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문제 정의
- 그러나 동물 사료에 항산화성을 가지는 기능성 물질을 첨가하고자 하는 시도나 상품화된 경우는 드물다. 따라서 본 연구에서는 phytobiotic용 약용식물 소재를 선발하기 위해 총 폴리페놀 함량과 항산화성을 1차 적으로 조사하였다.
- 따라서 본 연구에서는 약용식물을 이용한 가축사료 첨가 용 소재 (phytobiotic) 개발을 목적으로 문헌을 통해 선발한 9종의 약용 식물추출물의 항산화성 및 항균성을 조사하였으 며 phytobiotic용 소재 선발을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 5 mL씩 분주하고 다양한 농도의 식물추출물(1 ~10 mg/well)을 실험구에 첨가하였다. 그 후 각 well 당 1。8 CFU/mL 병원균을 100 μL씩 접종하고 37℃ 에서 16시간 배양한 후 ELISA plate reader(UVM340, ASYS Hitech GMBH, Austria)를 이용하여 600 nm에서 흡 광도를 측정하여 병원균의 생육을 조사하였다.
- Phytobiotic으로 활용 가능한 소재를 선발하기 위하여 9 종의 약용식물인 진피, 매자나무 뿌리, 매자나무 줄기, 상백 피, 석곡, 석창포, 취나물, 택사, 호장근의 열수 추출물을 대상으로 항산화성 및 항균활성을 조사하였다. 호장근은 총 폴리 페놀 함량이 725.
- 가축사료 첨가용 소재phytobiotic)로 활용 가능한 9종의 약용식물체인 Citrus unshiu Markovich(진피), Berberis Zcoreana(매자나무)의 뿌리 및 줄기, Morns ( a(상백피), Dendrobium moniliforme〈석곡'), Acorns granineus(석창 포), Aster sazbaz•(취나물), Alisma canaliculatumiA]-), Fallopia jiapaniaz(호장근)를 선정 하여 miller로 분쇄 하고 표 준망체(40 mesh)를 통과한 분말에 10배의 증류수를 첨가한 다음 95℃에서 2시간 환류 추출하였다. 추출액은 30℃에서 감압농축하고 동결건조한 후 -20℃에서 냉동보관하면서 본 실험에 이용하였다.
- 식물 추출물에 대한 항균성 조사는 paper disc법으로 측정하였다. 각 병원성균주의 생육을 위한 액체배지 및 고체 평 판배지는 상기에서 언급된 배지를 이용하였으며 병원균을 한 백금이 취하여 액체배지에 접종 후 37℃에서 18시간 배양 하였다. 전배양액 100 成를 중층용 배지인 0.
- 8 mg/rnL 의 농도로 paper disc에 분주한 다음 37℃에서 배양하면서 생육 저해 환을 관찰하였다. 또한 병원균의 전배양액을 멸균 된 면봉을 이용하여 고체배지 에 고르게 도말한 다음 disc당 0.8 mg/mL 농도의 시료를 분주하고 37℃에서 배양하면서 생육 저해 환을 관찰하였다.
- 각 병원성균주의 생육을 위한 액체배지 및 고체 평 판배지는 상기에서 언급된 배지를 이용하였으며 병원균을 한 백금이 취하여 액체배지에 접종 후 37℃에서 18시간 배양 하였다. 전배양액 100 成를 중층용 배지인 0.8% agar를 첨가 한 soft agar 배지에 접종하고 평판배지에 분주 후 실온에서 굳히고 0.2 pm membrane filter로 제균한 시료를 0.8 mg/rnL 의 농도로 paper disc에 분주한 다음 37℃에서 배양하면서 생육 저해 환을 관찰하였다. 또한 병원균의 전배양액을 멸균 된 면봉을 이용하여 고체배지 에 고르게 도말한 다음 disc당 0.
- 전자공여능은 1,1 diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)의 환원력을 이용하여 측정하였다(11). 추출물 200 pL에 DPPH 용액 (4x10「4 m DPPH, ethanol 100 mL에 용해) 800 jiL를 가한 후 absolute ethanol을 2 mL 첨가하여 10초간 혼합한 다음 실온에서 15분간 반응시키고 525 nm에서 흡광도를 측 정하였으며, 시료를 첨가하지 않은 대조구와 흡광도 차이를 백분율로 계산하였다.
- 전자공여능은 1,1 diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)의 환원력을 이용하여 측정하였다(11). 추출물 200 pL에 DPPH 용액 (4x10「4 m DPPH, ethanol 100 mL에 용해) 800 jiL를 가한 후 absolute ethanol을 2 mL 첨가하여 10초간 혼합한 다음 실온에서 15분간 반응시키고 525 nm에서 흡광도를 측 정하였으며, 시료를 첨가하지 않은 대조구와 흡광도 차이를 백분율로 계산하였다.
- 항균성을 가지는 식물추출물의 IC50 측정은 시료를 첨가 한 실험구와 시료 대신 멸균 증류수를 첨가한 병원균의 생육 을 비교하여 조사하였다. 즉, 18시간 배양한 병원균의 배양 액을 원심 분리하여 균체만을 회수하코 멸균 증류수로 현탁 시켜 1。8 CFU/mL로 병원균의 접종액을 준비하였다.
대상 데이터
- 또한 식품의 식중독 균으로 알려져 있는 Bacillus cereus, Vibrio parahaemoliticus, Listeria monocytogenese. Salmonella Typhimuriume 영남대학교 미생물 유전학연구실에서 분 양받아 사용하였다. 계대 배지 및 균체 생육 배지는 p.
- 계대 배지 및 균체 생육 배지는 p. aeruginosaCKCTC 11321), S. aureus(KCTC 40050), V. parahaemoliticu, L. monocytogenes는 tryptic soy agar 또는 tryptic soy broth를 이용하였으며, S. epidermidis(KCTC 40416), S. choIeraesuis(KCTC 40763), E. c泌(KCTC 40880), K. pneumoniae(KCTC 41433), B. cereus, S. Typhimurium 은 nutrient agar 또는 nutrient broth를 이용하였다. 모든 균주는 일주일 간격으로 계대배양 후 4℃에서 보관하여 사용하였다.
- 항균력 측정 에 사용되는 균주인 Pseudomonas aeruginosa(KCTC 11321), Staphylococcus aureus(KCTC 40050), Staphylococcus epidermidis(KCTC 40416), Salmonella choleraesuis(KCTC 40763), Escherichia co/;(KCTC 40880), Klebsiella pneumoniae(KCTC 41433)는 Korean collection for type cultures(KCTC)에서 구입하여 사용하였다. 또한 식품의 식중독 균으로 알려져 있는 Bacillus cereus, Vibrio parahaemoliticus, Listeria monocytogenese.
이론/모형
- 1. Antimicrobial activity of Fallopia japonica extract after incubation for 3 days by disc diffusion method. Left： Klebsiella pneumoniae.
- 본 실험에 사용된 9종의 약용식물 추출물에 대한 항균성 분석을 위하여 가축질병 원 인균과 식 중독원 인균을 포함한 10 종의 균주에 대하여 본 실험 에서는 paper disc 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과 매자나무(뿌리 ) 추출물은 S.
- 식물 추출물에 대한 항균성 조사는 paper disc법으로 측정하였다. 각 병원성균주의 생육을 위한 액체배지 및 고체 평 판배지는 상기에서 언급된 배지를 이용하였으며 병원균을 한 백금이 취하여 액체배지에 접종 후 37℃에서 18시간 배양 하였다.
- 아질산염 소거능은 Gray와 Dugan(lO)의 방법에 따라 1 mM NaNO2 용액 0.1 mL에 시료액 0.2 mL를 첨가한 후 0.1 N HCKpH 1.2) 및 0.2 N citrate buffer(pH 3.0, 4.2, 6.0) 0.7 mL를 가하여 반응액의 총 부피를 1 mL로 하여 37℃에서 1시간 반응시켰다. 이 반응액을 취하여 2% 초산용액 5 mL, griess 시 약 0.
- 총 폴리 페놀 함량은 Folin-Denis⑼법을 이용하여 측정하였다. 각각의 식물추출물 0.
성능/효과
- 0에서는 거의 나타 나지 않았다. pH 1.2에서의 아질산염 소거능은 석창포와 호 장근이 각각 91.0%와 92.7%로 다른 약용식물에 비해 높음을 알 수 있었다. 그 외 약용식물 추출물의 아질산염 소거능은 취나물〉매자나무(줄기)〉상백피〉진피〉석곡〉매자나무 (뿌리)〉택사 순이었다(Table 2).
- 본 실험에 사용된 9종의 약용식물 추출물에 대한 항균성 분석을 위하여 가축질병 원 인균과 식 중독원 인균을 포함한 10 종의 균주에 대하여 본 실험 에서는 paper disc 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과 매자나무(뿌리 ) 추출물은 S. aureus, B. cereus, V. parahaemoliticus, S. Typhimurium 등 4종의 균주에서 clear zone을 나타내어 항균활성을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한 호장근 추출물은 P.
- Typhimurium 등 4종의 균주에서 clear zone을 나타내어 항균활성을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한 호장근 추출물은 P. aeruginosa, S. aureus, E. coli, K. pneumoniae, B. cereus, S. Typhimurium, L. minocytogenesis 등 7종의 균주에 대하여 celar zone을 나타 내어 항균활성이 가장 우수함을 확인하였다(Table 3). 매자 나무(뿌리) 추출물과 호장근 추출물에 의해 생긴 생육 저해 환을 3일간 계속적으로 배양하면서 관찰한 결과, 호장근 추출물은 S.
- minocytogenesis 등 7종의 균주에 대하여 celar zone을 나타 내어 항균활성이 가장 우수함을 확인하였다(Table 3). 매자 나무(뿌리) 추출물과 호장근 추출물에 의해 생긴 생육 저해 환을 3일간 계속적으로 배양하면서 관찰한 결과, 호장근 추출물은 S. aureus, K. pneumoniae 두 균주에 대하여 생육 저지대인 clear zone이 지속적으로 유지되어(Fig. 1) 생육저 해 효과는 물론 살균 효과를 가지는 항균활성 소재로 활용 가능함을 확인하였다.
- 문헌을 통해 가축사료용 소재로 활용 가능한 9종의 약용 식물인 진피, 매자나무 뿌리, 매자나무 줄기, 상백피, 석곡, 석 창포, 취 나물, 택사, 호장근을 대상으로 총 폴리 페놀 함량 을 조사한 결과, 호장근이 725.8 ug/mL로 가장 높았으며, 택사가 76.2 ug/mL으로 가장 낮았다(Table 1). 전자공여능 은 9종의 식물 추출물 중 택사를 제외하고 모두 60% 이상의 전자공여능을 나타내었다.
- 약용식물 추출물의 아질산염 소거능은, pH가 상승함에 따라 급격히 감소하는 경향이었으며, pH 6.0에서는 거의 나타 나지 않았다. pH 1.
- 2 ug/mL으로 가장 낮았다(Table 1). 전자공여능 은 9종의 식물 추출물 중 택사를 제외하고 모두 60% 이상의 전자공여능을 나타내었다. 특히 진피는 89.
- 网eumom’Q。에 대한 항균성을 액체 배양법으로 측정한 결과는 다음과 같다. 추출물 10 mg/mL에서 K. pneumoniae 생육을 으扌 85% 억제시켰으며, S. aureus는 4 mg/mL 농도에서 97%의 생육 저해능을 나타 내었다(Fig. 2, 3). 각 병원균의 생육을 50% 저해시키는 호장 근 추출물의 농도(IC50)를 조사하기 위하여 시료 함량별로 병 원균 K pneumoniae, S.
- 전자공여능 은 9종의 식물 추출물 중 택사를 제외하고 모두 60% 이상의 전자공여능을 나타내었다. 특히 진피는 89.6%의 높은 전자 공여능을 보였으며, 매자나무는 뿌리보다 줄기의 전자공여 능이 조금 더 높았다. 그 외 에도 취나물과 호장근도 전자공 여능이 각각 86.
- aureus의 생육을 저해하였다. 호장근 추출물은 7종의 균주에 대해 항균활성을 나타내 었고, 특히 K. pneumoniae, S. aweus에 대해서 지속적인 항균활성을 나타내었다. K.
- Phytobiotic으로 활용 가능한 소재를 선발하기 위하여 9 종의 약용식물인 진피, 매자나무 뿌리, 매자나무 줄기, 상백 피, 석곡, 석창포, 취나물, 택사, 호장근의 열수 추출물을 대상으로 항산화성 및 항균활성을 조사하였다. 호장근은 총 폴리 페놀 함량이 725.8 iig/mL로 가장 높았으며, 전자공여능 이 86.9%, 아질산염 소거능이 92.7%로 우수한 항산화성을 나타내었다. 또한 호장근은 0.
- 8 mg/mL이 었다. 호장근은 항산 화성 및 항균활성을 동시에 가지는 기능성 약용식물 추출물 로 가축의 phytobiotic 소재로 활용 가능함을 확인하였다.
후속연구
- 산업사회의 발달로 환경오염과 영양과잉화가 야기되어 현대인의 건강에 대한 관심은 더욱 고조되고 있다(15). 따라서 본 연구결과를 기초로 항산화 효과가 뛰어난 약용식물 추출물을 사료에 첨가하여 자연스럽 게 식품동물에 급여시 킨다면 기능성 돈육, 즉 항산화 효과로 인한 품질이 개선된 돈육을 생산할 수 있어 소비자 취향과 시장상황에 적합한 고부가가치 상품을 개발할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 Kim 등(13)의 보고에서 와 같이 항산화 소재를 이용하여 닭 고기의 보존성을 증가시킨 것과 같이 약용식물 추출물을 이용하여 육류의 신선도 유지효과도 얻을 수 있을 것이다.
- 본 연구에서는 광범위한 항균활성을 가지며, 항산화성도 우수한 호장근을 phytobiotic 소재로 선정하였으며 생육저 해능이 높은 가축 병원균에 대해서는 ICso을 측정하여 사료 제조시 배합량을 선정하기 위한 기초자료로 활용 가능할 것이다. 호장근을 이용한 phytobiotic 소재로의 개발은 합성항 균제의 과다사용으로 인한 토양오염 및 잔류로부터 인체피 해 등을 예방할 수 있으며, 축산 농가에서는 사료를 보관하는 동안에 사료 자체에서의 병원 미생물 오염을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.
- 본 연구에서는 광범위한 항균활성을 가지며, 항산화성도 우수한 호장근을 phytobiotic 소재로 선정하였으며 생육저 해능이 높은 가축 병원균에 대해서는 ICso을 측정하여 사료 제조시 배합량을 선정하기 위한 기초자료로 활용 가능할 것이다. 호장근을 이용한 phytobiotic 소재로의 개발은 합성항 균제의 과다사용으로 인한 토양오염 및 잔류로부터 인체피 해 등을 예방할 수 있으며, 축산 농가에서는 사료를 보관하는 동안에 사료 자체에서의 병원 미생물 오염을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.
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