[논문]붉나무 열매 추출물의 항균효능 평가에 관한 연구

장덕영; 양재찬

doi:10.12925/jkocs.2020.37.1.145

붉나무 열매 추출물의 항균효능 평가에 관한 연구
A Study on the evaluation of antimicrobial activity of extracts from Rhus javanica L fruit 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.37 no.1, 2020년, pp.145 - 152

장덕영 (목원대학교 테크노과학대학 생의약화장품학부) , 양재찬 (목원대학교 테크노과학대학 생의약화장품학부)

초록
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본 연구에서는 붉나무 열매 Ethanol extract(ET)과 Ethyl acetate fraction(EA) 및 Butanol fraction(BT)을 천연보존제로서의 활용 가능성을 평가하기 위하여 항균활성을 측정 하였다. 항균활성은 Staphylococcus aureus(S. aureus), Staphylococcus epidermidis(S. epidermidis), Escherichia coli(E. coli), Pseudomonas aeruginosa(P. aeruginosa), Candida Albicans(Candida. A)에 대하여 Paper disc법으로 생육저해환과 최소저해농도(MIC)를 평가하였다. Paper disc법으로 생육저해환을 측정한 결과 ET, EA, BT 모든 시료에서 S. aureus, S. epidermidis, E. coli, P. aeruginosa 균주에서 생육저해환이 관찰되었고 BT에서는 Candida. A 균주에 대한 생육저해환이 추가로 관찰 되었다. MIC 측정결과 EA 시료가 S. aureus, S. epidermidis, E. coli, P. aeruginosa 대하여 가장 낮은 농도를 보였다. 따라서 본 연구의 결과는 붉나무 열매 추출물이 다양한 항균스펙트럼을 가지고 있어 화장품에서 천연보존제로 활용 가능성이 높다고 사료 된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the antimicrobial activity was tested by Ethanol extract(ET), Ethyl acetate fraction(EA) and Butanol fraction(BT) of Rhus javanica L fruit as natural preservatives. The antimicrobial activity were tested by Paper disc method and minimum inhibitory concentration (MIC) for microorganisms (Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida Albicans). As a result of the antimicrobial activities of P. aeruginosa fruit extracts have shown the clear zone that S. aureus, S. epidermidis, E. coli, and P. aeruginosa. In BT, additional clear zones were observed for the Candida. The MIC results showed that EA samples showed the lowest concentrations for S. aureus S. epidermidis, E. coli, and P. aeruginosa. Accordingly, it can be concluded that these Rhus javanica L fruit extracts have the potential for antimicrobial materials for the cosmetic industry.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. The antimicrobial activity of Ethanol extract(ET) determined to clear zone of S. aureus, E. coli, S. epidermidis, P. aeruginosa, Candida. A.(A : Methyl Paraben, B : DMSO, C : 150.0 mg/mL, D : 100.0 mg/mL, E : 50.0 mg/mL)
표 Table 1. Diameter of clear zone measurement of Ethanol extract(ET) after 24 hours
$Fig. 2. The antimicrobial activity of Ethyl acetate fraction(EA) was determined to clear zone of S. aureus, E. coli, S. epidermidis, P. aeruginosa, Candida. A.(A : Methyl Paraben, B : DMSO, C : 150.0 mg/mL, D : 100.0 mg/mL, E : 50.0 mg/mL)$ 그림 Fig. 2. The antimicrobial activity of Ethyl acetate fraction(EA) was determined to clear zone of S. aureus, E. coli, S. epidermidis, P. aeruginosa, Candida. A.(A : Methyl Paraben, B : DMSO, C : 150.0 mg/mL, D : 100.0 mg/mL, E : 50.0 mg/mL)
$Table 2. Diameter of clear zone measurement of Ethyl acetate fraction(EA) after 24 hours.$ 표 Table 2. Diameter of clear zone measurement of Ethyl acetate fraction(EA) after 24 hours.
$Table 3. Diameter of clear zone measurement of Butanol fraction(BT) after 24 hours.$ 표 Table 3. Diameter of clear zone measurement of Butanol fraction(BT) after 24 hours.
$Fig. 3. The antimicrobial activity of Butanol fraction(BT) was determined to clear zone of S. aureus, E. coli, S. epidermidis, P. aeruginosa, Candida. A.(A : Methyl Paraben, B : DMSO, C : 150.0 mg/mL, D : 100.0 mg/mL, E : 50.0 mg/mL)$ 그림 Fig. 3. The antimicrobial activity of Butanol fraction(BT) was determined to clear zone of S. aureus, E. coli, S. epidermidis, P. aeruginosa, Candida. A.(A : Methyl Paraben, B : DMSO, C : 150.0 mg/mL, D : 100.0 mg/mL, E : 50.0 mg/mL)
$Table 4. Minimum inhibitory concentration of Rhus javanica L fruit extracts and fractions for microbial(S. aureus, E. coli. S. epidermidis, P. aeruginosa, Candida. A)$ 표 Table 4. Minimum inhibitory concentration of Rhus javanica L fruit extracts and fractions for microbial(S. aureus, E. coli. S. epidermidis, P. aeruginosa, Candida. A)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 붉나무 열매를 Ethanol로 추출하고 이를 Ethyl acetate, Butanol 용매로 분획하여 시료를 제조하였고 항균활성을 측정하여 천연 보존제로서 사용될 수 있는 가능성을 평가하였다.
붉나무의 대표적인 지표 성분으로 gallic acid와 methyl gallate가 있고 항산화 활성, 항염증, 항균활성이 있다고 보고되어있다[14]. 본연구에서는 천연 보존제로서 붉나무 열매의 활용 가능성을 확인하고자 Ethanol추출물과 그 분획에 대한 항균활성을 측정하였다.

제안 방법

시험에 사용된 균주는 37 ℃에서 24시간 동안 배양하여 활성화시킨 뒤 새 액체배지에 1 loop를 희석하여 사용하였다. 멸균된 면봉을 이용하여 균 배양용 한천평판배지(agar plate)에 균희석액을 고르게 도말하고 8 mm Paper disc(Advantec, Japan) 위에 농도별 추출물을 35 μL씩 분주한 다음 37 ℃의 incubator에서 24시간 배양하여 Paper disc 주위에 생성된 생육저해환(Clear zone, mm)의 직경으로 각 균에 대한 추출물의 항균력을 측정하였다.
붉나무 열매의 생육저해환은 Kim[15]의 방법을 변형하여 Paper disc method를 이용하여 측정하였다. 시험에 사용된 균주는 37 ℃에서 24시간 동안 배양하여 활성화시킨 뒤 새 액체배지에 1 loop를 희석하여 사용하였다.

대상 데이터

본 시험에 사용된 붉나무 열매는 한국 장뇌산삼 영농조합법인 붉나무 연구회에서 제공 받아 수행하였다. 용매추출에 사용된 Ethanol과 분획 추출에 사용된 Hexane, Chloroform, Ethyl acetate, Butanol은 DUKSAN(KOREA)에서 구입하였다.
본 실험에 사용된 붉나무 열매는 건조하여 믹서로 분쇄하여 사용하였다. 붉나무 열매 97.
용매추출에 사용된 Ethanol과 분획 추출에 사용된 Hexane, Chloroform, Ethyl acetate, Butanol은 DUKSAN(KOREA)에서 구입하였다. 시험에 사용된 균주는 Staphylococcus aureus(KCTC 1927), Escherichia coli(KCTC 2571), Staphylococcus epidermidis(KCTC 1917), Pseudomonas aeruginosa(KCTC 2513), Candida albicans(KCTC 7270)는 한국생명공학 연구원 생물자원센터(KCTC, Korea)에서 구입하여 배양 후 사용하였다. 균주 활성화 및 배양에 사용한 액체배지 Tryptic Soy Agar(TSA), Tryptic Soy Broth(TSB), Potato Dextrose Agar(PDA), Potato Dextrose Broth(PDB)는 Difco Lab.

데이터처리

본 연구의 실험은 각각 3회 실시하여 평균값으로 나타내었으며, Student's t-test를 이용하여 p < 0.05 유의수준에서 검증하였다.

이론/모형

붉나무 열매의 최소저해농도는 broth-dilution method[16]를 이용하여 측정하였다. 시험에 사용한 균주는 37 ℃에서 24시간 동안 배양하여 활성화시킨 뒤 새 액체배지에 1 loop를 희석하여 사용하였다.

성능/효과

2. 붉나무 열매의 항균력에 대하여 Paper disc 법으로 평가한 결과 Ethanol extract(ET), Ethyl acetate fraction(EA), Butanol fraction(BT)시료에서 농도 의존적으로 항균 활성이 나타났으며 S. aureus, S. epidermidis, P. aeruginosa 균주에서는 합성 보존제인 Methyl Paraben(MP)보다 더 우수한 항균력을 보였다.
3. Ethanol extract(ET), Ethyl acetate fraction (EA), Butanol fraction(BT)의 생육저해환의 크기를 비교하였을 때 EA에서 가장 큰 생육저해환을 관찰할 수 있었고 S. epidermidis 〉 S. aureus 〉 P. aeruginosa 〉 E. coli 순으로 항균효과를 나타내었다.
이상의 결과는 산수유 추출물의 방부효능에 대한 연구와[20] 천연 추출물의 항균효과 등 [21-23]과 비교하였을 때 붉나무 열매의 추출물은 우수한 항균효과를 나타내어 천연보존제로서의 활용 가능성을 확인하였으며 기존에 우수한 항균효과가 있다고 알려진 천연추출물과 혼합하여 사용하면 시너지 효과를 나타낼 수 있다고 사료된다. 또한 항균효과에 대한 본 연구 결과를 바탕으로 항균효과에 대한 추가적인 평가와 더불어 안전성 및 안정성에 대한 세부적인 평가 결과를 통하여 추후 화장품에 응용될 수 있는 천연보존제의 하나로서 합성보존제를 대체 할 수 있는 소재로 개발 가능성이 높다고 할 수 있다.

후속연구

이상의 결과는 산수유 추출물의 방부효능에 대한 연구와[20] 천연 추출물의 항균효과 등 [21-23]과 비교하였을 때 붉나무 열매의 추출물은 우수한 항균효과를 나타내어 천연보존제로서의 활용 가능성을 확인하였으며 기존에 우수한 항균효과가 있다고 알려진 천연추출물과 혼합하여 사용하면 시너지 효과를 나타낼 수 있다고 사료된다. 또한 항균효과에 대한 본 연구 결과를 바탕으로 항균효과에 대한 추가적인 평가와 더불어 안전성 및 안정성에 대한 세부적인 평가 결과를 통하여 추후 화장품에 응용될 수 있는 천연보존제의 하나로서 합성보존제를 대체 할 수 있는 소재로 개발 가능성이 높다고 할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	화장품에 사용하고 있는 합성보존제의 종류는 무엇인가요?	현재 대부분의 화장품은 합성보존제에 의존하고 있으며 그 기능은 제품 내에 미생물의 생육을 저해함으로써 제품에 안전성과 안정성을 부여하는 것이다[7]. 합성보존제의 종류로는 파라벤 (Paraben)류, 쿼터늄-15(Quaternium-15), 이미 다졸리디닐우레아(Imidazolidinylurea), 클로로페 네신(Chlorphenesin), 페녹시에탄올(Phenoxyethanol) 등이 있다[8]. 이들 합성보존제는 우수한 항균활성과 더불어 가격에 대한 경쟁력이 있는 반면 장기간 고농도로 사용 시 피부 자극이나 인체 독성을 나타낼 수 있어 천연항균물질을 주요 성분으로 함유한 천연보존제의 개발을 위한 연구들이 진행되고 있으며, 식물 유래의 천연성분에 대한 인식이 높아짐에 따라 인체에 부작용이 적은 생리활성물질을 다량 함유하는 각종 천연물 특히 한방 천연물을 이용한 연구가 활발히 이루 어지고 있다[9-10].
	붉나무(Rhus javanica L)가 무엇인가요?	붉나무(Rhus javanica L)는 옻나무과에 속하는 낙엽소교목으로 한국, 일본, 중국, 대만, 인도 등아시아 대륙에 분포한다. 붉나무는 열대아열대와 같이 더운 지방에서 기원하며.
	일정량의 보존제를 화장품에 첨가하는 이유는 무엇인가요?	화장품은 물과 오일이 주성분이며 글리세린과 솔비 톨과 같은 탄소원, 아미노산과 단백질과 같은 질소원이 추가로 배합되어 미생물이 생장할 수 있는 기본 조건을 갖추고 있다[4]. 화장품에 보존제가 첨가되지 않을 경우에는 오염된 미생물이 면역력이 약한 사람, 어린이 또는 상처 등을 통해 인체에 유입될 때 염증이나 피부 질환을 일으킬수 있으며, 병원성 미생물이 오염되어 있는 경우에는 인체에 심각한 해를 유발할 수도 있다. 또한 화장품이 미생물에 의해 변질되어 제품의 색이나 향이 변하거나 현탁 또는 점도가 떨어지는 제품의 물성 변화가 일어날 수 있다. 이런 물성 변화는 제품의 상품 가치를 떨어뜨리게 된다. 따라서 일정량의 보존제를 화장품에 첨가하게 된다 [5].

참고문헌 (23)

S. S. Kim, "Effects of Evaluation Criteria for Natural Cosmetics on Purchase and Word-of-month Intentions according to the LOHAS Class", Korean J Community Living Sci, Vol.26, No.1, pp. 145-154, (2015).

원문보기 상세보기
H. J. Kim, I. H. Lee, "The Effect of Consumption Value of Eco-Friendly Cosmetics on Norm in Female Coludlege Stents", Journal of the Korean Society Cosmetology, Vol.25, No.5, pp. 1119-1130, (2019).
M. K. Kim, "Comparison of Physiological Activityes Between Hot-water and Ethanol Extracts Ecklonia cava as Cosmetic Ingredient", J Invest Cosmetol, Vol.15, No.4, pp. 371-378, (2019).
H. S. Cho, S. W. Kang, J. H. Kim, H. W. Yu, E. Park, H. S. Chun, "Antioxidant and Antimicrobial Activities of Combined Extracts of Galla rhois, Achyranthes japonica Nakai, Terminalia chebula Retz and Glycyrrhiza uralensis", Korea Society for Biotechnology and Bioengineering, Vol.21, No.1, pp. 29-35, (2014).
H. S. Kim, K. W. Cho, D. K. Lee, "A Study on the Antimicrobial Activity and Preservative Effect of Thiamine Dilauryl Sulfate in Cosmetics", Korean Applied Science and Technology, Vol. 22, No. 3, pp. 212-218, (2005).
S. H. Kim, D. Y. Lim, "A Study of the proper Use of Cosmetics and Microbial Contamination over Time", J Kor Soc Cosm, Vol.15, No.3, pp. 1059-1065, (2009).
E. M. Cho, J. T. Bae, H. B. Pyo, G. S. Lee, "Antimicrobial Plant Extracts as an Alternative of Chemical Preservative: Preservative Efficacy of Terminalia chebula, Rhus Japonica(gallut) and Cinnmomum cassia Extract in the Cosmetic Formular, Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea", Vol.34, No.4, pp. 325-331, (2008).
S. Y. Yang, H. O. Boo, "Phenolic Compounds, Antimicrobial Effects and Tyrosinase Inhibition Activities of Cucumber Grown Greenhouse According to Cultivars and Growth Stages", Korean J Plant Res, Vol.26, No.5, pp. 645-651, (2013).

원문보기 상세보기
J. E. Ku, H. S. Han, J. H. Song, "The Recent Trend of the Natural Preservative Used in Cosmetics", Kor. J. Aesthet Cosmetol, Vol.11, No.5, pp. 835-844, (2013).
C. G. Son, E. S. Jang, S. K. Lee, K. J. Barng, "Consumer Perception and Evaluation of Cynanchi Atrati Radix Fermented Oriental Cosmetics for Skin Whitening", J. fash. bus, Vol.23, No.5, pp. 137-150, (2019).
J. S. Choi, S. D. Han, T. W. Jang, S. H. Lee, J. H. Park,"Antioxidant and anti-inflammatory activity of parts of Rhus javanica L", The Korean Society for Applied Biological Chemistry, Vol.62, No.2, pp. 195-202, (2019).

원문보기 상세보기
D. S. An, S. J. Seo, N. W. Kim, Y. S. Lee, "Anti-aging and Anti-inflammatory Activity of Rhus javanica Branches Extracts", J Invest Cosmetol, Vol.13, No.2, pp. 103-111, (2017).

상세보기
D. S. Lee, T. S. Min, D. S. Lee, "Antiviral activity of methanol extract from Rhus chinensis gall", J Appl Biol Chem, Vol.61, No.4, pp. 379-382, (2018).

원문보기 상세보기
J. Y. Oh, U. Choi, Y. S. Kim, D. H. Shin, "Isolation and Identification of Antioxidative Components from Bark of Rhus javanica Linne", Korean J Food Sci Technol, Vol.35, No.4, pp. 726-732, (2003).
H. J. Kim, J. W. Lee, Y. D. Kim, "Antimicrobial Activity and Antioxidant Effect of Curcuma lomga, Curcuma aromatica and Curcuma zedoaria", The Korean Society of Food Preservation, Vol.18, No.2, pp. 219-225, (2011).

원문보기 상세보기
M. R. Jang, J. E. Seo, J. H. Lee, M. S. Chung, G. H. Kim, "Antibacterial action against Food-Borne Pathogens by the volatile Flavor of Essential oil from Chrysanthemum morifolium Flower", The Korean Society of Food and Nutrition, Vol.23, No.2, pp. 154-161, (2010).
S. Y. Kang, B. S. Chang, "Ultrastructural Characteristics of Talcs Including General Cosmetics", The Journal of Cosmetological Science, Vol.6, No.4, pp. 381-387, (2010).
J. S. Song, E. H. Bae, "A Study on Analysis as a Case Study for the Cosmetic Container Through the improvement Cosmetics Microorganism Pollution", The Korean Society of Design Culture, Vol.21, No.4, pp. 297-307, (2015).
J. S. Ko, "Antimicrobial Coating Agent", Journal of the Korean Applied Science and Technology, Vol30. No.1, pp. 96-115, (2013).
J. C. Yang, "A Study on the Cosmetic Preservative Effects of Cornus officinalis seed Extracts", Journal of the Korean Applied Science and Technology, Vol.33, No.2, pp. 333-341, (2016).
J. Y. Lee, J. N. Lee, G. T. Lee, K. K. Lee, "Development of Antimicrobial Plant Extracts and its Application to Cosmetics", J. Soc. Cosmet. Scientists Korea, Vol.38, No.2, pp. 171-179, (2012).

원문보기 상세보기
J. H. Kim, E. J. Do, G. M. Lee, "Investigation of Anti-microbial Activity of Herbal Medicines Used as Natural Preservatives Based on the Analysis of Papers and Patents", J Physiol & Pathol Korean Med, Vol.29, No.1, pp. 101-113, (2015).

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E. J. Doh, S. H. Baek. G. M. Lee, "Comparison of Antimicrobial Activity of Specific Korean Medicinal Prescription for Natural Preservatives", Korean Herb. Med. Inf, Vol.3, No.2, pp. 1-6, (2015).

저자의 다른 논문 :

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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