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문제 정의
- 그러나 종래에 사용되던 인공합성 보존료들에 대하여 취급 및 사용에 제한을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 생마늘, 마늘장아찌와 생마늘을 여러 가지 방법으로 열처리한 후 항균 활성을 비교하여 가공처리전후 마늘의 식품 보존제로의 작용에 대해 검토하고, 또한 천연보존료 개발의 일환으로 마늘의 추출물과 분획물을 몇 종의 병원균과 식중독균, 식품과 관련이 있는 몇 종의 균주에 대하여 항균 활성 검색과 항균 활성 물질의 미생물에 대한 최소 저해농도, 항균 활성물질의 미생물 증식에 미치는 영향 등을 밝히고 마늘의 에탄올 추출물에 함유된 항균 활성 물질의 열 안 정 pH 안정성을 조사하여 마늘의 항균 활성 물질을 식품 보존료의 이용 가능성 검정을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
가설 설정
- 7) No inhibitory zone was formed.
제안 방법
- 각각 마늘에 대한 물 추출물은 시료 100 g에 3배량의 증류수를 첨가하고 homogenizer로 마쇄한 다음 상온에서 24시간 동안 교반, 침출시켜 1차 추출하고, 다시 증류수 300 mL 를 가하여 동일한 방법으로 2차 추출한 후 추출액 모두를 여과(Whatman No.2)하였다. 이 추출여액을 rotary vacuum evaporatoi로 40°C 수욕상에서 완전 감압 농축하여 얻은 추출물을 냉장실(4°C)어) 보관하면서 필요한 농도로 희석하여 사용하였다.
- 각각의 마늘즉 생것과 자숙, 구운 것, 전자랜지로 익힌 것, 장아찌의 물 추출물과 에탄올 추출물 항균 활성 검색에 사용한 균주는 slant에 배양된 각각의 균주 1백금이를 취해 10 mL broth의 균생육배지에 접종하고 각각 균주의 생육적 온에서 10~18시간씩 3회계 대 배양하여 사용하였다.
- 4 g을 얻었다. 계속해서 같은 방법으로 남은 수용액층에 연이어 디에틸에테르, 에칠아세 테이트 각 용매별로 순차적으로 추출한 후 완전 감압 농축하여 각각의 분획물로 2.5 g, 8.2 g을 얻고 최종적으로 물 분획물 11.1 g을 얻어 필요한 농도로 희석하여 사용하였다.
- 마늘에서 항균 활성을 나타내는 물질의 열 안정성을 측정하기 위하여 생마늘에탄올 추출물을 50TC 〜KXTC까지 10°C 간격으로 각각 1시간 동안 열처리한 후 대조구와 같이 한 천 배지 확산법으로 생육 저해환을 측정하여 비교하였다. 또한 pH 안정성은 생마늘 추출물을 pH 3~11까지 조절한 후 상온에서 1시간 방치한 다음, 다시 각각의 균주 최적 pH로 중화시켜서 열 안정성과 동일한 방법으로 생육 저해환을 측정하여 비교하였다.
- 조리 방법을 달리 한 마늘을 대상으로 새로운 식품 개발 및 천연보존료 개발의 일환으로 물, 에탄올로 추출한 항균활 성 물질을 몇 종의 병원균과 식중독 균 식품과 관련이 있는 세균, 젖산균 및 효모 등 10개 균주에 대한 항균활성 검색을 하였으며, 항균력이 강한 마늘 에탄올 추출물을 용매 계통분획하여 각 분획별 항균 활성을 조사하였다. 또한 에탄올 추출물의 최소 저해농도, 추출물에 함유된 항균성 물질의 열 안정성, pH 등을 조사하였다. 생마늘과 마늘장아찌 추출물 의 항균활성은 에탄올 추출물과 물 추출물이 10균 주 중 세균에 대하여 항균 활성이 강하였으나, 젖산균 및 효모에 대해서는 항균 활성이 나타나지 않았다.
- 마늘 에탄올 추출물에 함유되어 있는 항균 활성 물질의 열 안정성을 조사하기 위하여 에탄올 추출물을 50〜KXTC까지 10°C간격으로 1시간 동안 열처리하고, 이 에탄올 추출물 8 mg을 paper disk에 분주한 후 gram 양성균인 B. cereus와 gram음성균인 E coll 두균주에 대한 생육 저해환을 측정한 결과 는 Table 3과 같다. 즉 gram 음성균과 양성균 모두 50°C에서 항균 활성이 비교적 안정하였으나 60°C이상 되면서 활성이 급격히 낮아졌다.
- 마늘에서 항균 활성을 나타내는 물질의 열 안정성을 측정하기 위하여 생마늘에탄올 추출물을 50TC 〜KXTC까지 10°C 간격으로 각각 1시간 동안 열처리한 후 대조구와 같이 한 천 배지 확산법으로 생육 저해환을 측정하여 비교하였다. 또한 pH 안정성은 생마늘 추출물을 pH 3~11까지 조절한 후 상온에서 1시간 방치한 다음, 다시 각각의 균주 최적 pH로 중화시켜서 열 안정성과 동일한 방법으로 생육 저해환을 측정하여 비교하였다.
- 조리 방법을 달리 한 마늘을 대상으로 새로운 식품 개발 및 천연보존료 개발의 일환으로 물, 에탄올로 추출한 항균활 성 물질을 몇 종의 병원균과 식중독 균 식품과 관련이 있는 세균, 젖산균 및 효모 등 10개 균주에 대한 항균활성 검색을 하였으며, 항균력이 강한 마늘 에탄올 추출물을 용매 계통분획하여 각 분획별 항균 활성을 조사하였다. 또한 에탄올 추출물의 최소 저해농도, 추출물에 함유된 항균성 물질의 열 안정성, pH 등을 조사하였다.
- 실험에 사용한 마늘은 생마늘, 자숙, 후라이팬과 전자랜지로 구운 마늘, 마늘장아찌를 사용하였다. 즉, 자숙은 마늘 10 g을 polyethylene film으로 싸서 끓는 증류수에 넣고 30분간 완전히 익힌 것을 사용하였고, 구운 마늘은 후라이팬에 30분간 볶아 완전히 익혀서 사용하였으며, 전자랜지(2450 MHz)를 이용한 마늘의 가공은 통마늘을 전자렌지로 30분간 가열한 후 시료로 사용하였다. 마늘장아찌는 마늘1 kg을 3% 초산2 L에 일주일 동안 담근 후 이를 꺼내어 가열 처리 한 조미간장 2 L에 담근 뒤 2달 동안 숙성시킨 후 사용하였 다
대상 데이터
- 시험에 사용한 균주는 그 람 양성균 3종, 그람 음성균 3종, 젖산균 2종 및 효모 2종을 선정하여 사용하였다. 균생육배 지로 세균은 Nutrient broth와 agar(Difco), 젖산균은 Lactobacillus MRS broth와 agar(Difco), 효모는 YM broth와 agar(Difco)를 각각 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 마늘은 각각 2003년 4월과 6월에 전남 순천에서 수확한 것을 구입하여 사용하였으며, 마늘의 경우 음건한 후 정선하여 사용하였다.
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사용균주 및 시약
시험에 사용한 균주는 그 람 양성균 3종, 그람 음성균 3종, 젖산균 2종 및 효모 2종을 선정하여 사용하였다. 균생육배 지로 세균은 Nutrient broth와 agar(Difco), 젖산균은 Lactobacillus MRS broth와 agar(Difco), 효모는 YM broth와 agar(Difco)를 각각 사용하였다.
- 실험에 사용한 마늘은 생마늘, 자숙, 후라이팬과 전자랜지로 구운 마늘, 마늘장아찌를 사용하였다. 즉, 자숙은 마늘 10 g을 polyethylene film으로 싸서 끓는 증류수에 넣고 30분간 완전히 익힌 것을 사용하였고, 구운 마늘은 후라이팬에 30분간 볶아 완전히 익혀서 사용하였으며, 전자랜지(2450 MHz)를 이용한 마늘의 가공은 통마늘을 전자렌지로 30분간 가열한 후 시료로 사용하였다.
이론/모형
- 실험 방법은 이등(17-22)의 방법에 준하였다.
성능/효과
- 생마늘을 에탄올 추출물의 항균성 물질을 분리할 목적으로 용매 계통분획을 위하여 핵산, 에테르, 에틸아세테이트, 및 물의 순으로 분획을 하여 각각의 용매분획 항균활성을 disk plate method 에 의한 생육 저해환을 측정하여 각균주에 대한 억제 효과를 검색한 결과는 Table 5와 같다. B. cereus, S. aureus 및 E colt 는 핵산분획물에서는 항균 활성을 보이지 않았고 디에틸에테르 층에서는 젖산균과 효모을 제외한 세균에서 약한 항균 활성을 보였다. 균주 별로 보면 에칠아 세 테이트 분획물에서 B.
- aureus 및 E colt 는 핵산분획물에서는 항균 활성을 보이지 않았고 디에틸에테르 층에서는 젖산균과 효모을 제외한 세균에서 약한 항균 활성을 보였다. 균주 별로 보면 에칠아 세 테이트 분획물에서 B. cereus 15 nun, S. aureus 16 mm 및 E. coli 14 mm P. fluorescens 13 mm 로 높은 항균 효과를 보였이나 젖산균과 효모에서는 항균 효과가 거의 없었다. 이상의 결과로 볼 때 생마늘 에탄올 추출물 중의 항균성 물질은 비교적 극성이 강한 용매에만용해되는 물질로 추정할 수 있었다.
- 5 mg/mL로 차이를 보였으며, 효모와 젖산균은 2 mg/mL로 세균에 비하여 높은 농도에서 생육이 저해됨을 보여 항균 활성이 비교적 낮게 나타났다. 따라서 생마늘 에탄올 추출물에 함유된 항균활성 물질은 세균의 경우 항균활성이 강하였으나, 효모와 젖산균의 경우 항균 활성이 아주 약한 결과를 나타났다.
- 즉 gram 음성균과 양성균 모두 50°C에서 항균 활성이 비교적 안정하였으나 60°C이상 되면서 활성이 급격히 낮아졌다. 또한, 항균 활성을 시간대별로 살펴보면 80°C에서는 20분 동안 비교적 안정하였으나 30분 이후 급격히 감소하기 시작하였고 90C 이상에서 10분 이상 가열 시 항 균활성이 거의 나타나지 않았다. 이는 배(16) 등이 조리시 마늘을 첨가하고 30분 이상 끓일 경우 항균력을 갖는 휘발성함황 화합물이 감소한다는 내용과 유사한 결과를 보여주고 있다
- 5 mg/mL 효모와 젖산균은 2 mg/mL 이었다. 마늘의 에탄올 추출물에 함유되어 있는 항균활성 물질은 50°C에서는 비교적 안정 하나 온도가 높아질수록 점점 clear zone이 작아져 90°C에서 10분 이상 가열 시 항균활 성은 급격히 저하되었고, pH 변화에서는 비교적 안정한 것으로 나타났다.
- 열처리한 자숙 마늘, 구운 마늘, 전자렌지로 익힌 마늘은 항균 활성이 나타나지 않았으며 이러한 결과로 볼 때 마늘의 항균성 물질은 가공방법 중 열처리에 의하여 활성이 급격히 소실됨을 알 수 있었다. 마늘의 에탄올 추출물을 핵산, 디에칠에테르, 에칠아세 테이 트 및 물로 용매 계통 분획하여 얻은 각 분획물의 항균활성 은 에탄올, 에칠아세 테이트와 물층에서 강한 항균 활성을 보였고 균주 별로 일반 세균은 항균활성이 나타났으며, 효모와 젖산균에서는 항균 활성이 나타나지 않았다. 생마늘의 에탄 올 추출물의 최소 저해농도는 그람 양성세균은 0.
- 또한 에탄올 추출물의 최소 저해농도, 추출물에 함유된 항균성 물질의 열 안정성, pH 등을 조사하였다. 생마늘과 마늘장아찌 추출물 의 항균활성은 에탄올 추출물과 물 추출물이 10균 주 중 세균에 대하여 항균 활성이 강하였으나, 젖산균 및 효모에 대해서는 항균 활성이 나타나지 않았다. 열처리한 자숙 마늘, 구운 마늘, 전자렌지로 익힌 마늘은 항균 활성이 나타나지 않았으며 이러한 결과로 볼 때 마늘의 항균성 물질은 가공방법 중 열처리에 의하여 활성이 급격히 소실됨을 알 수 있었다.
- coli 두균주에 대한 생육 저해환을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 생마늘의 에탄올 추출물을 pH 3〜11까 지에서 항균 활성 검색 결과를 보면, pH 1인 강산과 pH 11 인 강 알카리에서는 항균 활성이 감소되는 것으로 나타났다. B.
- 0 mg/mL 농도별로가한 액체배지 처리군에서의 각각의 흡광도(660 nm)를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 생마늘의 최소 저해농도는 세균의 gram 양성균은 0.1 mg/mL 그람 음성균은 0.5 mg/mL로 차이를 보였으며, 효모와 젖산균은 2 mg/mL로 세균에 비하여 높은 농도에서 생육이 저해됨을 보여 항균 활성이 비교적 낮게 나타났다. 따라서 생마늘 에탄올 추출물에 함유된 항균활성 물질은 세균의 경우 항균활성이 강하였으나, 효모와 젖산균의 경우 항균 활성이 아주 약한 결과를 나타났다.
- 생마늘과 마늘장아찌 추출물 의 항균활성은 에탄올 추출물과 물 추출물이 10균 주 중 세균에 대하여 항균 활성이 강하였으나, 젖산균 및 효모에 대해서는 항균 활성이 나타나지 않았다. 열처리한 자숙 마늘, 구운 마늘, 전자렌지로 익힌 마늘은 항균 활성이 나타나지 않았으며 이러한 결과로 볼 때 마늘의 항균성 물질은 가공방법 중 열처리에 의하여 활성이 급격히 소실됨을 알 수 있었다. 마늘의 에탄올 추출물을 핵산, 디에칠에테르, 에칠아세 테이 트 및 물로 용매 계통 분획하여 얻은 각 분획물의 항균활성 은 에탄올, 에칠아세 테이트와 물층에서 강한 항균 활성을 보였고 균주 별로 일반 세균은 항균활성이 나타났으며, 효모와 젖산균에서는 항균 활성이 나타나지 않았다.
- 그러나 열처리한 자숙 마늘, 구운 마늘, 전자렌지로 익힌 마늘은 항균 활성이 나타나지 않았다. 이 결과로 볼 때 마늘의 항균성 물질은 가공 방법 중 열처리에 의하여 활성이 급격히 소실됨을 알 수 있었다. 이는 정(6)등이 보고 한 열처리 마늘즙의 항균 활성 감소에 대한 내용과 유사한 결과를 보여주고 있다.
- fluorescens 13 mm 로 높은 항균 효과를 보였이나 젖산균과 효모에서는 항균 효과가 거의 없었다. 이상의 결과로 볼 때 생마늘 에탄올 추출물 중의 항균성 물질은 비교적 극성이 강한 용매에만용해되는 물질로 추정할 수 있었다.
- cereus와 gram음성균인 E coll 두균주에 대한 생육 저해환을 측정한 결과 는 Table 3과 같다. 즉 gram 음성균과 양성균 모두 50°C에서 항균 활성이 비교적 안정하였으나 60°C이상 되면서 활성이 급격히 낮아졌다. 또한, 항균 활성을 시간대별로 살펴보면 80°C에서는 20분 동안 비교적 안정하였으나 30분 이후 급격히 감소하기 시작하였고 90C 이상에서 10분 이상 가열 시 항 균활성이 거의 나타나지 않았다.
- 5 mm로 대조구의 22 mm와 비슷하게 나타났다. 즉, 두 균주 모두 생육 저해환의 크기가 대조구와 거의 비슷한 것으로 보아 생마늘의 에탄올 추출물에 함유되어 있는 항균 활성 물질은 강산, 강알칼리 조건에서도 항균 활성이 지속적으로 유지되는 것을 알 수 있었다.
- 추출용매에 따른 항균활성 물질의 추출능을 확인하기 위하여 각각의 마늘로부터 에탄올, 물추출물의 항균활성 검색 결과는 Table 1과 같다. 즉, 생마늘의 경우 에탄올 추출물과 물 추출물 모두 그람 양성균, 음성균 모두에서 항균활성이 강하였으나, 젖산균과 효모에서는 항균 활성이 나타나지 않았고, 마늘장아찌에서는 생마늘보다 항균력은 약하였으나 유사한 결과를 나타났다. 그러나 열처리한 자숙 마늘, 구운 마늘, 전자렌지로 익힌 마늘은 항균 활성이 나타나지 않았다.
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