내생포자는 열, 방사선, 화학적 처리 등에 대해 내성이 강해, 현재 사용되고 있는 식품용 항균제로는 거의 불성화시키지 못한다. 따라서 천연물로부터 항포자(抗胞子) 활성을 가진 성분을 탐색하기 위하여 천연물(天然物)의 Bacillus subtilis ATCC 6633 내생포자 (內生胞子)에 대한 생육저해를 측정하였다. 항균활성이 보고된 약용식물 및 향신료 (79종)의 75% ...
내생포자는 열, 방사선, 화학적 처리 등에 대해 내성이 강해, 현재 사용되고 있는 식품용 항균제로는 거의 불성화시키지 못한다. 따라서 천연물로부터 항포자(抗胞子) 활성을 가진 성분을 탐색하기 위하여 천연물(天然物)의 Bacillus subtilis ATCC 6633 내생포자 (內生胞子)에 대한 생육저해를 측정하였다. 항균활성이 보고된 약용식물 및 향신료 (79종)의 75% ethanol 추출물의 흡광도를 측정하여 비교적 활성이 높은 (흡광도 0.4 이하) 23종을 1차로 선정하였다. 2차 screeeing에서는 생균수 측정법으로 측정하여 사상자(蛇床子), 치자(梔子), 마치현(馬齒현) 및 우방자(牛蒡子)를 후보물질로 선정하였다, 특히 사상자 에탄올 추출물은 1% (w/v) 농도에서 내생포자의 생육을 3 log (CFU/ml) 억제시켜 가장 우수한 안정적인 항포자 활성을 나타내어 최종 항균소재로 선정하였다.$$a$$a사상자 중의 항균 활성물질을 분리, 정제하기 위하여 사상자 75% ethanol 추출물을 극성(極性)에 따라 n-hexane층, ethyl acetate층, n-butyl alcohol층 및 water층으로 분획하였다. 각 분획물의 항포자 활성을 측정한 결과, n-hexane은 1 log CFU/ml 만큼 감소시켰으며, butyl alcohol층은 항포자 활성이 전혀 없었고 ethanol extract와 water층은 균수를 오히려 약간 증가시켰다, 한편 hexane층과 water층을 동시에 첨가하였을 때 포자를 2 log CFU/ml 감소시켜 항포자 활성이 현저히 증가되었다. 이와 같은 결과는 hexane 층에는 항포자 활성을 나타내는 유효성분이 함유되어 있으며, water층에는 항포자 활성을 증진시키는 물질이 함유되어 있음을 의미한다. Hexane층으로부터 유효성분을 분리하기 위하여 n-hexane 층을 silica gel column chromatography을 수행하여 F1, F2, F3, F4로 분획한 결과 F3 분획에서 항포자 활성이 가장 높았다. F3 분획을 다시 silica gel column chromatography로 정제하여 순도 98% 이상의 compound 3A를 얻었다. Compound 3A는 0.27% (w/v) water층의 존재하에 0.1% (w/v) 농도에서 사상자 에탄올 추출물과 거의 동일한 수준의 항포자 활성을 나타내어 기기분석을 통하여 compound 3A를 동정한 결과 compound 3A는 sesquiterpene 계통의 분자량 376의 torilin (C22H32O5)으로 밝혀졌으며, 항포자 활성은 다수의 에스테르 (-O-) 친수성기와 메틸 (CH3) 소수성기에서 유래되는 계면활성작용에 의한 포자 coat층의 손상에 기인한 것으로 해석되었다. Water층의 항포자 활성 증진효과를 밝히기 위하여 내생포자 현탁액에 water층을 0.27% 첨가하고 염색법과 scanning electron microscope (SEM)로 포자를 관찰했을 때 coat 및 cortex 손상과 core 손실 등의 포자 발아(發芽)로 예상되는 포자 내외부의 변화를 보였다. Water층의 성분을 분석한 결과 water층에는 발아 및 outgrowth 촉진물질인 L-alanine과 K+ 이온이 상당량 함유되어 있었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 사상자 에탄올 추출물의 항균 메커니즘은 유효성분인 torilin의 직접적인 작용에 의해 90%의 포자가 사멸되고 이어서 L-alanine과 K+ 이온 등의 발아제에 의해 순차적으로 촉진되는 발아 및 outgrowth에 의하여 약해진 포자에 추가적으로 torilin이 작용하여 포자가 99.9% 사멸되는 것으로 추정된다.$$a$$a사상자 에탄올 추출액을 첨가하고 185 ~ 254 nm 영역의 자외선을 조사했을 때 UV 단독 조사때보다 포자의 사멸에 소요되는 광에너지가 50% 감소되었는데, 이는 사상자내의 항균성분인 torilin과 발아 및 outgrowth 촉진 물질이 포자의 자외선 내성에 관여하고 있는 core 및 inner coat, cortex층 간의 communication system에 손상을 주어 항포자 활성의 상승효과를 가져온 것으로 추정된다.$$a$$a
내생포자는 열, 방사선, 화학적 처리 등에 대해 내성이 강해, 현재 사용되고 있는 식품용 항균제로는 거의 불성화시키지 못한다. 따라서 천연물로부터 항포자(抗胞子) 활성을 가진 성분을 탐색하기 위하여 천연물(天然物)의 Bacillus subtilis ATCC 6633 내생포자 (內生胞子)에 대한 생육저해를 측정하였다. 항균활성이 보고된 약용식물 및 향신료 (79종)의 75% ethanol 추출물의 흡광도를 측정하여 비교적 활성이 높은 (흡광도 0.4 이하) 23종을 1차로 선정하였다. 2차 screeeing에서는 생균수 측정법으로 측정하여 사상자(蛇床子), 치자(梔子), 마치현(馬齒현) 및 우방자(牛蒡子)를 후보물질로 선정하였다, 특히 사상자 에탄올 추출물은 1% (w/v) 농도에서 내생포자의 생육을 3 log (CFU/ml) 억제시켜 가장 우수한 안정적인 항포자 활성을 나타내어 최종 항균소재로 선정하였다.$$a$$a사상자 중의 항균 활성물질을 분리, 정제하기 위하여 사상자 75% ethanol 추출물을 극성(極性)에 따라 n-hexane층, ethyl acetate층, n-butyl alcohol층 및 water층으로 분획하였다. 각 분획물의 항포자 활성을 측정한 결과, n-hexane은 1 log CFU/ml 만큼 감소시켰으며, butyl alcohol층은 항포자 활성이 전혀 없었고 ethanol extract와 water층은 균수를 오히려 약간 증가시켰다, 한편 hexane층과 water층을 동시에 첨가하였을 때 포자를 2 log CFU/ml 감소시켜 항포자 활성이 현저히 증가되었다. 이와 같은 결과는 hexane 층에는 항포자 활성을 나타내는 유효성분이 함유되어 있으며, water층에는 항포자 활성을 증진시키는 물질이 함유되어 있음을 의미한다. Hexane층으로부터 유효성분을 분리하기 위하여 n-hexane 층을 silica gel column chromatography을 수행하여 F1, F2, F3, F4로 분획한 결과 F3 분획에서 항포자 활성이 가장 높았다. F3 분획을 다시 silica gel column chromatography로 정제하여 순도 98% 이상의 compound 3A를 얻었다. Compound 3A는 0.27% (w/v) water층의 존재하에 0.1% (w/v) 농도에서 사상자 에탄올 추출물과 거의 동일한 수준의 항포자 활성을 나타내어 기기분석을 통하여 compound 3A를 동정한 결과 compound 3A는 sesquiterpene 계통의 분자량 376의 torilin (C22H32O5)으로 밝혀졌으며, 항포자 활성은 다수의 에스테르 (-O-) 친수성기와 메틸 (CH3) 소수성기에서 유래되는 계면활성작용에 의한 포자 coat층의 손상에 기인한 것으로 해석되었다. Water층의 항포자 활성 증진효과를 밝히기 위하여 내생포자 현탁액에 water층을 0.27% 첨가하고 염색법과 scanning electron microscope (SEM)로 포자를 관찰했을 때 coat 및 cortex 손상과 core 손실 등의 포자 발아(發芽)로 예상되는 포자 내외부의 변화를 보였다. Water층의 성분을 분석한 결과 water층에는 발아 및 outgrowth 촉진물질인 L-alanine과 K+ 이온이 상당량 함유되어 있었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 사상자 에탄올 추출물의 항균 메커니즘은 유효성분인 torilin의 직접적인 작용에 의해 90%의 포자가 사멸되고 이어서 L-alanine과 K+ 이온 등의 발아제에 의해 순차적으로 촉진되는 발아 및 outgrowth에 의하여 약해진 포자에 추가적으로 torilin이 작용하여 포자가 99.9% 사멸되는 것으로 추정된다.$$a$$a사상자 에탄올 추출액을 첨가하고 185 ~ 254 nm 영역의 자외선을 조사했을 때 UV 단독 조사때보다 포자의 사멸에 소요되는 광에너지가 50% 감소되었는데, 이는 사상자내의 항균성분인 torilin과 발아 및 outgrowth 촉진 물질이 포자의 자외선 내성에 관여하고 있는 core 및 inner coat, cortex층 간의 communication system에 손상을 주어 항포자 활성의 상승효과를 가져온 것으로 추정된다.$$a$$a
Bacterial endospores, especially Bacillus and Clostridium are the sterilizing target in various foods. In order to screen novel antimicrobial substances against spores from medicinal plants, Bacillus subtilis ATCC 6633 spores were used as test spores. Among 79 kind plants known as natural antimicrob...
Bacterial endospores, especially Bacillus and Clostridium are the sterilizing target in various foods. In order to screen novel antimicrobial substances against spores from medicinal plants, Bacillus subtilis ATCC 6633 spores were used as test spores. Among 79 kind plants known as natural antimicrobial materials, Torilis japonica fruit showed an excellent activity. The crude ethanol extract (75%) reduced the spore counts to 3 log CFU/ml and the vegetative cells to undectable level (6 log CFU/ml reduction) at a concentration of 1% (w/v). The ethanol extract of Torilis japonica was fractionated into n-hexane (H) and water layer. Antimicrobial active compound, isolated and purified from the hexane layer, was identified as torilin (C22H32O5, 5-[1-(acetyloxy)-1-methylethyl]-3,8-dimethyl-2-oxo-1,2,4,5,6,7,8,8a-octa-hydroazulen-6-yl(2E)-2-methylbut-2-enoate). The water fraction (W) of the ethanol layer did not show antimicrobial activity, but antimicrobial effect of 0.1% torilin was significantly enhanced in the presence of the water fraction (0.27%). Considerable amount of germinants such as L-alanine and K+ ion was contained in the water fraction, and germination triggered by these germinants in the water fraction was observed. From these results, inactivation mechanism of the ethanol layer of Torilis japonica fruit can be explained by as follow: torilin inactivates rapidly the spores by surfactant function in the first stage, and then the spores were further inactivated by synergistic effect due to disruption of the spore coat after initiation of germination by the germinants.$$a$$a
Bacterial endospores, especially Bacillus and Clostridium are the sterilizing target in various foods. In order to screen novel antimicrobial substances against spores from medicinal plants, Bacillus subtilis ATCC 6633 spores were used as test spores. Among 79 kind plants known as natural antimicrobial materials, Torilis japonica fruit showed an excellent activity. The crude ethanol extract (75%) reduced the spore counts to 3 log CFU/ml and the vegetative cells to undectable level (6 log CFU/ml reduction) at a concentration of 1% (w/v). The ethanol extract of Torilis japonica was fractionated into n-hexane (H) and water layer. Antimicrobial active compound, isolated and purified from the hexane layer, was identified as torilin (C22H32O5, 5-[1-(acetyloxy)-1-methylethyl]-3,8-dimethyl-2-oxo-1,2,4,5,6,7,8,8a-octa-hydroazulen-6-yl(2E)-2-methylbut-2-enoate). The water fraction (W) of the ethanol layer did not show antimicrobial activity, but antimicrobial effect of 0.1% torilin was significantly enhanced in the presence of the water fraction (0.27%). Considerable amount of germinants such as L-alanine and K+ ion was contained in the water fraction, and germination triggered by these germinants in the water fraction was observed. From these results, inactivation mechanism of the ethanol layer of Torilis japonica fruit can be explained by as follow: torilin inactivates rapidly the spores by surfactant function in the first stage, and then the spores were further inactivated by synergistic effect due to disruption of the spore coat after initiation of germination by the germinants.$$a$$a
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