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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 여러 가지 유효한 약효성분을 함유한 천연 농산물로 작두콩의 소비 촉진 및 부가가치 향상을 위해 기호성과 상품성을 높일 수 있는 각종 전통발효식품 및 기능성식품의 개발에 기초 자료로써 활용하고자 한다.
제안 방법
- 결과 판정은 세균의 성장 억제 zone이 8 mm이상인 것을 항균활성 양성으로 판단하여 MIC를 결정하였고, 대조군으로 항균활성이 높은 용매 20 µl를 가하여 건조한 디스크를 사용하였다.
- 메탄올로 추출한 작두콩, 서리태 및 대두는 메탄올을 제거한 최종 추출물들의 무게를 측정하고 원액들을 각각의 용매로 2배 계단 희석한 희석액들 각각 20 µl씩을 직경 6 mm의 filter paper disk (Advantec filter paper No. 26)에 접종하여 음압에서 건조시켜 추출용매를 제거한 disk를 사용하였다.
- 배양된 균은 대수 증식기 중기(4.5~6시간 배양 후)에 도달하였을 때, 작두콩 추출물을 액체배지에 최종농도 0~2%(w/v)가 되게 첨가하여 세균의 증식억제작용을 생균수의 변화로 조사하였다. 생균수의 측정은 배양액 또는 그 희석액 ml당 colony forming unit (CFU/ml)로 나타내었다.
- 본 연구에서 추출 용매의 선택은 작두콩과 대두, 서리태의 추출 수율과 실험의 용이성 등을 고려하여 메탄올을 사용하여 실험을 진행하였다. 작두콩의 항균활성을 알아보기 위해 용매별, 콩 종류별 항균활성과 최소저해농도에 따른 항균활성 및 작두콩 추출물의 항균활성 효과가 가장 높은 V.
- 시료를 분쇄기(DA-280 Gold. A. Daesung Artlon. CO., LTD. Korea)로 분쇄한 후, 표준망체(Standard Testing sieve, Aperture 850 µm, Chunggyesanggongsa., Seoul, Korea)를 이용해 분말화 하였다.
- 작두콩 추출물은 각각의 용매를 제거한 최종 추출물들의 무게를 측정하고 원액들을 각각의 용매로 2배 계단 희석한 희석액들 각각 20 µl씩을 직경 6 mm의 filter paper disk (Advantec filter paper No. 26)에 접종하여 음압에서 건조시켜 추출용매를 제거한 disk를 사용하였다.
- 시험에 사용할 표준균주는 식중독균 중 가장 발생이 많은 4종을 선정하였으며, 추출용매별 항균활성시험과 동일하게 수행하였다. 즉, 그람 양성균인 S. aureus 1종과 그람 음성균인 S. Enteritidis, V. parahemolyticus, S. sonnei 등 3종을 Muller-Hinton broth (Oxoid, England)에 접종하고 37℃ 배양기에 18시간 배양한 후, Muller-Hinton agar (Oxoid, England)에 다시 배양하였다. 그리고 각 균의 집락을 하나씩 Muller-Hinton broth (Oxoid, England)에 넣어 37℃ 배양기에 18시간 배양하였다.
- 즉, 항균활성이 가장 높은 메탄올 유기용매 작두콩 추출물 200 mg을 용매 10 ml에 용해한 용액(200 mg/10 ml) 20 µl (400 µg/ml)와 2배 계단 희석한 용액을 20 µl씩 가하여 디스크 확산법으로 검사하였다.
- 추출 수율은 분말화한 시료 10 g을 취해 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 에탄올, 메탄올 각 100 mL를 넣은 다음, 실온에서 24시간 추출하였으며, 열수 추출은 90℃에서 30분 추출하여 확인하였다.
- 대두 및 서리태의 용매별 추출수율이 작두콩과 다른 경향을 보인 것은 콩의 함유성분과 성질이 다르고, 특히 조지방의 함량차이에 의한 것으로 사료되었다. 추출수율이 물에 비해 적지만 시료처리의 용이성이 좋고 작두콩과 대두 및 서리태와 동일한 조건에서 비교를 위해 메탄올 추출물에서 실험을 진행하였다.
- 1 ml를 Muller-Hinton agar (Oxoid, England)에 도말한 다음 추출물이 함유된 disk를 올려놓고 37℃ 배양기에 18시간 배양하였다. 판독은 disk 주위 clear zone의 직경(mm)으로 비교하였다.
대상 데이터
- 균 생육에 필요한 배지는 Muller-Hinton broth와 agar (Oxoid, England)를 사용하였다.
- 그람 음성균은 S. Enteritidis ATCC 12243, S. Typhimurium ATCC 13311, V. parahemolyticus ATCC 17082, S. sonnei ATCC 11204, S. flexineri ATCC 11203, Enterotoxigenic E. coli (ETEC) ATCC 35401, Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) ATCC 43895, Y. enterocolitica ATCC 6902 등 8종의 균주를 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 식중독 균주는 광주광역시보건환경연구원의 설사환자 실험실감시사업에서 분리된 균주 및 표준균주로 그람양성균은 B. cereus ATCC 14579, L. monocytogenes ATCC 19111, S. aureus ATCC 19095, MRSA (Methicillin-resistance S. aureus) 분리주 등 4종이다.
- 본 실험에 사용한 작두콩(sword bean)과 대조군으로 서리태(soybean B)와 대두(soybean W)는 2011년 1월에서 12월 사이에 광주 근교에서 재배된 것으로 분쇄하고 동결 건조시킨 후, 냉동 보관하면서 실험에 사용하였다.
- 시험에 사용할 균주는 Muller-Hinton broth (Oxoid, England)에 부유하고 37℃ 배양기에 18시간 배양한 후, Muller-Hinton agar (Oxoid, England)에 다시 배양한 다음 각 균의 집락을 하나씩 Muller-Hinton broth (Oxoid, England)에 넣어 37℃ 배양기에 18시간 배양하였다.
- 시험에 사용할 표준균주는 식중독균 중 가장 발생이 많은 4종을 선정하였으며, 추출용매별 항균활성시험과 동일하게 수행하였다. 즉, 그람 양성균인 S.
이론/모형
- 따라서 작두콩, 서리태 및 대두에서 콩 종류별 항균활성 검사는 추출 용매별 항균활성 검사와 같이 disk diffusion법을 사용하였다8).
- 증식억제 시험은 작두콩 추출물에 대해 박의 실험방법에 준하여 항균활성이 가장 높은 균주에 대해 수행하였다5). 즉 항균활성이 높은 V.
- 최소저해농도(MIC, Minimum inhibitory concentration)는 작두콩 추출물의 항균활성을 스크린 한 결과를 토대로, 성의 실험방법에 준하여 실험하였다8).
- 추출 용매별 항균활성 검사는 disk diffusion법을 사용하였다8). 작두콩 추출물은 각각의 용매를 제거한 최종 추출물들의 무게를 측정하고 원액들을 각각의 용매로 2배 계단 희석한 희석액들 각각 20 µl씩을 직경 6 mm의 filter paper disk (Advantec filter paper No.
성능/효과
- 메탄올 추출용매에 의한 식중독균에 대한 최소저해농도는 Table 3과 같다. 12종의 식중독 원인균에 대해 작두콩 메탄올 추출물 200 mg/mL에서는 대부분 항균활성이 나타났다.
- parahemolyticus균의 생육이 완전히 억제되었다. 2.0%인 경우에는 접종 후부터 급속히 감소하여 약 9시간이 경과했을 때는 V. parahemolyticus균의 생육이 완전히 억제되었다. 따라서 작두콩에서 추출된 항균활성물질이 V.
- aureus는 작두콩의 항균활성이 2배로 높게 나타났다. 그리고 E. coli와 S. Typhimurium은 전혀 항균 활성이 없는 반면 작두콩에서는 각각 100 mg/mL과 50 mg/mL로 높게 나타났다.
- parahemolyticus균의 생육이 완전히 억제되었다. 따라서 작두콩에서 추출된 항균활성물질이 V. parahemolyticus, S. sonnei, S. Typhimurium 등 다양한 식중독균의 생육억제에 효과가 있는 것으로 사료된다.
- parahemolyticus균의 생육이 완전히 억제되었다. 또한 작두콩의 추출물이 2.0%인 경우는 접종 후, 급속히 감소하여 약 9시간이 경과했을 때는 V. parahemolyticus균의 생육이 완전히 억제되었다. 이와 같은 결과는 한약재 원료인 인진호 추출물을 이용한 이6) 등의 연구와 비교했을 때, V.
- 서리태와 대두 그리고 작두콩의 용매별 추출수율을 Table 1과 같다. 서리태와 대두의 추출수율은 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 에탄올 그리고 물 추출물에서 높게 나타난 반면 작두콩은 메탄올과 물 추출물에서 높게 나타났다. 조21) 등의 연구에서도 작두콩의 추출 수율이 물에서 17.
- parahemolyticus에 대한 증식억제효과를 실험한 결과는 다음과 같다. 용매별 항균활성에서 클로르포름, 핵산, 에틸 아세테이트 및 물 추출물은 항균활성을 확인할 수가 없었으나, 에탄올 추출물에서는 V. parahemolyticus 10 mm, S. sonnei 9 mm, 메탄올 추출물에서는 V. parahemolyticus 22 mm, S. sonnei 21 mm, L. monocytogenes 20 mm 순으로 항균활성을 확인하였다. 콩 종류별 항균활성을 알아보기 위해 V.
- 작두콩 메탄올 추출물 100 mg/mL에서는 B. cereus, L. monocytogenes, S. Typhimurium, S. Enteritidis, S. aureus, V. parahemolyticus, S. sonnei, S. flexneri, ETEC, EHEC에서 항균활성이 나타났고, 50 mg/mL에서는 S. Typhimurium, V. parahemolyticus, S. sonnei에서만 항균활성효과가 나타났다. 이와 같은 결과는 이6) 등이 한약재의 원료로 사용하고 있는 인진호의 아세톤추출물에서 S.
- monocytogenes 20 mm순으로 활성이 높았다. 작두콩의 껍질에서 다양한 유기용매를 이용한 조21) 등의 결과에서는 메탄올과 물 추출물에서만 항균 효과가 있었으나, 본 연구결과에서는 물 추출물에서 항균활성이 없는 반면, 메탄올과 에탄톨 추출물에서만 항균 활성이 나타나는 차이를 보였다. Park22) 등은 유백피에서 메탄올 추출물이 S.
- Enteritidis 등의 식중독 원인균에 시험결과, 서리태와 대두에서는 항균활성이 없는 반면, 작두콩에서는 항균효과가 있는 것으로 나타났다. 작두콩의 메탄올 추출물에 의한 최소저해농도는 12종의 식중독 원인균에 대해 200 mg/mL에서는 대부분 항균활성이 나타났고, 50 mg/mL에서는 V. parahemolyticus, S. sonnei, S. Typhimurium만 항균활성이 있는 것으로 확인되었다. 작두콩 메탄올 추출물의 V.
- 클로르포름, 헥산, 에틸 아세테이트 및 물 추출물에서는 항균활성을 확인할 수가 없었으나, 에탄올과 메탄올 추출물에서는 항균활성을 확인할 수 있었다. 즉, 에탄올 추출물에서는 V. parahemolyticus 10 mm, S. sonnei 9 mm로 활성이 있는 반면, 메탄올 추출물의 경우는 12종의 식중독 원인균에서 모두 활성이 나타났고, 이 중에서 V. parahemolyticus는 22 mm, S. sonnei 21 mm, L. monocytogenes 20 mm순으로 활성이 높았다. 작두콩의 껍질에서 다양한 유기용매를 이용한 조21) 등의 결과에서는 메탄올과 물 추출물에서만 항균 효과가 있었으나, 본 연구결과에서는 물 추출물에서 항균활성이 없는 반면, 메탄올과 에탄톨 추출물에서만 항균 활성이 나타나는 차이를 보였다.
- monocytogenes 20 mm 순으로 항균활성을 확인하였다. 콩 종류별 항균활성을 알아보기 위해 V. parahemolyticus, S. aureus, S. sonnei, S. Enteritidis 등의 식중독 원인균에 시험결과, 서리태와 대두에서는 항균활성이 없는 반면, 작두콩에서는 항균효과가 있는 것으로 나타났다. 작두콩의 메탄올 추출물에 의한 최소저해농도는 12종의 식중독 원인균에 대해 200 mg/mL에서는 대부분 항균활성이 나타났고, 50 mg/mL에서는 V.
- 클로르포름, 헥산, 에틸 아세테이트 및 물 추출물에서는 항균활성을 확인할 수가 없었으나, 에탄올과 메탄올 추출물에서는 항균활성을 확인할 수 있었다. 즉, 에탄올 추출물에서는 V.
- Typhimurium은 4배정도 작두콩의 항균활성이 높게 나타났다. 황백의 경우는 MRSA는 작두콩과 동일하게 나타났고, S. aureus는 작두콩의 항균활성이 2배로 높게 나타났다. 그리고 E.
후속연구
- 이상의 결과를 보면 천연물질에 따라 항균력을 가지는 물질이 다양하여 추출 용매의 선정이 항균활성을 나타내는 성분을 찾아내는데 중요하다고 생각되며, 또한 작두콩에서 추출한 항균 활성물질이 여름철 주요 식중독 원인균인 V. parahemolyticus나 수인성·식품매개질환이고 법정 제1군 감염병의 원인균인 S. sonnei에 대해 생육억제에 효과가 있을 것으로 생각된다.
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