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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 시판되고 있는 4종의 식초 및 고칼슘 현미식초를 이용하여 치아의 플라그 생성원인균으로 알려진 S. wiWms에 대한 항균효과와 그에 따른 식초에 함유된 총페놀 함량과의 연관성을 조사하였다.
제안 방법
- 5종류의 식초(감식초, 포도식초, 사과식초, 고칼슘현미식초 및 현미식초)의 S. mutans에 대한 항균력을 조사하였다. 그 결과 감식초가 가장 높게 나타났으며 포도, 사과, 고칼슘 현 미, 현미식초 순으로 나타났다.
- 5종의 식초중 항균력이 가장 높은 감식초를 선정하여 농도에 따른 향균력 비교를 위하여 brain heart infusion broth 배지에 감식초를 각각 0, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 및 4.0%가 되게 첨가하고 시험균을 접종하여 37℃에서 72시간 동안 배양하면서 6시간 간격으로 시료를 채취하였다. 경시적인 균의 생육은 600nm에서 흡광도로 측정하였다(24).
- 감식초 처리에 의한 미생물의 형태변화를 조사하기 위하여 S. mutans에 대하여 감식초를 처리한 것과 처리하지 않은 대조구를 투과전자현미경으로 관찰하였다. Fig.
- 감식초 첨가에 의한 S. mutans 세포의 손상여부를 관찰하기 위하여, 24시간 배양한 시험균의 균체를 2.5% glutaraldehyde 를 함유한 0.1M phosphate buffer로 전고정시킨 후 동일한 buffer로 3~4회 세척하고 다시 1% osmium tetraoxide(OsO4) 를 함유한 buffer에서 후고정하였다. 다음에 동일한 buffer로 세척한 후 2% agar로 block을 만들어 30-100% 알콜로 순차적으로 탈수하였으며, epoxy와 propylene oxide를 섞은 용액으로 치환시킨 후 초박절편을 만들어 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, Hitach-600)으로 관찰하였다.
- 1M phosphate buffer로 전고정시킨 후 동일한 buffer로 3~4회 세척하고 다시 1% osmium tetraoxide(OsO4) 를 함유한 buffer에서 후고정하였다. 다음에 동일한 buffer로 세척한 후 2% agar로 block을 만들어 30-100% 알콜로 순차적으로 탈수하였으며, epoxy와 propylene oxide를 섞은 용액으로 치환시킨 후 초박절편을 만들어 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, Hitach-600)으로 관찰하였다.
- 시판되고 있는 5종의 식초 즉, 감, 포도, 사과 및 현미식초와 고칼슘 현미식초를 이용하여 충치발생의 원인균으로 알려진 S. mutans에 대한 항균활성을 조사하였다. Table 1에서 보는 것처럼 S.
- 식초의 종류에 따른 항균력 차이는 식초에 함유된 총페놀 함량과 연관성이 있을 것으로 추정하여 총페놀성 물질의 함량을 비교 측정하였다. 그 결과, 감식초가 237.
- 각 식초의 총 페놀성 물질 함량은 Folin-Denis법(25)에 의해 비색정량하였다. 즉 식초를 적당량 희석한 검액 5㎖에 Folin-Ciocalteau 시약 5㎖를 가하여 혼합하고 3분 후 10% Na2CO3 5㎖를 넣어 진탕하고 1시간 실온에서 방치하여 700nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 표준물질로는 tarmic acid를 5~50㎍/㎖의 농도로 조제하여 검량곡선의 작성에 사용하였다.
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감식초의 농도에 따른 항균활성
항균력이 가장 높은 감식초를 선별하여 감식초의 농도별에 따른 항균활성을 조사하기 위하여, 무첨가구간 및 감식초 농도(1~4%)로 구분하여 72시간 동안 균의 성육에 미치는 영향을 측정하였다. 그 결과 Fig 2에서 보는 것처럼 감식초 1%를 첨가한 구에서는 무첨가구와 같이 균의 성장 억제현상이 거의 관찰되지 않았으나 L5% 첨가한 구부터 억제효과를 나타내기 시작하여 농도가 높아질수록 사멸 속도가 서서히 빨라지는 것을 관찰할 수 있었다.
대상 데이터
- S. mutans(KCTC3065)는 생명공학연구소 유전자은행에서 분양받아 사용하였다. S.
- 본 실험에 사용된 감식초(총산 6.2), 포도식초(총산 5.8), 사과식초(총산 6.3), 현미식초(총산 6.0)는 대구백화점에서 구입하여 사용하였으며 고칼슘 현미식초(총산 6.2)는 (주)계명 푸덱스에서 제공받아 사용하였다.
데이터처리
- 각각의 실험구간의 3반복 실험결과를 SAS 통계처리에 의한 Duncan's multiple range test(ANOVA programmed computer)로 실시하였다<26).
이론/모형
- 각 식초의 총 페놀성 물질 함량은 Folin-Denis법(25)에 의해 비색정량하였다. 즉 식초를 적당량 희석한 검액 5㎖에 Folin-Ciocalteau 시약 5㎖를 가하여 혼합하고 3분 후 10% Na2CO3 5㎖를 넣어 진탕하고 1시간 실온에서 방치하여 700nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 항균력은 paper disc법(22, 23)으로 측정하였다. 즉 균주를 액체배지에서 18시간 배양하여 활성화시킨 후 0.
성능/효과
- mutans에 대한 항균활성을 조사하였다. Table 1에서 보는 것처럼 S. mutans에 대해서 모두 항균활성을 나타내었으며 특히 감식초가 16.8 ± 0.1mm로 가장 높은 항균력을 나타내었다. 그 다음은 포도식초가 비교적 강한 항균력을 나타내었으며 이에 비하여 현미식초는 항균력이 약간 낮은 경향으로 나타났다.
- 투과전자현미경(TEM)으로 균 내부구조의 손상 정도를 관찰한 결과, 세포벽 및 세포막이 파괴되었다. 각각의 식초에 대한 총페놀 함량을 조사한 결과, 감식초가 237.49mg%로 가장 높았으며, 총페놀함량이 높을수록 항균력은 높게 나타났다.
- 항균력이 가장 높은 감식초를 선별하여 감식초의 농도별에 따른 항균활성을 조사하기 위하여, 무첨가구간 및 감식초 농도(1~4%)로 구분하여 72시간 동안 균의 성육에 미치는 영향을 측정하였다. 그 결과 Fig 2에서 보는 것처럼 감식초 1%를 첨가한 구에서는 무첨가구와 같이 균의 성장 억제현상이 거의 관찰되지 않았으나 L5% 첨가한 구부터 억제효과를 나타내기 시작하여 농도가 높아질수록 사멸 속도가 서서히 빨라지는 것을 관찰할 수 있었다. 특히 4% 첨가구의 경우 30시간까지 균의 생육이 완전히 억제되다가 그 이후 조금 성장하였는데 이것은 식초가 함유하고 있는 산이 휘발됨으로써 나타난 현상으로 여겨지며 실제 총산의 변화를 측정해본 결과 초기에는 변함이 없다가 30시간이후에는 20% 정도 휘발하는 것으로 나타났다(data not showen).
- mutans에 대한 항균력을 조사하였다. 그 결과 감식초가 가장 높게 나타났으며 포도, 사과, 고칼슘 현 미, 현미식초 순으로 나타났다. 감식초는 1.
- 식초의 종류에 따른 항균력 차이는 식초에 함유된 총페놀 함량과 연관성이 있을 것으로 추정하여 총페놀성 물질의 함량을 비교 측정하였다. 그 결과, 감식초가 237.49mg%로 가장 높았으며, 그 다음은 포도, 사과, 고칼슘현미, 현미식초 순이었다(Table 2). 이상의 결과는 앞에서의 식초종류에 따른 항균활성력 비교 결과와 같은 경향으로 나타났다.
- 1mm로 가장 높은 항균력을 나타내었다. 그 다음은 포도식초가 비교적 강한 항균력을 나타내었으며 이에 비하여 현미식초는 항균력이 약간 낮은 경향으로 나타났다. Fig.
- 이상의 결과는 앞에서의 식초종류에 따른 항균활성력 비교 결과와 같은 경향으로 나타났다. 따라서 식물 세포에 존재하는 생리활성 물질중 페놀성화합물들은 천연항산제로서뿐만 아니라 항균성능을 가지고 있다는 보고(26)를 뒷받침해주며 식초에 포함된 페놀성 물질은 식초의 항균효과와 관련이 있어서, 그 함량이 높을수록 항균효과는 증가하는 것을 확인할 수 있었다
- 5%이상 첨가하였을 때 항균효과를 나타내었으며, 4%농도에서 균의 생육이 정지되었다. 투과전자현미경(TEM)으로 균 내부구조의 손상 정도를 관찰한 결과, 세포벽 및 세포막이 파괴되었다. 각각의 식초에 대한 총페놀 함량을 조사한 결과, 감식초가 237.
- 그 결과 Fig 2에서 보는 것처럼 감식초 1%를 첨가한 구에서는 무첨가구와 같이 균의 성장 억제현상이 거의 관찰되지 않았으나 L5% 첨가한 구부터 억제효과를 나타내기 시작하여 농도가 높아질수록 사멸 속도가 서서히 빨라지는 것을 관찰할 수 있었다. 특히 4% 첨가구의 경우 30시간까지 균의 생육이 완전히 억제되다가 그 이후 조금 성장하였는데 이것은 식초가 함유하고 있는 산이 휘발됨으로써 나타난 현상으로 여겨지며 실제 총산의 변화를 측정해본 결과 초기에는 변함이 없다가 30시간이후에는 20% 정도 휘발하는 것으로 나타났다(data not showen).
후속연구
- mutans는 균체표층에 glucosyltransferase(GTase)를 분비하며 음식물 중 sucrose로부터 불용성 glucan을 형성하고, 이러한 glucan은 구강내 미생물들과 치면에 치면세균막(dental plague)를 생성한다(5, 6). 따라서 이러한 충치유발균인 S. mutans의 성장을 억제할 수 있다면 충치 예방 및 그 발생 빈도 감소 효과가 있을 것으로 기대된다. 충치예방에 관한 연구로써 GTase 합성저해제의 개발(7, 8), 항균제재의 개발(9, 10) 등의 연구가 진행되어 왔으며, 특히 녹차(11), 오룡차(12), 황백(13), 후박(14), flavonid(15), 해조류 추출물인 funoran(16), 알로에(17) 등의 천연물을 대상으로 항균물질의 개발 및 효과 등이 보고되고 있다.
- mutans의 세포형태의 변화를 관찰한 결과 세포벽이 분리되고 세포내 물질이 상당히 유출되었다고 보고한 결과와 일치하였다. 이상의 결과로써 식초는 인체에 무해할 뿐 아니라 충치유발균인 S. mutans에 대한 항균효과가 우수하므로 앞으로 충치예방물질로서의 이용 가능성이 매우 높아 여러 분야에서 활용이 기대된다.
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