KR20240002629A - 음식물 부패가스 흡수 및 항균 기능성을 갖는 친환경 항균 조성물 (ltb-21) 및 그의 제조방법 - Google Patents

음식물 부패가스 흡수 및 항균 기능성을 갖는 친환경 항균 조성물 (ltb-21) 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

음식물 부패가스 흡수 및 항균 기능성을 갖는 친환경 항균 조성물 (LTB-21) 및 그의 제조방법에 관하여 개시한다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 금속산화물 광촉매와, 구리 및 은 중 1종 이상을 포함하는 금속과, 목탄과, 맥반석과 및 소금을 포함하며, 상기 금속산화물 광촉매를 조성물 전체 중량의 50중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음식물 부패가스 흡수 및 항균 기능성을 갖는 친환경 항균 조성물 (LTB-21) 및 그의 제조방법 {ECO-FRIENDLY ANTIBACTERIAL COMPOSITION (LTB-21) HAVING FOOD SPOILAGE GAS ABSORPTION AND ANTIBACTERIAL FUNCTION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 세균과 바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 항균 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 유래 성분들로 구성되어 인체에 무해하면서도 우수한 항균 효과를 발휘할 수 있는 친환경 항균 조성물에 관한 것이다.
세균과 바이러스에 대한 정의는 이미 많은 문헌에서 알려져 있고 이를 정리하면 다음과 같다.
세균이란 원핵세포를 갖는 단세포의 미생물군을 의미하며, 박테리아라고도 한다. 세균은 넓은 뜻으로는 원핵균류를 가리키나, 좁은 뜻으로는 원핵균류 중 미코플라스마류, 점액세균류, 스피로헤타류, 방선균류는 제외된다. 보통 세균이라고 할 때는 좁은 뜻의 세균류에 포함되는 것을 가리킬 경우가 많다. 세균류는 세포벽이 있는 미소한 단세포체이며, 운동을 하지 않는 것도 있고 편모로 운동하는 것도 있다. 영양법은 일반적으로 종속영양생활을 하지만, 일부에는 다른 생물군에서는 볼 수 없는 특이한 독립영양생활을 하는 것도 있다.
세균류는 부생·기생·공생을 하여 종속영양생활을 하거나, 독립하여 필요로 하는 유기물을 자력으로 무기물에서 만들어낸다. 세균류는 지구상의 모든 곳에 살고 있는데 특히 비옥한 토양이나 물 속에 많으며, 1g 속에 30억 이상의 세균이 들어 있다. 보통 20∼50℃에서 생육하지만 이보다 낮거나 높은 온도에서 생육하는 것도 있다. 세균류는 각종 영양법에 의해서 스스로 살아가는 한편, 생태계에서 주요 원소(C, N, S 등)의 순환에 중요한 역할을 하고 있다. 또 그 작용으로 생긴 여러 가지 생산물은 인간에게 이용되고 있다. 예를 들면, 젖산, 아세트산, 글루콘산 등의 유기산, 글루탐산 및 그 밖의 아미노산, 아밀라아제, 프로테아제 등의 효소제, 아세톤, 부탄올, 비타민 C, 대용혈청이 되는 덱스트란, 항균성항생물질, 나아가서는 세균성백신, 면역혈청, 요구르트, 치즈 등이 있다.
(1) 영양법의 기본형: 세균류가 유기물을 만들기 위해서는 탄소원과 수소 공여체 및 에너지원이 필요하다. 이 3가지에 유의하면 영양법에는 다음과 같은 기본형이 있음을 알 수 있다. 우선 에너지원, 즉 ATP(아데노신 3인산)를 생성하는 인산화에는 산화환원반응에 의한 것과 광화학반응에 의한 것이 있다. 산화환원반응은 세균류에서 일반적으로 볼 수 있는 것으로, 해당계, 시트르산회로계, 전자전달계에서 일어난다. 이러한 기본형 모두를 볼 수 있는 것은 슈도모나스 강에 한정되고, 그 중 광화학반응에 의한 것은 홍색 세균류에서 볼 수 있다.
(2) 산소와의 관계: 세균류 영양법의 기본형은 분자상태의 산소와의 관계에 따라 다양화되어 있다. 혐기성인 것도 있으나 오히려 호기성인 것이 많다. 종속 영양생활을 하는 세균의 영양법을 살펴보면 혐기성 종속 영양에는 무기발효(부티르산균 등)와 무기호흡(바실루스 등에서 볼 수 있는 아세트산호흡 등)이 있다. 호기성 종속영양에는 유기발효(아세트산균 등)와 일반적인 산소호흡이 있다. 임의종속영양은 환경조건에 따라 무기발효를 하거나 산소호흡 또는 질산호흡을 한다(대장균). 산소호흡은 특히 토양 속에서 활발하게 일어나며, 이로 인해 유기물이 환원되어 이산화탄소가 생성된다. 체중 1㎏당의 산소 소비량을 사람과 비교하면 세균류의 소비량은 사람의 수백배에서 수만배나 되고 아조토박터는 6만 배가 된다.
세균류의 체제를 형태와 세표 표층, 세포내 구조로 나누어 실펴보면 다음과 같다.
(1) 형태: 세균류의 형태와 크기는 조건에 따라 달라지기도 하지만, 일반적으로 구균은 지름 0.5∼1㎛, 간균은 거의 구균과 같은 길이이며, 폭은 길이의 1/2 또는 1/7이다. 콤마균은 1회 만곡된 형태이고, 나선균은 4∼20회 말린 형태이다. 특징적인 세포집단을 형성하는 것에는 8개의 세포가 입방체모양으로 배열하는 8연구균, 세포가 연쇄되어 있는 연쇄구균·연쇄간균, 세포가 불규칙하게 덩어리져 있는 포도상구균 등이 있다. 이들과는 다른 특수한 세포집단으로 모상체가 있다. 모상체는 다세포체가 아니지만 1줄로 늘어선 세포 사이가 밀집해 있고, 또 세포 사이에 분화가 일어나 지지세포(부착기)가 되는 것과 생식세포가 되는 것도 있다. 세균류의 편모는 진핵생물의 편모보다 구조가 간단하고 미세구조나 운동형식도 다르다. 또 세균류의 편모는 탈락하기 쉽다. 형태적으로 보면, 티푸스균은 몸주위에 8∼12개의 편모를 갖는 주생다모균이고, 콜레라균은 한쪽 끝에 1개의 편모가 있는 극생일모균이다. 이 밖에 1극생, 양극생 다모균도 있다.
(2) 세포표층 : 세균류의 세포막은 지질분자로 이루어지는 2개의 층 안팎에 단백질이 산재해 있는 얇은 막이며 호흡에 관계하는 효소외에 소수의 세균류의 세포막에는 광합성에 관계하는 전자전달계효소가 함유되어 있다. 세포막의 바깥쪽에 있는 세포벽에는 단층인 것(그람 염색반응 양성균)과 2층인 것(그람 염색반응 음성균)이 있다. 단층인 것은 펩티드글리칸과 테이코산이 주성분이고, 2층인 것은 소량의 펩티드글리칸과 리포다당·리포단백질로 이루어졌다. 그러나 대부분의 세균세포는 적어도 어느 시기에는 점액층으로 둘러싸이게 된다. 점액층은 폴리펩티드인 경우와 다당류인 경우가 있으며 세포를 유해한 것으로부터 보호하는 역할을 하고 있다. 세균에 따라서는 협막이 이 역할을 하는 것도 있다. 협막은 한천모양의 두꺼운 층으로 그 주성분은 협막다당류이다. 예를 들면 연쇄구균에서는 히알루론산이다.
(3) 세포내 구조: 세균류의 원핵(핵산 DNA)은 김자염색 등에 선택적으로 염색되며 염색된 입상부는 핵양체라고 불린다. DNA는 세포막 또는 리소좀과 연락하고 있다. 리소좀은 세포막의 일부가 함입하여 말려들어 생긴 막구조물이다. 세균류의 리보솜(RNA-단백질복합체)은 진핵세포의 것보다 작고, 세포 안에 거의 균등하게 함유되어 있다. 또 세포 안에는 다당체·지질 등의 과립, 황·탄산칼슘의 결정 등도 함유되어 있다. 폴리메타인산이 주성분인 볼루틴이라는 저장물질은 이염과립이라고도 하며, 디프테리아균에는 반드시 들어 있다. 또 세균류의 세포에는 색소체와 액포가 없고, 체포질에는 유동성이 없다.
세포의 생식을 살펴보면 다음과 같다.
세균류는 보통 2분법으로 증식하는데, 1회 분열에 15∼20분이 걸린다. 대장균 1마리를 필요한 무기염류 수 mg을 함유한 배양액 1ml 속에서 배양하면 36시간 동안에 수십억 개나 된다. 질산균 등은 출아법으로 증식한다. 또 모상체의 세포 안에는 고니디아라는 내생포자, 또는 극모가 있는 유주자가 생긴다. 간균은 세포 안에 1개의 휴면포자를 형성한다. 대장균은 개체에 따라 편모 외에 다수의 짧은 섬모를 갖는 것이 있는데, 이것으로 섬모가 없는 개체와 결합하여 섬모를 통해 DNA의 일부를 교환한다. 이를 위접합이라 한다.
세균류는 리케차 강, 진정세균 강, 슈도모나스 강의 셋으로 분류된다. 리케차 강은 다른 어떤 세균보다도 작고 동물세포 안에 기생하며 그람 음성이다. 진정세균 강은 종속 영양균으로서, 편모가 없거나 주생편모(일부의 것은 극생편모)가 있으며 그람 양성 또는 음성이다. 슈도모나스 강은 종족 영양균이 기본이지만 독립 영양균과 관련 종속 영양균도 포함되며, 편모가 없거나 극생편모(일부는 주생편모)를 가진다. 그람 음성인지의 여부는 분명하지 않다.
(1) 리케차 강 ① 클라미디아 목: 앵무병클라미디아는 조류에 기생하여 고양이, 사람 등에게 공기전염되고, 트라코마클라미디아는 사람, 원숭이 등에 기생한다. ② 리케차 목: 쯔쯔가무시병 리케차는 털진드기의 일종인 붉은 쯔쯔가무시를 매개로 하여 쥐에서 사람에게 전염된다.
(2) 진정세균 강 ① 진정세균 목 : 널리 분포하고 있는 세균으로 그람 양성균에는 포도상구균, 부티르산균, 젖산균, 디프테리아균 등이 있고, 그람음성균에는 뿌리혹박테리아(근류균)·아조토박터, 대장균, 콜레라균 등이 있다. ② 카리오파논 목 : 길이 수십 ㎛의 모상체가 물 속이나 유기물에 부생하여 주생편모로 활발하게 운동하는 세균도 있고, 절지동물이나 소·양 등의 소화기관 안에 기생하는 것도 있다.
(3) 슈도모나스 강 ① 슈도모나스 목 : 종속영양 또는 화학합성을 하는 세균으로 대부분 토양이나 물 속에서 산다. 아세트산균, 녹농균, 메틸산화균, 질화세균, 황산환원균, 호염균, 메탄세균 등이 있다. ② 홍색세균 목 : 유황천, 호소 빛 바닷물에도 사는 세균으로 수소공여체로는 황화수소, 수소분자, 지방산, 케토산 등을 사용하는데, 산소를 발생하지 않는 세균형광합성을 한다. 무황홍색균, 황홍색균, 황록색균 등이 있다. ③ 황세균 목: 황화물이 있는 토양이나 물 속에 사는 세균으로 황화수소 기타의 화합물이나 황을 유기 또는 무기적으로 산화하여 화학합성 또는 종속영양생활을 한다. 여기에 속하는 세균에는 모상체도 있으며, 고체에 닿으면 활주운동이나 흔들운동을 한다.
바이러스는 세포성생물과는 분명하게 다른 분자적 구성과, 독특한 증식상을 가진 비세포성 구조체의 일군이다. 이 용어는 라틴어로 "독"을 의미하는 말로서, 비루스 또는 여과성병원체라고도 한다. 바이러스는 그 자체를 증식시킬 수 있는 세포 내에 들어가 숙주(바이러스의 기생 대상이 되는 생물)에 여러 가지 영향을 미친다. 예를 들면 담배모자이크바이러스(TMV)가 담뱃잎에 모자이크 증상을 일으키며, 구제역 바이러스가 소 입의 점막 등에 수포를 만든다. 이러한 여러 증상을 초래하는 것은 세균보다 작아서 광학현미경으로 관찰할 수 없으며, 세균여과기를 물과 함께 통과해버리는 여과성 입자인데, 이 입자가 병원성이라는 것을 19세기 말에 발견했다. 그 후 여러 가지 바이러스가 알려지고, 전자현미경에 의해 형태나 성상에 대한 연구가 비약적으로 진행되었다.
바이러스는 증식을 위한 유전정보를 담당한 핵산(DNA 또는 RNA)을 가진 핵단백질의 분자로서, 크기는 극소세균인 리케차의 반 정도(20∼300nm)이다. 바이러스는 구성하는 핵산의 종류에 따라 DNA바이러스와 RNA바이러스로 크게 나뉘기도 하고, 숙주에 따라 식물 바이러스, 동물 바이러스, 세균 바이러스, 곤충 바이러스로 구분되는데, 식물과 곤충, 또는 항온동물과 곤충 같은 식으로 2가지 숙주에서 증식하는 바이러스도 있다. 또 1종류의 숙주에만 기생하는 것이 있는가 하면, 오이 모자이크 바이러스처럼 숙주가 100종 이상인 것도 있다. 식물 바이러스는 RNA바이러스이며, 단백질 이외에 폴리아민이나 금속을 함유한 바이러스도 있다. 또한 지방, 탄수화물을 함유한 바이러스도 발견되는데 이것들은 동물 바이러스에 많다. 동물바이러스와 박테리오파지(세균바이러스 또는 파지라고도 한다)에는 DNA 바이러스와 RNA바이러스가 있다. 박테리오파지 중에는 일반 세균이나 방선균에 붙는 것이 있다. 또 효모균에 붙는 바이러스나, 페니실리움· 아스페르길로스 등과 같은 곰팡이 또는 버섯에 붙는 바이러스도 있는데 이들은 마이코파지라 한다.
바이러스를 구성하는 핵산은 한가닥사슬 또는 두가닥사슬인데, 가장 많이 발견되는 것은 이중나선 DNA와 한가닥사슬 RNA이다. 이러한 핵산이 중심이 되고 이 중심을 일정 구조의 단백각(capsid)이 감싸고 있다. 이 중심과 단백각이 합쳐진 것이 뉴클레오캡시드라는 바이러스의 기본 구조이다. 어떤 것은 뉴클레오캡시드 바깥쪽에 엔벨로프가 있다. 엔벨로프는 리포단백질막으로 되어 있으며, 표면에 돌기(스파이크)가 있는 경우도 있다. 캡소미어(구조단위)의 배열로 보면 캡시드의 구성 양식(대칭성)에는 등방대칭, 나선대칭, 복합대칭 등 3가지가 있다. 오르토믹소바이러스는 나선체로서 원통형의 길게 늘인 끈모양이며, 엔벨로프에 싸여 비리온이 된다. 비리온이란 세포 밖에서 감염성을 갖는 바이러스를 말한다. 라브도바이러스는 짧은 막대모양이며, 한쪽 끝에서부터 엔벨로프에 싸여 있다. 아데노바이러스나 헤르페스바이러스 등은 캡소미어가 정삼각형으로 늘어서서 정이십면체를 구성한다.
바이러스의 증식이란 바이러스의 핵산이 숙주세포 안으로 들어가서 바이러스 자체의 합성을 하는 것이다. 바이러스는 숙주의 세포벽에 어떤 흡착부위(리포단백질이나 리포다당류)에 결합하고, 세포벽을 파괴한 핵산이 엔벨로프·캡시드로부터 나와서 세포 안으로 침입한다. 바이러스의 침입을 받은 세포는 본래의 대사메커니즘이 제어되고, 염색체는 분해되어서 바이러스핵산과 바이러스단백질이 생산되어 축적된다. 그 후 바이러스핵산과 바이러스단백질은 바이러스를 합성하여 많은 바이러스가 생긴다. 결국 바이러스는 숙주세포를 파괴하고 나온다. DNA바이러스의 증식에서는 DNA바이러스핵산으로부터 유전정보를 전사한 각종 전령 RNA(mRNA; messenger RNA)가 만들어진다. 이것에 의해 먼저 바이러스성분 합성을 위한 효소단백의 생합성이 진행되고, 다음에 바이러스의 성분이 되는 바이러스 DNA와 바이러스단백질이 만들어진다. 바이러스성분의 조립은 대부분 숙주핵 안에서 행해지는데, 이 사이에 숙주세포의 세포 내 활동은 제어된다. RNA바이러스의 증식에서는 RNA가 그대로 생기거나 또는 RNA로부터 유전정보를 전사한 mRNA가 생겨, 바이러스 단백질과 바이러스 RNA합성이 행해진다.
바이러스의 분류에 관해서는 A. 로프가 1962년 분류한 것이 가장 널리 이용된다. 먼저 바이러스를 물리화학적 성상에 따라 크게 나누고, 바이러스종의 세분은 혈청학적으로 행한다. 분류의 지표가 되는 주요 형질을 들면 다음과 같다. ① 핵산의 형태, ② 캡시드의 구축, ③ 엔벨로프의 유무, ④ 에테르감수성 등이다.
[DNA바이러스]
(1) 파르보바이 러스(Parvovirus 과): 한가닥사슬 DNA, 지름 20nm, 캡소미어 32개, 엔벨로프는 없고, 에테르내성이다.
(2) 파포바바이러스(Papovavirus 과) : 고리모양 이중나선 DNA, 지름 45∼50nm, 캡소미어 42∼72개. 정이십면체이며 엔벨로프는 없고 에테르내성이다. 종양을 만드는 성질이 있다.
(3) 아데노바이러스(Adenovirus과) : 이중나선 DNA, 지름 70∼90nm, 캡소미어 252개. 정이십면체로 엔벨로프는 없고, 에테르내성이다.
(4) 헤르페스바이러스(Herpesvirus과) : 이중나선 DNA, 지름 100nm, 캡소미어 162개. 정이십면체의 뉴클레오캡시드를 형성하며, 엔벨로프가 있고 에테르감수성이다.
(5) 폭스바이러스(Poxvirus 과) : 약 200×300nm의 벽돌모양 바이러스. 이중나선 DNA이며 이중의 엔벨로프에 싸여 있고 대형이다. 숙주원형질 내에서 증식하는 유일한 바이러스이며 두창·백신 등의 바이러스가 대표적이다.
[RNA 바이러스]
(1) 피코르나바이러스(Picornavirus 과): 한가닥사슬 RNA, 지름 20∼30nm, 캡소미어 32개. 엔벨로프는 없으며 에테르내성이다.
(2) 레오바이러스(Reovirus 과): 이중나선 RNA, 지름 60∼80nm. 엔벨로프는 없고 에테르내성이다. 캡소미어는 이중인데 그 수는 확실하게 밝혀져 있지 않다. 유유아설사증바이러스가 대표적이다.
(3) 토가바이러스(Togavirus 과): 한가닥사슬 RNA, 지름 40∼70nm, 캡소미어 32개. 엔벨로프가 있으며 에테르감수성이다. 절지동물 매개성인 것이 많으며 황열병, 풍진바이러스가 대표적이다.
(4) 아레나바이러스(Arenavirus 과): 한가닥사슬 RNA, 지름 50∼300nm. 엔벨로프가 있으며 에테르감수성이다. 전자불투과성 입자를 함유한다.
(5) 코로나바이러스(Coronavirus 과): 한가닥사슬 RNA, 지름 7∼9nm의 막대모양 캡시드에 싸여 있으며, 지름은 80∼130nm이다. 엔벨로프는 꽃잎모양의 돌기가 있어서 태양의 코로나와 같은 모양이다. 사람의 상기도로부터 분리되었다.
(6) 레트로바이러스(Retrovirus 과): 한가닥사슬 RNA, 지름 약 109nm. 엔벨로프가 있으며, 에테르감수성이다. 종창바이러스를 이 과에 포함시킨다. RNA 외에 미량의 DNA와 효소를 함유하는 것이 특징이다.
(7) 분야바이러스(Bunyavirus 과): 한가닥사슬 RNA, 지름 90∼100nm. 엔벨로프가 있으며, 에테르나 열에 대한 감수성이 높다. 절지동물 매개성 바이러스.
(8) 오르토믹소바이러스(Orthomyxovirus 과): 한가닥사슬 RNA, 원통형 뉴클레오캡시드의 지름은 6∼9nm. 엔벨로프가 있으며 비리온은 지름 80∼120nm이며 구모양 내지 실모양이다.
(9) 파라믹소바이러스(Paramyxovirus 과): 한가닥사슬 RNA이며 오르토믹소바이러스보다 약간 대형이다. 지름 150∼300nm. 뉴클레오캡시드는 18nm의 원통형이며 홍역 바이러스, RS 바이러스가 대표적이다.
(10) 라브도바이러스(Rhabdovirus 과) : 한가닥사슬RNA, 지름 약 70nm의 탄환모양. 엔벨로프는 길이 약 175nm이며 광견병바이러스, 소의 수포성구내염바이러스가 대표적이다.
바이러스에 의한 질병에 관하여 살펴보면 다음과 같다.
바이러스는 가장 미소한 감염성 인자이며, 종류도 많아 그 감염에 의해 일어나는 병도 많다. 의학의 경우, 바이러스는 일반적으로 감염하는 숙주에 따라 크게 동물바이러스, 식물바이러스, 세균바이러스로 나눈다. 동물바이러스는 사람 이외의 동물에서는 종양을 형성하는 경우도 많이 알려져 있으나, 사람에 대해서는 많은 감염증을 일으키는 것이 확인되어 있을 뿐 종양에 관해서는 확인되지 않았다. 사람과의 관계로 본 경우, 바이러스는 숙주의 개체, 장기, 조직에 대해서 선택적으로 병을 일으킬 수 있다. 예를 들면 일본뇌염바이러스에 감염된 경우 대부분의 사람은 발병하지 않거나, 발병해도 경증으로 지나는데, 극히 소수의 사람이 중증이 된다. 이것은 개체에 대한 바이러스의 선택의 두드러진 예인데, 반대로 인플루엔자처럼 감염되면 거의 100％ 현성감염을 일으키는 바이러스도 있다. 이하, 장기, 조직에 대한 바이러스의 기호에 대해 설명한다.
① 호흡기계의 장기에 잘 침입하는 바이러스: 라이노바이러스, 아데노바이러스, 코로나바이러스, 콕사키바이러스 등으로 비염, 인두염, 기관지염, 폐렴 등을 일으킨다.
② 중추신경계에 잘 침입하는 바이러스: 폴리오바이러스(유행성소아마비바이러스), 아데노바이러스, 홍역바이러스, 일본뇌염바이러스, 광견병바이러스 등이며, 급성회백수염, 수막염, 뇌염, 광견병 등을 일으킨다.
③ 눈에 잘 침입하는 바이러스: 아데노바이러스의 8형이나 엔테로바이러스의 70형으로, 유행성각막결막염이나 급성출혈성결막염을 일으킨다.
④ 소화기계의 장기에 잘 침입하는 바이러스: 콕사키A 및 B군 바이러스, 또는 단순헤르페스바이러스가 구내염을 일으키고, 로타바이러스, 카리시바이러스 등은 유아에 설사증을 일으킨다.
⑤ 피부에 유명한 병변을 일으키는 바이러스: 홍역 바이러스, 풍진 바이러스, 수두 바이러스 등이 있다. 이와 달리 발병, 경과의 관점에서 바이러스에 의한 병을 분류하면, 크게 급성감염증, 지속성감염증, 지발성감염증으로 나눌 수 있다.
① 급성감염증: 홍역, 수두, 폴리오(유행성소아마비), 인플루엔자 등이 포함되는데, 이들 병은 임상적으로도 각각 특이한 증상을 나타내며 병원바이러스도 각각이어서 병원체와 병이 일대일로 대응한다. 그러나 급성감염증 중에서도 코감기라고 하는 임상증상을 일으키는 바이러스에는 라이노바이러스나 코로나바이러스 등이 있고, 유유아의 설사증을 일으키는 바이러스에는 로타바이러스·카리시바이러스·아스트로바이러스 등이 있는 등 여러 개의 병원체가 하나의 병에 대응하는 것도 있다.
② 지속성감염증: 급성감염증에서는 증상이 회복되면 병원바이러스는 체내에서 소멸하는 것이 보통이다. 그런데 이것이 체내의 일부에 잔존하여 때로 재발하는 경우가 있다. 예를 들면 유유아기에 단순헤르페스가 감염하여도 증상이 나타나지 않은 채 경과하고, 숙주의 저항력이 저하했을 때 구순헤르페스로서 수포가 생기는 경우가 있다. 이것은 삼차신경절 등에 바이러스가 잠복해 있었기 때문이며 수포액 속에 바이러스를 증명하는 것이 생긴다. 이것을 지속성감염증이라고 한다.
③ 지발성감염증 : 수개월에서 수년이라는 긴 잠복기 후에 발병하고, 천연성 경과를 취하고 예후가 나쁜 감염증을 말한다. 아급성경화성전뇌염이나 진행성다소성백질뇌증이 그 예이다. 한편 바이러스감염증의 전염경로에는 세균이나 리케차 등에 의한 감염증과 같이 비말감염·접촉감염·곤충매개감염 등이 있는 외에, 모친에서 자식에 전해지는 자궁내감염·경태반감염(B형간염바이러스), 산도감염(사이트메가로바이러스)이 있다. 바이러스감염증을 치료와 예방면에서 보면, 바이러스에는 세균이나 리케차에 대해 항생물질처럼 효과가 있는 항바이러스제는 없고, 면역글로불린제제를 잠복기 초기에 이용하면 유효한 것이 있는 정도이다. 그러나 최근에는 인터페론의 항바이러스작용이 주목되고 있다. 따라서 바이러스감염증에는 백신에 의한 예방(유행성소아마비·홍역·풍진·유행성이하선염·일본뇌염·인플루엔자 등)이 최고의 대책이다. 발병 후 치료로서는 대증요법과 합병증 예방의 치료가 행해지고 있을 뿐이다.
바이러스의 유전학상 성상을 대충 살펴보면 다음과 같다.
(1) 파지의 용균성과 용원성
파지(박테리오파지 또는 세균성바이러스)에 의해 감염된 대장균은 파지를 방출하는데 그것은 새로 합성된 효소가 세포벽을 부분적으로 분해해서 숙주를 용균시킴으로써 일어난다. 용균은 효소의 작용에 의해 세포가 녹는 현상이다. 실험적으로는 한천 배지 위의 세균 집락(colony)에 용균이 일어나면, 군데군데 둥글고 투명한 반점으로 나타난다. 이 반점의 모양이나 크기에는 특징이 있는데 파지가 갖는 유전형질의 표현형이라 여겨진다. 그런데 숙주에 침입한 파지 DNA가 이러한 용균과정을 거치지 않고 숙주 DNA의 일정 부위에 정착해서 그대로 복제되어 숙주의 세포분열과 보조를 같이 하는 경우가 있다. 이때 원래의 파지 DNA를 프로파지라 하며, 숙주를 용원균이라 한다. 이 용원균은 잠재적으로 비리온(감염성이 있는 바이러스 입자)의 생산능력을 가지고 있어서 그것을 자손에 전한다. 이 잠재적 능력의 유발에 의해 프로파지가 세포로부터 유리되어 활성화하면 숙주는 용균된다. 이렇게 해서 방출된 비리온은, 프로파지가 없는 동종 세균을 감염시켜 그 세균을 용균 또는 용원균으로 바꾼다. 이렇게 파지의 용군·용원화·유발의 조합은 유전학적으로 설명될 수 있다.
(2) 돌연변이
용원반이나 숙주의 범위 또는 온도감수성 등에 관계있는 바이러스의 유전자에 돌연변이가 생겨 변이주가 발생하는 경우가 있다. 예를 들면 대장균을 숙주로 하는 T계파지의 하나인 T4에 의한 용균반에는, 야생주에 의한 야생형용균반과는 크기가 다른 r형이 출현한다. 이것은 T4 파지에 함유된 다른 3개의 유전자의 돌연변이에 의해 발생하는 것이며, r형의 출현은 대장균의 주에 따라 달라진다. 또 야생주인 T2 파지는 대장균의 어떤 주를 용균하지는 않으나, 변이주인 T2h는 용균반을 만든다. 또한 다른 변이주 T2hr의 용균반 모양은 T2h와 다르다. 이 T2hr와 T2 변이주와의 비교표기에서는 Th-r-)가 이중으로 감염하면 새로 형성된 파지에는 모체 파지와 같은 것 외에 T2h와 T2r가 일정한 비율로 생긴다. 이것은 모체 DNA의 단편결합(재조합; recombination)에 의한 것이라 짐작된다. 이 T계파지의 연구에 의해 돌연변이의 메커니즘이나 유전암호, 또는 유전자와 단백질구조와의 관계라는 생물학의 기초적 문제를 이해할 수 있게 되었다.
동물바이러스의 유전지표에 관하여 알아보면 다음과 같다.
동물바이러스가 숙주에 감염을 일으킨 때에 나타나는 중요한 것으로서 간섭인자(인터페론 IF), 항체 등이 있다. 인터페론은 당을 함유한 단백질로서, 중감염의 경우에는 한쪽 바이러스의 증식을 저지하는 기능을 가지고 있다. 항체는 바이러스단백질이 항원이 되어 생성된 것인데, 다음 바이러스의 흡착 내지는 증식을 막는 작용을 한다. 이와 같이 항원성, 인터페론감수성, 증식능, 병원성, 숙주역 등은 동물바이러스의 유전지표로서 중요한 것이다. 인플루엔자바이러스는 S항원(핵단백질)에 의해 A, B, C형으로 분류되는데, A형은 표면의 V항원(당단백질)에 따라 A, A1, A2, A3 등이 있고, 변이하기 쉬운 것도 바이러스가 가지고 있는 유전적 성상이 변하기 때문이다.
기존의 항균성 물질들은 인체에 유해한 성분들이 들어 있어 상용화가 어렵거나, 인체에 무해한 물질들로 구성되더라도 항균능력이 떨어져 실제로 적용하기가 어려운 경우가 많았다.
등록특허공보 제10-1599717호 (2016.03.07.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체에 무해하면서도 높은 항균력을 발휘할 수 있는 친환경 항균 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 인체에 큰 위해를 가져올 수 있는 각종 세균과 바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 친환경 항균 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 금속산화물 광촉매와, 구리 및 은 중 1종 이상을 포함하는 금속과, 목탄과, 맥반석과 및 소금을 포함하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 금속산화물 광촉매 50∼70중량%, 구리 및 은 중 1종 이상을 포함하는 금속 5중량% 이하, 목탄 25중량% 이하, 맥반석 25중량% 이하 및 소금 15중량% 이하를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 솔잎추출물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 금속산화물 광촉매는 티타늄산화물(TiO2) 및 아연산화물(ZnO) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 친환경 항균 조성물은 납(Pb) 및 카드뮴(Cd) 성분을 포함하지 않는다.
상기 친환경 항균 조성물은 분말 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 저렴하면서도 환경 친화적인 재료들을 활용함으로써 인체에 유해성이 전혀 없으며, 세균 및 바이러스에 대한 빠르고 높은 효율의 항균력을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 분말 형태로 제조될 수 있어서, 폴리에틸렌 등 고분자 필름, 고무류 제품, 플라스틱 용기와 같은 각종 석유화학 제품 제조시 항균력 발휘를 위한 첨가 성분으로 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 항균 조성물을 폴리에틸렌에 분산시킨 식품포장재에 대한 대장균 항균력 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 항균 조성물을 폴리에틸렌에 분산시킨 식품포장재에 대한 이질균 항균력 테스트 결과를 나타낸 것이다.
이하의 설명 및 여기에 설명된 실시 예가 본 발명의 다양한 형태의 원리를 가지는 예시로서 제공된다. 이들 실시예는 이러한 원리 및 다양한 형태에서 본 발명의 제한이 아닌 예시적인 설명의 목적으로 제공된다.
이하, 본 발명에 따른 친환경 항균 조성물을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 금속산화물 광촉매와, 구리 및 은 중 1종 이상을 포함하는 금속과, 목탄과, 맥반석과 및 소금을 포함한다.
금속산화물 광촉매는 가시광선이나 자외선을 받으면, 강한 산화력을 통하여 곰팡이, 세균 등을 제거하는 성질을 갖는다.
금속산화물 광촉매는 티타늄산화물(TiO2)(바람직하게는 아나타제형) 및 아연산화물(ZnO) 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
금속산화물 광촉매는 조성물 전체 중량의 50중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼70중량%이다. 금속산화물 광촉매가 조성물 전체 중량의 50% 미만일 경우, 바이러스 항균 효과가 불충분하며, 이를 높이기 위해 구리, 은을 다량 첨가하면 인체에 유해할 수 있다.
구리(Cu) 및 은(Ag)은 자체적으로 항균 효과를 발휘하는 성분들이다. 이들 금속은 조성물 전체 중량의 5중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2∼5중량%이다. 구리 또는 은을 포함하는 금속이 5중량%를 초과하는 경우, 인체에 유해할 수 있다.
맥반석과 목탄은 항균 작용을 촉진하는 역할을 주로 수행한다.
맥반석은 무수규산과 산화알루미늄으로 구성된 암석으로서, 무독성이면서 중금속과의 이온 교환을 통해 유해금속 제거 효과를 발휘할 수 있다. 맥반석은 조성물 전체 중량의 25중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼25중량%이다. 맥반석의 첨가량이 25중량%를 초과하여 과다하면 항균 효과가 저하될 수 있다.
목탄은 목재가 열분해된 뒤에 남는 고체잔사로서, 악취 제거의 역할을 한다. 목탄은 조성물 전체 중량의 25중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼25중량%이다. 목탄의 첨가량이 25중량%를 초과하여 과다하면 항균 효과가 저하될 수 있다.
소금은 살균 효과를 제공한다. 소금은 조성물 전체 중량의 15중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8∼12중량%이다. 소금의 첨가량이 15중량%를 초과하여 과다하면 소금결정의 누적으로 인한 항균 조성물을 포함하는 제품의 시각적 문제를 야기하고 항균 품질을 저하시킬 수 있다.
추가로, 솔잎추출물이 약 2중량% 이하의 함량으로 추가로 포함될 수 있는데, 이는 솔잎에 있는 강한 항균작용을 이용하여 항균능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물의 항균 작용 매커니즘을 살펴보면 티타늄산화물과 아연산화물로 구성된 금속산화물 광촉매가 세균과 바이러스의 외피를 파괴하여 형체를 붕괴하고 또한 유전자에 손상을 주어 멸균기능을 수행한다. 목탄과 맥반석은 촉매적 역할을 수행하여 항균성을 원활히 하는 동시에 항균능력을 촉진시킨다. 다시 말해 반응속도를 증가시켜 짧은 시간 내에 항균효과가 나타나도록 한다. 또한 목탄과 맥반석도 다소의 항균성을 지니고 있어 티타늄산화물과 아연산화물의 항균능력을 보조하는 역할을 수행한다.
본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 단백외각를 파괴하여 바이러스가 그 몸체를 유지할 수 없게 하여, 사멸시킬 뿐만 아니라 DNA와 RNA에도 손상을 초래하여 바이러스를 확실하게 박멸하게 된다.
실시예
티타늄산화물 45중량%, 아연산화물 15중량%, 목탄 16중량%, 맥반석 12중량%, 은 2중량%, 소금 10중량%를 포함하는 항균 조성물 샘플을 제조하였다.
[실 시 예 1]
1㎠ 면적의 종이 위에 항균 조성물 샘플을 0.5mm 두께로 도포하고, 여기에 포도상구균 약 2,000 cells을 투입한 결과, [표 1]와 같은 결과가 나왔다.
[표 1]
표 2는 항균 조성물 샘플에 대한 재질 및 용출 시험 결과를 나타낸 것이다.
재질 및 용출 시험은 식품공전 제6. "기구 및 용기/포장의 기준 및 규격"에 의거하여 2회 평가하였다.
[표 2]
[실시예 2]
항균 조성물 샘플을 볼 밀링하여 분말 형태로 한 후, 폴리에틸렌(PE) 필름을 제조하기 위한 조성물에 상기 항균 조성물 샘플을 5중량%로 첨가하여, 폴리에틸렌 식품포장재 필름을 제조하였다.
비교군으로 상기 항균 조성물 샘플을 포함하지 않는 것 이외에는 동일한 조건으로 제조된 폴리에틸렌 식품포장재 필름을 이용하였다.
표 3은 본 발명에 따른 항균 조성물 샘플을 포함하는 폴리에틸렌 식품포장재 필름의 살모넬라균(salmonella), 대장균(Escherichia coli) 및 이질균(Shigella)에 대한 항균력 테스트 결과를 나타낸 것이다. 테스트는 FC-TM-20, 2003에 따른 필름밀착법에 의거하였으며, ml당 세균수로 평가하였다.
[표 3]
도 1은 본 발명에 따른 친환경 항균 조성물을 폴리에틸렌에 분산시킨 식품포장재에 대한 대장균 항균력 테스트 결과를 나타낸 것이다. 도 2는 본 발명에 따른 친환경 항균 조성물을 폴리에틸렌에 분산시킨 식품포장재에 대한 이질균 항균력 테스트 결과를 나타낸 것이다.
표 3, 그리고 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항균 조성물 샘플을 포함하는 폴리에틸렌 식품포장재 필름의 경우, 비교군 필름에 비해 살모넬라균(salmonella), 대장균(Escherichia coli) 및 이질균(Shigella)에 대한 현저히 높은 항균력을 발휘하는 것을 볼 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 항균 조성물은 짧은 시간 내에 각종 질병의 원인인 세균과 바이러스의 외벽을 파괴하고 유전자(DNA,RNA)에 치명적 손상을 초래하여 세균과 바이러스 박멸의 기능을 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 금속산화물 광촉매 50∼70중량%, 구리 및 은 중 1종 이상을 포함하는 금속 5중량% 이하, 목탄 25중량% 이하, 맥반석 25중량% 이하 및 소금 15중량% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 항균 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 친환경 항균 조성물은 솔잎추출물 2중량% 이하를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 항균 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물 광촉매는 TiO2 및 ZnO 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 항균 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 친환경 항균 조성물은 납(Pb) 및 카드뮴(Cd) 성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 친환경 항균 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 친환경 항균 조성물은 분말 형태인 것을 특징으로 하는 친환경 항균 조성물.
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