[학위논문]마늘(Allium sativum L.)껍질 추출물의 여드름균에 대한 항균효과 및 항산화활성 Antibiotic effect for acne germs and antioxidant activities of Allium sativum L. peel extract원문보기
국 문 요 약 마늘(Allium sativum L.)껍질 추출물의 여드름균에 대한 항균효과 및 항산화활성 본 연구는 마늘(Allium sativum L.)의 부산물인 마늘껍질 추출물을 이용하여 그램 양성균 Propionibacterium acnes 3314(P. acnes 3314), Propionibacterium acnes 3320(P. acnes 3320), Bacillus subtillis(B. subtillis)와 그램 음성균 ...
국 문 요 약 마늘(Allium sativum L.)껍질 추출물의 여드름균에 대한 항균효과 및 항산화활성 본 연구는 마늘(Allium sativum L.)의 부산물인 마늘껍질 추출물을 이용하여 그램 양성균 Propionibacterium acnes 3314(P. acnes 3314), Propionibacterium acnes 3320(P. acnes 3320), Bacillus subtillis(B. subtillis)와 그램 음성균 Pseudomonas aeruginosa(P. aeruginosa), Escherichia coli(E. coli) 균주 총 5종에 대한 항균효과를 연구하고, O/W emulsion을 제조한 후 여드름 억제에 미치는 효과 연구를 통해 폐기되는 마늘껍질 내 항산화 성분을 기능성 소재로 적절히 활용하는 방법을 모색하고 임상적용을 통하여 천연 여드름 항균제로 개발하는데 기초 자료를 제공하고자 하였다. 분쇄한 마늘껍질 100 g씩을 각각 600 mL의 증류수에 30 ℃, 100 ℃로 2시간 동안 추출하고, 95% 에탄올에 30 ℃, 70 ℃로 2시간 동안 추출하여 GWR3은 4.45%, GWH10은 4.47%, GER3은 0.36%, GEH7은 0.84% 수율 의 4가지 동결건조 추출물을 얻었다. 온도가 높을수록 높은 수율을 나타냈고 증류수 100 ℃에서 추출한 GWH10 마늘껍질 추출물이 다른 추출물들보다 높은 수율을 나타냈다. Disk paper method에 의하여 마늘껍질 추출물의 항균력을 검정한 결과 증류수를 용매로 30 ℃에서 2시간 동안 추출한 GWR3이 P. acnes 3314에 대해서는 12.2 mm, B. subtillis에 대해서는 18.7 mm, P. aeruginosa에 대해서는 11.3 mm, E. coli에 대해서는 16.2 mm의 생육저지환을 형성하여 다른 추출물들보다 높은 항균효과를 보였다. P. acnes 3320에 대해서는 95% 에탄올을 용매로 70 ℃에서 2시간 동안 추출한 GEH7이 27.2 mm의 생육저지환을 형성하여 다른 추출물들보다 높은 항균효과를 보였다. Agar-well Diffusion Assay에 의하여 마늘껍질 추출물의 항균력을 검정한 결과 증류수를 용매로 30 ℃에서 2시간 동안 추출한 GWR3이 B. subtillis에 대해서는 13.2 mm, P. aeruginosa에 대해서는 11.7 mm, E. coli에 대해서는 12.6 mm의 생육저지환을 형성하여 다른 추출물들보다 높은 항균효과를 보였다. 이에 따라 용매의 온도가 높아질수록 항균활성이 저하되며 약한 열안정성을 보이는 것으로 나타났다. 항산화효과에서의 총 폴리페놀 함량은 GWR3은 16.27 mg/g, GWH10은 21.89 mg/g, GER3은 24.76 mg/g, GEH7은 31.70 mg/g로 나타났으며, 총 플라보노이드함량은 GWR3은 2.35 mg/g, GWH10은 2.27 mg/g, GER3은 2.26 mg/g, GEH7은 2.32 mg/g로 나타났다. 추출물 중 총 폴리페놀은 GEH7이 총 플라보노이드는 GWR3의 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 증류수 추출물보다는 에탄올 추출물에서 유의적으로 높았으며 총 플라보노이드 함량은 모든 추출물에서 낮았으나 에탄올 추출물보다는 증류수 추출물의 함량이 높았다. 마늘껍질 추출물에 대한 전자공여능 측정 결과는 GER3은 50 mg/L일 때 82.34%, 250 mg/L일 때 91.82%의 활성을 보였고, 시료액의 첨가농도가 높아질수록 전자공여능이 증가하는 경향을 보였다. 증류수 추출물보다 에탄올 추출물에서 전자공여능이 더 높은 것으로 나타났다. 모든 균주에서 우수한 항균력을 보인 GWR3 추출물 0.5%를 함유하는 O/W emulsion을 제조하여 천연 여드름 항균제로서의 가능성을 확인하기 위해 화장품 안정성 Test 및 인체 폐쇄 첩포 실험을 실시하여 안전성을 확인하였고, 여드름 피부상태를 가지고 있는 20대 성인 남·여 7명을 선정하여 약 5주간의 임상적용 후 여드름 개선 효능을 측정하였다. 연구대상자의 안면 및 등 여드름의 변화는 KAGS를 기준으로 평가할 때 구진 124개에서 91개로 감소하여 26%의 감소율을 보였고, 결절의 개수는 39개에서 22개로 감소하여 43%의 감소율을 보였다. 전체 연구대상자는 농포성 여드름인 Grade 3등급에서 대부분 면포와 구진이 혼재된 Grade 2등급의 단계로 등급이 개선되었다. 따라서 마늘껍질 추출물은 우수한 항균효과를 가지고 피부 여드름균의 증식을 억제하는 물질이며 여드름항균제 및 여드름개선 화장품원료로써 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다.
국 문 요 약 마늘(Allium sativum L.)껍질 추출물의 여드름균에 대한 항균효과 및 항산화활성 본 연구는 마늘(Allium sativum L.)의 부산물인 마늘껍질 추출물을 이용하여 그램 양성균 Propionibacterium acnes 3314(P. acnes 3314), Propionibacterium acnes 3320(P. acnes 3320), Bacillus subtillis(B. subtillis)와 그램 음성균 Pseudomonas aeruginosa(P. aeruginosa), Escherichia coli(E. coli) 균주 총 5종에 대한 항균효과를 연구하고, O/W emulsion을 제조한 후 여드름 억제에 미치는 효과 연구를 통해 폐기되는 마늘껍질 내 항산화 성분을 기능성 소재로 적절히 활용하는 방법을 모색하고 임상적용을 통하여 천연 여드름 항균제로 개발하는데 기초 자료를 제공하고자 하였다. 분쇄한 마늘껍질 100 g씩을 각각 600 mL의 증류수에 30 ℃, 100 ℃로 2시간 동안 추출하고, 95% 에탄올에 30 ℃, 70 ℃로 2시간 동안 추출하여 GWR3은 4.45%, GWH10은 4.47%, GER3은 0.36%, GEH7은 0.84% 수율 의 4가지 동결건조 추출물을 얻었다. 온도가 높을수록 높은 수율을 나타냈고 증류수 100 ℃에서 추출한 GWH10 마늘껍질 추출물이 다른 추출물들보다 높은 수율을 나타냈다. Disk paper method에 의하여 마늘껍질 추출물의 항균력을 검정한 결과 증류수를 용매로 30 ℃에서 2시간 동안 추출한 GWR3이 P. acnes 3314에 대해서는 12.2 mm, B. subtillis에 대해서는 18.7 mm, P. aeruginosa에 대해서는 11.3 mm, E. coli에 대해서는 16.2 mm의 생육저지환을 형성하여 다른 추출물들보다 높은 항균효과를 보였다. P. acnes 3320에 대해서는 95% 에탄올을 용매로 70 ℃에서 2시간 동안 추출한 GEH7이 27.2 mm의 생육저지환을 형성하여 다른 추출물들보다 높은 항균효과를 보였다. Agar-well Diffusion Assay에 의하여 마늘껍질 추출물의 항균력을 검정한 결과 증류수를 용매로 30 ℃에서 2시간 동안 추출한 GWR3이 B. subtillis에 대해서는 13.2 mm, P. aeruginosa에 대해서는 11.7 mm, E. coli에 대해서는 12.6 mm의 생육저지환을 형성하여 다른 추출물들보다 높은 항균효과를 보였다. 이에 따라 용매의 온도가 높아질수록 항균활성이 저하되며 약한 열안정성을 보이는 것으로 나타났다. 항산화효과에서의 총 폴리페놀 함량은 GWR3은 16.27 mg/g, GWH10은 21.89 mg/g, GER3은 24.76 mg/g, GEH7은 31.70 mg/g로 나타났으며, 총 플라보노이드함량은 GWR3은 2.35 mg/g, GWH10은 2.27 mg/g, GER3은 2.26 mg/g, GEH7은 2.32 mg/g로 나타났다. 추출물 중 총 폴리페놀은 GEH7이 총 플라보노이드는 GWR3의 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 증류수 추출물보다는 에탄올 추출물에서 유의적으로 높았으며 총 플라보노이드 함량은 모든 추출물에서 낮았으나 에탄올 추출물보다는 증류수 추출물의 함량이 높았다. 마늘껍질 추출물에 대한 전자공여능 측정 결과는 GER3은 50 mg/L일 때 82.34%, 250 mg/L일 때 91.82%의 활성을 보였고, 시료액의 첨가농도가 높아질수록 전자공여능이 증가하는 경향을 보였다. 증류수 추출물보다 에탄올 추출물에서 전자공여능이 더 높은 것으로 나타났다. 모든 균주에서 우수한 항균력을 보인 GWR3 추출물 0.5%를 함유하는 O/W emulsion을 제조하여 천연 여드름 항균제로서의 가능성을 확인하기 위해 화장품 안정성 Test 및 인체 폐쇄 첩포 실험을 실시하여 안전성을 확인하였고, 여드름 피부상태를 가지고 있는 20대 성인 남·여 7명을 선정하여 약 5주간의 임상적용 후 여드름 개선 효능을 측정하였다. 연구대상자의 안면 및 등 여드름의 변화는 KAGS를 기준으로 평가할 때 구진 124개에서 91개로 감소하여 26%의 감소율을 보였고, 결절의 개수는 39개에서 22개로 감소하여 43%의 감소율을 보였다. 전체 연구대상자는 농포성 여드름인 Grade 3등급에서 대부분 면포와 구진이 혼재된 Grade 2등급의 단계로 등급이 개선되었다. 따라서 마늘껍질 추출물은 우수한 항균효과를 가지고 피부 여드름균의 증식을 억제하는 물질이며 여드름항균제 및 여드름개선 화장품원료로써 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다.
ABSTRACT Antibiotic effect for acne germs and antioxidant activities of Allium sativum L. peel extract Jang, hye rroon Dept. of Beauty Arts The Graduate School of SeoKyeong University The study investigated antibiotic effect for total 5 types among strains of gram positive bacteria Propionibacterium...
ABSTRACT Antibiotic effect for acne germs and antioxidant activities of Allium sativum L. peel extract Jang, hye rroon Dept. of Beauty Arts The Graduate School of SeoKyeong University The study investigated antibiotic effect for total 5 types among strains of gram positive bacteria Propionibacterium acnes 3314(P. acnes 3314), Propionibacterium acnes 3320(P. acnes 3320), Bacillus subtillis(B. subtillis) and gram negative bacteria Pseudomonas aeruginosa(P. aeruginosa), Escherichia coli(E. coli) by using Allium sativum L. peel. extract which was by-product of Allium sativum L. peel and groped for properly applying antioxidant ingredient inside discarded Allium sativum L. peel as functional material through research of effect on suppression of acne after manufacturing of O/W emulsion and intended to provide basic data for development of natural antibiotics for acne through clinical application. Extracting process of 100 g crushed Allium sativum L. peel was carried out with 600 mL of distilled water at 30 ℃ and 100 ℃ for 2 hours, and with 95% of ethanol at 30 ℃ and 70 ℃ each, and 4 types of lyophilized extract such as GWR3, GWH10, GER3 and GEH7 were obtained, which had yield of 4.45%, 4.47%, 0.36% and 0.84% each. The higher temperature was, the higher yield was shown, and GWH10 extract of Allium sativum L. peel which was extracted at 100 ℃ showed higher yield than other extract. Results of examination of antimicrobial activities of Allium sativum L. peel by Disk paper method showed that GWR3 which was extracted by using distilled water as solvent at 30 ℃ for 2 hours had higher antibiotic effect than other extract by forming clear zone of 12.2 mm for P. acnes 3314, 18.7 mm for B. subtillis, 11.3 mm for P. aeruginosa and 16.2 mm for E. coli. GEH7 which was extracted by 95% ethanol at 70 ℃ for 2 hours showed higher antibiotic effect than other extract by forming 27.2 mm of clear zone for P. acnes 3320. Results of examination of antimicrobial activities of Allium sativum L. peel by Agar-well Diffusion Assay showed that GWR3 which was extracted by using distilled water as solvent at 30 ℃ for 2 hours had higher antibiotic effect than other extract by forming clear zone of 13.2 mm for B. subtillis, 11.7mm for P. aeruginosa, and 12.6 mm for E. coli. Therefore, it was shown that the higher solvent temperature was, the lower antibiotic activity occurred, and the weaker thermal stability was presented. It was shown that total polyphenol content was 16.27 mg/g for GWR3, 21.89 mg/g for GWH10, 24.76 mg/g for GER3, and 31.70 mg/g for GEH7, and total flavonoid content was 2.35 mg/g for GWR3, 2.27 mg/g for GWH10, 2.26 mg/g for GER3, and 2.32 mg/g for GEH7 in antioxidant effect. It was shown that the highest total amount of polyphenol was included in GEH7, and the highest total amount of flavonoid was included in GWR3. Content of total polyphenol was significantly higher in ethanol extract than distilled water extract, and content of total flavonoid was low in all extract, but content in distilled water extract was higher than ethanol extract. Results of electron donating ability measurement for Allium sativum L. peel extract showed that GER3 had 82.34% of activity for 50 mg/L, and 91.82% of activity for 250 mg/L, and electron donating ability had trend to increase as concentration of added sample solution increased. It was shown that electron donating ability was higher in ethanol extract than distilled water extract. Safety was checked by fulfillment of stability testing of cosmetic product and closed patch test on human body in order to check possibility as natural acne antibiotics through manufacturing of O/W emulsion containing 0.5% of GWR3 extract that showed excellent antimicrobial activities for all strains, and acne improvement effect was measured after clinical application for about 5 weeks through selection of 7 persons of adult male and female in their twenties, who had acne skin condition. When change of acne on face and back of subjects was evaluated according to KAGS, it was shown that papule decreased by 26% from 124 to 91, and nodule decreased by 43% from 39 to 22. Grade of all subjects was improved from grade 3 of pustules acne to grade 2 that mostly comedo and papule was mixed. Thus Allium sativum L. peel extract has excellent antibiotic effect, and is substance to suppress proliferation of skin acne germs, and it is judged that it has high possibility to be used as acne antibiotics and material of cosmetic product for improving acne.
ABSTRACT Antibiotic effect for acne germs and antioxidant activities of Allium sativum L. peel extract Jang, hye rroon Dept. of Beauty Arts The Graduate School of SeoKyeong University The study investigated antibiotic effect for total 5 types among strains of gram positive bacteria Propionibacterium acnes 3314(P. acnes 3314), Propionibacterium acnes 3320(P. acnes 3320), Bacillus subtillis(B. subtillis) and gram negative bacteria Pseudomonas aeruginosa(P. aeruginosa), Escherichia coli(E. coli) by using Allium sativum L. peel. extract which was by-product of Allium sativum L. peel and groped for properly applying antioxidant ingredient inside discarded Allium sativum L. peel as functional material through research of effect on suppression of acne after manufacturing of O/W emulsion and intended to provide basic data for development of natural antibiotics for acne through clinical application. Extracting process of 100 g crushed Allium sativum L. peel was carried out with 600 mL of distilled water at 30 ℃ and 100 ℃ for 2 hours, and with 95% of ethanol at 30 ℃ and 70 ℃ each, and 4 types of lyophilized extract such as GWR3, GWH10, GER3 and GEH7 were obtained, which had yield of 4.45%, 4.47%, 0.36% and 0.84% each. The higher temperature was, the higher yield was shown, and GWH10 extract of Allium sativum L. peel which was extracted at 100 ℃ showed higher yield than other extract. Results of examination of antimicrobial activities of Allium sativum L. peel by Disk paper method showed that GWR3 which was extracted by using distilled water as solvent at 30 ℃ for 2 hours had higher antibiotic effect than other extract by forming clear zone of 12.2 mm for P. acnes 3314, 18.7 mm for B. subtillis, 11.3 mm for P. aeruginosa and 16.2 mm for E. coli. GEH7 which was extracted by 95% ethanol at 70 ℃ for 2 hours showed higher antibiotic effect than other extract by forming 27.2 mm of clear zone for P. acnes 3320. Results of examination of antimicrobial activities of Allium sativum L. peel by Agar-well Diffusion Assay showed that GWR3 which was extracted by using distilled water as solvent at 30 ℃ for 2 hours had higher antibiotic effect than other extract by forming clear zone of 13.2 mm for B. subtillis, 11.7mm for P. aeruginosa, and 12.6 mm for E. coli. Therefore, it was shown that the higher solvent temperature was, the lower antibiotic activity occurred, and the weaker thermal stability was presented. It was shown that total polyphenol content was 16.27 mg/g for GWR3, 21.89 mg/g for GWH10, 24.76 mg/g for GER3, and 31.70 mg/g for GEH7, and total flavonoid content was 2.35 mg/g for GWR3, 2.27 mg/g for GWH10, 2.26 mg/g for GER3, and 2.32 mg/g for GEH7 in antioxidant effect. It was shown that the highest total amount of polyphenol was included in GEH7, and the highest total amount of flavonoid was included in GWR3. Content of total polyphenol was significantly higher in ethanol extract than distilled water extract, and content of total flavonoid was low in all extract, but content in distilled water extract was higher than ethanol extract. Results of electron donating ability measurement for Allium sativum L. peel extract showed that GER3 had 82.34% of activity for 50 mg/L, and 91.82% of activity for 250 mg/L, and electron donating ability had trend to increase as concentration of added sample solution increased. It was shown that electron donating ability was higher in ethanol extract than distilled water extract. Safety was checked by fulfillment of stability testing of cosmetic product and closed patch test on human body in order to check possibility as natural acne antibiotics through manufacturing of O/W emulsion containing 0.5% of GWR3 extract that showed excellent antimicrobial activities for all strains, and acne improvement effect was measured after clinical application for about 5 weeks through selection of 7 persons of adult male and female in their twenties, who had acne skin condition. When change of acne on face and back of subjects was evaluated according to KAGS, it was shown that papule decreased by 26% from 124 to 91, and nodule decreased by 43% from 39 to 22. Grade of all subjects was improved from grade 3 of pustules acne to grade 2 that mostly comedo and papule was mixed. Thus Allium sativum L. peel extract has excellent antibiotic effect, and is substance to suppress proliferation of skin acne germs, and it is judged that it has high possibility to be used as acne antibiotics and material of cosmetic product for improving acne.
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