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문제 정의
- 하지만, 소나무 부위별 항균 효과에 대해서는 연구가 미미한 편이며, 한편, 피부상재균에 대한 연구에 비해, 피부 상재진균에 대한 항균활성은 미흡한 편이다. 따라서, 본 연구는 소나무 부위별 열수 추출물과 70% ethanol 추출물, 송엽 essential oil에 대하여 피부 상재균 중 S. aureus, S. epidermidis, P. acnes와 피부 상재진균 중 C. albicans, C. tropicalis, T. rubrum에 대한 항균 활성을 비교 연구함으로써, 소나무 부위별 추출물이 다양한 피부 관련 치료제로서 이용 가능성을 확인하고자 한다.
제안 방법
- 높이가 4~5 mm인 MHA 평판 배지에 균액의 농도가 약 105 ~106 CFU 가량 되도록 분주하고 화염멸균 한 도말 봉으로 도말 하였다. 여기에 지름이 6 mm인 paper disc를 고정시킨후 5 mg/ml 농도로 희석한 송화, 송엽 및 송절 에탄올 및 열수 추출물과 oil을 20 μl 흡수시켰다[13].
- 멸균 후 완전히 굳지 않은 MHA 배지에 송화, 송엽 및 송절 에탄올 및 열수 추출물과 oil을 농도별로 첨가하고 시험 균주의 농도가 약 105 ~106 CFU 가량 되도록 접종한 후 혼합하였다 [20]. 이를 평판에 분주하여 실온에서 굳히고 37℃ incubator에서 24시간 배양하였다.
- 효모는 확산시킨 후 28℃ incubator에서 48시간 배양하였으며, 곰팡이는 실온에서 3~5일간 배양하였다. 배양 후 현미경으로 관찰하며 균의 성장이 관찰되지 않은 평판의 농도를 최소저해농도(MIC)로 하였다.
- 에탄올 추출물은 시료에 40배 양(W/V)의 70% 에탄올을 가하였으며, 열수 추출물은 90℃에서 시료에 40배 양의 물을 가하여 10시간 교반하여 추출하였다. 원심분리 및 여과한 후, rotary evaporator (RE200, Yamato Co.
- 추출 용매에 따른 항균물질의 추출효율을 알아보기 위해 피부염 관련 균주 6종에 대한 소나무 부위별로 70% 에탄올과 열수의 2가지 용매로 추출한 후, paper disc 법을 이용하여 항균 및 항진균 실험을 진행하였다. 그 결과 송엽, 송절 및 송화 에탄올 추출물은 대부분의 피부염 균주에 대하여 항균활성을 나타내었으나(Table 2), 열수 추출물은 모든 피부염 균주에 대하여 항균활성을 나타내지 않았다(data not shown).
- 효모는 확산시킨 후 28℃ incubator에서 48시간 배양하였으며, 곰팡이는 실온에서 3~5일간 배양하였다. 항균력 측정은 배양 후 형성된 clear zone의 크기로 항균력을 판단하였다.
대상 데이터
- (Kyoto, Japan)에서 구입하여 사용하였다. SB배지에 사용한 peptone 는 Sigma-Aldrich사에서, glucose는 Wako Pure Chemical Co. (Osaka, Japan)에서 구입하여 사용하였다.
- (Detroit, MI, USA)의 제품을 사용하였다. YM (yeast malt medium)배지와 SB (sabouraud broth)배지는 실험실에서 제조하여 사용하였다. YM배지에 사용한 peptone, yeast extract, malt extract는 Sigma-Aldrich Co.
- YM (yeast malt medium)배지와 SB (sabouraud broth)배지는 실험실에서 제조하여 사용하였다. YM배지에 사용한 peptone, yeast extract, malt extract는 Sigma-Aldrich Co. (St Louis, MO, USA)에서, agar powder는 Junsei Chemical Co. (Tokyo, Japan)에서, dextrose는 Yakuri Pure Chemical Co. (Kyoto, Japan)에서 구입하여 사용하였다. SB배지에 사용한 peptone 는 Sigma-Aldrich사에서, glucose는 Wako Pure Chemical Co.
- 본 실험에 사용된 송화(pine pollen), 송엽(pine needle) 및 송절(pine gnarl)은 울진에서 자생하는 금강송으로부터 채취한 것으로 70% 에탄올 추출물, 열수 추출물 및 송엽(pine needle) essential oil은 (주)솔나라(Eui Seong-gun, North Gyeongsang Province, Korea)에서 제공 받았다.
- 시험 균주와 사용 배지는 Table 1에 나타내었다. 실험에 사용된 균의 생육 배지 중 NB (nutrient broth)는 Acumedia Co. (Lansing, MI, USA)의 제품을 사용하였고 RCM (reinforced clostridial medium), MHB (mueller hinton broth)는 BD Difco Co. (Detroit, MI, USA)의 제품을 사용하였다. YM (yeast malt medium)배지와 SB (sabouraud broth)배지는 실험실에서 제조하여 사용하였다.
- 실험에 사용된 균주는 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)에서 분양받아 사용하였으며 그람 양성균 3종(S. aureus, S. epidermidis, P. acnes), 효모 2종(C. albicans, C. tropicalis), 곰팡이 1종(T. rubrum)으로 총 6종을 사용하였다. 시험균주는 사면배지에 배양되어 있는 균주의 단일 집락을 일 백금이 취한 후, 액체배지에 배양하여 활성화시켜 사용하였다.
성능/효과
- tropicalis의 생육을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다. P. acnes와 T. rubrum에 대한 essential oil의 MIC는 각각 0.1%와 0.05%로 나타났다. 따라서, 송엽 essential oil은 Candida 속에 대한 생육 억제 활성이 큰 것으로 나타나, Candida 속에 의한 피부 질환 개선에 효과가 좋을 것으로 사료된다.
- Paper disc 법의 결과를 바탕으로 소나무 부위별 70% 에탄올 추출물에 활성을 나타내었던 피부염 관련 균주 6종에 대한 최소생육 저해 농도를 측정한 결과(Table 3), 송엽 및 송절 70% 에탄올 추출물이 T. rubrum을 제외한 모든 시험균주에 대하여 비교적 낮은 농도에서 항균효과를 보였다. 송화 70% 에탄올 추출물은 C.
- 따라서, 송엽 essential oil은 Candida 속에 대한 생육 억제 활성이 큰 것으로 나타나, Candida 속에 의한 피부 질환 개선에 효과가 좋을 것으로 사료된다. 결과적으로 소나무 부위별 에탄올 추출물 및 essential oil은 피부염 유발 균주에 대한 생육 억제효과가 있음을 확인하였고 특히, 효모와 곰팡이의 넓은 범위에 있어 항진균 활성을 가짐을 알 수 있었다. 또한 송절 에탄올 추출물이 송엽 에탄올 추출물보다 더 높은 항균 활성을 나타내어 피부상재균 억제에 더 효과적으로 이용이 가능할 것으로 사료된다.
- 추출 용매에 따른 항균물질의 추출효율을 알아보기 위해 피부염 관련 균주 6종에 대한 소나무 부위별로 70% 에탄올과 열수의 2가지 용매로 추출한 후, paper disc 법을 이용하여 항균 및 항진균 실험을 진행하였다. 그 결과 송엽, 송절 및 송화 에탄올 추출물은 대부분의 피부염 균주에 대하여 항균활성을 나타내었으나(Table 2), 열수 추출물은 모든 피부염 균주에 대하여 항균활성을 나타내지 않았다(data not shown). 송엽 및 송절 70% 에탄올 추출물이 T.
- 또한, Kazemi 등[6]의 연구에 따르면 Mentha piperita essential oil의 화학적 구성요소의 차이에 의해 항균과 항진균 효과가 나타나며 carvone, methanol, 1,8-cineole 성분이 높은 항진균 효과를 나타내는 것으로 보고 하였다. 따라서 송엽 essential oil에 함유되어있는 1,8-cineole 에 의해 피부염 유발 균주 중 곰팡이와 효모에 대하여 강한 항균 효과가 있는 것으로 사료된다.
- 05%로 나타났다. 따라서, 송엽 essential oil은 Candida 속에 대한 생육 억제 활성이 큰 것으로 나타나, Candida 속에 의한 피부 질환 개선에 효과가 좋을 것으로 사료된다. 결과적으로 소나무 부위별 에탄올 추출물 및 essential oil은 피부염 유발 균주에 대한 생육 억제효과가 있음을 확인하였고 특히, 효모와 곰팡이의 넓은 범위에 있어 항진균 활성을 가짐을 알 수 있었다.
- 0063%의낮은 농도에서 항균효과를 나타냈었다. 또한 송절 70% 에탄올 추출물은 0.002% 농도에서 C. tropicalis 생육을 억제하였으며 0.003%에서 P. acnes의 생육을 억제하여 뛰어난 효과를 보였다. 송절 70% 에탄올 추출물의 paper disc 법에서 S.
- 이렇게 항균 활성이 실험 방법에 따라 변화하는 것은 paper disc 법에서는 확산에 의해 항균 활성물질이 고체배지 위에서 자라는 균들의 생육을 억제하는 반면 MIC test의 경우 항균 활성물질이 균주와 혼합된 상태로 항균작용을 나타내기 때문으로 사료된다. 송엽 essential oil의 피부염 관련 균주 4종에 대한 최소생육 저해 농도를 측정한 결과(Table 3), 0.025% 농도에서 C. albicans와 C. tropicalis의 생육을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다. P.
- 그 결과 송엽, 송절 및 송화 에탄올 추출물은 대부분의 피부염 균주에 대하여 항균활성을 나타내었으나(Table 2), 열수 추출물은 모든 피부염 균주에 대하여 항균활성을 나타내지 않았다(data not shown). 송엽 및 송절 70% 에탄올 추출물이 T. rubrum을 제외한 모든 피부염 균주에 대하여 항균활성을 나타내었으며, 송화 70% 에탄올 추출물은 C. tropicalis와 P. acens에 대해서만 항균활성을 보였다. 특히, 송엽과 송절이 뛰어난 효과를 나타내었는데, 이들은 C.
- tropicalis에 대해서는 항균 효과가 크게 나타났다. 이상으로, 소나무의 부위 중 송엽 및 송절 에탄올 추출물이 피부염 관련 균주 5종에 대해 항균효과를 모두 나타내었으나, 송화 에탄올 추출물은 항균 범위가 넓지 않은 것으로 나타났다. 지금까지 송엽은 피부 상재균에 대해 이미 항균효과 결과가 많이 밝혀져 있었으나, 송절과 송화에 있어서는 항균 효과에 대한 연구가 미미한 편이여서, 본 연구결과를 통해, 소나무 부위 중 송절 ethanol 추출물이 칸디다증 유발 균주인 C.
- 특히, C. albicans, C. tropicalis, T. rubrum에 대해 1.5∼3 mm 정도의 생육 저해환을 형성하여 높은 항균 및 항진균 활성을 나타내었다(Fig. 1,2).
- acens에 대해서만 항균활성을 보였다. 특히, 송엽과 송절이 뛰어난 효과를 나타내었는데, 이들은 C. tropicalis와 P. acnes에 대해 1.5~3 mm 정도의 생육 저해환을 형성하고 송절의 경우 S. aureus에서도 뛰어난 항균 효과를 나타내었다(Fig. 1, Fig.2). 이와 같은 결과는 솔잎 추출물이 식중독세균의 생존에 미치는 영향에 관한 연구[15]에서 물 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 월등히 큰 항균활성을 가진다는 결과와 일치하였다.
- 이러한 정유는 소나무, 잣나무 등의 상록침엽수에 정유 함량이 많은 것으로 알려져 있다[9]. 피부염 관련 균주 6종에 대한 소나무 essential oil의 항균 및 항진균 활성을 측정한 결과(Table 2), S. aureus 및 S. epidermidis를 제외한 모든 피부염 균주에 대하여 항균 및 항진균 활성을 나타내었다. 특히, C.
후속연구
- 결과적으로 소나무 부위별 에탄올 추출물 및 essential oil은 피부염 유발 균주에 대한 생육 억제효과가 있음을 확인하였고 특히, 효모와 곰팡이의 넓은 범위에 있어 항진균 활성을 가짐을 알 수 있었다. 또한 송절 에탄올 추출물이 송엽 에탄올 추출물보다 더 높은 항균 활성을 나타내어 피부상재균 억제에 더 효과적으로 이용이 가능할 것으로 사료된다.
- 이상으로, 소나무의 부위 중 송엽 및 송절 에탄올 추출물이 피부염 관련 균주 5종에 대해 항균효과를 모두 나타내었으나, 송화 에탄올 추출물은 항균 범위가 넓지 않은 것으로 나타났다. 지금까지 송엽은 피부 상재균에 대해 이미 항균효과 결과가 많이 밝혀져 있었으나, 송절과 송화에 있어서는 항균 효과에 대한 연구가 미미한 편이여서, 본 연구결과를 통해, 소나무 부위 중 송절 ethanol 추출물이 칸디다증 유발 균주인 C. tropicalis와 여드름 유발균인 P. acens, 아토피 피부염에서 주로 관찰되는 S. aureus에 효능이 우수하여 이와 관련한 피부 질환 관리 제품에 이용 가능성이 높다고 사료된다.
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