지유 에탄올 추출물의 식품 위해성 세균에 대한 항균 활성 및 Salmonella serotype Typhimurium TA100에 대한 항돌연변이 활성 효과 Antimicrobial Activity against Food Hazardous Microorganisms and Antimutagenicity against Salmonella serotype Typhimurium TA100 of an Ethanol Extract from Sanguisorba officinalis L.원문보기
본 연구는 지유 에탄올 추출물의 항균 및 항돌연변이 활성을 측정하여 새로운 기능성 소재로서의 기초자료를 얻고자 실시하였다. E. coli, E. coli O157:H7, P. aeruginosa, S. Typhimurium, L. monocytogenes, B. cereus, S. aureus의 7가지 주요 식품위해성 세균에 대한 항균활성을 검증하기 위해 paper disc diffusion assay 및 최소저해농도를 측정하였으며 24시간 동안 균의 생육억제도를 측정하였다. Paper disc assay 결과 E. coli와 E. coli O157:H7을 제외한 5가지 균에 대한 지유 에탄올 추출물의 뚜렷한 clear zone이 확인되었다. Micro-well dilution법으로 확인한 최소저해농도의 범위는 E. coli와 E. coli O157:H7을 제외한 5가지 균에 대해서 0.625~2.5 mg/mL로 나타났으며 생육억제도 실험결과도 최소 저해농도 결과와 일치하였다. Salmonella Typhimurium TA100을 이용한 Ames test 결과, 5 mg/plate의 농도에서 직접 돌연변이원인 sodium azide와 4-NQO에 대한 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성이 각각 72.42와 89.85%로 나타나 지유 에탄올 추출물의 우수한 항돌연변이 활성을 확인하였다. 본 연구를 통해 지유 에탄올 추출물이 주요 식품위해성 세균들에 대한 우수한 항균성과 직접돌연변이원에 대한 높은 항돌연변이 활성을 나타내어 천연물 유래 생리활성 소재로 이용될 수 있는 가능성을 보여주었다.
본 연구는 지유 에탄올 추출물의 항균 및 항돌연변이 활성을 측정하여 새로운 기능성 소재로서의 기초자료를 얻고자 실시하였다. E. coli, E. coli O157:H7, P. aeruginosa, S. Typhimurium, L. monocytogenes, B. cereus, S. aureus의 7가지 주요 식품위해성 세균에 대한 항균활성을 검증하기 위해 paper disc diffusion assay 및 최소저해농도를 측정하였으며 24시간 동안 균의 생육억제도를 측정하였다. Paper disc assay 결과 E. coli와 E. coli O157:H7을 제외한 5가지 균에 대한 지유 에탄올 추출물의 뚜렷한 clear zone이 확인되었다. Micro-well dilution법으로 확인한 최소저해농도의 범위는 E. coli와 E. coli O157:H7을 제외한 5가지 균에 대해서 0.625~2.5 mg/mL로 나타났으며 생육억제도 실험결과도 최소 저해농도 결과와 일치하였다. Salmonella Typhimurium TA100을 이용한 Ames test 결과, 5 mg/plate의 농도에서 직접 돌연변이원인 sodium azide와 4-NQO에 대한 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성이 각각 72.42와 89.85%로 나타나 지유 에탄올 추출물의 우수한 항돌연변이 활성을 확인하였다. 본 연구를 통해 지유 에탄올 추출물이 주요 식품위해성 세균들에 대한 우수한 항균성과 직접돌연변이원에 대한 높은 항돌연변이 활성을 나타내어 천연물 유래 생리활성 소재로 이용될 수 있는 가능성을 보여주었다.
This study was performed to analyze the antibacterial activity against food hazardous microorganisms and antimutagenic effects of Sanguisorba officinalis L. ethanol extracts on Salmonella Typhimurium TA100. The antibacterial activity was evaluated by paper disc diffusion assay, minimum inhibition co...
This study was performed to analyze the antibacterial activity against food hazardous microorganisms and antimutagenic effects of Sanguisorba officinalis L. ethanol extracts on Salmonella Typhimurium TA100. The antibacterial activity was evaluated by paper disc diffusion assay, minimum inhibition concentration (MIC), and optical density of the culture with the ethanol extract for 24 hr. Antibacterial activity was tested with seven microorganisms including Escherichia coli, Escherichia coli O157:H7, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, and Staphylococcus aureus. The paper disc diffusion assay showed distinct clear inhibition zones around the discs treated with the extract for five microorganisms, except Escherichia coli and Escherichia coli O157:H7. MIC values were 0.625-2.5 mg/mL for these five strains that showed clear zones. The time-kill assay was consistent with the results from the paper disc diffusion assay and MIC test. Additionally, antimutagenicity of the extract was determined using the Ames test. The ethanol extract at 5 mg/plate inhibited 72.42% and 89.85% of mutagenicity induced by 4-nitroquinoline 1-oxide and sodium azide, respectively. These results demonstrate that the ethanol extract from S. officinalis L. has remarkable antibacterial activity and antimutagenicity.
This study was performed to analyze the antibacterial activity against food hazardous microorganisms and antimutagenic effects of Sanguisorba officinalis L. ethanol extracts on Salmonella Typhimurium TA100. The antibacterial activity was evaluated by paper disc diffusion assay, minimum inhibition concentration (MIC), and optical density of the culture with the ethanol extract for 24 hr. Antibacterial activity was tested with seven microorganisms including Escherichia coli, Escherichia coli O157:H7, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, and Staphylococcus aureus. The paper disc diffusion assay showed distinct clear inhibition zones around the discs treated with the extract for five microorganisms, except Escherichia coli and Escherichia coli O157:H7. MIC values were 0.625-2.5 mg/mL for these five strains that showed clear zones. The time-kill assay was consistent with the results from the paper disc diffusion assay and MIC test. Additionally, antimutagenicity of the extract was determined using the Ames test. The ethanol extract at 5 mg/plate inhibited 72.42% and 89.85% of mutagenicity induced by 4-nitroquinoline 1-oxide and sodium azide, respectively. These results demonstrate that the ethanol extract from S. officinalis L. has remarkable antibacterial activity and antimutagenicity.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 주요 식품위해성 세균에 대한 지유에탄올 추출물의 항균활성 및 항돌연변이 활성을 측정하여 새로운 기능성 식품소재의 기초자료를 얻고자 하였으며, 이를 위해 paper disc diffusion assay와 최소저해농도, 생육억제도 측정을 통한 항균 활성을 측정하였고 Ames test를 이용하여 돌연변이 균주인 Salmonella Typhimurium TA100에 직접돌연변이원을 처리하였을 때 지유 추출물의 항돌연변이 활성을 측정하였다.
본 연구는 지유 에탄올 추출물의 항균 및 항돌연변이 활성을 측정하여 새로운 기능성 소재로서의 기초자료를 얻고자 실시하였다. E.
제안 방법
본 연구는 지유 에탄올 추출물의 항균 및 항돌연변이 활성을 측정하여 새로운 기능성 소재로서의 기초자료를 얻고자 실시하였다. E. coli, E. coli O157:H7, P. aeruginosa, S. Typhimurium, L. monocytogenes, B. cereus, S. aureus의 7가지 주요 식품위해성 세균에 대한 항균활성을 검증하기 위해 paper disc diffusion assay 및 최소저해농도를 측정하였으며 24시간 동안 균의 생육억제도를 측정하였다. Paper disc assay 결과 E.
Salmonella Typhimurium TA100(KTCT 2054) 균주를 이용하여 Ames test(Maron & Ames 1983)를 실시하였다.
고착된 균 위에 멸균된 paper disc(Advantec 6 mm, Japan)를 올리고 syringe filter(0.2 μm pore size, Advantec, Japan)를 이용하여 제균한 시료를 농도별로 20 μL씩 각 paper disc에 분주하였다.
Salmonella Typhimurium TA100(KTCT 2054) 균주를 이용하여 Ames test(Maron & Ames 1983)를 실시하였다. 균주는 정기적으로 histidine 요구성, deep rough(rfa) 돌연변이, uvrB 돌연변이와 R-factor의 유전형질을 확인하였다. 돌연변이 유발물질은 세포내 DNA 정보 발현에 직접적인 이상을 일으켜 돌연변이를 유발시키는 직접돌연변이 물질인 sodium azide와 4-NQO를 사용하였다.
한편 지유에탄올 추출물의 Salmonella Typhimurium TA100에 대한 항균효과도 미리 확인할 필요가 있는데 Salmonella Typhimurium TA100은 histidine 요구주로서 일반적인 nutrient agar에서는 생육이 불가능하므로 앞서 실시된 항균 실험을 이용할 수 없으며 histidine이 첨가된 배지를 사용해야 한다. 따라서 histidine이 첨가된 배지에 균주인 Salmonella Typhimurium TA100과 시료인 지유 에탄올 추출물을 첨가하여 배양한 후 균수를 계수함으로써 균에 대한 시료의 항균력을 확인할 수 있으므로 mutagenicity test를 통해서 항균력도 확인하였다. 실험 결과 배양 후 생존한 Salmonella Typhimurium TA100 균수가 시료의 첨가에 의해 유의적으로 감소하지 않았으므로 사용된 지유 에탄올 추출물이 Salmonella Typhimurium TA100에 대한 항균력을 가지고 있지 않음을 확인할 수 있었다.
또한 sodium azide(1.5 µg/plate)와 4-NQO(0.15 µg/plate)를 S. Typhimurium TA100에 처리하였을 때 자연복귀돌연변이 colony 수에 비해 복귀돌연변이의 colony 수가 유의적으로 증가한 것도 확인하여 이를 돌연변이원으로 사용하였다.
미생물 배양액이 들어있는 well에 시료의 최종 농도가 10000, 5000, 2500 1250, 625, 312.5 ppm이 되도록 two-fold dilution을 이용해 만든 시료를 넣어 최종 부피가 200 μL가 되도록 하였다.
5 ppm이 되도록 two-fold dilution을 이용해 만든 시료를 넣어 최종 부피가 200 μL가 되도록 하였다. 분주를 완료한 96 well은 37℃에서 24시간 배양한 뒤, ELISA reader(Tecan, Switzerland)를 이용해 620 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였고, 균의 생장이 관찰되지 않은 최소 농도를 최소저해농도로 결정하였다.
돌연변이 유발물질은 세포내 DNA 정보 발현에 직접적인 이상을 일으켜 돌연변이를 유발시키는 직접돌연변이 물질인 sodium azide와 4-NQO를 사용하였다. 시료 농도는 mutagenicity test를 실시하여 실험균주에 대한 돌연변이를 야기하지 않는 농도를 실험에 적용하였다. 시료와 돌연변이 물질은 모두 DMSO에 용해하고 syringe filter(0.
2 μm pore size, Advantec, Japan)를 이용하여 제균한 시료를 농도별로 20 μL씩 각 paper disc에 분주하였다. 이를 37℃의 incubator에서 24시간 배양한 후, paper disc 주위에 생성된 clear zone의 크기를 측정하여 항균활성을 측정하였다. 대조군으로 동일한 농도의 ρ-hydroxybenzoic acid를 사용하여 실험하였다.
지유 에탄올 추출물의 antimutagenicity를 측정하기 전 시료자체의 돌연변이 유발성을 확인하기 위하여 mutagenicity 를 측정하였다. Mutagenicity test는 mutagen을 첨가하지 않고 antimutagenicity test와 동일한 실험방법으로 실시하였으며, 실험 결과 Table 3과 같이 지유 추출물 시료와 대조구의 revertants 사이에는 유의적인 차이가 나타나지 않아 본 연구에서 사용된 시료의 농도는 Salmonella Typhimurium TA100에 대한 mutagen으로서 작용하지 않는 것을 확인하였다.
지유 에탄올 추출물이 미생물의 성장에 미치는 영향을 알아보기 위해 spectrophotometer(DU 800, Beckman, USA)를 이용하여 24시간 동안 균의 생육변화를 관찰하였다. 멸균한 삼각플라스크에 nutrient broth와 시료를 넣어 총 부피가 50 mL가 되도록 하고, 최종 농도는 1000 ppm과 3000 ppm이 되도록 하였다.
대상 데이터
균주는 한국생물자원센터에서 분양받아 계대배양하여 사용하였다. Salmonella Typhimurium TA100(KTCT 2054)은 한국세포주은행(KCLB)에서 분양받아 배양하여 활성화시킨 후 유전형질을 확인하고 항돌연변이 실험에 사용하였다.
aeruginosa는 기회성 감염균이기는 하나 육류 및 유제품의 오염과 관련된 연구에서 이를 포함시켜 실험하는 경우가 많으므로(Kim TY 등 2010, Lee KT 등 2007, Park YO와 Kim HS 2010) 본 연구에서도 이 균주를 포함하여 실험하였다. 균주는 한국생물자원센터에서 분양받아 계대배양하여 사용하였다. Salmonella Typhimurium TA100(KTCT 2054)은 한국세포주은행(KCLB)에서 분양받아 배양하여 활성화시킨 후 유전형질을 확인하고 항돌연변이 실험에 사용하였다.
대조군으로 동일한 농도의 ρ-hydroxybenzoic acid를 사용하여 실험하였다.
균주는 정기적으로 histidine 요구성, deep rough(rfa) 돌연변이, uvrB 돌연변이와 R-factor의 유전형질을 확인하였다. 돌연변이 유발물질은 세포내 DNA 정보 발현에 직접적인 이상을 일으켜 돌연변이를 유발시키는 직접돌연변이 물질인 sodium azide와 4-NQO를 사용하였다. 시료 농도는 mutagenicity test를 실시하여 실험균주에 대한 돌연변이를 야기하지 않는 농도를 실험에 적용하였다.
항균실험에 사용된 균주는 그람 음성균인 Escherichia coli(KTCT 1682)와 Escherichia coli O157:H7(ATCC 43894), Pseudomonas aeruginosa(KTCT 1750), Salmonella Typhimurium(KTCT 2515) 및 그람 양성균인 Listeria monocytogenes(KTCT 3569)와 Bacillus cereus(KTCT 1012), Staphylococcus aureus(KTCT 1916)를 사용하였다. P.
데이터처리
2) The different superscript in the same column indicates significant difference among different samples by Duncan’s multiple range test (p<0.05).
본 연구에서 얻어진 실험결과는 SPSS ver.18을 이용하여 통계처리하였으며, 각 실험군별 유의성은 일원분산분석과 Duncan의 다중범위분석을 실시하여 검증하였다.
이론/모형
Demirci F 등(2008)의 방법에 따라 micro-well dilution법으로 각 미생물에 대한 지유 에탄올 추출물의 최소저해농도를 측정하였다. TSB에 배양한 미생물 배양액의 균수가 1×108/mL이 되도록 희석한 뒤, 96 well의 각 well에 희석된 배양액을 각각 100 μL씩 분주하였다.
지유 에탄올 추출물은 Jeon 등(2008a)의 방법을 이용하여 추출하였다. 시료 100 g을 파쇄하고 70% 에탄올 추출물이 총 2 L가 되도록 가하여 항온수조(25℃)에서 12시간 추출하였다.
성능/효과
주요 식품위해성 세균에 대한 지유 에탄올 추출물의 최소 저해농도 측정 결과를 Table 2에 나타내었다. B. cereus는 지유 에탄올 추출물 0.625 mg/mL의 농도에서 미생물의 증식이 일어나지 않았으며, L. monocytogenes, P. aeruginosa와 S. Typhimurium은 1.25 mg/mL에서 미생물의 증식이 관찰되지 않았다. E.
coli O157:H7을 제외한 5가지 균에 대한 지유 에탄올 추출물의 뚜렷한 clear zone이 확인되었다. Micro-well dilution법으로 확인한 최소저해농도의 범위는 E. coli와 E. coli O157:H7을 제외한 5가지 균에 대해서 0.625~2.5 mg/mL로 나타났으며 생육억제도 실험결과도 최소 저해농도 결과와 일치하였다. Salmonella Typhimurium TA100을 이용한 Ames test 결과, 5 mg/plate의 농도에서 직접 돌연변이원인 sodium azide와 4-NQO에 대한 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성이 각각 72.
지유 에탄올 추출물의 antimutagenicity를 측정하기 전 시료자체의 돌연변이 유발성을 확인하기 위하여 mutagenicity 를 측정하였다. Mutagenicity test는 mutagen을 첨가하지 않고 antimutagenicity test와 동일한 실험방법으로 실시하였으며, 실험 결과 Table 3과 같이 지유 추출물 시료와 대조구의 revertants 사이에는 유의적인 차이가 나타나지 않아 본 연구에서 사용된 시료의 농도는 Salmonella Typhimurium TA100에 대한 mutagen으로서 작용하지 않는 것을 확인하였다. 또한 sodium azide(1.
aureus의 7가지 주요 식품위해성 세균에 대한 항균활성을 검증하기 위해 paper disc diffusion assay 및 최소저해농도를 측정하였으며 24시간 동안 균의 생육억제도를 측정하였다. Paper disc assay 결과 E. coli와 E. coli O157:H7을 제외한 5가지 균에 대한 지유 에탄올 추출물의 뚜렷한 clear zone이 확인되었다. Micro-well dilution법으로 확인한 최소저해농도의 범위는 E.
5 mg/mL로 나타났으며 생육억제도 실험결과도 최소 저해농도 결과와 일치하였다. Salmonella Typhimurium TA100을 이용한 Ames test 결과, 5 mg/plate의 농도에서 직접 돌연변이원인 sodium azide와 4-NQO에 대한 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성이 각각 72.42와 89.85%로 나타나 지유 에탄올 추출물의 우수한 항돌연변이 활성을 확인 하였다. 본 연구를 통해 지유 에탄올 추출물이 주요 식품위해성 세균들에 대한 우수한 항균성과 직접돌연변이원에 대한 높은 항돌연변이 활성을 나타내어 천연물 유래 생리활성 소재로 이용될 수 있는 가능성을 보여주었다.
따라서 두 종류의 직접돌연변이원에 대한 항돌연변이 활성 결과를 종합할 볼 때 염기쌍 치환 돌연변이주인 S. Typhimurium TA100에 대한 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성은 우수한 것으로 나타났다. 지유의 항돌연변이 성분에 대해서는 아직 수행된 연구가 별로 없는데 지유에 약 2.
aureus와 Propionibacterium acnes에 대해 항균력을 나타낸다고 하여본 실험 결과에서 나타난 결과와 일치하였다. 따라서 이러한 선행연구 결과를 볼 때 지유는 여러 미생물에 대한 항균성을 가지고 있으며 특히 P. aeruginosa에 대한 큰 항균력을 가지고 있는 것이 확인되었다.
cereus 의 경우 생육억제도 실험에서도 1,000 ppm과 3,000 ppm의 농도에서 균의 증식이 나타나지 않았다. 또한 S. Typhimurium의 경우에도 최소저해농도보다 낮은 농도인 1,000 ppm의 지유 에탄올 추출물을 처리한 실험군은 대조군과 비슷한 양상으로 균 증식이 일어났으나 3,000 ppm에서는 균의 증식이 억제되어 최소저해농도 결과와 부합하는 항균 활성을 나타내었다. L.
coli O157:H7에서는 지유 에탄올 추출물의 농도와 상관없이 균 증식이 관찰되었고, 그 외 5가지의 균에 대해서는 생장이 억제되었다. 또한 각 최소저해농도보다 낮은 농도의 지유 에탄올 추출물을 처리한 경우에는 균 증식이 관찰되었으나 최소저해농도보다 높은 농도로 처리한 경우에는 균 증식이 억제되어 최소저해농도 실험결과와 일치된 결과를 확인할 수 있었다. 최소저해농도 실험에서 가장 낮은 값을 나타낸 B.
5 mg/mL로 가장 높게 나타났으나 clear zone은 가장 작게 나타나 이와 일치하는 결과를 보여주었다. 또한 최소저해농도가 1.25 mg/mL인 L. monocytogenes와 P. aeruginosa, S. Typhimurium의 clear zone은 17~18 mm 정도로 이들이 유사한 항균활성을 가지고 있음을 보여주었다.
85%로 나타나 지유 에탄올 추출물의 우수한 항돌연변이 활성을 확인 하였다. 본 연구를 통해 지유 에탄올 추출물이 주요 식품위해성 세균들에 대한 우수한 항균성과 직접돌연변이원에 대한 높은 항돌연변이 활성을 나타내어 천연물 유래 생리활성 소재로 이용될 수 있는 가능성을 보여주었다.
coli O157:H7에 대한 최소저해농도 실험에서는 실험한 모든 농도에서 균의 증식이 관찰되어 paper disc diffusion assay의 결과와 동일한 양상을 나타내었다. 사용된 그람 음성균과 양성균에 대한 최소저해농도의 유의적인 차이는 나타나지 않았으며 그람 양성균과 그람음성균 모두에게 작용할 수 있음을 보여주었다. Kokoska L 등 (2002)은 B.
따라서 histidine이 첨가된 배지에 균주인 Salmonella Typhimurium TA100과 시료인 지유 에탄올 추출물을 첨가하여 배양한 후 균수를 계수함으로써 균에 대한 시료의 항균력을 확인할 수 있으므로 mutagenicity test를 통해서 항균력도 확인하였다. 실험 결과 배양 후 생존한 Salmonella Typhimurium TA100 균수가 시료의 첨가에 의해 유의적으로 감소하지 않았으므로 사용된 지유 에탄올 추출물이 Salmonella Typhimurium TA100에 대한 항균력을 가지고 있지 않음을 확인할 수 있었다.
지유 에탄올 추출물의 항균 활성 측정을 위해 spectrophotometer 로 24시간 동안 균 생장정도를 측정한 결과는 Figure 1과 같다. 이 실험의 결과는 앞서 실시한 두 가지의 실험 결과와 같이 E. coli 와 E. coli O157:H7에서는 지유 에탄올 추출물의 농도와 상관없이 균 증식이 관찰되었고, 그 외 5가지의 균에 대해서는 생장이 억제되었다. 또한 각 최소저해농도보다 낮은 농도의 지유 에탄올 추출물을 처리한 경우에는 균 증식이 관찰되었으나 최소저해농도보다 높은 농도로 처리한 경우에는 균 증식이 억제되어 최소저해농도 실험결과와 일치된 결과를 확인할 수 있었다.
지유 에탄올 추출물의 항균력을 확인하기 위해 몇 가지 식품위해성 세균에 대해 disc diffusion법으로 실시한 실험의 결과는 Table 1과 같다. 지유 에탄올 추출물을 1.5 mg/disc 에서 4.0 mg/disc까지 처리하였을 때, 실험에 이용한 7가지 균 중에서 E. coli와 E. coli O157:H7을 제외한 나머지 5개의 균에서는 뚜렷한 clear zone을 확인할 수 있었다. 이 clear zone의 크기는 항미생물제의 농도 및 용해도, 확산 상수 및 전반적인 효능에 비례하는 것으로 보고되고 있는데(Madigan MT & Martinko JM 2006, Chu SM 2007), 본 실험에서도 항균활성을 보인 균들은 지유 에탄올 추출물의 농도가 높으면 clear zone의 크기가 증가하였다.
Sodium azide로 유발된 돌연변이에 대한 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성은 Table 4와 같다. 지유 에탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 돌연변이 억제 활성도 증가하는 것으로 나타났다. 항돌연변이 실험조건이 연구마다 차이가 있어 선행연구와의 절대적인 비교는 어려우나 본 연구에서 1 mg/plate의 농도에서 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성이 45.
지유 에탄올 추출물의 4-NQO에 대한 돌연변이 억제 활성 측정 결과는 Table 5와 같다. 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성은 sodium azide에 대한 돌연변이 억제 활성 결과와 같이 시료의 농도가 증가할수록 증가하였다. 지유 에탄올 추출물은 1 mg/plate 농도에서 81.
이 clear zone의 크기는 항미생물제의 농도 및 용해도, 확산 상수 및 전반적인 효능에 비례하는 것으로 보고되고 있는데(Madigan MT & Martinko JM 2006, Chu SM 2007), 본 실험에서도 항균활성을 보인 균들은 지유 에탄올 추출물의 농도가 높으면 clear zone의 크기가 증가하였다. 특히 P. aeruginosa에 대해서는 4.0 mg/disc 농도에서 18.48 mm의 inhibition zone이 나타나 매우 강한 항균활성을 보여주었고, L. monocytogenes와 S. Typhimurium에 대해서도 17 mm 이상의 높은 항균활성을 나타내었다. 지유의 항균력에 대한 선행연구를 보면 Ahn DJ 등(2000)은 지유가 피부질환을 일으키는 백선균인 Trichonphyton mentagrophytes에 대해 항균력을 가지고 있다고 보고하였고, Kang SY(2005)은 지유 에탄올 추출물이 어류병원성 그람 음성균인 Edwardsiella tarda와 Vibrio anguillarum에 대해서 항균력을 나타내었다고 했으며, Seon HJ 등(1999)은 지유 essential oil이 수삼부패 원인균을 억제하는 효과를 나타내었다고 보고하였다.
지유 에탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 돌연변이 억제 활성도 증가하는 것으로 나타났다. 항돌연변이 실험조건이 연구마다 차이가 있어 선행연구와의 절대적인 비교는 어려우나 본 연구에서 1 mg/plate의 농도에서 지유 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성이 45.83%인 것에 비해 Lee NJ 등(2001)에 의해 보고된 수영의 메탄올, 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올 분획물의 항돌연변이 활성은 각각 38.7%, 31.4%, 36.5%, 8.4%로 보고되어 지유 에탄올 추출물의 항균 활성이 더 높은 것으로 나타났다. 또한 sodium azaid로 유발된 돌연변이에 대한 오미자(Jeon YH 등 2008a), 토사자(Jeon YH 등 2008b), 산수유(Jeon YH 등 2008c), 복분자(Jeon YH 등 2009) 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성이 0.
후속연구
지유의 항돌연변이 성분에 대해서는 아직 수행된 연구가 별로 없는데 지유에 약 2.5~4.0%정도 포함되어 있는 것으로 알려져 있는 triterpenoidal saponin이 돌연변이원성 억제에 좋은 효과를 가지고 나타낸 것으로 보고되었고(임종필 2003, Ryu BH 등 1986), 대두 saponin의 돌연변이 저해 효과가 L-ascorbic acid 와 α-tocopherol보다 훨씬 높다고 보고된 바 있어(Jun HS 등 1999) 지유에 함유된 여러 saponin 물질이 항돌연변이 활성에 기여했을 것으로 예상되나 후속 연구로 생리활성을 가진 물질에 대한 분석이 이루어져야 할 것이다.
Typhimurium TA100에 처리하였을 때 자연복귀돌연변이 colony 수에 비해 복귀돌연변이의 colony 수가 유의적으로 증가한 것도 확인하여 이를 돌연변이원으로 사용하였다. 한편 지유에탄올 추출물의 Salmonella Typhimurium TA100에 대한 항균효과도 미리 확인할 필요가 있는데 Salmonella Typhimurium TA100은 histidine 요구주로서 일반적인 nutrient agar에서는 생육이 불가능하므로 앞서 실시된 항균 실험을 이용할 수 없으며 histidine이 첨가된 배지를 사용해야 한다. 따라서 histidine이 첨가된 배지에 균주인 Salmonella Typhimurium TA100과 시료인 지유 에탄올 추출물을 첨가하여 배양한 후 균수를 계수함으로써 균에 대한 시료의 항균력을 확인할 수 있으므로 mutagenicity test를 통해서 항균력도 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지유는 무엇인가?
지유(Sanguisorba officinalis Linne, 地楡)는 장미과(Rosaceae) 에 속한 여러 해 살이 풀인 오이풀 및 같은 속 근연식물의 뿌리를 말린 것을 이르는데, 중국과 일본 및 우리나라 전역의 산과 들에 많이 분포하고 특히 산비탈의 습기가 적당한 곳에서 많이 자란다(An BJ 등 2004a). 지유는 약간 구부러진 방추형으로 길이는 10~20 cm이고 지름이 5~20 mm이며, 차가운 성질을 갖고 있다.
일부 한약재에서 항균성 물질이 분리, 동정되었는데 무엇이 있는가?
단삼(Mok JS 등 1994), 환삼덩굴(Park SW 등 1994), 뽕나무 및 고삼(Han JS와 Shin DH 1994) 등의 각종 한약재(Kim JG 등 2003, Son DH 등 2001)를 대상으로한 천연 항균물질의 탐색도 수행되었는데 이는 한약재가 인체에 대한 안전성이 기본 전제가 되어 사용되어 왔고 함유된 여러 생리활성 물질들 중 항균효과를 가진 물질도 있을 것이라고 예상되기 때문이다. 실제 이 중 일부 한약재는 항균성 물질이 분리, 동정되었는데, 단삼에서 adietane-type diterpenoid 색소계인 cryptotanshinone, dihydrot anshinone I(Han WS 2004)와, 고삼에서 flavonone 화합물의 하나인 kushenol F가 동정되었다(Ahn EY 등 1998). 한편 건강에 대한 관심이 증가하면서 항암과 관련된 항돌연변이 활성에 대한 관심도 증가하고 있다.
한방에서 지유는 무슨 효과가 있기에 지혈과 상처부위의 치료에 사용되었는가?
또한 중국 송나라 때 구종석(寇宗奭)이 편찬한 의서인 ‘본초연의’(本草衍義) 에 의하면 하초(下焦)로 들어가 열혈리(熱血痢)가 있는 경우에 쓰이며, 중국 명나라 때 가구여(賈九如)가 저술한 본초학서인 ‘약품화의’(藥品化義)에 의하면 여러 종류의 열독옹(熱毒癰)을 해소하는데 쓰였다고 기록되어 있다(한국생약학교수엽 의회 2002, 한국한의과 본초학 편찬위원회 2004). 한방에서는 주로 양혈지혈(凉血止血)의 효과와 해독렴창(解毒斂瘡)의 효과가 있어 지혈과 상처부위의 치료에 사용되어 왔다(서부일 2004).
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