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문제 정의
- 5%를 첨가하였을 때 합성보존제와 비슷한 미생물의 생육 저해 효과를 나타내어 천연보존제로서의 이용 가능성을 제시하였다(16). 따라서 본 논문에서는 참나무과에 속하는 수목 중 잎, 수피, 목질의 부위별 항균성을 조사하여 천연 항균제 및 식품 보존제로서의 이용 가능성을 탐색하고자 하였다.
제안 방법
- , Japan) 에 통과된 분말을 추출용 시료로 사용하였다. 참나무의 추출은 수직으로 환류 냉각관을 부착 시 킨 flask 내에 500 g의 분말 시료를 넣고 60"C에서 시료 중량의의 10배에 해당하는 에탄올을 Table 1 70%를 가하고 6시간 동안 2회 반복 추출한 후, 감압여과장치 로 여과하였다. 여액을 rotary vacuum evaporator(Eyela N- N-series, Japan)를 사용하여 농축하고, 이를 동결 건조한 후 밀봉하여 4°C의 냉장고에 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 2에 각각 나타내었다. B. cereus ATCC 9634에 대 한 생육 저해 효과는 갈참나무 에탄올 추출물이 16시간 동안 생육을 저해하였으며 상수리나무에 탄올 추출물은 24시간, 나머 지 는 종들은 6시간 동안 각각 생육을 저 해 하였다. L mono cytogenes ATCC 19111에 대한 생육 저해 효과는 갈참나무와 신갈나무 추출물이 다른 종에 비하여 저해 효과가 더 컸으며, E.
- cereus. Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium 같은 병원성 식중독세균에 대하여 62.5-250 ug/mL의 최소저해농도를 나타낸다고 보고하였으며, 이에 탄올 추출물을 솔잎 음료, 당근쥬스에 0.1%, 된장에 2〜3%, 막걸리에 0.5%를 첨가하였을 때 합성보존제와 비슷한 미생물의 생육 저해 효과를 나타내어 천연보존제로서의 이용 가능성을 제시하였다(16). 따라서 본 논문에서는 참나무과에 속하는 수목 중 잎, 수피, 목질의 부위별 항균성을 조사하여 천연 항균제 및 식품 보존제로서의 이용 가능성을 탐색하고자 하였다.
- 1 mL를 평판배 지에 주입 하 여 균일하게 도포하였다. 각 참나무류의 부위별 에탄올 추출물에 대해서 멸균된 paper disk에 농도별로 시험 용평 판배 지 표면에 올려놓은 후 35°C incubator에 서 24 〜48시 간 동안 배양하여 disk 주변의 clear zone(mm)을 측정하여 항균력을 검색하였다. 한편, 병원성 식중독균에 대한 각 부위별 에탄올 추출물의 생육 저해 효과를 알아보기 위하여 멸균된 TSB 배지에 각 시험균의 초기 농도를 1 X 105 CFU/mL가 되도록 접종하여 각 주줄 물을 2 mg/mL가 되게 첨가한 뒤, Bioscreen C(Labsystems, FP-1100-C, Finland)로 35°C에서 24시간 배양하면서 균의 생육을 600 nm에서 optical density(O.
- 위의 참나무 6종 중에 생육 억제 효과가 가장 높은 갈참나무 잎 에탄올 추출물을 최종농도가 250, 500, 1, 000, 2, 000 Hg/ mL 되게 tryptic soy broth에 첨가하여 그람양성균과 음성균에 대한 생육 저해 효과에 대해 측정한 결과를 Fig. 3에 각각 나타내었다. B.
- 한편, 그람 양성균과 그람음성균의 생육 및 항균력에 사용된 배지는 tryp- tic soy broth와 tryptic soy agar(Difco, USA), 효모 및 곰팡이 균은 potato dextrose broth와 agar(Difco) 너 H 지를 각각 사용하였으며 항균력 검색은 paper disk method를 이용하여 조 人!■하였다(15). 즉, tryptic soy agar 또는 potato dextrose agar 배지를 121°C에서 15분간 살균한 다음 50°C까지 냉각하여 무균적으로 petri dish에 15 mL씩 분주하여 응고시 킨 후, 전배 양한 각종 시험균 배양액 0.1 mL를 평판배 지에 주입 하 여 균일하게 도포하였다. 각 참나무류의 부위별 에탄올 추출물에 대해서 멸균된 paper disk에 농도별로 시험 용평 판배 지 표면에 올려놓은 후 35°C incubator에 서 24 〜48시 간 동안 배양하여 disk 주변의 clear zone(mm)을 측정하여 항균력을 검색하였다.
- 참나무 6종 잎에 탄올 추출물에 대해서 Bioscreen C를 이용해 미생물의 생육 저해 효과를 경시적으로 조사하기 위해 tryp tic soy broth에 에탄올 추출물을 2 mg/mL씩 첨가하여 무첨가군인 대조군과 비교한 결과를 Fig. 1에 각각 나타내었다. B.
- 각 참나무류의 부위별 에탄올 추출물에 대해서 멸균된 paper disk에 농도별로 시험 용평 판배 지 표면에 올려놓은 후 35°C incubator에 서 24 〜48시 간 동안 배양하여 disk 주변의 clear zone(mm)을 측정하여 항균력을 검색하였다. 한편, 병원성 식중독균에 대한 각 부위별 에탄올 추출물의 생육 저해 효과를 알아보기 위하여 멸균된 TSB 배지에 각 시험균의 초기 농도를 1 X 105 CFU/mL가 되도록 접종하여 각 주줄 물을 2 mg/mL가 되게 첨가한 뒤, Bioscreen C(Labsystems, FP-1100-C, Finland)로 35°C에서 24시간 배양하면서 균의 생육을 600 nm에서 optical density(O.D.) 값으로 3회 반복하여 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험을 수행하기 위하여 공시재료는 Table 1 에 나타낸 것과 같이 2001년 9월 강원대학교 연습림에서 자생하는 생장이 양호한 참나무류 중 대표적인 수종 6종을 채취하여 공시재료로 사용하였다.
- 933, Sal monella typhimurium ATCC 1402& Yersinia enterocolitica ATCC 9610를 사용하였으며 효모는 Candida utilis IFO 0589, 곰팡이 는 Fusa疽um moniliform ATCC 10052를 각각 사용하였다. 사용된 시험균은 본 연구실에서 보유하고 있는 균주를 사용하였으며 Escherichia coli O157:H7 933 균은 미국 조지아대학 식품공학과로부터 분양받아 사용하였다. 한편, 그람 양성균과 그람음성균의 생육 및 항균력에 사용된 배지는 tryp- tic soy broth와 tryptic soy agar(Difco, USA), 효모 및 곰팡이 균은 potato dextrose broth와 agar(Difco) 너 H 지를 각각 사용하였으며 항균력 검색은 paper disk method를 이용하여 조 人!■하였다(15).
- 시료는 각각 잎, 수피, 목질부별로 선별 정선한 후 먼지 등을 제거하기 위해 깨끗한 물로 수세, 음건(陰乾) 후각 부위를 건식 분쇄기(Samsung Electrics, CR-581W, Korea)로 분쇄하여 150 mesh (Standard testing sieve, ITOH Co., Japan) 에 통과된 분말을 추출용 시료로 사용하였다. 참나무의 추출은 수직으로 환류 냉각관을 부착 시 킨 flask 내에 500 g의 분말 시료를 넣고 60"C에서 시료 중량의의 10배에 해당하는 에탄올을 Table 1 70%를 가하고 6시간 동안 2회 반복 추출한 후, 감압여과장치 로 여과하였다.
- 항균력 검색에 사용한 균주는 그람양성균인 Bacillus cereus ATCC 9634, Listeria monocytogenes ATCC 19111, Lis teria monocytogenes scott A, Staphylococcus aureus ATCC 25923과 그람음성균인 Escherichia coli O157:H7 933, Sal monella typhimurium ATCC 1402& Yersinia enterocolitica ATCC 9610를 사용하였으며 효모는 Candida utilis IFO 0589, 곰팡이 는 Fusa疽um moniliform ATCC 10052를 각각 사용하였다. 사용된 시험균은 본 연구실에서 보유하고 있는 균주를 사용하였으며 Escherichia coli O157:H7 933 균은 미국 조지아대학 식품공학과로부터 분양받아 사용하였다.
성능/효과
- 참나무 수종 6가지의 잎과 수피, 목질부의 항균 활성검색 결과 수종별로 항균력을 비교하면 모두 그람양성균과 그람 음성균에 항균력을 나타냈으며, 특히 람양성균에 대해 수종에 따라 차이가 있지만 그람음성균보다 더 높은 항균력을 나타내었다. 6종류의 수종 중에서 신갈, 갈참, 떡갈나무 에탄 올 추출물의 항균 활성이 좋았으며, 그 중 갈참나무의 잎에 탄 올 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈다. Kong 등(15)은 신갈나무 잎 에탄올 추출물이 갈참나무 잎 에탄올 추출물보다 병원성 식중독세균에 대하여 항균력이 비슷하거나 약간 강한 것으로 보고하였으나 이러한 결과는 채취 시기와 장소 등 여러 가지 환경적인 요인에 따라 약간의 차이가 있을 것으로 사료된匸" Lee와 Shin(17)은 갈참나무와 굴참나무 잎의 물과 에탄올 추출물로부터 부패와 변질에 관여하는 미생물에 대 한 항균효과 검색 결과, 굴참나무에서는 B.
- 수종별 항균 활성은 갈참, 떡갈 신갈나무 에탄올 추출물이 졸참, 상수리, 굴참나무 에탄올 추출물보다 더 강하였으며, 부위 별로는 잎이 가장 높은 항균 활성을 나타내었고 수피와 목질부는 유사한 항균력을 나타내었다. 6종의 부위별 참나무수종 중에서 갈참나무 잎 에탄올 추출물이 가장 강한 항균력을 나타내었으며, B. cereus ATCC 9634와 L. monocytogenes ATCC 19111에서는 500 Ug/mL에서, E. coli O157:H7는 1 mg/mL의 농도에서 생육 저해 효과를 나타내었 다.
- 1에 각각 나타내었다. B. cereus ATCC 9634에 대 한 생 육 저해 효과는 갈참나무와 신갈나무 잎 에탄올 추출물에서 24시간 동안 생육을 억제하였으며 그 이후에도 균의 생육 저해는 지속되었다. 그리고 졸참나무와 상수리나무 잎 에탄올 추출물은 12시간, 신갈 나무와 상수리나무 잎 에탄올 추출물은 6~8시간 동안 억제하였으나 그 후부터는 생육을 하기 시작하였다.
- 3에 각각 나타내었다. B. cereus ATCC 9634에 서 는 500 Jig/mL 이상 에서 24시간 동안 생육 억제를 나타내었으나, 250 Hg/mL에서는 18시간 동안의 생육 저해 효과를 나타냈으며, L. monocy togenes ATCC 19111에서는 1 mg/mL에서 생육 억제를 나타내었다. 갈참나무 잎 에탄올 추출물의 그람음성균에 대한 항균 활성을 보면, E.
- cereus ATCC 9634에 대 한 생육 저해 효과는 갈참나무 에탄올 추출물이 16시간 동안 생육을 저해하였으며 상수리나무에 탄올 추출물은 24시간, 나머 지 는 종들은 6시간 동안 각각 생육을 저 해 하였다. L mono cytogenes ATCC 19111에 대한 생육 저해 효과는 갈참나무와 신갈나무 추출물이 다른 종에 비하여 저해 효과가 더 컸으며, E. coli O157:H7 933과 S. typhimurium ATCC 14028 균에 대해서는 참나무 6종의 추출물 모두 contr이에 비하여 강한 저해 효과를 나타내었다. 한편, 목질부의 경우, 수피보다 항균력이 유사하거나 더 낮은 경향을 나타내었다(data not shown).
- 그리고 졸참나무와 상수리나무 잎 에탄올 추출물은 12시간, 신갈 나무와 상수리나무 잎 에탄올 추출물은 6~8시간 동안 억제하였으나 그 후부터는 생육을 하기 시작하였다. L. monocyto genes ATCC 19111에 대한 생육 저해 효과는 갈참나무와 신갈나무 잎 에탄올 추출물에서 나타났으며, E. coll O157:H7 933 균에 대해서는 갈참나무 잎 에탄올 추출물이 24시간 동안 억제 효과를 보였으며 졸참나무 잎 에탄올 추출물은 12시간, 나머지 종의 추출물들은 6〜8시 간 동안 저해를 나타내었다. S.
- coli O157:H7°]S. typhimurium 보다 그람양성균인 B. cereus, L. monocytogenes, S. aureus 균에 대하여 더 강한 항균력을 나타내었다. 반면어], 효모와 곰팡이에 대해서는 항균력을 나타내지 않았다.
- monocy togenes ATCC 19111에서는 1 mg/mL에서 생육 억제를 나타내었다. 갈참나무 잎 에탄올 추출물의 그람음성균에 대한 항균 활성을 보면, E. coli O157:H7는 잎에 탄올 추출물 1 mg/ mL에서 생육 저해를 보였으며, S. typhimurium에는 2 mg/ mL에서 16시간 동안 생육을 저해하였으며 추출물의 함량이 높아질수록 더 강한 항균 활성을 나타내었다.
- 떡갈, 신 갈나무에 서 다른 수종보다 높은 항균 활성을 나타냈다. 그람음성균에서는 S. typhimurium ATCC 14028고卜 Y. enterocolitica ATCC 9610에서 갈社 떡 갈 그리고 신갈나무가 다른 수종보다 높은 항균 활성을 나타냈다. 그러나 C.
- 병원성 식중독 미생물에 대한 참나무류 6종의 부위별 항균력을 검색한 결고卜, 참나무류 부위 별에 탄올 추출물의 항균력은 그람양성 세균과 음성세균에 대해 높은 항균 활성을 나타내었으며, 그.람음성균인 E.
- 한편, 목질부의 경우, 수피보다 항균력이 유사하거나 더 낮은 경향을 나타내었다(data not shown). 본연구결과, 그람음성과 양성 4종에 대한 참나무과 류 목질부 에탄올 추출물의 생육 저해 효과는 종에 따라 차이 는 있었으나 그람음성균에 비해 양성균에 대하여 더 강한 생육억 제를 보였으며 참나무 6종 중 갈참나무 잎에 탄올 추출물이 가장 높은 항균력을 보였다.
- 병원성 식중독 미생물에 대한6종의 참나무류의 부위별에 탄올 추출물의 항균력을 검색한 결과를 Table 2에 나타냈다. 부위별 참나무류에 탄올 추출물은 그람 양성세균과 음성세균에 강한 항균 활성을 나타냈으며, 수종별로 항균력을 비교하면, 신갈, 갈참, 떡갈나무 에탄올 추출물이 부위별 모두에서 졸참, 상수리, 굴참나무보다 그람양성과 음성식중독 세균에 대해 높은 항균 활성을 보였으며, 특히 그람양성균인 B. cereus ATCC 9634, L. monocytogenes ATCC 19111, L. monocytogenes scott A 그리고 S. aureus ATCC 25923에 대해 갈 참. 떡갈, 신 갈나무에 서 다른 수종보다 높은 항균 활성을 나타냈다.
- 반면어], 효모와 곰팡이에 대해서는 항균력을 나타내지 않았다. 수종별 항균 활성은 갈참, 떡갈 신갈나무 에탄올 추출물이 졸참, 상수리, 굴참나무 에탄올 추출물보다 더 강하였으며, 부위 별로는 잎이 가장 높은 항균 활성을 나타내었고 수피와 목질부는 유사한 항균력을 나타내었다. 6종의 부위별 참나무수종 중에서 갈참나무 잎 에탄올 추출물이 가장 강한 항균력을 나타내었으며, B.
- 수종별로 항균력을 비교하면 잎, 수피와 목질부의 항균력은 수종에 따라 차이가 있지만, 잎에 탄올 추출물이 가장 높은 항균 활성을 나타냈으며, 목질부와 수피는 유사한 항균 활성을 나타냈다. 잎 에탄올 추출물의 항균력은 갈참나무에서 B.
- monocytogenes 대해서도 각각 19 mm의 항균력을 보여주었다. 수피의 항균력 신갈나무에서 L. monocytogenes ATCC 19111에 대해 16 mm의 clear zone0] 나타났으며 목질부의 항균력은 갈참나무가 S. aureus ATCC 25923에서 18 mm, B. cereus ATCC 9634에서 16 mm로 높은 항균 활성이 나타났다.
- Kong과 Oh(19)는 신갈나무 잎 에탄올 추출물을 핵산으로 분핵하였을 때에 에탄올 추출물보다 위의 병원성 식중독균에 대하여 더 강한 항균력을 나타내었다고 보고하였다. 이 결과로 미루어 볼 때, 그람양성과 음성 세균 4종에 대한 참나무과류 잎 에탄올 추출물의 생육 억제 효과는 각종에 따라 생육 억제 효과의 차이는 있었으나 그람 음성 세균보다다 양성 세균에 대해서 더 강한 생육 저해 효과를 보였으며, 참나무 6종 중 갈참나무 잎에 탄올 추출물이 가장 높은 항균 활성을 보였다.
- 수종별로 항균력을 비교하면 잎, 수피와 목질부의 항균력은 수종에 따라 차이가 있지만, 잎에 탄올 추출물이 가장 높은 항균 활성을 나타냈으며, 목질부와 수피는 유사한 항균 활성을 나타냈다. 잎 에탄올 추출물의 항균력은 갈참나무에서 B. cereus ATCC 9634와 S. aureus ATCC 25923에 대해 20 mm 의 clear zone을 나타내 가장 높은 항균 활성이 나타내었으며, L. monocytogenes 대해서도 각각 19 mm의 항균력을 보여주었다. 수피의 항균력 신갈나무에서 L.
- 참나무 수종 6가지의 잎과 수피, 목질부의 항균 활성검색 결과 수종별로 항균력을 비교하면 모두 그람양성균과 그람 음성균에 항균력을 나타냈으며, 특히 람양성균에 대해 수종에 따라 차이가 있지만 그람음성균보다 더 높은 항균력을 나타내었다. 6종류의 수종 중에서 신갈, 갈참, 떡갈나무 에탄 올 추출물의 항균 활성이 좋았으며, 그 중 갈참나무의 잎에 탄 올 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈다.
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