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문제 정의
- 본 연구에서는 오미자 추출물 중에 존재하는 유기산 외에 pH 6.5부근에서 항균성(3)을 나타내는 항균물질이 무엇인지를 확인하기 위하여 오미자 essential oil 주줄물의 silica gel column chromatography 및 GC-MS를 통하여 essential oil 중에 존재하는 유효 항균물질을 규명하고자 하였다.
- α-ylangene, β-elemene 등이 많이 함유되어 있다고 하였다. 본 연구에서는 이들 주 성분의 항균활성을 확인하고자 이들의 표준품을 구하여 세균에 대한 항균활성을 확인하여 보았으나 이들의 항균활성은 나타나지 않거나 미약하였다. 일반적으로 정유성분이 세포막에 손상을 주는 것은 그들의 친유성 성 질 때 문인 것으로 알려 져 있으며(8,9) 이외에도 분자 내의 functional group에 의해서도 손상효과가 나타난다고 알려져 있다.
제안 방법
- 4개의 획분 중 가장 큰 활성을 보여준 20% ether 획분 중에 존재하는 항균활성 물질을 규명하기 위하여 GC-MS 분석을 실시하였다. 20% ether 획분을 이용하여 GC분석을 실시한 결과는 Fig.
- aureus 에 대하여 항균활성이 가장 크게 나타난 획분을 선택하여 GC-MS 분석을 실시하였다. GC-MS 분석은 HP 5890(Hewlett Packard, USA) 에 Innowax capillery column(cross linked polyethylene glycol, Hewlett Packard, USA)을 장착하여 사용하였다. Oven 온도는 80℃에서 5분간 유지한 후 분당 5℃의 속도로 증가시켰으며, 250℃에서 20분간 유지하였다.
- 회사의 Lab-base system을 사용하여 분석하였다. MS 분석을 통하여 확인된 각각의물질에 대한 항균활성의 측정은 각 물질의 표준품을 구입한후 이들을 이용하여 물질의 paper disc법으로 항균활성 능력을 비교 · 시험하였다.
- 이때 정유성분을 녹이기 위하여 ether로 10% 용액으로 하였으며 paper disc에 10% 정 유성분 ether 용액 50 μL 를 loading한 후 paper disc의 ethei를 제거하기 위하여 37℃ 배양기에서 30분 동안 방치하여 ether를 완전히 제거한 후사용 하였다. 또한 농도에 따른 생육억제 정도를 확인하기 위하여 물 증류법에 의하여 얻어진 오미자의 정유를 0~500 ppm의 범위에서 첨가한 후 배양시간에 따른 세균의 OD값을 측정하였다(4-6).
- 즉, 활성화 된 silica gel(70~230 mesh, Merck, USA)을 n-hexane으로 slurry를 만들어 glass column(Φ5 cm× 50 cm)에 부은 후 오미자의 정유를 loading하였다. 사용된 용매계는 hexane : ether를 이용하였으며 , ether의 농도를 0, 5, 10, 15, 20, 100%로 양을 늘려가면서 정유성분을 각 단계별로 분리 용출시켰다. 이렇게 하여 얻어진 각 획분을 농축한후 S.
- 각 획분의 항균활성 측정은 각 획분을 ether로 10% 용액으로 희석한 다음 paper disc에 loading 후 앞에서와 같은 방법으로 ether를 제거한 다음 시료로 사용하였다. 시험균주인 S. aureus 에 대하여 항균활성이 가장 크게 나타난 획분을 선택하여 GC-MS 분석을 실시하였다. GC-MS 분석은 HP 5890(Hewlett Packard, USA) 에 Innowax capillery column(cross linked polyethylene glycol, Hewlett Packard, USA)을 장착하여 사용하였다.
- chromatograph를 실시하였다. 여기서 얻은 6개 획분의 S. aureus6^ 대한 항미생물성을 조사하였고, 항미생물성이 큰 획분의 GC-MS를 통하여 9개의 성분을 동정하였다. 한편 오미자 정유, citronellol 및 terpineol을 첨가한 배지에서 S.
- 오미자 essential oil에 존재하는 항미생물 활성물질을 분리하기 위하여 hexane-ether 용매계를 이용하여 silica gel col umn chromatograph를 실시하였다. 여기서 얻은 6개 획분의 S.
- 오미자 정유 성분 중의 항균활성 물질을 확인하기 위하여 정유성분을 먼저 silica gel column chromatograph를 이용하여 1 차 정제하였다. 즉, 활성화 된 silica gel(70~230 mesh, Merck, USA)을 n-hexane으로 slurry를 만들어 glass column(Φ5 cm× 50 cm)에 부은 후 오미자의 정유를 loading하였다.
- 오미자 정유성분 중 항균활성을 나타내는 물질을 분리하기 위하여 hexane-ether 용매계를 이용하여 silica gel column chromatography를 실시하였으며, 모두 6개의 획분을 얻었다. 분획을 통하여 얻어진 6개의 획분 중 가장 많은 양이 얻어진 획분은 n-hexane 획분으로 61.
- 오미자의 정유성분을 얻기 위하여 water distillation 장치를 사용하여 으미자 정유성분을 추출하였다. 이 정유성분을 paperdisc method를 사용하여 미생물에 대한 항균활성을 즉정한 결과는 Table 1과 같았다.
- 사용된 용매계는 hexane : ether를 이용하였으며 , ether의 농도를 0, 5, 10, 15, 20, 100%로 양을 늘려가면서 정유성분을 각 단계별로 분리 용출시켰다. 이렇게 하여 얻어진 각 획분을 농축한후 S. aureus를 대상으로 하여 항균활성을 측정하였다. 각 획분의 항균활성 측정은 각 획분을 ether로 10% 용액으로 희석한 다음 paper disc에 loading 후 앞에서와 같은 방법으로 ether를 제거한 다음 시료로 사용하였다.
- Mass spectrum은 VG Mass Lab. 회사의 Lab-base system을 사용하여 분석하였다. MS 분석을 통하여 확인된 각각의물질에 대한 항균활성의 측정은 각 물질의 표준품을 구입한후 이들을 이용하여 물질의 paper disc법으로 항균활성 능력을 비교 · 시험하였다.
대상 데이터
- 오미자는 경남 함양군 마천면 삼정리에서 1999년 9월에 구입하여 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후 시료로 사용하였다.
이론/모형
- 오미자 정유성분의 항균 활성을 측정하기 위하여 paper disc method를 이용하여 세균 6종, 곰팡이 4종 그리고 효모 2종에 대한 항균활성을 측정하였다. 이때 정유성분을 녹이기 위하여 ether로 10% 용액으로 하였으며 paper disc에 10% 정 유성분 ether 용액 50 μL 를 loading한 후 paper disc의 ethei를 제거하기 위하여 37℃ 배양기에서 30분 동안 방치하여 ether를 완전히 제거한 후사용 하였다.
성능/효과
- coli보다는 5. grens에 대한 항균력이 더 큰 것으로 나타났으며, 두 물질 중 terpineol의 항균력이 citronellol의 항균력보다는 좀 더 크게 나타났다. 한편 오미자 정유를 농도별로 첨가한 첨가한 배지 중에서 S.
- aureus에 대한 항균력이 큰 것으로 나타났다. 그리고 오미자 정유를 농도별로 첨가한 배지중에서 S. aureus와 E. coli에 대한 경시적 생육억제 효과를 조사한 결과 S. aureus 의 경우 오미자 정유 첨가군에서 6~12시간까지 생육이 억제되었으나 E. coli의 경우에는 생육억제 효과가 거의 없었다. 따라서 citronellol과 terpineol0] 오미자 정유성분 중에 존재하는 중요 항균물질임을 확인하였다.
- coli의 경우에는 생육억제 효과가 거의 없었다. 따라서 citronellol과 terpineol0] 오미자 정유성분 중에 존재하는 중요 항균물질임을 확인하였다.
- 정유성분의 항미생물활성에 대하여 보고한 Knobloch 등(9)에 따르면 정유성분의 물에 대한 용해도는 미생물의 새포벽에 침투하는 능력과 직접적으로 관련이 있다고 하였으며, 정유성분의 항미생물 활성은 세포막의 phospholipids bilay er에 대한 용해도에 의하여 결정된다고 하였다. 따라서 오미자중에 존재하는 유기산의 존재는 그 자체의 항균력도 중요하지만 오미자 정유성분의 항균력 발현에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 생각되었다.
- coli의 경우에는 생육이 억제되는 현상을 거의 관찰할 수 없었다. 따라서 이 두 물질이 오미자 정유 성분 중에 존재하는 주 항균물질임을 확인할 수 있었다.
- 얻었다. 분획을 통하여 얻어진 6개의 획분 중 가장 많은 양이 얻어진 획분은 n-hexane 획분으로 61.69%의 양을 차지하였으며, 그 다음 5% ether획분이 18.77%, 10% ether획분은 5.87%, 15% ether획분은 3.81%, 20% ether획분은 2.07%, 100% ether획분은 4.91%이었다. 이렇게 하여 얻어진 6개의 획분에대하여 S.
- 이 정유성분을 paperdisc method를 사용하여 미생물에 대한 항균활성을 즉정한 결과는 Table 1과 같았다. 오미자 정유성분은 효모와 곰팡이에 대한 항균활성은 없었으며, 세균 중에서는 Gram양성 세균에 대해서만 활성이 나타났다. 이는 오미자 추출물의 항미생물 활성이 효모와 곰팡이에 대하여 나타나지 않았다는 정등(3)의 결과와 일치하였다.
- Table 2에 나타낸 물질 이외의 물질들은 용매 등에서 유래한 불순물인 것으로 생각되었다. 이들 중 항미생물 활성이 있는것으로 알려진 citronellol과 terpineol 두 가지 물질의 GC-MS data를 Wiley/NBS library로 동정한 결과 각각 95.0 및 85.0%의 similarity를 보였다(Table 2).
- 이들의 연구 결과를 살펴볼 때 오미자의 항균력은 주로 오미자 ethanol 추출물의 유기산 자체와 이들로 인한 pH 저하로 인하여 항균활성이 나타나기는 하지만 pH 저하로 인하여 terpineol과 citronellol 같은 정유성분의 항미생물 작용이 한층 강화되어 나타나는 것으로 생각되었다. 정유성분의 항미생물활성에 대하여 보고한 Knobloch 등(9)에 따르면 정유성분의 물에 대한 용해도는 미생물의 새포벽에 침투하는 능력과 직접적으로 관련이 있다고 하였으며, 정유성분의 항미생물 활성은 세포막의 phospholipids bilay er에 대한 용해도에 의하여 결정된다고 하였다.
- 91%이었다. 이렇게 하여 얻어진 6개의 획분에대하여 S. aureus를 지표균으로 하여 항균활성을 측정한 결과 hexane획분과 100% ether획분을 제외한 모든 획분에서 항균활성이 나타났다. 항균활성이 나타난 4개의 획분에 대하여 paper disc법을 이용하여 항균활성을 비교한 결과 20% ether 획분에서 가장 큰 활성을 나타내었다.
- aureus6^ 대한 항미생물성을 조사하였고, 항미생물성이 큰 획분의 GC-MS를 통하여 9개의 성분을 동정하였다. 한편 오미자 정유, citronellol 및 terpineol을 첨가한 배지에서 S. aureus와 E. coli의 생육억제 효과를 관찰한 결과 E. coli 보다는 S. aureus에 대한 항균력이 큰 것으로 나타났다. 그리고 오미자 정유를 농도별로 첨가한 배지중에서 S.
- aureus를 지표균으로 하여 항균활성을 측정한 결과 hexane획분과 100% ether획분을 제외한 모든 획분에서 항균활성이 나타났다. 항균활성이 나타난 4개의 획분에 대하여 paper disc법을 이용하여 항균활성을 비교한 결과 20% ether 획분에서 가장 큰 활성을 나타내었다.
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