[논문]수증기 증류 추출법에 의해 얻어진 미국산 길초근 정유의 살비효과 및 항균효과

최선아; 이회선

doi:10.3839/jabc.2019.004

수증기 증류 추출법에 의해 얻어진 미국산 길초근 정유의 살비효과 및 항균효과
Acaricidal and antibacterial toxicities of Valeriana officinalis oils obtained by steam distillation extraction 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.62 no.1, 2019년, pp.19 - 23

최선아 (Department of Bioenvironmental Chemistry, Chonbuk National University) , 이회선 (Department of Bioenvironmental Chemistry, Chonbuk National University)

초록
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수증기증류 추출법에 의한 미국산 길초근(Valeriana officinalis)의 구성성분을 알아보기 위해 GC-MS 분석을 수행한 결과, 주요 성분이 patchouli alcohol (18.69%) 및 ${\beta}$-gurjunene (15.26%)인 것으로 나타났다. 그리고 길초근 정유의 살비활성 및 항균활성을 알아보기 위해 작은소피참진드기 및 긴털가루응애에 대하여 접촉독성법을 실시하였고, 식중독균 8 종에 대하여 agar disc diffusion법을 실시하였다. 그 결과, 긴털가루응애 성충에 대하여 $28.01{\mu}g/cm^2$의 $LD_{50}$값을 나타내었으며, 작은소피참진드기 유충 및 약충에 대하여 각각 178.26 및 $207.98{\mu}g/cm^2$의 $LD_{50}$ 값을 나타내었다. 또한 식중독균은 8종 균주에 대하여 항균활성을 나타내었으며, 특히 L.monocytogenes에 대하여 우수한 항균활성을 나타내었다. 따라서 본 연구를 통해 수증기증류 추출법에 의한 길초근 정유가 살비제 및 항생제로서의 가치가 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The chemical compositions of the essential oil of Valeriana officinalis roots obtained by steam distillation method were analyzed by GC-MS. The 16 constituents were identified in the V. officinalis oil, and the most abundant compounds were patchouli alcohol (18.69%) and ${\beta}$-gurjunene (15.26%). Acaricidal effects of the V. officinalis oil were evaluated against Tyrophagus putrescentiae, Haemaphysalis longicornis larva and H. longicornis nymph by contact bioassay. The $LD_{50}$ values against T. putrescentiae, H. longicornis larva and H. longicornis nymph were 28.01, 178.26 and $207.98{\mu}g/cm^2$, respectively. Agar disc diffusion bioassay showed the antibacterial activity of the V. officinalis oil against foodborne pathogens, especially L. monocytogenes. These results showed that the essential oil of V. officinalis roots derived from USA has a potential for development as acaricide and antimicrobial.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 이러한 생리활성이 밝혀져 있음에 도 불구하고, 길초근의 해충 및 미생물에 대한 살충활성 및 항 균활성에 대해서는 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 길초근의 작은소피참진드기 및 긴털가루응애에 대한 살비 활성과 식중독균에 대한 항균활성을 알아보고자 하였다.

제안 방법

본 연구에 사용한 길초근 정유는 전라북도 전주에 소재한 한약재 전문점에서 구입한 미국산 길초근을 수증기증류 추출법(steam distillation extraction)을 통해 추출하였다. 마쇄한 길초근 분말 150 g을 증류수 1,500 mL와 혼합하고, 이를 100℃로 가열하여 증기를 발생시켜 정유성분을 추출하였으며, 추출 용매로 헥산 300 mL를 사용하여 정유성분을 포집하였다. 4시간 후 정유성분이 함유된 헥산 용매층을 수집하여 감압 농축을 통해 용매만을 휘발시킨 후 순수한 정유성분을 얻었으며, 수집된 정유성분은 4℃에서 냉장 보관하였다.

대상 데이터

긴털가루응애는 전북대학교 농업생명과학대학 응용식물생화 학실험실의 곤충사육실에서 10년 이상 살비제에 노출되지 않은 감수성 계통으로 사육한 것을 연구에 사용하였다. 먹이는 치어 사료와 건조효모를 1:1 (w/w)의 비율로 섞은 후 121 ℃에서 15분동안 멸균하여 사용하였다.
본 연구에 사용한 길초근 정유는 전라북도 전주에 소재한 한약재 전문점에서 구입한 미국산 길초근을 수증기증류 추출법(steam distillation extraction)을 통해 추출하였다. 마쇄한 길초근 분말 150 g을 증류수 1,500 mL와 혼합하고, 이를 100℃로 가열하여 증기를 발생시켜 정유성분을 추출하였으며, 추출 용매로 헥산 300 mL를 사용하여 정유성분을 포집하였다.
작은소피참진드기는 전라북도 전주시에 소재한 전주천 및 완주군에 소재한 상관저수지의 인근에서 cloth dragging 기법을 통 해 채집하였다[19]. 그 과정은 지름 6 cm, 길이 100 cm의 PVC 파이프에 100×150 cm의 천을 붙인 후, 파이프 양 끝에 끈을 묶어 수풀 위에 놓고 바닥을 끌어 채집하였다.

데이터처리

작은소피참진드기 및 긴털가루응애에 대한 살비활성 결과는 SPSS ver.12.0 프로그램을 통해 Probit 분석을 실시하였으며, 이 를 통해 반수치사량(LD₅₀), slope 및 χ² (chi-square value)을 계산하여 나타내었다.

이론/모형

길초근 정유는 GC (Agilient HP-6890)-MS (Agilent 5973IV) (Santa Clara, CA, USA)를 통해 분석되었다. 컬럼은 DB-5 (0.
식중독균에 대한 항균활성 검정은 agar disc diffusion법을 통해 수행되었다. 각 균주는 시험 전 nutrient broth에 온도 37 ℃에서 24시간 동안 배양하여 준비하였다.
작은소피참진드기 유충&약충 및 긴털가루응애 성충에 대한 살 비활성 검정은 양 등[21]이 수행한 접촉독성법을 통해 수행되었다. 길초근정유는 메탄올에 적절한 농도로 희석시켜 지름 55 mm의 filter paper에 100 µL씩 처리하였다.

성능/효과

98 µg/cm² 으로 나타났다. 본 결과를 통해 미국산 길초근 정유가 긴털가루응애 성충, 작은소피참진드기 유충&약충에 대하여 우수한 접촉독성을 나타내는 것을 확인하였으며, 작은소피참 진드기에 대해서는 유충이 약충보다 더 높은 감수성을 나타냄을 확인하였다. 길초근 정유는 담배거세미나방의 일종인 Spodoptera littoralis 유충에 대하여 살충활성을 나타낸 바 있으 며[26], 또한 길초근과 같은 마타리과에 속한 Valeriana jatamansi 정유가 모기의 일종인 Aedes aegypti, Aedes albopictus, Anopheles culicifacies, Anopheles stephensi 및 Culex quinquefasciatus 유충에 대하여 살충활성이 밝혀진 바 있다[27].
수증기증류 추출법으로 추출한 미국산 길초근 정유의 식중독균 8 종에 대한 항균활성을 확인한 결과를 Table 3에 나타내었다. 미국산 길초근 정유는 본 연구에서 수행한 식중독균 8종에 대하여 항균활성을 나타내었으며, 특히 그람양성균에 대하여 뛰어난 살충활성을 나타내었다. 가장 우수한 항균활성을 나타낸 균주는 Listeria monocytogenes이며, 그 다음으로 Bacillus cereus 및 Shigella sonnei가 우수한 항균활성을 나타내었다.
본 연구를 통해 수증기증류 추출에 의한 미국산 길초근 정유의 작은소피참진드기, 긴털가루응애 및 식중독균에 대한 살비활성 및 항균활성을 확인하였으며, 새로운 천연 살비제 및 항생제로서의 잠재력이 있다고 판단하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	작은소피참진드기란 무엇인가?	작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis)는 참진드기과 (Ixodidae)의 일종으로 주로 동아시아와 오스트레일리아에서 발견되는 흡혈성 진드기이다[8]. 이는 대표적인 인수공통감염병 매개 진드기로서 쯔쯔가무시증을 유발하는 리케차 및 중증열성혈소판감소증후군(severe fever with thrombocytopenia syndrome, SFTS) 바이러스 등을 인간에게 전염시켜[8] 치명적인 피해를 일으킨다.
	식물체 유래 화합물에 대한 생리활성이 주목 받고 있는 이유는 무엇인가?	고도의 산업화로 인하여 사회가 더욱 발전함에 따라 인류의 삶에 대한 질적 수준이 높아지고 있으나, 그로 인해 지구 온난화가 가속화되면서 각종 해충 및 병원균이 전세계적으로 확산되고 있는 추세이다[1]. 이들을 효과적으로 방제하기 위하여 합성 살충제 및 살균제가 개발되어 있으나, 생태계에 대한 잔류성[2] 및 해충에 대한 저항성 발현[3] 등 불필요한 부작용이 보고되면서 이를 대체할 방제 전략으로서 식물체 유래 화합물에 대한 생리활성이 주목 받고 있다. 식물은 오랜 시간 진화를 거듭하면서 외부 환경으로부터 스스로를 보호하기 위한 기작으로 다양한 이차 대사산물을 생산하였으며, 식물은 고유한 성질과 독특한 생리활성을 지니게 되었다[4].
	작은소피참진드기 매개 전염병은 무엇인가?	작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis)는 참진드기과 (Ixodidae)의 일종으로 주로 동아시아와 오스트레일리아에서 발견되는 흡혈성 진드기이다[8]. 이는 대표적인 인수공통감염병 매개 진드기로서 쯔쯔가무시증을 유발하는 리케차 및 중증열성혈소판감소증후군(severe fever with thrombocytopenia syndrome, SFTS) 바이러스 등을 인간에게 전염시켜[8] 치명적인 피해를 일으킨다. 특히 SFTS는 2012년에 우리나라에서 첫 감염 사례가 보고되었으며, 약 30%에 달하는 치사율을 보이고 있어서 큰 문제가 되고 있다[9].

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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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