KR102442630B1

KR102442630B1 - 저농도 에탄올과 천연 항균시너지 기술을 이용한 임상 방역용 조성물

Info

Publication number: KR102442630B1
Application number: KR1020200120446A
Authority: KR
Inventors: 이민석; 박선민
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2022-09-08
Also published as: KR20220037682A

Abstract

본 발명은 저농도 에탄올과 함께 천연 항균물질인 중쇄지방산 및 유기산을 유효성분으로 포함하는 임상 방역에 유용하게 사용할 수 있는 살균용 조성물에 관한 것으로, 자세하게는 25 ~ 35(v/v)% 범위의 저농도 에탄올에 카프릴산과 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 세정제 조성물, 상기 조성물을 포함하는 소독제 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 상온에서 미생물을 살균하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 살균용 조성물은 저농도 에탄올에 극미량의 카프릴산 및 구연산을 조합하는 경우 상온(15℃ ~ 25℃)에서도 30초 이내에 메티실린 내성 황색포도상구균과 같은 항생제 내성균을 효과적으로 살균, 제어할 수 있는바, 본 발명의 조성물은 임상 및 의료 분야 뿐 아니라 공공장소 등 일상 환경의 방역에서도 유용하게 사용될 수 있다.

Description

저농도 에탄올과 천연 항균시너지 기술을 이용한 임상 방역용 조성물{Disinfectant composition targeting nosocomial pathogens based on low-concentration ethanol and natural antimicrobial synergism}

본 발명은 저농도 에탄올과 함께 천연 항균물질인 중쇄지방산 및 유기산을 유효성분으로 포함하는 임상 방역에 유용하게 사용할 수 있는 살균용 조성물에 관한 것으로, 자세하게는 25 ~ 35(v/v)% 범위의 저농도 에탄올에 카프릴산과 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 세정제 조성물, 상기 조성물을 포함하는 소독제 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 상온에서 미생물을 살균하는 방법에 관한 것이다.

에탄올(Ethanol; C₂H₅OH)은 세균, 바이러스, 기생충, 및 진균을 대상으로 광범위한 항균 효능을 나타내는 대표적인 소독제이다. 에탄올 기반 소독제 제품들은 항균 유효성분으로 62~90% 수준의 에탄올을 함유하고 있으며, 기타 제품의 물성을 안정적으로 유지하기 위한 보습제, 점증제 등의 보조제를 미량 포함한다. 에탄올 소독제는 인체 피부, 표면 등 위생 관리를 위해 병원과 같은 임상환경 뿐 아니라 학교, 사무실 등 공공장소에서도 보편적으로 활용되고 있다.

고농도의 에탄올은 강력한 항균효능을 보유함에도 불구하고 인체 유해성과 관련하여 지속적으로 논란이 일어왔다. 예를 들어 인체 피부에 적용할 시 피부각질층의 수분 보유력(water retention capacity)을 감소시키고 건선 악화를 촉진할 수 있다는 보고가 이뤄진 바 있다. 또한 병원 내 신생아, 미숙아는 면역계가 불완전하여 근접한 거리 내에서 에탄올 소독제를 분사할 시 에탄올 기체 흡입으로 인해 독성이 발생할 가능성이 존재한다. 그러나 이러한 인체 자극을 줄이기 위해 에탄올을 낮은 농도(40% 이하)로 사용할 경우 항균력이 급격히 감소하여 소독제로서의 기능성을 갖추기 어렵다.

슈퍼 박테리아는 항생제에 내성을 보유한 감염 미생물을 일컬으며 이들에 대한 적합한 치료법을 찾기 어려워 치료기간이 연장되고 사망률이 증가, 의료비용이 상승하는 등 공중보건에 큰 위협을 가함과 동시에 막대한 사회경제적 손실을 발생시키는 요인으로 거론된다. 예를 들어 항생제 내성균인 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus)의 경우 임상 감염을 유발하는 대표적인 그람양성 병원균으로 미국에서 연간 19,000명의 입원환자들을 사망에 이르게 하는 것으로 보고되었다. 항생제 내성을 갖춘 그람양성균의 경우 특히 외부 스트레스에 대한 저항성이 크며 그로 인해 살균·소독제를 이용한 제어가 더더욱 어렵다.

한편, 카프릴산(Caprylic acid, octanoic acid; C₈H₁₆O₂)과 구연산(Citric acid, C₆H₈O₇)은 각각 중쇄지방산과 유기산에 속하며 국내 식품 첨가물 공전에 등록되어 있는 천연 첨가물 제제이다. 중쇄지방산은 대장균, 살모넬라균과 같은 장내 병원성 미생물을 포함하여 다양한 병원균에 우수한 항균 효과를 나타낸다. 그러나 상온에서 용해도가 낮아 (20℃에서 물 100 ml 당 0.0055-0.068 g 용해) 쉽게 고형으로 용출되므로 일반적으로 상온 처리되는 표면살균제 및 손 소독제 등의 유효 항균물질로 사용하기에 제한적이다. 특히, 카프릴산 및 라우릭산의 경우 Log Po/w(n-옥탄올/물 분배계수) 값이 4 이상으로 높아 미생물의 세포막을 투과·혼란시키는 기능이 뛰어나므로 소량 처리만으로도 높은 항균효과를 기대할 수 있으나 상온에서는 그 효능이 급감한다는 한계점이 있다. 구연산은 항균 활성이 있는 것으로 알려져 있으나, 낮은 농도에서는 단독 사용에 따른 항균활성이 거의 없으며, 미량만으로도 pH가 상당히 낮아(0.58% 구연산의 pH 2.07; 1.15% 구연산의 pH 1.94) 일정 수준 이상으로는 인체 피부에 직접적인 사용이 어려운 문제점이 있다.

이러한 배경 하에, 본 발명자는 항생제 내성균과 같이 임상환경에서 2차 감염을 포함한 심각한 질병을 일으키며 제어가 어려운 난멸성 병원체를 대상으로 소독제의 실사용 환경 조건인 상온(15 ~ 25℃)에서, 초단시간(15초) 내 고효율로 살균력을 나타낼 수 있는 친환경 소재를 발굴하고자 노력하였으며, 그 결과 25 ~ 35(v/v)% 범위의 저농도 에탄올에 극미량의 카프릴산 및 구연산을 조합하는 경우 상온에서도 30초 이내에 메티실린 내성 황색포도상구균과 같은 항생제 내성균을 효과적으로 살균, 제어할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

한국공개특허 제10-2015-0090559호

따라서 본 발명의 목적은 상온(15℃ ~ 25℃)에서도 초단시간(15초) 내에 난멸성 항생제 내성균을 효과적으로 사멸시킬 수 있는 살균용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 이용한 세정제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용한 소독제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용하여 상온(15℃ ~ 25℃)에서도 초단시간(15초) 내에 미생물을 살균하는 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 에탄올은 농도 범위가 25 ~ 35(v/v)%일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 카프릴산은 0.01 ~ 0.07(v/v)% 농도로 포함될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 구연산은 0.005 ~ 0.02(w/v)% 농도로 포함될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 에탄올, 카프릴산 및 구연산은 각각 30 ~ 35(v/v)%, 0.01 ~ 0.05(v/v)% 및 0.005 ~ 0.01(w/v)%의 농도로 포함될 수 있다.

상기 조성물은 장출혈성대장균(Escherichia coli O157:H7, E. coli O157:H7), 살모넬라균(Salmonella spp.), 엔테로코쿠스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물에 대한 살균 활성을 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 15℃ ~ 25℃의 상온에서 살균 활성을 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 세정제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 소독제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 살균 대상에 처리하는 단계를 포함하는, 살균방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 처리하는 단계는 15℃ ~ 25℃의 상온에서 25 ~ 35 초간 이루어질 수 있다.

본 발명의 살균용 조성물은 저농도 에탄올에 극미량의 카프릴산 및 구연산을 조합하는 경우 상온(15℃ ~ 25℃)에서도 30초 이내에 메티실린 내성 황색포도상구균과 같은 항생제 내성균을 효과적으로 살균, 제어할 수 있는바, 본 발명의 조성물은 임상 및 의료 분야 뿐 아니라 공공장소 등 일상 환경의 방역에서도 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 에탄올(35 v/v(%)), 카프릴산 및 구연산의 단독 처리군 및 에탄올과 구연산 또는 에탄올과 카프릴산 2종의 조합 처리군에서 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다(*: 1반복 이상 실험결과에서 균이 완전저감(검출한계 미만)된 것으로 관찰된 처리군).
도 2는 에탄올(35 v/v(%)), 카프릴산 및 구연산의 3종의 조합 처리군에서 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다(*: 1반복 이상 실험결과에서 균이 완전저감(검출한계 미만)된 것으로 관찰된 처리군).
도 3은 에탄올(20 v/v(%)), 카프릴산 및 구연산의 3종의 조합 처리군에서 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다.

본 발명은 에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물을 제공한다.

본 명세서에서 ‘에탄올(ethanol)’은 수소 원자 하나를 하이드록시기로 치환한 화합물로서, 화학식은 C₂H₅OH 이다. 에탄올은 무색투명한 휘발성 액체로, 특유한 냄새와 맛을 가지며, 인체에 흡수되면 흥분이나 마취 작용을 일으킨다. 에탄올(ethanol)은 화학 약품의 합성 원료, 용제, 연료, 알코올성 음료 따위로 쓰인다.

본 명세서에서 ‘카프릴산(Caprylic acid)’은 코코넛오일 등에서 얻어지는 탄소수 8개의 이중결합이 없는 포화지방산으로서 화학식은 C₈H₁₆O₂ 이며, 상온에서 물에 대한 용해도는 0.0055-0.068 g/물 100 ml이다.

본 명세서에서 ‘구연산’은 시트르산 (citric acid)을 통상적으로 부르는 이름이며 트리카복실산(tricarboxylic acid)으로서 C₆H₈O₇의 화학식을 갖는다. 약 유기산으로서 자연에서는 감귤, 레몬 등에서 주로 발견된다. 매년 수백만 톤의 시트르산이 생산되어 식품의 감미제나 방향제로 사용된다. 또한, 살균 효과가 있어서 베이킹 소다 등과 함께 친환경 살균제로도 널리 이용된다.

본 발명의 살균용 조성물에 유효성분으로 포함되는 에탄올은 저농도의 에탄올로서, 농도 범위가 25 ~ 35(v/v)%인 것이 바람직하다.

본 발명의 살균용 조성물에 유효성분으로 포함되는 카프릴산은 0.01 ~ 0.07(v/v)% 농도일 수 있으며, 바람직하게는 0.015 ~ 0.05(v/v)%일 수 있다.

본 발명의 살균용 조성물에 유효성분으로 포함되는 구연산은 0.005 ~ 0.02(w/v)% 농도일 수 있으며, 바람직하게는 0.005 ~ 0.01(w/v)일 수 있다.

본 발명의 살균용 조성물은 장출혈성대장균(Escherichia coli O157:H7, E. coli O157:H7), 살모넬라균(Salmonella spp.), 엔테로코쿠스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물에 대한 살균 활성을 가질 수 있다.

본 발명의 살균용 조성물은 상온에서 살균 활성을 가질 수 있다.

일반적으로 ‘상온’이라 함은 연중 평균적인 온도로서 바깥 대기 중의 평균적인 온도를 의미하며, 식품공전에서 정의되는 상온의 온도범위는 15℃ 내지 25℃이다. 따라서 본 명세서에서 ‘상온’이라 함은 15℃ 내지 25℃ 온도로 정의될 수 있다.

통상적으로, 그람 양성균은 세포막이 펩티도글리칸 층에 의해 그람 음성균보다 두껍고, 특히 메티실린내성 황색포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, 이하 간략하게 ‘MRSA’라 약칭함)의 경우 항생제 내성 기전을 가지고 있기 때문에 타 균주들에 비해 저항성이 강한 균주로 인정받고 있다. 한편, 종래 연구에 의하면 동일한 조건에서 카프릴산 처리 시 MRSA의 내성이 다른 균주들에 비해 현저히 높으며 이로 인한 항균물질 처리 시 세균 저감활성이 낮은 것으로 알려져 있다. 따라서 타 균주들에 비해 저항성이 강한 MRSA에 대한 살균활성을 갖는 경우 다른 세균에 대한 살균활성도 갖는다고 판단됨이 당업계에서는 자명하다 할 것이다.

본 발명의 하기 실시예에서는, 에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 조성물의 살균활성을 평가하기 위하여 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA) 3개 균주(ATCC 33591, 33592, 43300)를 실험에 사용하였으며, 상기 성분의 조합에 따른 상온에서의 초단시간(30초) 내에 두드러지게 우수한 살균 활성을 실험을 통해 입증하였다. 특히 35(v/v)% 농도의 에탄올, 0.05(v/v)% 농도의 카프릴산 및 0.005 ~ 0.01(w/v)% 농도의 구연산을 조합한 조성물의 경우 메티실린내성 황색포도상구균이 100% 완전 사멸된 것을 확인하였다.

그러므로 에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 메티실린내성 황색포도상구균을 포함한 다양한 세균에 대한 살균활성을 갖는다 하겠다.

또한, 본 발명은 상기 조성물(에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물)을 포함하는 세정제 조성물을 제공한다.

본 발명에 있어서, 용어 ‘살균’은 세균, 효모, 곰팡이 등의 미생물을 사멸시키는 것을 의미한다.

본 발명의 세정제 조성물은 손 세정제 또는 바디 세정제 등을 예시할 수 있으나, 특별히 그 종류를 한정하는 것은 아니다.

상기 ‘손 세정제’는 전술한 에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물을 포함하는 한, 통상적인 손 세정제에 대한 제조방법, 재료 등이 통용될 수 있다.

예를 들어, 상기 손 세정제는 습윤제로서 글리세린을 포함할 수 있다. 손 세정제에 존재하는 습윤제는 세정제의 사용 시 피부에 유리하게 놓여질 수 있어, 피부에 존재하는 지질 및 필수적 오일을 지속시키도록 돕는다. 적합한 습윤제의 특별한 예로는, 글리세린, 글리세린 유도체, 소듐 하이알루로네이트(sodium hyaluronate), 하이알루론산(hyaluronic acid), 베타인(betaine), 아미노산, 글리코사미노글리칸(glycosaminoglycans), 꿀, 소르비톨, 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜, 폴리올, 설탕, 하이드로겐화 전분 하이드롤리세이트, 소듐 PCT와 같은 PCA 염, 락산, 락테이트, 우레아 등을 포함한다.

또한, 상기 손 세정제는 연화제를 포함할 수 있다. 적합한 연화제는 석유계 오일, 페트로라툼(petrolatum), 식물성 오일, 미네랄 오일, 천연 또는 합성 오일, 라놀린 및 그 유도체, 지방 에스테르, 글리세롤 에스테르 및 유도체, 프로필렌 글리콜 에스테르 및 유도체, 알콕실레이트된 카르복실산, 알콕실레이트된 알코올, 지방 알코올, 지방산 및 이들의 혼합물과 같은 오일을 포함한다.

적합한 에스테르는 이로 한정하는 것은 아니지만, 세틸 팔미테이트, 스테아릴 팔미테이트, 세틸 스테아레이트, 이소프로필 라우레이트, 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 지방 알코올은 이로 한정하는 것은 아니지만, 옥틸도데카놀, 라우릴, 미리스틸, 세틸, 스테아릴, 베헤닐 알코올, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 유칼립톨, 세테르아릴 글루코시드, 디메틸이소소르빅 폴리글리세릴-3 세틸 에테르, 폴리글리세릴-3 데실테트라데카놀, 프로필렌 글리콜 미리스틸 에테르, 및 이들의 혼합물과 같은 에테르가 또한 적합하게 연화제로서 사용될 수 있다.

적합한 천연 지방 또는 오일은 지방, 오일, 에센션 오일, 에센션 지방산, 비-에센셜 지방산, 인지질 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 천연 지방 및 오일은 피부의 천연 배리어에서 발견된 에션셜 및 비-에센셜 지방산의 원료를 제공할 수 있다. 적합한 천연 지방 또는 오일의 특별한 예는 시트러스 오일(citrus oil), 올리브 오일, 아보카도 오일, 아프리코트 오일(apricot oil), 바바수 오일(babassu oil), 카멜리아 오일(camellia oil), 카놀라 오일(canola oil), 카스토르 오일(castor oil), 코코넛 오일, 콘 오일, 면실유, 에뮤 오일(emu oil), 달맞이꽃 종자유(evening primrose oil), 하이드로겐화된 면실유, 하이드로겐화된 팜핵유(hydrogenated palm kernel oil), 말이이트화된 대두유(maleated soybean oil), 메도우 폼 오일(meadowfoam oil), 팜 핵유, 땅콩유, 유채유(rapeseed oil), 포도씨유(grapeseed oil), 홍화씨유(safflower oil), 스핑고지질(sphingolipids), 아마씨유(seed almond oil), 톨유(tall oil), 라우릭산(lauric acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 리놀레익산(linoleic acid), 스테아릴 알코올(stearyl alcohol), 라우릴 알코올(lauryl alcohol), 미리스틸 알코올(myristyl alcohol), 베헤닐 알코올(behenyl alcohol), 로즈 힙 오일(rose hip oil), 칼렌듈라 오일(calendula oil), 카모마일 오일(chamomile oil), 유칼립투스 오일(eucalyptus oil), 쥬니퍼 오일(juniper oil), 샌들우드 오일(sandlewood oil), 티 트리 오일(tea tree oil), 해바라기 유(sunflower oil), 대두유(soybean oil), 타미유(thyme oil) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 조성물(에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물)을 포함하는 소독제 조성물을 제공한다.

본 발명의 소독제 조성물은 손 소독제, 인체용 소독제, 병실용 소독제, 동물용 소독제 등을 예시할 수 있으나, 특별히 그 종류를 한정하는 것은 아니다.

현재 시판되는 일반적인 손 소독제는 에탄올, 이소프로판올, 염화벤잘코늄, 크레졸, 과산화수소수 중 하나를 주성분으로 사용하고 있고, 알코올을 60 내지 70%의 비율로 포함하는 젤 형태가 물을 사용치 않는 손 소독제로 가장 일반적이다. 이러한 손 소독제는 주원료로 사용되는 에탄올, 이소프로판올, 염화벤잘코늄, 크레졸 또는 과산화수소수 등과 같은 합성 화학물질을 사용함에 따라 알러지, 건선 악화 등 피부 트러블 등과 같은 피부질환이 문제되고 있다.

그러나 본 발명의 소독제 조성물은 25 ~ 35(v/v)% 범위의 저농도 에탄올에 극미량의 카프릴산 및 구연산을 조합하여 상온에서도 30초 이내에 메티실린 내성 황색포도상구균과 같은 항생제 내성균을 효과적으로 살균, 제어할 수 있는바, 종래 시판되는 소독제 대비 인체에 무해하고 안전한 특성을 갖는다.

본 발명의 소독제 조성물은 무향일 수 있으며, 또한, 향취(fragrance)를 부여하도록 천연 방향제를 첨가할 수도 있다.

상기 천연 방향제로서는, 로즈마리(rosemary), 라벤더(lavender), 장미(rose), 라반딘(lavandin), 레몬(lemon), 로즈 우드(rosewood), 만다린(mandarin), 쟈스민(jasmine), 바실(basil), 백단향(sandalwood), 베르가모트(bergamot), 시트로넬라(citronella), 오렌지(orange), 유칼립투스(eucalyptus), 캐모마일(chamomile), 팔마로사(palmarosa) 또는 마조람(majoram) 등의 식물로부터 수득한 천연 추출물 또는 정유(essential oil)를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 소독제 조성물은 천연 점증제를 더 포함할 수 있다. 천연 점증제는 조성물에 발생될 수 있는 기포의 안전성을 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어, 천연 고분자인 전분, 잔탄검, 로커스트빈검, 카라기난, 펙틴 젤라틴 등의 천연 소재의 점증제를 혼합할 수 있으며, 제조된 소독제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.0001 내지 10중량%의 양으로 혼합될 수 있다.

또한, 본 발명의 소독제 조성물은 용도에 따라 pH를 달리하여 제조할 수 있으며, pH 조절을 위하여 천연 pH 조절 물질을 이용해 pH를 낮출 수 있으며, 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 등을 이용해 pH를 높이도록 구성할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명에 소독제 조성물은 액체, 젤, 에멀젼, 에어로졸 형태로 제형화하여 제조할 수 있으나, 특별히 제형을 한정하는 것은 아니다.

병원성 세균으로 인한 질병을 갖는 환자를 치료하고 있는 병원의 병실 소독 및 의료종사자의 손, 인체, 옷과 의료기기를 소독하는 문제는 간단치 않다. 일반적으로, 강산, 강염기 또는 염소계 소독제를 사용하여 소독하는데, 본 발명의 소독제 조성물은 타 균주에 비해 저항성이 강한 메티실린내성 황색포도상구균을 상온(15-25℃) 조건에서 초단시간(30초)에 효과적으로 사멸시키는바, 실제로 의료분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 소독제 조성물은 동물 소독이나 축사 소독, 축산 농가 및 농부의 직접 소독을 가능케 한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물(에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물)을 살균 대상에 처리하는 단계를 포함하는, 살균방법을 제공한다.

상기 조성물을 살균 대상에 처리하는 단계는 15℃ ~ 25℃의 상온에서 25 ~ 35 초간 이루어질 수 있는바, 고온이나 고압과 같은 조건 없이도 쉽고 빠르게 진행될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

본 발명의 조성물의 살균 효과 검증을 위한 실험의 준비

<1-1> 사용균주 및 배양

항생제 내성, 그람양성균의 생물학적 특성 상 두꺼운 세포벽으로 인한 높은 스트레스 저항성 등을 고려하여 일상 및 임상 환경에서 제어가 어려운 메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) 3개 균주(ATCC 33591, 33592, 43300)를 실험에 사용하였다. 각 균주를 멸균 튜브에 담긴 3 ml의 증균배지 Mueller Hinton broth (Difco, Becton Dickinson, Sparks, MD, USA)에 30 μl씩 분주하여 37℃에서 24시간 배양하였으며, 배양한 3가지 균주 증균액을 50 ml 멸균 플라스틱 튜브에 모두 혼합하여 원심분리하였다(3,000 g, 15분). 상등액을 제거하고 동량의 0.85% 멸균 생리식염수를 이용해 펠렛을 2회 세척하였으며, 다시 동량의 멸균 생리식염수를 이용해 펠렛을 재현탁하여 균액을 제조하였다.

참고로, 본 발명자는 동일한 조건에서 카프릴산 처리 시 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA)의 내성이 다른 균주들에 비해 현저히 높으며 이로 인한 카프릴산 처리 시 세균 저감활성이 가장 낮은 것을 이전 연구에서 확인하였다(결과 미도시). 따라서, 타 균주들에 비해 저항성이 강한 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA)에 대한 살균활성을 갖는 경우 다른 세균에 대한 살균활성도 높을 것으로 판단되었는바, 본 실험에서는 살균 효과 검증을 위해 대표적인 균주로서 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA)을 이용하였다.

<1-2> 카프릴산, 구연산 표준용액 준비

카프릴산(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)을 98% 에탄올에 용해하여 0.75~2.5% (v/v) 표준용액을 제조하였다. 구연산(Sigma-Aldrich)은 멸균한 증류수에 용해하여 1, 10% (w/v) 표준용액을 만든 후 이를 적정 비율로 희석하여 0.5~10% (w/v) 표준용액을 제조하였다.

<1-3> 에탄올, 카프릴산, 및 구연산의 처리 방법

멸균 튜브에 멸균 증류수를 용매로 카프릴산 및 구연산의 표준용액과 에탄올을 희석하여 표 1에 기술한 최종농도가 되도록 첨가하여 처리용액을 제조하였다. 처리용액이 담긴 멸균 튜브를 22℃ 교반항온수조에 넣어 용액 온도를 22℃로 조정하였다. 앞서 준비한 균액(8~9 log CFU/ml)을 처리용액에 접종하고 다시 처리용액을 22℃ 교반항온수조에서 15초 간 방치한 후 평판배지인 Mueller Hinton Agar (MHA; Difco, Becton Dickinson, Sparks, MD, USA)에 도말하였다(검출 한계: 1.7 log CFU/ml).

<실험예 1>

에탄올, 카프릴산, 구연산의 메티실린 내성 황색포도상구균에 대한 살균력 확인

본 실험에서는 에탄올, 카프릴산, 구연산 이들의 각각 또는 조합에 따른 살균력을 평가하기 위하여, 구성의 다양한 조합을 변화시켜 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정하였다. 하기 표 1에서는 비교예 1-18 및 실시예 1-11을 자세히 나타내었다.

자세하게는, 멸균 튜브에 멸균 증류수를 용매로 카프릴산 및 구연산의 표준용액과 에탄올을 희석하여 하기 표 1에 기술한 최종 농도가 되도록 첨가하여 처리용액을 제조하였다. 처리용액이 담긴 멸균 튜브를 22℃ 교반항온수조에 넣어 용액 온도를 22℃로 조정하였다. 앞서 준비한 균액(8~9 log CFU/ml)을 처리용액에 접종하고 다시 처리용액을 22℃ 교반항온수조에서 15초 간 방치한 후 평판배지인 Mueller Hinton Agar (MHA; Difco, Becton Dickinson, Sparks, MD, USA)에 도말하였다(검출 한계: 1.7 log CFU/ml). 이후, 균액을 도말한 MHA를 37℃에서 24시간 배양하였다. 균수는 MHA에 형성된 콜로니수를 계수하여 산출하였고, 균 농도를 log 값으로 나타내었다. 초기 접종균수를 측정하기 위하여 멸균 증류수에 상기의 균액을 동일하게 접종하여 동일한 실험을 수행하였다. 초기 접종균수(Nc)와 처리 후 균수(Nt)를 토대로 각 조건별 균의 저감화값(Nc/Nt)을 산출하였다. 모든 실험은 5회 이상 반복 수행하였다.

참고로, 에탄올과 구연산에 조합되는 카프릴산의 농도가 0.1 v/v(%)를 넘어가게 되는 경우, 조성물의 pH가 2.37 ~ 2.55 범위로 나타나 강한 산성을 띄게 되는데(결과 미도시), 이러한 경우 피부에 매우 자극적인 문제점이 있다. 학계에서 제시하는 바에 따르면 인체 피부의 pH는 3.0에서 6.5 사이에 해당하며, 일반적인 인체 피부 pH 범위보다도 낮은 경우 외피용 소독제로써의 활용이 어려울 수 있는바, 본 실험에서는 조성물의 피부 안전성을 고려하여 0.1 v/v(%) 미만의 농도에서 범위를 설정하였다.

비교예 1-18 및 실시예 1-11

구분	에탄올	카프릴산	구연산
구분	농도 v/v(%)	농도 v/v(%)	농도 w/v(%)
비교예 1	0	0	0.005
비교예 2	0	0	0.01
비교예 3	0	0.015	0
비교예 4	0	0.03	0
비교예 5	0	0.06	0
비교예 6	0	0.015	0.005
비교예 7	0	0.015	0.01
비교예 8	0	0.03	0.005
비교예 9	0	0.03	0.01
비교예 10	0	0.05	0.005
비교예 11	0	0.05	0.01
비교예 12	35	0	0
비교예 13	20	0.01	1
비교예 14	20	0.001	1
비교예 15	20	0.0001	1
비교예 16	20	0.01	0.5
비교예 17	20	0.001	0.5
비교예 18	20	0.0001	0.5
실시예 1	35	0	0.005
실시예 2	35	0	0.01
실시예 3	35	0.015	0
실시예 4	35	0.03	0
실시예 5	35	0.06	0
실시예 6	35	0.015	0.005
실시예 7	35	0.015	0.01
실시예 8	35	0.03	0.005
실시예 9	35	0.03	0.01
실시예 10	35	0.05	0.005
실시예 11	35	0.05	0.01

그 결과는 하기 표 2 및 도 1-3에서 자세히 나타내었다.

먼저, 비교예 12(35% 저에탄올 단독 처리군)의 경우 메티실린 내성 황색포도상구균을 대상으로 1 log 미만의 미미한 저감효과(항균능)가 관찰되었다(0.29 log 저감).

또한, 비교예 13-18은 에탄올 20%, 카프릴산 0.0001-0.01%, 구연산 0.5-1%로 구성되었는데 이들 모두 1 log 미만의 저감효과를 나타내었다(0.3~0.4 log 수준의 저감). 실시예 6-11에서 제시된 조성과는 달리 항균 시너지 효과가 유발되지 않아 살균효과가 미미한 수준에서 그친 것으로 관찰되었다. 이를 통해, 카프릴산과 구연산에 조합되는 에탄올 농도는 35%가 효과적임을 확인하였다.

한편, 비교예 1-2(구연산 단독 처리군)에 비해 실시예 1-2(에탄올+구연산 조합 처리군)의 항균능이 현저하게 높아진 것을 확인하였다. 비교예 1, 2에서는 모두 1 log 미만의 항균효과가 관찰되었으나, 실시예 1, 2에서는 3 log 이상의 항균효과가 관찰되었다(99.9% 이상). 이는 구연산과 저에탄올을 조합 처리할 시, 각 물질의 항균능을 단순히 더한 효과(additive effect)에서 더 나아가 증폭되는 시너지 효과(synergistic effect)가 유도되기 때문인 것으로 분석되었다(최대 3.2 log 시너지 발생).

또한, 비교예 3-5(카프릴산 단독 처리군)에 비해 실시예 3-5(에탄올+카프릴산 조합 처리군)에서 또한 항균능이 현저하게 높아진 것을 확인하였다. 비교예 3-5에서는 모두 1 log 미만의 항균효과가 관찰되었으나, 실시예 3-5에서는 최대 4 log 이상의 항균효과가 관찰되었다(99.99% 이상). 실시예 5의 경우 저에탄올과 0.05% 카프릴산의 조합으로 4.6 log 이상의 저감효과가 관찰되었으며, 1반복 이상 실험결과에서 균이 완전 저감됨(not detected, ND)을 확인하였다(최대 3.4 log 이상의 시너지 발생).

또한, 실시예 6-11(에탄올+카프릴산+구연산 조합 처리군)은 모두 4 log 이상의 항균효과(99.99% 이상)를 나타내었다. 실시예 6-8은 비교예 6-8 및 12에 비해 항균효과가 약 4 log 수준으로 증폭되는 결과를 나타내어 항균 시너지가 가장 크게 유발된 것으로 분석되었다(최대 4.5 log 시너지 발생). 실시예 8-11의 경우 5 log에 가까운 항균효과를 나타내는 것으로 확인했으며(99.999% 수준; 4.8~5.0 log 저감), 특히 실시예 10-11의 경우 1반복 이상 실험결과에서 균이 완전 저감됨(ND)을 확인하였다.

한편, 실시예 1-11의 조성물은 모두 pH가 3.0 ~ 6.5 범위로 나타나, 인체 피부에 안전한 pH를 갖는바, 손소독제 등 외피용 소독제로 사용되기에 적합한 것을 확인할 수 있었다.

비교예 1-18 및 실시예 1-11의 살균력 및 pH 비교

구분	Average reduction (단위: log CFU/ml)	Standard Error	pH
비교예 1	0.01	0.02	3.73
비교예 2	0.04	0.04	3.47
비교예 3	0.02	0.03	4.09
비교예 4	0.09	0.04	3.88
비교예 5	0.90	0.29	3.78
비교예 6	0.01	0.03	3.68
비교예 7	0.04	0.04	3.44
비교예 8	0.04	0.05	3.61
비교예 9	0.27	0.11	3.42
비교예 10	2.66	0.23	3.57
비교예 11	2.77	0.24	3.40
비교예 12	0.29	0.13	5.70
비교예 13	0.36	0.01	n/a*
비교예 14	0.33	0.01	n/a
비교예 15	0.34	0.06	n/a
비교예 16	0.44	0.00	n/a
비교예 17	0.26	0.07	n/a
비교예 18	0.30	0.09	n/a
실시예 1	3.21	0.36	3.93
실시예 2	3.48	0.36	3.73
실시예 3	1.90	0.54	4.47
실시예 4	3.39	0.33	4.33
실시예 5	4.57	0.31	4.20
실시예 6	4.21	0.21	3.90
실시예 7	4.28	0.20	3.70
실시예 8	4.84	0.25	3.89
실시예 9	4.92	0.18	3.67
실시예 10	4.89	0.17	3.87
실시예 11	4.96	0.12	3.65

* n/a: Data 조사되지 않음

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

살균용 조성물로서,
상기 조성물은 에탄올, 카프릴산 및 구연산을 유효성분으로 포함하고,
상기 에탄올, 카프릴산 및 구연산은 각각 30 ~ 35(v/v)%, 0.01 ~ 0.05(v/v)% 및 0.005 ~ 0.01(w/v)%의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 살균용 조성물.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 조성물은 장출혈성대장균(Escherichia coli O157:H7, E. coli O157:H7), 살모넬라균(Salmonella spp.), 엔테로코쿠스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물에 대한 살균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 살균용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 15℃ ~ 25℃의 상온에서 살균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 살균용 조성물.
제1항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 세정제 조성물.
제1항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 소독제 조성물.
제1항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 살균 대상에 처리하는 단계를 포함하는, 살균방법.
제10항에 있어서,
상기 처리하는 단계는 15℃ ~ 25℃의 상온에서 25 ~ 35초간 이루어지는 것을 특징으로 하는 살균방법.