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문제 정의
- 레몬과 유칼립투스 에센셜 오일은 특정 피부 상재균에 항균효과에 대한 연구가 미비하며 두 오일을 혼합할 경우 효능 변화에 대해서도 아직 연구가 미비하다. 따라서 본 연구에서는 노화방지와 살균작용이 뛰어나다고 알려진 레몬, 유칼립투스 에센셜 오일의 개별오일과 혼합오일의 항산화 효능과 항균 활성을 비교하여 피부 상재균에 대한 천연 화장품 소재로의 가능성을 알아보고자 하였다.
- 본 연구의 목적은 레몬과 유칼립투스 에센셜 오일과 혼합오일의 DPPH 라디칼 소거능 실험을 이용한 항산화 효능과 paper disc법을 이용한 항균 효능을 확인하는데 있었다. 레몬 오일은 높은 항산화 활성을 가지며 농도 의존적으로 활성이 증가하였고, 혼합 오일에서는 레몬 에센셜 오일의 함량이 높아질수록 항산화 활성이 증가되었다.
제안 방법
- 레몬과 유칼립투스 에센셜 오일, 그리고 두 오일을 혼합한 시료들의 항산화 효과를 확인하기 위하여 DPPH radical 소거능을 측정하였다. 96 well plate에 각각의 시료들을 100 µL씩 주입하고 에탄올에 희석한 DPPH 용액을 100 µL씩 각 시료들에 첨가하여 30 s간 voltex mixer로 혼합한 후 상온에서 30 min동안 반응시키고 517 nm에서 microplate reader (Bio-Rad, USA)로 흡광도를 측정하였다.
- 레몬과 유칼립투스의 단일오일과 혼합오일의 항균력을 비교하기 위하여 clear zone을 비교하였다. Paper disc에 사용된 시료의 양은 50 µL로 50 %로 희석된 단일오일의 경우 25 µL씩 함유된 것이기 때문에 정확한 비교를 위해 혼합오일은 다음과 같이 각 오일이 함유되도록 3종류로 제조하여 실험에 사용하였다.
- 항균 실험에서는 오일을 10, 25, 50 %의 농도로 희석하여 사용하였다. 레몬과 유칼립투스의 혼합오일은 두 오일을 1 : 1, 1 : 2, 2 : 1의 비율로 혼합하여 제조하였으며 이때 사용한 오일은 100 %의 원액과 각 실험에서 희석한 오일들을 사용하였다.
- acnes는 혐기적인 조건을 만들어 주기 위하여 incubating jar 내에 CO2 가스 팩을 넣어준 다음 밀봉하여 배양하였다. 배양 후 clear zone의 측정은 자로 눈금을 측정하였으며 실험은 3회 반복으로 실시하였다.
- 항산화 실험은 각 오일을 1, 5, 10 %의 농도로 희석하여 사용하였으며 대조군으로 사용된 L-ascorbic acid (Sigma, USA)는 증류수 1 mL에 10, 50, 100 µg을 첨가하여 각각 제조하였다. 항균 실험에서는 오일을 10, 25, 50 %의 농도로 희석하여 사용하였다. 레몬과 유칼립투스의 혼합오일은 두 오일을 1 : 1, 1 : 2, 2 : 1의 비율로 혼합하여 제조하였으며 이때 사용한 오일은 100 %의 원액과 각 실험에서 희석한 오일들을 사용하였다.
- 항산화 실험은 각 오일을 1, 5, 10 %의 농도로 희석하여 사용하였으며 대조군으로 사용된 L-ascorbic acid (Sigma, USA)는 증류수 1 mL에 10, 50, 100 µg을 첨가하여 각각 제조하였다.
대상 데이터
- 3종류의 혼합오일은 혼합오일 A (레몬 + 유칼립투스 = 25 µL + 25 µL), 혼합오일 B (16.6 µL + 33.4 µL), 혼합오일 C (33.4 µL+16.6 µL)이며 이 혼합오일과 단일오일의 clear zone은 Table 3에 나타내었다.
- Paper disc에 사용된 시료의 양은 50 µL로 50 %로 희석된 단일오일의 경우 25 µL씩 함유된 것이기 때문에 정확한 비교를 위해 혼합오일은 다음과 같이 각 오일이 함유되도록 3종류로 제조하여 실험에 사용하였다.
- DPPH free radical 소거 효과는 대조군과 실험군의 흡광도 차를 대조군의 흡광도로서 나눈 값을 백분율로 환산하여 나타내었다. 대조군으로는 L-ascorbic acid를 사용하였다.
- 항균실험에 사용한 균주는 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)로부터 분양된 균주를 사용하였다. 본 실험에는 여드름의 원인 균주인 Propionibacterium acnes (P. acnes) KCTC 3314와 무좀 원인균인 Candida albicans (C. albicans) KCTC 7965를 사용하였으며 대표적인 피부 상재균인 Escherichia coli (E. coli) KCTC 2571, Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) KCTC 2513, Staphylococcus aureus (S. aureus) KCTC 3881를 사용하였다.
- 실험에 사용된 레몬 오일과 유칼립투스 오일은 영국의 셜리프라이스사 제품을 사용하였다. 레몬 에센셜 오일은 원산지가 브라질이며 냉압착법에 의해 과일껍질에서 추출되었으며 유칼립투스 에센셜 오일은 원산지가 호주이고 증류법에 의해 잎, 가지에서 추출되었다.
- 실험에 사용한 에센셜 오일은 absolute ethanol (Merck, Germany)에 농도별로 희석하여 사용하였다. 항산화 실험은 각 오일을 1, 5, 10 %의 농도로 희석하여 사용하였으며 대조군으로 사용된 L-ascorbic acid (Sigma, USA)는 증류수 1 mL에 10, 50, 100 µg을 첨가하여 각각 제조하였다.
- 항균실험에 사용한 균주는 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)로부터 분양된 균주를 사용하였다. 본 실험에는 여드름의 원인 균주인 Propionibacterium acnes (P.
이론/모형
- 에센셜 오일의 항균력을 측정하고자 디스크 확산법을 시행하였다. 액체배양된 각 균주들을 100 µL씩 취해서 고체배지에 균일하게 도말하였다.
성능/효과
- 01 mm로 조금 증가하는 것을 확인할 수 있었다. P. acne에서는 혼합오일 A를 유칼립투스 단일오일과 비교했을 때 혼합오일에서 clear zone이 3.11 mm로 8 % 증가함을 확인할 수 있었다. 혼합오일 C는 유칼립투스 오일이 16.
- albicans의 경우 레몬과 유칼립투스 오일 모두에서 clear zone이 가장 크게 관찰이 되었으나 혼합오일 A에서는 감소하여 유칼립투스 단일 오일을 사용하는 것이 효능이 더 좋음을 확인할 수 있었다. S. aureus에서는 혼합오일 A에서 clear zone이 유칼립투스 단일오일보다 1.01 mm로 조금 증가하는 것을 확인할 수 있었다. P.
- albicans를 제외하고는 효과가 크지 않았다. 각 오일의 항균력은 모두 농도 의존적으로 나타났으며, P. acne, C. albicans에 대한 항균력은 특히 유칼립투스 오일에서 우수한 효과를 보였다. 혼합 오일에서는 유칼립투스 오일의 함량이 높을수록 농도 의존적으로 향균 효과가 나타났으며 P.
- 50, 25, 10 %의 농도로 희석된 레몬과 유칼립투스 오일을 각각 1 : 1, 1 : 2, 2 : 1의 비율로 혼합한 오일의 clear zone 수치는 Table 2에 나타내었다. 두 오일을 혼합할 경우 P. acne, C. albicans에서 다른 균에 비해 2배 이상 크기의 clear zone이 관찰되었으며 혼합되는 오일의 농도가 높아질수록 증가됨을 알 수 있었다. 유칼립투스 오일의 함량은 2 : 1, 1 : 1, 1 : 2의 비율에서 각각 33, 50, 66 %로 증가되는데 clear zone도 이에 따라 증가되어 두 오일을 혼합할 시 유칼립투스 오일 함량이 높아질수록 농도 의존적으로 항균효과가 증대됨을 알 수 있었다.
- acnes에 대해서 항균력을 보인 유칼립투스오일과 레몬오일이 혼합되면 단일 오일보다 그 활성이 증대되는 것을 의미한다고 할 수 있다. 따라서 두 오일의 혼합오일은 P. acnes에 의한 여드름 피부를 개선시키는데 매우 유용하게 적용되어질 수 있다고 판단된다.
- 레몬 오일 10 % 농도에서는 약 79 %의 라디칼 소거능을 보였으며 이는 100 µg의 농도에서 74 %의 소거능을 보인 L-ascrorbic acid와 유사한 결과로 레몬 오일이 항산화 활성이 뛰어남을 보여준다.
- 본 연구의 목적은 레몬과 유칼립투스 에센셜 오일과 혼합오일의 DPPH 라디칼 소거능 실험을 이용한 항산화 효능과 paper disc법을 이용한 항균 효능을 확인하는데 있었다. 레몬 오일은 높은 항산화 활성을 가지며 농도 의존적으로 활성이 증가하였고, 혼합 오일에서는 레몬 에센셜 오일의 함량이 높아질수록 항산화 활성이 증가되었다. 유칼립투스 오일은 S.
- 레몬, 유칼립투스 오일과 혼합오일들의 농도별 DPPH 라디칼 소거능은 Figure 1에 나타내었다. 모든 오일 시료의 1 %와 5 % 농도에서는 소거능이 20 % 이하로 낮아 항산화능이 크지 않음을 알 수 있었다. 레몬 오일 10 % 농도에서는 약 79 %의 라디칼 소거능을 보였으며 이는 100 µg의 농도에서 74 %의 소거능을 보인 L-ascrorbic acid와 유사한 결과로 레몬 오일이 항산화 활성이 뛰어남을 보여준다.
- 본 실험 결과에서 레몬오일은 radical 소거능이 우수한데 반해 유칼립투스 오일은 효과가 미비한 것은 이러한 성분들에 의한 차이에서 기인한 것으로 사료된다.
- 레몬 오일 10 % 농도에서는 약 79 %의 라디칼 소거능을 보였으며 이는 100 µg의 농도에서 74 %의 소거능을 보인 L-ascrorbic acid와 유사한 결과로 레몬 오일이 항산화 활성이 뛰어남을 보여준다. 유칼립투스 오일은 10 %의 농도에서도 매우 낮은 소거능을 보여 항산화 활성이 아주 미비함을 알 수 있었고 혼합 오일은 레몬오일 함량이 높아질수록 소거능이 증가하였으나 혼합에 따른 효능 증가는 관찰되지 않았다.
- 02 mm의 clear zone을 확인할 수 있었고 농도 의존적으로 증가함을 확인할 수 있었다. 유칼립투스 오일은 5개 균주 모두에서 clear zone을 관찰할 수 있었고, 특히 C. albicans, P. acne에서는 50 %의 농도에서 clear zone 크기가 각각 54.98 mm, 34.97 mm로 나타나 높은 항균력을 보임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 DPPH radical 소거능과는 달리 레몬 오일에 비해 유칼립투스의 항균력이 더 우수함을 보여주며, 미생물에 따라서는 두 오일 모두 C.
- 레몬 오일은 높은 항산화 활성을 가지며 농도 의존적으로 활성이 증가하였고, 혼합 오일에서는 레몬 에센셜 오일의 함량이 높아질수록 항산화 활성이 증가되었다. 유칼립투스 오일은 S. aureus, E. coli, P. aeruginosa, P. acne, C. albicans 균에서 모두 항균활성을 확인할 수 있었고, 레몬오일은 P. acne, C. albicans를 제외하고는 효과가 크지 않았다. 각 오일의 항균력은 모두 농도 의존적으로 나타났으며, P.
- albicans에서 다른 균에 비해 2배 이상 크기의 clear zone이 관찰되었으며 혼합되는 오일의 농도가 높아질수록 증가됨을 알 수 있었다. 유칼립투스 오일의 함량은 2 : 1, 1 : 1, 1 : 2의 비율에서 각각 33, 50, 66 %로 증가되는데 clear zone도 이에 따라 증가되어 두 오일을 혼합할 시 유칼립투스 오일 함량이 높아질수록 농도 의존적으로 항균효과가 증대됨을 알 수 있었다.
- 97 mm로 나타나 높은 항균력을 보임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 DPPH radical 소거능과는 달리 레몬 오일에 비해 유칼립투스의 항균력이 더 우수함을 보여주며, 미생물에 따라서는 두 오일 모두 C. albicans와 P. acnes에 대한 항균력이 우수함을 보여준다
- albicans에서는 유칼립투스 단일 오일에 비해 혼합오일 A의 clear zone이 감소하는 것을 보여 효능이 증대되지 않았음을 알 수 있다. 특히 C. albicans의 경우 레몬과 유칼립투스 오일 모두에서 clear zone이 가장 크게 관찰이 되었으나 혼합오일 A에서는 감소하여 유칼립투스 단일 오일을 사용하는 것이 효능이 더 좋음을 확인할 수 있었다. S.
- 레몬과 유칼립투스 에센셜 오일을 50, 25, 10 % 농도로 희석한 시료의 clear zone 수치는 Table 1에 나타내었다. 항균실험 결과 레몬오일에서는 S. aureus, E. coli, P. aeruginosa에서 clear zone이 매우 작거나 관찰되지 않았으나 C. albicans, P. acne에서는 50 % 농도일 때 각각 18.10 mm, 13.02 mm의 clear zone을 확인할 수 있었고 농도 의존적으로 증가함을 확인할 수 있었다. 유칼립투스 오일은 5개 균주 모두에서 clear zone을 관찰할 수 있었고, 특히 C.
- albicans에 대한 항균력은 특히 유칼립투스 오일에서 우수한 효과를 보였다. 혼합 오일에서는 유칼립투스 오일의 함량이 높을수록 농도 의존적으로 향균 효과가 나타났으며 P. acne에서 효과가 크게 증가함을 확인할 수 있었다.
- 6 µL)이며 이 혼합오일과 단일오일의 clear zone은 Table 3에 나타내었다. 혼합오일 A와 단일 오일간의 clear zone을 비교해본 결과 E. coli, P. aeruginosa, C. albicans에서는 유칼립투스 단일 오일에 비해 혼합오일 A의 clear zone이 감소하는 것을 보여 효능이 증대되지 않았음을 알 수 있다. 특히 C.
- 혼합오일 C는 유칼립투스 오일이 16.6 µL 함유되어 있어 유칼립투스 단일오일에 비해 오일 함량이 33.6 % 감소하였으나 clear zone의 크기는 1.95 mm로 5.6 % 감소한 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 본 연구의 결과 레몬과 유칼립투스 오일은 피부 상재균 중에서도 여드름, 무좀 유발 균에 효과적임을 알 수 있었고, 특히 혼합 오일은 항산화 효과를 보이면서도 여드름 균에 대한 항균 효과가 있는 여드름 피부 개선을 위한 천연 화장품 원료로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
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