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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 전통적인 방법으로 매실에 설탕을 가한 후 삼투압의 원리를 이용하여 매실 당침출액을 제조한 후 식중독세균에 대한 항균활성을 조사하여 매실 음료의 제조나 식재료의 보존 및 식중독 예방에 필요한 기초자료를 제시하고자 하였다.
가설 설정
- 1)Concentration of Prunus mume extracts loaded on paper disc was 16.5 mg/8 mm paper disc.
- 1)Concentration of sorbic acid loaded on paper disc was 0.3 mg/8 mm paper disc.
- 2)Concentration of sorbic acid loaded on paper disc was 0.3 mg/8 mm paper disc.
제안 방법
- 45 μm membrane filter로 제균시킨 시료용액을 30 μL씩 흡수시킨 다음 각 균주의 최적 배양온도에서 16시간 배양하여 디스크 주변에 형성된 저해환의 크기(mm)를 캘리퍼스(Vernier Callipers, Mitutoyo, Japan)로 측정하였으며, 이때 대조구로 1% sorbic acid 용액을 사용하여 항균활성을 비교하였다. 농도별 항균활성은 매실 침출액의 고형분 함량이 0, 2.5, 5.0, 10.0, 20.0 및 40.0%가 되도록 조제한 후 위와 같이 측정하였다.
- 열 안정성은 매실 침출액을 65, 80, 95, 110 및 125℃의 온도에서 30분 동안 열처리한 후 디스크 확산법으로 생육저해환의 크기를 측정하여 열처리를 하지 않고 실온에서 보존 중인 대조구와 비교하였다. pH 안정성은 매실 침출액을 0.
- 이 평판배지 위에 멸균된 paper disc를 올려놓고 밀착시킨 후 미리 0.45 μm membrane filter로 제균시킨 시료용액을 30 μL씩 흡수시킨 다음 각 균주의 최적 배양온도에서 16시간 배양하여 디스크 주변에 형성된 저해환의 크기(mm)를 캘리퍼스(Vernier Callipers, Mitutoyo, Japan)로 측정하였으며, 이때 대조구로 1% sorbic acid 용액을 사용하여 항균활성을 비교하였다.
- 또한 생육저해효과는 MIC를 측정한 후의 배양액을 즉시 냉장고(2℃)에 넣은 다음 분광광도계를 이용하여 660 nm에서 흡광도를 측정하여 나타내었다. 이때 시험균을 접종하지 않은 액체배지를 공시험으로 하였고, 매실 침출액을 첨가하지 않고 시험균만 접종한 것을 대조구로 하여 대조구보다 흡광도가 낮은 것을 생육저해효과가 있는 것으로 판정하였다.
- 5N NaOH 용액을 이용하여 pH 7로 중화한 후 30℃에서 1시간 반응시킨 다음 디스크 확산법으로 생육저해환의 크기를 측정하였다(15). 이때 중화하지 않은 침출액을 대조구로 하였다.
- 매실 침출액의 최소저해농도(minimum inhibition concentration, MIC)는 액체배지희석법(20)을 이용하여 측정하였다. 즉, 매실 침출액의 고형분 함량이 각각 0, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0% 및 5.5%의 농도가 되도록 무균적으로 조제된 각 균주용 액체배지 4.45 mL에 시험균액을 0.05 mL씩 접종하여 진탕배양기에서 16시간 동안 배양한 후 균의 증식이 관찰되지 않는 최소 농도를 MIC로 결정하였다. 또한 생육저해효과는 MIC를 측정한 후의 배양액을 즉시 냉장고(2℃)에 넣은 다음 분광광도계를 이용하여 660 nm에서 흡광도를 측정하여 나타내었다.
- 즉, 페트리 접시에 멸균된 각 기층용 배지를 15 mL씩 분주하여 응고시키고, 그 위에 중층용 배지와 각 시험균액(2%)을 잘 혼합시켜 분주한 후 다시 응고시켜 2중의 시험용 평판배지를 만들었다.
- 총고형분 함량은 침출액 시료 0.5 g을 미리 항량을 구한 칭량병에 채취해 넣고 105℃ 상압가열건조법으로 건조시켜 항량을 구한 다음 건조 전후의 무게의 차이로부터 산출하였고, pH는 시료 10 mL를 50 mL 코니컬 튜브에 넣고 pH meter(Thermo Orion, Model 370, USA)를 이용하여 측정하였다. 또한 산도는 비커에 침출액 시료 1 g, 증류수 19 ml 및 1.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 매실(Prunus mume Sieb. et Zucc.)은 2007년 6월초에 전남 광양에서 수확된 고성 품종으로 신선한 청매를 구입하여 전통적인 방법에 따라 매실 침출액을 제조하였다. 즉, 상처가 없는 신선한 청매를 골라 꼭지 및 이물을 제거하면서 물로 잘 씻어낸 후 물기를 제거한 다음 미리 세척하여 건조시켜 놓은 항아리에 청매 20 kg과 동량의 설탕(큐원 황설탕, 삼양사)을 번갈아 넣고 맨 위의 층에는 설탕으로 마무리하여 밀봉한 후 실온의 서늘한 곳에 보관하였다.
- 본 실험에서는 그람양성세균 3종과 그람음성세균 3종을 시험균주로 사용하였고, 균주의 종류와 배양조건은 Table 1과 같다. 먼저 공시균주를 사면배지에서 3회 계대배양하여 활성화시킨 후 각 균주 용 액체배지에 무균적으로 1백금이 접종하여 진탕배양기(Shaking Bath TS-300, Toyoseisakusho Co.
이론/모형
- 열 안정성은 매실 침출액을 65, 80, 95, 110 및 125℃의 온도에서 30분 동안 열처리한 후 디스크 확산법으로 생육저해환의 크기를 측정하여 열처리를 하지 않고 실온에서 보존 중인 대조구와 비교하였다. pH 안정성은 매실 침출액을 0.5N NaOH 용액을 이용하여 pH 7로 중화한 후 30℃에서 1시간 반응시킨 다음 디스크 확산법으로 생육저해환의 크기를 측정하였다(15). 이때 중화하지 않은 침출액을 대조구로 하였다.
- 매실 침출액의 최소저해농도(minimum inhibition concentration, MIC)는 액체배지희석법(20)을 이용하여 측정하였다. 즉, 매실 침출액의 고형분 함량이 각각 0, 0.
- 항균활성은 paper disc(8 mm, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Japan)를 이용한 디스크 확산법(disk diffusion method)으로 측정하였다(19,20). 즉, 페트리 접시에 멸균된 각 기층용 배지를 15 mL씩 분주하여 응고시키고, 그 위에 중층용 배지와 각 시험균액(2%)을 잘 혼합시켜 분주한 후 다시 응고시켜 2중의 시험용 평판배지를 만들었다.
성능/효과
- 0%로 가장 낮았다. Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대해서는 2%이상의 농도에서는 생육이 완전히 억제되었으나, 1.0%이하의 농도에서는 생육이 촉진되는 것으로 나타나 매실 침출액 중의 미지의 성분이 이들의 주요 영양원으로 이용되었음을 알 수 있었다. 매실 침출액의 열 및 pH 안정성을 측정한 결과, 65～125℃의 온도범위에서 열에 안정하였고, pH 7로의 중화에 따른 영향을 받지 않았다.
- 0% 이상의 농도에서 생육이 완전히 억제되었다. Salmonella typhymurium은 대조구에 비해 0.25%의 농도에서 다소 생육이 촉진되었으나, 0.5%이상에서는 농도가 증가할수록 점차 생육이 저해되었으며, 5.5%의 농도에서는 생육이 완전히 억제되었다. Listeria monocytogenes는 시험된 모든 농도에서 생육이 왕성하였다.
- 매실 침출액의 MIC를 측정한 결과는 Table 5와 같다. 공시된 모든 균주 중에서 Vibrio parahaemolyticus에 대한 MIC가 1.0%로 가장 낮게 나타났고, Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대한 MIC는 2.0%였으며, Salmonella typhymurium에 대해서는 MIC가 5.5%로 높게 나타났다. 반면에 Listeria monocytogenes와 Escherichia coli는 시험된 모든 농도에서 생육이 왕성하였다.
- 5 mg/disc 이상의 농도에서 대조구인 1% sorbic acid 용액보다 강한 활성을 보였다. 그리고 Bacillus cereus와 Salmonella typhymurium에 대해서는 3.0 mg/disc의 농도에서 1% sorbic acid 용액과 유사한 항균활성을 보였으며, 그 이상의 농도에서는 1% sorbic acid 용액보다 활성이 강하였다. 또 Staphylococcus aureus에 대해서는 1.
- 0 mg/disc의 농도에서 1% sorbic acid 용액과 유사한 항균활성을 보였으며, 그 이상의 농도에서는 1% sorbic acid 용액보다 활성이 강하였다. 또 Staphylococcus aureus에 대해서는 1.5 mg/disc의 농도에서 1% sorbic acid 용액과 유사한 활성을 나타내었고, Escherichia coli에 대해서는 6.0 mg/disc의 농도에서 1% sorbic acid 용액과 유사한 활성을 나타내었으나, Listeria monocytogenes에 대해서는 12 mg/disc의 농도에서도 활성이 매우 미약하였다.
- 5%의 농도에서 생육이 오히려 촉진되어 매실 침출액 중의 미지의 성분이 이들 균주의 주요 영양원으로 이용되었음을 알 수 있었다. 또한 Listeria monocytogenes와 Escherichia coli에 대해서는 생육저해효과가 다소 있는 것으로 나타났으나, 시험된 모든 농도에서 생육이 왕성하여 이 두 균주는 다른 균들에 비해 매실 침출액에 대한 감수성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.
- 2 mm의 저해환을 보여 이 균에 대한 매실 침출액의 항균활성이 가장 강하였고, 다음으로 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus 및 Salmonella typhymurium의 순으로 강하였으며, Escherichia coli에 대해서는 항균활성이 약하게 나타났다. 또한 이들 균주에 대해서는 대조구로 사용된 1% sorbic acid 용액의 항균활성과 비교하여 매우 높게 나타났다. 하지만 Listeria monocytogenes에 대해서는 활성이 매우 미약하였다.
- 즉, 12 mg/disc의 농도에서 매실 침출액은 공시된 모든 균주에 대해 항균활성을 나타내었으나, 농도가 낮을수록 활성이 저하하였다. 매실 침출액은 특히 Vibrio parahaemolyticus에 대해서 항균활성이 매우 강하였으며, 이 균에 대해서는 1.5 mg/disc 이상의 농도에서 대조구인 1% sorbic acid 용액보다 강한 활성을 보였다. 그리고 Bacillus cereus와 Salmonella typhymurium에 대해서는 3.
- 0%이하의 농도에서는 생육이 촉진되는 것으로 나타나 매실 침출액 중의 미지의 성분이 이들의 주요 영양원으로 이용되었음을 알 수 있었다. 매실 침출액의 열 및 pH 안정성을 측정한 결과, 65～125℃의 온도범위에서 열에 안정하였고, pH 7로의 중화에 따른 영향을 받지 않았다.
- 매실에 설탕을 가한 후 삼투압의 원리를 이용하여 제조한 매실 침출액의 총고형분은 55.08%였고, pH는 3.1이었으며, 산도는 구연산으로서 1.52%였다. 이 매실 침출액의 식중독세균에 대한 항균활성을 조사한 결과, 공시된 모든 균주 중에서 Vibrio parahaemolyticus에 대해 31.
- Listeria monocytogenes는 시험된 모든 농도에서 생육이 왕성하였다. 이 균주는 특히 0.5%의 농도에서 생육이 가장 왕성하였고, 1.0%이상의 농도에서 생육이 점차 저해되었으며, 5.5%의 농도에서 약간의 생육저해효과가 있는 것으로 나타났다. Escherichia coli는 대조구에 비해 침출액의 농도가 증가할수록 생육이 점차 억제되었으나 다른 균들에 비해 시험된 모든 농도에서 생육이 왕성하였다.
- 52%였다. 이 매실 침출액의 식중독세균에 대한 항균활성을 조사한 결과, 공시된 모든 균주 중에서 Vibrio parahaemolyticus에 대해 31.2 mm의 저해환을 보여 이 균에 대한 매실 침출액의 항균활성이 가장 강하였고, 다음으로 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus 및 Salmonella typhymurium의 순으로 활성이 강하였다. 매실 침출액은 공시된 모든 시험균주에 대해 생육저해효과가 있는 것으로 나타났다.
- 5 mm였다. 이러한 결과는 열처리를 하지 않고 실온(20℃)에 보존 중인 대조구와 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 나타나 매실 침출액은 65～125℃의 열에 안정함을 알 수 있었다. 이것은 매실 메탄올 추출물이 60～100℃의 열에 안정하였다는 서 등(16)의 보고 및 40～120℃의 광범위한 열처리 온도범위에서 매실 추출물이 열에 안정하였다는 하 등(17)의 보고와 일치하였다.
- 이상과 같이 매실 침출액은 균주 간의 차이는 있으나, 공시된 모든 시험균주에 대해 생육저해효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 Vibrio parahaemolyticus는 0.
- 이상과 같이 전통적인 방법으로 매실에 설탕을 가한 후 삼투압의 원리에 의하여 총고형분 55%의 매실 침출액을 얻었고, 특히 이를 10배 희석한 5.5%의 농도에서 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Salmonella typhymurium 및 Vibrio parahaemolyticus 등의 식중독세균에 대한 항균활성이 강하게 나타나므로 침출액의 음용 시에 4～5배로 희석하여 마실 경우 식중독예방에 효과가 있을 뿐만 아니라, 열에 안정하므로 식품의 조리나 식재료의 보존에도 효과가 있을 것으로 판단된다.
- 즉, 12 mg/disc의 농도에서 매실 침출액은 공시된 모든 균주에 대해 항균활성을 나타내었으나, 농도가 낮을수록 활성이 저하하였다.
- 1과 같다. 즉, Vibrio parahaemolyticus는 시험된 가장 낮은 농도인 0.25%에서도 생육이 저해되었고, 1.0% 이상의 농도에서는 생육이 완전히 억제되었다. Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대한 농도별 생육저해효과 양상은 유사하였다.
- 한편 매실 침출액을 시험균주들의 최적 생육 pH인 pH 7로 중화시킨 후 생육저해환을 측정한 결과는 Table 6과 같다. 즉, pH 7로 중화시킨 매실 침출액은 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Salmonella typhymurium 및 Vibrio parahaemolyticus에 대한 생육저해환이 각각 19.5 mm, 17.2 mm, 18.6 mm 및 32.1 mm로서 중화시키지 않은 대조구와 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 나타나 매실 침출액은 항균활성에 있어서 pH에 의한 영향을 크게 받지 않았다. 이러한 결과는 매실 매탄올 추출물이 pH 7까지는 항균활성이 큰 차이를 보이지 않아 pH에 비교적 안정하였다는 서등(16)의 보고 및 매실 추출물이 넓은 pH 범위에서 안정성을 보였다는 하 등(17)의 보고와 일치하였다.
- 매실 침출액의 항균활성을 조사하기 위하여 주요 식중독세균에 대한 생육저해환을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 즉, 공시된 모든 균주 중에서 Vibrio parahaemolyticus에 대해 31.2 mm의 저해환을 보여 이 균에 대한 매실 침출액의 항균활성이 가장 강하였고, 다음으로 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus 및 Salmonella typhymurium의 순으로 강하였으며, Escherichia coli에 대해서는 항균활성이 약하게 나타났다. 또한 이들 균주에 대해서는 대조구로 사용된 1% sorbic acid 용액의 항균활성과 비교하여 매우 높게 나타났다.
- 2와 같다. 즉, 매실 침출액을 65, 80, 95, 110 및 125℃에서 30분 동안 열처리한 결과 Bacillus cereus에 대한 생육저해환은 19.8～20.5 mm였고, Staphylococcus aureus에 대해서는 17.0～18.7 mm였으며, Salmonella typhymurium에 대해서는 18.5～21.5 mm였다. 또한 Vibrio parahaemolyticus에 대한 생육저해환은 29.
- Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대한 농도별 생육저해효과 양상은 유사하였다. 즉, 이 두 시험균주는 매실 침출액을 첨가하지 않은 대조구에 비해 0.25～1.0%의 농도에서 오히려 생육이 촉진되었고, 2.0% 이상의 농도에서 생육이 완전히 억제되었다. Salmonella typhymurium은 대조구에 비해 0.
- 우리나라 전통적인 방법으로 매실에 설탕을 가한 후 삼투압의 원리를 이용하여 제조한 매실 당침출액의 총고형분, pH 및 산도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 총고형분은 55.08%였고, pH는 3.1이었으며, 그리고 산도는 구연산으로서 1.52%였다. 식품공전(21)에 의하면 과일이나 종실 등의 식용식물에 설탕 등의 당류를 가하여 삼투압에 의해 얻은 추출물을 자체 발효시켜 식용유래성분과 발효생성물을 섭취에 적합하도록 가공한 액상의 것을 식물추출물발효식품이라고 정의하고 있어 본 매실 침출액은 이러한 유형의 식품에 속한다고 판단된다.
- 이상과 같이 매실 침출액은 균주 간의 차이는 있으나, 공시된 모든 시험균주에 대해 생육저해효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 Vibrio parahaemolyticus는 0.25%의 농도에서도 생육이 억제되었고, 1.0% 이상의 농도에서는 전혀 증식되지 않아 이 균에 대한 생육저해효과가 가장 높은 것으로 나타났으며, 다음으로 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대해 생육저해효과가 높게 나타났다. 하지만 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus는 0.
- 매실 침출액은 공시된 모든 시험균주에 대해 생육저해효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 Vibrio parahaemolyticus에 대해서는 0.25%에서 생육이 억제되어 생육저해효과가 가장 높은 것으로 나타났고, 이 균에 대한 MIC도 1.0%로 가장 낮았다. Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대해서는 2%이상의 농도에서는 생육이 완전히 억제되었으나, 1.
- 0% 이상의 농도에서는 전혀 증식되지 않아 이 균에 대한 생육저해효과가 가장 높은 것으로 나타났으며, 다음으로 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대해 생육저해효과가 높게 나타났다. 하지만 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus는 0.25%의 농도에서, Listeria monocytogenes는 0.5%의 농도에서 생육이 오히려 촉진되어 매실 침출액 중의 미지의 성분이 이들 균주의 주요 영양원으로 이용되었음을 알 수 있었다. 또한 Listeria monocytogenes와 Escherichia coli에 대해서는 생육저해효과가 다소 있는 것으로 나타났으나, 시험된 모든 농도에서 생육이 왕성하여 이 두 균주는 다른 균들에 비해 매실 침출액에 대한 감수성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.
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