KR20190100738A

KR20190100738A - 잔소리졸을 함유하는 천연 항균 조성물

Info

Publication number: KR20190100738A
Application number: KR1020180020669A
Authority: KR
Inventors: 황재관; 김해봄; 정용인; 이근석; 김창환
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2019-08-29
Also published as: KR102046139B1

Abstract

본 발명은 잔소리졸(xanthorrhizol)을 포함하고, 카바크롤(carvacrol) 또는 티몰(thymol)과 조합하여 이루어진 천연 항균 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 천연 항균 조성물은 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi), 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae) 등을 포함한 바이오테러에 사용되는 생물작용제(biological agent)에 대하여 항균 시너지 효과 및 가산효과를 가지고 있으며, 또한 낮은 농도에서도 우수한 항균효과를 가짐으로서, 다제내성균의 출현을 억제함과 동시에 화학적 합성품의 부작용의 위험을 줄일 수 있는 항세균제로서의 효용가치를 매우 높일 수 있다.

Description

잔소리졸을 함유하는 천연 항균 조성물{Natural Antibacterial Compositions Containing Xanthorrhizol}

본 발명은 잔소리졸(xanthorrhizol)을 포함하고 카바크롤(carvacrol) 또는 티몰(thymol)과 조합하여 이루어지는 천연 항균 조성물에 관한 것이다.

1928년 페니실린(penicillin) 항생제의 발견 이후, 1960년대까지 항생제 개발은 활발하게 진행되었다. 하지만, 그 후 새로 개발되는 항생제 계열은 없었으며, 항생제의 오남용이 진행되면서 기 발견된 항생제에 저항성을 가지는 내성 균주가 출현하였다. 그 후, 기존의 항생제 구조를 기반으로 다양한 유도체를 만들어 새로운 항생제를 개발하였지만 이러한 개발 방식으로는 다제내성균주에 대항하기에는 한계점이 있었다.

이와 같은 상황 하에서 치료제가 준비되지 않은 전염병이나 무기화된 병원균 또는 기존의 항생제에 대한 내성을 갖는 바이오테러가 발생할 경우에 대비하여 사용할 수 있는 비상 항균제가 필요하다.

또한, 바이오테러에 대응하기 위해서 기존의 '1병원균-1항생제' 개념을 뛰어 넘을 수 있는 메카니즘의 적용이 바람직하며, 따라서 다중-타겟(multi-target) 항균제가 효과적일 것으로 예상되고 이를 실현할 수 있는 기술 개발이 진행 중이다.

따라서 바이오테러에 사용될 수 있는 항생제 내성균주에 대항하기 위하여 그리고 다중 균주에 적용할 수 있는 항균제 개발을 위하여 기존의 항균물질들을 조합하는 방식이 사용되고 있다. 항균물질은 크게 미생물 유래와 식물 유래로 나눌 수 있다. 미생물 유래 항균물질인 박테리오신은 항균작용의 범위가 좁기 때문에 천연 보존제로서의 사용이 제한을 받으며, 가장 잘 알려져 있는 니신(nisin)의 경우 1998년 미국 식품의약국(Food and Drug Administration, FDA)의 그라스(Generally Recognized as Safe Substance,GRAS)로인정받아 발효유, 치즈, 통조림 식품 등 사용되고 있으나 아직까지 국내에서는 사용이 제한적으로 허가되어 있다(Food Science and Industry., 2005, 38(2): P.36-45).

따라서 미생물 유래 항균물질을 대체할 식물 유래 항균물질의 조합이 필요한 상황이다. 식물 유래 항균물질은 플라보노이드(flavonoids), 테르펜(terpenes), 알칼로이드(alkaloids) 계열의 항균제에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 모든 식물체는 외부의 미생물이나 곤충으로부터 스스로를 보호하고 방어하기 위하여 2차 대사산물(secondary metabolites)로서 항균제를 생산한다. 특히, 생리활성물질이 다량 농축되어 있는 약용식물(medicinal plants)에는 비교적 항균 성분이 다량 분포하고 있어 약용식물로부터 강한 활성의 항세균 성분을 탐색하는 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 일반적으로 식물 유래 항균제는 그람양성균에 뛰어난 활성을 가지고 있으며, 그 중 일부는 항생제와 유사한 수준의 항균활성을 나타낸다.

쿠르쿠마 잔소리자(Curcumaxanthorrhiza)로부터 추출, 분리된 잔소리졸은 가열처리나 모든 pH 영역에서의 구조안정성이 매우 높으며, 추출물 내에 잔소리졸의 함량이 10~15%로서 산업적 이용 가능성이 매우 높은 물질이다.

대한민국 등록특허 제10-1227156호에서 잔소리졸은 구강 내 미생물에 대하여 우수한 항균활성을 나타낸다고 보고되는 등 우수한 항균 효과를 보였다. 하지만, 잔소리졸은 그람양성균에 매우 뛰어난 항균 활성을 보이는 것에 비해 그람음성균에 대한 항균활성은 비교적 낮게 나타났다.

카바크롤(Carvacrol)은 오레가노 에센셜 오일(oregano essential oil)에 포함되어 있으며, 티몰(thymol)은 타임 에센셜 오일(thyme essential oil)에 포함된 물질이다. 이 둘은 구조 이성질체로서 매우 유사한 구조를 가졌으며, 미국 식품의약국(FDA)의 그라스(GRAS)로 등록되어 단일 성분으로도 범용적으로 안전하게 섭취할 수 있도록 검증된 물질들이다. 또한, 이 두 물질은 그람음성균의 막 투과성을 증가시켜 항균활성을 높이는 것으로 보고된 바 있다(Pharmaceuticals, 2013 6: 1451-1474).

이와 같이 카바크롤과 티몰은 그람음성균의 생장을 저해하는 활성이 있지만, 최소저해농도(minimum inhibitory concentration, MIC)가 비교적 높으며, 탄저균 유사 작용제를 포함한 그람양성균에 대해 잔소리졸에 비하여 항균활성이 현저히 떨어지는 한계가 있다

대한민국 등록특허공보 제10-1227156호(2013.01.22)

Food Science and Industry., 2005, 38(2): P.36-45 Pharmaceuticals, 2013 6: 1451-1474

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 바이오테러에 대응하기 위해 잔소리졸이 그람양성균에 뛰어난 항균효과를 보이는 점과, 카바크롤 또는 티몰이 그람음성균의 생장을 저해한다는 점에 착안하여, 잔소리졸과 카바크롤 또는 잔소리졸과 티몰을 조합함으로써 광범위한 항균 활성을 갖는 천연 항균 조성물의 제공에 목적이 있다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 천연 항균 조성물이 바이오테러 수단에 사용되는 탄저균(Bacillus anthracis)과 유사한 생물작용제(biological agent)인 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi), 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)에 대한 시너지 효과를 확인하여 낮은 농도에서 빠른 시간 내 항균 활성을 향상시킬 수 있는 항균용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 항균용 조성물이 다제내성균주의 출현과 약물 오·남용의 문제를 극복하고, 화학합성 항생제를 대체할 수 있는 천연물질 조합의 천연 항균 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하기 화학식 1로 표시되는 잔소리졸(xanthorrhizol)에 하기 화학식 2로 표시되는 카바크롤(carvacrol) 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 티몰(thymol)을 포함하여 생물작용제에 대해 항균 활성을 갖는 천연 항균 조성물을 제공한다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

여기서, 상기 생물작용제는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi) 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae) 중에 어느 하나 이상일 수 있다.

상기 천연 항균 조성물은 잔소리졸(xanthorrhizol)과 카바크롤(carvacrol)을 1~64:64~256의 중량비로 혼합되어 포함하거나, 또한, 상기 잔소리졸(xanthorrhizol)과 티몰(thymol)은 1~64:64~256의 중량비로 혼합되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 천연 항균 조성물은 상기 생물작용제로 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi) 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae) 중의 어느 하나 이상을 3분 이내에 완전히 사멸시킬 수 있다.

본 발명의 천연 항균 조성물은 상술한 바와 같이 탄저균과 유사한 생물작용제인 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi) 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)에 대해 광범위하게 사멸시키므로, 탄저균에 의해 유발되는 질환의 처치에 효과를 나타낸다. 따라서 본 발명의 천연 항균 조성물은 항생제, 소독제, 살균제, 치료제 등으로 구현되어 탄저균 감염으로 인해 유발되는 탄저병(anthrax)이 유발된 처치 대상에 투여하는 단계를 포함하는 방법으로 탄저균에 의해 유발되는 다양한 질환 처치에 활용될 수 있다. 또한, 생물테러나 생물학적으로 인한 탄저균 감염 처치에도 활용될 수 있다.

여기서 '탄저균에 의해 유발되는 질환'이란 탄저균 감염에 의한 탄저병(anthrax)으로 발열, 호흡 곤란 등을 수반하는 증상을 총칭한다.

또한, 본 명세서에서 사용된 '처치' 또는 '치료'라는 용어는 탄저균에 의해 유발된 질환의 억제 및 탄저균에 의해 유발된 질환의 병적 상태를 경감하는 모든 행위를 의미한다.

그리고 천연 항균 조성물이 투여되는 대상은 바람직하게 돼지, 말, 소, 염소, 개, 양 및 인간 등의 포유동물일 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않고 다양한 동물들을 포함할 수 있다.

본 발명의 천연 항균 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라 생물체를 자극하지 않고 투여 화합물의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체, 희석제 또는 부형제를 이용하여 제제화됨으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수도 있다.

상기 천연 항균 조성물이 포함되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토소, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함할 수 있으며, 이에 반드시 한정되는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 천연 항균 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등의 부가 성분을 더 조합할 수 있다.

본 발명의 천연 항균 조성물을 이용한 탄저균 감염을 처치하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방식에 따를 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 천연 항균 조성물은 경구투여, 비경구투여 또는 비강 분무 등을 통해 투여될 수 있으며, 환경에 분무하는 방식에 의해서도 사용될 수 있다.

또한, 상기 약학적 조성물의 적합한 도포, 분무 및 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 대상이 되는 동물 및 연령, 체중, 질병 증상의 정도, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 변경되어 적절하게 처치할 수 있다.

본 발명에 따른 항균용 조성물은 그람양성균과 그람음성균의 다중 타겟에 대하여 넓은 항균 스펙트럼을 가지며, 조합에 의하여 낮은 농도에서 우수한 항균효과를 보임으로써 다제내성균에 대한 대응력을 향상시키고 부작용을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하여 새로운 천연 항균 조성물을 확보함으로써 생물작용제에 대한 해독제 기술을 향상시키고, 생물 방어에 활용을 위한 신속 대응기술을 확보할 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예 3-1에 따라 바실러스 세레우스(Bacillus cereus)에 대하여, 천연 항균 조성물 처리에 따른 속효성을 측정한 결과를 보여준다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예 3-2에 따라 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium)에 대하여, 천연 항균 조성물 처리에 따른 속효성을 측정한 결과를 보여준다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시예 3-3에 따라 살모넬라 티피(Salmonella Typhi)에 대하여, 천연 항균 조성물 처리에 따른 속효성을 측정한 결과를 보여준다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예 3-4에 따라 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)에 대하여, 천연 항균 조성물 처리에 따른 속효성을 측정한 결과를 보여준다.

이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.

본 발명은 하기 참조예 1의 잔소리졸(xanthorrhizol)를 포함하고, 하기 참조예 2의 카바크롤(carvacrol) 또는 하기 참조예 3의 티몰(thymol)을 조합한 바이오테러 유사 작용제에 대응하기 위한 천연 항균 조성물로, 각각의 항균 효과를 극대화하여 신규한 용도를 제공하는데 그 특징이 있다.

본 명세서에서 '잔소리졸(xanthorrhizol)'은 생강과(Zingiberaceae)의 쿠르쿠마속(Curcuma spp.)에 속하는 쿠르쿠마 잔소리자(Curcumaxanthorrhiza)로부터 분리 정제한 물질이다.

본 명세서에서 '카바크롤(carvacrol)'은 오레가노(oregano) 에센셜 오일로부터 분리 정제하거나 합성을 통해 수득한 물질이거나 시판되고 있는 화합물을 사용할 수 있다.

본 명세서에서 '티몰(thymol)'은 타임(thyme) 에센셜 오일로부터 분리 정제하거나 합성을 통해 수득한 물질이거나 시판되고 있는 화합물을 사용할 수 있다.

본 명세서에서 '바이오테러 유사 작용제'는 탄저균(Bacillus anthracis) 유사 작용제인 바실러스 세레우스(Bacillus cereus)와, 식품 등을 매개로 질병을 유도하는 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi), 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)를 일컫는다.

참조예 1. 잔소리졸(xanthorrhizol)의 물질 정보

[화학식 1]

명칭: xanthorrhizol; 1,3,5,10-Bisabolatetraen-2-ol

CAS No.: 30199-26-9

참조예 2. 카바크롤(carvacrol)의 물질 정보

[화학식 2]

명칭: caravcrol; 5-Isopropyl-2-methylphenol

CAS No.: 499-75-2

참조예 3. 티몰(thymol)의 물질 정보

[화학식 3]

명칭: thymol; 2-Isopropyl-5-methylphenol

CAS No.: 89-83-8

이하에서 첨부된 예시도면 및 실시예를 참조로 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예는 본 발명의 예시일 뿐이며 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 균주의 배양

본 발명에서 사용하는 생물작용제 균주는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus; ATCC 4342, ATCC), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium; ATCC 14028, ATCC), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi; NCCP 10932, KCDC), 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae; NCCP 11179, KCDC)이며, 상기 균주들은 아메리칸 타입 컬쳐 컬렉션(American Type CultureCollection; ATCC, Rockville, MD, USA) 또는 한국 질병관리본부(The Korea Centers for Disease Control & Prevention; KCDC, Osong, Korea)에서 분양 받아 사용하였다.

상기와 같은 균주들은 NCCLS(National Committee for Clinical Laboratory Standards, M7-A5) 방법에 따라 뮬러-힌톤(mueller-hinton, Difco, Franklin Lakes, NJ, USA) 배지를 이용하여 37℃에서 12시간 내지 24시간 배양하였다.

아울러 상기 균주들의 보존은 뮬러-힌톤 배지에 1.5% 한천(agar)을 첨가하여 만든 고체배지를 이용하여 4℃에서 보관하였고, 균주를 장기 보관할 때는 멸균된 60% 글리세롤(glycerol) 0.5 mL에 배양액 0.5 mL를 혼합하여 30% 글리세롤 저장액을 만든 후 -70℃의 조건에서 보관하였다.

실시예 2. 천연 항균 조성물의 시너지 효과 측정

항균물질의 조합에 따른 천연 항균 조성물의 시너지 효과를 측정하기 위하여 체커보드 어세이(checkerboard assay)를 이용하였다. DMSO(dimethylsulfoxide)에 잔소리졸(xanthorrhizol), 카바크롤(carvacrol) 및 티몰(thymol)을 각각 10 ㎎/mL의 농도로 용해하고 뮬러-힌톤 배지를 이용하여 티몰과 카바크롤은 64 ~ 4096 ㎍/mL, 잔소리졸은 8 ~ 256 ㎍/mL로 1.5 mL microtube(SPL life science, Pocheon, Korea)에 희석한다. 96 마이크로 웰 플레이트(micro-well plate)에 희석한 시료를 농도별로 25 uL씩 분주한다.

실험에 사용할 균주를 5 mL 뮬러-힌톤 배지에 24시간 배양시킨 뒤, 배양된 균 액체배지를 원심분리기(centrifuge; Union 32R, Gyeonggi-do, Korea)를 이용하여 3200 rpm에서 3분 간 원심분리를 진행한다. 그 후, 상층액을 제거한 뒤 5 mL 인산염완충용액(phospate-buffered saline, PBS)를 넣어 균 펠렛(pellet)을 풀어준다. McFarland standard를 이용하여 1×10⁸ CFU/mL의 농도로 희석한 뒤, 1.5 mL microtube에 1×10⁶ CFU/mL로 다시 희석한다. 96 마이크로 웰 플레이트에 50 uL 씩 분주해 최종 농도는 5×10⁵ CFU/mL가 되게 하여 37℃에서 24시간 동안 배양하였다.

24시간 뒤 육안으로 확인했을 때 탁도를 나타내지 않는 각각의 물질의 최소 농도를 최소저해농도(MIC)로 나타내었다. 또한, 두 물질을 조합했을 때 나타나는 각 물질의 최소저해농도를 최적조합농도로 나타내었다. 각 물질의 최적조합농도를 최소저해농도로 나눈 값을 더하여 분별저해농도(fractional inhibitory concentration, FIC)를 구하였고, 분별저해농도(FIC) 값이 0.5보다 작으면 시너지 효과(synergistic effect), 0.5보다 크고 1보다 작으면 가산효과(additive effect), 4보다 크면 길항작용(antagonistic effect)을 가지는 사실에 의거하여, 항균 물질의 조합의 시너지 효과를 확인하였다.

천연 항균 조성물의 조성으로 잔소리졸과 카바크롤의 조합 또는 잔소리졸과 티몰의 조합의 분별저해농도를 측정해 하기 표 1과 표 2에 나타내었다. 이때, 표 1에서 A는 잔소리졸이고, B는 카바크롤을 나타내고, 표 2에서 A는 잔소리졸이고, B는 티몰의 함량을 나타낸다.

구분	최소저해농도 (MIC; ㎍/mL)		최적조합농도 (㎍/mL)		분별저해농도
구분	A	B	A	B	A	B	지수값
바실러스 세레우스 ATCC 4342	8	256	1	64	0.125	0.250	0.375
살모넬라 티피뮤리움 ATCC 14028	1024	256	32	64	0.031	0.250	0.281
살모넬라 티피 NCCP 10932	2048	256	32	128	0.016	0.500	0.516
비브리오 콜레라 NCCP 11179	1024	128	64	32	0.063	0.250	0.313

상기 표 1에 따르면, 잔소리졸과 카바크롤의 바실러스 세레우스 ATCC 4342에 대한 단독 최소억제농도는 각각 8 ㎍/mL, 256 ㎍/mL로, 최적조합 시 1 ㎍/mL, 64 ㎍/mL로 줄이며 시너지 효과를 보이는 것으로 확인되었다.

살모넬라 티피뮤리움 ATCC 14028에 대한 단독 최소억제농도는 각각 1024 ㎍/mL, 256 ㎍/mL로, 최적조합 시 32 ㎍/mL, 64 ㎍/mL로 줄이며, 시너지 효과를 보이는 것으로 확인되었다.

살모넬라 티피 NCCP 10932에 대한 단독 최소억제농도는 각각 2048 ㎍/mL, 256 ㎍/mL로, 최적조합 시 32 ㎍/mL, 128 ㎍/mL로 줄이며 가산효과를 보이는 것으로 확인되었다.

비브리오 콜레라 NCCP 11179에 대한 단독 최소억제농도는 각각 1024 ㎍/mL, 128 ㎍/mL로, 최적조합 시 64 ㎍/mL, 32 ㎍/mL로 줄이며 시너지 효과를 보이는 것으로 확인되었다.

구분	최소저해농도 (MIC; ㎍/mL)		최적조합농도 (㎍/mL)		분별저해농도
구분	A	C	A	C	A	C	지수값
바실러스 세레우스 ATCC 4342	8	256	1	64	0.125	0.250	0.375
살모넬라 티피뮤리움 ATCC 14028	1024	256	64	16	0.063	0.063	0.125
살모넬라 티피 NCCP 10932	2048	256	64	128	0.031	0.500	0.531
비브리오 콜레라 NCCP 11179	1024	128	16	64	0.016	0.500	0.516

상기 표 2에 따르면, 잔소리졸과 티몰의 바실러스 세레우스 ATCC 4342에 대한 단독 최소억제농도는 각각 8 ㎍/mL, 256 ㎍/mL로, 최적조합 시 1 ㎍/mL, 64 ㎍/mL로 줄이며 시너지 효과를 보이는 것으로 확인되었다.

살모넬라 티피뮤리움 ATCC 14028에 대한 단독 최소억제농도는 각각 1024 ㎍/mL, 256 ㎍/mL로, 최적조합 시 64 ㎍/mL, 16 ㎍/mL로 줄이며, 시너지 효과를 보이는 것으로 확인되었다.

살모넬라 티피 NCCP 10932에 대한 단독 최소억제농도는 각각 2048 ㎍/mL, 256 ㎍/mL로, 최적조합 시 64 ㎍/mL, 128 ㎍/mL로 줄이며 가산효과를 보이는 것으로 확인되었다.

비브리오 콜레라 NCCP 11179에 대한 단독 최소억제농도는 각각 1024 ㎍/mL, 128 ㎍/mL로, 최적조합 시 16 ㎍/mL, 64 ㎍/mL로 줄이며 가산효과를 보이는 것으로 확인되었다.

실시예 3. 천연 항균 조성물의 속효성 활성 측정

실시예 3에서는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi) 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)에서 천연 항균 조성물의 속효성(rapid action) 활성을 하기 실시예 3-1 내지 3-4와 같은 방법으로 측정하였고, 그 결과는 도 1 내지 도 8 및 표 3에 나타내었다.

도 1 내지 도 8에서 나타낸 대조군은 아무것도 처리하지 않은 군으로 천연 항균 조성물을 처리한 조건과 동일한 조건에서 콜로니 숫자를 측정하였다.

실시예 3-1. 바실러스 세레우스( Bacillus cereus )에 대한 속효성 측정

실험에 사용할 균주인 바실러스 세레우스 ATCC 4342를 5 mL 뮬러-힌톤 배지에 37℃로 24시간 배양시킨 뒤, 배양된 균 액체배지를 원심분리기를 이용하여 3200 rpm에서 3분간 원심분리를 진행한다. 그 후, 상층액을 제거한 뒤 PBS 5 mL를 넣어 균 펠렛(pellet)을 풀어준다. McFarland standard에 따라 1×10⁸ CFU/mL의 농도로 희석한 뒤, 1.5 mL 마이크로튜브(microtube)에 5×10⁵ CFU/mL로 다시 희석한다. 이렇게 준비한 균에 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 천연 항균 조성물을 투입하며, 천연 항균 조성물을 넣은 순간부터 시간을 측정한다. 각 측정 시간마다 균 50uL 씩 뮬러-힌톤 고체 배지에 뿌려 도말시킨 뒤 37℃ 24시간 배양한다. 24시간 뒤 고체배지에 생긴 균의 콜로니 숫자를 측정한다. 측정한 콜로니 수를 시간에 따라 변하는 콜로니의 숫자를 그래프로 도 1과 도 2에 나타내었다.

그 결과 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 바실러스 세레우스에 대하여 비교 조성물 1인 잔소리졸은 8 ㎍/mL에서 3분의 사멸 시간을 가지며, 비교조성물과 2와 3으로 각각 카바크롤과 티몰 256 ㎍/mL에서 24시간 동안 사멸시키지 못한다. 반면, 잔소리졸 1 ㎍/mL과 카바크롤 64 ㎍/mL을 조합한 조성물 1은 1분 사멸을 확인하였으며, 잔소리졸 1 ㎍/mL과 티몰 64 ㎍/mL을 조합한 조성물 2 역시 1분에 사멸함을 확인할 수 있다.

실시예 3-2. 살모넬라 티피뮤리움 ( Salmonella Typhimurium )에 대한 속효성 측정

살모넬라 티피뮤리움 ATCC 14028에 대해서 상기 실시예 3-1과 동일방법으로 실험을 진행하였다. 그 결과 도 3, 도 4 및 표 3에 도시된 바와 같이, 비교조성물 4로 잔소리졸 1024 ㎍/mL에서는 8시간의 사멸 시간을 보이고, 비교조성물 2로 카바크롤 256 ㎍/mL에서 1시간의 사멸시간, 비교조성물 3으로 티몰 256 ㎍/mL에서 4시간의 사멸 시간을 가지는 반면 잔소리졸 64 ㎍/mL과 카바크롤 128 ㎍/mL의 조합인 조성물 3에서는 1분만에 사멸함을 확인할 수 있다. 또한, 잔소리졸 64 ㎍/mL과 티몰 128 ㎍/mL의 조합인 조성물 4에서도 역시 1분만에 사멸함을 확인할 수 있었다.

실시예 3-3. 살모넬라 티피( Salmonella Typhi)에 대한 속효성 측정

살모넬라 티피 NCCP 10932에 대하여 상기 실시예 3-1과 동일방법으로 실험을 진행하였다. 그 결과 도 5, 도 6 및 표 3에 나타낸 바와 같이, 비교조성물 5로 잔소리졸 2048 ㎍/mL에서 8시간의 사멸 시간을 가지며, 비교 조성물 6과 7로서 카바크롤과 티몰은 모두 128 ㎍/mL에서는 24시간 동안 사멸시키지 못한다. 반면, 잔소리졸 64 ㎍/mL와 카바크롤 256 ㎍/mL의 조합인 조성물 5에서 1분만에 사멸함을 확인하였으며, 또한 잔소리졸 64 ㎍/mL와 티몰 256 ㎍/mL의 조합인 조성물 6에서도 역시 1분만에 사멸함을 확인할 수 있다.

실시예 3-4. 비브리오 콜레라( Vibrio cholerae )에 대한 속효성 측정

비브리오 콜레라 NCCP 11179도 마찬가지로 상기 실시예 3-1과 동일방법으로 진행하였으며, 그 결과를 도 7, 도 8 및 표 3에 나타내었다. 비브리오 콜레라에 대하여 비교조성물 4로 잔소리졸 1024 ㎍/mL에서 8시간의 사멸 시간을 가지고 비교조성물 6으로 카바크롤 128 ㎍/mL에서 24시간 이상, 비교조성물 7로 티몰 128 ㎍/mL에서는 4시간으로 각각 다른 사멸 시간을 보였다. 반면, 잔소리졸과 카바크롤을 각각 64 ㎍/mL으로 조합한 조성물 7에서 1분만에 사멸을 확인할 수 있으며, 잔소리졸과 티몰을 각각 64 ㎍/mL으로 조합한 조성물 8에서 3분 사멸을 확인할 수 있다.

아래 표 3은 실시예 3-1 내지 3-4에서 수행한 천연 항균 조성물의 조성과 각 천연 항균 조성물의 속효성 활성 측정 결과를 정리한 것이다.

균주 종류	조성물 종류	잔소리졸 (㎍/mL)	카바크롤 (㎍/mL)	티몰 (㎍/mL)	사멸시간
바실러스 세레우스 ATCC 4342	비교 조성물 1	8			3분
	비교 조성물 2		256		24시간 이상
	비교 조성물 3			256	24시간 이상
	조성물 1	1	64		1분
	조성물 2	1		64	1분
살모넬라 티피뮤리움 ATCC 14028	비교 조성물 4	1024			8시간
	비교 조성물 2		256		1시간
	비교 조성물 3			256	4시간
	조성물 3	64	128		1분
	조성물 4	64		128	1분
살모넬라 티피 NCCP 10932	비교 조성물 5	2048			8시간
	비교 조성물 6		128		24시간 이상
	비교 조성물 7			128	24시간 이상
	조성물 5	64	256		1분
	조성물 6	64		256	1분
비브리오 콜레라 NCCP 11179	비교 조성물 4	1024			8시간
	비교 조성물 6		128		24시간 이상
	비교 조성물 7			128	4시간
	조성물 7	64	64		1분
	조성물 8	64		64	3분

본 발명의 천연 항균 조성물은 앞서 실시예를 통해 살펴본 바와 같이, 상기 바이오테러로 사용되는 탄저균(Bacillus anthracis)의 생물작용제인 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi), 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)에 대한 시너지 효과로 인해 최대 256 ㎍/mL 이하의 적은 농도에서 3분 이내 빠른 속도로 균을 사멸시키는 뛰어난 항균활성을 가진다.

본 발명에 있어서, 잔소리졸을 포함하고 카바크롤 또는 티몰과 조합한 천연 항균 조성물은 바이오테러 유사 작용제에 대하여 긴 사멸시간과 최소억제농도가 높은 단일 항세균제의 단점을 보완하고, 저농도에서 단시간에 미생물을 사멸 시키는 우수한 항균 효과가 있다.

이에 더불어, 열과 pH 안정성을 검증함으로 산업적 대량생산의 용이성을 확보하였으며, 천연물질 간의 조합으로 체내 부작용을 감소시켜 화학합성 항생제를 대체할 수 있는 항균제로의 활용이 가능할 것이다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 잔소리졸(xanthorrhizol)에 하기 화학식 2로 표시되는 카바크롤(carvacrol) 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 티몰(thymol)을 포함하여 생물작용제에 대해 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 천연 항균 조성물.
[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]
제1항에 있어서,
상기 생물작용제는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi) 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae) 중에 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 천연 항균 조성물.
제1항에 있어서,
상기 잔소리졸(xanthorrhizol)과 상기 카바크롤(carvacrol)은 1~64 : 64~256의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 천연 항균 조성물.
제1항에 있어서,
상기 잔소리졸(xanthorrhizol)과 티몰(thymol)은 1~64 : 64~256의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 천연 항균 조성물.
제2항에 있어서,
상기 생물 작용제로 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium), 살모넬라 티피(Salmonella Typhi) 및 비브리오 콜레라(Vibrio cholerae) 중의 어느 하나 이상을 3분 이내에 완전히 사멸시키는 것을 특징으로 하는 천연 항균 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 천연 항균 조성물은 항생제, 소독제, 살균제 및 치료제 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 탄저균에 의한 감염 방지 및 처치하는 방법.