일상적인 식생활에서 흔히 애용되고 있는 감자와 양파의 껍질은 농산 부산물로서 거의 폐기되고 있는 점을 감안하여 폐기 농산물의 재활용의 측면에서 또 환경 친화적인 면에서 본 연구를 시도하였으며, 감자껍질(Solanum tuberosum Peel, SP)과 양파껍질(Allium cepa L. Peel, AP)을 수거하여 추출, 분획한 후 각 균주에 대한 생육억제제 효과를 paper disc법에 의하여 살펴보았다. 각 균주에 따른 실험 결과를 보면 여러가지 균들 중에서는 Psedomonas aeruginosa균에서 가장 큰 항균활성을 볼 수 있었으며, 감자껍질에 비해 양파껍질이 대체적으로 높은 항균활성을 나타내었고 특히 양파의 ethylether 층인 APMEE와 butanol층인 APMB는 2000 $\mu$g/mL 농도에서는 17.72 및 16.35 mm의 높은 균 생육억제대가 나타나 본 연구실에서 이미 행한 여러 다른 시료를 이용한 연구 결과 중에서도 아주 높은 항균활성을 보였다. Streptococcus mutans균에서는 초기 농도에서는 SPM에서 균 생육억제 대가 서서히 형성되었으나 APM의 경우는 거의 활성이 보이지 않았지만 최종농도 2000 $\mu$g/mL에서는 ethylether층인 APMEE층에서 매우 높은 균생육 억제대인 11.00 mm로 나타나 같은 농도의 SPMEE보다 높은 항균활성을 보여주었다. Staphylococcus aureus균의 경우 양파의 butanol층인 APMB를 1500과 2000 $\mu$g/mL 농도로 처리하였을 때 각각 10.65, 12.28 mm의 높은 생육억제대가 나타났다. 이외의 균들에서는 각 용매 분획별로는 미약한 항균활성을 보였다. 4가지의 균주에 대한 감자껍질과 양파껍질 분획물의 농도별 각 항균활성을 측정한 결과, 두 시료 모두 ethylether 층에서 가장 큰 항균력을 보였으며, ethylacetate 층과 butanol 층에서도 비교적 높은 항균력을 보였다. 특히 감자껍질의 경우 Pseudomonas aeruginosa 균주에 대해 수층에서의 항균활성이 크게 나타났다. 본 연구결과, 농산 부산물인 양파와 감자껍질을 이 용한 천연 항균제 및 식품 보존제로서의 개발 가능성이 높이 평가되는 것으로 사료된다.
일상적인 식생활에서 흔히 애용되고 있는 감자와 양파의 껍질은 농산 부산물로서 거의 폐기되고 있는 점을 감안하여 폐기 농산물의 재활용의 측면에서 또 환경 친화적인 면에서 본 연구를 시도하였으며, 감자껍질(Solanum tuberosum Peel, SP)과 양파껍질(Allium cepa L. Peel, AP)을 수거하여 추출, 분획한 후 각 균주에 대한 생육억제제 효과를 paper disc법에 의하여 살펴보았다. 각 균주에 따른 실험 결과를 보면 여러가지 균들 중에서는 Psedomonas aeruginosa균에서 가장 큰 항균활성을 볼 수 있었으며, 감자껍질에 비해 양파껍질이 대체적으로 높은 항균활성을 나타내었고 특히 양파의 ethylether 층인 APMEE와 butanol층인 APMB는 2000 $\mu$g/mL 농도에서는 17.72 및 16.35 mm의 높은 균 생육억제대가 나타나 본 연구실에서 이미 행한 여러 다른 시료를 이용한 연구 결과 중에서도 아주 높은 항균활성을 보였다. Streptococcus mutans균에서는 초기 농도에서는 SPM에서 균 생육억제 대가 서서히 형성되었으나 APM의 경우는 거의 활성이 보이지 않았지만 최종농도 2000 $\mu$g/mL에서는 ethylether층인 APMEE층에서 매우 높은 균생육 억제대인 11.00 mm로 나타나 같은 농도의 SPMEE보다 높은 항균활성을 보여주었다. Staphylococcus aureus균의 경우 양파의 butanol층인 APMB를 1500과 2000 $\mu$g/mL 농도로 처리하였을 때 각각 10.65, 12.28 mm의 높은 생육억제대가 나타났다. 이외의 균들에서는 각 용매 분획별로는 미약한 항균활성을 보였다. 4가지의 균주에 대한 감자껍질과 양파껍질 분획물의 농도별 각 항균활성을 측정한 결과, 두 시료 모두 ethylether 층에서 가장 큰 항균력을 보였으며, ethylacetate 층과 butanol 층에서도 비교적 높은 항균력을 보였다. 특히 감자껍질의 경우 Pseudomonas aeruginosa 균주에 대해 수층에서의 항균활성이 크게 나타났다. 본 연구결과, 농산 부산물인 양파와 감자껍질을 이 용한 천연 항균제 및 식품 보존제로서의 개발 가능성이 높이 평가되는 것으로 사료된다.
This study was performed to determine the antimicrobial activity of waste food fractions, the Solanum tuberosum Peel (SP) and Allium cepa L. Peel (AP) on several microorganisms. The methanol extracts (SPM, APM) of SP and AP were fractionated to five different types, which were hexane, ethylether, et...
This study was performed to determine the antimicrobial activity of waste food fractions, the Solanum tuberosum Peel (SP) and Allium cepa L. Peel (AP) on several microorganisms. The methanol extracts (SPM, APM) of SP and AP were fractionated to five different types, which were hexane, ethylether, ethylacetate, butanol and water Among the various fractions, ethylether and butanol fractions of AP (APMEE, APMB) showed stronger antimicrobial activity against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus than the other fractions. The ethylether fraction of SP (SPMEE) also showed the higher antimicrobial activity against Escherchia coli than the other 4 fractions . These results suggest that the waste food fractions, SP and AP may be developed into bioactive antimicrobial health products.
This study was performed to determine the antimicrobial activity of waste food fractions, the Solanum tuberosum Peel (SP) and Allium cepa L. Peel (AP) on several microorganisms. The methanol extracts (SPM, APM) of SP and AP were fractionated to five different types, which were hexane, ethylether, ethylacetate, butanol and water Among the various fractions, ethylether and butanol fractions of AP (APMEE, APMB) showed stronger antimicrobial activity against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus than the other fractions. The ethylether fraction of SP (SPMEE) also showed the higher antimicrobial activity against Escherchia coli than the other 4 fractions . These results suggest that the waste food fractions, SP and AP may be developed into bioactive antimicrobial health products.
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문제 정의
이와 같이 다양한 생리 활성 기능을 가지고 있는 농산부산 물인 감자껍질과 양파껍질은 음식을 만들 때 거의 전량이 폐기되므로 환경친화적 측면과 식품을 이용한 바이오 제품의 산업화 측면에서 접근하여 볼 때, 본 연구는 폐기되는 농산 부산물 속의 항균 활성을 이용하여 천연항균제 및 보존료로서 개발하여 산업화함으로서 농산 부산물 이용 고부가가치 제품 개발 및 생산 등의 효율성을 타진해 보았으며, 다음과 같은 결과를 얻었으므로 이에 보고하는 바이다.
제안 방법
이 시료들을 추출.분획하여 천연 항균 활성 검색에 사용하였다.
시료로 사용된 건조된 감자껍질과 양파껍질은 일정량의 메탄올을 첨가한 후 37°C에서 4시간 동안 3회 반복 추출하고 회전식 진공 농축기로 감압 농축시킨 후 동결 건조하였으며, 감자껍질의 메탄올 추출물(SPM)과 양파껍질의 메탄올추출 물(APM)을 각각 얻은 후 감자껍질과 양파껍질은 각 용매별로 분획하여 각각 hexane층(SPMH, APMH), ethylether층 (SPMEE, APMEE), ethylacetate층(SPMEA, APMEA), butanol층(SPMB, APMB) 및 수층 분획물(SPMA, APMA) 로 계층 분획하고 각 층을 감압 농축 후 동결 건조하고 분말로 하여 본 실험 시료로 사용하였다.
계층 분획물 항균성 검색은 paper disc method(22)를 이용 하였으며, 사용한 균주는 식중독 원인균인 Staphylococcus aureus(KCTC 1916), 충치 유발 균인 Streptococcus mutans (KCTC 3065), 녹농균인 Pseudomonas aeruginosaCKCTC 2004), 대장균인 Escherichia co/KKCTC 1923) 균이었으며 각 균의 생육 및 보존을 위해 사용한 배지는 nutrient agar ①ifco), yeast extract 및 malt extract을 사용하였다. 항균성 시험용 평판배지는 멸균 후 petri dish에 각각 20 mL씩 분주하여 응고 시 킨 후 전배 양한 각종 시험 균을 무균적으로 첨가하여 기 층용 배지 위에 다시 20mL씩 분주하여 2중의 평 판배 지를 만들었다. 각 시료의 용매 분획 별 추출물의 농도를 500, 1000, 1500, 2000 卩g/disc로 정 하고 멸균된 disc(Toyo Roshi Kaisha, Ltd.
항균성 시험용 평판배지는 멸균 후 petri dish에 각각 20 mL씩 분주하여 응고 시 킨 후 전배 양한 각종 시험 균을 무균적으로 첨가하여 기 층용 배지 위에 다시 20mL씩 분주하여 2중의 평 판배 지를 만들었다. 각 시료의 용매 분획 별 추출물의 농도를 500, 1000, 1500, 2000 卩g/disc로 정 하고 멸균된 disc(Toyo Roshi Kaisha, Ltd., 직경 8 mm)에 각 시료를 농도별로 가하여 배지에 흡수, 건조시켜 균주가 도말된 plate 표면에 올려놓은 후 37°C incubator에서 24시간 배양하여 disc(8 mm 직경) 주위에 생성된 clear zone의 직경(mm)으로부터 각 븐획물의 항균활성 정도를 측정하였으며 이 실험을 5회 반복하여 평균치를 내었다.
감자껍질과 양파껍질을 methanol로 추출, 여러 용매별로 분획하여 각각 항균 물질을 얻은 후 천연 항균제 및 식품 보 존제 개발을 위한 방안으로 각 균주별로 항균 활성을 확인한 결과는 다음과 같다. 시료를 첨가하지 않은 paper disc(8 mm)를 대조군으로 하여 clear zone의 직경 (rnm) 을 잰 결과, 식품 부패유발균인 Pseudomonas aeruginosa(Table 1)에서는 감자껍질의 메탄올 추출물인 SPM의 경우 SPMH를 제외한 전 층에서 항균 활성을 보였으며 500 Ug/mL 첨가 농도에서 eth ylacetate 층인 SPMEA가 9.
일상적인 식생활에서 흔히 애용되고 있는 감자와 양파의 껍질은 농산 부산물로서 거의 폐기되고 있는 점을 감안하여 폐기농산물의 재활용의 측면에서 또 환경친화적인 면에서 본 연구를 시도하였으며 , 감자껍질 (SoZaruzm tuberosum Peel, SP)과 양파껍질 (&位奶 cepa L. Peel, AP)을 수거하여 추출, 분획한 후 각 균주에 대한 생육 억제 효과를 paper disc법 에 의하여 살펴보았다. 각 균주에 따른 실험 결과를 보면 여러 가지 균들 중에서는 Fsedcmonas aeruginosa균에서 가장 큰 항균 활성을 볼 수 있었으며, 감자껍질에 비해 양파 껍질이 대체적으로 높은 항균 활성을 나타내었고 특히 양파의 ethylether 층인 APMEE와 butanol층인 APMB는 2000 Ug/mL 농도에서는 17.
대상 데이터
본 실험에 사용된 감자 껍질과 양파 껍질은 2002년 8월 본교 인문관 식당에서 폐기 되 는 감자와 양파의 외 피만을 수거, 수세, 정선하여 그늘에 건조시켜 -70°C에서 보관하여 사용하였다. 이 시료들을 추출.
이론/모형
계층 분획물 항균성 검색은 paper disc method(22)를 이용 하였으며, 사용한 균주는 식중독 원인균인 Staphylococcus aureus(KCTC 1916), 충치 유발 균인 Streptococcus mutans (KCTC 3065), 녹농균인 Pseudomonas aeruginosaCKCTC 2004), 대장균인 Escherichia co/KKCTC 1923) 균이었으며 각 균의 생육 및 보존을 위해 사용한 배지는 nutrient agar ①ifco), yeast extract 및 malt extract을 사용하였다. 항균성 시험용 평판배지는 멸균 후 petri dish에 각각 20 mL씩 분주하여 응고 시 킨 후 전배 양한 각종 시험 균을 무균적으로 첨가하여 기 층용 배지 위에 다시 20mL씩 분주하여 2중의 평 판배 지를 만들었다.
성능/효과
이외의 균들에서는 각 용매분획별로는 미약한 항균 활성을 보였다. 4가지 의 균주에 대한 감자껍질과 양파껍질 분획물의 농도별 각 항균 활성을 측정한 결과, 두 시료 모두 ethylether 층에서 가장 큰 항균력을 보였으며, ethylacetate 층과 butanol 층에서도 비교적 높은 항균력을 보였다. 특히 감자껍질의 경우 Pseu- domonas aeruginosa 균주에 대해 수층에서의 항균 활성이 크게 나타났다.
특히 감자껍질의 경우 Pseu- domonas aeruginosa 균주에 대해 수층에서의 항균 활성이 크게 나타났다. 본 연구 결과, 농산 부산물인 양파와 감자껍질을 이용한 천연 항균제 및 식품 보존제로서 의 개발 가능성이 높이 평가되는 것으로 사료된다.
감자껍질과 양파껍질을 methanol로 추출, 여러 용매별로 분획하여 각각 항균 물질을 얻은 후 천연 항균제 및 식품 보 존제 개발을 위한 방안으로 각 균주별로 항균 활성을 확인한 결과는 다음과 같다. 시료를 첨가하지 않은 paper disc(8 mm)를 대조군으로 하여 clear zone의 직경 (rnm) 을 잰 결과, 식품 부패유발균인 Pseudomonas aeruginosa(Table 1)에서는 감자껍질의 메탄올 추출물인 SPM의 경우 SPMH를 제외한 전 층에서 항균 활성을 보였으며 500 Ug/mL 첨가 농도에서 eth ylacetate 층인 SPMEA가 9.10 mm의 균 생육 억제대를 보였고 시료 최고 첨가 농도인 2000 Hg/mL 농도에서는 수층인 SPMA가 10.05 mm로 가장 높은 항균 활성을 나타내었다. 양파껍질의 메탄올 추출물인 APM의 경우는 APMH와 APMA 를 제외한 APMEE, APMEA 및 APMB 층에서 월등히 높은 항균 활성을 나타내었으며 특히 APMEE는 500, 10C0, 1500 및 2000 Ug/mL의 첨가농도에서 각각 농도 의존 별로 12.
05 mm로 가장 높은 항균 활성을 나타내었다. 양파껍질의 메탄올 추출물인 APM의 경우는 APMH와 APMA 를 제외한 APMEE, APMEA 및 APMB 층에서 월등히 높은 항균 활성을 나타내었으며 특히 APMEE는 500, 10C0, 1500 및 2000 Ug/mL의 첨가농도에서 각각 농도 의존 별로 12.60,14.75, 15.43 및 17.72 mm의 매우 높은 균 생육 저지 대를 나타내어 본 연구에 사용한 분획물 중 가장 높은 항균 활성을 나타내었으며 butanol층인 APMB는 그다음의 순으로 높은 활성이 나타났다.
충치 유발 균인 Streptococcus mutans^] 항균 활성 결과는 Table 2와 같다. SPM의 경우 전 층에서 첨가 농도가 증가될 수록 항균성은 서서히 증가하였으며, 여러 용매 층 중 SP- MEE 가 비교적 높은 항균 활성을 보였다. APM의 경우는 1500 Ug/mL 첨가 농도에서 APMEE, APMEA 및 APMB에 서 각각 clear zone의 직 경이 10.
SPM의 경우 전 층에서 첨가 농도가 증가될 수록 항균성은 서서히 증가하였으며, 여러 용매 층 중 SP- MEE 가 비교적 높은 항균 활성을 보였다. APM의 경우는 1500 Ug/mL 첨가 농도에서 APMEE, APMEA 및 APMB에 서 각각 clear zone의 직 경이 10.17, 8.97, 9.20 rnm로 항균 활성 이 보이기 시작하여 2000 Ug/mL의 첨가 농도의 경우 APMEE 는 11.00 mm의 활성을 나타내어 같은 조건의 감자껍질인 SPMEE의 경우보다 비교적 높은 활성을 보였다.
00 mm의 높은 생육 억 제대를 나타내었고 다음은 SPMEA의 순이었다. APM은 SPM과 마찬가지로 저 첨가 농도에서는 거의 나타 나지 않았으나 1500 Ug/mL 이 상의 농도에서부터 항균 활성을 보이기 시작하여 2000 Ug/mL에서는 APMB가 아주 높은 활성을 나타내 어 12.28 mm의 clear zone이 나타났고 APMEE 및 APMEA는 각각 10.61 및 10.68 mm의 활성을 보여 같은 조건의 감자껍질에 비해 전반적으로 높은 균 생육 저지대를 보였다.
본 실험 결과, 감자 껍질과 양파껍질 메탄올 추출물의 각 용매별 분획물의 경우 감자껍질은 사용한 4가지 균주 중 SPMEE 층에서 제 일 높은 항균 활성을 보였으며 양파 껍질 추출물의 경우도 대체 적으로 APMEE층과 APMB이 높은 항균 활성이 나타났으며 특히 사용 균주 중 Pseudomonas aeruginosa^ 서 항균 활성이 제일 높게 나타났다. 감자껍질의 경우에는 양파껍질에는 거의 효과가 없던 수층인 SPMA에서 균생육저 지 대가 커서 높은 항균 활성이 나타났다.
본 실험 결과, 감자 껍질과 양파껍질 메탄올 추출물의 각 용매별 분획물의 경우 감자껍질은 사용한 4가지 균주 중 SPMEE 층에서 제 일 높은 항균 활성을 보였으며 양파 껍질 추출물의 경우도 대체 적으로 APMEE층과 APMB이 높은 항균 활성이 나타났으며 특히 사용 균주 중 Pseudomonas aeruginosa^ 서 항균 활성이 제일 높게 나타났다. 감자껍질의 경우에는 양파껍질에는 거의 효과가 없던 수층인 SPMA에서 균생육저 지 대가 커서 높은 항균 활성이 나타났다. 본 실험에 사용한 4가지 균주 중 Pseudomonas aeruginosa의 항균 활성 반응이 제 일 좋았고, 다음으로는 식중독 원인균인 Staphylococcus au reus, 충치 유발 균인 Streptococcus mutans 의 순이었다.
감자껍질의 경우에는 양파껍질에는 거의 효과가 없던 수층인 SPMA에서 균생육저 지 대가 커서 높은 항균 활성이 나타났다. 본 실험에 사용한 4가지 균주 중 Pseudomonas aeruginosa의 항균 활성 반응이 제 일 좋았고, 다음으로는 식중독 원인균인 Staphylococcus au reus, 충치 유발 균인 Streptococcus mutans 의 순이었다. 그러나 대장균인 Escherichia coli는 SPMEE에 서 항균 활성을 보였으나 APM의 각 용매 분획물에는 거의 활성을 볼 수 없었다.
Peel, AP)을 수거하여 추출, 분획한 후 각 균주에 대한 생육 억제 효과를 paper disc법 에 의하여 살펴보았다. 각 균주에 따른 실험 결과를 보면 여러 가지 균들 중에서는 Fsedcmonas aeruginosa균에서 가장 큰 항균 활성을 볼 수 있었으며, 감자껍질에 비해 양파 껍질이 대체적으로 높은 항균 활성을 나타내었고 특히 양파의 ethylether 층인 APMEE와 butanol층인 APMB는 2000 Ug/mL 농도에서는 17.72 및 16.35 mm의 높은 균생육억제대가 나타나 본 연구실에서 이미 행한 여러 다른 시료를 이용한 연구결과중에서도 아주 높은 항균 활성을 보였다. Streptococcus mufcms균에서 는 초기 농도에서는 SPM에서 균생육억 제대가 서서히 형성되었으나 APM의 경우는 거의 활성이 보이지 않았지만 최종 농도 2000 Ug/mL에서는 ethylether층인 APMEE층에서 매우 높은 균생육 억제대인 11.
35 mm의 높은 균생육억제대가 나타나 본 연구실에서 이미 행한 여러 다른 시료를 이용한 연구결과중에서도 아주 높은 항균 활성을 보였다. Streptococcus mufcms균에서 는 초기 농도에서는 SPM에서 균생육억 제대가 서서히 형성되었으나 APM의 경우는 거의 활성이 보이지 않았지만 최종 농도 2000 Ug/mL에서는 ethylether층인 APMEE층에서 매우 높은 균생육 억제대인 11.00 mm로 나타나 같은 농도의 SPMEE보다 높은 항균 활성을 보여주었다 Staphylococcus aureus균의 경우 양파의 butanol층인 APMB를 1500과 2000 Hg/mL 농도로 처리하였을 때 각각 10.65, 12.28 mm의 높은 생육 억제대가 나타났다. 이외의 균들에서는 각 용매분획별로는 미약한 항균 활성을 보였다.
4가지 의 균주에 대한 감자껍질과 양파껍질 분획물의 농도별 각 항균 활성을 측정한 결과, 두 시료 모두 ethylether 층에서 가장 큰 항균력을 보였으며, ethylacetate 층과 butanol 층에서도 비교적 높은 항균력을 보였다. 특히 감자껍질의 경우 Pseu- domonas aeruginosa 균주에 대해 수층에서의 항균 활성이 크게 나타났다. 본 연구 결과, 농산 부산물인 양파와 감자껍질을 이용한 천연 항균제 및 식품 보존제로서 의 개발 가능성이 높이 평가되는 것으로 사료된다.
후속연구
그러나 대장균인 Escherichia coli는 SPMEE에 서 항균 활성을 보였으나 APM의 각 용매 분획물에는 거의 활성을 볼 수 없었다. 이 결과를 종합해 보면 감자 껍질과 양파껍질의 항균성은 대체적으로 ethylether층에서 균 생육 저지 효과가 우수하였으며 이 층에서의 항균물질 분리가 병행되므로서 본 연구 결과, 농산부산물의 항균 활성을 이용한 천연 항균제 및 식품 보존제로서의 이용 효율성이 높게 평가되리라 사료된다.
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