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문제 정의
- 본 연구에서는 천연 보존료의 개발을 위한 식품학적 기초자료로 활용하기 위해 인진호 추출물을 이용하여 병원균과 식중독균 등 9종의 균주에 대한 항균력을 검색하여 천연 식품 보존료로서의 이용 가능성을 검토하였다.
제안 방법
- Paper disk법 : 공시 균주 1 colony를 살균된 Mueller-Hinton broth에 접종하여 30℃에서 24시간 동안 배양한 액 0.1 mL 를 Mueller-Hinton agar 배지에 도말하고, 멸균된 0.65 mm filter paper disk(Whatman No.2, 06 mm)에 각 추출물을 흡수시켜 petri dish 표면 에 놓아 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 disk주위 의 clear zone의 직경 (mm)으로서 비교하였다(8,25).
- 미생물의 생육도 측정 : 본 실험에 사용된 4개 균주를 인진호 아세톤 추출물의 고형 물 함량이 20, 40, 80, 100 mg/mL이 되도록 조절한 Mueller-Hinton broth배지에 배양액을 각각 0.1 mL씩 접종하고, 37℃에서 48시간까지 배양하면서 시간대별로 640 nm에서 흡광도를 측정하여 균의 생육도를 조사하였다.
- 인진호 100 g에 10배 가량의 아세톤, 메탄올, 에탄올 및 물을 가하여 24시간 동안 상온에서 교반 침출시키고 여과(Whatman No.2)하였다. 이 추출여 액을 회전감압농축기로 50℃ 수욕상에서 완전 감압농축한 후 냉동실에 보관하면서 추출물 시료로 사용하였다.
- 최소저해농도(MIC) 측정: 최소저해농도(MIC, minimum inhibitory concentration)는 액체배지희석법으로 인진호 아세톤 추출물의 고형물 함량이 10, 20, 40, 80, 100 mg/mL 되도록 조절한 Mueller-Hinton broth배지에 배양액을 각각 0.1 mL씩 접종하고, 30℃ 에서 24시간 동안 배양한 후 650 nm에서 흡광도를 측정하여 균이 증식하지 않은 농도를 MIC값으로 결정하였다(25, 26).
- 항균력을 가지는 아세톤추출물을 증류수를 가하여 희석하고 분액여두에 옮겨 Fig. 1에서와 같이 극성을 달리하는 용매를 사용하여 차례로 분획하였으며, 용매 순차분획물의 항균력을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 균주는 광주광역시 보건환경연구원의 보관 균주로 Table 1에 나타낸 바와 같이 그람양성균 4종, 그람음성균 5종을 선정하여 사용하였으며, 균 생육 배지는 Mueller-Hinton broth and agar(Difco)를 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 인진호(the aerial part of Artemisia capillaris)는 진원제약(국산, 2002년 제조)에서 구입한 것을 사용하였다.
성능/효과
- 각 용매별 항균활성을 보면 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis에 대해서는 물을 제외한 용매 추출물 모두 항균활성을 가졌으며, 에탄올 추출물이 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis. Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus 및 Shigella sonnei로 가장 광범위하게 항균활성을 나타내었으나, 항균력은 아세톤 추출물이 가장 높았으며, 아세톤 추출물의 균주에 대한 항균력은 Vibrio parahaemolyticus, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium 순으로 강하였으며, 그람양성과 그람음성 균주 모두에서 항균력이 있었다. Park 등(8)은 유백피에서 메탄올 추출물이 가장 항균력이 높았다고 보고하였으며, 유백피 추출물이 Staphylo-coccus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium에 대해 항균력을 가진 것은 본 실험의 결과와 비슷하였으나, 유백피 추출물이 Bacillus cereus와 Escherichia coli에서 항균력을 나타낸다는 사실은 본 실험의 결과와는 상이하였다.
- 3과 같다. Staph-ylococcus aureus와 Bacillus subtilis는 MIC농도 이상에서 생육이 억제되었으며, Salmonella typhimurium은 MIC농도 이하에서 완만하게 생육하였으나, 80 mg/mL 이상에서는 생육하지 못하였다. 한편, Vibrio parahaemolyticus^: 20 mg/mL 이하에서 대조군에 비해 생육이 약간 억제되었으나, 40 mg/mL 이상에서는 균이 생육하지 못하였다.
- Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus에 대해 각 용매 추출물에서 고루 항균성을 나타내 었고, 물 추출물은 Vibrio parahaemolyticus에 대해서만 항균활성을 나타내었으며, 아세톤 추출물의 항균력이 가장 높았다. 인진호 아세톤 추출물의 최소저해농도 (MIC)는 Staphylococcus aureus와 Bacillus subtilis에서 20 mg/mL, Vibrio parahaemolyticus^40 mg/mL 그리고 monella typhimurium에서는 80 mg/mL로 나타났으며, 측정 된 48시간 동안까지 최 소저 해농도 이상에서는 균이 거의 생육하지 못하였다.
- 한편, Vibrio parahaemolyticus^: 20 mg/mL 이하에서 대조군에 비해 생육이 약간 억제되었으나, 40 mg/mL 이상에서는 균이 생육하지 못하였다. Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium 그리고 Vibrio parahaemolyticus에 대해 인진호 추줄물이 48시간 동안까지 대부분 증식을 억제하였다.
- 한편, 물 추출물에서는 Vibrio parahaemolyticus에서만 항균력을 나타내었다. 각 용매별 항균활성을 보면 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis에 대해서는 물을 제외한 용매 추출물 모두 항균활성을 가졌으며, 에탄올 추출물이 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis. Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus 및 Shigella sonnei로 가장 광범위하게 항균활성을 나타내었으나, 항균력은 아세톤 추출물이 가장 높았으며, 아세톤 추출물의 균주에 대한 항균력은 Vibrio parahaemolyticus, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium 순으로 강하였으며, 그람양성과 그람음성 균주 모두에서 항균력이 있었다.
- 반면에 헥산 분획물은 Bacillus subtilis에 대해서만 항균활성을 나타내었다. 또한, 클로로포름 분획물이 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmoneela typhimurium에서 항균활성이 가장 강하게 나타났음을 알 수 있었다. 이같은 사실은 인진쑥 메탄올 추출물의 용매별 분획에 관하여 연구한 Bae(24)의 보고에서 에틸아세 테이트와 클로로포름 분획 물이 Staphylococcus aureus와 Salmon기/ typhimurium에서 항균활성을 나타낸 결과와 공통점을 가졌다.
- Table 3과 같다. 아세톤 추출물의 최소저해농도는 Staph-ylococcus aureus와 Bacillus subtilis에서 20 mg/mL, Vibrio parahaemolyticus에서 40 mg/mL이었으며 , Salmonella typhimurium에서는 80 mg/mL로 다른 균주에 비해 높게 나타났다. Kang 등(9)의 동백유박 추출물의 최소저해농도는 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis 그리고 Salmonella typhimurium에서 5 ~ 10 mg/mL로 인진호 추출물보다 낮은 농도에서 항균력을 가졌으며, Kang과 Jung(28)의 무화과잎 추출물의 최소저해농도는 Pseudomonas aeruginosa에서 10 mg/mL이었으나, 그 밖의 공시세균에서 175~500 mg/mL로 인진호 추출물보다 약한 것으로 나타났다.
- 5와 같다. 에틸아세테이트와 부탄올 분획물은 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemo-lyticus에서 항균활성을 나타내었으며, 클로로포름 분획물은 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium에서 항균활성을 나내었다. 반면에 헥산 분획물은 Bacillus subtilis에 대해서만 항균활성을 나타내었다.
- 인진호 아세톤 추출물의 최소저해농도 (MIC)는 Staphylococcus aureus와 Bacillus subtilis에서 20 mg/mL, Vibrio parahaemolyticus^40 mg/mL 그리고 monella typhimurium에서는 80 mg/mL로 나타났으며, 측정 된 48시간 동안까지 최 소저 해농도 이상에서는 균이 거의 생육하지 못하였다. 인진호 아세톤 주줄물의 순차 분획물의 항균활성은 에틸아세테이트와 부탄올 분획 물이 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus에서, 클로로포름 분획물은 Staphlococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium에서 항균활성을 나내었으며, 헥산 분획물은 Bacillus subilis에서만 항균활성을 나타내었다. 이같은 사실은 인진호 추출물의 항균성 물질은 특정 용매 에 만 용해되지 않고 다른 용매에도 용해되는 성분으로 단일 물질보다는 여러 성분일 것으로 생각된다.
- Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus에 대해 각 용매 추출물에서 고루 항균성을 나타내 었고, 물 추출물은 Vibrio parahaemolyticus에 대해서만 항균활성을 나타내었으며, 아세톤 추출물의 항균력이 가장 높았다. 인진호 아세톤 추출물의 최소저해농도 (MIC)는 Staphylococcus aureus와 Bacillus subtilis에서 20 mg/mL, Vibrio parahaemolyticus^40 mg/mL 그리고 monella typhimurium에서는 80 mg/mL로 나타났으며, 측정 된 48시간 동안까지 최 소저 해농도 이상에서는 균이 거의 생육하지 못하였다. 인진호 아세톤 주줄물의 순차 분획물의 항균활성은 에틸아세테이트와 부탄올 분획 물이 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus에서, 클로로포름 분획물은 Staphlococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium에서 항균활성을 나내었으며, 헥산 분획물은 Bacillus subilis에서만 항균활성을 나타내었다.
- Table 2와 같다. 인진호의 용매별 추출물의 항균력을 조사한 결과 메탄올 추출물에서는 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis 그리고 Vibrio parahaomolyficus에서 항균력이 있었으며, 에탄올 추출물은 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Vibrio parahaemolyticus 및 Shigella somei에서 항균력을 나타내고, 아세톤 추출물은 Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium 및 Vibriopamhaemolyticus에서 항균력을 나타내었다. 한편, 물 추출물에서는 Vibrio parahaemolyticus에서만 항균력을 나타내었다.
후속연구
- 또한, Kang 등(9)의 동백유박과 Mok 등(27)은 단삼에서 에탄올 추출물이 항균력이 높았다고 보고하였으며, 동백유박 추줄물의 경우도 Staphylococcus aureus, Bacillus sub tills, Salmonella fyphimurium에 대해 항균력을 가진 것은 본 실험의 결과와 유사하였으나, Bacillus cerens와 Escherichia coli에서 항균력을 나타낸다는 사실은 본 실험의 결과와는 상이하였다. 이상의 결과를 보면 천연물질에 따라 항균력을 가지는 물질이 다양하여 추출용매의 선정이 항균성을 나타내는 성분을 찾아내는데 중요하다고 생각되 며 , 또한 인진호에서 추줄된 항균성 물질이 Staphylococcus aureus나 Vibrio parahaemolyticus 등 식중독균의 생육억제에 효과가 있을 것으로 생각된다.
- 이같은 사실은 인진호 추출물의 항균성 물질은 특정 용매 에 만 용해되지 않고 다른 용매에도 용해되는 성분으로 단일 물질보다는 여러 성분일 것으로 생각된다. 이상의 결과에서 천연물에 따라 항균력을 가지는 물질이 다양하여 추출용매의 선정이 항균성을 나타내는 성분을 찾아내는데 중요하다고 생각되며, 또한 인진호에서 추출된 항균성 물질이 Staphylococcus aureus나 Vibrio parahaemolyticus 등 식중독균의 생육억 제 에 효과가 있을 것으로 사료된다.
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