[논문]구강균 Streptococcus sanguis에 대한 황백의 생육 저해 효과

곽동주; 남상용; 이덕수

문제 정의

따라서 본 연구는 식문화 변화에 따른 구강내 미생물군 및 이들의 생육특성에 관한 기본데이타를 만듦으로서 구강미생물이 각종 구강내 질환에 미치는 영향 및 각종 구강내 질환의 예방방법을 연구하는 기초자료로 활용하고자 한다.
본 연구는 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균성 물질을 개발하기 위하여 수종의 약용식물을 수집하여 항균활성을 측정해 보았다. 그 중에서 1차 선별과 2차 선별한 결과, 구강균 Streptococcus sanguis에 대해 황백이 특히 강한 항균효과가 있었다.
본 연구자는 구강 미생물 중 Streptococcus sanguis의 생육을 억제하는 천연물질을 찾기 위하여 32종의 생약을 대상으로 연구하던 중, 특히 구강 미생물 중 Streptococcus sanguis에 대해 항균효과를 나타낸 황백을 발견하였다.
이들 황백, 황련 및 정향의 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균력을 나타낸 사진을 <그림 1>에 나타내었다. 하지만 저해환만으로는 항균활성을 정확히 확인하기 어렵다고 판단되어 이 7종의 약용식물을 대상으로 2차 선별을 위한 실험을 수행하였다. 최동환(1999)은 식중독균에 대한 생약재 물추출물의 항균력을 paper disc법으로 측정한 결과 정향, 황련, 황백, 오미자가 식중독균에 대해 강한 항균력을 보였으며, 특히 gram 음성균에 대해 강한 증식억제 효과를 보였다고 보고하여 본 연구결과와 유사하였다.

제안 방법

Paper disc agar diffusion법에 따라 1차 선별된 황백, 정향, 황련, 오미자, 약구승, 산사 및 석창포 등의 약용식물을 대상으로 정확한 항균력을 확인하기 위하여 2차선별을 실시하였다. 2차선별을 위해서는 각 약용식물을 0.5%(w/v)농도로 첨가한 BHI broth에 구강균 Streptococcus sanguis을 각각 1.0 × 106 CFU/mL가 되게 접종하고, 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 생균수를 측정하였다.
황백의 추출조건에 따른 생육저해효과를 살펴보기 위하여 추출온도를 각각 20, 35, 50, 65 및 80℃로 달리하여 14시간 동안 80% 에탄올로 추출한 뒤 동결건조하여 시료를 준비하였다. BHI broth에 추출물을 각각 0.5%의 농도로 첨가한 뒤 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 BHI agar에 혼합분주하여 생균수를 측정하였다. <그림 4>는 황백의 추출온도를 달리하였을 때의 효과를 나타낸 것으로 추출온도가 높을수록 성장이 억제됨을 알 수 있었다.
Paper disc agar diffusion법에 따라 1차 선별된 황백, 정향, 황련, 오미자, 약구승, 산사 및 석창포 등의 약용식물을 대상으로 정확한 항균력을 확인하기 위하여 2차선별을 실시하였다. 2차선별을 위해서는 각 약용식물을 0.
Paper disc법으로 1차 선정한 황백, 황련, 정향, 오미자, 약구승, 산사 및 석창포 7종을 대상으로 BHI broth에 각각의 약용식물을 0.5%(w/v) 농도로 첨가하여 30℃에서 48시간 동안 구강균 Streptococcus sanguis을 배양한 후 생균수를 측정하였다.
구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균성 약용식물의 1차 선정을 위하여 미리 배양하여 둔 균배양액 0.1 mL를 BHI에 접종한 후 도말삽으로 균일하게 도말하고, 80% 에탄올로 비등수용상에서 3시간동안 추출한 후 동결건조한 약용식물 추출물을 일정량씩 흡수시킨 0.8 mm paper disc를 평판배지 표면에 놓아 밀착시킨 다음 37℃에서 48시간 동안 배양한 후 disc 주위에 생성된 생육저해환의 직경을 비교하였다.
추출시간에 따른 구강균 Streptococcus sanguis 수의 변화를 조사하기 위하여 추출시간을 각각 2, 8, 14, 20 및 26시간으로 달리하여 80℃에서 추출한 뒤 같은 방법으로 생균수를 측정하였다. 그 결과는 <그림 5>와 같이 추출시간을 오래할수록 균성장이 억제되는 것으로 확인되었다.
추출에 사용된 에탄올의 농도에 따른 구강균 Streptococcus sanguis 수의 변화를 조사하기 위하여 에탄올의 농도를 각각 0, 25, 50, 75 및 100%로 달리하여 황백을 80℃에서 26시간 동안 추출한 뒤 같은 방법으로 생균수를 측정하였다. 그 결과는 <그림 6>에서와 같이 에탄올의 농도가 높아짐에 따라 균성장이 다소 억제되는 경향을 보였으나 그 차이는 미비하였으며, 추출용매로 100% 에탄올을 사용했을 경우에는 오히려 생육억제효과가 떨어지는 것으로 나타났다.
추출최척 조건을 조사하기 위하여는 추출온도를 각각 20, 35, 50, 65 및 80℃로, 추출시간을 각각 2, 8, 14, 20 및 26시간으로, 에탄올의 농도를 각각 0, 25, 50, 75 및 100%로 달리하여 추출한 뒤 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균력을 조사하여 최적 추출조건을 결정하였다.
황백의 추출조건에 따른 생육저해효과를 살펴보기 위하여 추출온도를 각각 20, 35, 50, 65 및 80℃로 달리하여 14시간 동안 80% 에탄올로 추출한 뒤 동결건조하여 시료를 준비하였다. BHI broth에 추출물을 각각 0.

대상 데이터

5%의 균성장 저해율을 보여 가장 항균력이 있음을 확인하였으며, 그 외 황련과 정향도 90% 이상의 높은 저해율을 보이는 것으로 나타났다. 따라서, 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균성 약용식물로 황백을 선정하였다.
본 실험에 사용한 약용식물은 대구 약령시장과 경산 중앙시장에서 구입하였다. 이를 건조된 시료로 미세하게 마쇄한 후 추출용 시료로 사용하였다.
본 실험에서 사용한 구강균은 한국종균협회에서 분양 받은 Streptococcus sanguis KCCM 11971이며, 사용배지는 Brain Heart Infusion agar(Difco; 1999, U.S.A. : 이하 BHI)이며 37℃에서 통성혐기적인 상태로 배양하였다.<표 1>
시료의 추출은 수직으로 환류 냉각관을 부착시킨 flask에 시료의 10배의 80% 에탄올 용액을 혼합하여 비등 수용상에서 3시간 동안 가열 추출하여 여과한 후 그 여액을 동결건조시켜 항균성 물질로 사용하였다.

성능/효과

1%(w/v) 첨가하였을 때 이미 균의 사멸효과를 가져왔으며, 첨가농도가 높을수록 균의 사멸효과도 커지는 것으로 나타났다. 80% 에탄올을 1.0% 첨가시는 대조구와 큰 차이를 보이지 않아 증식저해효과는 황백의 첨가에 의한 것임을 알 수 있었다. 황백의 첨가농도에 따른 pH의 변화를 살펴본 결과는 <그림 3>에서와 같다.
그 결과는 에서와 같이 구강균 Streptococcus sanguis에 대해서 황백이 99.5%의 균성장 저해율을 보여 가장 항균력이 있음을 확인하였으며, 그 외 황련과 정향도 90% 이상의 높은 저해율을 보이는 것으로 나타났다.
그 결과는 에서와 같이 에탄올의 농도가 높아짐에 따라 균성장이 다소 억제되는 경향을 보였으나 그 차이는 미비하였으며, 추출용매로 100% 에탄올을 사용했을 경우에는 오히려 생육억제효과가 떨어지는 것으로 나타났다.
본 연구는 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균성 물질을 개발하기 위하여 수종의 약용식물을 수집하여 항균활성을 측정해 보았다. 그 중에서 1차 선별과 2차 선별한 결과, 구강균 Streptococcus sanguis에 대해 황백이 특히 강한 항균효과가 있었다. 황백의 추출농도에 따른 항균력은 추출시간을 오래할수록 구강균 Streptococcus sanguis의 성장이 억제되는 것으로 나타났다.
황백의 첨가농도에 따른 pH의 변화를 살펴본 결과는 <그림 3>에서와 같다. 대조구와 80% 에탄올의 첨가구는 배양 12시간째에 pH가 급격히 감소하였다가 그 후 점차 증가하였으며, 황백의 첨가구는 pH 변화가 미비한 것으로 나타났다. 이는 미생물의 증식이 이루어지지 않음에 따라 배지 성분의 변화가 없음에 따른 것으로 사료된다.
0%(w/v)의 농도로 배양초기에 첨가하여 배양기간에 따른 Streptococcus sanguis에 대한 항균활성의 변화를 조사한 결과는 <그림 2>에서와 같다. 즉, 황백을 0.1%(w/v) 첨가하였을 때 이미 균의 사멸효과를 가져왔으며, 첨가농도가 높을수록 균의 사멸효과도 커지는 것으로 나타났다. 80% 에탄올을 1.
문헌검색(이만섭 등, 1979: 이공우 등, 1979)을 통하여 항균력이 있다고 알려진 약용식물 32가지의 80% 에탄올 추출물의 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균력을 paper disc agar diffusion법에 따라 약용식물 추출물을 증류수와 1:1(w/v)로 혼합한 후 이를 일정량씩 흡수시킨 paper disc를 배지위에 밀착시켜 생육저해환을 살펴본 결과는 <표 2>에서와 같이 10종이 구강균 Streptococcus sanguis에 대해 강한 항균력을 보였다. 황백의 inhibition zone diameter는 26.3 mm이고, 정향의 inhibition zone diameter는 22.7 mm이며 황련의 inhibition zone diameter는 20.6 mm순으로 이 중 특히 황백이 구강균 Streptococcus sanguis에 매우 강한 항균력을 보였다. 이들 황백, 황련 및 정향의 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균력을 나타낸 사진을 <그림 1>에 나타내었다.
그 중에서 1차 선별과 2차 선별한 결과, 구강균 Streptococcus sanguis에 대해 황백이 특히 강한 항균효과가 있었다. 황백의 추출농도에 따른 항균력은 추출시간을 오래할수록 구강균 Streptococcus sanguis의 성장이 억제되는 것으로 나타났다. 반면, 추출에 사용된 에탄올의 농도는 구강균 Streptococcus sanguis의 생육에 큰 영향을 미치지 못하였다.

후속연구

이는 미생물의 증식이 이루어지지 않음에 따라 배지 성분의 변화가 없음에 따른 것으로 사료된다. 이상의 결과를 종합하면 황백은 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 사멸효과를 보여 강한 항균력을 가짐을 확인하였으며, 차후 분리, 정제 및 구조결정을 통하여 순수한 항균물질을 확보한다면 새로운 약용식물 유래의 강한 항균제의 개발을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	약용식물의 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균력을 조사하여 최적 추출조건을 찾기위해 어떤 방법을 이용했는가?	추출최척 조건을 조사하기 위하여는 추출온도를 각각 20, 35, 50, 65 및 80℃로, 추출시간을 각각 2, 8, 14, 20 및 26시간으로, 에탄올의 농도를 각각 0, 25, 50, 75 및 100%로 달리하여 추출한 뒤 구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균력을 조사하여 최적 추출조건을 결정하였다.
	구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균성 약용식물의 1차 선정을 위한 방법은?	구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균성 약용식물의 1차 선정을 위하여 미리 배양하여 둔 균배양액 0.1 mL를 BHI에 접종한 후 도말삽으로 균일하게 도말하고, 80% 에탄올로 비등수용상에서 3시간동안 추출한 후 동결건조한 약용식물 추출물을 일정량씩 흡수시킨 0.8 mm paper disc를 평판배지 표면에 놓아 밀착시킨 다음 37℃에서 48시간 동안 배양한 후 disc 주위에 생성된 생육저해환의 직경을 비교하였다.
	구강균 Streptococcus sanguis에 대한 항균성 물질을 개발하기 위하여 수종의 약용식물을 수집하여 항균활성을 측정한 실험에서 황백의 추출농도에 따른 항균력은 추출시간을 오래할수록 어떻게 변화했는가?	그 중에서 1차 선별과 2차 선별한 결과, 구강균 Streptococcus sanguis에 대해 황백이 특히 강한 항균효과가 있었다. 황백의 추출농도에 따른 항균력은 추출시간을 오래할수록 구강균 Streptococcus sanguis의 성장이 억제되는 것으로 나타났다. 반면, 추출에 사용된 에탄올의 농도는 구강균 Streptococcus sanguis의 생육에 큰 영향을 미치지 못하였다.

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