항균활성이 뛰어난 식물 정유를 이용하여 식품가공 기구 및 용기에 다양하게 사용되는 polyethylene과 stainless steel 표면에 형성된 식중독 6종의 biofilm 형성에 대한 억제 효과를 연구하였다. 식물 정유 20종의 식중독 미생물에 대한 항균활성을 disk diffusion 방법으로 평가한 결과 cinnamon > clove > lemongrass > peppermint > pine needle 순으로 항균활성을 나타냈다. Cinnamon과 clove 정유의 최소억제농도(MIC)와 최소살균농도(MBC)는 각각 0.63-1.25 mg/mL과 1.25-2. mg/mL의 범위를 나타냈으며, lemongrass 정유의 MIC와 MBC는 각각 1.25-2.50 mg/mL 과 2.50-5.00 mg/mL로 약간 낮은 항균활성을 나타냈다. 정유 3종의 biofilm 형성 예방효과는 식중독 미생물과 polyethylene 및 stainless steel에 따라 다소 차이가 있었지만, 0.5% 농도의 cinnamon, clove와 lemongrass 정유를 식품접촉 표면에 미리 코팅하였을 때 biofilm 형성에 영향을 주는 것을 확인하였다. 정유의 농도가 증가할수록 모든 식중독 미생물에 대해서 biofilm 형성을 유의적으로 억제하였으며(P<0.05), 0.5% cinnamon과 clove 정유 처리에 의해 L. monocytogenes ATCC 19112와 S. aureus KCCM 11812의 biofilm이 형성되지 않았다. Polyethylene과 stainless steel coupon 표면에 형성된 식중독 미생물의 biofilm의 제거 효과를 측정한 결과, 식중독 미생물의 종류에 따라 차이가 있었지만 정유의 농도가 증가할수록 biofilm 제거 효과는 높아졌으며, 대체로 clove 정유의 biofilm 제거율이 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 0.5%의 cinnamon과 clove 정유는 polyethylene과 stainless steel 표면에 식중독 미생물이 형성하는 biofilm을 예방, 성장 억제 및 제거할 수 있는 천연 소재로 적용이 가능한 것으로 나타났다.

본 연구에서는 계피 정유 3종의 구성성분을 분석하였고, 미국선녀벌레에 대한 살충활성을 검정하였다. (E)-Cinnamaldehyde을 포함한 9종의 계피 정유 구성성분과 21종의 유사 물질을 미국선녀벌레 약충에 대해 살충활성을 검정한 결과, hydro-cinnamic acid가 반수치사농도 1.55 mg/cm 2로 가장 좋은 살충활성을 보였으며, geranic acid도 1.59 mg/cm 2로 높은 살충 활성을 보였다. Cinnamaldehyde를 포함한 hydro-cinnamaldehyde, (E)-cinnamaldehyde, cinnamdyl alcohol, cinnamyl acetate, dibutyl phtalate, anethole, a-cyano cinnamic acid, (s)-perillyl alcohol, methyl cinnamaldehyde, bonyl acetate 12종이 중간정도의 활성(1.60 - 4.94 mg/cm 2 )을 보였으며, 다른 물질들은 살충활성이 낮거나 없었다. 미국선녀벌레 성충에 대해서는 eugenol 이 반수치사 농도 10.81 mg로 가장 높은 살충활성을 보였으며, geranic acid (30.68 mg)도 높은 살충력을 보였다. Cinnamaldehyde 등 9종이 반수 치사 농도 105.44~255.76 mg의 살충활성을 보였다. 다른 18종의 물질은 활성이 낮거나 없었다. 실제 포장인 인삼포장에 발생하는 미국선녀벌레에 대한 적용시험에서 cinnamon bark 정유와 cinnamon green leaf 정유가 각각 82.3%와 82.9%의 높 은 살충활성을 보였다. 농업환경에서 고독성 합성살충제의 사용을 줄일 수 있는 방안으로 본 논문에서 선발한 계피정유가 미국선녀벌레의 약충 및 성충 방제에 유용한 수단으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

The insecticidal activity of cinnamon essential oils, cinnamon bark, cinnamon technical, cinnamon green leaf oils and their constituents and structurally related compounds against citrus flatid planthopper, Metcalfa pruinosa, was examined using a direct contact application. At 500 mg litre-1 very strong mortality (100%) was observed in cinnamon technical, cinnamon bark, cinnamon green leaf, mortality against flatid planthopper M. pruinosa. The cinnamon oils constituents were identified by GC-MS. The active principles were determined to be hydrocinnamic acid (24 h LC50, 30.66 mg/L), geranic acid (24 h LC50, 31.23 mg/L), cinnamaldehyde (24 h LC50, 32.65 mg/L), hydrocinnamaldehyde (24 h LC50, 39.11 mg/L) and trans-cinnamaldehyede (24 h LC50, 39.54 mg/L) were the most toxic against both nymph and adult of citrus flatid planthopper, M. pruinosa. The moderate activity was observed with cinnamyl acetate, dibutyl pthalate, anethole, α -cyano cinnamic acid, cinnamyl alcohol, methyl cinnamaldehyde, eugenol, 2.4-dihydrocyl cinnamic acid, bornyl acetate (24 h LC50, 53.35- 97.17 mg/L) respectively. The other constituents were showed less or no activity against adult of M. pruinosa. Global efforts to reduce the level of highly toxic synthetic insecticides in the agricultural environment justify further studies on the active cinnamon oils active principles act as potential insecticides for the control of M. pruinosa populations as direct spray with contact action.