물 여과, 단백질 정제 또는 생체 의학 여과 장치에 사용되는 분리막은 여러 가지 이유로 막 파울링을 거치게 된다. 박테리아에 의한 막 표면의 바이오필름 형성은 분리막의 내구성에 심각한 문제를 초래한다. 단백질 정제의 경우, 소수성 인 막의 표면으로 인해 막의 기공이 막히게 된다. 분리막의 파울링을 조절하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 그 중 하나가 은나노 입자의 도입이다. 은나노 입자의 항균 특성은 잘 알려져 있고 따라서 여러 응용에 사용되고 있다. 본 총설에서는 은나 노 입자 또는 그 유도체가 박막 활성층에 도입되거나 또는 복합막 전체에 균일하게 분포된 분리막에 초점을 두었다.

Eruca sativa (E. sativa)는 루꼴라라고 불리우고 이탈리아 요리에 많이 사용되는 식물로 Brassicaceae 속에 속하는 다년생 식물이다. E. sativa를 70% 에탄올로 환류추출 및 농축하고 (ES), n-hexane (EHex), ethyl acetate (EEA), chloroform (ECHCl3), n-butyl alcohol (EBuOH) 및 water (EDW) 용매 극성별로 분획하여 미백 효능을 규명하고 화장품 소재로서의 응용성을 연구하였다. ES, EHex, EEA, ECHCl3, EBuOH 및 EDW의 mushroom tyrosinase 활성 저해를 평가한 결과 EEA가 가장 유의하게 저해하였으며, B16F10 멜라노마 세포 내에서의 멜라닌 생성을 확인한 결과 ES, EEA 및 EBuOH 를 처리하였을 때 멜라닌 생성이 유의하게 저해되었으며, 특히 EEA 분획물에서 가장 효과가 뛰어났다. 피부염과 여드름을 일으키는 황색포도상구균, 여드름 원인균을 포함한 8종의 세균, 진균에 대해 ES, EHex, EEA, ECHCl3, EBuOH 및 EDW의 항균력과 방부력 시험을 평가한 결과 EEA는 8종의 균 모두 효과적으로 항균력을 나타냈다. ES를 0.05, 0.1%를 함유하여 제조한 토너와 에멀션은 기존 처방에서 방부력을 증가 시켜 천연보존제 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다. ES를 토너, 에멀션 제형에 0.05, 0.1%로 첨가하여 일광, -20, 4, 25, 55 ℃ 조건에서 4 개월동안 안정성을 평가한 결과 pH 및 점도에 대한 영향은 크게 없었 으나 대조군 및 ES를 첨가한 에멀션 55 ℃에서 분리가 일어나는 것을 확인하였다. 또한, 피부침투시험을 통해 EEA는 6 hr에서 0.058%가 침투되어 임상적인 효능을 예측할 수 있었다. 천연소재 E. sativa는 미백 기능성화장품 소재 및 천연 항균 보존제로 활용 가치가 있을 것으로 사료된다.

안전성이 강화된 화장품용 방부제 소재를 개발하기 위하여, 대장균 β-gal을 이용하여 OD 로부터 합성된 OD-gal의 성능을 기존의 OD와 비교하는 연구를 수행하였다. 먼저, mass spectrometry 분석을 통하여 OD-gal의 sodium adduct ion (m/z=331.1731)과 protonated ion (m/z=309.1926)으로 OD-gal 합성을 확인하였다. 새롭게 합성된 OD-gal과 OD의 항균력 비교를 위하여 E. coli, S. aureus, C. albicans, A. niger에 대한 MIC 값을 측정하였다. 그 결과, OD-gal과 OD의 MIC 값 사이에 그렇게 큰 차이를 관찰할 수 없었다. 또한, OD-gal과 OD의 세포독성을 비교하기 위하여, HaCaT 세포에 OD 또는 OD-gal을 처리한 후, 세포 생존율을 EZ-Cytox assay를 이용하여 정량 하였다. 1.5% OD의 경우에는 24 시간에서 세포생존율이 대조군과 비교하여 64%, 48 시간에서는 42%로 나타났고, 1.5% OD-gal을 처리한 세포의 세포생존율은 24 시간에서 유의적인 변화가 없었지만, 48 시간에서는 85%로 나타났다. 결국 OD-gal은 OD와 비교해서 약 40% 이상의 세포독성 감소효과가 있는 것으로 확인되 었다. 이러한 결과로부터 OD에 한 분자의 galactose를 결합시킴으로 인하여 항균력은 어느 정도 유지하 면서 피부 세포에 대한 독성이 감소된 OD-gal의 특성을 확인할 수 있었다. 앞으로 후속 연구를 진행하여 보다 안전한 화장품용 방부제 소재로서 OD-gal의 실용화 기반을 구축할 예정이다.

본 연구에서 와송 에틸아세테이트 분획물을 항균활성 및 화장품 소재로 활용하기 위해 연구를 진행하였다. 와송 에틸아세테이트 분획물의 항균활성을 측정한 결과 Paper disc method에서 S. aureus, S. epidermidis, P. aeruginosa 균의 생육을 저해하였으며, 특히 S. aureus에 대한 생육저해환은 0.5 g/mL농도에서 18.35 ± 1.5 mm로 대조군인 methyl paraben(16.83 ± 1.0 mm)보다 우수한 항균활성을 나타내었 다. MIC 측정을 통한 최소저해농도를 평가에서는 Candida. A를 제외한 나머지 S. aureus, S. epidermidis, E. coli P. aeruginosa 균주에서 17.5 mg/mL의 최소저해농도를 보였으며 화장품 에멀션 제형에 적용하여 Challenge test를 통해 방부 효능을 평가한 결과, S. aureus에 대하여 와송 에틸아세테이트 분획물을 0.3% 첨가한 에멀션에서 7일 후 100.0%균의 생장을 사멸시켜 화장품에 적용 시 우수한 방부효능을 나타내었다.

This study was conducted in order to investigate the antioxidant and antimicrobial activity of Solanum nigrum L. fruit powder after undergoing different extraction solvent processes. The total phenolic content of Solanum nigrum L. fruit powder measured a 14.66 GAE mg/g after undergoing ethanol extraction, and the total flavonoid content measured at 201.23 mg CE/g when undergoing ethanol extraction. The ABTS radical scavenging activity was 160.38~209.53 TEAC umol/g, and the DPPH radical scavenging activity was 53.99~90.76 TEAC umol/g, which indicated a higher level of antioxidant power in the ethanol extract as opposed to in the water extract. The FRAP (ferric reducing antioxidant power) of Solanum nigrum L. fruit powder was 115.58~194.58 TEAC umol/g, and B. subtilis KCTC 2189 showed greater antimicrobial activity in the ethanol extract (concentration 200 ug/uL) as opposed to the water extract. Solanum nigrum L. fruit powder revealed differences in antioxidant and antimicrobial activity between the different extraction solvents. In particular, ethanol extract had higher antioxidant and antibacterial activity, meaning it is more favorable for usage as a functional food material.

This study was investigated the contents of total polyphenol, flavonoids and antioxidant and antimicrobial activities of Codonopsis lanceolata extracts according to different steaming times. The contents of total polyphenol and flavonoid proportionally increased from 6.45 mgGAE/g to 18.26 mgGAE/g and 2.01 mgRE/g to 6.12 mgRE/g according to ethanol extracts at EDS7. DPPH radical scavenging activity was found to have been 15.26~65.2% and showed the highest level of antioxidant activity at EDS7 was 65.2%. The activity of ABTS radical scavenging and SOD-like activity were also the same result. DPPH and ABTS radical scavenging activity was related to the number of steaming, and the scavenging activity was increased up to 7 times of steaming. The antimicrobial activity of EDS7 had strong antioxidant activity. Antimicrobial activities were examined against 5 microorganisms related to pathogens and food poisoning. The antimicrobial Activity was different depending on the bacteria, but it was effective at the concentration of 300 mg/mL rather than 150 mg/mL. These results showed that Codonopsis lanceolata extracts with a different number of steaming would be conducted to confirm the possibility of developing antimicrobial and antioxidant. It will be helpful in the study of component analysis of Codonopsis lanceolata extracts processed products.

Fermented foods of Korean temple are vegetable-based foods and their seasonings are limited to five pungent herbs. The aim of this study was to investigate cell-free supernatants (CFS) of lactic acid bacteria isolated from the fermented foods of Korean temples. Three selected CFS significantly inhibited the biofilm formation of Escherichia coli O157:H7 at 24 h, while one of the selected CFS markedly inhibited the biofilm formation at 72 h. However, only one CFS significantly attenuated the biofilm formation of Staphylococcus aureus at 24 h, but these CFS failed to inhibit the biofilm formation. Moreover, selected CFS effectively inhibited the growth of E. coli O157:H7, whereas the growth of S. aureus was not affected in the presence of CFS. These results suggest that CFS of lactic acid bacteria isolated from fermented foods of Korean temples shows antimicrobial activity agasint Gram-negative E. coli O157:H7, but not at Gramd-positive S. aureus .

Probiotic-derived bacteriocins have attracted considerable attention as an alternative to synthetic preservatives in the food industry, as synthetics are harmful to health. Lactobacillus gasseri G2 isolated from infant feces has been demonstrated to possess probiotic properties such as bile salt and acid tolerance, antibiotic resistance, and broad antimicrobial activity. Bacteriocin was partially purified by acetone precipitation and characterized for several properties. It was found to be highly thermostable and resistant to heating at 120oC for 15 min. Bacteriocin activity remained unaffected with changes in the pH range from 2.0 to 10.0 and by solvents such as acetone, methanol, ethanol, and butanol. The antimicrobial activity was not affected by α-amylase, lysozyme, and lipase, but was reduced after treatment with protease, trypsin, and proteinase K, suggesting that it has a proteinaceous nature. Bacteriocin inhibited a broad range of target bacteria belonging to both Gram-positive and Gram-negative groups: Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Escherichia coli O157:H7, Enterobacter sakasakii, Salmonella Enteritidis, Shigella flexneri, Shigella boydii, Vibrio parahaemolyticus, and Vibrio vulnificus. Bacteriocin appeared as a smear of the protein band with a molecular weight between 2-5 kDa, which showed a clear zone of inhibition after bioassay. The high thermostability and acid/alkali stability of bacteriocin reflect its potential commercial significance.

본 연구에서는 malic acid가 혼입된 유청 분리 단백질(whey protein isolate; WPI) 소재 항균 코팅(MA-WPI)과 포장 후(in-package) 유전체 장벽 방전 대기압 콜드 플라즈마(atmospheric dielectric barrier discharge cold plasma; ADCP)의 병합 처리가 닭가슴살 가공육에 오염된 Salmonella와 Listeria monocytogenes 저해 효과를 확인하였다. 3% (w/w, total coating solution) malic acid가 혼입되지 않거나 혼입된 WPI 코팅 용액으로 코팅된 닭가슴살 가공육(2 ´ 2 cm; 원통형) 을 상업적으로 사용되는 polyethylene terephthalate 용기(14 ´ 10 ´ 3 cm)에 15개씩 담아 ADCP 처리하였다. ADCP 처 리 전압(21, 24, 그리고 27 kV)과 처리 시간(1, 3, 그리고 5분)을 변수로 하여 닭가슴살 가공육에 접종된 Salmonella 저 해에 대한 최적 처리 조건(24 kV, 3분)을 결정하였고, 항균 코팅과 병합 처리 시 ADCP 처리 조건으로 사용되었다. 단 독 CP 처리, 단독 MA-WPI 코팅, 그리고 MA-WPI + CP 병합 처리 시 Salmonella는 각각 1.3 ± 0.1, 1.1 ± 0.2, 그리고 1.8 ± 0.1 log CFU/g만큼 저해되었고, L. monocytogenes는 0.9 ± 0.1, 0.5 ± 0.1, 그리고 1.3 ± 0.1 log CFU/g만큼 저해되 어 MA-WPI + CP 병합 처리가 각각의 단독 처리보다 Salmonella와 L. monocytogenes 저해 효과를 증가시킴을 알 수 있었다(p<0.05). 본 연구의 결과는 in-package ADCP 처리와 MA-WPI 항균 코팅의 병합 처리가 미생물을 효과적으로 저해시키는 포장 후 비가열 처리 기술로서의 가능성이 있음을 보여주었다.

본 연구에서는 인체에 해가 없으며 항균작용 및 항산화 효과가 있는 오배자, 계피, 로즈마리 추출물을 이용하여 천연방부제 소재로서의 활용 가능성을 연구하였다. 실험식물의 추출방법으로는 계피의 경우 70% ethanol 추출, 오배자는 열수추출법, 로즈마리는 70% ethanol 추출과 열수추출법을 이용하였다. 실험 방법으로는 항균력, DPPH를 통한 항산화능, 화장품의 challenge test, 화장품 안정성 및 안전성 평가를 진행하였다. 시험 결과, 항균력 시험에서 오배자 추출물은 세균류, 계피 추출물은 진균류에서 항균력이 우수, 로즈마리 추출물의 경우 항균력이 미비해 제외, 복합 추출물(오배자·계피)의 경우는 1:1비율로 조합한 복합 추출물(complex C)에서 항균효과, 복합 추출물의 최소저해농도(MIC)와 최소살균농도(MBC)에서는 5종의 실험균주에서 억제효과와 살균효과, 천연 단일 추출물과 복합 추출물(complex C)에서는 항산화능이 확인 되었다. 또한 합성 방부제 대신 complex C 10%를 화장품에 적용한 시험에서 제형의 안정성 및 안전성이 확인되었다. 따라서 본 연구를 통해 천연방부제 원료로서의 발전 가능성을 확인할 수 있었다.

본 연구의 목적은 포졸란의 항생제 내성균과 장내 유해 미생물 억제에 관한 체외배양 항균 활성을 조사하는 것이었다. 대조군 (CON, 포졸란 무첨가 대조군)과 DP0.3 (증류수와 포졸란 분말 0.3%를 혼합하여 제조한 배지군), DP0.5 (증류수와 포졸란 분말 0.5%를 혼합하여 제조한 배지군), PE (포졸란 분말 추출물을 이용하여 제조한 배지군)으로 구분하였다. Lacctobacillus casei 균수는 CON과 비교할 때 DP0.3 처리군에서 유의하게 높았으나 (P<0.05) 기타 처리구 사이의 차이는 없었다. Clostridium butyricum, E. coli, Salmonella typhimurium 균수는 CON과 비교할 때 포졸란 처리구가 유의하게 낮았다 (P<0.05). Clostridium butyricum, Salmonella typhimurium 균수는 DP0.3, DP0.5와 PE 사이, E. coli 균수는 DP0.5와 PE 사이의 유의차가 있었다 (P<0.05). MRSA와 VRE의 균수는 CON과 비교할 때 포졸란 처리구가 유의하게 낮았다 (P<0.05). MRSA 균수는 DP0.5와 DP0.3, PE 사이의 차이가 있었고, VRE 균수는 PE> DP0.3> DP0.5> CON 처리구 순서로 유의하게 높았다 (P<0.05). 이와 같은 결과를 통해 포졸란의 항생제 내성균 및 장내 유해 미생물에 대한 항균활성이 확인됨에 따라 가축용 천연항균제, 보조사료 규산염제로써의 활용이 가능할 것으로 보인다.

Indoor air contaminated with various pollutants commonly poses a risk to human health, and the need for installing air purifiers has been increasing. However, in commercial air purifiers pollutants-removal efficiency and durability are generally low. Since silver nano-composites are known to have catalytic oxidation and antibacterial capacities, it was anticipated to be applicable for indoor air purifiers. In this study, silver nano-composites were applied to granular activated carbon and scrubber solutions to treat a mixture of three air pollutants including toluene, formaldehyde, and bioaerosol. In the activated carbon deposited with silver nano-particles, the specific surface area decreased, resulting in a 10% loss of adsorption capacity for toluene. However, the removal efficacy of formaldehyde and bioaerosol increased by 10% due to the catalytic oxidation and antibacterial capacities. In the scrubber operation with silver nano-particles, the removal rates of formaldehyde and bioaerosol improved by 20%, while toluene removal was not observed. When the activated carbon column and the scrubber was connected in series, toluene was mainly removed by the activated carbon, and the removal rates of formaldehyde and bioaerosol increased in the presence of silver nano-particles. Consequently, for the improvement of indoor air quality, it is deemed appropriate to apply silver nano-material to indoor environments contaminated with pollutant mixtures.

S. aureus, E. coli, C. albicans, A. niger 등 4종의 식중독균에 대해 agar diffusion법을 이용하여 홍삼(Panax ginseng C.A.Meyer)으로부터 조제한 홍삼농축액, 조사포닌, 비수용성 분획에 대한 항균활성을 조사하였다. 그 결과, 홍삼농축액 및 비수용성분획은 E. coli, C. albicans, A. niger에 대해서는 항균활성을 나타내지 않았고 조사포닌도 고농도인 30%를 제외한 모든 농도에서 항균활성을 나타내지 않았다. S. aureus는 Gram positive 세균으로서 화농성 식중독의 원인균이면서 동시에 아토피성 피부염의 원인균으로 알려져 있는데, 홍삼농축액은 30% 농도에서 이 균에 대해 항균활성을 나타내었고 조사포닌도 7.5%에서 항균활성을 나타내었다. 홍삼으로부터 조제한 비수용성 분 획도 10~200 mg/mL 농도로 실험한 결과 모든 분획에서 항균효과를 나타내었다. 조사포닌 및 홍삼농축액의 미생물 생육저해양상을 조사하기 위해 미리 S. aureus를 접종 한 0.85% 생리식염수에 농축액 및 조사포닌을 농도별로 첨가하고 35oC, 12시간 배양한 후 생균수를 측정한 결과, 홍삼농축액은 10% 이상의 농도에서, 조사포닌은 2% 이상의 농도에서 각각 균의 생육을 억제하였다. 그러나 이러한 농도에서도 생균수는 완전히 사멸되지 않아서 홍삼농 축액 및 조사포닌의 S. aureus에 대한 생육억제작용은 살균작용이 아닌 정균 작용으로 추정되었다. 사포닌의 항균 활성 유무를 확인하기 위해 순수 분리된 ginsenoside 6종 (PT saponin, PD saponin, ginsenoside-Rb2,-Rc,-Rd,-Rf,- Rg2)의 항균활성을 50~200 μg/mL의 농도에서 조사한 결 과 모두 항균효과가 관찰되지 않아서 ginsenoside는 S. aureus에 대해서는 항균효과가 없는 것으로 사료된다. 한편 사포닌을 제외한 비사포닌 성분인 비수용성분획에 대해 상기의 4종 병원성미생물을 대상으로 항균활성을 조사한 결과 E. coli, C. albicans, A. niger에 대해서는 항균효과가 관찰되지 않았고 S. aureus에 대해서만 선택적인 항균활성을 나타내었다. 항균활성 발현 비수용성분획 중 15% methanol분획(MF-1)이 가장 높은 항균활성을 나타내어 이에 대한 최소생육저해농도를 조사한 결과 0.625 mg/mL 이었다. MF-1 분획을 질량분석기(HPLC-MS)로 조사한 결과 주요한 활성성분은 분자량 179.55 및 187.55를 가지는 물질로 추정되었다.

만성 위염, 위암, 위궤양 등을 유발하는 Helicobacter pylori는 항생제의 부작용, 내성, 다제 내성균의 등장으로 항생제만으로 안전하게 치료하기는 어려운 실정이다. 안전하게 제균을 하기 위해 항생제를 대체할 수 있는 천연물 소재 치료제를 개발하기 위해 많은 연구들을 하고 있다. 선행 연구를 통해 in vitro 실험 H. pylori 항균 효과 평가를 통해 항균 효과가 우수한 추출물을 알아보고자 한다.

치아우식증 치료물질을 개발하기 위하여 한국에서 전통적으로 널리 사용되어왔던 20종류의 약용식물로부터 추출물을 분리하였다. 이를 이용하여 치아우식증 원인균인 Streptococcus sobrinus KCOM 1157에 대한 항균 활성을 나타내는 약용식물들을 조사하였다. 감초, 고삼, 황련, 박하, 송절, 부평초 등의 추출물들이 S. sobrinus KCOM 1157에 대해서 항균 활성을 보여주었다. 이 중 송절, 고삼, 황련 등의 천연 물들은 높은 항균 활성을 나타내었다. 이 결과들은 송절, 고삼, 황련의 천연물들이 S. sobrinus 를 포함한 구강질환 세균들에 대한 항우식증 치료제로서의 가능성이 있음을 의미한다.