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문제 정의
- 이와 같이 프로폴리스는 각종 미생물에 대한 항균활성이 높은 것이 입증되어 있으나, 국내산 프로폴리스에 대한 항균 작용에 대한 체계적인 연구는 거의 진행되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 경북 예천과 강원도 영월에서 채취한 프로폴리스를 이용하여 식품의 부패와 관련된 미생물에 대한 항균작용을 검토하여, 식품에 대한 천연 보존료나 병원성 미생물의 살균제를 개발하기 위한 방안을 모색하기로 하였다.
제안 방법
- 1% peptone broth에 Millipore filter(0.45 #m)를 통과시킨propolis를 각각의 농도로 첨가하고, 균의 최종농도가 약 10%/ml 수준이 되도록 시험균주 배양액을 접종한 후, 37℃에서 16시간배양한 후, 평판배지에서 균수를 측정하였다. 이때 측정된 균의 colony수가 접종한 균 수보다 작게 측정된 농도범위를 최소 저해농도로 하였다(Kim and Kim,1997).
- Petri dish에 YM 한천배지를 4mm 정도 부어서 굳힌 후, 여기에 한천 및 각 시험용 균주를 각각 0.7%, 1% 첨가한 한 천배지를 4~5mm 두께로 도말하여 굳힌 후, 항균성을 측정하였다.
- 냉동된 원괴를 상온에서 하룻밤 동안 방치한 다음, 원괴 중량대비 10배의 에탄올을 첨가하여 약 70mm에서 6시간 가열 추출한 후, 여과지(Whatman No. 41)로 여과한 것의 여액을 진공농축기 (Eyela, Japan)로 용매를 증발시 켜 에탄올 농축 추출물을 제조 하였다. 농축된 에탄올 추출물은 각 추출 용매와 분액깔때기를 이용하여 Fig.
- 41)로 여과한 것의 여액을 진공농축기 (Eyela, Japan)로 용매를 증발시 켜 에탄올 농축 추출물을 제조 하였다. 농축된 에탄올 추출물은 각 추출 용매와 분액깔때기를 이용하여 Fig. 1과 같이 chloroform, ethyl acetate, butanol, 물의 순서로 분획한 rotary vacuum evaporator (Eyela, Japan)로 완전히 농축하여 각 분획물에 대한 항미생물 활성을 측정하였다.
- niger, ATCC 6352) 등의 균주를 사용하였다. 세균과 효모는 YM agar (Difco, U.S.A.) 사면배지에서 배양한 후, 각 균주의 균총을 백금이를 취하여 100ml YM배지 (Bacto-yeast extract 3g, malt extract 3g, Bacto-peptone 5g, Bacto-dextrose 10g/g)에 접종하여 30℃에서, 곰팡이는 Nutrient agar (Difco, U.S.A.)평판배지에 도말한 후, 37℃에서 배양하여 포자가 형성된 것을 확인하고, 여기에 멸균된 증류수를 가하여 포자를 따로 얻어 이를 적정 농도로 하여 시험용 균주로 사용하였다. 곰팡이용배지는 Nutrient배지(Bacto-beef extract 10g, Bacto-peptone 10g, sodium chloride 5g/(!)를 사용하였다.
- 곰팡이용배지는 Nutrient배지(Bacto-beef extract 10g, Bacto-peptone 10g, sodium chloride 5g/(!)를 사용하였다. 시험용 균주의 종배양 대수증식기 시점에서 IO~IO% 비율로 희석한 후, 사면 배지에 도말하여 24시간 배양하여 생성된 colony 수를 초기 균수로 하였다.
- 약 lOecfb/ml의 시험용 균주를 50ml의 broth 배지에 접종하여 여기에 추출물을 농도별로 첨가한 후 660nm에서 2시간 간격으로 측정하여 항균성을 조사하였다.
- 프로폴리스의 ethanol 추출물의 총플라보노이드 함량을 계산하여 (Lee et al., 2001) 이를 실질농도로 하여 국내산 프로폴리스에 대한 용매 분획별 항미생물 활성을 조사하였다. E.
대상 데이터
- )평판배지에 도말한 후, 37℃에서 배양하여 포자가 형성된 것을 확인하고, 여기에 멸균된 증류수를 가하여 포자를 따로 얻어 이를 적정 농도로 하여 시험용 균주로 사용하였다. 곰팡이용배지는 Nutrient배지(Bacto-beef extract 10g, Bacto-peptone 10g, sodium chloride 5g/(!)를 사용하였다. 시험용 균주의 종배양 대수증식기 시점에서 IO~IO% 비율로 희석한 후, 사면 배지에 도말하여 24시간 배양하여 생성된 colony 수를 초기 균수로 하였다.
- 본 실험에 사용된 프로폴리스는 강원도 영월, 경북 예천 지방에서 원괴 상태로 채취된 것을 사용하였다.
- 항균성 시험을 위하여 E. coli (ATCC 25922), S. aureus (ATCC 10537), B. sub til is (ATCC 9372), Salmonella typhimuruim (S. typhimuruim, ATCC 14028), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa, ATCC 7700), Candida utilis (C. utilis, ATCC 42416), Aspergillus niger (A. niger, ATCC 6352) 등의 균주를 사용하였다. 세균과 효모는 YM agar (Difco, U.
성능/효과
- S. cmreus에 대한 항균활성을 조사한 결과, 비교적 높은 활성을 보이는 것은 영월, 예천산이었다(Fig. 2와 3). 영월, 예천산 프로폴리스의 경우, 0.
- 20mg/ml에서 균생장이 완전히 억제되었다. S. phimum의 경우, 영월산은 0.20, 0.25mg/ml에서 균증식이 거의 억제되었으며, 예천산은 0.40mg/ml에서 균증식이 거의 억제되었다. NUC는 예천산 프로폴리스가 P.
- 3). S. typhi- grium의 농도별 균증식 억제효과를 조사한 결과, 영월산프로폴리스는 0.15mg/ml, 0.20mg/ml 및 0.25mg/ml에서 거의 정도로 균의 증식을 거의 억제하였으며(Fig. 2), 예천산 프로폴리스는 0.40mg/ml에서 배양 전기간 균증식을 거의 억제하는 것으로 나타났다(Fig. 3).
- 국내산 프로폴리스의 용매별 분획물의 세균, 효모 및 곰팡이에 대한 항미생물 활성을 조사한 결과, 예천산의 경우 ethanol과 butanol 분획물이 식중독 원인 병원성 장내세균인 Salmonella. typhimurium(S. typhimitrium)과 식품 부패균인 B. sz에 강한 항미생물 활성을 나타내었다(Table 1). 또한 그람양성의 화농성질환 병원균이며, 식중독 원인균인 S.
- E와 4 :ger에는 모든 분획물이 항균활성을 나타내지 않았다. 농도별 균생육 억제 시험 결과, E. c의 경우 예천산은 0.4mWml에서 초기에 균증식이 억제되었으며 영월은 0.25mg/ml에서 12시간 이후 균증식이 완전히 억제되었다. S.
- /ger에 대해 항미생물 활성이 있는 것으로 나타났다(Table 1). 따라서 국내산 프로폴리스의 용매별 분획물을 7종의 식품미생물을 대상으로 조사한 항미생물 활성검정의 결과로 보아, 효모나 곰팡이 이외의 미생물에 대해 광범위한 미생물 증식 억제능을 갖고 있는 것으로 생각 되며, 특히 식품에 사용할 수 있는 ethanol 분획물이 전반적으로 활성이 높은 것으로 분석되었다.
- aeruginosa를 제외하고는 용매별 분획의 활성검증시 inhibition zone이 클수록 MIC 가 낮아지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었으며, soluble solids의 함량을 고려하면 inhibition zone의 형성이나 MIC 값의 비교시 두 지역의 국산 프로폴리스의 항균력의 차이는 거의 없는 것으로 생각되었다. 또한 MIC값으로 볼 때, 국내산 프로폴리스가 가지고 있는 항미생물 효과는 천연 보존제로 서 상품화 가능성이 충분하다고 생각되었다. 따라서, 향후 대상식품에 대한 직접적인 적용시험과 안전성 시험 등 보다 구체적인 연구가 계속되어야 할 것으로 생각된다.
- sz에 강한 항미생물 활성을 나타내었다(Table 1). 또한 그람양성의 화농성질환 병원균이며, 식중독 원인균인 S.s에는 ethanol고} ethyl acetate 분획물이 비교적 높은 활성을 나타내었다. 또한 이들 분획물은 식품오염의 지표균인 E.
- s에는 ethanol고} ethyl acetate 분획물이 비교적 높은 활성을 나타내었다. 또한 이들 분획물은 식품오염의 지표균인 E. co와 저온의 호기적 상태에서 많은 식품의 변패를 유발 시키는 그람 음성의 P. aerz'gvMwa에 대해서도 항미생물 작 용을 가지는 것으로 나타났다. 용매별로는 ethanoi 분획물이 전반적으로 가장 높은 항미생물 활성을 보였으며, butanol과 ethyl acetate, 그리고 chloroform 분획물의 순으로 항미생물 활성을 나타내었다(Table 1).
- 2와 3). 영월, 예천산 프로폴리스의 경우, 0.2mg/ml에서 균성장 억제효과가 없었으나, 0.25mg/ml, 0.30mg/ml에서는 배양기간 중에 완전히 균의 증식이 억제됨을 알 수 있었다. Scheller 등 (1987)은 56종의 Staphylococcus 균주에 대한 .
- 2). 영월산 프로폴리스는 0.2mg/ml에서 초기에 균증식이 억제되었으며, 6.25mg/m\에서는 12시간 이후 균증식이 억제되었다(Fig. 3). E.
- 영월산 프로폴리스의 경우, 예천산에 비해 그 효과는 약하지만, 항미생물 활성은 유사한 경향을 나타내었으며, 특히 예천산에서는 없었던 A. /ger에 대해 항미생물 활성이 있는 것으로 나타났다(Table 1). 따라서 국내산 프로폴리스의 용매별 분획물을 7종의 식품미생물을 대상으로 조사한 항미생물 활성검정의 결과로 보아, 효모나 곰팡이 이외의 미생물에 대해 광범위한 미생물 증식 억제능을 갖고 있는 것으로 생각 되며, 특히 식품에 사용할 수 있는 ethanol 분획물이 전반적으로 활성이 높은 것으로 분석되었다.
- 예천산 프로폴리스는 ethanol과 butanol 분획물이 S.limwn과 B. subtilis에 강한 항미생물 활성을 보였으며,용매별로는 butanol, ethyl acetate, chloroform 분획물의 순이었다. C.
- aerz'gvMwa에 대해서도 항미생물 작 용을 가지는 것으로 나타났다. 용매별로는 ethanoi 분획물이 전반적으로 가장 높은 항미생물 활성을 보였으며, butanol과 ethyl acetate, 그리고 chloroform 분획물의 순으로 항미생물 활성을 나타내었다(Table 1).
- 5, 125이었다고 하였다(Bogdanov, 1984). 이러한 결과로부터 예천과 영월산 프로폴리 스는 P. aeruginosa를 제외하고는 용매별 분획의 활성검증시 inhibition zone이 클수록 MIC 가 낮아지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었으며, soluble solids의 함량을 고려하면 inhibition zone의 형성이나 MIC 값의 비교시 두 지역의 국산 프로폴리스의 항균력의 차이는 거의 없는 것으로 생각되었다. 또한 MIC값으로 볼 때, 국내산 프로폴리스가 가지고 있는 항미생물 효과는 천연 보존제로 서 상품화 가능성이 충분하다고 생각되었다.
- 일반적으로 플라보노이드는 단백질과 결합하는 성질이 높아, 단백질을 효소로부터 보호하는데 사용되어져 왔으며(Ulyattet al, 1977; Barry and Manley, 1986; Waghom et al, 1987),또한 플라보노이드와 단백질과의 결합에 의한 미생물 효소의 실활에 관한 연구도 많이 이루어져 왔다(Bae et al, 1993; McAllister et al, 1994). 이러한 연구결과들과 본 연구의 결과들을 비교할 때, 프로폴리스에 의한 미생물의 성장 저해효과는 미생물의 각종 효소의 실활을 유도하여, 배지내 균의 성장을 억제하는 것으로 생각된다.
- Scheller 등 (1987)은 56종의 Staphylococcus 균주에 대한 .프로폴리스의 항균 효과를 연구한 결과 3~ 9tng/ml에서 5균주, 12~ 에서 23 균주, 18~에서 28균주에 대하여 각각 항균효과를 보였다. Palmbakhaz 등 (1978)은 구 소련지역에서 수집된 프로폴리스 알콜추출물의 silica column 분획물에 대한 항균 효과 연구 결과, S.
후속연구
- 또한 MIC값으로 볼 때, 국내산 프로폴리스가 가지고 있는 항미생물 효과는 천연 보존제로 서 상품화 가능성이 충분하다고 생각되었다. 따라서, 향후 대상식품에 대한 직접적인 적용시험과 안전성 시험 등 보다 구체적인 연구가 계속되어야 할 것으로 생각된다.
- Vakhonina (Vakhonina, 1978)에 의하면, 구소련의 10개지역에서 수집된 프로폴리스에 대한 항균력 연구 결과, 알콜과 에테르 추출물의 경우 특히 II람양성 세균에 항균효과가 있었으며, 물 추출물의 경우 항균범위가 넓어져 그람양성, 그람음성 세균 및 곰팡이에 대하여 항균효과를 보였다고 하였다. 이러한 결과들과 비교할 때, 국내산 프로폴리스를 천연 항균제로 개발할 수 있으리라 생각되며, 이에 대한 보다 체계적인 연구가 지속적으로 진행되어야 한다고 생각된다.
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