Chitooligosaccharides were prepared by enzymatic hydrolyzing of crab shell chitosan. Low Molecular Meight chitooligosaccharides(LMW-chitooligosaccharides) , 64.3% of which was composed of trimer, tetramer, and pentamer, was obtained by hydrolyzing chitosan with the chitosanase originated Bacillus pu...
Chitooligosaccharides were prepared by enzymatic hydrolyzing of crab shell chitosan. Low Molecular Meight chitooligosaccharides(LMW-chitooligosaccharides) , 64.3% of which was composed of trimer, tetramer, and pentamer, was obtained by hydrolyzing chitosan with the chitosanase originated Bacillus pumilus BN -262. High Molecular Meight chitooligosaccharides ( HMW-chitooligosaccharides ) , 49.3% of which was composed of chitooligosaccharides over heptamer, was obtained by hydrolyzing chitosan with the cellulase originated Trichoderma viride. Antimicrobial activity and colony forming inhibitory activity of chitooligosaccharides were tested. MIC of LMW-chitooligosaccharides against Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Candida albicans, Escherichia coli, Escherichia coli O157 : H7, Lactobacillus plantarum, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Streptococcus mutans was 1.5%, 1.5% above 2.0%, 1.5%, 1.5%, below 0.5%, 2.0%, 1.5%, above 2.0%, 1.0%, 1.5% and 1.0% respectively. .
Chitooligosaccharides were prepared by enzymatic hydrolyzing of crab shell chitosan. Low Molecular Meight chitooligosaccharides(LMW-chitooligosaccharides) , 64.3% of which was composed of trimer, tetramer, and pentamer, was obtained by hydrolyzing chitosan with the chitosanase originated Bacillus pumilus BN -262. High Molecular Meight chitooligosaccharides ( HMW-chitooligosaccharides ) , 49.3% of which was composed of chitooligosaccharides over heptamer, was obtained by hydrolyzing chitosan with the cellulase originated Trichoderma viride. Antimicrobial activity and colony forming inhibitory activity of chitooligosaccharides were tested. MIC of LMW-chitooligosaccharides against Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Candida albicans, Escherichia coli, Escherichia coli O157 : H7, Lactobacillus plantarum, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Streptococcus mutans was 1.5%, 1.5% above 2.0%, 1.5%, 1.5%, below 0.5%, 2.0%, 1.5%, above 2.0%, 1.0%, 1.5% and 1.0% respectively. .
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문제 정의
이 논문은 2000년도 동남보건대학의 학술연구비 지원에 의해서 수행된 결과로 이에 감사드린다.
제안 방법
0.5, 1.0, 1.5, 2.0%의 LMW-chitooligosaccharides 또는 0.25, 0.5, 1.0, 2.0%의 HMW-chitooligosaccha- rides를 첨가한 Tryptic soy agar 배지에 plate 당 30—300개의 집락이 생성되도록 적당 배수로 희석한 각종 세균들과 병원성 효모로 알려져 있는 Candida albi~ c&g를 도 말 평판법 (spread plate method)으로 접종하고 37℃ 에서 배양하였다. Bacillus cereus, Bacillus subtilis, E.
2% chitooligosaccharides 용으객 0.5ml에 균 배양액 0.5ml을 가하여 37'C에서 1시간 동안 처리한 후 tryptic soy agar 배지에도 말하여 37℃ 항 온기에서 12시간~48시간 동안 배양하여 형성된 콜로니의 수를 측정하고, chitooligosacchaiides를 처리하기 전의 콜로니 수와 비교함으로써 콜로니 형성 저해 활성을 조사하였다.
coll 0157-H7, Salmonella typhi- muriume 12 시간 만에 Candida albicans, Lactobacillus plantarum. Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans 는 24시간 만에 집락의 생성 여부를 관찰함으로써 MIC (minimum inhibitory concentration, 최소 저해농도)를 조사하였다.
6으로 맞추었다. pH를 조절한 용액은 하룻밤 방치하고 50℃ 항 온수조로 옮겨 용액의 온도가 50℃ 에 도달한 다음 Trichoderma viri- de 유래의 cellulase를 가하였다. 이를 6시간 동안 처리하여 반응시키고 가열함으로써 효소를 불활성화시킨 다음 NaOH 수용액으로 pH가 7.
본 연구에서는 chitosan을 효소적 분해법으로 분해하여 저분자량 chitooligosaccharides와 고분자량 chi- tooligosaccharides를 제조하였고 그 항균성을 조사하였다.
05unit25)씩 가하고 45℃에서 3시간 동안 반응시켰다. 분해된 용액은 중화하여 불용성 물질을 제거하고 ultrafiltration한 다음 분무건조하여 저분자량 chitooligosaccharides (LMW-chitooligosaccharides)를 제조하였다.
구성된 HMW-chitooligosac- charides# 얻었다. 제조된 chitooligosaccharides 항균성과 콜로니 형성 저해 활성을 측정하였다. LMW-chitooligosaccharidese] Bacillus cereus, Bacillus sub- tills, Candida albicans, Escherichia coli, Escherichia coli 0157 *H7, Lactobacillus plantarum, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans에 대한 MIC(최소저해 농도)는 각각 1.
0이 되도록 중화하고 침전물을 원심분리하여 제거하였다. 얻어진 가수분해물은 냉동건조하여 고분자량 chitooligosaccharides (HMW-chitooligosaccharides)를 제조하였다.
성능/효과
Chitosan을 Bacillus pumilus BN-262 유래의 chito- sanase로 처리하여 trimer, tetramer, pentamer 7)- 전체 올리고 당 중 64.3%에 달하는 비교적 저분자의 chi-tooligosaccharidese- 구성된 LMW-chitooligosaccha- rides를 얻었으며, chitosan을 Trichoderma viride 유래의 cellulase로 처 리하여 중합도 7 이상의 것이 전체 올리고당 중 49.3%에 달하는 상대적으로 분자량이 큰 chitooligosaccharidese. 구성된 HMW-chitooligosac- charides# 얻었다.
즉, dimer, trimer, tetramer, pen-tamer, hexamer. heptamer, octamer 이상이 각각 8.69, 19.66, 23.98, 20.65, 12.46, 8.77, 5.80%로 중합도 3~5인 올리고당이 전체 올리고 당 중 64.3%에 달하는 비교적 분자량이 작은 화합물로 구성된 chitooligo- saccharides의 혼합물이었다.
이상에서와 같이 chitooligosaccharides 가 나타내는 항균성은 균종에 따라서 다소의 차이를 보였으나 MIC가 LMW-chitooligosaccharidesel 경우 대부분 1.5%, HMW-chtheoligosaccharides 의 경우 대부분 1.0%로 극히 미약한 항균 활성을 나타내었다. 그 중에서도 분자량이 큰 HMW-chitooligosaccharidese} 분자량이 작은 LMW-chitooligosaccharides 에 비하여 항균성이 다소 높았는데 이는 chitosan 및 그 경도 가수분해 물의 세균에 대한 MIC가 0.
세균 및 효모에 대한 chitooligosaccharides-^) 항균성을 측정한 결과는 Table 2와 같았다. 즉, LMW- chitooligosaccharidese] Bacillus cereus에 대한 MIC는1.5%, Bacillus subtilis 에 대한 MIC는 1.5%, Candida al bicans 에 대한 MIC 는 2.0% 이상, Escherichia 6*에 대한 MIC는 1.5%, Escherichia coli O157:H7에 대한 MIC는 1.5%, Lactobacillus plantarum에 대한 MIC는 0.5% 이하, Listeria monocytogenes에 대한 MIC는2.0%, Pseudomonas aeruginosa6^ 대한 MIC는 1.5%, Salmonella enteritidis6^ 대한 MIC는 2.0% 이상, Salmonella typhimurium에 대한 MIC는 1.0%, Staphylococcus aureus에 대한 MIC는 1.5%, Streptococcus mutans에 대한 MIC는 1.0%였다. 한편, HMW-chi- tooligosaccharidesel Bacillus cereus에 대한 MIC 는1.
Chitooligosaccharides 의 콜로니 형성 저해 활성을 측정한 결과는 Table 3과 같았다. 즉, LMW-chitoo- ligosaccharides는 Bacillus cereus에 대해서는 94.10%의 저해 활성을, Bacillus subtilis 에 대해서는 30.45%의 저해 활성을, Candida albicanse 대해서는 99.99 %의 저해 활성을, Escherichia coli에 대해서는 61.70 %의 저해 활성을, Escherichia coli O157:H7에 대해서는 40.80%의 저해 활성을, Lactobacillus plantarum6^ 대해서는 89.51 %의 저해 활성을, Listeria monocy- togenes에 대해서는 98.35%의 저해 활성을, Pseudo- monas aeruginosa에 대해서는 58.19%의 저해 활성을, Salmonella enteritidis에 대해서는 89.62%의 저해 활성을, Salmonella typhimurium에 대해서는 98.29%의 저해 활성을, Staphylococcus aureus에 대해서는 98.61 %의 저해 활성을, Streptococcus mutans에 대해서는76.37%의 저해 활성을 나타내었다. 한편 HMW-chi- tooligosaccharidesfe Bacillus cereuse 대해서는 65.
2와 같았다. 즉, dimer, trimer, tetramer, pentamer, hexamer, heptamer, octamer 이상이 각각 14.24,13.55, 6.59, 7.27, 9.04, 16.39, 32.93%로 중합도 7 이상인 것이 전체 올리고당증 49.3%에 달하는 비교적 분자량이 큰 화합물로 구성된 chitooligosaccharides-^혼합물이었다.
37%의 저해 활성을 나타내었다. 한편 HMW-chi- tooligosaccharidesfe Bacillus cereuse 대해서는 65.90 %의 저해 활성을, Bacillus subtills에 대해서는 68.26 %의 저해 활성을, Candida al bicans 에 대해서는 999.97%의 저해 활성을, Escherichia coli에 대해서는 7303%의 저해 활성을, Escherichia coli O157:H7에 대해서는 33.89%의 저해 활성을, Lactobacillus plan- tarum에 대해서는 100%의 저해 활성을, Listeria monocytogenes에 대해서는 98.87%의 저해 활성을, Pseudomonas aeruginosa6^ 대해서는 100%의 저해 활성을, Salmonella steritidis에 대해서는 79.51 %의 저해 활성을, Salmonella typhimurium6^ 대해서는 82.80 %의 저해 활성을, Staphylococcus aureus에 대해서는 90.03%의 저해 활성을, Streptococcus mutans 에 대해서는 97.62%의 저해 활성을 나타내었다.
0%였다. 한편, HMW-chi- tooligosaccharidesel Bacillus cereus에 대한 MIC 는1.0%, Bacillus subtilis 에 대한 MIC는 1.0%, Candida abicans에 대한 MIC는 2.0% 이상, Escherichia coli에 대한 MIC는 1.0%, Escherichia coli O157:H7에 대한 MIC는 1.0%, Lactobacillus plantarum에 대한 MIC는 0.25% 이하, Listeria monocytogenese 대한 MIC는1.0%, Pseudomonas a&vgiDosa에 대한 MIC는 1.0%, Salmonella enteritidis6^ 대한 MIC는 2.0%, Salmonella typhimunum6^ 대한 MIC는 1.0%, Staphylococcus aur&is에 대한 MIC는 1.0%, Streptococcus mutanse 대한 MIC는 0.5%였다.
후속연구
Chitooligosaccharides 의 콜로니 형성 저해 활성은 균종에 따라서 커다란 차이를 나타내었다 이는 chi- tooligosaccharides가 나타내는 곰팡이에 대한 독성은 곰팡이 세포의 투과성을 높이기 때문이라는 Young 등 26)의 실험 결과로 미루어 볼 때 세균의 경우도 각각의 세균마다 세포벽의 조성이 다르기 때문에 이들 세균세포의 투과성에 미치는 영향이 다르며 콜로니 형성 억제 활성의 차이가 생기는 것이라고 추정되나 이에 대한 보다 자세한 연구가 더 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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