본 연구를 통해서 부추와 마늘의 생즙과 가루의 항균활성은 농도의존적으로 증가되어짐을 확인할 수 있었고, 그람음성균인 Escherichia coli, Salmonella enteritidis 보다 그람양성균인 Staphylococcus aureus 에 대한 항균력이 높음을 알 수 있었다. 부추는 생즙에 비해 가루의 항균활성이 떨어졌고, 마늘은 생즙과 가루의 활성이 유사하게 분석됨으로써, 냉동건조 후에도 항균활성이 유지됨을 확인할 수 있었다. 부추와 마늘간의 항균활성을 비교해보면, 생즙과 가루 형태에서 모두 부추보다 마늘의 항균활성이 높게 나타났다. 부추와 마늘 모두 항균활성 온도가 높을수록, 가열 시간이 길어질수록 저하되었고, 마늘가루가 부추가루보다 약한 열 안정성을 보였다. 또한 부추와 마늘 모두 pH에 따른 항균성의 변화는 일정하게 유지되어 pH 변화에 대해서는 비교적 안정한 것으로 나타났다. 부추와 마늘생즙, 부추와 마늘가루의 혼합 비율에 따른 항균성의 변화는 마늘비율의 증가에 따른 효과가 나타날 뿐, 시료간 혼합에 따른 상승효과는 나타나지 않았다. 또한 부추와 마늘가루는 복합균주에서 각각의 균주에 대해여 항균활성을 나타내었으며, 이는 단일균주에 나타난 항균활성과 유사한 것으로 나타났다.
본 연구를 통해서 부추와 마늘의 생즙과 가루의 항균활성은 농도의존적으로 증가되어짐을 확인할 수 있었고, 그람음성균인 Escherichia coli, Salmonella enteritidis 보다 그람양성균인 Staphylococcus aureus 에 대한 항균력이 높음을 알 수 있었다. 부추는 생즙에 비해 가루의 항균활성이 떨어졌고, 마늘은 생즙과 가루의 활성이 유사하게 분석됨으로써, 냉동건조 후에도 항균활성이 유지됨을 확인할 수 있었다. 부추와 마늘간의 항균활성을 비교해보면, 생즙과 가루 형태에서 모두 부추보다 마늘의 항균활성이 높게 나타났다. 부추와 마늘 모두 항균활성 온도가 높을수록, 가열 시간이 길어질수록 저하되었고, 마늘가루가 부추가루보다 약한 열 안정성을 보였다. 또한 부추와 마늘 모두 pH에 따른 항균성의 변화는 일정하게 유지되어 pH 변화에 대해서는 비교적 안정한 것으로 나타났다. 부추와 마늘생즙, 부추와 마늘가루의 혼합 비율에 따른 항균성의 변화는 마늘비율의 증가에 따른 효과가 나타날 뿐, 시료간 혼합에 따른 상승효과는 나타나지 않았다. 또한 부추와 마늘가루는 복합균주에서 각각의 균주에 대해여 항균활성을 나타내었으며, 이는 단일균주에 나타난 항균활성과 유사한 것으로 나타났다.
The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activities of leek and garlic extract juice and powder against Escherichia coli, Salmonella enteritidis, and Staphylococcus aureus in a single strain and a mixed strains system. Garlic juice and powder showed higher antimicrobial activity again...
The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activities of leek and garlic extract juice and powder against Escherichia coli, Salmonella enteritidis, and Staphylococcus aureus in a single strain and a mixed strains system. Garlic juice and powder showed higher antimicrobial activity against Sta. aureus than that of E. coli or S. enteritidis. The antimicrobial activities of the leek and garlic powders decreased with increasing temperature and time, but stabilized at various pHs. The antimicrobial effects of mixtures of various ratios between the leek and garlic extracts increased with an increase in garlic extract content. No synergistic effects by the leek and garlic mixtures were observed. In a mixed strains system, the antimicrobial effects of leek and garlic powder were similar to those in a single strain system.
The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activities of leek and garlic extract juice and powder against Escherichia coli, Salmonella enteritidis, and Staphylococcus aureus in a single strain and a mixed strains system. Garlic juice and powder showed higher antimicrobial activity against Sta. aureus than that of E. coli or S. enteritidis. The antimicrobial activities of the leek and garlic powders decreased with increasing temperature and time, but stabilized at various pHs. The antimicrobial effects of mixtures of various ratios between the leek and garlic extracts increased with an increase in garlic extract content. No synergistic effects by the leek and garlic mixtures were observed. In a mixed strains system, the antimicrobial effects of leek and garlic powder were similar to those in a single strain system.
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제안 방법
이로 인해, 식품 중에 존재하는 다양한 미생물의 혼재상태에 대한 관심이 증가하고 있으나, 그 중 미생물이 혼재한 환경에서 각각의 미생물에 대한 항균 특성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 식중독균인 Escherichia coli, Salmonella enteritidis 및 Staphylococcus aureus에 대한 1) 부추와 마늘의 생즙 및 가루형태의 항균효과를 비교하고, 2) 가루형태에서의 가열과 pH에 대한 항균활성의 안정성을 분석하며, 3) 식중독 균주가 혼재되어 있는 혼합 균주 배양액의 생육저해에 대한 부추와 마늘의 효능을 조사하였다.
각각의 균주에 대한 생육저해능은 복합균주액을 37℃, 130 rpm에서 6, 12, 24시간 동안 진탕 배양하여 Sta. aureus는 MSA 배지, S. enteritidis은 SS Agar 배지에 각각 0.1 mL씩 도말하여 plate count 방법을 이용하여 생육저해능을 비교하였다. 생육저해능은 아래의 식을 이용하여 계산하였고, 99.
이때 사용한 대조군은 25℃에서 열처리를 수행하였다. pH에 대한 시료의 안정성 검사는 동일농도의 추출액을 1 N HCl을 이용하여 pH 2, 3, 5, 7로 각각 조정하고 10, 20, 30분간 보관한 후 1N NaOH로 중화시킨 다음 안정성을 비교하였다. 부추와 마늘의 가열과 pH 변화에 대한 항균활성의 안정성은 가열 및 pH 변화를 유도한 시료에 대해 paper disc법을 이용하여 평가하였다.
먼저 0.1 mL의 균주 배양액을 nutrient agar에 분주한 후 생즙과 가루액을 각각 30 µL 흡수시킨 지름이 8 mm인 멸균된 paper disc(ADVANTEC, 8 mm, Tokyo, Japan)를 배지에 깔고 37℃에서 24시간 배양하여 disc 주위에 생성된 투명한 생육 저해환의 지름을 측정하여 항균활성을 비교하였다.
aureus를 접종한 후 24시간 동안 전배양하여 108 CFU/mL 배양액을 준비하였다. 부추의 생즙은 생즙을 100%로 하여 2배(50%) 및 4배(25%) 희석하여 사용하였고, 마늘은 생즙을 10, 20, 30, 40, 50%(v/v)로 희석하여 사용하였다. 부추 및 마늘의 가루는 증류수를 이용하여 0.
열 안정성 검사는 부추가루 및 마늘가루로 0.5 g/mL 농도의 추출액을 만들어 60, 80, 100℃에서 각각 1, 5, 10분간 water bath에서 130 rpm으로 열처리 하여 각각의 안정성을 비교하였다. 이때 사용한 대조군은 25℃에서 열처리를 수행하였다.
본 실험에 사용된 미생물은 대표적인 식중독 균주로 알려진 Escherichia coli KCTC 1467, Salmonella enteritidis KCCM 1202, Staphylococcus aureus KCTC 1916을 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC, Daejeon, Korea)와 한국미생물보존센터(KCCM, Seoul, Korea)에서 각각 분양 받아 2회 계대 배양 후 사용하였다. 균의 배양에는 액체배지로 nutrient broth(Difco, Detroit, MI, USA)를 사용하였고, 배양용고체배지는 nutrient agar(Difco), mannitol salt agar(MSA; BBL, Franklin Lakes, NJ, USA), Salmonella Shigella agar(SS agar; BBL, Franklin Lakes, NJ, USA)를 사용하였다.
본 연구에 사용한 부추(재래종)와 마늘은 2009년도에 각각 창녕과 하남에서 생산된 것을 사용하였다. 본 실험에 사용된 미생물은 대표적인 식중독 균주로 알려진 Escherichia coli KCTC 1467, Salmonella enteritidis KCCM 1202, Staphylococcus aureus KCTC 1916을 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC, Daejeon, Korea)와 한국미생물보존센터(KCCM, Seoul, Korea)에서 각각 분양 받아 2회 계대 배양 후 사용하였다. 균의 배양에는 액체배지로 nutrient broth(Difco, Detroit, MI, USA)를 사용하였고, 배양용고체배지는 nutrient agar(Difco), mannitol salt agar(MSA; BBL, Franklin Lakes, NJ, USA), Salmonella Shigella agar(SS agar; BBL, Franklin Lakes, NJ, USA)를 사용하였다.
본 연구에 사용한 부추(재래종)와 마늘은 2009년도에 각각 창녕과 하남에서 생산된 것을 사용하였다. 본 실험에 사용된 미생물은 대표적인 식중독 균주로 알려진 Escherichia coli KCTC 1467, Salmonella enteritidis KCCM 1202, Staphylococcus aureus KCTC 1916을 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC, Daejeon, Korea)와 한국미생물보존센터(KCCM, Seoul, Korea)에서 각각 분양 받아 2회 계대 배양 후 사용하였다.
모든 실험은 3회 반복실험을 실시하여 평균값을 구하였으며, 실험결과는 SPSS(Statistical Package for the Social Sciences 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 분산분석 하였고, 각 측정 평균값간의 유의성은 p<0.05 수준에서 던컨의 다중범위 시험법(Duncan’s multiple range test)을 사용하여 검증하였다.
이론/모형
부추, 마늘 생즙과 가루의 항균 활성 측정은 paper disc 방법으로 측정하였다. 먼저 nutrient broth에서 E.
pH에 대한 시료의 안정성 검사는 동일농도의 추출액을 1 N HCl을 이용하여 pH 2, 3, 5, 7로 각각 조정하고 10, 20, 30분간 보관한 후 1N NaOH로 중화시킨 다음 안정성을 비교하였다. 부추와 마늘의 가열과 pH 변화에 대한 항균활성의 안정성은 가열 및 pH 변화를 유도한 시료에 대해 paper disc법을 이용하여 평가하였다.
또한 추출하여 얻은 상등액을 동결 건조한 것을 각각의 가루성분으로 사용하였다. 이 때, 마늘 추출 시에는 추출물의 점성이 높고 수율이 매우 낮아 Jung 등(25,26)의 방법을 이용하여 동량의 멸균된 증류수를 첨가하여 추출하였다.
성능/효과
01 g/mL의 농도부터 항균성을 보여 Sta. aureus 균이 가장 낮은 농도에서 항균성을 나타내었으며, 각각 11.33, 10.94, 9.33 mm의 투명환을 나타내어 균주에 따라 항균활성이 발현되는 농도에서 차이를 보였다.
enteritidis 및 Sta. aureus가 동일한 균수 비율로 혼재된 경우에 복합균주 중에서 가장 높은 생육저해효과를 나타내는데, 부추가루의 경우에는 6시간 및 12시간 처리 후 S. enteritidis 에 대해 각각 21%과 87%를 나타내어 S. enteritidis 만을 생육저해시킨 26%와 91%과 비교하면 생육저해능이 감소하는 경향을 타나내었다. 그러나 Sta.
반면, Sta. aureus에 대해서는 25%에서 12.00 mm, 100%에서는 지름이 23.67 mm인 투명환으로 그람 음성균보다 높은 항균활성을 보였다. 부추가루는 E.
결론적으로 식품 중에는 다양한 미생물이 혼재하고 있으며, 각각의 미생물은 상호간 공생 및 길항과 같은 작용을 통하여 생존하고 있다. 그 중 식중독균은 식품 내에서 상호작용에 의해 우점종이 되거나 독소를 분비하고 체내 섭취되면 체내에서 특히 장내기관에서 식중독을 유발시킨다(39).
부추가루와 마늘가루의 열에 대한 안정성을 살펴본 결과는 Table 1과 같이 전체적으로 처리온도가 증가할수록 항균활성이 감소하는 경향을 나타내었다. 그리고 부추가루는 100℃에서 10분이상 가열 시 E. coli와 S. enteritidis에 대한 항균활성이 완전히 소실되었다. 반면, 마늘가루는 100℃에서 5분 가열 시 항균활성이 소실됨으로써 부추가루보다 약한 열 안정성을 보였다.
그러나 Lee 등(33)은 미호기성 균주인 Campylobacter 6종에 대해 마늘보다 부추가 높은 항균력을 나타낸다고 보고하였다. 따라서 부추와 마늘 등 항균활성을 보유하는 식품소재 및 성분은 사용한 미생물 균종의 특성뿐만 아니라 배양조건 등의 환경적인 요인에 의해 활성의 발현 정도가 달라질 수 있음을 알 수 있었다.
aureus는 18시간 만에 사멸하였고, 마늘의 생육 저해작용에 대해 그람음성균의 감수성이 매우 높게 나타났다는 Kim 등(38)의 보고와 유사하였다. 따라서 식품 중에 다양한 미생물이 분포는 다르지만 상호간에 혼재하는 상태에서도 부추와 마늘의 항균활성을 유도함으로써 식품 중에 존재하는 각각의 미생물 특히 식중독균의 생육억제가 가능할 것으로 생각된다.
부추와 마늘 모두 항균활성 온도가 높을수록, 가열시간이 길어질수록 저하되었고, 마늘가루가 부추가루보다 약한 열 안정성을 보였다. 또한 부추와 마늘 모두 pH에 따른 항균성의 변화는 일정하게 유지되어 pH 변화에 대해서는 비교적 안정한 것으로 나타났다. 부추와 마늘생즙, 부추와 마늘가루의 혼합비율에 따른 항균성의 변화는 마늘비율의 증가에 따른 효과가 나타날 뿐, 시료간 혼합에 따른 상승효과는 나타나지 않았다.
부추와 마늘생즙, 부추와 마늘가루의 혼합비율에 따른 항균성의 변화는 마늘비율의 증가에 따른 효과가 나타날 뿐, 시료간 혼합에 따른 상승효과는 나타나지 않았다. 또한 부추와 마늘가루는 복합균주에서 각각의 균주에 대해여 항균활성을 나타내었으며, 이는 단일균주에 나타난 항균활성과 유사한 것으로 나타났다.
본 연구를 통해서 부추와 마늘의 생즙과 가루의 항균활성은 농도의존적으로 증가되어짐을 확인할 수 있었고, 그람음성균인 Escherichia coli, Salmonella enteritidis 보다 그람양성균인 Staphylococcus aureus 에 대한 항균력이 높음을 알 수 있었다. 부추는 생즙에 비해 가루의 항균활성이 떨어졌고, 마늘은 생즙과 가루의 활성이 유사하게 분석됨으로써, 냉동건조 후에도 항균활성이 유지됨을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 200 g의 부추와 마늘로부터 각각 125 g과 145 g의 생즙을 얻었으며, 이를 동결 건조한 가루는 부추와 마늘이 각각 4g과 35 g으로 3% 및 24%의 수율을 보였다. 부추와 마늘의 생즙과 가루의 농도별 항균활성을 비교한 결과는 Fig.
본 연구의 소재인 부추와 마늘 간의 항균활성을 비교해 보면, 생즙과 가루형태에서 모두 부추보다 마늘의 항균활성이 높게 나타났다. Kim과 Park(32)은 김치재료에 주로 관여하는 젖산균인 Lactobacillus mesenteroides에 대해 마늘이 부추에 비해 높은 항균력을 나타낸다는 본 결과와 유사한 경향을 보고하였다.
1과 같다. 부추 생즙은 E. coli와 S. enteritidis에서는 25% 이상의 농도에서부터 투명환이 생성되어 항균활성이 나타났고, 100%에서는 지름이 각각 18.17, 16.33 mm인 투명환이 형성되어 항균활성을 나타내었다. 반면, Sta.
본 연구를 통해서 부추와 마늘의 생즙과 가루의 항균활성은 농도의존적으로 증가되어짐을 확인할 수 있었고, 그람음성균인 Escherichia coli, Salmonella enteritidis 보다 그람양성균인 Staphylococcus aureus 에 대한 항균력이 높음을 알 수 있었다. 부추는 생즙에 비해 가루의 항균활성이 떨어졌고, 마늘은 생즙과 가루의 활성이 유사하게 분석됨으로써, 냉동건조 후에도 항균활성이 유지됨을 확인할 수 있었다. 부추와 마늘간의 항균활성을 비교해보면, 생즙과 가루 형태에서 모두 부추보다 마늘의 항균활성이 높게 나타났다.
부추와 마늘간의 항균활성을 비교해보면, 생즙과 가루 형태에서 모두 부추보다 마늘의 항균활성이 높게 나타났다. 부추와 마늘 모두 항균활성 온도가 높을수록, 가열시간이 길어질수록 저하되었고, 마늘가루가 부추가루보다 약한 열 안정성을 보였다. 또한 부추와 마늘 모두 pH에 따른 항균성의 변화는 일정하게 유지되어 pH 변화에 대해서는 비교적 안정한 것으로 나타났다.
본 연구의 소재인 부추와 마늘 간의 항균활성을 비교해 보면, 생즙과 가루형태에서 모두 부추보다 마늘의 항균활성이 높게 나타났다. Kim과 Park(32)은 김치재료에 주로 관여하는 젖산균인 Lactobacillus mesenteroides에 대해 마늘이 부추에 비해 높은 항균력을 나타낸다는 본 결과와 유사한 경향을 보고하였다.
또한 부추와 마늘 모두 pH에 따른 항균성의 변화는 일정하게 유지되어 pH 변화에 대해서는 비교적 안정한 것으로 나타났다. 부추와 마늘생즙, 부추와 마늘가루의 혼합비율에 따른 항균성의 변화는 마늘비율의 증가에 따른 효과가 나타날 뿐, 시료간 혼합에 따른 상승효과는 나타나지 않았다. 또한 부추와 마늘가루는 복합균주에서 각각의 균주에 대해여 항균활성을 나타내었으며, 이는 단일균주에 나타난 항균활성과 유사한 것으로 나타났다.
부추와 마늘의 생즙과 가루 간의 항균활성을 비교해 보면, 부추의 경우에는 100% 생즙은 수율을 고려해볼 때 0.03 g/mL농도의 가루와 유사하지만 항균활성에서는 100% 생즙과 0.25 g/mL에서의 가루의 활성이 유사하게 나타났다. 이는 Hong 등(24)이 부추의 생즙을 냉동 건조할 경우 유효한 항균물질이 변성되거나 그 활성이 소실된다고 보고한 결과에서 기인한 것으로 사료된다.
그 중 식중독균은 식품 내에서 상호작용에 의해 우점종이 되거나 독소를 분비하고 체내 섭취되면 체내에서 특히 장내기관에서 식중독을 유발시킨다(39). 이러한 식중독균에 대하여 본 연구에서는 부추와 마늘 혼합물의 항균활성을 분석하였고, 식중독균이 식품 중에 혼재한 경우에도 각각의 식중독균에 대해 부추와 마늘의 항균활성이 유지되어 나타남을 확인할 수 있었다.
이는 Hong 등(24)이 부추의 생즙을 냉동 건조할 경우 유효한 항균물질이 변성되거나 그 활성이 소실된다고 보고한 결과에서 기인한 것으로 사료된다. 한편, 마늘의 경우에는 50% 생즙과 0.25 g/mL에서의 가루의 활성이 유사하게 분석됨으로써 냉동건조 후에도 항균활성이 유지됨을 확인할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
향균효과가 가장 높은 부추는 어떤 품종인가?
porum J. Gay)는 대립종, 재래종, 소립종 등 품종별로 다양한 항균효과를 보이는데, 특히 재래종인 일반부추의 항균효과가 가장 높은 것으로 알려져 있다(1). 최근에는 부추의 항균효과 및 콜레스테롤 저하 효과, 항산화(2-5), 항암효과(6) 등이 보고되면서, 가루형태로 제품화되어 다양한 기능성 식품소재로 이용되고 있다(7).
마늘의 효능은?
한편, 파, 골파, 양파, 부추, 달래 등과 함께 Allium속 식물로 분류되는 마늘(Allium sativum)은 향신료로서의 역할뿐만 아니라 생체기능을 조절하는 유용한 성분을 함유하고 있어서 건강유지에 유익한 식품으로 알려져 있다(8). 마늘은 항산화효과, 항균효과, 항바이러스효과, 항암효과, 항피로효과 뿐만 아니라 혈압강하 및 지질저하작용 등 심혈관계질환 예방 및 면역체계 강화에 효능을 보인다(9-12). 그 중, 마늘의 항균작용은 세균, 효모 및 곰팡이 등 다양한 종류의 미생물에 대해 광범위한 발육 억제력을 나타낸다(13).
식품 내에 존재하는 미생물 중 대표적인 그람양성 식중독균은 무엇인가?
본 연구를 통해서 부추와 마늘의 생즙과 가루의 항균활성은 농도의존적으로 증가되어짐을 확인할 수 있었고, 그람음성균인 Escherichia coli, Salmonella enteritidis 보다 그람양성균인 Staphylococcus aureus 에 대한 항균력이 높음을 알 수 있었다. 부추는 생즙에 비해 가루의 항균활성이 떨어졌고, 마늘은 생즙과 가루의 활성이 유사하게 분석됨으로써, 냉동건조 후에도 항균활성이 유지됨을 확인할 수 있었다.
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