KR20040027240A - 잣나무 잎의 정유를 유효성분으로 함유하는 항미생물제 및그 응용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업분야에 응용이 가능한 항미생물제에 관한 것으로 보다 상세하게는 잣나무 잎의 정유를 유효성분으로 함유하는 항미생물제, 또는 여기에 편백잎, 소나무 잎, 화백 잎에서 선택되는 적어도 1종 이상의 정유성분이 적량 혼합된 항미생물제에 관한 것이다.

본 발명의 항미생물제는 각종 산업분야 예를 들면, 식료품, 방향제, 의약품, 피부미용제, 생물농약식료품 등의 활성성분으로 제공될 수 있다.

Description

잣나무 잎의 정유를 유효성분으로 함유하는 항미생물제 및 그 응용{Antimicrobial Agent Comprising Essential Oil of P. koraiensis and Their Applications}

본 발명은 산업분야에 응용이 가능한 항미생물제에 관한 것으로 보다 상세하게는 잣나무 잎의 정유를 유효성분으로 함유하는 항미생물제, 또는 여기에 편백잎, 소나무 잎, 화백 잎에서 선택되는 적어도 1종 이상의 정유성분이 적량 혼합된 항미생물제에 관한 것이다.

수목 정유에는 피톤치드라고 불리는 다양한 휘발성 성분들이 포함되어 있으며 이러한 성분들은 항균활성이 있어 외부의 공격으로부터 자신을 보호하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 천연물 유래의 항균활성은 합성약제와 비교하면 낮고, 더디게 작용하는 것은 사실이다. 하지만 다수의 균에 효과를 발휘하는 합성살균제는 독성이나 감작성을 띠는 것이 있으며 내성균의 출현 등 안전성 측면에서 문제가 되고 있다. 따라서 일상적으로 사용되는 제품에는 보다 안전성이 높은 것이 요구되고 있으며 이러한 관점에서 천연소재인 정유의 항균성이 주목을 받고 있다.

정유를 일상생활에 응용하기 위하여 오래 전부터 항균성에 대한 연구가 수행되어 왔으며 각각의 방향성분(Morris 등, 1978; Kurita 등, 1981)과 증기상태에서의 항균성(Gocho, 1991a; 1991b; 1991c; 1992)도 보고되어 있다. 수목정유의 항균활성을 조사한 谷田貝등의 보고(谷田貝와 大平, 1990)에 의하면 나한백, 편백, 화백, 솔송나무, 낙엽송, 전나무, 향나무, 레몬유카리 잎 정유는 아우레오바시디움 풀루란스, 아스퍼질러스 나이거, 페니실리움 시트리움, 클라도스포리움 헤르바룸 등의 곰팡이 생육을, 바실러스 서브틸리스, 스타필로코커스 아우레우스 등 세균의생육을 100∼1,000 ppm의 농도범위에서 완전히 저해하는 것으로 보고되고 있다. 특히 나한백 재유와 여기에서 분리한 히노키티올(hinokitiol)의 광범위한 항균 스펙트럼에 대해서도 상세히 보고하고 있다(岡部, 1992). 한편, 국내에서는 식품관련 분야에서 식품의 보존성 및 기호성 향상이라는 관점에서 주로 연구가 수행되어 왔으며 항균활성 또한 식품과 관련된 균에 대한 검토가 주류를 이루고 있다.

하지만 상기 개별 수목의 정유들은 대개 일본 등 외국에서 넓게 분포하는 수목에 대한 연구가 대부분이고, 또한 각 수목의 정유가 가지는 항균 스펙트럼은 상이한 데도 불구하고 특히 우리나라에서 특유하게 자생하는 잣나무 등 고유 수종에 대한 연구에 있어서는 극심한 부진을 면치 못하고 있는 실정이다.

본 발명자는 상기와 같이 종래 합성 살균제가 지니는 제반 문제의 해결 방안을 모색하여 오던 중 국내에 넓게 자생하며, 특히 천연자원이라 인체에 무해한 잣나무 잎의 정유성분을 추출하여 항진균 활성 및 항세균 활성을 측정한 결과 미생물 억제효과가 매우 우수함을 발견하고서 본 발명을 완성하게 되었다.

이와 같이 본 발명의 목적은 잣나무 잎의 정유를 유효성분으로 함유하는 항미생물제를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 항균 스펙트럼의 확장을 위해 잣나무 잎의 정유성분에 편백 잎, 소나무 잎, 화백 잎에서 선택되는 적어도 1종 이상의 정유성분이 적량 혼합된 항미생물제를 제공함에 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 수목정유 추출장치의 측면도

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 수목정유 추출장치의 평면도

도 2는 목재부후균에 대한 항진균활성 검정결과 그래프

도 3은 수목병원균에 대한 항진균활성 검정결과 그래프

도 4는 페이퍼 디스크법에 의한 항세균활성 검정결과 그래프

〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉

1 : 증류조 2 : 금속망

3 : 압력게이지 4 : 온도계

5 : 안전밸브 6 : 수증기연결관

7 : 냉각기(콘덴서) 8 : 냉각파이프

9 : 정유수집기 10 : 냉각수유입구

11 : 냉각수유출구 12 : 개폐도어

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 잣나무 잎의 정유를 유효성분으로 함유하는 항미생물제, 또는 여기에 편백 잎, 소나무 잎, 화백 잎에서 선택되는 적어도 1종 이상의 정유성분이 적량 혼합된 항미생물제를 포함한다.

잣나무 잎은 국내의 산지에 자생하는 또는 재배하는 잣나무로부터 얻어지는 어떠한 것이라도 무방하며 특별한 제한을 요하지는 아니한다. 본 발명의 후술하는 실시예에서 사용된 잣나무 잎 시료는 강원도 홍천군 동면 노천리(홍천관리소 93임반)에서 채취한 것이다.

잣나무 잎으로부터 정유를 추출하는 방법은 수증기증류법, 열수추출법, 압착법, 유기용제추출법, 초임계유체추출법 등이 있으며, 특정한 방법에 한정될 것을 요하지는 아니한다. 이 중 본 발명 실시예의 경우 열수추출 방법을 선택하였으며, 그 과정은 하기와 같다.

(1) 길이 약 0.5∼2cm 정도로 잘게 자른 잣나무 잎을 도 1과 같은 구성의 정유추출장치의 증류조(1) 내부 금속망(2)에 넣고 시료가 잠기지 않을 정도로 물을 넣는다.

(2) 냉각기(7)의 냉각수유입구(10)와 냉각수유출구(11)에 호스를 연결하고 냉각수를 채운 다음 가열하여 증류조 내부온도가 약 100℃ 정도에 달한 후부터 약 2∼3시간 가열한다.

(3) 증류조에서 수증기와 함께 휘산된 혼합수증기는 수증기연결관(6)을 거쳐 냉각기(7) 내의 냉각파이프(8)에 도달하는 과정에서 응축되어 정유수집기(9)에 모이게 되며, 이때 응축수보다 가벼운 정유는 정유수집기의 상층부에 뜨게 되므로 이것을 회수하여 정유를 얻는다.

상기 과정 (1) 내지 (3)을 통해 원하는 정유를 얻을 수 있으며, 상기 과정을 포함하는 정유 추출방법은 소나무 잎, 편백 잎, 화백 잎의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

상기 과정을 거쳐 얻어지는 잣나무 잎의 정유는 항진균활성 및 항세균활성이 우수하므로 각종 산업분야에서 응용이 가능하다. 이러한 응용분야의 예로는 식료품, 방향제, 의약품, 피부미용제, 생물농약식료품 등이 있으며, 이들 제품에 항미생물제재로서 첨가된다.

항미생물제제는 상기 정유 100중량%로 구성되거나 약간의 보조첨가물들이 혼합될 수 있다. 이러한 보조첨가물들의 예로는 덱스트린, 아라비아고무, 당류, 글리세린류 등이 있다. 상기 항미생물제제를 각종 산업분야에 응용하고자 하는 경우 적용될 구체적인 제품에 따라 필요로 되는 정유의 농도는 매우 유동적이다. 따라서 구체적인 정유의 농도를 특정하는 것은 불필요하며, 당업자가 반복실험을 통해 최적 함량을 용이하게 도출할 수 있다. 하지만 경제적인 측면과 항균활성 등을 고려할 때 바람직한 실시범위로서 예시한다면 정유의 농도가 1,000∼10,000㎍/㎖ 정도인 것을 사용하면 충분하리라고 사료된다.

본 발명에 의한 항미생물제재는 상기 잣나무 잎의 정유를 단독성분으로 함유하는 것 이외에도 다양한 방법으로 추출가능한 소나무 잎, 편백 잎, 화백 잎의 정유 등을 1종 이상 혼합한 형태로도 제공된다. 이 경우 혼합시 요구되는 각 정유의 조성비는 억제의 대상이 되는 구체적인 균주에 따라 당업자가 적절히 선택할 수 있는 문제로서 특별한 한정은 불필요하다.

본 발명의 후술하는 바람직한 실시예에서는 미생물 억제능을 확인하기 위해 항진균 활성 측정을 위한 공시균주로 목재부후균인 글리오클라디움 바이렌스, 티로마이세스 팔루스트리스, 트라메테스 베르시콜로, 비부후성 열화균인 라이조푸스 스토론나이퍼, 및 수목병원균인 포몹시스 알보베스티타, 엔도시아 니츠케이, 멜라코니스 주글란디스를 사용하였다.

또한 항세균 활성 측정을 위한 공시 균주로는 그람양성균인 스타필로코커스 아우레우스, 스트렙토코커스 패칼리스, 바실러스 서브틸리스 및 그람음성균인 이스케리치아 콜라이를 사용하였다.

소나무(Pinus densiflora)는 잣나무(P. koraiensis) 잎과 마찬가지로 강원도 홍천군 동면 노천리(홍천관리소 93임반)에서 구입한 것을 정유원료로서 이용하였으며, 편백(Chmaecyparis obtusa) 잎은 전남 강진군 칠량면 명주리(백제농장 소유림), 화백(C. pisifera) 잎은 서울 동대문구 청량리2동 임업연구원 시험림내에서 채취한 것이 이용되었다.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예에는 개별 정유를 대상으로 각각의 활성이 개시되고 있지만 이는 혼합조성의 정유성분으로 구성되는 경우에도 그 각각의 활성은 유효할 것임은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이들 단일 조성의 실시예에만 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.

〈실시예 1〉정유의 추출

길이 1 cm 정도로 잘게 자른 잣나무, 편백, 소나무, 화백 잎을 도 1의 정유 추출장치 내부에 넣고 시료가 잠기지 않을 정도로 물을 넣은 다음 냉각기에 냉각수를 연결하고 가열하였다. 추출장치 내부온도가 100℃에 달한 후부터 3시간 가열하면서 흘러나오는 정유를 정유수집기로 수집하였다. 유출수로부터 정유와 물부분을 분리하기 위해 분액여두를 사용하여 정유를 회수하였으며 수집한 정유는 여과하여 불순물을 제거하고 정유 중량의 약 1중량%가 되도록 무수황산나트륨(105℃에서 3시간 이상 건조하여 데시케이터 내에서 방냉한 것)을 투입, 냉암소에서 24시간 탈수처리하여 각각의 정제 정유를 얻었다.

〈시험예 1〉항진균 활성

항진균활성 검정방법으로는 배지점적법(森 滿範, 土居修一, 靑山政和. 1994. 스피추출물의 항균활성. 일본목재학회 북해도지부강연집. 26 : 41∼44)을 이용하였다. 즉, PDA(potato dextrose agar)배지에 소정의 농도가 되도록 정유를 혼합하여 만든 평판배지에 미리 배양해 둔 각 공시균(목재부후균 4종 및 수목병원균 3종)의 균사선단부를 직경 8 mm의 코르크 보러로 떼어내어 접종하였다. 배양온도 27℃에서 소정기간 배양한 후 자란 균사환의 직경을 측정하여 다음과 같이 균사생장억제율로 항균활성을 나타내었다.

실험 결과, 대표적인 갈색부후균인 티로마이세스 팔루스트리스에 정유를 10,000 ㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우 잣나무, 소나무, 편백 잎 정유 모두 50%이상의 균사생장 억제율을 나타내었고, 화백 잎 정유는 이보다 다소 낮은 33.7%의 억제율을 나타내었다(도 2). 또한, 1,000㎍/㎖의 농도에서는 잣나무 잎 정유가 21.7%를 나타내었으며, 편백 잎 정유가 가장 높은 55.4%의 억제율을 보이고 소나무 및 화백 잎 정유는 각각 22.9%, 9.6%의 균사생장억제율을 나타내어 다소 미약하지만 여전히 항균활성을 유지하고 있음을 확인하였다.

또 다른 갈색부후균인 글리오클라디움 바이렌스의 경우 1,000 ㎍/㎖의 농도에서 편백 잎 정유가 45.8%의 억제율을 나타낸 반면, 다른 3종의 정유는 균사생장을 억제하지 못하는 것으로 나타났다. 이와 같은 경향은 대표적인 백색부후균인 트라메테스 버시콜라와 비부후성 열화균인 라이조푸스 스토로니퍼의 경우에도 나타나 1,000 ㎍/㎖의 농도에서 편백 잎 정유만이 각각 84.3%와 15.7%의 억제율을 나타내었을 뿐 다른 공시수종의 정유는 균사 생장을 억제하지 못하였다. 따라서 상기 균주들에 대해서는 잣나무 잎 정유와 편백잎 정유의 혼합 정유가 넓은 항균 스펙트럼을 확보함에 있어 적합함을 알 수 있다.

수목병원균을 조사한 결과, 포몹시스 가지마름병균인 포몹시스 알보베스티타의 경우 10,000 ㎍/㎖의 농도에서 잣나무, 소나무 및 편백 잎 정유 공히 60% 정도의 균사생장 억제율을 나타내었으며 화백 잎 정유가 42.2%로 다소 낮은 억제율을 나타내었다(도 3). 1,000 ㎍/㎖의 농도에서도 편백 잎 정유가 42.2%로 가장 높은 억제율을 나타내었으며 잣나무도 미약하지만 균사생장억제능을 보유함을 확인할 수있다.

참나무류 줄기마름병균인 엔도치아 니츠케이는 편백 잎 정유를 10,000 ㎍/㎖의 농도로 처리하였을 때 균사의 생장을 완전히 저해하여 항균활성이 가장 높았으며, 잣나무 정유 그리고 소나무 정유가 각각 69.9%와 61.4%의 균사생장 억제율을 보여 높은 항균활성이 있는 것으로 나타났다. 화백 잎 정유는 30.1%로 가장 낮은 억제율을 나타내었다(도 3).

호도나무 가지마름병균인 멜라코니스 주글란디스의 경우에도 같은 경향을 나타내어 10,000 ㎍/㎖의 농도에서 편백이 100%의 가장 높은 억제율을, 그 다음이 잣나무, 소나무 그리고 화백의 순이었다(도 3).

〈시험예 2〉항세균 활성

항세균활성은 페이퍼 디스크법( 池川 信未, 丸茂 晋吾, 星 元紀, 1984. 생리활성물질의 바이오에세이. 강담사: 17∼29. 1984)에 의하여 검정하였다. 즉, 우선 아가 1.5%가 함유되어 있는 배지를 패트리디쉬에 분주하여 하층배지를 만들고, 그 위에 각 세균(그람양성균 3종 및 그람음성균 1종)을 접종한 1.0%의 아가 배지를 부어 2중의 평판배지를 만들었다. 이렇게 제조된 평판배지에 소정 농도의 정유를 함침시킨 페이퍼 디스크(직경: 8 mm)를 올려놓고 37℃에서 20시간 배양한 후 디스크 주변에 형성되는 생육저지환(clear zone)의 직경을 측정하여 항세균활성을 검토하였다.

실험 결과 대표적인 그람양성균인 황색포도상구균 스타필로코커스 아우레우스에 대한 항균활성은 편백 잎 정유가 가장 우수하였으며, 다음이 소나무 잎 정유그리고 잣나무와 화백 잎 정유의 순이었다(도 4). 연쇄구균인 스트렙토코커스 패칼리스의 경우에는 소나무, 편백, 잣나무, 화백 잎 정유의 순으로 활성을 나타내었으며, 고초균인 바실러스 서브틸리스도 같은 경향을 나타내었다(도 4). 또한 대표적인 그람음성균인 대장균 이스케리치아 콜라이에 대한 항균활성은 잣나무, 소나무, 편백이 거의 동등한 활성을 나타내었으며 화백만이 다소 낮은 활성을 나타내었다(도 4).

본 발명에 의하면 국내 자생하는 잣나무 잎의 정유성분은 항진균 및 항세균 활성이 우수하고, 특히 잣나무 잎의 정유성분과 소나무 잎 또는/및 편백 잎의 정유성분과의 혼합 정유성분은 스펙트럼이 광범위하여 각종 산업분야로의 응용이 가능하다.

Claims (11)

1. 잣나무 잎의 정유를 유효성분으로 함유하는 항미생물제
2. 제 1항에 있어서,

   상기 항미생물제재는 편백 잎의 정유를 추가로 더 포함함을 특징으로 하는 항미생물제
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 항미생물제는 소나무 잎의 정유를 추가로 더 포함함을 특징으로 하는 항미생물제
4. 제 3항에 있어서,

   상기 항미생물제는 화백 잎의 정유를 추가로 더 포함함을 특징으로 하는 항미생물제
5. 제 1항에 있어서,

   적어도 목재부후균, 수목병원균을 포함하는 진균에 대한 항균활성을 가지는 항미생물제
6. 제 1항에 있어서, 상기 항미생물제는

   식품첨가물의 활성성분임을 특징으로 하는 항미생물제
7. 제 1항에 있어서, 상기 항미생물제는

   방향제의 활성성분임을 특징으로 하는 항미생물제
8. 제 1항에 있어서, 상기 항미생물제는

   의약품의 활성성분임을 특징으로 하는 항미생물제
9. 제 1항에 있어서, 상기 항미생물제는

   피부미용제의 활성성분임을 특징으로 하는 항미생물제
10. 제 1항에 있어서, 상기 항미생물제는

    생물농약의 활성성분임을 특징으로 하는 항미생물제
11. 제 6항 내지 제 10항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

    편백 잎, 소나무 잎, 화백 잎에서 선택되는 적어도 1종 이상의 정유성분이 적량 혼합됨을 특징으로 하는 항미생물제