티트리오일 2종과 편백나무에서 추출한 천연오일을 합성방부제인 methylparaben과 항균력을 비교하였다. 대상 균주로 그람양성균인 S. aureus (KCTC 1916)와 그람음성균인 E. coli (KCTC 2571)와 P. aeruginosa (KCTC 2513)를 사용하였으며, 진균류인 C. albicans (KCTC 7965)와 A. niger (KCTC 6911), 그리고 여드름균인 P. acnes (KCTC 3314)를 사용하였다. 그람양성균의 항균력실험에서 천연오일은 합성방부제보다 우수한 항균활성을 보였으며, 그람음성균에서는 유사한 정도의 활성을 나타내었다. 특히, 진균과 여드름균에 대해서는 합성물질에 비해 천연오일에서 월등한 활성을 볼 수 있었다. 실험군에서 항균력은 티트리오일 > methylparaben > 편백정유의 순으로 나타났다. 또한, DPPH 법에 의한 항산화실험과 lipoxygenase를 이용한 항염증실험을 통해 천연오일의 항산화 및 항염증 효과를 볼 수 있었다. 실험결과, 천연오일은 널리 사용되고 있는 화학적인 방부제나 항산화제를 충분히 대체할 수 있으리라 기대된다.
티트리오일 2종과 편백나무에서 추출한 천연오일을 합성방부제인 methylparaben과 항균력을 비교하였다. 대상 균주로 그람양성균인 S. aureus (KCTC 1916)와 그람음성균인 E. coli (KCTC 2571)와 P. aeruginosa (KCTC 2513)를 사용하였으며, 진균류인 C. albicans (KCTC 7965)와 A. niger (KCTC 6911), 그리고 여드름균인 P. acnes (KCTC 3314)를 사용하였다. 그람양성균의 항균력실험에서 천연오일은 합성방부제보다 우수한 항균활성을 보였으며, 그람음성균에서는 유사한 정도의 활성을 나타내었다. 특히, 진균과 여드름균에 대해서는 합성물질에 비해 천연오일에서 월등한 활성을 볼 수 있었다. 실험군에서 항균력은 티트리오일 > methylparaben > 편백정유의 순으로 나타났다. 또한, DPPH 법에 의한 항산화실험과 lipoxygenase를 이용한 항염증실험을 통해 천연오일의 항산화 및 항염증 효과를 볼 수 있었다. 실험결과, 천연오일은 널리 사용되고 있는 화학적인 방부제나 항산화제를 충분히 대체할 수 있으리라 기대된다.
Natural essential oils showed anti-microbial activity on relatively broad spectrum of bacterial and fungal species. These materials had much more intensive anti-microbial activities than synthetic preservatives on C. albicans, A niger, and P. acnes, especially. In the experimental group, anti-microb...
Natural essential oils showed anti-microbial activity on relatively broad spectrum of bacterial and fungal species. These materials had much more intensive anti-microbial activities than synthetic preservatives on C. albicans, A niger, and P. acnes, especially. In the experimental group, anti-microbial activity was order of tea tree oil (from Melaleuca alternifolia) > methylparaben > phytoncide (from Chamaecyparis obtusa). Also, natural essential oils had anti-oxidative and anti-inflammatory effects. These results suggest that natural essential oils can be useful as good cosmetic ingredients such as natural preservatives and anti-oxidants.
Natural essential oils showed anti-microbial activity on relatively broad spectrum of bacterial and fungal species. These materials had much more intensive anti-microbial activities than synthetic preservatives on C. albicans, A niger, and P. acnes, especially. In the experimental group, anti-microbial activity was order of tea tree oil (from Melaleuca alternifolia) > methylparaben > phytoncide (from Chamaecyparis obtusa). Also, natural essential oils had anti-oxidative and anti-inflammatory effects. These results suggest that natural essential oils can be useful as good cosmetic ingredients such as natural preservatives and anti-oxidants.
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문제 정의
본 연구에서는 티트리오일과 편백정유와 같은 천연오일 등의 항균효과, 항염 및 항산화작용 등을 비교 실험하여 천연성분으로서 합성 방부제나 항산화제의 대체 가능성을 검토하였다. 실험에 사용된 균주는 공기 중에 흔히 존재하며 화장품의 주요 오염원이 되는 그람음성균인 E.
제안 방법
각각의 배양배지와 조건에서 배양된 대수 증식기의 활성화된 균을 적절히 희석하여 균액 1 mL을 페트리접시에 접종한 후, 45~50℃까지 식힌 배지를 주입하여 골고루 분산시켜 건조시켰다. 멸균된 6 mm filter paper disc에 시료를 각각 20 #L씩 흡수시킨 후 미생물이 골고루 접종된 고체배지 위에 놓아 배양조건에 따라 배양한 후 filter paper disc 주위의 clear zone의 직경크기를 측정하였다.
접종하였다. 각각의 배양조건에서 배양한 후 미생물 증식 여부를 확인하여, 균이 증식되지 않는 최소 농도를 MIC로 결정하였다.
균들을 각각의 배양배지와 조건에서 전배양한 후, 시료를 배지에 serial dilution하여 준비하고, 전배양한 균액을 105~106 CFU/mL이 되도록 조절하여 최종 농도가 1%가 되도록 접종하였다. 각각의 배양조건에서 배양한 후 미생물 증식 여부를 확인하여, 균이 증식되지 않는 최소 농도를 MIC로 결정하였다.
분산시켜 건조시켰다. 멸균된 6 mm filter paper disc에 시료를 각각 20 #L씩 흡수시킨 후 미생물이 골고루 접종된 고체배지 위에 놓아 배양조건에 따라 배양한 후 filter paper disc 주위의 clear zone의 직경크기를 측정하였다. 실험에 사용된 D-M과 살리실산은 각각 buthyle-nglycol과 propylenglyc이에 10%로 하여 사용하였다.
최소억제농도(Minimum Inhibitory Concentration, MIC) 측정에는 배양된 각 균액을 1×105~6 CFU/mL이 되도록 조정하여 균액의 최종 농도가 1%가 되도록 접종하였다.
프리라디칼 소거능은 DPPH (l, l-diphenyl-2-picrylhy-drazyl)의 환원성을 이용하여 시료의 항산화력 정도를 측정하였다. 메탄올에 용해시킨 0.
프리라디칼 소거능은 DPPH의 환원성을 이용하여 천연오일의 항산화력 정도를 측정하였다. DPPH 용액에 시료를 혼합하여 517 nm에서 흡광도를 측정하여 대조군에 대한 시료 흡광도의 감소 비율로 나타내어 Table 4에 정리하였다.
항균효과를 파악하기 위하여, 그람양성균(S. aureus), 그람음성균(E. coli, P. aeruginosa), 진균(G. albicans 및 A. niger) 그리고 여드름균 P. acnes)에 대하여 천연오일 및 합성방부제를 농도별로 처리한 후 최소저해농도를 측정하여 그 결과를 Table 2에 정리하였다.
대상 데이터
acnes를 사용하였다. 그 외에도 C. albicans 와 A. niger를 사용하였다.
방부력이 있는 비교 원료로는 dermosoft octiol (capr ylyl glycol, Dr. Staetmans, Germany), D-M (methylp araben, 한빛화학)을 사용하였으며, 여드름균에 대한 실험을 위해서 살리실산(salicylic acid, 덕산화학)을 사용하였다. 비교 원료로서 항산화실험에서는 BHT (butylated hy droxytoluene, Sigma)와 항염증실험에서는 프로폴리스추줄물(propolis liquid extract, 10% in propylene glycol, Paninkret, Germany)를 사용하였다.
본 실험에 사용한 균주는 Escherichia coli (KCTC 2571), Staphylococcus aureus (KCTC 1916), Pseudomonas ae ruginosa (KCTC 2513), Candida albicans (KCTC 7965), Aspergillus niger (KCTC 6911), Propionibacterium ac-nes(KCTC 3314)를 한국생명공학연구원 생물자원센터 (KCTC, Daejeon)에서 분양받은 균주를 사용하였다.
Staetmans, Germany), D-M (methylp araben, 한빛화학)을 사용하였으며, 여드름균에 대한 실험을 위해서 살리실산(salicylic acid, 덕산화학)을 사용하였다. 비교 원료로서 항산화실험에서는 BHT (butylated hy droxytoluene, Sigma)와 항염증실험에서는 프로폴리스추줄물(propolis liquid extract, 10% in propylene glycol, Paninkret, Germany)를 사용하였다.
DPPH 용액에 시료를 혼합하여 517 nm에서 흡광도를 측정하여 대조군에 대한 시료 흡광도의 감소 비율로 나타내어 Table 4에 정리하였다. 비교대조군으로 합성항산화제로 알려진 BHT를 사용하였다.
었다. 비교대조군으로는 항염 증효과에 알려 진 프로폴리 스추출물을 사용하였 다.
멸균된 6 mm filter paper disc에 시료를 각각 20 #L씩 흡수시킨 후 미생물이 골고루 접종된 고체배지 위에 놓아 배양조건에 따라 배양한 후 filter paper disc 주위의 clear zone의 직경크기를 측정하였다. 실험에 사용된 D-M과 살리실산은 각각 buthyle-nglycol과 propylenglyc이에 10%로 하여 사용하였다. 형성된 clear zone (mm)은 다음 식에 따라 계산하였다.
검토하였다. 실험에 사용된 균주는 공기 중에 흔히 존재하며 화장품의 주요 오염원이 되는 그람음성균인 E. coli와 P. aeruginosa, 그람양성균인 S. aureus 그리고 여드름균인 P. acnes를 사용하였다. 그 외에도 C.
천연오일로는 편백정유(phyhmcide, Enbita, Korea), me-laieucol (SNP Natural Product, Australia), Soluble tea tree oil (G. R. Davis, Australia)를 사용하였다. Melal-eucol과 soluble tea tree oil 은 모두 Melaleuca altemif-olia (tea tree)의 잎에서 추출된 정유로서, 티트리오일의 주성분인 terpinen-4-ol이 melaleucol에서는 96% 이상이며 soluble tea tree oil에서는 melaleucol의 약 1/2 이하의 수준이다.
이론/모형
각각의 균주를 Table 1의 조건으로 배양하여 UV-VIS Spectrophotometer (UV- 1601, Shimadzu, Japan) 를 이용하여 600 nm에서 흡광도를 측정하여 활성이 가장 우수한 시간대의 균주를 paper disc 법에 사용하였다. 최소억제농도(Minimum Inhibitory Concentration, MIC) 측정에는 배양된 각 균액을 1×105~6 CFU/mL이 되도록 조정하여 균액의 최종 농도가 1%가 되도록 접종하였다.
성능/효과
Melale-ucol은 진균에, soluble tea tree oil은 그람양성균과 여드름균에 아주 탁월한 항균 및 방부제로서의 가능성을 보였다.
티트리오일의 경우, 피톤치드나 합성방부제들에 비해 월등한 항균 활성을 나타내었다. Melaleuc이은 합성방부제에 비해 세균류에 대해 약 1.5~2배, 그리고 진균에 대해서는 약 2.5~4배의 항균활성을 보였으며, 특히, 진균에 대해서는 대부분의 배양된 균주가 사멸할 정도의 강한 활성을 보였다. Soluble tea tree oil은 10% 살리실산과 비교해 볼 때, 여드름균에 대해 약 4배 정도의 우수한 활성을 나타냈다.
5~4배의 항균활성을 보였으며, 특히, 진균에 대해서는 대부분의 배양된 균주가 사멸할 정도의 강한 활성을 보였다. Soluble tea tree oil은 10% 살리실산과 비교해 볼 때, 여드름균에 대해 약 4배 정도의 우수한 활성을 나타냈다.
피톤치드는 여드름균에 항균 활성을 나타내었으며, melaleucol은 진균류, soluble tea tree oil은 그람양성균과 여드름균에 활성을 보였다. 또한 다른 균주들에 대해서도 합성방부제와 비교하여 유사하거나 우수한 항균활성을 볼 수 있었다.
본 실험에 사용된 천연오일은 항균활성 뿐만 아니라, 항산화활성 을 알아보는 DPPH 소거 활성 에서도 피톤치드는 합성항산화제로 알려진 BHT보다 우수한 소거율을 보였다. 항염증효과를 알아보는 lipoxygenase의 활성저해실험에서도 천연오일은 효과를 나타내었다.
본 실험의 결과로 볼 때, 천연오일은 항균 효과 특히, 항진균, 항여드름 효과와 항산화 및 항염증 효과를 기대할 수 있었다. 따라서 천연오일 및 천연오일과 함께 사용될 수 있는 다른 천연물의 개발은 화장품의 합성방부제 및 합성항산화제 등의 대체가 가능하며, 이들에 의해 기인되는 부작용을 완화시킬 수 있으리라 사료된다.
본 연구에서 나타난 결과에 의하면 사용된 천연오일은 대부분의 균주에 대해 합성방부제에 뒤지지 않는 항균 활성을 나타내었으며, 각각의 균주에 따라 다른 항균 활성을 나타내기도 하였다. 피톤치드는 여드름균에 항균 활성을 나타내었으며, melaleucol은 진균류, soluble tea tree oil은 그람양성균과 여드름균에 활성을 보였다.
6 로 나타났다. 위의 결과로 볼 때, 실험에 사용된 천연오일은항염증효과를 나타내었으며 특히, melaleucol은 항염증에 효과적으로 알려진 프로폴리스추출물에 비해 약 2배의 효과를 나타내었다.
항염증효과를 알아보는 lipoxygenase의 활성저해실험에서도 천연오일은 효과를 나타내었다. 천연오일 중 melaleucol은 프로폴리스추출물에 비해 약 2배 정도의 항염증효과를 나타내었다.
천연오일 중 피톤치드의 DPPH 소거율은 IGo (50% 소거농도) 값이 약 5.0%로 합성항산화제로 알려진 BHT (ICo 17.7%)와 비교하여 약 3배 정도 우수하였다. 그 외티트리오일 0.
천연오일의 lipoxygenase를 이용한 항염증실험 결과, 실험군 각각의 IC50 (50% 저해농도)값은 피톤치드가 약 9.0 ML, melaleucol은 3.1 ML, soluble tea tree oil은 17.8 ML, 비교대조군으로 사용한 프로폴리스추출물은 5.6 로 나타났다. 위의 결과로 볼 때, 실험에 사용된 천연오일은항염증효과를 나타내었으며 특히, melaleucol은 항염증에 효과적으로 알려진 프로폴리스추출물에 비해 약 2배의 효과를 나타내었다.
coli의 순으로 그람양성균과 여드름균에 대해서 우수한 항균활성을 보였다. 특히, 여드름균에 대해서는 널리 이용하고 있는 살리실산보다 우수한 효과를 나타내었다.
티트리오일은 실험에 사용된 다양한 모든 균주에서 기존 합성방부제들보다 월등한 항균활성을 보였다. Melale-ucol은 진균에, soluble tea tree oil은 그람양성균과 여드름균에 아주 탁월한 항균 및 방부제로서의 가능성을 보였다.
피톤치드는 기대했던 바와는 달리, 그람음성균과 진균에 대해서는 강한 항균활성을 나타내지는 못했으며, P. acnes > S. aureus > C. albicans > A. niger > P. aeruginosa > E. coli의 순으로 그람양성균과 여드름균에 대해서 우수한 항균활성을 보였다. 특히, 여드름균에 대해서는 널리 이용하고 있는 살리실산보다 우수한 효과를 나타내었다.
하였다. 피톤치드는 여드름균에 항균 활성을 나타내었으며, melaleucol은 진균류, soluble tea tree oil은 그람양성균과 여드름균에 활성을 보였다. 또한 다른 균주들에 대해서도 합성방부제와 비교하여 유사하거나 우수한 항균활성을 볼 수 있었다.
후속연구
이상 천연오일의 항균활성 결과에서, 피톤치드는 살리실산을 대체할 수 있는 여드름균에 대한 항균제로, 티트리오일은 합성방부제를 대체할 수 있으리라 기대된다.
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