KR102530645B1 - 안식향나무의 유산균 고상 발효물을 이용한 항균 탈취 조성물 - Google Patents

안식향나무의 유산균 고상 발효물을 이용한 항균 탈취 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안식향나무(Styrax benzoin)의 유산균 고상 발효물을 이용한 항균 탈취 조성물을 개시한다. 상기 고상 발효물은 안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus) 및 아조완(Carum copticum)를 이용한 고상의 건조물을 제조하고 여기에 유산균인 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 및 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)를 접종하여 배양하여 얻어진 것이다.

Description

안식향나무의 유산균 고상 발효물을 이용한 항균 탈취 조성물 {COMPOSITION HAVING ANTIMICROBIAL AND DEODORANT EFFECTS USING SOLID PHASE LACTIC ACID BACTERIA FERMENTATION PRODUCT OF STYRAX BENZOIN}
본 발명은 안식향나무의 유산균 고상 발효물을 이용한 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성 및 악취가스에 대한 탈취능을 동시에 발현할 수 있는 조성물에 관한 것이다.
안식향나무(Styrax benzoin)는 때죽나무과(Styrax)에 속하는 활엽 교목으로 나무껍질은 검은빛이 강한 갈색이며 나무껍질에서 나오는 벤조익 액시드는 치약, 비누, 화장품의 향기 성분으로 쓰이며 방부제의 일종이고, 함께 나오는 안식향(Benzoinum)은 우리나라에서는 때죽나무과의 소문답랍안식향(Styrax benzoin Dryander) 또는 동속 식물에서 얻은 수지를 말한다. 일본에서는 우리나라와 같지만, 중국에서는 월남안식향(Styrax tonkinensis Craib) 나무를 말한다. 생김새는 회갈색 또는 어두운 적갈색의 고르지 않은 덩어리 조각으로 깨어진 면의 실질 중에 흰색이나 엷은 황적색의 알갱이가 박혀 있다. 투명도가 좋을수록 고급품이다. 상온에서는 단단하면서 무르고 가열하면 연화된다.
안식향은 정신을 안정시키고 기와 혈의 순환을 촉진하며 정신혼몽, 명치통, 목통, 산후혈운, 기침, 소아경간, 비증에 사용한다. 약리작용으로 거담작용이 보고되었다. 안식향은 스티락스 벤조인 드루안데르(Styrax benzoin Druander) 또는 그 밖의 동속식물(때죽나무과 Styracaeceae)에 상처를 내어 삼출되는 수지를 채집한 것으로, 회갈색 또는 어두운 적갈색의 고르지 않은 덩어리이며 깨어진 면에서 흰색 또는 엷은 황적색의 알맹이가 박혀 있고 상온에서는 단단하면서 무르고 가열하면 연화된다. 맛은 시고 쓰고 성질은 평하며, 귀경(歸經)은 심비폐위(心碑肺胃)경이다. 주 약리작용은 방향개규, 행기, 행혈, 거담 작용이 있다. 임상에서는 뇌졸증등에서의 의식장해 개선에 응용되고 있으며, 기혈을 통하게 하는 작용이 있어 흉복의 동통을 멎게 하는 데에도 이용된다.
그러나, 아직까지 안식향의 항균 탈취 성능과 관련하여 상기 문헌 어디에도 개시되거나 공개된 바가 없다.
이에 본 발명자들은 안식향나무에 대한 연구를 하던 중, 항균 성능과 탈취 성능을 동시에 발현할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
한국 공개특허 제2012-0122441호
본 발명의 목적은 안식향나무(Styrax benzoin)의 유산균 고상 발효물을 이용한 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성 및 악취가스에 대한 탈취능을 동시에 발현하는 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus) 및 아조완(Carum copticum)을 이용한 고상의 건조물에 유산균인 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 및 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)를 접종하여 얻어진 고상 발효물의 분말이나 그 추출물을 유효성분으로 포함하는 항균 탈취 조성물을 제공한다.
상기 추출물은 물, 에탄올 또는 이들의 혼합용매 추출물인 것일 수 있다.
상기 유산균은 Bifidobacterium longum KACC 20597, Lactobacillus acidophilus KACC 12419 및 Leuconostoc mesenteroides KACC 12312인 것일 수 있다.
상기 조성물은 세정용 조성물인 것일 수 있다.
상기 조성물은 공기정화용 조성물인 것일 수 있다.
상기 조성물은 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성과, 악취가스에 대한 탈취능을 동시에 발현하는 효과를 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 항산화 활성이 상승하고 항균활성, 나아가 살균능과 탈취능을 동시에 발현하는 안식향나무의 유산균 고상 발효물의 분말이나 추출물을 유효성분으로 하는 항균 탈취 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 수득된 샘플과 비교예 1 내지 3에서 수득된 샘플 4종에 대해 농도별 DPPH 라디칼 소거활성을 대비한 그래프이다.
도 2는 실시예 1과 비교예 3에서 수득된 샘플 2종에 대해 농도별 세포독성을 대비한 그래프이다.
이하 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점을 감안하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명은 아래의 실시예 및 실험예에서 확인되는 바와 같이, 안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus) 및 아조완(Carum copticum)를 이용한 고상(solid phase)의 건조물을 제조하고 여기에 유산균인 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 및 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)를 접종하여 안식향나무 고상 발효물을 제조할 경우 그 분말이나 그 추출물이 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성과, 악취가스에 대한 탈취능을 동시에 발현하는 것을 확인함으로써 완성된 것이다.
안식향나무 비발효물의 추출물이나 안식향나무액상 발효물의 추출물은 호기성 그람 양성 및 음성균에 대해 항균활성 및 탈취능을 동시에 나타내지 않았으며, 또한 아래의 실험예에서 제시되어 있지 않지만, 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides) 중 1종 또는 2종의 유산균을 접종하여 얻어진 고상 발효물 혹은 유산균인 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 및 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)의 배양물 자체의 추출물도 항균활성 및 탈취능을 동시에 나타내지 않았다.
본 발명의 호기성 그람 양성균인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 고초균(Bacillus substilis) 및 호기성 그람 음성균인 대장균(Escherichia coli) 및 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)에 대한 항균활성, 암모니아, 메틸머캅탄(CH3SH), 하이드로젠 설파이드(H2S), 메틸아민(CH3NH2) 및 아세트알데히드(CH3CHO)에 대한 탈취능 그리고 DPPH 라디칼을 이용한 항산화능을 구현하는 조성물은 이러한 실험 결과에 기초하여 제공되는 것으로, 본 발명의 항균 탈취 조성물은 안식향나무(Styrax benzoin)에 시트로넬라(Cymbopogon citratus)와 아조완(Carum copticum)의 1:0.5~1.5:0.5~1.5의 중량비로 혼합한 다음 수득한 고상물(solid phase product)에 유산균인 비피도박테리움 롱검, 락토바실러스 아시도필루스 및 류코노스톡 메센테로이데스를 접종하여 얻어진 고상 발효물의 분말이나 그 추출물을 유효성분으로 포함함을 특징으로 한다.
본 기재에서 유효성분은 달리 특정하지 않는 한, 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.
본 기재에서 고상 발효물의 추출물은 달리 특정하지 않는 한, 추출 대상인 그 고상물 자체 또는 그 분말을 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 부탄올 등), 메틸렌클로라이드, 아세톤, 헥산, 에테르, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드, 1,3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들의 혼합 용매를 사용하여 침출하여 얻어진 추출물, 이산화탄소, 펜탄 등 초임계 추출 용매를 사용하여 얻어진 추출물 또는 그 추출물을 분획하여 얻어진 분획물을 의미하며, 추출 방법은 활성물질의 극성, 추출 정도, 보존 정도를 고려하여 냉침, 환류, 가온, 초음파 방사, 초임계 추출 등 임의의 방법을 적용할 수 있다.
분획된 추출물의 경우 추출물을 특정 용매에 현탁시킨 후 극성이 다른 용매와 혼합, 정치시켜 얻은 분획물, 조추출물을 실리카겔 등이 충진된 칼럼에 흡착시킨 후 소수성 용매, 친수성 용매 또는 이들의 혼합 용매를 이동상으로 하여 얻은 분획물을 포함하는 의미이다.
상기 추출물의 의미에는 동결건조, 진공건조, 열풍건조, 분무건조 등의 방식으로 추출 용매가 제거된 농축된 액상의 추출물 또는 고상의 추출물이 포함된다. 바람직하게는 추출용매로서 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 부탄올 등) 또는 이들의 혼합 용매를 사용하여 얻어진 추출물의 의미한다.
본 기재에서, 상기 고상물의 형상은 특별히 제한하지 않으며, 환(pills) 형태, 과립 형태, 가루 형태 등일 수 있다.
상기 고상물은 안식향나무(Styrax benzoin)와, 시트로넬라(Cymbopogon citratus) 그리고 아조완(Carum copticum)을 깨끗이 세정한 다음 고상물 형태로 얻어질 수 있다. 깨끗이 세정한 후에는 자연건조(음건), 열풍건조 등 임의의 방식으로 건조됨으로써 수분의 일부가 제거된 후에(고상물의 수분 함량이 10%(w/w) 이하가 되도록 분쇄물 형태로) 유산균 발효에 사용될 수 있다.
나아가, 분쇄물 형태를 그대로 또는 단계별 증숙한 후 건조시킨 상태로 사용될 수 있으며, 단계별 증숙한 후 건조시킨 상태로 사용하는 것이 유효성분의 증대 효과를 제공할 수 있어 바람직하다.
본 발명에서, 상기 유산균인 비피도박테리움 롱검, 락토바실러스 아시도필루스 및 류코노스톡 메센테로이데스는 아래의 실시예에서 사용된 Bifidobacterium longum KACC 20597, Lactobacillus acidophilus KACC 12419 및 Leuconostoc mesenteroides KACC 12312이다.
본 발명에서, 상기 유산균은 상기 접종 전 안식향나무(Styrax benzoin) 추출물로 활성화된 유산균, 구체적으로 안식향나무 물(열수 포함) 추출물과 당릴 등의 탄소원이 포함된 배지에 유산균을 접종, 배양시켜 얻어진 것을 사용할 수도 있다. 본 발명자들은 아래의 실험예에서 제시하지는 않았지만 안식향나무 물(열수 포함) 추출물로 활성화된 유산균을 사용할 경우 고상의 건조물(분쇄물)의 심부까지 발효가 진행될 것으로 보고 있다. 이러한 안식향나무 물(열수 포함) 추출물로 활성화된 유산균은 안식향나무 물 추출물과 탄소원이 포함된 배지를 제조하고 여기에 유산균을 접종하여 얻어질 수 있는데, 이때 탄소원은 당업계에 공지된 임의의 탄소원, 예를 들어 올리고당, 유당, 포도당, 과당, 설탕, 당릴, 덱스트로스, 전분, 글루코스, 프럭토즈, 만노오스, 갈락토스, 리보스, 소르보스, 리불로스, 락토스, 말토스, 수크로스, 라피노스 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있고, 배지에의 첨가량인 1 내지 10%(w/v) 범위일 수 있으며, 또한 배지에는 질소원이나 미량 원소가 0.1 내지 3%(w/v) 범위로 더 포함될 수 있는데, 질소원으로는 암모니아, 암모늄염, 우레아, 아미노산, 대두박, 대두 단백질, 효모 추출물, 육즙 등을 들 수 있고, 미량원소로는 K, Mg, Na, Co, Mo, Ca, Mn, Zn, Cu, Fe, P, S 등을 들 수 있다. 또한 배양은 25 내지 40℃ 또는 35 내지 37℃에서 12시간 내지 2일 정도 수행될 수 있다.
본 발명에서, 상기 접종 후의 배양은 15 내지 45℃, 30 내지 40℃ 또는 35 내지 37℃에서 수행될 수 있다. 배양온도가 상기 범위보다 낮을 경우 발효 속도가 느려지거나 원치않는 부산물이 생겨날 수 있으며, 배양 온도가 상기 범위보다 높은 경우에도 발효 미생물의 사멸에 따라 마찬가지로 발효 속도가 느려지거나 원치않는 발효 부산물이 생겨날 수 있다. 배양 시간은 1일 내지 7일 정도, 또는 2일 내지 5일 정도 수행될 수 있다.
본 발명의 항균 탈취용 조성물은 그 유효성분 이외에 분산제와 담체를 포함하여 제조될 수 있다.
해당 분산제로는 물, 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린 등), 케톤(예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤 등), 에테르(예를 들어, 디옥산, 테트라하이드로푸란, 셀로솔브, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르 등), 지방족 탄화수소(예를 들어, 헥산, 케로센 등), 방향족 탄화수소(예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 나프탈렌, 메틸나프탈렌 등), 할로겐화 탄화수소(예를 들어, 클로로포름, 카본 테트라클로라이드 등), 산 아마이드(예를 들어, 디메틸포름아마이드), 에스터(예를 들어, 메틸아세테이트 에스터, 에틸아세테이트 에스터, 부틸아세테이트 에스터, 지방산글리세린 에스터 등), 니트릴(예를 들어 아세토니트릴 등), 계면활성제(예를 들어, 고급알코올 설페이트 에스터, 알킬설폰산, 알킬알릴설폰산, 4급암모늄염, 옥시알킬아민, 지방산에스터, 폴리알킬렌옥사이드 화합물, 무수소르비톨 화합물 등)을 들 수 있으며, 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 본 발명의 항균용 조성물에 포함되어 제조될 수 있다.
필요에 따라서는 상기 발효물에 전술한 분산제를 적용하고 추출물을 제조하는데 사용할 수도 있다. 구체적으로 아래의 실시예에서 처럼 발효물에, 발효물 무게 대비 8배의 95% 주정을 투입하고 90℃에서 8시간 동안 환류관을 연결하여 추출할 수 있다. 얻어진 추출액은 0.45 ㎛ 멤브레인 필터로 여과한 다음 3시간 동안 진공 및 상온에서 농축하여 추출물로 제공될 수 있다.
담체의 경우, 점토(예를 들어, 카올린, 벤토나이트, 산 점도 등), 활석(예를 들어 활석 분말, 납석 분말 등), 실리카(예를 들어 규조토, 규산 무수물, 운모 분말 등), 알루미나, 황 분말, 활성탄 등이 예시될 수 있으며, 이들 담체도 단독 또는 2종 이상 혼합물로 본 발명의 항균 탈취용 조성물에 포함되어 제조될 수 있다.
본 발명의 조성물은 항균 및 탈취를 필요로 하는 용도로 다양하게 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 구체적인 양태에 있어서는 세정용 조성물로 파악될 수 있다. 본 발명의 조성물이 세정용 조성물로 파악될 경우 그 효과 또는 그 용도는 호기성 그람 양성균 또는 호기성 그람 음성균 등에 대한 항균활성 및 악취가스에 대한 탈취능에 의한 항균, 살균 및 탈취로 이해될 수 있다.
세정용 조성물의 구체적인 액제화 또는 제제화와 관련하여서는 당업계에 공지되어 있는 기술을 다양하게 적용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 구체적인 양태에 있어서는 공기정화용 조성물로 파악될 수 있다. 본 발명의 조성물이 공기정화용 조성물로 파악될 경우 그 효과 또는 그 용도는 공기 중에 비말 또는 미세먼지 등에 묻어다니는 다양한 병원균 등에 대한 항균활성, 살균능 및 악취가스에 대한 탈취능에 의한 항균, 살균 및 탈취로 이해될 수 있다.
공기정화용 조성물의 구체적인 액제화 또는 제제화와 관련하여서는 당업계에 공지되어 있는 기술을 다양하게 적용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 구체적인 양태에 있어서는 화장료 조성물로도 파악될 수 있다. 본 발명의 조성물이 화장료 조성물로 파악될 경우 그 효과 또는 그 용도는 피부에 닿는 다양한 병원균 등에 대한 항균활성, 살균능 및 악취가스에 대한 탈취능에 의한 항균, 살균 및 탈취로 이해될 수 있다.
화장료 조성물의 구체적인 액제화 또는 제제화와 관련하여서는 당업계에 공지되어 있는 기술을 다양하게 적용할 수 있다.
전술한 세정용 조성물, 공기정화용 조성물, 화장료 조성물로 파악될 경우, 해당 조성물은 제품 형태에 있어서도 임의의 제품 형태를 띨 수 있는데, 구체적으로 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 젤, 크림, 로션, 파우더, 클렌징, 오일, 분말 파우더, 유탁액 파우더, 왁스 파우더, 스프레이 등의 제품 형태를 띨 수 있다.
전술한 세정용 조성물, 공기정화용 조성물, 화장료 조성물의 경우에는 그 유효성분 이외에 통상적으로 이용되는 성분들, 예를 들어 용매, 안정화제, 용해화제, 유탁화제, 희석제, 현탁제, 계면활성제, 비타민, 색소 및 향료와 같은 통상적인 보조제를 포함할 수 있다.
예를 들어, 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체로서 락토오스, 탈크, 실리카, 알루미늄 하이드록사이드, 칼슘 실리케이트, 폴리아마이드 파우더 등이 사용될 수 있고, 특히 스프레이의 경우에는 클로로플루오로하이드로카본, 프로판, 부탄 또는 디메틸에테르와 같은 추진체를 추가로 포함할 수 있다.
상기 용매, 용해화제 또는 유탁화제로는 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질알콜, 벤질벤조에이트, 프로필렌글리콜, 부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스터, 폴리에틸렌글리콜, 소르비탄의 지방산 에스터 등이 이용될 수 있다.
상기 희석제 또는 현탁제로는 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상 희석제가 사용되거나 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨에스터, 폴리옥시에틸렌 소르비탄에스터와 같은 현탁제, 또는 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타하이드록사이드, 벤토나이트, 아가 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 구체적인 양태에 있어서는 약제학적 조성물로도 파악될 수 있다. 본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 파악될 경우 그 약리효과 또는 그 용도는 여드름균 등에 대한 항균활성에 의한 여드름 예방 또는 치료로 이해되거나, 장시간 마스크 착용으로 피부에 발생하는 접촉성 염증을 비롯한 피부 트러블에 대한 항균활성에 의한 예방 또는 치료로 이해될 수 있다.
나아가, 전술한 양태 이외에 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성과, 악취가스에 대한 탈취능이 동시에 발현될 것이 요구되는 용도라면 제한없이 사용될 수 있다.
본 발명의 세정용 조성물, 공기정화용 조성물, 화장료 조성물, 약제학적 조성물은 해당 분야에 공지된 유효성분을 포함하는 것을 제외하고는 당업계에서 통상적으로 행하여지는 해당 조성물의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
본 기재의 항균 탈취 조성물을 설명함에 있어서, 명시적으로 기재하지 않은 다른 조건이나 장비 등은 당업계에서 통상적으로 실시되는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있고, 특별히 제한되지 않음을 명시한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정하는 것은 아니다.
[실시예]
<실시예> 안식향나무 유산균 발효추출물의 제조
<실시예 1> 증숙발효안식향나무 추출물의 제조
(1)안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus), 아조완(Carum copticum)을 깨끗이 세정한 후 건조하여 0.3 내지 1.0mm 사이즈로 분쇄하였다. 분쇄한 원료를 일정한 중량(100 g : 100 g : 100 g)으로 혼합하였다.
혼합한 원료는 50, 60, 90 ℃로 2시간씩 단계별 증숙을 실시하고, 추가로 100℃에서 3시간 증숙한 뒤 12시간 건조하였다. 위와 같은 증숙공정을 5회 반복 실시하였다.
(2)상기 건조한 원료에 유산균인 Bifidobacterium longum(KACC 20597), Lactobacillus acidophilus(KACC 12419), Leuconostoc mesenteroides(KACC 12312)]을 각각 106 CFU/g의 농도로 혼합 접종하여 37 ℃에서 3일간 발효시켰다.
(3)상기 발효원료의 무게 대비 8 배의 95 % 주정을 투입하고 90 ℃에서 8시간 동안 환류관을 연결하여 추출하였다. 이후 얻어진 추출액을 0.45 μm membrane filter로 여과한 후 3 시간동안 진공 및 상온에서 농축하여 증숙발효안식향나무 추출물(샘플 SCC-4)을 제조하였다.
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<비교예> 안식향나무 비발효물의 제조
<비교예 1> 증숙안식향나무 추출물의 제조
(1)안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus), 아조완(Carum copticum)을 깨끗이 세정한 후 건조하여 0.3 내지 1.0mm 사이즈로 분쇄하였다. 분쇄한 원료를 일정한 중량(100 g : 100 g : 100 g)으로 혼합하였다.
혼합한 원료는 50, 60, 90 ℃로 2시간씩 단계별 증숙을 실시하고, 추가로 100℃에서 3시간 증숙한 뒤 12시간 건조하였다. 위와 같은 증숙공정을 5회 반복 실시하였다.
(3)상기 건조된 원료의 무게 대비 8 배의 95 % 주정을 투입하고 90 ℃에서 8시간 동안 환류관을 연결하여 추출하였다. 이후 얻어진 추출액을 0.45 μm membrane filter로 여과한 후 3 시간동안 진공 및 상온에서 농축하여 증숙안식향나무 추출물(샘플 SCC-2)을 제조하였다.
<비교예 2> 안식향나무 추출물의 제조
(1')안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus), 아조완(Carum copticum)을 깨끗이 세정한 후 건조하여 0.3 내지 1.0mm 사이즈로 분쇄하였다. 분쇄한 원료를 일정한 중량(100 g : 100 g : 100 g)으로 혼합하였다.
(3)상기 혼합 원료의 무게 대비 8 배의 95 % 주정을 투입하고 90 ℃에서 8시간 동안 환류관을 연결하여 추출하였다. 이후 얻어진 추출액을 0.45 μm membrane filter로 여과한 후 3 시간동안 진공 및 상온에서 농축하여 안식향나무 추출물(샘플 SCC-1)을 제조하였다.
<비교예 3> 발효안식향나무 추출물의 제조
(1')안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus), 아조완(Carum copticum)을 깨끗이 세정한 후 건조하여 0.3 내지 1.0mm 사이즈로 분쇄하였다. 분쇄한 원료를 일정한 중량(100 g : 100 g : 100 g)으로 혼합하였다.
(2)상기 혼합한 원료에 유산균인 Bifidobacterium longum(KACC 20597), Lactobacillus acidophilus(KACC 12419), Leuconostoc mesenteroides(KACC 12312)]을 각각 106 CFU/g의 농도로 혼합 접종하여 37 ℃에서 3일간 발효시켰다.
(3)상기 발효원료의 무게 대비 8 배의 95 % 주정을 투입하고 90 ℃에서 8시간 동안 환류관을 연결하여 추출하였다. 이후 얻어진 추출액을 0.45 μm membrane filter로 여과한 후 3 시간동안 진공 및 상온에서 농축하여 발효안식향나무 추출물(샘플 SCC-3)을 제조하였다.
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<실험예>
<실험예 1> 항산화 시험
상기 실시예 1에서 수득한 샘플과 비교예 1 내지 3에서 수득한 샘플에 대한 항산화 시험으로 시료의 라디칼 소거능을 평가할 수 있는 DPPH법 radical 소거능 실험을 수행하였다.
해당 실험은 DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydraz)에 의한 전자공여능(electron donating ability, EDA)을 측정하는 것으로, 메탄올에 용해시킨 0.2 mM DPPH 용액 1 mL에 실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 제조한 샘플(SCC-4, SCC-3, SCC-2, SCC-1)을 4~1000 g/mL의 농도로 희석시킨 용액 1 mL를 첨가하여 섞은 다음 실온에서 10 분 동안 방치 후 spectrophotometer로 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
구체적으로는, 짙은 자색을 띄는 free radical인 DPPH와 반응을 통하여 색이 탈색되는 것으로부터 항산화능을 측정한 것으로, DPPH 라디칼 소거활성은 다음 식 1을 이용하여 DPPH의 농도가 50 % 감소되는데 필요한 시료의 농도인 IC50 값을 계산하고, 결과를 도 1에 나타내었다.
[식 1] Cell viability (%) = [(Exp. - Blank)/Control] Х 100
(상기 식 1에서, Exp: 세포를 포함한 추출물의 흡광도, Blank: 세포를 포함하지 않은 추출물의 흡광도, Control: 세포를 포함한 증류수의 흡광도이다.)
하기 도 1에서 보듯이, 실시예 1에 따른 샘플 SCC-4의 경우 IC50값 25.923 μg/ml으로 가장 높은 항산화능을 나타내는 것을 알 수 있다. 이어서 비교예 3에 따른 샘플 SCC-3이 IC50값 30.609 μg/ml를 나타내는 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1에 따른 샘플 SCC-2의 경우 IC50값이 89.546 μg/ml을 나타내었고, 비교예 2에 따른 샘플 SCC-1의 경우에는 IC50값이 172.223 μg/ml로 실시예 1 대비 불량한 항산화능을 나타내었다.
항산화능 실험결과, 발효처리를 통하여 항산화능이 증가하였으며(실시예 1,2), 증숙발효처리한 실시예 1에서 IC50은 단순 에탄올추출물인 비교예 2의 측정값 대비 약 6.6 배의 농도차이가 나는 것으로 확인되었다.
<실험예 2> 항균활성 시험1
상기 실시예 1에서 수득한 샘플과 비교예 1 내지 3에서 수득한 샘플에 대한 항균활성을 disc diffusion assay로 측정하였다.
배양된 균은 호기성 그람 양성 균주인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 고초균(Bacillus substilis), 호기성 그람음성 균주인 대장균(Escherichia coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)으로 1 Х 106 CFU/mL으로 맞추어 사용하였으며, 각 균주는 평판배지에 100 μL씩 멸균 면봉을 사용하여 도말하였다.
시료는 disc 당 2.5 mg이 되도록 paper disc (diameter 8mm, Roshi Kaisha., Tokyo, Japan)에 천천히 흡수시킨 뒤, 건조과정을 거쳐 용매를 휘발시켰다. 각 시료를 흡수시킨 paper disc를 균주를 도말한 평판배지 위에 밀착시킨 후 배양시켜 disc 주변에 생성된 저해환(clear zone, mm)을 측정하여 항균활성을 비교하고 하기 표 1에 나타내었다.
Strains Size of clear zone (diameter, mm)
메틸 파라벤* SCC-1 SCC-2 SCC-3 SCC-4
황색포도상구균
(Staphylococcus
aureus) 		15.7 7.1 7.1 15.8 16.5
고초균
(Bacillus substilis) 		19.9 5.4 8.0 18.0 18.5
대장균
(Escherichia coli) 		18.4 5.8 6.5 17.0 19.2
녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 13.9 5.5 8.1 13.1 13.5
*양성 대조군
상기 표 1에서 보듯이, 양성대조군 메틸 파라벤(methyl paraben)과 비교하는 것으로 실험군의 항균활성을 비교한 결과, 실시예 1에서 수득된 샘플들(SCC-4)은 모든 균에 대해 대조군과 유사한 정도의 항균활성을 갖는 것으로 확인되었다.
반면, 비교예 1 내지 2에서 수득된 샘플들(SCC-2, SCC-1)은 대조군 대비 낮은 항균활성을 나타내는 것으로 확인되었다.
<실험예 3> 항균활성 시험2
상기 실시예 1에서 수득한 샘플과 비교예 1 내지 3에서 수득한 샘플에 대한 항균활성을 균의 성장 억제의 경향성을 확인할 수 있는 broth-dilution method를 사용하여 최소저해농도(MIC)를 분석하였다.
구체적으로, 음성 대조군으로는 50% DMSO를, 양성 대조군으로는 화장품에 방부제로 널리 사용되는 methyl paraben을 사용하였다. 배양된 균은 호기성 그람 양성 균주인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 고초균(Bacillus substilis), 호기성 그람음성 균주인 대장균(Escherichia coli), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)으로 1 Х 106 CFU/mL으로 맞추어 사용하였다.
상기 대조군 및 실험군은 2배 희석법으로 50 % DMSO를 이용하여 다양한 농도로 희석하였다. 이후 다양한 농도의 시료를 2 mL취하여 Mueller-Hinton 배지 20 mL에 주입하였다.
이후 시험균 100 μL씩을 주입하여 배양기에서 24시간동안 30 ~ 37 ℃에서 배양하였다. 배양 후, 육안으로 관찰하였을 때, 각각의 균들이 증식되지 않는 농도를 MIC로 결정하였으며, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Strains MIC(μg/mL)
메틸 파라벤* SCC-1 SCC-2 SCC-3 SCC-4
황색포도상구균
(Staphylococcus
aureus) 		1250 5000 5000 2500 1250
고초균
(Bacillus substilis) 		1250 10000 5000 1250 1250
대장균
(Escherichia coli) 		1250 5000 5000 1250 1250
녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 2500 10000 5000 1250 1250
*양성 대조군
상기 표 2에서 보듯이, 양성 대조군(Methyl paraben)의 MIC는 Pseudomonas aeruginosa에서 2,500 μg/mL으로 나타났고, 다른 균에서는 1250 μg/mL로 분석되었고, 실시예 1에서 수득한 샘플(SCC-4) 또한 모든 균주에 대해 MIC 가 1,250 μg/mL를 나타내어 양성 대조군(Methyl paraben)과 유사한 최소저해농도를 나타내는 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1 내지 2에서 수득한 샘플들(SCC-2, SCC-1)의 MIC는 모든 균주에서 10,000 μg/mL, 5,000 μg/mL로, 대조군보다 낮은 항균활성을 나타났다.
이로써, 전술한 항균실험 1과 일치하는 경향성을 확인할 수 있었다.
<실험예 4> 탈취능 시험
상기 실시예 1에서 수득한 샘플과 비교예 1 내지 3에서 수득한 샘플에 대한 탈취능을 분석하기 위하여 대표적인 악취가스 5종을 선별하여 실험군과 비교하였다. 해당 악취가스는 Ammonia(NH3), Methyl Mercaptan(CH3SH), Hydrogen Sulfide(H2S), Methylamine(CH3NH2), Acetaldehyde(CH3CHO)으로, 각 실험군 및 대조군과 반응 전 후를 비교하여 가스의 증감여부로부터 탈취능을 구하였다.
구체적으로, 밀폐용기인 5 L의 가스백에 대표적인 악취가스 5종[Ammonia(NH3), Methyl Mercaptan(CH3SH), Hydrogen Sulfide(H2S), Methylamine(CH3NH2), Acetaldehyde(CH3CHO)]을 넣고, 대조군(증류수)와 상기 실시예 1에서 수득한 샘플과 비교예 1 내지 3에서 수득한 샘플(SCC-4, SCC-3, SCC-2, SCC-1)를 밀폐용기에 넣어 2 시간 잔류 후 가스백에 남아있는 악취가스를 측정하고 하기 식 2를 사용하여 탈취율을 계산하고, 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[식 2]
Figure 112021017129715-pat00001
(상기 식 2에서, Cb(ppm) : 탈취시험 전 악취가스의 농도, Cs(ppm) : 탈취시험 후 악취가스의 농도이다.)
Group
Gas odor conc.		 Control** SCC-1 SCC-2 SCC-3 SCC-4
Ammonia
(NH3)		 Before/washing 51.7 55.2 51.5 55.0 50.7
After/washing 31.3 20.1 14.3 3.1 2.7
Efficiency(%) 39.5 63.6 72.2 94.4 94.7
Methyl Mercaptan
(CH3SH)		 Before/washing 17.1 12.8 18.2 14.6 16.6
After/washing 8.9 4.2 2.3 1.2 1.1
Efficiency(%) 48.0 67.2 87.4 91.8 93.4
Hydrogen sulfide
(H2S)		 Before/washing 31.5 32.4 32.5 36.1 33.8
After/washing 15.7 12.6 11.6 2.1 1.3
Efficiency(%) 50.2 61.1 64.3 94.2 96.2
Methylamine
(CH3NH2)		 Before/washing 32.2 32.7 38.0 30.6 39.5
After/washing 20.3 12.1 9.6 2.6 1.3
Efficiency(%) 37.0 63.0 74.7 91.5 96.7
Acetaldehyde
(CH3CHO)		 Before/washing 14.0 16.0 17.9 10.7 17.2
After/washing 8.5 5.7 4.7 1.8 1.1
Efficiency(%) 39.3 64.4 73.7 83.2 93.6
** 물
상기 표 3에서 보듯이, 모든 가스에서 물을 처리한 대조군에서 탈취능이 약 39.3 ~ 50.2 %로 가장 낮은 것으로 분석되었으며, 실시예 1에서 수득된 샘플(SCC-4)의 경우에는 모든 가스에서 90 % 이상의 우수한 탈취율이 확인되었다.
비교예 3에서 수득된 샘플(SCC-3)의 경우에는 acetaldehyde가 83.2 %인 것을 제외하고 나머지 가스에서는 90 %이상으로 분석되었다.
반면, 비교예 1에서 수득된 샘플(SCC-2)은 methyl mercaptan의 탈취율이 87.4 %를 제외하고는 다른가스에서 64.3 ~ 74.7 %로 분석되었고, 비교예 2에서 수득된 샘플(SCC-1)은 약 60 %의 탈취율을 보여 대조군보다 높지만, 실시예 1,2,비교예 1,2의 실험군 중에서는 가장 낮은 탈취율로 분석되었다.
결론적으로, 안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus) 및 아조완(Carum copticum)를 이용한 고상의 건조물에 유산균인 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 및 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)를 접종하여 얻어진 고상 발효물의 분말이나 그 추출물을 유효성분으로 포함하는 경우, 수득된 조성물은 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성 및 악취가스에 대한 탈취능을 동시에 발현하여 개선된 항산화능, 항균활성, 탈취능과 제품 안전성을 제공하여 세정용 조성물, 공기정화용 조성물, 화장료 조성물, 약제학적 조성물, 기타 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성과, 악취가스에 대한 탈취능을 동시에 발현하는 효과를 필요로 하는 적용처에 적합함을 확인할 수 있었다.

Claims (6)

  1. 안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus) 및 아조완(Carum copticum)를 이용한 고상의 건조물에 유산균인 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토바실러스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus) 및 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides)를 접종하여 얻어진 고상 발효물의 분말이나 그 추출물을 유효성분으로 포함하며,
    상기 고상의 건조물은 안식향나무(Styrax benzoin), 시트로넬라(Cymbopogon citratus) 및 아조완(Carum copticum)를 세척 건조후 0.3 내지 1.0mm 사이즈로 분쇄한 건조물을 승온 조건 하에 총 4단계로 단계별 증숙 처리후 건조시킨 재건조물이며,
    하기 식 2를 사용하여 계산된 암모니아, 메틸 머캅탄, 하이드로젠 설파이드, 메틸아민, 및 아세틸알데히드의 5종 기체에 대한 탈취율이 90% 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 항균 탈취 조성물.
    [식 2]
    Figure 112022103204097-pat00004

    (상기 식 2에서, Cb(ppm) : 탈취시험 전 악취가스의 농도, Cs(ppm) : 탈취시험 후 악취가스의 농도이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추출물은 물, 에탄올 또는 이들의 혼합용매 추출물이고, 상기 단계별 증숙 처리는 50℃, 60℃, 90℃, 100℃의 4단계로 수행하는 것인 항균 탈취 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유산균은 Bifidobacterium longum KACC 20597, Lactobacillus acidophilus KACC 12419 및 Leuconostoc mesenteroides KACC 12312인 것인 항균 탈취 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 세정 조성물인 것인 항균 탈취 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 공기정화용 조성물인 것인 항균 탈취 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 호기성 그람 양성 및 음성균에 대한 항균활성과, 악취가스에 대한 탈취능을 동시에 발현하는 효과를 갖는 것인 항균 탈취 조성물.
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