KR20020035478A - 미생물 내성 조성물 - Google Patents

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피터 프란시스 페네시
로빈 스튜어트 시몬즈
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스칸드레트 존 디
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Abstract

본 발명은 락토퍼옥시다제 시스템 (LPS)과 같은 퍼옥시다제 시스템을 항미생물 지방산 또는 지방산 유도체와 조합하여, 상승작용성 항미생물 조성물을 생성시키는 것에 관한 것이다. 이러한 조성물은 표면, 및 식품 또는 화장품을 미생물에 대해 내성이 되도록 해주는 데에 유용한 것으로 기술된다. 이러한 조성물의 한 가지 바람직한 형태는 락토퍼옥시다제, 모노라우린 또는 소듐 도데실 설페이트, 과산화물원, 및 티오시아네이트 이온을 함유한다.

Description

미생물 내성 조성물 {MICROBIALLY RESISTANT COMPOSITIONS}
락토퍼옥시다제(LP)는 밀크(milk) 및 점액 분비물(예를 들어, 타액, 눈물 및 장 분비물) 중의 천연 비면역 방어 시스템의 일부인 효소이다. LP는 다수의 천연 보조인자와 함께 결합하여 현저한 항미생물 활성을 지니는 락토퍼옥시다제 시스템 (LPS)을 형성한다.
LPS에는 LP(우유로부터 추출), 과산화물원 및 보조인자(일반적으로 티오시아네이트)가 포함되어 있다. 많은 경우, 글루코스 산화효소(미생물원으로부터 유래됨) 및 글루코스가 포함되어 과산화수소원을 제공한다. 효소 시스템을 사용하는 것이 종종 바람직한데, 이는 이러한 시스템이 과산화물 전달이 유지되는 것을 보장해주기 때문이다. 그러나, 이것은 혐기적 조건에서는 직접적인 과산화물원이 필요할 수 있으므로 호기적 조건을 필요로 한다.
LP를 촉매로 하면서 보조인자가 티오시아네이트인 반응은 항미생물 활성을 나타내는 수명이 짧은 티오시아네이트의 중간 산화 생성물을 생성시킨다. LP는 과산화물을 이용하여 물의 존재하에서 티오시아네이트 이온의 산화를 촉매함으로써 하이포티오시아나이트 이온 (OSCN-)을 생성시킨다. 그 후, 하이포티오시아나이트는 세균막상의 술프히드릴기와 반응하면서 세균에 돌발적인 효과를 미치는 것으로 믿어진다.
LPS는 그람-네거티브 세균(예를 들어, 대장균(E. coli), 예르시니아 엔터콜리티카(Yersinia entercolitica), 슈도모나스 종(Pseudomonas spp.), 살모넬라 종(Salmonella spp.), 캄필로박터 종(Camphylobacter spp.))에 대해서는 살균성이고, 그람-포지티브 세균(리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 스태필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 스트렙토코커스 종(Streptococcus spp.))에 대해서는 정균성인 것으로 간주된다. LPS는 몇몇 경우에 항바이러스 활성을 지니는 것으로 또한 제시되었다.
LPS의 초점은락토퍼옥시다제의 사용에 있지만, 몇몇 경우, 그 밖의 퍼옥시다제, 특히 GRAS 상태의 퍼옥시다제가 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 이러한 시스템은 퍼옥시다제 시스템(PS)으로 일반적으로 일컬어지며, LPS는 하나의 예에 불과하다.
다수의 지방산의 항미생물 효과는 또한 잘 입증되어 있다. 가장 활성인 것들은 중간 사슬 지방산인 라우르(도데칸)산 및 미리스트(테트라데칸)산이다. 지방산은 그람-포지티브 세균에 대해 특히 효과적인 것으로 간주되고, 지방산 유도체인 모노라우린(1-모노도데카노일-랙-글리세롤)은 가장 활성인 것으로 일반적으로 간주된다. 또한, 항바이러스 활성(피막성 바이러스에 대해)이 소듐 도데실 설페이트를포함하는 지방산 유도체에 대해 주장되어 왔다.
모노라우린은 에멀션화제로서 GRAS 상태에 있으며, 주로 식물성 쇼트닝에 사용되고 어느 정도까지는 아이스크림 및 베이킹(baking)된 제품에 사용된다.
모노라우린은 식품 시스템에 항미생물제로서 사용되는 라우리시딘(Lauricidin)로서 시판된다. 그러나, 이것은 필요한 농도 및 처리된 식품 생성물의 관능적 특성에 미치는 결과적인 효과로 인해 광범하게 허용되지는 않아왔다.
본 출원인들은 현재 PS(예를 들어, LPS)와 지방산/모노라우린과 같은 지방산 유도체가 조합된 형태로 사용될 수 있으며, 조합된 경우, 항미생물 효과가 성분들의 공지된 효과를 기초로 하여 예측될 수 있는 효과를 능가한다는 것을 발견하였다. 따라서, 본 발명은 대체로 상승작용성 상호작용 또는 향상된 항미생물 효과의 이러한 의외의 발견을 기초로 한다.
본 발명은 미생물 내성 조성물 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 조성물의 사용 방법 및 이러한 조성물을 첨가하거나 적용함으로써 미생물 내성이 된 제품에 관한 것이다.
본 발명이 상기에서 광범위하게 설명되고 있지만, 실시예를 제공해주는 하기 설명되는 양태를 포함하는 것으로 또한 이해될 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 1㎖ 당 8 x 106cfu의 비율로 스태필로코커스 아우레우스(S. aureus)로 접종된 육즙 배양물(특수 제조된 보존 배양물의 1% 접종물에 상응함) 중에서의 세균의 성장에 대한 모노라우린 농도의 효과를 보여주는 그래프이다. 600nm에서 측정된 광학 밀도(OD)는 세균 세포수의 지표로서 사용되었다.
도 2는 1㎖ 당 1.5 x 106cfu의 비율로 대장균으로 접종된 육즙 배양물(특수 제조된 보존 배양물의 0.05% 접종물에 상응함) 중에서의 다양한 조성물에 의한 세균의 성장의 억제를 보여주는 그래프이다.
도 3은 1㎖ 당 4 x 105cfu의 비율로 스태필로코커스 아우레우스로 접종된 육즙 배양물(특수 제조된 보존 배양물의 0.05% 접종물에 상응함) 중에서의 다양한 조성물에 의한 세균의 성장의 억제를 보여주는 그래프이다.
도 4는 1㎖ 당 8 x 106cfu의 비율로 스태필로코커스 아우레우스로 접종된 육즙 배양물(특수 제조된 보존 배양물의 1% 접종물에 상응함) 중에서의 다양한 조성물에 의한 세균의 성장의 억제를 보여주는 그래프이다.
도 5는 1㎖ 당 1.5 x 106cfu의 비율로 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)로 접종된 육즙 배양물(특수 제조된 보존 배양물의 0.05% 접종물에 상응함) 중에서의 다양한 조성물에 의한 세균의 성장의 억제를 보여주는 그래프이다.
도 6은 1㎖ 당 3 x 107cfu의 비율로 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)로 접종된 육즙 배양물(특수 제조된 보존 배양물의 1% 접종물에 상응함) 중에서의 다양한 조성물에 의한 세균의 성장의 억제를 보여주는 그래프이다.
발명의 상세한 설명
상기 광범위하게 정의된 바와 같이, 본 발명의 주요 초점은 미생물 내성 조성물에 있다. 이러한 조성물은 PS와 항미생물 지방산 또는 지방산 유도체 성분의 상승작용성 조합을 통해 항미생물 효과를 발휘한다.
본 출원인들이 발견한 의외의 결과는 PS의 항미생물 효능이 항미생물 지방산 성분을 첨가함으로써 현저하게 보강될 수 있다는 것이다. 항미생물 효능의 개선은 그에 맞게 향상되거나 상승작용성이다. 이러한 상승작용은 대장균과 같은 그람-네거티브 미생물에 대해 특히 분명히 나타난다.
PS는 3가지 성분을 필요로 한다. 이들 성분은 차례로 퍼옥시다제, 과산화물원 및 보조인자이다. 보조인자는 중간 항미생물 산화 생성물을 생성시키는 성분이다. 적합한 보조인자의 예로는 티오시아네이트 및 할라이드(특히, 요오드화물)이 있다.
퍼옥시다제 자체는 시판되는 제품 중의 어느 하나일 수 있다. GRAS 상태의 퍼옥시다제가 바람직하며, 락토퍼옥시다제가 특히 바람직하다.
과산화물은 직접 첨가되거나 (예를 들어, 과산화수소로서), 적합한 기질의 효소 분해된 생성물일 수 있다. 예를 들어, 글루코스 옥시다제와 글루코스의 조합은 과산화수소원을 제공할 수 있다. 나트륨 퍼카보네이트 기초 시스템이 또한 사용될 수 있다.
PS의 성분들은 당 분야의 표준량으로 제공될 것이다. 예를 들어, 퍼옥시다제가 락토퍼옥시다제이고, 과산화물원이 글루코스/글루코스 옥시다제이고, 보조인자가 티오시아네이트인 경우, 이러한 성분들은 액체 배지에 다음과 같은 양(㎎/ℓ)으로 포함될 수 있다:
LP6.85
글루코스 옥시다제3.17
글루코스31.7
SCN-29.0
고체 기질의 경우, 동일한 성분들이 예를 들어 다음과 같은 양(㎎/㎏)으로 포함될 수 있다:
LP205
글루코스 옥시다제9.5
글루코스31.7
SCN-200
지방산 또는 지방산 유도체 성분은 일반적으로 C8-C16지방산 또는 유도체일것이다. 그러나, C10, C12및 C14지방산이 일반적으로 가장 항미생물성인 것으로 간주되므로, 지방산 성분이 지방산 그 자체의 형태로 첨가되는 경우에는 이러한 지방산이 바람직하다.
항미생물 유도체를 사용하는 것은 지방산에 대한 에스테르 또는 이들의 염을 사용하는 것을 포함한다. 본 출원인들이 유용한 것으로 밝혀낸 한 가지 특정 에스테르는 모노라우린(Lauricidin) 이다. 소듐 도데실 설페이트염이 적합한 유도체로서 또한 사용될 수 있다.
지방산 성분은 순수한 형태일 필요가 없다는 것이 또한 강조되어야 한다. 유용한 지방산/지방산 유도체는, 항미생물 성분의 필수적인 비율이 존재함을 보장해주도록 지질이 처리된 우유 지방 또는 코코넛 오일의 추출물과 같은 혼합물에 포함될 수 있다.
지방산 성분과 PS와의 상승작용을 유도시키기 위해, 상승작용적 유효량의 지방산/지방산 유도체가 존재해야 한다는 것을 본 출원인들은 발견하였다. 이러한 양은 항미생물 지방산이 표준 우유(여기서, 지질은 주로 트리글리세리드의 형태로 존재함)에 존재하는 정도 보다 많으며, 이는 PS + 지방산 성분이 밀크에 적용되는 경우에 현저하게 향상된 효과적인 항미생물 결과가 달성된다는 본 출원인들의 발견을 반영해준다.
특히, 본 출원인들은 상승작용성 항미생물 효과가 지질을 함유하는 조성물에서 생성되는 경우, 항미생물 지방산/지방산 유도체가 조성물 중의 전체 지질을 기준으로 하여 5 중량% 이상의 양으로 존재해야 함을 결정지었다.
본 발명은 하기의 제한적이지 않은 실험 섹션을 참조로 하여 이제 예시될 것이다.
발명의 요약
따라서, 첫 번째 일면에 있어서, 본 발명은 다음 성분들, 즉, (a) (ⅰ) 퍼옥시다제, (ⅱ) 과산화물원 및 (ⅲ) 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자를 포함하는 퍼옥시다제 시스템(PS)과, (b) 하나 이상의 지방산 또는 지방산 유도체의 혼합물을 형성시키는 것을 포함하여 미생물 내성 조성물을 제조하는 방법으로서, 상기 지방산 또는 유도체는 상기 PS와 상호작용하여 향상된 항미생물 효과를 생성시키기에 유효한 양으로 존재하는 방법을 제공한다.
"향상된 항미생물 효과"란 용어는 하나 이상의 타입의 미생물에 대해 개개의 성분들의 공지된 특성으로부터 예측되는 효과 보다 살미생물성인 항미생물 효과를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "미생물"은 세균, 바이러스, 진균 또는 원충 기원의 생물을 포함하는, 미생물성 병원체, 무효 입자 및 부패 생물을 의미한다.
바람직하게는, 상기 지방산은 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체이다.
바람직하게는, 퍼옥시다제는 락토퍼옥시다제이다.
편리하게는, 퍼옥시다제는 과산화수소이다.
바람직하게는, 보조인자는 티오시아네이트 또는 요오드화물로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 티오시아네이트이다.
바람직하게는, 성분(b)는 C8, C10, C12, C14및 C16지방산 또는 이들의 유도체로부터 선택된 항미생물 지방산이거나 이를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 성분(b)는 지방산의 항미생물 에스테르 또는 이의 염이거나 이를 포함한다.
더욱 더 바람직하게는, 성분(b)는 모노라우린(1-모노도데카노일-랙-글리세롤) 또는 이의 염, 즉, 소듐 도데실 설페이트이거나 이를 포함한다.
가장 바람직한 양태에 있어서, 성분(b)는 모노라우린이다.
편리하게는, 항미생물 지방산 또는 지방산의 유도체는 조성물에 존재하는 전체 지질을 기준으로 하여 5 중량% 이상의 양으로 존재한다.
바람직하게는, 본 발명의 조성물은 나머지 성분(들)을 이미 함유하는 미리 형성시킨 혼합물에 하나 이상의 성분을 첨가함으로써 형성된다.
편리하게는, 미리 형성시킨 혼합물은 식품용, 화장품용 또는 건강관리용 생성물이다.
식품 생성물은 식이 보충물 또는 기능성 식품일 수 있다. 이는 또한 낙농제품, 육류제품 또는 어류제품일 수 있다.
식품 생성물은 또한 동물 사료일 수 있으며, 이의 가장 단순한 형태에 있어서는 물일 수 있다.
대안적으로, 본 발명의 조성물은 형성될 때에 상기 성분들이 혼합된 형태로 구성된다.
한 가지 또 다른 일면에 있어서, 본 발명은 (ⅰ) 퍼옥시다제, (ⅱ) 과산화물원, (ⅲ) 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자 및 (ⅳ) 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체로부터 선택된 둘 이상의 성분을 포함하는, 미생물 내성 조성물의 제조에 사용하기에 적합한 제조용 조성물로서, 퍼옥시다제 및 과산화물원은 둘 모두 존재하는 경우에 독립된 형태로 유지되는 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 퍼옥시다제는 락토퍼옥시다제이다.
한 가지 또 다른 일면에 있어서, 본 발명은 별도의 용기에 퍼옥시다제 및 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체를 포함하는, 미생물 내성 조성물의 제조에 사용하기에 적합한 제조용 팩을 제공한다.
바람직하게는, 퍼옥시다제는 락토퍼옥시다제이다.
바람직하게는, 상기 팩은 과산화물원 및/또는 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자를 추가로 포함한다. 제공되는 경우, 과산화물원 및/또는 상기 보조인자는 별도의 용기에 존재한다.
한 가지 또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 퍼옥시다제, 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자 및 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체를 포함하는 항미생물 조성물로서, 상기 지방산 또는 이의 유도체는 과산화물의 존재하에서 상기 퍼옥시다제 및 상기 보조인자와 상승적으로 상호작용하여 향상된 항미생물 효과를 생성시키기에 유효한 양으로 존재하는 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 퍼옥시다제는 락토퍼옥시다제이다.
바람직하게는, 상기 항미생물 조성물은 과산화물원을 추가로 포함한다.
본 발명의 조성물은 추가의 항미생물 제제 또는 킬레이팅 제제를 또한 포함할 수 있다.
바람직하게는, 추가의 항미생물 제제는 페놀, 유기산, 박테리오신, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물, 또는 락토페린과 같은 밀크로부터 추출되거나 밀크에 존재하는 항미생물 성분들 또는 이러한 성분들의 혼합물로부터 선택된다.
바람직하게는, 킬레이팅 제제는 EDTA 이다.
한 가지 또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 상기 규정된 방법에 의해 제조되는 미생물 내성 생성물을 제공한다.
한 가지 또 다른 일면에 있어서, 본 발명은 다음 성분들, 즉, (ⅰ) 퍼옥시다제, (ⅱ) 과산화물원, (ⅲ) 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자 및 (ⅳ) 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 이의 항미생물 유도체를 포함하는 생성물로서, 미생물의 성장에 내성인 생성물을 제공한다.
바람직하게는, 퍼옥시다제는 락토퍼옥시다제이다.
바람직하게는, 상기 생성물은 그람 포지티브 및 그람 네거티브 세균 둘 모두의 성장에 대해 내성이다.
한 가지 형태에 있어서, 상기 생성물은 식이 보충물, 기능성 낙농제품, 육류제품, 어류제품 또는 동물 사료와 같은 식품 생성물이다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 생성물은 화장품용 생성물이다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 생성물은 건강관리용 생성물이다.
또 다른 일면에 있어서, 본 발명은 유효량의 상기 규정된 항미생물 조성물을 표면에 적용하는 단계를 포함하여 표면을 처리하는 방법을 제공한다.
한 가지 양태에 있어서, 표면은 식품 생성물의 제조 및/또는 취급에 사용되는 표면이다.
최종 일면에 있어서, 본 발명은 생성물에 유효량의 상기 규정된 항미생물 조성물을 첨가하는 단계를 포함하여, 생성물이 미생물 내성이 되도록 처리하는 방법을 제공한다.
실험
섹션 A
재료
세균 균주, 배지 및 화학물질
리스테리아 모노사이토제네스 균주 L45 및 스태필로코커스 아우레우스 균주 R37을 로저 쿡(Roger Cook) 박사 (the Meat Industries Research Institute of New Zealand strain culture collection)로부터 입수하였고, 대장균 O157:57 균주 NCTC 12900을 헤더 브룩스(Heather Brooks) 박사 (the Department of Microbiology, University of Otago strain culture collection)로부터 입수하였다. 모든 균주의 보존 배양물을 탈지 밀크에서 -70℃에서 저장하였고, 필요한 경우, 플레이트 카운트 아가(Plate Count Agar, PCA)(Difco Laboratories, Detroit, Michigan, USA) 또는 혈액 한천배지(BA)(5% 인간 전혈 (Dunedin Public Hospital, Dunedin, NZ)이 보충된 콜럼비아 아가 베이스(Columbia Agar Base) (GIBCO BRL, Life Tech Ltd, Paisly UK))상으로 계대배양하였다. 정규 사용된 균주를 플레이트 배양물로서 유지시켰고, 2주 마다 계대배양하였다. 모든 상업용 배지를 제조업자의 지시에 따라 제조하였다. 모노라우린(1-모노라우로일-랙-글리세롤)(Sigma Chemical Co., StLouis, MO, USA)을, 에탄올 10mL에 1g을 용해시키고, 1mL 부피로 분배시키고, 필요할 때까지 -20℃에서 저장함으로써 준비하였다. 모든 LPS 성분들을 필터 살균시켰다. 글루코스(Sigma)를 MilliQ 물 100㎖에 글루코스(Sigma) 18.016g을 용해시키고 3mL 부피로 분배함으로써 준비하고, 필요할 때까지 실온(RT)에서 저장하였다. 글루코스 옥시다제(GOX)와 글루코스 옥시다제를 시그마(Sigma)로부터 입수하였고; 락토퍼옥시다제를 타투아 바이올로직스(Tatua Biologics; Morrinsville, NZ)로부터 입수하였고; 나트륨 또는 칼륨 티오시아네이트를 바이오 세라 에스에이 리미티드(Bio Serae SA Limited; Montolieu, France)로부터 입수하였다.
방법
시험 시스템
성장 실험을 8mL 토드-헤위트(Todd-Hewitt) 육즙(THB)을 함유하는 100 x 15mm 스크루 캡핑된 유리 시험관에서 수행하였다. 필요에 따라, 모노라우린을 각각의 시험관에 첨가한 후, 121℃에서 15분간 고압멸균시켰다. 필요에 따라, 성분들을 세포 접종물, 16 LPX 보존물, 글루코스 보존물, 티오시아네이트 보존물 및 글루코스 옥시다제 보존물의 순서로 고압멸균된 시험관에 첨가하였다. 모든 경우, 시험관을 적합한 세균 균주의 하룻밤 THB 배양물 0.05% 및 1.0%(v/v)로 접종시켰다. 시험관을 37℃에서 48시간 동안 인큐베이션시키고, 이들의 OD600nm를 적합한 경우 일정 간격으로 분광광도계(Spectronic 20D+, Milton Roy Company, USA)를 사용하여 판독하였다. 각각의 세균 균주의 생균수를, 각각의 균주의 5개의 하룻밤 배양물을 식염수에 희석시키고 나선형 플레이팅 장치(Spiral Systems, Cincinnai, USA)를 사용하여 각각의 희석물을 PCA 상으로 플레이팅시킴으로써 측정하였다.
배양액 중의 LPS의 성분의 농도(㎎/ℓ)는 락토퍼옥시다제에 대해서는 6.85 이고, 글루코스 옥시다제에 대해서는 3.17 이고, 글루코스에 대해서는 31.7 이고, 티오시아네이트에 대해서는 29.0 이다.
결과
시험 시스템
실험에 사용된 각각의 시험 균주에 대한 하룻밤 육즙의 생균수는 대장균 O157:57 균주 NCTC 12900 ("E. coli"), 스태필로코커스 아우레우스 균주 R37 ("S. aureus") 및 리스테리아 모노사이토제네스 균주 L45 ("L. monocytogenes") 각각에 대해 1㎖ 당 3 x 109, 8 x 108및 3 x 109cfu 였다.
둘 모두의 그람-포지티브 균주에 대한 모노라우린의 억제의 정도는 50 내지 150ppm 모노라우린의 존재하에서 성장된 스태필로코커스 아우레우스의 1% 접종물에 대해 나타난 결과에 의해 예시되는 바와 같이 사용된 모노라우린의 농도에 비례하는 것으로 여겨졌다 (도 1). 모노라우린과 LPS 둘 모두의 경우, 관찰된 억제의 정도는 시스템에 부과된 세균 로드에 반비례하며; 즉, 출발 접종물이 많을수록 억제의 정도는 작아지는 것으로 관찰되었다. 모노라우린과 LPS 둘 모두의 경우, 리스테리아 모노사이토제네스는 억제에 대해 가장 민감한 균주였고, 대장균은 억제에 대해 가장 덜 민감한 균주였다.
대장균에 대한 유효성
모노라우린은 시험관이 0.05% 또는 1.0%로 접종된 경우 대장균의 성장을 억제시키지 못했다. LPS는 시험관이 0.05%로 접종된 경우에는 대장균의 성장을 약간 억제시켰지만, 1.0%로 접종된 경우에는 그렇지 않았다. 대장균의 성장은 모노라우린과 LPS의 조합에 의해 강력하게 억제되었다 (도 2).
스태필로코커스 아우레우스에 대한 유효성
0.05%로 접종된 스태필로코커스 아우레어스의 성장 (도 3)은 100 및 500ppm의 농도의 모노라우린에 의해 완전히 억제되었다. 이러한 배양물은 또한 LPS에 의해 강력하게 억제되었으며, 배양물 정지기의 시간은 LPS를 함유하지 않는 배양물 보다 약 20시간 동안 연장된다. 모노라우린과 LPS 둘 모두를 함유하는 시험관에서는 성장이 관찰되지 않았다. 1.0%로 접종된 스태필로코커스 아우레우스의 성장 (도 4)은 500ppm의 농도의 모노라우린에 의해 완전히 억제되었지만, 100ppm의 농도의 모노라우린에 의해서는 부분적으로만 억제되었다. 100ppm 모노라우린 배양물이 함유된 1% 접종물의 경우, 정지기는 대조 시험관의 정지기 보다 약 10시간 동안 연장되었고, 이러한 배양물은 대조 시험관의 밀도와 필적하는 밀도에 결코 이르지 못했다. 이러한 배양물은 LPS에 의해 강력하게 억제되었으며, 정지기는 LPS를 함유하지 않는 시험관의 정지기 보다 약 13시간 동안 연장된다. 현저하게는, 모노라우린과 LPS 둘 모두를 함유하는 시험관에서 나타나는 유일한 성장은 100ppm 모로라우린 + LPS 시스템에서 일어났으며, 여기서, 48시간째의 최종 시점은 약하지만 통계학적으로 의미있는 혼탁도의 증가를 나타내었다.
리스테리아 모노사이토제네스에 대한 유효성
리스테리아 모노사이토제네스는 100 또는 500ppm의 모노라우린을 함유하는 모든 시스템에 의해 모든 접종 밀도에서 완전히 억제되었다 (도 5 및 6). LPS 배양물을 함유하는 1% 접종물의 경우, 정지기는 억제되지 않은 대조 시험관의 정지기 보다 약 22시간 동안 연장되었다. LPS 배양물을 함유하는 0.05% 접종물의 경우, 정지기는 억제되지 않은 대조 시험관의 정지기 보다 약 27시간 동안 연장되었으며, 이러한 배양물은 대조 시험관의 밀도와 필적하는 밀도에 결코 이르지 못했다.
논의
본 실험에 사용된 3가지 세균 균주는 식품 함유 병원체로서의 이들의 지위 및 모노라우린에 대한 이들의 보고된 민감성의 범위로 인해 선택되었다. 본 실험에 사용된 대장균 O157:H7 균주의 성장이 500ppm 이하의 농도의 모노라우린에 의해 영향을 받지 않았다는 것은 놀라운 것이 아니었는데, 이는 카바라(Kabara) 등이 대장균의 성장이 1000ppm 보다 큰 모노라우린 농도에 의해 영향을 받지 않음을 보고하였기 때문이다 (Kabara et al, 1977). 대조적으로, 리스테리아 모노사이토제네스의 성장은 비교적 적당한 농도의 모노라우린에 의해 억제되는 것으로 보고되었으며, 5ppm의 낮은 농도가 육즙 배양물에서의 지체기 성장을 8시간 만큼 지연시키는 것으로 보고되었다 (Wang et al, 1977). 본 실험에 사용된 리스테리아 모노사이토제네스 균주의 성장이 10ppm의 농도의 모노라우린에 의해 영향을 받지 않았다고 하더라도, 100 및 500ppm의 농도의 모노라우린에 의해 완전히 억제되었다. 스태필로코커스 아우레우스는 본 실험에 사용된 균주의 민감성과 잘 비교되는 결과인 약200ppm의 농도에서 억제에 대해 민감성인 것으로 보고되었으므로 (Kabara et al, 1977) 모노라우린에 의한 성장의 억제에 대해 중간 민감성을 지닌 세균이다.
LPS는 대장균, 스태필로코커스 아우레우스 및 리스테리아 모노사이토제네스를 포함하는 광범위한 세균의 성장을 억제시키는 것으로 보고되었다 (Wolfson et al, 1993). 불운하게도, 이러한 실험에 사용된 광범위한 성분(글루코스, H2O2, GOX, LPX 및 SCN-) 농도, 인큐베이션 배지, 및 인큐베이션 온도는 본 실험과의 직접적인 비교를 어렵게 만든다. 그렇지만 일반적으로, 본 실험에서 나타나는 LPS 단독에 대한 균주의 상대적 민감성의 정도는 그 밖의 실험(Gaya et al, 1991; Kamau et al, 1990; Bjork et al, 1975; Siragu et al, 1989)에 의해 보고된 상대적 민감성의 정도와 일치한다. 대장균에 대한 LPS의 작용의 살균 성질에도 불구하고, 본 실험에 사용된 O157:H7 균주의 성장의 억제 정도는 그람-포지티브 종에 대해 나타나는 억제 정도 보다 현저하게 낮았다. 이는 또한 보편적인 실험실 균주인 대장균 DH5α에 대해 나타나는 정도 보다 현저하게 낮았다 (Simmonds & Kennedy, unpublished data). LPS에 대한 대장균 균주의 민감성의 큰 편차는 다른 연구자들에 의해 주목되었으며, 그리브(Grieve) 등은 3.6 내지 7.3 로그 단위 사이의 다양한 장독소생산 균주에 대한 생균수의 6시간 감소를 보고하였다 (Grieve et al, 1992).
상기 보고된 결과는 모노라우린과 LPS의 조합이 보존 시스템으로서의 사용에 대한 큰 잠재성을 지닌다는 강력한 증거를 제공해준다. 단독으로 사용되는 모노라우린에 의한 대장균 O157:H7의 억제는 관찰되지 않았으며, 본 출원인들은 임의의 농도로 단독 사용된 모노라우린에 대한 임의의 대장균 균주의 임의의 보고된 민감도를 알지 못한다. 따라서, 대장균 O157:H7에 대한 모노라우린 + LPS 조합의 상승작용성 효과 (LPS 단독으로부터 예상되는 억제를 훨씬 초과하는 억제)는 의외였다. 대조적으로, 스태필로코커스 아우레우스에 대한 모노라우린 + LPS 조합의 억제 효과는 단독으로 사용된 각각의 작용제에 의한 이의 현저한 억제를 기초로 해 볼때 놀라운 것이 아니었다. 그러나, 한 가지 의외의 결과는 조합된 시스템에서 수득된 스태필로코커스 아우레우스의 억제 정도였다. 식품 보존제로서 모노라우린을 사용하는 것과 관련된 늘 있어왔던 한 가지 문제는 원하는 억제 수준을 수득하는 데에 필요한 모노라우린의 양이 프로세스를 비경제적으로 만들거나 식품 중의 바람직하지 못한 관능적 특성 (조직, 풍미)을 생성시킬 수 있는 정도라는 것이었다. 상기 보고된 결과는 모노라우린 + LPS 조합이 모노라우린 단독의 사용에 의한 균등한 억제 효과를 수득하는 데에 필요한 농도 보다 훨씬 낮은 모노라우린의 농도에서 효과적임을 보여준다.
섹션 B
본 섹션은 본 발명의 일면을 추가로 예시해준다.
스태필로코커스 아우레우스 R37 또는 대장균 O157:H7 (-vt)로 접종된 육즙 배양 시스템 (Todd-Hewitt Broth, THB)를 스크리닝 시스템으로 사용하여 다양한 지질 성분을 평가하였다. 균주를 37℃에서 THB 중에서 밤새 배양하고, 시험관에 분배하였다. 초기 로딩은 스태필로코커스 아우레우스 및 대장균 둘 모두의 경우에 1㎖ 당 1 x 105였다.
락토퍼옥시다제 시스템(LPS)의 성분들은 락토퍼옥시다제 20㎎/ℓ(c.3000 단위 활성/ℓ), 글루코스 옥시다제 (c.300 단위 활성/ℓ), 티오시아네이트 이온 290㎎/ℓ(NaSCN 496㎎/ℓ) 및 글루코스 12000㎎/ℓ의 농도로 존재하였다. 그 후, 생물체의 성장을 분광광도계(Spectronic 20D+)와 부착된 데이터 등재기를 사용하여 48시간에 걸쳐 규칙적으로 육즙의 흡광도(600nm에서의)의 증가를 측정함으로써 추적하였다.
다수의 지질 성분들(지방산 및 모노에스테르)은 표 1에 요약된 실험에서 증명된 바와 같이 락토퍼옥시다제 시스템과 조합된 경우 항미생물 효과를 나타낸다. 모노라우린은 스태필로코커스 아우레우스에 대해 가장 효과적인 지질 성분이었으며, 이러한 간단한 시스템에 있어서, LPS가 포함되었는 지의 여부와 무관하게 효과적이었다. 표 1의 데이터는 상승작용이 그람 포지티브 스태필로코커스 아우레우스 및 그람 네거티브 대장균 둘 모두에 대해서는 분명히 나타나지만, 스태필로코커스 아우레우스의 경우에 더 크다는 것을 나타내준다. 모노팔리톨레에이트의 효과는 대장균 단독에 대한 모노라우린의 효과 또는 LPS의 존재하에서의 모노라우린의 효과와 매우 유사하였다. 그러나, 소듐 라우릴 설페이트는 LPS의 존재 여부와 무관하게 대장균에 대해 매우 효과적이었다.
표 1: 지질 성분과 락토퍼옥시아제 시스템의 조합에 의한 육즙 배양물 중에서의 세균 성장의 억제. 데이터는 세균 성장이 48시간 후에 약 50% 또는 100% 억제된 경우의 지질 성분의 농도로서 표현되며; 예를 들어, 100/250은 성장이 지질 성분 100ppm에서 약 50% 억제되고, 250ppm에서 완전히 억제됨을 의미하고; *는 생물체가 1000ppm 이하의 임의의 농도에서 100% 억제됨을 나타낸다.
지질 성분 스태필로코커스 아우레우스 R37 대장균 O157:H7
지질 단독 지질 + LPS 지질 단독 지질 + LPS
모노라우린 <50/50 <50/50 100/* 50/*
라우르산 250/500 50/100 500/* 50/1000
소듐 라우릴 설페이트 500/* 250/* 100/250 100/250
카프릴산 (C8:0) 500/* 100/1000 500/* 500/1000
팔미톨산 (C16:1) 50/250 <50/50 250/* 50/*
모노팔리톨레에이트 500/* <50/50 50/* 50/*
표 2 및 3은 밀크와 잘게 썬 고기를 스태필로코커스 아우레우스 R37로 접종시킨 실험의 결과를 나타내준다. LPS/모노라우린 조합의 상승작용성 효과가 명백히 나타난다.
표 2: 밀크(37℃에서의 스태필로코커스 아우레우스 R37; cfu/㎖) 중에서의 모노라우린(1000ppm) + 락토퍼옥시다제(락토퍼옥시다제 20㎎/ℓ가 함유된 LPS)의 평가.
스태필로코커스 아우레우스 R37이 함유된 밀크 실험 1 실험 2 대조표준과 비교한 처리 효과
0시간 5시간 24시간 5시간 24시간
대조표준 7 x 104 1 x 108 1 x 108 5 x 107 1 x 108 대조표준
모노라우린 7 x 104 2 x 105 9 x 108 1 x 104 9 x 108 5시간째에 3log; 24시간째에 없음
LPS 7 x 104 5 x 102 없음 없음 2 x 104 5시간 및 24시간째에 4log 내지 완전 치사
모노라우린 + LPS 7 x 104 없음 없음 없음 없음 5시간 및 24시간째에 완전 치사
표 3: 잘게 썬 고기(37℃에서의 스태필로코커스 아우레우스 R37; cfu/g) 중에서의 모노라우린(1000ppm) + 락토퍼옥시다제(락토퍼옥시다제 200㎎/㎏이 함유된 LPS)의 평가
스태필로코커스 아우레우스 R37이 함유된 잘게 썬 고기 실험 대조표준과 비교한 처리 효과
0시간 5시간 24시간
대조표준 2 x 105 3 x 108 7 x 108 대조표준
모노라우린 8 x 104 2 x 108 9 x 108 5시간 및 24시간째에 없음
LPS 9 x 104 3 x 105 1 x 103 5시간째에 3log 및 24시간째에 >5log
모노라우린 + LPS 9 x 104 4 x 103 2 x 102 5시간째에 5log 및 24시간째에 >6log
표 4 및 5는 밀크를 대장균 O157:H7(그람 네거티브 생물체) 또는 스태필로코커스 아우레우스 R37(그람 포지티브 생물체)로 접종시킨 실험의 결과를 나타내준다.
표 4: 그람 네거티브 생물체(12℃에서의 대장균 O157:H7; cfu/㎖)에 대한 밀크 중에서의 모노라우린 + 락토퍼옥시다제 시스템의 평가. LPX 대 GOX의 비 (효소 활성 단위)는 9:1 이었고, 티오시아네이트 이온 및 글루코스는 각각 12㎎/ℓ로 존재하였다.
대장균 O157:H7이 함유된 밀크 0 1일 2일 3일 대조표준과 비교한 처리 효과
대조표준 2 x 105 1 x 107 1 x 109 1 x 109 대조표준
모노라우린(500ppm) 2 x 105 2 x 106 3 x 108 2 x 109 1일 및 2일째에 1log 및 3일째에 없음
LPS(50㎎ LPX/ℓ) 2 x 105 4 x 104 7 x 107 7 x 107 1일째에 2-3log 및 2일과 3일째에 1-2log
모노라우린(500) + LPS(50) 2 x 105 3 x 104 2 x 104 3 x 106 1일째에 2-3log; 2일째에 5log; 3일째에 2-3log
표 5: 그람 포지티브 생물체에 대한 밀크 중에서의 모노라우린 + 락토퍼옥시다제 시스템의 평가 (37℃에서의 스태필로코커스 아우레우스 R37; cfu/㎖; 성분 농도는 표 4에서와 같음).
스태필로코커스 R37이 함유된 밀크 0시간 5시간 24시간 대조표준과 비교한 처리 효과
대조표준 9 x 104 1 x 108 3 x 109 대조표준
모노라우린(1000ppm) 1 x 105 4 x 106 2 x 109 5시간째에 1-2log; 24시간째에 없음
LPS(5㎎ LPX) 1 x 105 6 x 107 2 x 109 5시간과 24시간째에 없음
LPS(50㎎ LPX) 1 x 105 1 x 108 1 x 109 5시간과 24시간째에 없음
모노라우린(1000) + LPS(5) 9 x 104 4 x 104 1 x 109 5시간째에 3-4log; 24시간째에 없음
모노라우린(1000) + LPS(50) 9 x 104 9 x 104 2 x 109 5시간째에 3log; 24시간째에 없음
재차, LPS/모노라우린 조합의 효능이 분명히 나타난다.
표 6은 특정 환경에 있어서 밀크 그 자체의 존재가 모노라우린 처리의 효능에 대해 실제로 억제 효과를 지님을 보여주는 두 가지 실험의 결과를 나타내준다. 즉, 모노라우린의 항미생물 효과는 밀크에 천연적으로 존재하는 지질(일반적으로 트리글리세리드의 형태)의 정상 농도에 의해 악영향을 받는다. 유사하게는, 모노라우린 + LPS의 조합의 효능은 배양 배지에 존재하는 밀크(따라서, 지질)의 농도에 의해 또한 영향을 받는다 (표 7). 그러나, (경합성) 지질 함량의 효과는 모노라우린 단독의 경우 보다 모노라우린 + LPS의 조합의 경우에 덜 한데; 바꿔말하면, 상승작용성 효과가 더 크다.
표 6: 37℃의 토드-헤위트 육즙(THB)/밀크 혼합물 중에서의 스태필로코커스 아우레우스 R37 (cfu/㎖)에 대한 모노라우린 시스템의 효능에 대한 상이한 농도의 밀크(즉, 지질)의 비교.
처리 미생물 수 스태필로코커스 아우레우스에 대한 모노라우린 처리의 효과
0시간 6시간
100% THB (대조표준, 10㎖ THB 단독) 1 x 105 3 x 107 대조표준
100% THB + 500ppm 모노라우린 1 x 105 없음 6시간째에 7log
25% 밀크/75% THB 1 x 105 5 x 107 대조표준
25% 밀크/75% THB + 모노라우린 1 x 105 5 x 103 6시간째에 4log
50% 밀크/50% THB 1 x 105 7 x 107 대조표준
50% 밀크/50% THB + 모노라우린 1 x 105 2 x 103 6시간째에 4-5log
75% 밀크/25% THB 1 x 105 8 x 107 대조표준
75% 밀크/25% THB + 모노라우린 1 x 105 3 x 106 6시간째에 1-2log
100% 밀크 1 x 105 4 x 107 대조표준
100% 밀크 + 모노라우린 1 x 105 1 x 107 6시간째에 없음
표 7: 37℃의 THB/밀크 혼합물 중에서의 스태필로코커스 아우레우스 R37(cfu/㎖)에 대한 모노라우린 + 락토퍼옥시다제 시스템(LPX 5ppm 함유)의 효능에 대한 상이한 농도의 밀크(즉, 지질)의 비교.
처리 미생물 수 모노라우린 + LPS 처리의 효과
0시간 6시간
100% THB (대조표준, 10㎖ THB 단독) 1 x 105 2 x 107 대조표준
100% THB + 500ppm 모노라우린 +LPS 1 x 105 없음 6시간째에 7log
25% 밀크/75% THB 1 x 105 3 x 107 대조표준
25% 밀크/75% THB + 모노라우린 + LPS 1 x 105 없음 6시간째에 7log
50% 밀크/50% THB 1 x 105 5 x 107 대조표준
50% 밀크/50% THB + 모노라우린 + LPS 1 x 105 3 x 103 6시간째에 4log
75% 밀크/25% THB 1 x 105 8 x 107 대조표준
75% 밀크/25% THB + 모노라우린 + LPS 1 x 105 8 x 103 6시간째에 4log
100% 밀크 1 x 105 6 x 107 대조표준
100% 밀크 + 모노라우린 + LPS 1 x 105 4 x 104 6시간째에 3log
표 8과 9에 보고된 실험 결과는 LPS/모노라우린 조합의 상승작용성 효능을 추가로 입증해준다.
표 8: 37℃의 밀크 중의 그람 포지티브 세균인 스태필로코커스 아우레우스R37에 대한 LPS 또는 모노라우린 시스템 단독 및 모노라우린 + LPS의 효능의 효과의 비교를 통한 성분들의 상승작용성 효과.
처리1000ppm의 모노라우린 및 LPS(+5 또는 50ppm의 LPX 함유) 5시간째의 처리의 효과(미생물 수의 감소, cfu/㎖)
LPS 단독 모노라우린 단독 모노라우린 + LPS 하기 성분과 비교한 조합의 상승작용성 효과
실험 67 (표 5로부터의) LPS 단독 모노라우린 단독
1. 100% 밀크 + 5 LPX 없음 1-2log 3-4log 3-4log 2log
1. 100% 밀크 + 50 LPX 없음 1-2log 3log 3log 1-2log
표 9: 37℃의 스태필로코커스 아우레우스 R37인 그람-포지티브 세균에 대한 모노라우린 시스템 단독 및 모노라우린 + LPS의 효능에 대한 상이한 농도의 밀크(즉, 지방)의 효과의 비교를 통한 성분들의 상승작용성 효과.
처리500ppm의 모노라우린(및 +5ppm의 LPX) 6시간째의 처리의 효과(미생물 수의 감소, cfu/㎖)
모노라우린 단독 모노라우린 + LPS 모노라우린 단독과 비교한 상승작용성 효과
실험 72 및 77 (표 6 및 7로부터의)
2. 100% THB (대조표준, 10㎖ THB 단독) 대조표준 대조표준 NA
3. 100% THB + 모노라우린 (+LPS) 7log 7log 없음
4. 25% 밀크/75% THB + 모노라우린 (+LPS) 4log 7log 3log
5. 50% 밀크/50% THB + 모노라우린 (+LPS) 4log 4log 없음
6. 75% 밀크/25% THB + 모노라우린 (+LPS) 1-2log 4log 2-3log
7. 100% 밀크 + 모노라우린 (+LPS) 없음 3log 3log
표 8과 9에 요약된 바와 같이, LPS 단독은 스태필로코커스 아우레우스 R37에 대해 억제 효과를 지니지 않았다. 1000ppm의 모노라우린 단독은 표 8에 보고된 바와 같이 약한 효과(1-2log)를 지녔지만, 표 9에 보고된 바와 같이 500ppm의 낮은 농도에서는 효과를 지니지 못했다. 그러나, 모노라우린과 LPS의 조합의 상승작용성 효과 (모노라우린 단독 또는 LPS 단독과 비교하여)는 명백하게 나타난다. 상승작용의 정도는 지질의 존재 및 농도 둘 모두에 의해 영향을 받는다. 지질의 존재하에서, 조합된 조성물의 항미생물 효능은 모노라우린 단독과 비교하여 훨씬 향상된다. 그러나, 항미생물 조성물의 효능은 존재하는 지질의 비율에 의해 영향을 받는다.
표 10은 THB 중의 스태필로코커스 아우레우스에 대한 모노라우린 단독의 농도의 효과를 평가한 실험의 결과를 나타낸다. 이 실험에 있어서, 단지 25 또는 50ppm의 농도가 스태필로코커스 아우레우스의 집단에 대해 현저한 효과를 나타내는 데에 필요하였다. 50ppm 모노라우린 처리의 효능은 표 6에서 500ppm으로 수득한 효능과 동등하였다. 표 10에 보고된 실험이 지방 비함유 배지에서 수행되었으므로, 비교는 모노라우린의 효능에 대한 그 밖의 지질의 존재의 감약(compromising) 효과의 추가의 증거를 제공해준다.
표 10: 37℃의 THB 중의 스태필로코커스 아우레우스 (cfu/㎖)의 집단에 대한 상이한 농도의 모노라우린의 비교.
처리 0시간 6시간 24시간 모노라우린 처리의 효과
8. 대조 THB 단독 3 x 104 4 x 107 2 x 109 대조표준
9. THB + 1ppm 모노라우린 3 x 104 2 x 107 2 x 109 6시간과 24시간째에 없음
10. THB + 5ppm 모노라우린 3 x 104 1 x 107 2 x 109 6시간과 24시간째에 없음
11. THB + 10ppm 모노라우린 3 x 104 8 x 106 1 x 109 6시간과 24시간째에 없음
12. THB + 25ppm 모노라우린 3 x 104 5 x 101 2 x 106 6시간째에 6log 및 24시간째에 3 log
13. THB + 50ppm 모노라우린 3 x 104 없음 1 x 106 6시간째에 완전 치사 및 24시간째에 3log
표 6 내지 10을 참조로 하여, 100% 밀크 용액은 약 3% 밀크 지질을 함유한다. 500ppm의 농도의 모노라우린은 100㎖ 당 0.05g을 나타낸다 (0.05%). 상기로부터, 선택된 항미생물 지질 성분의 특정 한계 농도(전체 지질의 백분율로서 표현됨)는 전체 조성물의 현저한 항미생물 효과를 보장하도록 높아져야 함이 분명해진다.
표 11은 존재하는 실제량 및 전체 지질의 비율 둘 모두로서의 첨가된 항미생물 지질 (이 경우, 모노라우린)의 농도에 따라 분류된 관련 데이터의 요약을 제공한다. 표 11의 데이터는 효과가 가변적으로서 모노라우린 단독에 대해 5시간 또는 6시간째의 미생물 수의 1log 내지 4log 감소 및 모노라우린 + LPS에 대해 3log 내지 8log 감소에 이른다는 점에서 3.2% 모노라우린이 최저임을 나타내준다.
표 11. 표 2, 8, 9 및 10으로부터의 데이터의 요약: 존재하는 모노라우린의 양 및 전체 지질 중의 모노라우린의 비율에 의해 영향을 받는 항미생물 조성물의 성분들의 유효성 및 상승작용성 효과에 대한 증거 (37℃에서의 5시간 또는 6시간 후의 스태필로코커스 아우레우스의 집단의 감소)
처리표 번호 전체 지질의 비율 및 백분율로서의 모노라우린 모노라우린의 효과 모노라우린 + LPS의 효과 상승작용성 효과
11, 표 10 0.001/0.001 전체 지질의 100% 없음 수행되지 않음 (ND) ND
13, 표 10 0.005/0.005 100% 7log ND ND
3, 표 9 0.05/0.05 100% 7log 7log 없음
4, 표 9 0.05/0.8 6.3% 4log 7log 3log
ex 표 2 0.10/3.1 3.2% 3log 8log 5log
1, 표 8 0.10/3.1 3.2% >1log 3log 2log
5, 표 9 0.05/1.6 3.2% 4log 4log 없음
6, 표 9 0.05/2.3 2.2% >1log 4log 3log
따라서, 본 출원인들은 선택된 항미생물 지질 성분들의 농도가 상승작용성항미생물 효과를 포함하도록 존재하는 전체 지질을 기준으로 하여 5% 이상이 되어야 한다고 생각한다.
따라서, 우유의 경우, 항미생물 특성을 지닌 유리 지방산(또는 이들의 유도체)은 실질적이고 일관된 항미생물 효과를 달성하도록 항미생물 조성물로 전환시키려는 우유에 존재하는 전체 지질의 5%를 넘는 부분을 구성해야 한다. 이러한 조성물은 그람 포지티브 생물체(스태필로코커스 아우레우스로 예시됨) 및 그람 네거티브 생물체(대장균으로 예시됨, 표 5 참조) 둘 모두에 대해 효과적일 것이다.
항미생물성 지질의 이러한 양은 본 발명에 따라 선택된 항미생물 지질 또는 유도체를 첨가함으로써 달성될 수 있을 뿐이다.
유효한 항미생물 조성물을 보장하는데 있어서의 시스템의 모든 성분들의 존재의 중요성은 표 12에 요약된 실험에서 시험되었다.
하기 조성을 지닌 간단한 배지를 제조하였다:
박토트립톤과 효모 추출물이 함유된 인산염 완충 식염수(pH 7) (PBS/T/Y): 0.2M NaH2PO4195㎖, 0.2M Na2HPO4305㎖ 및 NaCl 8.994g, 박토트립톤 10g, 효모 추출물 5g을 MilliQ 물로 1ℓ가 되게 하고, 스크루 캡핑된 시험관에서 121℃에서 15분간 고압멸균시켰다. 시험관을 사용할 때까지 인큐베이션 온도(37℃)로 유지시켰다.
두 가지 균주 스태필로코커스 아우레우스 R37 또는 대장균 O157:H7 (-vt)를 실험에 사용하였으며 (표 1의 실험에서와 같이), 민감성을 정의하기 위해 모노라우린 + LPS에 대한 생물체의 역가를 기준으로 하여 두 가지 균주에 대해 모노라우린과 LPS의 하기 기본 조합을 선택하였다: 스태필로코커스 아우레우스(LPS의 경우 LPX(락토퍼옥시다제) 100㎎/ℓ및 모노라우린 20㎎/ℓ) 및 대장균(LPS의 경우 LPX(락토퍼옥시다제) 100㎎/ℓ및 모노라우린 50㎎/ℓ). LPX 대 글루코스 옥시다제(GOX) 비는 9:1 이었고, 티오시아네이트와 글루코스는 12㎎/ℓ로 혼입되었다.
표 12: 항미생물 시스템의 효능을 보장하는데 있어서의 개개의 성분의 중요성. 억제의 정도는 생물체의 지수 증식기의 개시 시점(37℃ 인큐베이션 시간)과 편평기 시점(최대 흡광도)에 의해 규정된다.
대장균 O157:H7
억제 없음(0시간 및 12시간) 부분적 억제(4시간 및 16시간) 최대 억제(12시간 및 20시간 또는 > 20시간)
모노라우린(ML) 단독 ML + LPX + GOX ML + LPX + GOX + SCN
ML + LPX ML + GOX + 글루코스 ML + 완전 LPS
ML + 글루코스 ML + GOX + SCN
ML + 티오시아네이트(SCN) ML + GOX + 글루코스 + SCN
ML + LPX + 글루코스 ML + LPX + GOX + 글루코스 상기는 약간의 글루코스가 배지에 존재해왔으므로 모노라우린+완전 LPS의 효과로서 해석될 수 있다.
ML + LPX + 티오시아네이트 상기 모두는 GOX가 기질로서의 글루코스로 과산화물을 생성시키므로 모노라우린+과산화물의 효과로서 해석될 수 있다.
ML + 글루코스 + 티오시아네이트
ML + LPX + 글루코스 + SCN
스트랩토코커스 R37
억제 없음(8 내지 12시간 및 16 내지 20시간) 부분적 억제(12 내지 16시간 및 24시간) 최대 억제(16시간 및 24 내지 28시간)
ML + 글루코스 모노라우린(ML) 단독 ML + LPX + GOX + SCN
ML + 티오시아네이트(SCN) ML + LPX ML + 완전 LPS
ML + LPX + GOX ML + LPX + 글루코스
ML + LPX + 티오시아네이트 ML + SCN + 글루코스
ML + LPX + 글루코스 + SCN
ML + GOX 상기는 약간의 글루코스가 배지에 존재해왔으므로 모노라우린+완전 LPS의 효과로서 해석될 수 있다.
ML + GOX + 글루코스
ML + GOX + SCN
ML + GOX + 글루코스 + SCN
ML + LPX + GOX + 글루코스
상기 5개의 처리군은 GOX가 기질로서의 글루코스로 과산화물을 생성시키므로 모노라우린+과산화물의 효과로서 해석될 수 있다.
재차, 본 출원인들의 방법의 효능이 입증된다.
LPS와 모노라우린 사이의 상승작용의 측면에 있어서의 본 출원인들의 발견(PS와 항미생물 지방산/지방산 유도체 사이의 상호작용을 예시함)은 다수의 이용가능성을 지닌다. 이러한 것들 중 주요한 것은 이러한 상승작용성 항미생물 효과가 오염되거나 변질되기 쉬운 생성물에서 재현될 수 있다는 것이다. 이러한 생성물로는 식품 생성물, 화장품용 생성물 및 건강관리용 생성물이 있다.
식품 분야에 있어서, 본 발명은 지방산 성분이 모노라우린인 경우 특별한 이점을 지닌다. 이는 모노라우린이 GRAS 상태이고 에멀션화제로서 몇몇 식품 생성물에 이미 포함되어 있다는 사실을 반영한다.
성분들이 포함될 수 있는 식품 생성물 뿐만 아니라 식이 보충물 및 기능성 식품은 변질되기 쉬운 임의의 식료품이다. 본 발명은 낙농제품(예를 들어, 요거트), 어류제품(특히, 갑각류) 및 육류제품(갈은 고기 및 도살한 동물의 사체) 뿐만 아니라 동물 사료에 특히 적용된다. 그러나, "사료"는 가장 일반적인 의미인 것으로서 소과동물, 양, 돼지, 염소, 말 및 조류(예를 들어, 가금류)를 포함하지만 이들에 제한되지 않는 사육 동물에 공급되는 물을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이러한 생성물에, 개개의 성분들은 함께 첨가되거나 독립적으로 첨가될 수 있다. 몇몇 경우, 생성물이 하나 이상의 성분들을 적당량으로 본래 함유할 수 있는 경우, 나머지 성분들만이 첨가되어야 한다.
성분들은 제품(예를 들어, 낙농제품)의 일부로서 혼합물을 형성하도록 또한 첨가될 수 있거나, 제품(예를 들어, 갑각류)을 적어도 부분적으로 코팅하기 위해 적용될 수 있다.
성분들이 개별적으로 첨가되는 경우, 상이한 용기에 적어도 퍼옥시다제 및 지방산/지방산 유도체를 함유하는 제조용 팩이 제공될 수 있다.
본 발명은 일반적 용도를 위한 항미생물 조성물을 형성하는 데에 또한 적용될 수 있다. 이러한 조성물은 모든 4가지 성분들을 적당량으로 포함할 것이다. 그 후, 이 조성물은 미생물 집단이 제거되지 않는 경우 적어도 감소됨을 보장하도록 표면(예를 들어, 식료품의 제조 또는 취급 또는 건강관리에 사용되는 표면)을 처리하는 데에 사용될 수 있다.
본 발명의 항미생물 조성물은 다른 작용제의 작용을 보충하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이러한 경우, 첨가제는 개별적으로 사용되거나, 더욱 일반적으로는, 본 발명의 성분들이 함유된 혼합물의 일부로서 사용될 수 있다.
원하는 경우 포함시킬 수 있는 그 밖의 임의적 성분들로는 추가로 항미생물 제제, 킬레이팅 제제, 효소 및 영양적 기능적 성분들이 있다. 상세하게는, 본 발명의 조성물은 하기 성분들중 어느 하나를 또한 포함할 수 있다:
- EDTA와 같은 킬레이팅 제제;
- t-부틸 히드록시아니솔(BHA)의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 또는 헵틸 에스테르를 포함하는, 파라-히드록시벤조산(파라벤)의 에스테르와 같은 페놀;
- 포름산, 아세트산, 프로피온산, 락트산, 소르브산, 벤조산, 시트르산 또는 이들 산중 어느 하나의 유도체와 같은 유기산 (방부제로서 인식됨);
- 니신과 같은 박테리오신;
- 리조자임;
- 밀크의 추출물.
당업자라면 상기 설명은 단지 예로서 제공된 것이며, 하기 청구의 범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 이에 대한 변형 및/또는 변화가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.
참고문헌

Claims (44)

  1. 성분(a) (ⅰ) 퍼옥시다제, (ⅱ) 과산화물원 및 (ⅲ) 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자를 포함하는 퍼옥시다제 시스템(PS)과, 성분(b) 하나 이상의 지방산 또는 지방산 유도체의 혼합물을 형성시키는 것을 포함하여, 미생물 내성 조성물을 제조하는 방법으로서, 상기 지방산 또는 유도체가 상기 PS와 상호작용하여 항미생물 효과를 향상시키기에 유효한 양으로 존재하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 과산화물이 락토퍼옥시다제임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 과산화물이 과산화수소임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 보조인자가 티오시아네이트 또는 요오드화물로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 보조인자가 티오시아네이트임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산이 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체가 조성물에 존재하는 전체 지질을 기준으로 하여 5 중량% 이상의 양으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 성분(b)가 C8, C10, C12, C14및 C16지방산 또는 이들의 유도체, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 항미생물 지방산이거나 이를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 성분(b)가 지방산의 항미생물 에스테르 또는 이의 염이거나 이를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 성분(b)가 모노라우린(1-모노도데카노일-랙-글리세롤) 또는 이의 염인 소듐 도데실 설페이트이거나 이를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 성분(b)가 모노라우린임을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 성분들 중의 하나이상을 나머지 성분(들)을 이미 함유하는 미리 형성된 혼합물에 첨가함으로써 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 미리 형성된 혼합물이 식품, 화장품 또는 건강관리 생성물임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 식품 생성물이 식이 보충물, 기능성 식품, 낙농제품, 육류제품 또는 어류제품임을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 식품 생성물이 동물 사료임을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물은 형성될 때에 혼합된 형태의 성분들로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 미생물 내성 조성물.
  18. (ⅰ) 퍼옥시다제;
    (ⅱ) 과산화물원;
    (ⅲ) 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자; 및
    (ⅳ) 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체로부터 선택된 둘 이상의 성분을 포함하는, 미생물 내성 조성물의 제조에 사용하기에 적합한 제조용 조성물로서, 퍼옥시다제와 과산화물원은, 둘 모두 존재하는 경우, 독립적으로 유지되는 조성물.
  19. 제 18항에 있어서, 퍼옥시다제가 락토퍼옥시다제임을 특징으로 하는 방법.
  20. 퍼옥시다제와 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체를 별도의 용기에 포함하는, 미생물 내성 조성물의 제조에 사용하기에 적합한 제조용 팩.
  21. 제 20항에 있어서, 퍼옥시다제가 락토퍼옥시다제임을 특징으로 하는 제조용 팩.
  22. 제 20항 또는 제 21항에 있어서, 팩이 과산화물원 및/또는 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자를 추가로 포함함을 특징으로 하는 제조용 팩.
  23. 퍼옥시다제, 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자 및 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체를 포함하는 항미생물 조성물로서, 상기 지방산 또는 이의 유도체가 과산화물의 존재하에서 상기 퍼옥시다제 및상기 보조인자와 상승적으로 상호작용하여 항미생물 효과를 향상시키기에 유효한 양으로 존재하는 조성물.
  24. 제 23항에 있어서, 과산화물원을 추가로 포함함을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  25. 제 23항 또는 제 24항에 있어서, 퍼옥시다제가 락토퍼옥시다제임을 특지으로 하는 항미생물 조성물.
  26. 제 23항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 항미생물 제제, 킬레이팅 제제 또는 둘 모두를 추가로 포함함을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  27. 제 26항에 있어서, 추가의 항미생물 제제가 페놀, 유기산, 박테리오신, 이들의 유도체 및 이들의 혼합물, 또는 밀크(milk)로부터 추출되거나 밀크에서 발견된 항미생물 성분들 또는 이들의 혼합물로부터 선택됨을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  28. 제 26항에 있어서, 킬레이팅 제제가 EDTA임을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  29. 제 23항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 항미생물 지방산 또는 유도체가 C8, C10, C12, C14및 C16지방산 또는 이들의 유도체, 또는 이들의 혼합물로부터 선택됨을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  30. 제 23항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 항미생물 지방산 또는 유도체가 지방산의 항미생물 에스테르 또는 이의 염임을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  31. 제 23항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 항미생물 지방산 또는 유도체가 모노라우린(1-모노도데카노일-랙-글리세롤) 또는 이의 염이거나 이를 포함함을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  32. 제 31항에 있어서, 항미생물 지방산 또는 유도체가 모노라우린의 염으로서의 소듐 도데실 설페이트이거나 이를 포함함을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  33. 제 23항 내지 제 32항 중 어느 한 항에 있어서, 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체가 조성물에 존재하는 전체 지질을 기준으로 하여 5 중량% 이상의 양으로 존재함을 특징으로 하는 항미생물 조성물.
  34. (ⅰ) 퍼옥시다제; (ⅱ) 과산화물원; (ⅲ) 항미생물 산화 생성물을 생성시킬 수 있는 보조인자; 및 (ⅳ) 하나 이상의 항미생물 지방산 또는 이의 항미생물 유도체를 포함하는 생성물로서, 미생물의 성장에 대해 내성인 생성물.
  35. 제 34항에 있어서, 퍼옥시다제가 락토퍼옥시다제임을 특징으로 하는 생성물.
  36. 제 34항 또는 제 35항에 있어서, 그람 포지티브 및 그람 네거티브 세균 둘 모두의 성장에 대해 내성임을 특징으로 하는 생성물.
  37. 제 34항 내지 제 36항 중 어느 한 항에 있어서, 항미생물 지방산 또는 지방산의 항미생물 유도체가 조성물에 존재하는 전체 지질을 기준으로 하여 5 중량% 이상의 양으로 존재함을 특징으로 하는 생성물.
  38. 제 34항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 있어서, 식품 생성물임을 특징으로 하는 생성물.
  39. 제 38항에 있어서, 식이 보충물, 기능성 낙농제품, 육류제품, 어류제품 또는 동물 사료임을 특징으로 하는 식품 생성물.
  40. 제 34항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 있어서, 화장품용 생성물임을 특징으로 하는 생성물.
  41. 제 34항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 있어서, 건강관리용 생성물임을 특징으로 하는 생성물.
  42. 유효량의 제 23항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 따른 항미생물 조성물을 표면에 적용하는 단계를 포함하여, 표면을 처리하는 방법.
  43. 제 42항에 있어서, 표면이 식품 생성물의 제조 및/또는 취급에 사용되는 표면임을 특징으로 하는 방법.
  44. 유효량의 제 23항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 따른 항미생물 조성물을 생성물에 첨가하는 단계를 포함하여, 생성물을 미생물 내성이 되도록 처리하는 방법.
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