[논문]국내 시판 우유와 저지방 우유의 Streptococcus mutans 세균막에 대한 우식원성 비교

황민선; 박호원; 이주현; 서현우; 이시영

doi:10.5933/jkapd.2017.44.2.170

[국내논문] 국내 시판 우유와 저지방 우유의 Streptococcus mutans 세균막에 대한 우식원성 비교
Comparison of Cariogenicity of Bovine Milk and Low-fat Milk on Streptococcus mutans Biofilm 원문보기

大韓小兒齒科學會誌 = Journal of the Korean academy of pediatric dentistry, v.44 no.2, 2017년, pp.170 - 179

황민선 (강릉원주대학교 치과대학 소아치과학교실 및 구강과학연구소) , 박호원 (강릉원주대학교 치과대학 소아치과학교실 및 구강과학연구소) , 이주현 (강릉원주대학교 치과대학 소아치과학교실 및 구강과학연구소) , 서현우 (강릉원주대학교 치과대학 소아치과학교실 및 구강과학연구소) , 이시영 (강릉원주대학교 치과대학 미생물학교실 및 구강과학연구소)

초록
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본 연구의 목적은 국내 상품화된 일반 우유와 저지방 우유의 우식원성을 CDC Biofilm Reactor를 사용한 세균막 모델을 통해 비교하는 것이다. 소의 법랑질 시편에 Streptococcus mutans ATCC 25175 세균막을 형성하였다. 하루에 3번 일반 우유, 저지방 우유와 0.9% 생리식염수를 세균막에 노출시켰다. 시간의 흐름에 따른 배지의 pH 변화를 측정하였다. 실험 5일째 시편에서 세균막을 분리하여 세균의 집락 형성단위를 측정하였다. 세균막의 두께는 공초점현미경으로 관찰하였다. 실험 전, 후의 표면미세경도를 측정하여 시편의 미세경도변화율을 평가하였다. 세 군 간의 pH 변화 양상과 세균막 두께는 유사하였으며 미세경도변화율과 세균의 집락형성단위는 유의한 차이를 보이지 않았다(p > 0.05). 본 연구 결과, 일반 우유와 저지방 우유의 우식원성은 차이를 보이지 않았으며, 우유는 우식에 대해 안전한 식품임을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to compare the cariogenicity of commercially available bovine milk and low-fat milk in a biofilm model using the CDC Biofilm Reactor. Streptococcus mutans ATCC 25175 biofilms were formed on saliva coated bovine enamel slabs in a CDC Biofilm Reactor. Biofilms were exposed three times per day to one of the following materials: commercial whole milk (fat content: 3.4%), low-fat milk (fat content: 1%), or 0.9% NaCl. Medium pH was measured at different time points. After 5 days, biofilms were separated from slabs to evaluate the CFUs. The biofilm thickness was observed by confocal laser-scanning microscopy (CLSM). Enamel slab's demineralization was assessed by measuring surface microhardness before and after the experiment. For microhardness and CFUs assessment, no significant difference was found among the three groups. All groups showed similar pattern of medium pH change and biofilm thickness. Our results showed that there was no difference in the cariogenicity between whole milk and low-fat milk. Both milks were relatively non-cariogenic compared to the control group.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 국내 상품화된 유제품 중 일반 우유와 지방 함량을 줄인 저지방 우유의 우식원성을 CDC Biofilm Reactor(Biosurface Technologies, Bozeman, MT, USA)에서 형성한 S. mutans 세균막을 통해 비교하고자 하였다.
최근에 개발된 CDC Biofilm Reactor는 지속적인 배지를 공급하고 와류를 형성하여 세균막에 전단응력을 가할 수 있도록 제작되었다[27,28]. 따라서 본 연구는 CDC Biofilm Reactor를 사용하여 배지와 실험 용액의 유체역학적 조건에서 S. mutans 세균막을 형성하여 구강 내의 환경을 재현하고자 하였다.

제안 방법

멸균우유는 특수 재질의 종이팩을 사용하여 장시간 동안 이화학적, 미생물학적으로 안정한 제품의 품질을 유지할 수 있는 특성을 가지고 있어 본 실험에서 사용하였다[17]. Ⅰ군은 대조군으로서 0.9% 생리식염수를 사용하였고, 지방 함량이 다른 멸균우유 2종 중 매일우유 저지방(1%)&고칼슘(Maeil dairies industry Co., Ltd., Seoul, Korea)은 Ⅱ군, 매일우유(Maeil dairies industry Co., Ltd., Seoul, Korea)는 Ⅲ군으로 설정하였다. 제조사에 표기된 각 제품의 성분 함량은 Table 1과 같다.
국내 시판되는 우유의 종류에는 살균우유와 멸균우유가 있으며, 예비연구에서 살균우유의 오염 가능성이 높았기 때문에 멸균우유를 사용하기로 결정하였다. 우유의 지방 함량에 따른 우식원성을 평가하기 위해 대조군으로서 무지방 우유를 사용하려 했으나, 국내 시판된 멸균 무지방 우유가 없었기 때문에 0.9% 생리식염수를 대조군으로 사용하였다.

대상 데이터

전신질환이 없고 비흡연자인 20세 이상의 성인 3명을 대상으로 자극성 타액을 수집하였다. 연구 진행에 앞서 본 연구는 강릉원주대학교 치과 병원의 임상시험심사위원회로부터 IRB 승인(IRB 2015-013)을 받았다.

데이터처리

각 군의 CFU/mL와 미세경도변화율의 평균과 표준편차를 산출하였다. 자료의 정규성 검사를 위해 Shapiro-Wilk test를 시행하였고 검사 결과 미세경도변화율은 정규성을 확인 후 일원배치 분산분석을 시행하였다.
각 군의 CFU/mL와 미세경도변화율의 평균과 표준편차를 산출하였다. 자료의 정규성 검사를 위해 Shapiro-Wilk test를 시행하였고 검사 결과 미세경도변화율은 정규성을 확인 후 일원배치 분산분석을 시행하였다. CFU/mL는 정규성을 따르지 않아 비모수 분석인 Kruskal-Wallis 검정을 시행하였다.
자료의 정규성 검사를 위해 Shapiro-Wilk test를 시행하였고 검사 결과 미세경도변화율은 정규성을 확인 후 일원배치 분산분석을 시행하였다. CFU/mL는 정규성을 따르지 않아 비모수 분석인 Kruskal-Wallis 검정을 시행하였다. 설정한 유의값은 0.

성능/효과

일반 우유(3.4% 지방 함유)와 저지방 우유(1% 지방 함유)가 S. mutans의 생활력, 소의 법랑질 시편의 미세경도변화율과 세균막의 산생성능, 그리고 세균막의 두께에 미치는 영향은 차이가 없었다. 국내 상품화된 일반 우유(3.
mutans의 생활력, 소의 법랑질 시편의 미세경도변화율과 세균막의 산생성능, 그리고 세균막의 두께에 미치는 영향은 차이가 없었다. 국내 상품화된 일반 우유(3.4% 지방 함유)와 저지방 우유(1% 지방 함유)의 S. mutans 세균막에 대한 우식원성은 차이가 없었다.
0.9% 생리식염수를 처리한 군과 일반 우유(3.4% 지방 함유)와 저지방 우유(1% 지방 함유)를 처리한 군의 차이가 없음을 바탕으로 우유가 우식에 대해 안전한 식품임을 확인할 수 있었다.

후속연구

그러나 본 연구에서는 세균막 형성 후 우유를 노출했기 때문에 이와 같은 효과는 기대할 수 없었다. 향후의 연구에서는 현재 시판되는 멸균우유와 동일 조성의 무지방 우유를 조제하여 유지방 자체의 항우식 효과를 평가하는 것이 필요하다. 그리고 유지방이 법랑질 표면과 획득피막에 어떠한 영향을 미치는지를 평가하는 것이 필요하다.
향후의 연구에서는 현재 시판되는 멸균우유와 동일 조성의 무지방 우유를 조제하여 유지방 자체의 항우식 효과를 평가하는 것이 필요하다. 그리고 유지방이 법랑질 표면과 획득피막에 어떠한 영향을 미치는지를 평가하는 것이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지방산은 어떠한 효과를 지녔는가?	지방 혹은 유지방은 획득피막의 소수성을 증가시켜 세균의 집락을 방해하고, 법랑질의 탈회를 감소시키며, 음식물의 잔류를 줄여 치아우식의 예방 효과를 가진다고 보고되었다[12-14]. 지방에 포함된 지방산 역시 전자전달계의 방해 효과, 산화적 인산화 방해 효과, 세포용해 효과, 효소 활성 방해 효과 그리고 양친매성 구조로 인한 계면활성제 효과 등으로 살균 혹은 정균 작용을 일으킨다고 한다[15].
	우유에서 항균 효과를 보이는 성분은 무엇인가?	이는 우유에 함유된 다른 구성 성분이 항우식 효과를 보이기 때문이다. 우유의 각 구성 성분을 분리하여 연구한 결과 락토페린, 라이소자임, 락토페록시다제 등은 항균 효과를 나타냈으며, 카세인 인산펩타이드는 치아의 탈회와 재광화에 영향을 미쳐 항우식 효과를 보였다[11].
	치면세균막이 어떻게 치아우식증을 일으키는가?	치아우식증은 치면에 부착하는 치면세균막에 의해 발생되며 구강 내로 유입되는 음식물과 밀접한 연관이 있다[3]. 세균막 내부의 세균은 음식물의 탄수화물을 대사하여 산성조건을 형성하며, 산성인 환경에서 산을 생성하는 Streptococcus mutans 등의 증식이 가속화되고 세균막의 산성화가 심화되어 치아의 탈회가 발생한다[4,5]. 반면 항균 혹은 항우식 성분의 유입은 세균의 대사와 생활력에 영향을 미쳐 우식의 진행을 막거나 탈회된 조직의 재광화를 유도할 수 있다[6-8].

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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