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문제 정의
- 식품제조업자와 소비자 모두 안전한 천연물의 사용을 희망하고 있어 인체에 무해한 보존료 외 개발이 시급한 실정이며 천연물에서 항균성 물질을 추출하여 식품에 이용하려는 연구가 많이 수행되어왔다 23). 최근에는 향신료, 식물의 정유성분 생약제 및 우리 나라에서 많이 음묭되는 녹차 추출물의 항균성에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다, 본 연구는 천연물 중에서 강한 항균활성과 높은 안전성을 가진 물질을 탐색할 목적으로 옛부터 우리 조상들이 대대로 음용하였으며, 생리적 유용성이 있는 녹차를 이용하여 식죽독세균에 대한 항균성 조사로서 녹차 추출물과 합성보존료의 생균 수와 최소억제농도 및 최소사멸농도, 생육 저해환의 크기를 비교하였다.
제안 방법
- 항균활성은 녹차 추출물과 보존료가 첨가된 배지에서 각 세균의 생균수의 변화를 조사하였다. 보존 균주를 1백금이량 취해서 TSE배지 10ml에서 약 18~24시간 전배 먕시 킨 후 다시 TSB배 지 10ml 에 균액 을 1ml 접종하여 18~24시간 배양한 전배양액을 녹차추출물 혹은 보존료(potassium sorbate, sodium benzoate) 가첨가된 TSB배지에 약 103 * 5 ce/ml되게 접종하여 24 시간 배양한 후 배양액의 생균수를 colony forming umt(Log CFU/ml)S 나타내었다.
- 생육저해환 측정은 전배양액 0.1ml를 TSB 배지에 접종하여 각 세균의 대수종식 기에 도달할 때까지 (3~ 6시간) 본배양한 후 미리 만들어둔 TSA 평판배지에 균 액을 약 107O&11S되게 접종하여 멸균 면봉으로 균일하게 도말하였다, 배지의 표면에 8mm 멸균 paper disc(Whatman)를 올려놓은 다음 3%, 5%의 녹차 추출물 혹은 보존료를 50씩 흡수시킨 후 35, C incubafoi에서 48시간 배먕시킨 후 paper disc 주위의 inhibition zone의 지경(mm)을 측정하였다.
- 녹차추출물과 보존료의 항균활성을 비교하기 위해서 0~의 녹차추출물 혹은 보존료를 첨가한 pH 5.5~7.0의 TSB에 각 식중독세균의 전배양액을 약 IO, CFU/ml가 되게 접종하여 351에서 24시간배양한 후 TSA 평판배지로서 생균수를 측정한 결과는 다음과 같다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 녹차는 태평양화학의 덖음 차로서20배 중량의 물 혹은 70% 에탄올로서 에서 중탕으로 2분간 3희 반복해서 추출하여 농축시킨 후 동결건조하여 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 공시균주는 Gram 양성 균인 Listeria monocytogenes ATCC 7644, Staphylococcus aureus ATCC13565, Gram 음성균인 Escherichia coli 0157 :H7 ATCC 43895, Salmonella typhimurium ATCC 7988을 계대배 양해서 사용하였다.
성능/효과
- 식중독세균에 대한 녹차추출물과 보존료의 최소저해 농도(MIC, minimum inhibitory concentration) 와최소사멸 농도 (MBC, minimum bactericidal concen- tration)는 Mann과 Markham 의 방법⑼에 따라 녹차추출물과 보존료의 항균실험에서 나타난 생균수 측정결과, 증식 이 나타나지 많은 최저 농도를 MIC, 세균이사멸한 최저농도를 MBC로 하였다
- sqocyfogen의 생균수 변화를 나타낸 그림이다. Sodium benzoate 와 potassium sorbate는 pH &5와 7.0에서 1%이상의 농도에서, pH 5.5와 &0에서는 0.5% 이상의 농도에서 증식이 억제되었으며, pH 5.5에서는 2.0%에서 세균이 사멸되어 두 보존료간에는 큰 차이를 나타내지 않았다. 보존료에서는 pH가 낮을수록 L.
- 녹차추출물의 경우 물추출물은 모든 시험 pH구가농도 0.8% 이상에서 균의 증식이 억제되었으며, 그 이상의 농도에서 항균력의 증가는 미미하였다. 에탄올추출물은 모든 시험 pH구가 농도 0.
- 8% 이상에서 균의 증식이 억제되었으며, 그 이상의 농도에서 항균력의 증가는 미미하였다. 에탄올추출물은 모든 시험 pH구가 농도 0.5% 이하에서 균의증식이 억제되었으며 그 이상의 농도에서 뚜렷한 항균력의 증가는 없었으며 pH에 차이에 의한 항균활성의 차이는 거의 나타나지 않았다, 녹차추출물은 pH 6.5와 7.0에서 보존료보다 낮은 농도에서 세균의 증식이 억제되었으나 세균이 사멸되지는 않았다.
- 2는 보존료와 녹차추출물에 의한 S aureus의 생균 수 변화이다. Sodium Benzoate 의 경무 pH 6.5 와 7.0은 저농도에서는 균의 증식억제 효과가 크지 않았으며 pH 6.0과 5.5에서는 0.5~1, 0%에서 세균의 증식이 억제되 었으나 그 이상의 농도에서도 생균수에 큰 변화없이 강한 내성을 나타내었다. Potassium sorbate 의 경우 pH 7.
- 녹차추출물의 경무, 물추출물과 에탄올추출물은 모든 시험 pH구에서 0.3% 이내의 저농도에서 급격히 S re의 증시이 억제되어서 pH 5.5에서는 1.5~% 의 농모에서 균이 사멸되었으며, pH 6.0~7.0에서는모두 1.0%에서 균이 사멸되었다. 녹차추출물은 모든시험 pH에서 보존료보다 낮은 농도에서 균의 증식이억제되어 사멸되었다.
- Fig. 3은 E. 8에 대한 보존료 및 녹차추출물 첨가에 의한 생균의 변화를 나타낸 것이다, Sodium benzoate의 경우 pH 7, 0에서 대조구보다 약간 증식이억제되었으며, pH 6.0에서는 약 1.0%의 농도에서도균의 증식이 억제되었으나 이후 항균력의 증가는 없었으며, pH 5.5에서는 L0%에서 균의 증식이 억제되었고 농도 2.0%에서는 세균이 사멸되었다, Potassium sorbate의 경우 모든 시험 pH구가 0.5~L0%에서 증식이 억제되었으며 pH 5.5와 6.0에서는 각각 1.0%, 2.0%에서 세균이 사멸되었다.
- 5%에서 K c는 사멸되었다. 앞에서 본 monocytogenes, S.s와 마찬가지로 보존료에서는 pH가 낮을수록 저농도에서 균의 증식이 억제되었으나 녹차 추출물에서는 pH가 높을수록 저농도에서 세균의 증식이 억제되었다.
- c O157:H7의 억제되기 어려운 점은 이 세균이산, 저온 등의 환경에 대하여 강한 내성을 가졌기 때문인 것으로 보고되고 있다. 본 실험의 결과에서 potassium sorbate는 pH가 낮을수록 높은 항균 활성을 나타낸 점은 apple cider와 같은 강한 산성식품에서 효율적인 항균활성을 나타낼 것으로 추정된다.
- 0%에서 세균이 사멸되었다. Potassium sorbate의 경 우에도 sodium benzoate에서와 같이 모든 시험 pH에서 농도 1Q% 이내에서 균의 증식 억제 효과가 나타났으며, pH 5.5와 6.0에서는 농도 2.0%에서 S. typhimuriumG 사멸되었다. 보존료에 의한 세균의 사멸효과는 앞의 E.
- 녹차추출물의 경우 물추출물과 에탄올 추출물 모두 pH 5.5와 &0에서는 증식억제 효과가 대단히 작았으며, pH 7.0에서는 0.5% 정도의 농도에서 증식이 억제되었다 pH 7에서 물추출물은 2.0%, 에탄올 추출물은 15%에서 균이 사멸되 었으나 비교한 두 종류의 W 존료에 비해 항균 활성이 낮은 편이었다. 녹차 추출물의 S.
- 이상의 결과에서 4종류의 식중독세균에 대한 보존료와 녹차추출물의 항균할성을 요약해보면, 보존료의 경우는 pH가 낮을수록 식중독세균의 증식이 억제되어 보존료는 pH 의존성이 강한 것으로 나타났으며 Gram 음성균을 억제하는데 효율적이었다. 녹차 추출물의 경우는 pH가 낮을수록 항균활성이 감소하는 특이한 결과를 나타내었다.
- 0의 경우에는 세균의 증식이 억제되지 않았다. 녹차 추출물에서는 MIC가 물추출물과 에탄올추출물 모두 pH 5.5~7.0에서 0.25~0.35%로서 모든 pH에서 보존료보다 월등히 낮은 농도에서 세균의 증식이 억제되었다.
- S. typhknunum6^ 대한 sodium benzoate와 potassrm sorbate의 MIC는 pH 5.5에서 각각 0.30%, 0.32% 였으며, pH Z0에서는 각각 1.20%, L30%로서 보존료간에는 큰 차이를 나타내지 많았다. 녹차 추출물에서는 pH 5.
- 20%, L30%로서 보존료간에는 큰 차이를 나타내지 많았다. 녹차 추출물에서는 pH 5.5에서 세균의 증식이 억제되지 않았으나 pH 7.0에서 MIC는 물추출물이 0.65%, 에탄올추출물이 0.46%로서 에탄올추출물의 항균활성이 물추출물보다큰 편이었다.
- 5%로 나타났다. S. typhimuriume 대한 보존료의 MBC는 pH 5.5 에서 sodium benzoate와 potassium sorbate가 각각 L0야 2.0%였으며, pH 6.5 이상에서는 세균이 사멸되지 않았다. 녹차추출물의 s에 대한 MBC는 pH 7.
- 본 실험에서 나타난 MIC와 MBC의 측정결과에서 s가 타 균주에 비해 보존료에 대하여 특히 강한 내성을 나타내었으나 녹차추출물에서는 가장 큰감수성을 나타내어 MIC와 MBC가 타 균주에 비해 가장 낮았다. 반면에 3.
- 반면에 3. typhimiume 타 균주보다 보존료에 대해서 높은 감수성을 나타내었으나 녹차출물에 대하여 강한 내성을 나타내었다.
- 보존료 중 sodium benzoate는 모든 균에 대하여 5%에서도 생육저해환을 형성하지 않았으며 potassium sorbate는 L. 2onocy/Qges에 대하여 3%에서, E. call, S. typhimuriimi에 대하여 5%에서 생육저해환을 형성하였으나 S reus에서는 생육저해환을 형성하지 않았다 녹차추출물은 Gram 균에 대하여는 물추출물과 에탄올추출물 모두 3%에서. Gram 음성균에 대하여는 두 추출물 모두 5%에서 생육 저해 환을 형성하였다.
- Gram 음성균에 대하여는 두 추출물 모두 5%에서 생육 저해 환을 형성하였다. 전체적으로 녹차추출물은 보존료보다 큰 생육 저해 환을 형성하여 항균활성이 컸으며 Gram 음성균보다 양성균에 대하여 더 큰 생뮥저해환을 형성하였고 그 크기는 에탄올추출물이 물추출물보다 10- 20% 큰 편이었다.
후속연구
- aus에 대한 증식 억제 효과는 녹차주줄물이 보존료에 비하여 월등히 큰 과를 나타내었다. S에 대하여 향신료(2), 녹차 갓꺼, 솔잎 등을 이용한 타 연구자들의 실험에서도 이 세균이 다른 세균보다 천연물에 의해 쉽게 억제되었다는 보고로 미루어 다양한 천연물이 이 세균의 억제에 유용하게 활용될 것으로 생각된다,
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