KR100350911B1 - 도두로부터 분리한 항균 활성 추출물 및 그 제조 방법 - Google Patents

도두로부터 분리한 항균 활성 추출물 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도두로부터 분리한 항균 활성 추출물 및 그 제조 방법에 관한 것으로 도두로부터 유기용매 추출 및 수 추출한 조추출물들은 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스 (Trichophyton mentagrophytes;무좀균)의 생육을 억제하는 항균 활성을 나타내며 이 조추출물이나 정제하여 얻은 정제 분획을 함유시켜 제조한 피부 미용 제품 역시 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)의 생육을 억제하는 항균 활성을 나타내는 뛰어난 효과가 있다.

Description

도두로부터 분리한 항균 활성 추출물 및 그 제조 방법{Antimicrobial extract isolated from Canavalia gladiata and process for preparation thereof}
본 발명은 도두로부터 분리한 항균 활성 추출물 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 도두의 콩, 깍지, 잎, 줄기로부터 추출 분리 및 정제하여 얻은 피부병균의 생육을 억제하는 항균 활성 추출물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도두는 원래 열대 아시아가 원산지인 콩과 식물로 학명은 카나발리아 글라디아타(Canavalia gladiata(Jacq.) DC.)이며 우리 나라 중부 이남과 중국의 양자강 이남에서 재배되고 있다. 도두는 줄기 식물이며 콩깍지가 작두 칼과 같이 생겼다고 하여 작두콩 또는 칼콩이라 한다. 도두는 콩알이 빨간색과 흰색의 것이 있으며 콩알은 일반 콩에 비하여 10배나 크고, 꼬투리는 30∼40㎝, 폭은 5㎝나 된다.
도두에는 영양 성분으로 단백질, 전분, 지질과 각종 미네랄 및 비타민이 들어 있는데 특히 비타민 A와 C가 존재하며 비타민 B군도 일반 콩의 4∼5배나 많이 함유되어 있다. 또한 약리 작용 물질로는 가수분해 효소인 우레아제(urease), 혈구 응집소 및 카나바닌(canavanine)이라는 물질이 존재한다. 이러한 도두는 옛날부터 중국에서 한약 재료와 고급 요리에 사용되어 왔으며 동양 전통 약물 원색 도감에도 여러 가지 약효가 있는 것으로 알려져 있다. 현재 민간 요법으로 축농증, 치질 등 화농성 질환에 효과가 있다고 알려져 있다.
도두는 콩, 깍지, 줄기, 잎, 뿌리 등에 각각 다른 약효가 있는 것으로 알려져 있으나 현재까지 이러한 약효 성분에 관한 연구는 진행된 바가 없고 더 나아가 어떤 질병에 약효가 있는지도 과학적으로 검토된 바도 없다.
본 발명자들은 도두의 콩, 깍지, 잎, 줄기 등을 유기용매 또는 물로 추출한 추출물 및 정제한 정제액이 피부병을 유발시키는 균주의 생육을 억제함을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 피부병균의 생육을 억제하는 항균 활성 추출물을 도두로부터 추출 분리하여 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 상기 항균 활성추출물이 함유된 항균 제품을 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 항균활성 추출물의 추출 및 정제 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 상기 목적은 도두의 콩, 깍지, 줄기, 잎 부분의 유효 성분을 유기용매와 물로 각각 추출하고 이 조추출물의 항균 활성을 대장균, 고초균, 효모, 화농성균, 여드름균, 무좀균, 비듬균 등을 사용하여 발육 저지환 측정법으로 측정한 후 상기 측정 결과에 따라 가장 항균 활성이 우수한 추출물을 정제하여 비누 제조 시에 첨가하여 항균 활성이 있는 비누를 제조함으로써 달성하였다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.
도 1은 도두의 콩(1), 깍지(2), 잎(3)을 각각 수 추출한 추출물이 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균) 균의 생육을 억제하는 항균 활성을 나타내는 사진도이다.
도 2는 도두의 콩(1), 깍지(2), 잎(3)을 각각 수 추출한 추출물이 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균) 균의 생육을 억제하는 항균 활성을 나타내는 사진도이다.
본 발명은 도두의 콩, 깍지, 줄기, 잎 부분의 유효 성분을 메탄올, 에탄올, 아세톤, 1-부탄올, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트, 벤젠, 헥산 및 물로 각각 추출하는 단계; 에스체리키아 콜라이(Escherichia coli;대장균), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis;고초균), 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae;효모), 스타필로코크스 아우레우스(Staphylococcus aureus;화농성균), 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균), 피타이로스포룸 오바레(Pityrosporum ovale;비듬균) 균을 배양하여 상기 각각의 유기용매와 물로추출한 도두 추출물을 이용하여 균의 발육 저지환을 측정하고 각 부위별 도두 추출물의 항균 활성을 조사하는 단계; 각각의 유기용매 및 물로 추출한 각 부위별 도두 추출물 중 항균 활성이 가장 우수한 것으로 조사된 추출물만을 pH를 달리하여 용매로 다시 추출하면서 항균 활성을 조사하고 활성탄 컬럼 크로마토그라피를 이용하여 정제하는 단계; 상기 추출 정제한 본 발명 도두 추출물 정제 분획을 비누 제조 시에 첨가하여 항균 효과가 있는 비누를 제조하는 단계로 구성된다
상기 구성 단계에 의하면 본 발명 도두의 각 부위별 추출물은 추출 용매에 따라 차이가 있지만 대부분 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)에 강력한 항균 활성을 나타냈으며 상기 균주들은 피부병을 유발시키는 균주이다. 따라서 본 발명 도두 추출물을 비누, 샴푸, 연고, 로션, 에센스, 팩, 젤, 그 외 화장품 등에 첨가할 경우 피부 미용에 효과적인 제품을 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용한 도두는 춘천에서 재배한 것을 도두산업에서 구입하여 사용하였으며 도두는 콩, 깍지, 줄기, 잎을 분리하여 시료로 사용하였다.
본 발명에서 항균 활성 측정을 위하여 사용한 에스체리키아 콜라이(Escherichia coliKCCM 11234;대장균), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilisKCCM 11316;고초균), 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiaeKCCM 11991;효모), 스타필로코크스 아우레우스(Staphylococcus aureusKCCM 12255;화농성균), 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnesKCTC 3314;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(TrichophytonmentagrophytesKCTC 6085;무좀균), 피타이로스포룸 오바레(Pityrosporum ovaleKCTC 7546;비듬균) 균은 한국종균협회(KCCM)와 생명공학연구소내 유전자은행(KCTC)로부터 분양받아 사용하였다.
본 발명에서 피검균을 배양하기 위한 배지로는 에스체리키아 콜라이는 트립틱케이스 소이 브로스 (trypticase soy broth), 바실러스 서브틸리스는 영양 브로스 (nutrient broth), 사카로마이세스 세레비지에는 Y.M. 배지(Y.M. medium), 스타필로코쿠스 아우레우스는 마이크로코쿠스 배지(micrococcus medium), 프로피오니 박테리움 아크네스는 GAM 반고체 배지(GAM semisolid medium), 트리코파이톤 멘타그로파이테스는 사보우라우드 덱스트로스 배지 (sabouraud dextrose medium), 피타이로스포룸 오발레는 피타이로스포룸 배지(pityrosporum medium)를 사용하였다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시 예를 들어 설명하고자 하지만 본 발명의 권리 범위는 이들 실시 예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 본 발명 도두 추출물 제조
도두의 콩, 깍지, 줄기, 잎을 세절한 후 각각의 시료 10g에 10배의 유기용매와 물을 각각 넣고 상온에서 24시간 방치한 후 진탕 추출을 반복하였다. 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 아세톤, 1-부탄올, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트, 벤젠, 헥산이였으며 유기용매 추출 후 증발시키고 증류수에 녹여 항균 활성 측정에 이용하였다.
실시예 2: 본 발명 도두 추출물의 항균 활성
상기 실시 예 1에서 준비한 도두 각 부위별 유기용매 및 수 추출물의 항균 활성은 에스체리키아 콜라이(Escherichia coli;대장균), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis;고초균), 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae;효모), 스타필로코크스 아우레우스(Staphylococcus aureus;화농성균), 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균), 피타이로스포룸 오바레(Pityrosporum ovale;비듬균) 균을 대상으로 발육 저지환 측정법으로 측정하였다. 즉, 상기 균주들을 배양 배지에 이식하고 본 발명 도두 각 부위별 유기용매 추출물과 수 추출물을 각각 이용하여 28℃에서 48∼96시간 배양하면서 저지환을 측정하였다. 실험 결과, 표 1에 도두 콩으로부터 얻은 유기용매 추출물의 항균 활성을 나타낸 바와 같이 디클로로메탄(dichloromethane)과 에틸 아세테이트(ethyl acetate) 추출물이 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)에 강한 항균 활성을 나타내었다. 표 2에는 도두 깍지로부터 얻은 유기용매 추출물, 표 3에는 도두 줄기의 유기용매 추출물, 표 4에는 도두 잎의 유기용매 추출물의 항균 활성을 나타낸 것으로 도두 깍지, 줄기, 잎은 모두 메탄올과 에탄올 추출물에서 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)에 대하여 항균 활성을 나타내었다. 수 추출물의 경우는 표 5에 나타낸 바와 같이 도두의 콩, 깍지, 줄기, 잎 모두에서 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)에 대해 항균 활성을 나타내었으며 특히 도두 깍지와 잎 수 추출물의 항균 활성이 우수하였다. 항균 활성이 특히 우수한 깍지와 잎의 수 추출물의 항균 활성은 도 1과 도 2에 나타낸 사진도에서도 확인할 수 있었다. 결과적으로 저지환의 크기로 보거나 각 부위별 추출물의 항균 활성 유무에 따라 여러 유기용매로 도두 콩, 깍지, 줄기 및 잎을 추출한 추출물보다 수 추출물의 항균 활성이 우수함을 알 수 있었다.
여러 유기용매로 추출한 도두 콩 추출물의 항균 활성
에스체리키아 콜라이 바실러스서브틸리스 사카로마이세스 세레비지에 스타필로코크스아우레우스 프로피오니박테리움아크네스 트리코파이톤멘타그로파이테스 피타이로스포룸오바레
메탄올 - - - - - - -
에탄올 - - - - - - -
아세톤 - - - - - - -
1-부탄올 - - - - - - -
디클로로메탄 - - - - 15.5 21.2 -
에틸아세테이트 - - - - 17.4 22.4 -
벤젠 - - - - - - -
헥산 - - - - - - -
[주] 단위: 저지환(mm)
여러 유기용매로 추출한 도두 깍지 추출물의 항균 활성
에스체리키아 콜라이 바실러스서브틸리스 사카로마이세스 세레비지에 스타필로코크스아우레우스 프로피오니박테리움아크네스 트리코파이톤멘타그로파이테스 피타이로스포룸오바레
메탄올 - - - - 11.2 15.9 -
에탄올 - - - - 10.2 15.2 -
아세톤 - - - - - - -
1-부탄올 - - - - - - -
디클로로메탄 - - - - - - -
에틸아세테이트 - - - - - - -
벤젠 - - - - - - -
헥산 - - - - - - -
[주] 단위: 저지환(mm)
여러 유기용매로 추출한 도두 줄기 추출물의 항균 활성
에스체리키아 콜라이 바실러스서브틸리스 사카로마이세스 세레비지에 스타필로코크스아우레우스 프로피오니박테리움아크네스 트리코파이톤멘타그로파이테스 피타이로스포룸오바레
메탄올 - - - - 10.5 16.1 -
에탄올 - - - - 9.8 15.1 -
아세톤 - - - - - - -
1-부탄올 - - - - - - -
디클로로메탄 - - - - - - -
에틸아세테이트 - - - - - - -
벤젠 - - - - - - -
헥산 - - - - - - -
[주] 단위: 저지환(mm)
여러 유기용매로 추출한 도두 잎 추출물의 항균 활성
에스체리키아 콜라이 바실러스서브틸리스 사카로마이세스 세레비지에 스타필로코크스아우레우스 프로피오니박테리움아크네스 트리코파이톤멘타그로파이테스 피타이로스포룸오바레
메탄올 - - - - 14.5 20.3 -
에탄올 - - - - 12.3 17.6 -
아세톤 - - - - - - -
1-부탄올 - - - - - - -
디클로로메탄 - - - - - - -
에틸아세테이트 - - - - - - -
벤젠 - - - - - - -
헥산 - - - - - - -
[주] 단위: 저지환(mm)
도두 각 부위의 수 추출물의 항균 활성
콩 깍지 줄기 잎
에스체리키아 콜라이 - - - -
바실러스 서브틸리스 - - - -
사카로마이세스 세레비지에 - - - -
스타필로코쿠스 아우레우스 - - - -
프로피오니 박테리움 아크네스 16.2 24.0 10.5 22.4
트리코파이톤멘타그로파이테스 17.4 32.0 12.4 31.5
피타이로스포룸 오바레 - - - -
[주] 단위: 저지환(mm)
실시예 3: 본 발명 도두 추출물 정제
본 실시 예에서는 상기 실시 예 2에서 얻은 결과에 따라 여러 유기용매 추출물보다 항균 활성이 우수한 수 추출물을 산성과 알칼리성 조건하에서 다시 유기용매로 추출하고 가장 활성이 좋은 부위와 용매 종류를 결정한 후 정제를 행하였다.즉, 상기 실시 예 1에서 추출한 도두 깍지와 잎의 수 추출물을 혼합하여 각각 산성(pH 3.0) 과 알칼리성(pH 12.0)으로 조절하여 부탄올, 에틸 아세테이트 및 헵탄을 이용하여 추출한 후 용매를 제거하고 물에 용해시켜 항균 활성을 발육 저지환 측정법으로 측정하였다. 실험 결과, 표 6에 나타낸 바와 같이 pH 12.0에서 에틸 아세테이트로 추출하였을 때 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)에 대하여 가장 좋은 항균 활성을 나타내었다.
pH를 조절하여 유기용매로 다시 추출한 본 발명 도두 수 추출물의 항균 활성
pH 3.0 pH 12.0
트리코파이톤멘타그로파이테스 프로피오니박테리움아크네스 트리코파이톤 멘타그로파이테스 프로피오니박테리움아크네스
부탄올 26.6 - 29.1 -
에틸 아세테이트 24.4 - 30.8 24.2
헵탄 24.7 23.0 31.6 20.0
[주] 단위: 저지환(mm)
상기 결과에 따라 최종적으로 항균 활성이 가장 우수한 것으로 확인된 pH 12.0의 에틸 아세테이트로 용매 추출한 추출물을 감압 농축한 다음 물에 용해시켜 활성탄 컬럼 크로마토그라피(column chromatograpy)하여 활성 분획을 얻었다. 각 분획에 따른 항균 활성은 역시 발육 저지환 측정법으로 측정하였으며 결과는 표 7에 나타낸 바와 같이 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)에 대하여 활성을 나타내었다.
활성탄 컬럼 크로마토그라피로 정제한 분획의 항균 활성
분획 트리코파이톤 멘타그로파이테스 프로피오니박테리움 아크네스
1 23.4 20.2
2 22.9 19.4
3 20.2 13.4
4 13.7 11.6
5 - -
6 - -
7 - -
[주] 단위: 저지환(㎜)
실시예 4: 본 발명 도두 추출물 정제 분획을 함유하는 비누 제조
본 실시 예에서는 항균 활성을 나타내는 도두 추출물 정제 분획을 함유시켜 제조할 수 있는 제품 중 하나인 비누를 제조하였으며 이 비누의 항균 활성을 발육저지환 측정법으로 측정하였다. 상기 실시 예 3에서 도두의 잎과 깍지로부터 얻어 정제한 분획 1을 비누 총 중량에 대해 0중량%, 2중량%, 4중량%, 6중량%, 8중량% 및 10중량% 첨가하여 비누를 제조하였다. 상기 함량대로 제조한 비누를 각각 0.01g씩 취하여 물 10㎖에 용해시킨 후 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균) 균을 배양하여 저지환을 측정하여 항균 활성을 측정하였다. 실험 결과, 표 8에 나타낸 바와 같이 도두의 잎과 깍지 활성 성분을 첨가하여 제조한 비누는 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)의 생육을 억제하였다. 특히, 추출물 6%가 첨가된 비누에서 가장 강한 항균 활성을 나타내었고 6중량% 이후에는농도가 증가하여도 저해 활성은 거의 일정하였다. 따라서, 비누 제조시 약효 성분의 첨가량이 6중량%일 때 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)의 생육이 효과적으로 억제되는 것을 알 수 있었다.
본 발명 도두 추출물을 첨가하여 제조한 비누의 항균 활성
첨가 농도(%) 트리코파이톤 멘타그로파이테스 프로피오니박테리움 아크네스
0 10.1 8.9
2 12.6 9.8
4 14.1 10.5
6 14.8 11.4
8 14.6 10.2
10 14.5 9.8
[주] 단위: 저지환(mm)
본 발명의 도두로부터 분리한 조추출물과 정제 분획은 피부병을 유발하는 미생물 균주에 대하여 생육 억제능이 있으므로 비누 제품은 물론 샴푸, 연고, 로션, 에센스, 팩, 젤 외 화장품에도 유용하게 사용할 수 있다.
이상, 상기 실시 예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명은 도두로부터 유기용매 추출 및 수 추출한 조추출물들은 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스 (Trichophyton mentagrophytes;무좀균)의 생육을 억제하는 항균 활성을 나타내며 이 조추출물을 정제하여 얻은 정제 분획은 물론 이를 함유시켜 제조한 피부 미용제품 역시 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes;여드름균), 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes;무좀균)의 생육을 억제하는 항균 활성을 나타내는 뛰어난 효과가 있으므로 세제 및 화장품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

  1. 도두의 콩, 깍지, 잎, 줄기를 물 추출하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 프로피오박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes; 여드름균) 및 트라코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes; 무좀균)에 항균 활성을 가지는 조추출물.
  2. 도두의 콩을 디클로로메탄 또는 에틸 아세테이트로 추출하거나 도두의 깍지, 잎, 줄기를 메탄올 또는 에탄올로 추출하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 프로피오박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes; 여드름균) 및 트라코파이톤 멘타그로 파이테스(Trichophyton mentagrophytes; 무좀균)에 항균 활성을 가지는 조추출물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조추출물들을 pH가 3.0과 pH 12.0로 조절하여 부탄올, 에틸 아세테이트 및 헵탄 중 선택된 어느 하나로 한번 더 추출한 후 활성탄 컬럼 크로마토그라피로 정제하여 얻은 것을 특징으로 하는 프로피오박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes; 여드름균) 및 트라코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes; 무좀균)에 항균 활성을 가지는 도두 분획물.
  4. 도두의 콩, 깍지, 줄기, 잎을 세절하여 10배에 해당하는 물 또는 디클로로메탄, 에틸 아세테이트, 메탄올 및 에탄올 중에서 선택된 어느 하나의 용매를 각각 넣고 상온에서 24시간 방치한 후 진탕 추출을 반복하는 것을 특징으로 하는 프로피오박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes; 여드름균) 및 트라코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes; 무좀균)에 항균 활성이 있는 도두 조추출물 추출방법.
  5. 제4항의 방법으로 제조된 도두 조추출물을 각각 pH 3.0과 알칼리성 pH 12.0으로 조절하여 부탄올, 에틸 아세테이트 및 헵탄으로 한번 더 추출한 후 용매를 제거하고 물에 용해시켜 활성탄 컬럼 크로마토그라피하여 정제하는 것을 특징으로 하는 프로피오박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes; 여드름균) 및 트라코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes; 무좀균)에 항균 활성이 있는 도두 조추출물 정제방법.
  6. 삭제
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