KR20100122543A - 항균 활성을 갖는 수수 추출물 및 이의 용도 - Google Patents

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성은수
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박재군
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Abstract

본 발명은 항균 활성을 갖는 수수(Sorghum bicolor Moench) 추출물, 상기 수수 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 화장료 조성물, 상기 수수 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 약학적 조성물, 상기 수수 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 식품첨가제에 관한 것이다. 상기 항균 활성을 갖는 수수 추출물은 세균의 생육을 저해하며, 인체 독성, 잔류 및 축적으로 인한 부작용을 야기하지 않는 환경 친화적 천연물질로, 기존 합성 항균제의 대체제로서 사용이 가능하다.
항균 활성, 메탄올 추출물, 수수, 항균 조성물

Description

항균 활성을 갖는 수수 추출물 및 이의 용도{Sorghum extract having antimicrobial activities and uses thereof}
본 발명은 항균 활성을 갖는 수수 추출물 및 이의 용도에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 수수 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 화장료 조성물, 상기 수수 추출물을 유효 성분으로 함유하는 항균용 약학적 조성물, 상기 수수 추출물을 유효 성분으로 함유하는 항균용 식품첨가제, 및 상기 수수 추출물의 제조 방법에 관한 것이다.
수수 (Sorghum bicolor Moench)는 세계의 많은 부분에서 주요 곡물 식량 작물이다. 그러나, 아시아 및 아프리카에서는 사람의 식량자원 및 민간 요법으로서 특히 중요하다 (Ryu et al., 2006, Korean Journal of Food and nutrition, 19, 176182). 수수는 사람의 건강에 상당히 영향을 미치는 것으로 알려진, 탄닌, 석탄산, 안토시아닌, 식물 스테롤, 및 폴리코사놀(policosanols) 같은 식물화학물이 풍부하다 (Awika & Rooney, 2004, Phytochemistry, 65, 1199-1221). 최근의 연구는 수수가 항산화 활성 (Choi et al., 2006, Food Chemistry, 103, 130-138), 항암 효과 (Kwak et al., 2004, Journal of Korean Society Food Science Nutrition, 33, 921-929), 및 콜레스테롤 저하 효과 (Ha et al., 1998, Korean Journal of Food Science and Technology, 30, 224-229)를 가지며, 심혈관 질환을 감소시킬 수 있다고 보고하였다 (Cho et al., 2000, Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 14, A249). 더욱이, 수수는 DPPH 라디칼 소거활성이 있으며, 항돌연변이 효과를 갖는 것으로 보고되었다 (Kwak et al., 2004, Journal of Korean Society Food Science Nutrition, 33, 921-929). HMG-CoA 환원효소 저해 활성이 수수의 메탄올 추출물에서 검출되었다 (Ha et al., 1998, Korean Journal of Food Science and Technology, 30, 224-229). 그러나, 수수의 항균 효과에 관한 정보는 거의 없다.
식품의 변질은 식품산업이 직면하고 있는 가장 중요한 쟁점 중의 하나이다 (Sokmen et al., 2004, Food Control, 15, 627-634). 사실상, 식품에 기인한 질환은 선진국에서조차도 세계적인 문제이다. 식품의 변질 또는 질의 저하는 미생물의 증식에 의해 야기되는 경우가 우세하다. 대장균, 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 크렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae), 리스테리아 모노사이토진( Listeria monocytogenes), 캄피로박터 제주니(Campylobacter jejuni), 칸디다 속의 종(Candida spp.), 지고사카로미세스 속의 종(Zygosaccharomyces spp.), 푸사리움 속의 종(Fusarium spp.), 아스펄질러스 속의 종(Aspergillus spp.), 리조푸스 속의 종(Rhizopus spp.), 페니실리움 속의 종(Penicillium spp.), 및 살모넬라 속의 종(Salmonella spp.)을 포함한 많은 병원성 미생물이 식품매개질환 또는 식품 변질의 원인균으로 밝혀졌다 (Betts et al., 1999, Food Control, 10, 27-33; Walker, 1988, Journal of the Society of Dairy Technology, 41, 91-92). 스타필로코쿠스 아우레우스(S. aureus)는 국소 감염 또는 조직을 파괴하고, 숙주 면역 반응으로부터 세균을 보호하는 능력으로 생명을 위협하는 전신질환을 야기할 수 있는 세포 외, 발열 병원균이다 (Lowy, 2000, Trends in Microbiology, 8, 341-343). 사람의 피부, 질, 및 장의 점막강에 공생하는 칸디다 알비칸스(Candida albicans) (Kaufman, 1997, Geriatrics, 52, 50-54)는 유년기, 임신, 당뇨, 지속적인 광범위 항생제 처치, 스테로이드 화학요법, 및 AIDS 같은 변경된 생리적 및 병리적 상황에서 감염을 일으킬 수 있다 (Friedman et al., 2000, Pediatric Infectious Disease Journal, 19, 499-504; Kennedy et al., 2000, Journal of Clinical Epidemiology, 53, 696-701).
한편, 인체에 감염성을 갖는 병원성 세균은 매우 다양하며, 그중 대표적인 병원성 세균들은 다음과 같다. 비브리오 파라헤몰리티쿠스(Vibrio pharahaemolyticus)는 어패류, 해조류 등에 서식하여 위장염을 일으켜 설사증을 유발하고 (Farmer et al., 1985, Manual of clinical microbiology 4th ed., American Society for Microbiology Washington D.C.), 푸소박테리움 누클리아툼(Fusobacterium necleatum)은 치은염 및 치주조직 파괴에 작용하는 원인균이며 (Waker et al., 1979, J Clin Microbiol., 10, 844-849), 프레보텔라 인터메디아(Prevotella intermedia)와 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae)는 메티오닌, 시스테인 및 시스틴 등의 황을 함유하는 아미노산 또는 단백질로 이루어지는 기질을 분해하여 구취를 유발하며 (Tonzetich, 1977, J Periodontol., 48, 13-20; Bosy et al., 1994, J Periodontol., 65, 37-46), 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)는 주로 빵, 육류 및 우유 등에 번식하여 방광염을 유발할 뿐만 아니라 혈류와 중추신경계에 감염증을 유발한다.
항균제는 세균의 생성을 방지하거나 생장을 억제시키는 물질로서, 보건 위생에 관련된 미생물, 작물 위해 미생물 등을 중심으로 연구되고 있다. 그러나 합성 항균제의 경우 체내에 축적되어 만성독성, 발암성 및 돌연변이 유발성 등의 부작용을 일으킬 수 있어, 부작용이 없는 천연 항균물질 개발에 많은 관심이 집중되고 있다. 실제, 천연 항균제로 편백나무 추출물인 히노키티올(hinokitiol), 자몽종자 추출물인 DF-100 및 목련 추출물인 메그노놀(megnonol) 등이 개발되어 있으나, 이들이 항균제 시장에서 차지하는 비중은 합성 보존제의 약 17%에 불과한 실정으로 (Conner & Beuchat, 1984, J. Food Sci., 49, 429), 많은 연구와 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명자들은 수수 추출물의 항균 활성을 확인하기 위해 두배계단희석 분석 및 종이원판 확산 분석을 수행하여, 상기 수수 추출물이 항균 성분의 원료로 사용될 수 있는지 알아보고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 항균 활성을 갖는 수수(Sorghum bicolor Moench) 추출물을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 수수 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 화장료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수수 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 수수 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 식품첨가제를 제공한다.
본 발명의 수수 추출물은 세균의 생육을 저해하며, 인체 독성, 잔류 및 축적으로 인한 부작용을 야기하지 않는 환경 친화적 천연물질로, 기존 합성 항균제의 대체제로서 사용이 가능하다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저급 알코올로 추출한 항균 활성을 갖는 수수(Sorghum bicolor Moench) 추출물을 제공한다.
본 발명의 수수 추출물은 물, 에탄올, 메탄올 등과 같은 C1 내지 C4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로부터 추출한 것을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 메탄올로 추출한 것이다.
본 발명의 수수 추출물은 하기와 같이 수득될 수 있다.
본 발명의 수수의 종자를 분쇄한 후, 수수 시료 중량의 약 2 내지 15 배, 바람직하게는 약 5 내지 10 배에 달하는 부피의 물 및 메탄올, 에탄올, 부탄올 등과 같은 C1 내지 C4의 저급알코올의 극성 용매 또는 이들의 약 1:0.1 내지 1:10의 혼합비를 갖는 혼합용매로, 바람직하게는 70 내지 100%의 메탄올로 약 1시간 내지 1일, 보다 바람직하게는 100%의 메탄올로 약 1일 동안 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 사용하여, 바람직하게는 열수 추출한 후, 여과 및 농축하여 수수 추출물을 수득할 수 있다.
상기 수수는 검은찰수수, 긴장목수수, 까치수수, 까치수수(대립), 꼬마단수수, 늘수수, 메수수, 목탁수수, 몽당수수, 붉은색수수, 붉은장목수수, 붉은장수수수, 붉은찰수수, 비자루수수, 수송생이수수, 시경수수, 일반찰수수, 장목수수, 장수수, 재래종수수, 조부랑수수, 찰수수 (RDA), 찰수수, 혜인수수, 및 혜인장목수수로 이루어진 군으로부터 선택되며, 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는 검은찰수수, 붉은찰수수, 장수수수 또는 늘수수를 포함한다.
또한, 본 발명의 수수 비극성 용매 가용 추출물은 상기의 수수 조추출물을 증류수에 현탁한 후, 이들 현탁액의 약 1 내지 100배, 바람직하게는 약 1 내지 55배 부피의 헥산, 에틸아세테이트, 클로로포름, n-부탄올과 같은 비극성 용매를 가하여 1회 내지 10회, 바람직하게는 2회 내지 5회 비극성용매 가용층을 추출, 분리하여 수득할 수 있다. 또한, 추가로 통상의 분획 공정을 수행할 수도 있다 (Harborne, 1998, Phytochemical methods: A guide to modern techniques of plant analysis, 3rd Ed., Academic Press, New York, pp. 6-7).
상기 공정으로 수득된 수수 조추출물, 바람직하게는 수수 메탄올 추출물에 헥산, 에틸 아세테이트, n-부탄올, 및 물로 분획 및 농축하여 수수 헥산, 에틸아세테이트, n-부탄올, 및 물 분획물을 수득할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 제법으로 얻어진 수수 추출물 및 헥산, 에틸 아세테이트, n-부탄올, 및 물로 분획된 분획물을 유효성분으로 함유하는 항균용 화장료 조성물을 제공한다.
상기 항균용 화장료 조성물은 피부노화방지 효과를 위한 화장품, 세안제 및 샴푸 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 조성물을 첨가할 수 있는 제품으로는, 예를 들어, 각종 크림, 로션, 스킨 등과 같은 화장품류와 샴푸, 린스, 클렌징, 세안제, 비누, 트리트먼트, 미용액 등이 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 해초 엑기스로 이루어진 군에서 선택된 조성물을 포함한다. 본 발명의 화장료 조성물에 포함되는 성분은 유효성분으로서 상기 추출물, 분획물 또는 화합물 이외에 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제 및 담체를 포함한다. 본 발명의 항균용 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 바람직하게는 유연 화장수, 영양 화장수, 영양크림, 엣센스, 팩 및 목욕용 파우더일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 제법으로 얻어진 수수 추출물 및 헥산, 에틸 아세테이트, n-부탄올, 및 물로 분획된 분획물을 유효성분으로 함유하는 항균용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 항균용 약학조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
상기 항균용 약학조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물 또는 분획물을 0.02 내지 50 중량%로 포함할 수 있다. 그러나, 추출물 또는 분획물의 함량은 상기한 수치에 한정되지 않으며, 사용방법 및 제형에 따라 적절히 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 추출물 또는 분획물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 추출물 또는 분획물을 포함하는 약학조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으 나 이에 제한되지 않으며, 사용방법 및 용도에 따라 적절히 조절할 수 있다. 상기 추출물 또는 분획물을 포함하는 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물 또는 분획물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세 로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 추출물 또는 분획물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 추출물 또는 분획물은 1일 0.0001 내지 100mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 추출물 또는 분획물은 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, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 제법으로 얻어진 수수 추출물 및 헥산, 에틸 아세테이트, n-부탄올, 및 물로 분획된 분획물을 유효성분으로 함유하는 항균용 식품첨가제를 제공한다.
상기 항균성 수수 추출물 또는 분획물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를들어, 드링크제, 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 껌류, 아이스크림류, 스프, 음료수, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이때, 식품 또는 음료 중의 상기 추출물 또는 분획물의 양은 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 5g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있 으며, 식품의 종류 및 사용방법에 따라 적절히 조절하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 수수 추출물을 유효성분으로 포함하는 항균용 조성물은, 세균에 대하여 우수한 항균 활성을 나타낸다. 세균의 일 예로는 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens), 푸소박테리움 누클리아툼(Fusobacterium nucleatum), 비브리오 파라헤몰리티쿠스(Vibrio parahaemolyticus), 프레보텔라 인터메디아(Prevotella intermedia), 리스테리아 모노사이토진( Listeria monocytogenes), 캄피로박터 제주니(Campylobacter jejuni), 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 지고사카로미세스 속의 종(Zygosaccharomyces spp.), 푸사리움 속의 종(Fusarium spp.), 아스펄질러스 속의 종(Aspergillus spp.), 리조푸스 속의 종(Rhizopus spp.), 페니실리움 속의 종(Penicillium spp.), 및 살모넬라 속의 종(Salmonella spp.) 등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 및 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae)를 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
1. 분석용 시약
모든 용매는 분석용 등급으로 사용되었다. 메탄올은 제이 티 베이커(J.T. Baker, Phillipsburg, NJ)로부터 얻었다. 트리클로로아세트산, 페리시안 칼륨(potassium ferricyanide), 인산칼륨, 염화제2철, 및 탄산나트륨은 머크 (Merck, Darmstadt, Germany) 제품을 사용하였다. DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl), 알파토코페롤, BHA, BHT, 및 테트라사이클린은 시그마 (Sigma Chemical Co. St. Louis, MO) 제품을 사용하였다.
2. 식물 재료 및 추출
수수 재배종은 신림 농업 협동조합 (강원도의, 한국)으로부터 공급받았다. 확증표본은 탈카대학교(Universidad de Talca)의 표본관에 참조번호 2865로 기탁되었다. 종자는 4℃에 보관하였다. 본 발명에 사용된 수수 재배종은 검은찰수수, 긴장목수수, 까치수수, 까치수수(대립), 꼬마단수수, 늘수수, 메수수, 목탁수수, 몽당수수, 붉은색수수, 붉은장목수수, 붉은장수수수, 붉은찰수수, 비자루수수, 수송생이수수, 시경수수, 일반찰수수, 장목수수, 장수수, 재래종수수, 조부랑수수, 찰수수 (RDA), 찰수수 (2), 혜인수수, 및 혜인장목수수이다. 각 재배종의 종자 약 2 g의 시료를 균질기(homogenizer)로 미세하게 분쇄하여, 100% 메탄올로 상온에서 24시간 동안 추출하였다. 각 혼합물을 필터 페이퍼(Whatman No. 42)로 여과하여 부스러기를 제거하고, 추출물을 회전 증발기를 사용하여 40℃에서 증발시켰다. 미가공 추출물을 물에 현탁하여 헥산, 에틸 아세테이트, n-부탄올, 및 물로 연속적으로 분획화하였다.
3. 두배계단희석 분석 ( Two fold dilution assay )
5 종류의 세균 균주 및 1 종류의 진균 균주를 본 발명에 사용하였다: 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 스타필로코쿠스 아우레우스(S. aureus), 대장균, 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 크렙시엘라 뉴모니아(K. pneumoniae), 및 칸디다 알비칸스(Candida albicans). 모든 균주는 바이오허브 중앙연구소(강원대학교, 한국)에서 얻었다. 세균은 적절한 온도에서 액체 배지에서 배양하였다. 세균 균주는 단구균, 영양분, 및 YM 배지에서, 37℃ 또는 30℃에서 12 시간 동안 진탕 배양하였다.
두배계단희석 분석을 사용하여 수수 25 재배종의 항균 활성을 조사하였다. 접종물은 세균 균주의 12 시간 배양액을 육즙(nutrient broth)으로 100 배 희석하여 준비되었다(Kobayashi et al., 1993, Biotechnology and Biochemistry, 57, 1034-1046). 조사를 위해 최고 농도 (500 mg/㎖)까지 추출물을 희석하였으며, 7.8에서 500 mg/㎖까지의 농도 범위에 걸쳐 두배 계단으로 희석하였다. 96-웰 플레이트를 준비하여, 각 웰에 희석 접종물 180 ㎖씩 분배하였다. 각 추출물의 저장용액 20 ㎖ (500 mg/㎖로 준비)를 첫 계단(series)의 웰에 넣었다. 다음, 각 계단 희석물 100 ㎖를 6 개의 연속 웰에 넣었다. 각 웰의 최종 용량은 100 ㎖로 하였다. 각 웰의 내용물을 플레이트 교반기(plate shaker)로 300 rpm에서 20 초간 혼합하여, 적정 온도에서 24 시간 두었다. 각 복합물의 최소 저해 농도 (MIC)는 미생물 생장을 저해한 최저 농도로 정의되었다. 세균 생장은 눈으로 본 탁도에 근거하여 평가 되었다. 테트라사이클린 및 케토코나졸(ketoconazole)이 표준 항생제로 사용되었다.
4. 종이원판 확산 분석
식물 추출물 및 분획물의 항균 활성은 종이원판 확산 분석으로 결정되었다. 병원균 및 진균 균주를 최종농도 106 - 107CFU/㎖가 될 때까지 액체 배지에서 20 시간 배양하였다. 다음에, 시험 미생물 0.1 ㎖를 아가 플레이트의 표면에 스프레딩하였다. 멸균된 필터 페이퍼 디스크를 메탄올 추출물 및 다양한 분획물 50 ㎖로 10,000 ppm에서 흠뻑 적셨다. 적셔진 디스크를 플레이트 중앙에 놓고 24 시간 배양하여, 각 억제환의 직경 (mm)을 측정하였다. 식물 추출물 용해에 사용한 동일한 용매를 음성 대조구로 사용하였다.
5. 통계 분석
시료의 활성 및 농도 간에 유의차가 있는지 결정하기 위해 ANOVA(one-way analysis of variance)를 적용하였으며, 통계적 유의성 검정에 P<0.05를 적용하였다.
실시예 1. 선발된 재배종의 항균 활성
수수 추출물의 다양한 분획물에 있어 항균 활성이 두배계단 희석 분석 및 종 이원판 확산 분석으로 평가되었다. 식물 추출물 및 분획물의 항균성에 있어 변이가 관찰되었다 (표 1). 일반적으로, 메탄올 추출물이 그 분획물보다 더 효과적이었다. 가장 효과적인 것은 각각 250 mg/㎖ 및 500 mg/㎖ MIC를 가지는 늘수수 (메탄올 추출물 및 에틸 아세테이트 층) 및 붉은찰수수 (메탄올 추출물)의 추출물이었다. 늘수수는 특히 스타필로코쿠스 아우레우스(S. aureus)에 대하여 최고의 항균 활성을 보였다. 드리옵테리스 크라씨리조마(Dryopteris crassirhizoma), 소포라 플라베센스(Sophora flavescens), 피누스 덴시플로라(Pinus densiflora), 및 그리시리자 우라렌시스(Glycyrrhiza uralensis)의 추출물은 메티실린(methicillin) 저항성 스타필로코쿠스 아우레우스(S. aureus)에 대한 항균제로 제안된 바 있다 (Eum & Park, 2007, Journal of Experimental Biomedical Science, 13, 189-195). 몽고 식물상 중의 일부 종의 전초 추출물로부터 정제된 에틸 아세테이트 분획물이 특히 스타필로코쿠스 아우레우스에 대하여 유효한 항균 효과를 보였다 (Gonchig et al., 2008, Natural Product Sciences, 14, 1-2).
수수 추출물 및 그 분획물에 대한 세균 균주의 감수성의 비교 결과 대장균에 대해 가장 강한 저해 효과가 나타났다. 그러나, 재배종의 어느 것도 항진균 또는 항 칸디다(Candida)성 활성을 보이지 않았다. 추출물의 항균성에 관한 보다 상세한 자료는 종이원판 확산 분석법으로 얻었다 (표 2 및 도 1). 늘수수, 검은찰수수, 장수수수, 및 붉은찰수수의 추출물 및 분획물에 민감한 미생물 각각에 대한 최대 억제환(inhibitory zones)은 각각 2.0-10.5, 5.0-9.0, 2.5-11.0, 및 6.0-11.5 mm의 범위 내에 있었다 (표 2 및 도 1). 다른 분획물에 비해서 메탄올 추출물의 경우에 보다 큰 저해가 보였다. 4 재배종 중에서, 붉은찰수수의 메탄올 추출물이 모든 조사된 미생물에 대하여 최고의 항균 활성을 나타내었다. 비슷하게, 장수수수 및 늘수수의 메탄올 추출물이 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 제외한 모든 조사된 미생물에 대하여 상당한 항균 또는 항진균 활성을 보였다. 대조적으로, 검은찰수수의 메탄올 추출물은 칸디다 알비칸스(C. albicans)에 대해서만 활성이 있었다. 민간 요법에 사용되는 팔레스타인산 식물 20 종 중 10 종에서 추출된 에탄올 및 수성 추출물은 칸디다 알비칸스에 대해 활성이 있었다 (Ali-Shtayeh et al., 1998, Journal of Ethnopharmacology, 60, 265-271). 오리가눔유(origanum oil)의 항진균성이 칸디다 알비칸스를 대상으로 인 비트로(in vitro ) 및 인 비보( in vivo )에서 조사된 결과 (Manohar et al., 2001, Molecular and Cellular Biochemistry, 228, 111-117), 오리가눔유 0.25 mg/㎖에서 칸디다 알비칸스의 생장이 완전히 저해되었다.
유기용매 분획물 중에, 장수수수의 헥산층이 스타필로코쿠스 아우레우스에 대하여 상당한 항균 활성을 보였다. 비교하면, 검은찰수수의 에틸 아세테이트 및 부탄올 층이 각각 스타필로코쿠스 아우레우스 및 살모넬라 티피무리움(S. typhimurium)에 대하여 상당한 항균 활성을 보였다. 그러나, 수수(S. bicolor)의 n-부탄올 정제된 사포닌 추출물이 스타필로코쿠스 아우레우스에 대해 항균 활성을 보이는 것으로 보고되었다 (Soetan et al., 2006, African Journal of Biotechnology, 5, 2405-2407). 식물 추출물의 항균 활성은 페놀 화합물뿐 아니라 다양한 2차 대사물의 존재에 의존한다 (Gordana et al., 2007, International Journal of Molecular Sciences, 8, 1013-1027). 수수가 대장균에 대하여 최고의 활성이 있음이 보고되었으나, 탄닌산 또한 효과적이었다 (Lee et al., 1994, Korea Journal of Nutrition, 27, 819-827). 상기 결과는 수수의 항균 활성이 탄닌산의 존재에 기인함을 나타낸다. 다른 페놀산 유사 페놀이 해충 및 병원균에 대해 식물 방어에 기여할 것이다 (Awika & Rooney, 2004, Phytochemistry 65, 1199-1221).
표 1. 선발된 식물의 메탄올 추출물 및 그 분획물의 최소 저해 농도 (MIC)
재배종 분획물 층 MICa ) (㎍/㎖)
세균 균주(그람양성균) 세균 균주(그람음성균) 효모
S. a b ) B. s b ) S. t b ) K. p b ) E. c b ) C. a b )
검은찰
수수
메탄올 추출물   1000   1000   1000    500   1000  <1000
헥산 층  <1000    500  <1000  <1000  <1000  <1000
에틸 아세테이트 층  <1000    500  <1000  <1000  <1000  <1000
부탄올 층   1000   1000   1000   1000    500  <1000
물 층  <1000  <1000  <1000  <1000    500  <1000
붉은찰
수수
메탄올 추출물    500    500    500    500    500  <1000
헥산 층  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000
에틸 아세테이트 층  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000
부탄올 층   1000  <1000  <1000  <1000   1000  <1000
물 층  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000
장수
수수
메탄올 추출물    500    500   1000    500    500  <1000
헥산 층  <1000   1000  <1000  <1000  <1000  <1000
에틸 아세테이트 층   1000   1000  <1000  <1000  <1000  <1000
부탄올 층   1000   1000   1000   1000    500  <1000
물 층  <1000   1000  <1000  <1000    500  <1000
늘수수 메탄올 추출물    250    250    500    500    250  <1000
헥산 층  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000
에틸 아세테이트 층    250  <1000    500  <1000    500  <1000
부탄올 층   1000  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000
물 층   1000  <1000  <1000  <1000  <1000  <1000
  테트라사이클린 8 8 8 8 8 -
  케토코나졸(ketoconazole) - - - - - 250
a) 세균 및 효모에 대한 MIC 값은 두배계단희석법으로 결정
b) S.a : Staphylococcus aureus , B.s : Bacillus subtilis , S.t : Salmonella typhimurium , K.p : Klebsiella pneumonia , E.c : 대장균, C.a : Candida albicans.
표 2. 수수의 메탄올 추출물 및 그 분획물의 미생물에 대한 저해 효과
재배종 분획물 층 억제환 (mm)
세균 균주(그람양성균) 세균 균주(그람음성균) 효모
S. a 1 ) B. s 1 ) S. t 1 ) K. p 1 ) E. c 1 ) C. a 1 )
검은찰수수 메탄올 추출물 - - - - - 7.5±0.7
헥산 층 - - - - -  
에틸 아세테이트 층 9.0±0.7 - - - - -
부탄올 층 - - 5.0±0.0 - - 7.0±0.0
물 층 6.0±1.4 - - - - -
붉은찰수수 메탄올 추출물 6.0±0.0 11.5±2.1 8.0±0.0 9.0±1.4 7.5±0.7 7.0±0.0
헥산 층 - - - - - -
에틸 아세테이트 층 - - - - - -
부탄올 층 - - - - - -
물 층 6.0±0.0 - 7.5±0.7 5.5±0.7 8.0±0.0 -
장수
수수
메탄올 추출물 6.0±0.0 - 5.0±0.0 6.0±1.4 11.0±1.4 2.5±0.7
헥산 층 7.5±0.7 - - - - -
에틸 아세테이트 층 - - - - - -
부탄올 층 - - - - - -
물 층 4.5±0.7 - 5.0±0.0 - 6.0±1.4 2.5±0.7
늘수수 메탄올 추출물 2.0±1.4 - 6.0±0.0 10.5±0.7 10.5±2.1 10.0±1.4
헥산 층 - - - - - -
에틸 아세테이트 층 - - - - - -
부탄올 층 - - - - - -
물 층 - - - - - 8.0±0.0
  테트라사이클린 17.5±0.7 35.0±0.0 21.0±1.4 20.0±1.4 24.0±1.4 -
  케토코나졸 - - - - - 32.5±0.7
1) S.a : 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), B.s : 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), S.t : 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), K.p : 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumonia), E.c : 대장균, C.a : 칸디다 알비칸스(Candida albicans).
- : 저해 없음.
도 1은 종이원판 확산 분석에 있어 미생물에 대한, 수수의 메탄올 추출물 및 그 분획물의 저해 효과를 보여준다. (A) 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), (B) 대장균, (C) 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), (D) 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumonia), (E) 칸디다 알비칸스(Candida albicans), (F) 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 1, 음성 대조구, 2, 양성 대조구, A3, 검은찰수수 에틸 아세테이트, A4, 장수수수 헥산, B3, 장수수수 메탄올, B4, 늘수수 메탄올, C3 : 붉은찰수수 메탄올, C4 붉은찰수수 물, D3, 늘수수 메탄올, D4, 붉은찰수수 메탄올, E3, 늘수수 메탄올, E4, 늘수수 물, F3, 붉은찰수수 메탄올.

Claims (12)

  1. 저급 알코올로 추출한 항균 활성을 갖는 수수(Sorghum bicolor Moench) 추출물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저급 알코올은 메탄올인 것을 특징으로 하는 추출물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수수는 검은찰수수, 붉은찰수수, 장수수수 또는 늘수수인 것을 특징으로 하는 추출물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 추출물은 메탄올로 추출된 후, 헥산, 에틸 아세테이트, n-부탄올, 및 물로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매로 분획되는 것을 특징으로 하는 추출물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 화장료 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조성물은 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 및 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae)로 이루어진 군으로 부터 선택된 균주에 대한 것인 항균용 화장료 조성물.
  7. 제5항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 유연 화장수, 영양 화장수, 영양크림, 엣센스, 팩 및 목욕용 파우더로 구성된 군으로부터 선택되는 제형을 갖는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 추출물을 유효 성분으로 함유하는 항균용 약학적 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조성물은 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 및 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae)로 이루어진 군으로부터 선택된 균주에 대한 것인 항균용 약학적 조성물.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균용 식품첨가제.
  11. 제10항에 있어서, 상기 항균용 식품첨가제는 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), 및 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae)로 이루어진 군으로부터 선택된 균주에 대한 것인 항균용 식품첨가제.
  12. 제10항에 있어서, 상기 식품첨가제는 드링크제, 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 껌류, 아이스크림류, 스프, 음료수, 알코올 음료 및 비타민 복합제로 구성되는 군으로부터 선택되는 식품에 첨가되는 것을 특징으로 하는 식품첨가제.
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