KR20200078975A - 유산균 및 나노입자를 포함하는 항균용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항균용 조성물을 제공한다. 보다 상세하게는, 유산균, 이의 배양물 및 이의 파쇄물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 미생물 균체 및 은(Ag) 나노입자를 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
상기 항균용 조성물은 미생물 균체를 나노입자 전달체로 이용한 새로운 소재를 제공할 수 있고, 이를 이용하여 우수한 항균 활성을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 항균용 조성물을 이용하면 진균 등의 세균을 효과적으로 억제할 수 있고, 이에 따른 질병 예방 또는 치료에 기여할 수 있다.

Description

유산균 및 나노입자를 포함하는 항균용 조성물{ANTIMICROBIAL COMPOSITION COMPRISING LACTIC ACID BACTERIA AND NANO-PARTICLES}
본 발명은 유산균 및 나노입자를 포함하는 항균용 조성물에 관한 것이다.
인류는 항생제의 발견으로 삶의 양상이 크게 달라졌으나, 최근 들어 이러한 항생제에 내성을 보이는 항생제 내성균에 의한 감염의 출현은 심각한 사회문제로까지 대두되고 있다. 항생제 내성은 항박테리아 제제뿐만 아니라 항바이러스제, 항진균제, 항결핵제 등의 공통된 문제점이다. 그중에 질병의 빈도가 가장 높은 세균 감염 질환의 치료제에 대한 내성은 의학적으로나 사회적으로 심각한 문제가 되고 있다.
병원성 미생물 중 진균인 곰팡이는 발효 유제품, 치즈, 빵 등의 식품과 수확 전후에 농작물에 생육하여 식품과 작물의 상품성을 감소시키는 주요한 원인이다. 곰팡이는 단순한 생육에 의해 작물 등의 가치를 떨어트리기도 하지만, 일부 곰팡이는 생육 과정에 곰팡이 독소를 분비하여 감염된 식품을 섭취한 사람에게 중독을 유발하기도 한다.
또한, 곰팡이는 사람에게 감염하여 피부 표면 감염에서 내부 장기 침투성 감염까지 다양한 질병을 일으킨다. 자주 발생하는 피부 감염은 비교적 치료하기 쉽지만, 발생 빈도가 낮은 침투성 감염은 생명을 위협하기도 한다. 특히, 곰팡이 감염은 후천적 면역 결핍증 환자, 자가면역질환자, 암 치료 중인 환자, 장기이식 환자 등 면역이 결핍된 환자에게는 치명적이다. 인체 감염형 곰팡이의 침투성 감염에 의해 연간 약 1,500,000명이 사망한다고 보고되고 있다(Brown, G.D. et al. Hidden killers: Human fungal infections. Sci. Transl. Med. 2012. 4, 1-9). 약제 내성 세균과 진균에 의한 피해를 줄이기 위한 새로운 방법의 계속된 개발이 필요하다.
나노 기술은 약 1-100nm 크기의 입자 구조를 합성, 전략 및 조작하는 현대 연구의 중요한 분야로, 나노 기술의 응용은 새롭게 나타나는 분야로 미생물에 의한 감염 및 질병에 방제에 사용될 수 있다. 나노입자는 다양한 기질에서 이용될 수 있는데 이들의 활성은 화학적 형태, 크기 등에 의해 결정된다. 나노입자를 이용한 항 미생물 소재 개발의 난관 중의 하나는 이들 입자의 전달 방법이 쉽지 않은 데 있다.
한국등록특허 제10-0511871호 (2005.08.25 등록)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유산균 및 나노입자를 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 항균용 조성물은 유산균, 이의 배양물 및 이의 파쇄물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 미생물 균체 및 은(Ag) 나노입자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물은 미생물 균체를 나노입자 전달체로 이용한 새로운 소재를 제공할 수 있고, 다양한 결합 형태로 우수한 항균 활성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물은 병원성 세균 및 병원성 진균의 저해가 필요한 다양한 방면에서 이용될 수 있고, 상기 균을 효과적으로 억제함으로써 이에 따른 질병의 예방 또는 치료에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 항균용 조성물을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 항균용 조성물을 나타낸다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명자는 항균 활성을 가진 나노입자를 이용하여 병원성 미생물을 억제하기 위해서, 나노입자의 전달을 위한 적절한 소재를 선택하고, 상기 전달 소재와 항균 활성을 가진 나노입자를 다양한 방법으로 결합시킴으로써 본 발명을 완성하였다.
본 명세서에서 "항균" 또는 "항균 활성"이란, 세균이나 곰팡이와 같은 미생물에 대해 저항하는 성질로, 항세균, 항진균, 항바이러스 등을 모두 포함하는 항미생물 활성을 총칭한다. 특히 세균에 대해 작용할 수 있고, 상세하게는 세균의 세포벽이나 단백질 등을 합성하는 시스템을 저해하여 세균의 성장 또는 증식을 억제하는 특성을 의미한다.
본 명세서에서, "항균용 조성물"이란, 세균이나 곰팡이와 같은 미생물의 생육을 저해하는 활성을 가진 조성물로서, 항균 효과가 요구되는 다양한 분야에 사용되는 모든 형태가 포함될 수 있으며, 예를 들어, 의약품, 의외약품, 식품 첨가제 등의 형태일 수 있다. 구체적으로, 의약에 있어서는 항생제나 오염 방지제와 같은 목적으로, 식품에 있어서는 방부나 항균 목적으로, 손 세정제나 청소용 세정제 등에 방부나 항균 또는 살균 목적으로 사용될 수 있으며, 이러한 목적으로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 항균용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 항균용 조성물은 미생물 균체 및 나노입자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 미생물 균체는 유산균, 이의 배양물 및 이의 파쇄물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 유산균은 생균, 사균체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 사균체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 생균은 말 그대로 살아있는 균으로 증식 중이거나, 외부 환경 변화로부터 생존 확률이 높은 특징들을 가진 균주를 선별해 동결 건조 등을 한 것으로, 이에 따라 증식을 중단하고 있지만 영양 상태가 호전되면 다시 증식될 수 있는 형태의 균주를 말한다. 상기 사균체는 일정한 조건에서 생균 등을 배양한 후에 열 건조 등의 방법으로 유효한 성분을 분리 추출한 것으로, 증식 기능은 소멸하였으나 유산균 균체의 구성 성분과 형태를 유지하고 있는 것을 말한다. 상기 사균체는 생균보다 높은 형태적 안정성을 가진다. 상기 사균체는 균의 종류에 따라 상이한 크기로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 유산균은 구균 형태인 엔테로코커스(Enterococcus) 속, 스트레토코커스(Stretococcus) 속, 락토코커스(Lactococcus) 속 및 간균 형태인 락토바실러스(Lactobacillus) 속으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 속 또는 그의 종을 포함할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 상기 유산균 이외의 임의의 다른 박테리아 속 또는 종을 더 포함할 수 있다. 상기 조성물이 상기 유산균 이외의 하나 이상의 다른 박테리아 속 또는 종을 더 포함하는 경우, 상기 다른 박테리아 속 또는 종은 최소한의 양, 또는 생물학적으로 무관한 양만을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 배양물은 배지에서 배양한 배양액 자체, 상기 배양액을 여과 또는 원심분리한 여액 등 배양액 자체로부터 파생되는 가공물을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 파쇄물은 균주를 파쇄한 파쇄물 및 상기 파쇄물을 원심분리하여 얻어진 상등액 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 미생물 균체의 길이는 0.5 내지 5 ㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 나노입자(nanoparticle)는 항균 활성을 가진 금속성 나노입자를 포함할 수 있고, 바람직하게는 은(Ag) 나노입자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 나노입자는 나노 단위의 직경을 가지는 다양한 물질의 입자로, 이에 따라 큰 표면적을 가질 수 있다.
상기 은 나노입자는 나노 단위의 직경을 가지는 은(Ag)의 입자로, 화학적 안정성, 전도성 등이 우수한 특성을 가진다. 상기 은은 그람 음성균, 그람 양성균, 곰팡이 또는 바이러스 등과 같은 650종 이상의 미생물에 대해 항균 작용을 할 수 있어, 항균 활성을 지닌 금속 중 가장 효과적이며, 동물 세포에 대해서는 독성이 가장 적게 나타난다. 예를 들어, 상기 은는 아스페르길루스(Aspergillus), 칸디다(Candida) 및 사카로미세스(Saccharomyces)와 같은 속을 포함한 광범위한 곰팡이균에 대해 항균 작용을 할 수 있다.
상기 은이 항균 활성을 갖기 위해서는 이온화된 형태여야 하고, 이온화된 형태에서 은은 불활성이지만 수분과 접촉하여 은 이온을 방출할 수 있다. 상기 은은 일반적으로 항균 효과를 유도하기 위해 질산염 형태로 사용되지만, 본 발명의 경우처럼 상기 은 나노입자가 사용되는 경우 은의 단단한 표면에서 이온화될 수 있고, 미생물에 노출될 수 있는 표면적이 크게 증가할 수 있으며, 그에 따라 우수한 항균 효과를 가질 수 있다.
상기 은 나노 입자는 막 내부에 축적되어 세포 내로 침투하여 세포벽이나 세포막에 손상을 줄 수 있다. 또한, 상기 은 나노입자는 박테리아 및 곰팡이와 같은 미생물의 당단백질/단백질 함량의 이황화 결합과 상호작용할 수 있고, 은 나노 입자와 은 이온은 모두 이황화 결합을 방해하고 미생물의 기능을 차단함으로써 단백질의 3차원 구조를 변화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 미생물 균체와 상기 은 나노입자는 정전기적 인력에 의해 결합될 수 있다. 상기 조성물은 상기 결합을 위해 정전기적 힘이 작용할 수 있는 고분자 중합체 또는 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 은 나노입자는 음성 전하를 가지고 있고, 그람 양성 세균인 유산균으로 제조된 사균체의 표면도 음성 전하를 가지고 있으므로, 상기 은 나노입자의 중성화를 위해서 산도를 조절하거나 또는 양이온 중합체를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 은 나노입자는 상기 고분자 중합체와 결합될 수 있고, 상기 은 나노입자가 결합된 고분자 중합체는 상기 미생물 균체와 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 계면활성제는 비이온성, 음이온성, 양이온성 및 양쪽성 계면활성제를 비롯한, 당업계에 공지되어 있는 계면활성제를 포함할 수 있고, 계면활성제의 종류 및 사용량은 당업계에 공지된 방법에 따라 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 조성물은 초음파 처리에 의해 상기 미생물 균체 및 상기 은 나노입자는 내부에 함유되고, 상기 계면활성제가 그 외부를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 내부에 상기 미생물 균체 및 상기 은 나노입자를 함유하고 그 외부를 상기 계면활성제가 둘러싼 미세방울이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물은 천연 유지를 더 포함할 수 있고, 상기 은 나노입자는 상기 천연 유지에 현탁되어 상기 미세방울 내부에 함유될 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 항균 활성을 가진 나노입자, 예를 들어, 상기 은 나노입자는 상기 미생물 균체에 의해 쉽게 전달될 수 있다. 상기 미생물 균체의 유산균 등은 단세포로 존재함으로 다세포 생물체보다 그 표면적이 넓고, 발효를 이용한 인위적인 증식이 쉬워 상기 나노입자의 전달에 적합하다. 상기 유산균은 안정성과 안전성이 확보되어있고, 특히, 상기 유산균 사균체는 생균처럼 주위의 pH나 열의 영향을 받지 않기에 나노입자 전달을 위해 보다 적절한 소재일 수 있다.
본 발명에 따른 항균용 조성물에 있어서, 상기 조성물은 의약품, 식품 및 세정제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 형태일 수 있다. 즉, 상기 조성물의 형태는 약제학적 조성물, 식품 조성물 또는 세정제 조성물일 수 있다.
상기 약제학적 조성물은 상기 조성물 이외에 약제학적으로 허용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제를 더 포함할 수 있다. 사용가능한 담체, 부형제 또는 희석제로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유가 있으며, 이들은 하나 이상 사용될 수 있다.
상기 약제학적 조성물의 제형은 사용 방법에 따른 바람직한 형태일 수 있고, 특히 제공된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 채택하여 제형화 할 수 있다. 예를 들어, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
상기 약제학적 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사에 의해 투여될 수 있고, 피부에 직접 도포하여 사용할 수도 있다.
상기 식품 조성물은 적용할 수 있는 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 음료수, 차, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 기능성 식품을 모두 포함할 수 있고, 바람직하게는 건강기능식품의 형태일 수 있다. 상기 "건강기능식품”이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병 방지와 회복 등에 관한 체내조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다.
상기 식품 조성물은 상기 식품 항균제 또는 방부제로서 첨가되는 통상의 정도로 첨가될 수 있고, 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 식품 조성물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일주스, 과일주스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
상기 세정제 조성물은 고체화장비누, 손 세정제, 액체샴푸, 액체비누, 스프레이제제, 액체린스, 바디 세정제 또는 크림상 비누 및 차량용 및 실내용 방향제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 세정제로 제공될 수 있다.
예를 들어, 상기 손 세정제인 경우, 통상의 손세정제 베이스에 본 발명에 따른 항균용 조성물을 첨가하여 제조될 수 있다. 손세정제 베이스는 젤화제, 증류수 등을 포함하여 조성될 수 있고, 그 외에 경화촉진제, 피부 보습제, 영양제를 추가로 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1> 중합체를 이용한 항균용 조성물
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 항균용 조성물을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 유산균 사균체의 기능성과 은 나노입자의 항균 활성을 이용한 새로운 소재의 항균용 조성물을 도출하기 위하여 당 등으로 이루어진 고분자 중합체를 이용하였다. 상기 항균 활성을 가진 은 나노입자는 상기 고분자 중합체와 결합되었고, 상기 은 나노입자와 결합된 중합체와 상기 유산균 사균체는 정전기적 인력에 의해 결합되었다. 최종적으로 상기 은 나노입자와 결합된 중합체는 상기 유산균 사균체를 둘러싸는 형태로 나타났다. 상기 실시예 1에 따라 상기 은 나노입자가 도포된 형태의 항균 물질은 동결 건조 과정을 통해 물 분자를 증발시킨 후, 분말 형태의 항균 물질로 제공되었다.
<실시예 2> 계면활성제를 이용한 항균용 조성물
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 항균용 조성물을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 유산균 사균체, 은 나노입자, 천연 유지 및 계면활성제를 혼합하였고, 이를 초음파 처리하였다. 상기 초음파 처리에 의해 내부는 상기 유산균 사균체, 상기 은 나노입자, 상기 천연 유지가 존재하고, 보다 구체적으로는 상기 은 나노입자는 상기 천연 유지에 현탁된 상태로, 그 외부는 상기 계면활성제 분자로 둘러싸여 미세방울을 형성하였다.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 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 (5)

  1. 유산균, 이의 배양물 및 이의 파쇄물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 미생물 균체; 및
    은(Ag) 나노입자;를 포함하는 항균용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 고분자 중합체를 더 포함하고,
    상기 은 나노입자는 고분자 중합체와 결합한 후, 상기 미생물 균체와 결합하는 것을 특징으로 하는 항균용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유산균은,
    사균체인 것을 특징으로 하는 항균용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은 계면활성제를 더 포함하고,
    초음파 처리에 의해 상기 미생물 균체 및 상기 은 나노입자는 내부에 함유되고 상기 계면활성제가 그 외부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 항균용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물은,
    의약품, 식품 및 세정제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 형태인 것을 특징으로 하는 항균용 조성물.
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