KR20030037094A

KR20030037094A - 천연 항균 조성물

Info

Publication number: KR20030037094A
Application number: KR1020010068195A
Authority: KR
Inventors: 김영호
Original assignee: 주식회사 클린연구소
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-12

Abstract

본 발명은 자몽추출물, 녹차추출물 및 구연산을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 조성물에 관한 것으로, 상기 자몽추출물의 주성분은 나린진 및 시트랄이며, 상기 녹차 추출물의 주성분은 카테킨이다.

Description

천연 항균 조성물{Antibiotic compositions comprising plant extract}

본 발명은 천연 항균 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자몽 추출물과 녹차 추출물 그리고 구연산으로 구성되는 천연 항균 조성물에 관한 것이다.무수한세균에 직간접으로 노출된 환경 속에서 생활하는 사람은 건강한 삶도 보장 받을 수 없는 현실에 노출되어 있으며 특히 여름철에 식중독사고가 빈번히 발생하여 귀중한 인명 피해는 물론 경제적으로도 막대한 손실을 입고 있다.

그러나, 기존 화학합성 소독살균제 사용은 인체에 만성 해독작용을 유발하는 위험성도 있으므로 인체에 해가 없는 천연자원으로부터 신규 천연소독살균제의 개발 및 사용에 많은 관심이 집중되어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 인체에 무해한 천연 항균 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 살균력이 우수한 천연 항균 조성물을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 항균 조성물의 농도에 따른 비브리오균(V. cholerae) 및 대장균(E. coli O-157)에 대한 항균 효과를 나타내는 그래프.

도 2는 여러 가지 식품 상에서 대장균(Escherichia coli), 살모넬라균(Salmonella typhi), 및 비브리오균(vibrio cholerae)에 대한 본 발명의 항균 조성물의 항균효과를 나타내는 그래프.

도 3은 여러 가지 식품 상에서 박테리아에 대한 본 발명의 항균 조성물의 항균효과를 나타내는 그래프.

도 4는 본 발명의 항균 조성물로 처리하는 경우의 균의 세포구조변화를 나타내는 전자현미경 사진(170000배 확대).

도 5는 본 발명의 항균 조성물로 처리한 O-157 대장균의 형태 변화를 나타내는 전자현미경 사진.

알코올은 탈수작용에 의하여 세균단백질의 변성을 일으켜서 살균되는 것으로 예로부터 방부 및 살균효과가 인정되어 온 것은 사실이나 강한 휘발성에 대한 냄새 그리고 지속적으로 세균이 유입되는 환경에는 비효과적이다. 자몽종자 추출물의 항균력 또한 이미 많이 연구되어 왔으며 국내에서도 식품첨가물공전에도 등제 되어있다. 그러나 자몽종자추출물 또한 미생물발육억제 효과는 인정되어 있으나 살균소독제로서는 미흡하다고 볼 수 있다.

본 발명의 발명자들은 천연재료인 자몽(Grapefruit)의 성분 중 나린진(Naringin), 씨드랄(citral)성분과 녹차 성분 중 카테킨 성분을 화학적 동질성을 이용한 유도체를 기반으로 안정되게 혼합하는데 필요한 구연산(citric acid)과 혼합하여 실험 한 결과 인체에 무해하고 우수한 항균력을 나타냄을 발견하였다.

본 발명의 항균 조성물은 자몽추출물 1-10중량%, 녹차추출물 1-30중량%, 구연산 40-98중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 항균 조성물을 알코올 또는 알코올/물 혼합용매에 2-10% 농도로 희석시켜 사용한다.

본 발명의 항균 조성물에 사용되는 각 성분은 다음과 같다.

① 나린진(Naringin) - 자몽종자 추출물의 항미생물 효과를 가지는 성분 비타민P(후라보노이드성분)는 잘 익은 자몽의 종자, 껍질에 많이 존재한다. pH3에서 60분 열처리하고 4℃에서 침전시켰을 때의 나린진 함량이 제일 높았고 7월중 수확한 과실 에서 추출한 추출물중의 나린진 함량이 제일 높았다. (기능 - 정균 및 항균작용 : 비타민E보다 뛰어난 강력한 천연 항산화작용 금속 봉쇄작용 세포막의 효소를 방해하여 세균의 생육을 저해 아스코빈산의 상승작용)

② 씨트랄(citral) - 자몽종자 추출의 주요 항미생물 작용의 성분, Gram 양성 및Gram 음성균 뿐만 아니라 곰팡이에 대해서 항균작용도 하며 향료로도 이용된다.

③ 카테킨 - 녹차성분중 카데킨 성분은 산화되어 홍갈색을 나타낸다. 화학구조상 수산기 -OH를 많이 가지고 있어 여러 가지물질과 결합을 쉽게 할 수 있다. 항산화작용으로 세포의 돌연변이 억제, 발암물질의 무력화를 가져와 암을 방해하는 효과를 볼 수 있으며 여러 가지 해독작용을 한다. 또한 강력한 지질 산화방지제인비타민E와 비타민C등의 항산화와 같이 작용. 상승효과를 보기 때문에 더욱 효과가 크다.

④ 구연산(citric acid)-구연산은 분자식 (C₆H₈O₇H₂O), 분자량(210.14) 물리적 상태(무색투명, 백색결정) 로 삼투압을 일정하게 유지시키며 산과 알카리의 균형을 이루어 pH조정제 역할을 한다.

⑤ 알콜 - 알콜은 아편, 마리화나와 함께 인류가 사용한 최초의 의약품이다. 그러나 요즘에 있어서 알콜은 약리학적 중요성보다는 사회적 내지 독성학적으로 중요하며 대표적인 남용성약물(drug of abuse)이기도 하다. 소독제로 70%(w/v)의 농도를 사용한다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

1 재료

1-1 시약 및 시료준비

본 실험에서 사용한 시료는 실시예 1 : (주정알콜 20%, 자몽추출물0.1%, 녹차추출물0.5%, 구연산5%, 정제수 74.4%) 비교예 1 : (주정알콜 20%, 자몽추출물0.1%, 녹차추출물0.5%, 정제수 79.4%) 비교예 2 : (주정알콜 59%, 자몽추출물0.1%, 정제수 40.9%) 이다.

식품재료는 육포, 오징어 시중에서 구입하여 제조된 상태에서 그대로 사용하였고 도마, 손은 실험실의 직원 오른손을 대상으로 실험하였다.

본 실험에 사용된 기기는 colony counter, clean bench, incubator을 사용하였으며 microplate reader는 Molecular Device사 제품모델 SPECTRAmax. 340pc microplate spectrophotometer (Sunnyvale, CA, U.S.A)을 사용하였다.

1-2 사용균주와 배지

본 실험에 사용한 실험균주는 식품의 부패에 관계하는 세균과 식중독균, 즉 대장균 중 최근 문제가 되고 있는 대장균 0-157균 (Eschericha coli), 살모넬라균(Salmonella typhi), 콜레라균(Vibrio cholerae)을 사용하였다.(균주는 KCTC에서 분양)

본 실험에 이용한 균주들의 배양액 조성은 표 1과 같으며 고형배지는 각각의 배양액 조성에 1.5%의 Bacto Agar를 첨가하여 제조하였다.

표 1 균주 및 배양조건

실험균주	배지	배양 온도
Escherichia coliO157:H7 ATCC 93890	Luria-Bertani Broth (LB)트립톤 10g효모 추출물 5gNacl 10g/l	37℃
Salmonella typhiKCTC 2425	Nutrient Broth (NB)	37℃
Vibrio choleraeATCC 14013	Brain Heart Infusion (BHI) W/PABCalf Brain, infusion from 200gBeef Heart, infusion from 250g프로테오제펩톤 10g덱스트로즈 2gNaCl 5g인산나트륨 2.5gp-아미노벤조산 0.05g/l	37℃

* 고체배지는 각각의 배지에 1.5%의 Bacto Agar를 첨가하여 제조

실험예 1

농도에 따른 시간별 항균력 측정

각 균들의 살균을 위한 항균제의 최적 농도를 알기 위하여 예비-배양된 균주를 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 조성물을 각각0%, 2%, 5%를 포함하는 배지에 접종하여 배양하였으며, 각 시간별로 18시간 동안 흡수(OD 600nm)를 측정하였다. 결과는 도 1에 나타내었다.

모든 균들에 항균제처리를 하지 않았을 때에는 균의 생장이 계속 증가하였으며 항균제를 2% 양만큼 넣어주었을 경우에는 대조군에 비해 반 정도 현저히 균이 감소되었으나 이후에 조금씩 성장은 계속되었다.

반면에 항균제 5% 양만큼 넣어주었을 때에는 초기부터 세균이 생육은 거의 보이지 않았다.

실시예 , 비교예 1, 비교예 2의 항균력 비교분석 실험결과

가) 실시예 1의 항균력은 비교예 2의 항균력보다 상당히 좋은 항균효과를 나타내었다.

나) 실시예 1과 비교예 1의 비교분석결과 구연산 5% 용액의 첨가에 따른 항균력 효과를 높게 나타 내었다. 구연산 5% 용액 제조는 수많은 실험결과 얻어진 것으로 제조 후 6시간 실온에 방치 후 사용하였다.

실험예 2 식품류에 적용시 항균력 측정

식품에 적용한 실험은 가압 습윤 멸균 처리된 각 실험재료를 적당한 크기로절단하여 멸균접시에 분주한 후, 실험재료1g당 전 배양된 각균주 50㎕ (Fungi의 경우는 균체를 멸균수에 희석 후50㎕사용)와 5%(v/w)의 멸균수, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 조성물을 각각 5% 용액을 혼합하여 접종하였다. 접종된 각 시료를 실온에 방치하며 5일간 1일 3일 5일의 간격으로 균의 성장 속도를 고찰하였다. 균의 생육정도는 Colony Forming Units (CFU)와 Number of Mycellia로서 측정하였다.대상 식품은 오징어, 육포에 항균제를 직접 첨가하여 실험하였다.

선택한 균주들은 대장균(E.coli)을 가장 잘 알려진 식중독균으로 빈번하게 문제가 발생되는 균, 매년 여름철에 경구감염에 의한 패혈증을 주로 일으키는 콜레라균(V. cholerae), 그리고 살모넬라균(S.typhi) 등은 빈번히 식중독을 일으키는 균들이다.

각 균주별 항균효과에 대한 결과는 표 2 그리고 도에 나타내었다. 도면(도 2)은 로그(log)값으로 변환하여 그려진 곡선이다.

표 2. 식품류에 대한 항균효과

시간	실시예 1	비교예 1	비교예 2
시간	E coli0157	Styphi	V cholerae	E coli0157	Styphi	Vcholerae	E coli0157	Styphi	Vcholerae
적용전	8.6×10⁴	6.4×10³	3.6×10³	8.6×10⁴	6.4×10³	3.6×10³	8.6×10⁴	6.4×10³	3.6×10³
적용직후	3.6×10³	1.0×10²	1.2×10²	3.9×10³	1.0×10²	1.2×10²	4.0×10³	1.0×10²	6.3×10³
적용30분후	3.5×10³	1.9×10²	-	3.5×10²	1.9×10²	1.0×10	3.8×10³	1.9×10²	3.2×10²
적용60분후	3.0×10³	1.2×10²	-	3.5×10	1.2×10²	-	8.0×10²	1.5×10²	3.0×10
적용180분후	-	-	-	-	-	-	3.0×10	-	-

결과에서 볼 수 있듯이 모든 균주에 각기 적용된 식품들이 1일째 사멸되거나 활성을 잃은 균들이 감소되는 정도의 차이는 있으나 5일이 지나고 더 이상 증식하지 못하였다. 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 항균력 차이는 현저하게 나타났다.

항균성 물질의 작용은 미생물을 사멸시키는 살균작용 (bacteriocide, fungicidal action), 세균을 용해시키는 용균작용(baceteriolytic action), 증식을 억제시키는 정균작용(bacteriostatic action)으로 대별한다.

이상의 실험결과로 볼 때 박토시드 실시예 1의 조성물은 비교예 1 및 비교예 2의 조성물보다 높은 항균력을 가지는 것이 입증되었다.

가) 실시예 1 과 비교예 2의 항균력 비교 결과 : 실시예 1 과 비교예 2의 항균력 차이는 시간이 갈수록 현저하게 나타난다. 이것은 알코올의 강한 휘발성과 관계가 있다고 보여진다.

나) 실시예 1 과 비교예 1의 항균력 비교결과 : Citric Acid 5% 용액 첨가에 따른 안정된 화학적 상태가 유지되므로 실시예 1은 비교예 2에 비교하여 시간이 갈수록 높은 항균력을 나타내었다.

또, 실시예 1의 조성물로 처리한 0157 대장균의 형태 변화를 도 5에 나타내

었다. 전자현미경으로 균의 사멸과정을 확인할 수 있었다.

실험예 3 도마 및 손의 표면처리에 따른 항균력 측정

도마와 손을 clean bench 내에서 도마는 일정구획을 나누어 손을 왼손을 대조군으로 하여 70% 알코올과 멸균수로 소독 후 마이크로피펫을 이용하여 대상 균주들을 접촉시킨 후 도마와 손에 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 조성물 각각 5% 용액을 대조군에는 H₂O을 분사한 후 30분에서 1시간 후에 멸균거즈(10㎠)로 닦아내어 멸균수에 희석 후 CFU 측정과 동일하게 하였다. 모든 실험결과는 반복 실험하여 평균하였다.

결과를 표 3에 나타내었다.

표 3. 손에 대한 항균 효과

시간	실시예 1	비교예 1	비교예 2
시간	E coli0157	Styphi	V cholerae	E coli0157	Styphi	Vcholerae	E coli0157	Styphi	Vcholerae
적용전	8.6×10³	8.2×10³	3.0×10³	9.5×10⁴	8.2×10³	3.2×10³	9.5×10⁴	8.5×10³	3.0×10³
적용직후	3.6×10³	1.8×10²	7.0×10	3.7×10⁴	2.5×10²	8.5×10²	3.9×10⁴	3.0×10²	9.5×10²
적용30분후	3.5×10²	-	-	3.6×10³	1.9×10	7.5×10	3.7×10⁴	2.5×10²	8.2×10²
적용60분후	-	-	-	3.2×10²	1.9×10	-	3.5×10²	2.2×10	-
적용180분후	-	-	-			-	1.9×10	1.5×10	-

도마 및 손의 표면처리에 따른 항균효과를 보기 위하여 항균제로 분무한 것에서 항균효과를 보았다. 도마나 손에 대한 실험방법은 규격화되어 고시된 방법이 없으므로 임의로 부위의 구획을 나누어 일정부분은 그대로 일부는 항균제를 분무하여 균수의 감소 효과를 보았다.

연구실의 실험결과와 다른 실질적 환경에 직접 분무하여 항균력 비교치 또한 실시예 1과 비교예 2의 항균력 차이는 높게 나타내었다. 실시예 1과 비교예 1의 항균력 차이도 높게 나타내었다.

실험예 4 총균수 측정

각 식품들을 시료를 취하여 5ml의 멸균수에 현탁한 후 정량을 직접 또는 단계적으로 희석하여 Nutrient 한천 배지에 도포하고, 30℃에서 36시간 동안 배양 후 생성된 균의 전체 콜로니 수를 계산하였다.

도마와 손의 경우는 멸균수에 적신 10㎠의 gauze를 30초간 접촉시키고 이를 5ml의 멸균수에 현탁한 후, 위와 동일한 방법으로 균수를 측정하였다.

항균제의 효과를 보기 위하여 clean bench에서 2종의 식품 시료 각1g 씩을 멸균된 H₂O(control), 5% 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 조성물에 각각 적신 후 멸균 페트리 접시에 옮긴다. 실온에 방치하여 24시간간격으로 5일간 시료를 5ml의 멸균수에 현탁한 후 적량을 직접 또는 단계적으로 희석하여 Nutrient 한천 배지에 도포하였다. 30℃에서 36시간 동안 배양하여 생성된 균의 전체 콜로니 수를 계산하였다.

결과는 표 4 및 도 3에 나타내었다.

표 4. 여러가지 식품에 대한 항균효과

오 징 어

	CL	실시예 1	비교예 1	비교예 2
0	120	120	120	120
1	89	0	0	0
2	173	0	0	0
3	290	0	0	7
4	610	0	27	28
5	1520	13	19	13

육 포

	CL	실시예 1	비교예 1	비교예 2
0	47	47	47	47
1	49	1	1	0
2	63	0	2	2
3	85	0	2	2
4	170	1	3	3
5	372	1	4	3

각 대상시료들의 최초의 일반세균수를 측정하고 실온에서 5%의 박토시드 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2을 각각 처리한 후 일반세균수의 감소하는 경향을 측정하였다.

일반세균에 대한 항균력 비교분석에서도 볼 수 있듯이 실시예 1과 비교예 2 항균력 비교는 50%이상의 항균력 차이를 볼 수가 있으며, 실시예 1 과비교예 1에서도 역시 항균력 차이를 볼 수가 있다.

실험예 5 균의 세포구조변화

본 발명의 항균 조성물로 세균 및 곰팡이를 처리하는 경우 각 세균 및 곰팡이의 세포구조가 박토시드의 처리에 의하여 균 및 포자의 형태뿐 아니라 구조내용물의 유실로 정상적인 발아기능이 어려워지고 생식수단으로의 균 및 포자구실이 파괴되어 세균 및 곰팡이를 사멸케 하는 결과를 초래하는 것으로 나타났다. 비브리오 불니피서스(Vibrio vulnificus)에 대해 본 발명의 조성물로 처리 전후의 변화를 전자현미경으로 촬영한 사진(확대: x170000)을 도 4에 나타냈다.

포자별 주위에 두꺼운 층으로 형성되어 있던 lipopoly saccharide 구조벽이박토시드 처리에 의하여 제거되는 것으로 나타났으며, 세균 및 포자 내용물도 소멸되어 가고 있는 현상을 보여주고 있다.

이것은 본 발명의 조성물이 박토시드가 미생물의 세포내 생리활성효소의 기능을 약화시키고 DNA/RNA 유전정보기작을 방해한다는 연구보고로 박토시드의 항균기작에 기인하는 것으로 생각된다.

본 발명의 천연살균제의 항균효과는 식중독균과 곰팡이에 대한 항균력 실제로 식품 및 조리기구, 도마, 손 등에 처리하였을 때 미치는 살균 등에 대해 실험결과 실시예 1은 비교예 1, 비교예 2에 비하여 초기부터 세균의 생육은 보이지 않았고 지속적으로 균은 성장하지 못했다.

도마 및 손의 표면 처리시 항균효과는 분무하였을 때 실시예 1은 즉시 살균효과가 나타났으며 지속적으로 균은 성장하지 못한 결과을 볼 때 자몽종자 추출물과 녹차추출물의 합성에 구연산 5%용액은 상대적으로 항균력을 높이는데 효과가 있다고 증명이 되는 것으로 사료된다.

본 발명의 천연 항균 조성물은 식품보존효과 및 일반세균과 대표적인 식중독균 그리고 곰팡이에 대한 항균력이 우수하였고 실제로 조리기구 및 손등에 처리하였을 살균능을 나타내었다.

Claims

자몽추출물 1-10중량%, 녹차추출물 1-30중량%, 구연산 40-98중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 항균 조성물을 알코올 또는 알코올/물 혼합용매에 2-10% 농도로 희석시켜 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 자몽추출물의 주성분은 나린진 및 시트랄인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 녹차 추출물의 주성분은 카테킨인 것을 특징으로 하는 조성물.