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문제 정의
- sobrims)는 치면세균막 형성 글루칸과의 결합 특성및 높은 부착능 유지 10)그리고 산성 환경하에서도 지속적인 산생성(2) 등의 특성으로 광범위하게 치아우식증 연구에 사용되고 있다. 따라서 이번 연구에서는 먼저 mutans Streptococci 균주 가운데 하나인 S. sobri 를 선정하여 각 음료에 따른 산생성 능력을 pH 변화를 통해 살펴보고자 한다.
- 따라서 본 연구는 국내 시판중인 일부 음료의 산생성 능력을 조사하고자 음료의 pH를 7.0 으로 일정하게 적정한 후 Streptococcus sobrinus B13를 접종, 배양하여 시판음료들의 우식 활성 능을 pH 변화를 통해 알아보고자 한다.
- 본 연구는 국내 시판 중인 일부 음료의 산 생성 능력을 조사하고자 음료의 pH를 7.0으로 일정하게 적정한 후 Streptococcus sobrinus(S. sobri - s) 를 접종, 배양하고 시간에 따른 pH의 감소를 평가함으로써 음료의 우식활성능을 조사하였다.
제안 방법
- 그 후 각 음료의 pH는 pHmeter(920A pH Meter, Thermo Orion, USA)를이용하여 측정하였고 이와 같은 과정을 3번 반복하였다. 그 3번의 값들은 평균값을 산출하였다.
- 실험군 음료와 대조군 용액은 각각 다른 비커에 50 ml를 분주한 후 1시간 이상 교반하여 초기 pH에서 pH 7.0까지 중화시키는데 필요한 50% NaOH의 양을 측정하였고 이 과정을 3번 반복하여 13)그 평균값을 산출하였다.
- sobrinus가 배 양된 용액 을 담은 비커를 배양기에 넣었다. 혼합용액을 배양기에 넣음과 동시에 컴퓨터의 하이퍼터미널과 연결하여 24시간 동안 pH 변화가 1시간 간격으로 자동 모니터링 되도록 실행하였다.
- 단순히 NaOH의 양만을 가지고 완충능을 설명한다는 것은 음료가 가지고 있는 고유 pH의 영향을 무시하는 결과를 초래하므로 이것을 보완하기 위해 중성 을 나타내는 pH 7.0에서 고유 pH 를 빼는 것으로 수정 pH 값을 먼저 구하고 각 음료에 들어간 NaOH의 양을 수정 pH의 값으로 나누었다. 즉 이 값은 각 음료에서 pH 1.
- 본 실험에 사용된 음료의 우식활성능을 알아보기 위해 음료에 S. sobrinMS를 투여 하였을 때, 먼저 포도당 용액은 pH 7.0으로 적정한 후 S. sobrinus 투여 하여 pH 5.5 이 하로 떨 어 지 는데 1 시간 미만이 걸렸다. 이 용액은 적정산을 통한 완충력에 대한 평가에서 낮은 완충력을 나타냈고 산생성능도 pH가 빠르게 떨어지는 것으로 나타났다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 실험군 음료는 국내 시판 중인 탄산음료류, 혼합음료류, 과실주스류, 우유류, 차류 중에서 시장점유율이 높은 제품을 1개씩 선정하였고 유효기간이 1년 이상 충분히 남은 것을구입하였다. 대조군 용액은 Milli Q(Milli Q, Millipore, France)에서 제 조된 3차 증류수 100 ml에 0.
- 유효기간이 1년 이상 충분히 남은 것을구입하였다. 대조군 용액은 Milli Q(Milli Q, Millipore, France)에서 제 조된 3차 증류수 100 ml에 0.25 g의 포도당을 넣 어 충분히 교반하여 사용하였다. 실험에 사용된 실험군 음료와 대조군 용액 은 다음과 같다<표 1>.
데이터처리
- 그 후 각 음료의 pH는 pHmeter(920A pH Meter, Thermo Orion, USA)를이용하여 측정하였고 이와 같은 과정을 3번 반복하였다. 그 3번의 값들은 평균값을 산출하였다.
성능/효과
- 실험에 사용된 음료 및 용액의 pH는 탄산음 료(2.40±0.02)가 가장 낮았으며 우유(6.70±0.01)가 가장 높은 것으로 나타났다. 각 음료의 적정산은 포도당 용액(6.
- 01)가 가장 높은 것으로 나타났다. 각 음료의 적정산은 포도당 용액(6.00±0.00)이 가장 낮았 으며 과실주스(443.50±2.12)는 가장 많은 NaOH의 양을 필요로 하는 것으로 나타났다. 또 각 음료에서 pH 1.
- 포도당 용액 에 S. sobrinus 투여 후 치 아우식임계 pH 5.5 이하로 떨어지는데 소요되는 시간은 1시간 이내인 것으로 나타났으며 24시간 후에는 4.0이하까지 떨어져 음료들 중 24시간 데이터에서 가장 낮은 pH를 유지하는 것으로 나타났다<;그림 5>.
- 중.고등학생 600명을 대상으로 한 음료의 소비실태 및 소비의식의 조사에서 즐겨 마시는 음료로 27.8%(167명 ) 가 콜라를 꼽았으며, 음료의 섭취빈도에 있어서도 평균 주 5회 정도 섭취하는 것으로 조사되었고, 1일 평균 304 ml를 섭취하는 것으로 나타났다 2). 따라서 음료가 미치는 구강내 영향을 조사하는 것과 음료와 구강내 세균과의 반응을 통한 산생성 능력을 평가하여 우식 가능성을 연구하는 것은 의미가 있을 것으로 생각된다.
- 본 실험에 사용된 음료의 초기 pH에서 탄산음료(2.40±0.02), 혼합음료(2.77±0.01), 과실 주스(3.83±0.01)는 치아우식증을 유발시킬 수 있는 pH인 임 계 pH 5.5보다 낮았으며 , 포도당 용액(5.64±0.06), 우유(6.70±0.01)는 pH 5.5이상인 것으로 나타났다. 이것은 Rytomaa 등(4)이 법랑질의 용해가 발생하는 임계가 pH 5.
- 0씩 올리는데 필요한 NaOH의 양을 나타낸 것으로 생각할 수 있다. 이러한 과정을 통해 살펴보면 완충작용이 가장 좋은 것은 과실주스이었으며, 다음으로 혼합음료, 우유, 탄산음료, 포도당 용액 순으로 평가되어 포도당 용액이 가장 완충작용이 떨어지는 것으로 나타났다. 최와 신⑹의연 구에서도 식음료를 섭취하면 구강 안에서 타액과 혼합됨으로써 섭취 전의 음료수와 섭취한 후의 음료수 간에는 타액의 완충능력 때문에 pH가 달라지게 된다고 밝힌 바 있으며 이러한 결과로 치아를 탈회시키는 요인은 pH만 작용하는 것이 아니라 적정산도(titratable acidity),구강내 완충작용, 음이온 등도 관여하게 된다고 하였으며 본 실험에서도 유사한 결과를 확인할 수 있었다.
- 5 이 하로 떨 어 지 는데 1 시간 미만이 걸렸다. 이 용액은 적정산을 통한 완충력에 대한 평가에서 낮은 완충력을 나타냈고 산생성능도 pH가 빠르게 떨어지는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 세균이 포도당 용액 속에 들어가 포도당 성분을 섭취하면서 많은 산을 배출하고 약한 완충작용 때문에 pH가 계속 떨어져 발생한 것으로 생각된다.
- 또 탄산음료는 임 계 pH 5.5 이 하로 떨어지는데 3시간이 소요되어 비교적 짧은 시간을 나타내었으나 그 이유로 생각해 볼 수 있는 것은 첫째, 완충력 이 낮았고, 그에 따라 산생성능에서도 pH는 빠르게 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 탄산음료 내의 당 성분들을 고려해 볼 수 있다.
- 완층작용에서 과실주스가 비타음료보다 완충력이 높은 것으로 나타났지만 우식활성능에서는 비타음 료가 과실주스보다 우식활성능이 낮은 것으로 나타났다. 이것은 세균 성장을 억제하는 적당한 양의 구연산의 영향이라고 할 수 있다.
- 또 Jackson 등18)과 Duke 등은 구연산이 음료내 적당히 함유되어 있을 경우 우식의 가능성은 더 적고 구연산이 없거나 구연산의 함유량이 높을 경우 더 우식의 가능성이 더 높을 것이라고 보고하였다. 위의 연구들을 본 실험에서의 결과와 관련지어 생각해 보면 비타음료의 경우 구연산과 사과산이 첨가되어 있었는데 이로 인한 세균 성장 억제효과로 우식활성능이 낮게 나타났을 것으로 생각된다. 과실주스의 경우 구연산이 들어있긴 하지만 제조자에 의해 첨가된 구연산은 없었고 구연산의 양은 측정하지 않아 정확히 알 수 없지만 많거나 너무 적어 우식활성이 비타음료에 비해 더 높게 나타났을 것으로 생각되어진다.
- 1. 실험에 사용된 음료 및 용액의 pH는 탄산음료(2.40±0.02)가 가장 낮게 나타났으며 우유(6.70±0.01)가 가장 높은 것으로 나타났다. 각 음료에서 pH 1.
- 01)가 가장 높은 것으로 나타났다. 각 음료에서 pH 1.0을 올리는데 필요한 NaOH의 양을 완충력으로 정의했을 때가장 완충력이 낮은 것은 포도당 용액 (4.42±0.20)이 었으며 가장 높은 것은 과실 주스(139.78±0.76)로 나타났다.
- 2. 음료에 S. sobrinus 투여 후 pH 5.5 이 하로 떨어지는데 소요되는 시간을 비교해 보면 포도당 용액(1시간 미 만) 이 가장 빨리 떨어지는 것으로 나타났으며, 그 다음으로 탄산음료(3시간), 과실주스(5시간), 우유(8시간) 그리고 비타음료(21시간)로 나타났다.
- 비 타음료에 S. sobrinus 투여 후 치 아우식 임 계 pH 5.5 이하로 떨어지는데 소요되는 시간은 21시간이었으며 24시간이 지난 후에도 pH 5.0 이하까지는 떨어지지 않은 것으로 나타났다,
후속연구
- 특히 최근 생활수준이 향상되고 외식산업의 발달과 패스트푸드 점의 확산 등으로 탄산음료, 과일주스, 스포츠 음료 등 음료의 소비가 증가하고 어린이 및 청소년들의 음료 선호 경향이 날로 두드러지고 있음2)을 감안할 때 치아우식 발생 요인 중 음료에 의한 치아우식증 가능성을 연구하는 것은 더욱 필요하다고 할 수 있다.
- 이에 다양한 음료가 치아에 미치는 영향에 관한 연구와 구강내 미생물의 작용을 고려한 실험 이 필요하다고 생각된다. 특히 음료의 pH를 일정하게 유지한 상태에서 각 세균이 음료에서 어떠한 작용을 하는지 중점적으로 알아보는 연구가 필요하다. 즉 세균의 산 생성 능력을 알아보기 위해 pH의 떨어짐을 측정하여 이를 통한 음료의 치아우식 활성 능을 평가하는 실험이 이루어질 필요가 있다고 여겨진다.
- 특히 음료의 pH를 일정하게 유지한 상태에서 각 세균이 음료에서 어떠한 작용을 하는지 중점적으로 알아보는 연구가 필요하다. 즉 세균의 산 생성 능력을 알아보기 위해 pH의 떨어짐을 측정하여 이를 통한 음료의 치아우식 활성 능을 평가하는 실험이 이루어질 필요가 있다고 여겨진다. 구강 내 많은 미생물 중 치아우식증과 관련된 mutms Strtococc" 중 Streptococcus sobrims(S.
- 이 보고에 기초를 둔다면 세균은 콜라에 있는 당을 먹고 충분한 산을 생성했을 것으로 여겨진다. 이상의 요인들을 살펴볼 때 탄산음료는 치아우식 유발성을 가지고 있으므로 유의해야 할 필요가 있을 것으로 생각된다. 특히 다발성 우식증이나 치아우식증에 잘 이환되는 환자의 경우 탄산음료의 섭취에 대하여 올바른 식이지도 및 지속적 관심이 필요하리라 생각된다.
- 그러나 구연산이 함유된 동일한 비타음료에서 치아법랑질의 침식능이 높게 보고되었던 것2。, 21)을 고려할 때 음료에 의한 치아의 위해성 평가시 치아우식위험도와 치아 침식위험도를 함께 고려해야 할 필요가 있을 것으로 생각된다. 그리고 음료 내 함유된 구연산의 함량과 사과산의 함량을 정밀하게 측정하고 그 양에 따른 우식과 침식의 위험성을 같이 고려한 실험 이 필요할 것으로 생각된다.
- 본 연구의 제한점으로는 음료 사용시 먼저 모든 음료의 pH를 7.0으로 일정하게 중화하여 동일한 pH 상태에서 우식성 산생성 균을 첨가한 후 음료에 따른 우식활성도를 pH 변화를 통해 알아보았으나 실제 pH 이외에 우식활성에중요한 영향을 미치는 다른 여러 요소, 예를 들어 타액의 상호작용과 같은 다른 우식활성 요인들에 대한 고려를 함께 하기 어려웠다는 것이다. 따라서 앞으로의 연구에서는 이러한 요인들을 함께 고려할 수 있는 연구방법의 모색이 필요하며 pH 변화 측정시 실제 세균의 증식에 의한 영향을 평가하기 위해 세균 집락수 및 흡광도 측정과 같은 다양한 평가 방법이 사용될 필요가 있다고 생각된다.
- 0으로 일정하게 중화하여 동일한 pH 상태에서 우식성 산생성 균을 첨가한 후 음료에 따른 우식활성도를 pH 변화를 통해 알아보았으나 실제 pH 이외에 우식활성에중요한 영향을 미치는 다른 여러 요소, 예를 들어 타액의 상호작용과 같은 다른 우식활성 요인들에 대한 고려를 함께 하기 어려웠다는 것이다. 따라서 앞으로의 연구에서는 이러한 요인들을 함께 고려할 수 있는 연구방법의 모색이 필요하며 pH 변화 측정시 실제 세균의 증식에 의한 영향을 평가하기 위해 세균 집락수 및 흡광도 측정과 같은 다양한 평가 방법이 사용될 필요가 있다고 생각된다. 또한 최근의 다양한 음료의 개발 및 소비와 관련하여 앞으로 국내에서 개발되어 시판되고 있는 다양한 음료들의 구강 내 조직 에 미치는 영 향에 대해 지 속적 인연 구와 평가가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
- 따라서 앞으로의 연구에서는 이러한 요인들을 함께 고려할 수 있는 연구방법의 모색이 필요하며 pH 변화 측정시 실제 세균의 증식에 의한 영향을 평가하기 위해 세균 집락수 및 흡광도 측정과 같은 다양한 평가 방법이 사용될 필요가 있다고 생각된다. 또한 최근의 다양한 음료의 개발 및 소비와 관련하여 앞으로 국내에서 개발되어 시판되고 있는 다양한 음료들의 구강 내 조직 에 미치는 영 향에 대해 지 속적 인연 구와 평가가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
- 이상의 결과를 고려할 때 짧은 시간 내에 pH 5.0~5.5 이하로 감소하는 음료에 대해서는 식이 지도가 필요한 환자나 타액 분비율이 낮은 환자, 음료섭취 후 잇솔질을 잘 하지 않는 사람의 경우 우식유발 가능성에 대한 고려가 필요할 것으로 생각된다.
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