n-hexane 분획물과 chloroform 분획물은 4종의 시험균주 모두에서 항균효과를 나타내지 않았으며, ethylacetate 분획물은 S. aureus에 대해서만 항균효과를 나타내었다. 3. 동백나무 잎 methanol 추출물과 용매별 분획물을 농도별로 처리한 균들의 생육도를 균주별로 조사한 결과, 공통적으로 모든 균들이 methanol 추출물에서 항균효과를 나타내었고, 분획물 중에서는 water 분획물, butanol 분획물에서 항균효과가 뚜렷이 나타났다. 4. 항균 저해율을 확인한 결과, methanol 추출물은 모든 균에 대해 30 % 이상의 저해율을 나타내었다. 분획물 중에서는 butanol 분획물이 L. monocytogenes를 제외한 균에서 50 % 이상의 강한 저해율을 나타내었다. 한편, ethylacetate 분획물은 E. coli를 제외한 균에서 40 % 내외의 항균활성을 나타내어 disc 법과 다른 결과를 나타내었다. 5. broth microdilution 법을 시행하여 균의 최소저해 농도(MIC)를 측정한 결과는 S. typhimurium에 대하여 methanol 추출물이 625 ㎍/ml의 농도를 나타내었다. 분획물 중에서 S. aureus에 대하여 butanol 분획물이 625 ㎍/ml의 농도로 MIC 값 중 가장 낮은 값을 나타내어 적은 양으로도 항균 활성을 나타낼 수 있음을 알 수 있었다. 6. 동백나무 잎의 methanol 추출물과 butanol 분획물의 농도를 1 mg/disc로 하여 40, 80, 100, 120℃에서 각각 1시간 동안 열처리 한 후 S. typhimurium의 생육정도를 측정한 결과, 모든 처리구에서 대조구와 차이가 크지 않은 항균활성을 보였는데 특히 120℃의 처리에 의해서도 methanol 추출물에서 항균활성이 있는 것으로 나타나 열에 매우 안정한 물질임을 알 수 있었다. 7. 동백나무 잎의 pH 변화에 대한 항균력을 조사하기 위하여 methanol 추출물과 butanol 분획물의 농도를 1 mg/disc로 하여 pH를 2, 5, 7, 9, 11로 조절한 후 S. aureus의 생육정도를 조사한 결과 methanol 추출물은 모든 pH 조건에 대하여 대조구와 비교시 항균활성에 있어 차이가 나타나지 않아 pH 안정성이 매우 우수함을 알 수 있었고, butanol 분획물은 산성에 대해서는 안정한 반면, 강알칼리쪽으로 갈수록 활성이 낮아지는 경향을 나타내었지만 활성을 완전히 잃지 않고 비교적 높은 활성을 나타내었다. 8. 동백나무 잎의 methanol 추출물과 butanol 분획물에 대한 S. aureus의 항균효과에 대한 기작을 확인하고자 주사전자현미경(SEM)으로 균체를 검경한 결과 비처리군은 표면이 매끄럽고, 오염이 없는 깨끗한 모습인 반면, 처리군은 세포질막 파괴로 추정되는 세포기관의 lysis 현상을 나타내었다. 9. 시판 주방용 세제에 methanol 추출물을 농도별로 첨가하여 S. aureus에 대한 항균효과를 확인한 결과 세제 비처리군에서는 처음 균 수(2.58×10^(9) CFU/ml)의 50 % 이상이 남아있었지만, 추출물 1 ㎍/ml 이상의 첨가구에서는 1.8×10^(3) CFU/ml이 생존하여 뚜렷한 항균효과를 나타내었다. 이상의 결과로서 동백나무(Camellia japonica L.) 잎은 항균활성물질을 갖고 있으며, 또한 열과 pH에 안정하여 다양한 가공적성에 이용될 수 있고, 시판 세제의 항균 상승 효과를 확인함으로써 항균 소재로서의 이용 가능성이 높음을 암시하였다. 차후 항균물질을 분리 동정하고 안전성을 확인하여 동백나무를 천연 항균 소재로 개발할 가치가 충분히 있다고 하겠다.
To search an antimicrobial compound, the substances from methanol extract of leaves of Camellia japonica L. which grows naturally in Korea were fractionated by 4 solvents according to polarity. Antimicrobial effects against four kinds of microorganisms(Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staph...
To search an antimicrobial compound, the substances from methanol extract of leaves of Camellia japonica L. which grows naturally in Korea were fractionated by 4 solvents according to polarity. Antimicrobial effects against four kinds of microorganisms(Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes) were measured by paper disc method and minimum inhibitory concentration(MIC)s were identified. Then scanning electron microscope(SEM) was used to know the antimirobial action of extract on cells and synergistic effect was identified by adding extract in kitchen detergent sold at a market. The results were obtained as follows : 1. The yield ratio of methanol of Camellia Japonica L. leaves extact had the highest percentage(17.369 %) ; Water fraction(5.782 %) and butanol fraction(4.573 %). However n-hexane fraction, chloroform fraction and ethylacetate fraction were taken in the ratio of around 1 %. 2. Using paper disc method, methanol extract(MEex), water fraction(WAfr) and butanol fraction(BUfr) showed an antimicrobial effect against all test microorganisms. Especially, MEex showed a strong antimicrobial effect against S. aureus and L. monocytogenes. WAfr and BUfr showed one against S. aureus. N-hexane fraction(HEfr) and chloroform fraction(CHfr) did not have any antimicrobial effects against four kinds of test microorganisms and ethylacetate fraction(EAfr) had an antimicrobial effect against S. aureus only. 3. All species grown in the medium adding fractions of Camellia Japonica L. leaves extact were inhibited from WAfr and BUfr, repectively. 4. In the result of identifying antimicrobial inhibitory effect rate, MEex had more than 30 %. BUfr had an high inhibitory effect rate of more than 50 % against 3 microorganisms except L. monocytogenes. On the other hand, EAfr had around 40 % except E. coli. These are different results from paper disc method. 5. MICs of microorganisms from extract and fractions by broth microdilution method lead as follows. MEex against S. typhimurium and BUfr against S. aureus had concentrations of 625 ㎍/ml, the lowest values in MIC, which meant that low level of them could show antimicrobial activity. 6. After heat treatment of MEex and BUfr at 40, 80, 100, and 120℃ for an hour growth rate of S. typhimurium was checked. According to the result of growth rate, there were very small differences of antimicrobial activity between all of test and control. Especially, MEex treated with heat at 120℃ had antimicrobial activity, which means that is a very stable substances with heat. 7. In result of growth of S. aureus in the medium adding MEex treated various pH conditions(2, 5, 7, 9, 11) there was no difference of antimicrobial activity so its stability on pH was high quality. While BUfr was stable against acid, it had a trend that the more alkali side was the lower activity, but it had pretty high quality of activity even though it was lower than acid part. 8. SEM was used to see mechanism of S. aureus of the MEex and the BUfr of Camellia japonica L. against antimicrobial effect. It had velvety surfaces and no pollution, but control has a lysis phenomenon of cell organell presumed destruction of cytoplasm membrane as well as remaining of microorganism. 9. The number of survival microorganisms was counted as a antimicrobial effect against S. aureus in kitchen detergent which was putted each concentration of methanol extract, and it has more than 50 % of beginning number(2.58×10^(9) CFU/ml) of microorganisms. There was small difference between detergent and extract of 500 ppm, but there were differences clearly between detergent and extract of more than 1000 ppm in antimicrobial effect. At the results, Camellia japonica L. leaves have antimicrobial activity component. Also, it is stable against heat and pH, so it can be process property widely as a broad spectum. Using the detergent in market, Camellia japonica L. leaves extract is confirmed that has antimicrobial synergistic effect, is suggested that has high possibility to use as a antimicrobial material. Also, Camellia japonica L. growing naturally in Korea is invaluable to develop as a natural antimicrobial material after isolation and identification.
To search an antimicrobial compound, the substances from methanol extract of leaves of Camellia japonica L. which grows naturally in Korea were fractionated by 4 solvents according to polarity. Antimicrobial effects against four kinds of microorganisms(Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes) were measured by paper disc method and minimum inhibitory concentration(MIC)s were identified. Then scanning electron microscope(SEM) was used to know the antimirobial action of extract on cells and synergistic effect was identified by adding extract in kitchen detergent sold at a market. The results were obtained as follows : 1. The yield ratio of methanol of Camellia Japonica L. leaves extact had the highest percentage(17.369 %) ; Water fraction(5.782 %) and butanol fraction(4.573 %). However n-hexane fraction, chloroform fraction and ethylacetate fraction were taken in the ratio of around 1 %. 2. Using paper disc method, methanol extract(MEex), water fraction(WAfr) and butanol fraction(BUfr) showed an antimicrobial effect against all test microorganisms. Especially, MEex showed a strong antimicrobial effect against S. aureus and L. monocytogenes. WAfr and BUfr showed one against S. aureus. N-hexane fraction(HEfr) and chloroform fraction(CHfr) did not have any antimicrobial effects against four kinds of test microorganisms and ethylacetate fraction(EAfr) had an antimicrobial effect against S. aureus only. 3. All species grown in the medium adding fractions of Camellia Japonica L. leaves extact were inhibited from WAfr and BUfr, repectively. 4. In the result of identifying antimicrobial inhibitory effect rate, MEex had more than 30 %. BUfr had an high inhibitory effect rate of more than 50 % against 3 microorganisms except L. monocytogenes. On the other hand, EAfr had around 40 % except E. coli. These are different results from paper disc method. 5. MICs of microorganisms from extract and fractions by broth microdilution method lead as follows. MEex against S. typhimurium and BUfr against S. aureus had concentrations of 625 ㎍/ml, the lowest values in MIC, which meant that low level of them could show antimicrobial activity. 6. After heat treatment of MEex and BUfr at 40, 80, 100, and 120℃ for an hour growth rate of S. typhimurium was checked. According to the result of growth rate, there were very small differences of antimicrobial activity between all of test and control. Especially, MEex treated with heat at 120℃ had antimicrobial activity, which means that is a very stable substances with heat. 7. In result of growth of S. aureus in the medium adding MEex treated various pH conditions(2, 5, 7, 9, 11) there was no difference of antimicrobial activity so its stability on pH was high quality. While BUfr was stable against acid, it had a trend that the more alkali side was the lower activity, but it had pretty high quality of activity even though it was lower than acid part. 8. SEM was used to see mechanism of S. aureus of the MEex and the BUfr of Camellia japonica L. against antimicrobial effect. It had velvety surfaces and no pollution, but control has a lysis phenomenon of cell organell presumed destruction of cytoplasm membrane as well as remaining of microorganism. 9. The number of survival microorganisms was counted as a antimicrobial effect against S. aureus in kitchen detergent which was putted each concentration of methanol extract, and it has more than 50 % of beginning number(2.58×10^(9) CFU/ml) of microorganisms. There was small difference between detergent and extract of 500 ppm, but there were differences clearly between detergent and extract of more than 1000 ppm in antimicrobial effect. At the results, Camellia japonica L. leaves have antimicrobial activity component. Also, it is stable against heat and pH, so it can be process property widely as a broad spectum. Using the detergent in market, Camellia japonica L. leaves extract is confirmed that has antimicrobial synergistic effect, is suggested that has high possibility to use as a antimicrobial material. Also, Camellia japonica L. growing naturally in Korea is invaluable to develop as a natural antimicrobial material after isolation and identification.
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