선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- S. mutans 에 대한 항균활성 및 GTase 활성저해 측정결과로부터, 항균 효과와 GTase 저해 활성이 뛰어나지만 상대적으로 그 기능이 밝혀지지 않은 만가닥버섯을 선정하여, 이 버섯을 chloroform, methanol 및 ethyl acetate 용매로 추출한 후, 항충치효과를 지닌 소재로서의 이용 가능성을 조사해 보았다.
- 버섯류는 기호식품으로서의 성격과 기능성식품으로서의 성격을 동시에 갖는 매우 독특한 식품소재로서 본 연구에서는 국내에서 자생하는 8종류의 버섯에서 항충치 활성성분을 조사해 보았으며, 더불어 높은 항충치활성을 가진 추출물을 얻고자 다양한 용매를 이용, 최적의 용매조성을 탐색해 보았다. Chloroform, methanol, acetone, ethyl acetate 및 증류수를 용매로 사용하였으며, 이들 추출물의 S.
제안 방법
- 본 연구에서는 1) 항충치물질인 polyphenolic 화합물과 flavonoids가 다량 함유되어 있는 것으로 알려진 8종의 국내자생 천연버섯추출물에 대해 항충치활성을 조사하였으며, 2) 이들 결과로부터 항충치활성이 높은 버섯을 선정하여, 보다 높은 항충치활성을 지닌 추출물을 얻고자 적절한 추출용매를 조사하였으며, 심플렉스중심합성계획법을 이용한 추출용매조성별 추출물의 항충치활성을 알아보았다.
- 표고버섯, 영지버섯 및 만가닥버섯 추출물이 상대적으로 높은 항충치활성을 나타내었으며, 추출용매에 의한 항균효과를 조사해본 결과, chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과를 보여주었다. 8종의 버섯 중 항균효과가 뛰어나고 GTase 활성 억제효과가 높은 만가닥(Lyopyllum ulmarium) 버섯으로부터 chloroform, methanol 및 ethyl acetate 추출물을 얻어 항충치활성을 조사하였다. S.
- 버섯류는 기호식품으로서의 성격과 기능성식품으로서의 성격을 동시에 갖는 매우 독특한 식품소재로서 본 연구에서는 국내에서 자생하는 8종류의 버섯에서 항충치 활성성분을 조사해 보았으며, 더불어 높은 항충치활성을 가진 추출물을 얻고자 다양한 용매를 이용, 최적의 용매조성을 탐색해 보았다. Chloroform, methanol, acetone, ethyl acetate 및 증류수를 용매로 사용하였으며, 이들 추출물의 S. mutans에 대한 항균 효과와 glucosyltransferase(GTase) 활성 억제효과를 살펴보았다. 표고버섯, 영지버섯 및 만가닥버섯 추출물이 상대적으로 높은 항충치활성을 나타내었으며, 추출용매에 의한 항균효과를 조사해본 결과, chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과를 보여주었다.
- mutans 는 전배양을 통해 균주의 활성을 높인 후 2×105 CFU/mL로 희석하여 접종하였다. S. mutans 가 접종된 BHI broth에 각 추출물을 농도별로 첨가하여 37℃ incubator에서 24시간 배양한 후 spectrophotometer(DU 650, Beckman, Indianapolis, IN, USA)로 655 nm에서 배양액의 흡광도를 조사하였다. S.
- S. mutans 균이 생성하는 GTase가 sucrose를 이용하여 점착성을 지니며 불용성인 glucan을 합성, dental plaque를 형성하므로, 앞선 실험결과 S. mutans 균에 대해 항균활성이 높은 것으로 나타난 표고버섯, 영지버섯 및 만가닥버섯만을 대상으로 이들 추출물의 GTase 활성 저해 효과를 조사해 보았다(Fig. 1). 3종류의 버섯추출물 모두 어느 정도 GTase 활성을 저해하는 것으로 나타났으며(29-72%), 특히 chloroform, methanol 및 ethyl acetate용매 추출물에서 높은 GTase 활성 저해효과를 보여주었다.
- S. mutans 에 대한 버섯추출물의 MIC를 측정하기 위하여 액체배지 희석법을 이용하였으며, 각 추출물의 농도를 1-1000 µg/mL까지 2배씩 연속적으로 희석하였다.
- 본 실험에서는 3개의 용매를 변수로 사용하여 총 7번의 실험 수를 갖게 디자인 하였다(Table 1). 각 용매의 혼합 비율은 0-100%까지로 하였으며, 모든 실험은 3회 반복 수행하였다.
- 국내 자생 8종의 버섯중 대표적인 충치 원인균인 S. mutans 에 대한 항균 효과가 우수한 버섯을 선정하고자 chloroform, methanol, acetone, ethyl acetate 및 증류수를 사용하여 추출한 버섯추출물을 disk diffusion assay 방법을 이용 충치균에 대한 저해효과를 조사하였다(Table 2). S.
- 이 시험관을 약 30℃ 각도로 뉘여 경사를 만든 후, 37℃ incubator에서 24시간 배양시켰다. 배양 후 표면에 부착된 glucan을 sonicator(Branson 2510, Fisher Scientific, Atlanta, GA, USA)를 이용하여 분산시킨 후, 550 nm에서 흡광도를 측정함으로서 GTase 활성억제 정도를 대조구와 비교하여 측정하였다.
- 실험 수는 2n-1로, 이때 n는 변수의 갯수를 나타낸다(15). 본 실험에서는 3개의 용매를 변수로 사용하여 총 7번의 실험 수를 갖게 디자인 하였다(Table 1). 각 용매의 혼합 비율은 0-100%까지로 하였으며, 모든 실험은 3회 반복 수행하였다.
- 추출 공정의 독립변수(Xi)는 추출 용매인 chloroform(X1), methanol(X2) 및 ethylacetate(X3)로 정하였으며, 실험범위는 각각 0-100% 까지로 하여 X1+X2+X3=100%가 되도록 설계하였다. 위의 실험계획법에 의한 각각의 추출 조건에서 만가닥 버섯의 항충치 활성은 S. mutans 균에 대한 disc diffusion assay와 MIC 실험을 통한 항균활성측정 및 GTase 저해활성측정을 통하여 조사하였으며, 각각 3회 반복 실험한 후 그 결과의 평균값을 Table 3에 나타내었다.
- 이들 8종의 버섯으로부터 각각 chloroform(DC Chemical, Seoul, Korea), methanol(Mallinckrodt Baker, Phillipsburg, NJ, USA), acetone(Daejung Chemical, Shinheung, Korea), ethyl acetate(DSP Inc., Ansan, Korea) 및 증류수를 용매로 사용하여 추출물을 제조하였다.
- 높은 항충치활성을 지닌 만가닥버섯 추출물을 얻고자 최적의 추출용매 조성을 심플렉스 중심합성계획법(simplex centroid design)을 이용하여 조사하였다. 추출 공정의 독립변수(Xi)는 추출 용매인 chloroform(X1), methanol(X2) 및 ethylacetate(X3)로 정하였으며, 실험범위는 각각 0-100% 까지로 하여 X1+X2+X3=100%가 되도록 설계하였다. 위의 실험계획법에 의한 각각의 추출 조건에서 만가닥 버섯의 항충치 활성은 S.
대상 데이터
- 40℃ 이하에서 감압 농축하여 용매를 완전히 휘발시켰다. 농축된 추출물은 dimetyl sulfoxide(DMSO, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 이용하여 10 mL로 정용한 후 실험에 사용하였으며, DMSO 용액을 별도의 대조구로 사용하였다(12).
- 실험에 사용된 버섯은 국내 자생 버섯으로 양송이(Agaricus bisporus), 팽이(Flamm velutipes), 영지(Ganoderma lucidum), 노루궁데이(Hericium erinaceum), 만가닥(Lyopyllum ulmarium), 검은비늘(Pholiota adiposa), 큰 느타리(Pleuotus eryngii) 및 표고(Shiitake edodes) 8종으로, 가급적 수확일자가 유사한 것으로 대형마트(Chungju, Korea)에서 구입하거나 충청북도 농업기술원에서 제공받아 사용하였다.
- 항충치 실험에 사용된 균주는 Streptococcus mutans(KCTC 3065, S. mutans)로 brain heart infusion broth(BHI, Difco, Detroit, MI, USA)에 접종하여 37℃ shaking incubator(JSSI-100T, JS Reasarch Inc., Gongju, Korea)에서 3회 계대배양함으로서 활성을 회복시키고, 활성이 회복된 균주를 BHI agar에 분주하여 37℃에서 24시간 혐기배양하여 사용하였다.
- 멸균된 paper disc(직경 8 mm)에 각각의 추출물을 흡수시킨 다음, plate에 올려놓은 후 37℃ incubator에서 24시간 배양하는 동안 clear zone의 지름을 측정하였다. 항충치활성의 비교를 위해 항균제 원료로 널리 사용되고 있는 chlorhexidine(Sigma Chemical Co.)을 구입하여 대조구로 사용하였다.
이론/모형
- 높은 항충치활성을 지닌 만가닥버섯 추출물을 얻고자 최적의 추출용매 조성을 심플렉스 중심합성계획법(simplex centroid design)을 이용하여 조사하였다. 추출 공정의 독립변수(Xi)는 추출 용매인 chloroform(X1), methanol(X2) 및 ethylacetate(X3)로 정하였으며, 실험범위는 각각 0-100% 까지로 하여 X1+X2+X3=100%가 되도록 설계하였다.
- 버섯으로부터 S. mutans 에 대한 항균성분추출을 위한 최적의 용매선택을 위해 심플렉스 중심합성 계획법(simplex centroid design)을 이용하여 실험계획을 수립하였다. 실험 수는 2n-1로, 이때 n는 변수의 갯수를 나타낸다(15).
성능/효과
- 1). 3종류의 버섯추출물 모두 어느 정도 GTase 활성을 저해하는 것으로 나타났으며(29-72%), 특히 chloroform, methanol 및 ethyl acetate용매 추출물에서 높은 GTase 활성 저해효과를 보여주었다.
- Disc diffusion assay를 통한 항균 효과 측정결과, 3가지 용매 중에서는 ethyl acetate 로 추출한 추출물이 S. mutans 에 대해 항균효과가 상대적으로 높은 것으로 나타났으나, 전체적으로는 3가지 용매를 모두 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 높은 항균효과를 보여주었다. MIC 측정 및 GTase 저해 활성 측정결과에서는 3가지 용매 중 chloroform 추출물에서 상대적으로 낮은 최소저해농도(MIC) 값을 나타내었고, GTase 활성 저해능력이 상대적으로 컸으나, 전체적으로는 역시 3가지 용매를 모두 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 낮은 MIC값과 가장 높은 GTase 저해 활성을 나타내었다.
- mutans 에 대해 항균효과가 상대적으로 높은 것으로 나타났으나, 전체적으로는 3가지 용매를 모두 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 높은 항균효과를 보여주었다. MIC 측정 및 GTase 저해 활성 측정결과에서는 3가지 용매 중 chloroform 추출물에서 상대적으로 낮은 최소저해농도(MIC) 값을 나타내었고, GTase 활성 저해능력이 상대적으로 컸으나, 전체적으로는 역시 3가지 용매를 모두 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 낮은 MIC값과 가장 높은 GTase 저해 활성을 나타내었다. 즉, S.
- mutans 에 대한 항균 효과가 우수한 버섯을 선정하고자 chloroform, methanol, acetone, ethyl acetate 및 증류수를 사용하여 추출한 버섯추출물을 disk diffusion assay 방법을 이용 충치균에 대한 저해효과를 조사하였다(Table 2). S. mutans 에 대한 항균 효과가 이미 보고된 표고(Shiitake edodes)버섯(10,11)과 생리적 효능이 뛰어난 것으로 알려진 영지버섯(Ganoderma lucidum)(16)의 증류수를 제외한 대부분의 용매 추출물에서 항균 효과가 나타났으며, 특히 만가닥 버섯(Lyopyllum ulmarium) 추출물에서 비교적 높은 항균 효과가 나타났다. 추출용매에 의한 항균효과를 살펴보면, 전반적으로 chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과가 나타났다.
- 8종의 버섯 중 항균효과가 뛰어나고 GTase 활성 억제효과가 높은 만가닥(Lyopyllum ulmarium) 버섯으로부터 chloroform, methanol 및 ethyl acetate 추출물을 얻어 항충치활성을 조사하였다. S. mutans에 대한 만가닥 버섯의 최대 항균효과를 얻기 위해 심플렉스 중심 합성 계획법(simplex centroid design)을 이용하여 최적의 추출용매조성을 살펴본 결과, chloroform, methanol 및 ethyl acetate 3가지 용매를 모두 동일한 비율(1:1:1)로 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 높은 항균효과가 나타났다. 만가닥버섯추출물은 항충치 소재로서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대되며, 버섯추출물의 항충치 효과는 추출용매에 의해 영향을 받으므로 버섯에서 항충치활성물질을 얻고자 할 때에는 추출용매선택이 매우 중요할 것으로 사료된다.
- MIC 측정 및 GTase 저해 활성 측정결과에서는 3가지 용매 중 chloroform 추출물에서 상대적으로 낮은 최소저해농도(MIC) 값을 나타내었고, GTase 활성 저해능력이 상대적으로 컸으나, 전체적으로는 역시 3가지 용매를 모두 혼합하여 추출한 추출물에서 가장 낮은 MIC값과 가장 높은 GTase 저해 활성을 나타내었다. 즉, S. mutans 에 대해 항균효과와 GTase 저해 활성은 이들 3가지 용매를 균등하게 혼합한 용매로 추출한 추출물에서 가장 높았음을 보여 주었다. 결론적으로 만가닥버섯 추출물은 뛰어난 항충치 소재로서 추후 산업적 응용면에서 매우 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
- mutans 에 대한 항균 효과가 이미 보고된 표고(Shiitake edodes)버섯(10,11)과 생리적 효능이 뛰어난 것으로 알려진 영지버섯(Ganoderma lucidum)(16)의 증류수를 제외한 대부분의 용매 추출물에서 항균 효과가 나타났으며, 특히 만가닥 버섯(Lyopyllum ulmarium) 추출물에서 비교적 높은 항균 효과가 나타났다. 추출용매에 의한 항균효과를 살펴보면, 전반적으로 chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과가 나타났다. 한편 버섯추출물과 항균효과 비교를 위해 사용되었던 chlorhexidine 의 경우 예상했던 대로 매우 높은 항균효과를 보여주었으며, 시료정용을 위해 사용되었던 DMSO 용매의 항균효과는 관찰되지 않았다.
- mutans에 대한 항균 효과와 glucosyltransferase(GTase) 활성 억제효과를 살펴보았다. 표고버섯, 영지버섯 및 만가닥버섯 추출물이 상대적으로 높은 항충치활성을 나타내었으며, 추출용매에 의한 항균효과를 조사해본 결과, chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과를 보여주었다. 8종의 버섯 중 항균효과가 뛰어나고 GTase 활성 억제효과가 높은 만가닥(Lyopyllum ulmarium) 버섯으로부터 chloroform, methanol 및 ethyl acetate 추출물을 얻어 항충치활성을 조사하였다.
- 추출용매에 의한 항균효과를 살펴보면, 전반적으로 chloroform, methanol, ethyl acetate로 추출한 버섯 추출물에서 상대적으로 높은 항균효과가 나타났다. 한편 버섯추출물과 항균효과 비교를 위해 사용되었던 chlorhexidine 의 경우 예상했던 대로 매우 높은 항균효과를 보여주었으며, 시료정용을 위해 사용되었던 DMSO 용매의 항균효과는 관찰되지 않았다.
후속연구
- mutans 에 대해 항균효과와 GTase 저해 활성은 이들 3가지 용매를 균등하게 혼합한 용매로 추출한 추출물에서 가장 높았음을 보여 주었다. 결론적으로 만가닥버섯 추출물은 뛰어난 항충치 소재로서 추후 산업적 응용면에서 매우 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 버섯추출물의 항충치 효과는 추출용매에 의해 영향을 받으므로 버섯에서 항충치활성물질을 얻고자 할 때에는 추출용매선택이 매우 중요할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.