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pissn 1229-1153 J. Fd Hyg. Safety Vol. 30, No. 2, pp. 210~216 (2015) http://dx.doi.org

1 pissn J. Fd Hyg. Safety Vol. 30, No. 2, pp. 210~216 (2015) Journal of Food Hygiene and Safety Available online at 마늘물추출물의 Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus 에대한항균활성 이승윤 1 남상현 1 이현정 1 손송이 2 이후장 2 * 1 거창대성고등학교, 2 경상대학교수의과대학 생명과학연구원 Antibacterial Activity of Aqueous Garlic Extract Against Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium and Staphylococcus aureus Seung-Yoon Lee 1, Sang-Hyun Nam 1, Hyun-Jung Lee 1, Song-Ee Son 2, and Hu-Jang Lee 2 * 1 Geochang Daesung High School, Geochang , Korea 2 Research Institute of Life Sciences and College of Veterinary Medicine, Gyeongsang National University, Chinju , Korea (Received December 30, 2014/Revised March 18, 2015/Accepted June 2, 2015) ABSTRACT - This study was investigated about the antibacterial effects of aqueous garlic extract (AGE) against Escherichia coli O157:H7 (E. coli O157:H7), Salmonella typhimurium (S. typhimurium) and Staphylococcus aureus (S. aureus). The minimum inhibitory concentration (MIC) of AGE against E. coli O157:H7, S. typhimurium, and S. aureus was 24, 48 and 24 mg/ml, respectively. In addition, the minimum bactericidal concentration (MBC) of AGE against E. coli O157:H7, S. typhimurium, and S. aureus was all of 96 mg/ml. The growth of E. coli O157:H7 was significantly inhibited at the concentration of AGE 24 mg/ml at 24 hr post-incubation (p < 0.01), but that of S. aureus was not significantly inhibited at the same concentration. However, the growth of S. aureus at the concentration of AGE 96 mg/ml was significantly inhibited at 24 hr post-incubation compared to that of untreated bacteria (p < 0.01). At the concentration of AGE 48 (p < 0.05) and 96 mg/ml (p < 0.001), the growth of S. typhimurim was significantly inhibited at 24 hr after incubation compared to that of untreated bacteria. With the results of this study, AGE can be used as alternative to antibiotics and chemical food preservatives. Key words: garlic aqueous extract, antibacterial effect, Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus 최근다양한식품들이유통됨에따라서, 식품보존기간의연장및식품부패미생물의방제등식품보존에대한문제가대두되고있다. 현재, 주로상용되고있는식품보존제로는인공적으로합성한화학적제품들이주류를이루고있어, 이들에대한안전성문제로인해천연식품보존제에대한관심이증가하고있다. 따라서향신료를포함한식품소재들로부터항균성물질을찾고자하는연구들이활발하게진행되고있다 1-3). 마늘 (Allium sativum L.) 은백합과 (Lilliaceae) 파속 (Allium) The first two authors contributed equally to this work. *Correspondence to: Hu-Jang Lee, Research Institute of Life Sciences and College of Veterinary Medicine, Gyeongsang National University, 501 Jinju-daero, Jinju, Gyeongnam , Korea Tel: , Fax: hujang@gnu.ac.kr 에속하는다년생인경작물로서독특한향미와다양한생리활성을갖고있어서오래전부터향신료로널리사용되어왔다 4). 마늘은우리의식생활에많이이용되어온중요한향신료로서, 식품의보존, 항혈전, 항암, 혈압강하, 혈당강하, 콜레스테롤저하, 동맥경화예방, 중금속의해독, 노화방지효과등의많은기능성소재로광범위하게이용되고있으며 5), 병원균의증식을억제하는항균작용이있는것으로보고되어있다 6-9). 마늘의주된항균작용은 allicin (diallyl thiosulfinate) 에의해일어나는것으로알려져있는데 10), 불안정한화합물인 allicin은생마늘에는직접존재하지않으나절단하거나으깨는등의상처를입게되면마늘에전구체로들어있던 alliin (S-allyl-L-cysteine sulfoxide) 이마늘에들어있는효소인 alliinase에의해 allicin으로분해되는것으로알려져있다 6,11). Alliin의분해과정에서생성된 allicin의항균작 210

2 Antibacterial Activity of Aqueous Garlic Juice 211 용은 thiosulfinate가미생물의대사에관계되는세포내의중요한단백질의 SH기와반응하여단백질의활성을저해함으로써일어나는것으로알려져있다 4,6). 세균성식중독의치료에는다양한항생물질이사용되고있으나, 많은식중독유발병원성세균들이항생제내성을갖고있어서치료에많은어려움이존재한다 12,13). 또한, 소비자의식품에대한의식이높아짐에따라, 식품에사용되는각종인공합성보존제을안전성이높은천연보존제로대체해야한다는요구도증가하고있다. 따라서세계각국에서는천연물을이용하여세균성식중독치료를위한항생제대체천연항균물질에대한연구와천연식품보존제개발을위한연구가활발하게진행되고있다 9,14). Escherichia coli (E. coli) 는동물의장내에서식하는정상세균총으로대부분비병원성으로알려졌으나, 그중일부는병원성을가지는것으로알려져있다. 병원성대장균에감열될경우에는균종에따라다소차이가있기는하지만, 설사와복통이주요증상으로나타나는것으로알려져있다 15). Salmonella속균은장내세균과에속하는그람음성의통성혐기성의세포내기생세균으로서사람과동물을비롯하여자연계에널리분포하고있다. 이속균의보균동물이사람에대한감염원이되고있어환경이나오염된식품을통하여식중독을일으키므로공중보건상매우중요한세균이다 16). 살모넬라감염증은다양한질병을유발하는대표적인인수공통전염병으로서, 사람에서식중독과장티푸스를유발시키는것으로알려져있다 17). Staphylococcus aureus (S. aureus) 는그람양성구균으로화농성질환및식중독의원인균으로식품위생상중요한세균이다. 황색포도상구균은저항성이강하여공기, 토양등의자연계에광범위하게분포하고있으며, 건강한사람과동물의피부등에도상재하고있어서식품에쉽게오염되어식중독을유발시키는것으로알려져있다 18). 황색포도상구균에의해서생산되는장독소는사람에서구토, 설사및장염등을일으키는주된식중독원인체의하나일뿐만아니라독성쇼크성증후군을일으켜치사에이르게할수있다고보고되어있다 19). 기존에마늘을이용한많은연구들은, 1~2 개의식중독균의사용, 식중독균에대한마늘추출물의최소억제농도 (MIC, minimum inhibitory concentration) 와최소살균농도 (MBC, minimum bactericidal concentration) 미산출, 식중독균에대한마늘추출물의시간경과에따른증식억제실험미실시등많은한계점을갖고있다 4-6). 따라서본연구에서는마늘추출물의항균활성및식품보존제로서의가능성을알아보기위하여, 주요식중독균인 E. coli O157:H7, Salmonella typhimurium (S. typhimurium) 그리고 S. aureus에대해마늘추출물의 MIC, MBC, 그리고시간경과에따른증식억제효과등을확인하기위해수 행하였다. Materials and Methods 사용균주시험에사용한 E. coli O157:H7 (ATCC 933), S. typhimurium (G-B ) 그리고 S. aureus (ATCC 25923) 는농림축산검역본부로부터분양받아경상대학교수의과대학에서보관하고있는균주들을사용하였다. 80 o C에서보관중인 E. coli O157:H7, S. typhimurium, S. aureus를해동시킨후, 각균주를 tryptic soy agar (TSA, Merck, Darmstadt, Germany) 에접종하여 37 o C에서 24시간동안 2회계대 배양한후, 이를다시 tryptic soy broth (TSB, Merck, Darmstadt, Germany) 5 ml에접종하여 37 o C 에서 24시간배양하였다. 배양후, 0.1 M potassium phosphate buffer solution (PBS, ph 7.2) 를가하여집락을집적한다음, 이것을 4,000 rpm에서 10분간원심분리하여세척한후, 균수를단계희석하여실험에사용하였다. 마늘추출액의조제시험에사용한마늘은진주인근지역 ( 의령 ) 에서재배한신선한통마늘 ( 대서마늘 ) 로서진주시가좌동내마트에서구매하였다. 마늘은껍질을제거한후, 수돗물로세척하고물기를제거한다음동량의증류수와함께분쇄하였다. 분쇄후, 현탁액을 50 ml 원심관에넣고, 3,500 rpm 에서 30분간원심분리한후, 상층액을수거하여 0.45 µm membrane filter (Sartorius, Goettingen, Germany) 를이용하여여과 제균한다음, 추출물을 18 o C의냉동고에보관하면서실험에사용하였다. 마늘추출물의농도별항균효과마늘추출물의농도별항균력을알아보기위하여멸균생리식염수를이용하여원액 (768 mg/ml) 을 2배로희석한다음, 2배씩단계희석하여시료액을제조하였다. E. coli O157:H7, S. typhimurium, S. aureus가각각함유된 TSA 평판배지에 5개의 disc를놓고그중 4개위에는시료액을시계반대방향으로 50 µl씩각각접종하고, 중앙의대조구 disc에는생리식염수를동량으로접종하였다. 37 o C에서 24시간배양후생존억제대를측정하였다. MIC와 MBC 측정각균주에대한마늘추출액의 MIC와 MBC를액체배지희석법 20) 을이용하여측정하였다. MIC의측정은 96-well plate의각 well에 TSB를이용하여 10 8 colony forming unit (CFU)/mL로조정한각균주액 100 µl 씩을넣고, 각균주당 1개씩의 column을제외하고, 2단계씩희석한농도의마늘추출액을 50 µl 씩첨가한다음, 37 o C에서 24시간동안

212 Seung-Yoon Lee, Sang-Hyun Nam, Hyun-Jung Lee, Song-Ee Son, and Hu-Jang Lee 배양하였다. 배양후, 마늘추출액을첨가하지않은균배양액과마늘추출액을첨가한균배양액과비교하여, 최초로균의증식이억제된농도를각균의 MIC로하였다.

3 212 Seung-Yoon Lee, Sang-Hyun Nam, Hyun-Jung Lee, Song-Ee Son, and Hu-Jang Lee 배양하였다. 배양후, 마늘추출액을첨가하지않은균배양액과마늘추출액을첨가한균배양액과비교하여, 최초로균의증식이억제된농도를각균의 MIC로하였다. MBC의측정은 96-well plate의각 well에 TSB를이용하여 10 8 CFU/mL로조정한각균주액 100 µl 씩을넣고, 앞서확인된각균주의 MIC를전 후로 2단계씩희석한농도의마늘추출액을 50 µl 씩첨가한다음, 37 o C에서 24시간동안배양하였다. 배양후, 균의사멸여부를확인하기위하여, 각 well에있는배양액 50 µl 씩을각균주의선택배지 (MacConkey Agar (Komed, Seongnam, Korea): E. coli O157:H7, S. typhimurium; Eosin-Methylene Blue agar (BD Korea, Seoul, Korea): S. aureus) 에도말하여, 37 o C에서 24시간배양후에균이완전히사멸된최소농도를 MBC 로하였다. MIC와 MBC는마늘추출물을동결 건조시킨후, 건조물의중량을측정하여, 마늘추출물 ml 당으로나타내었다. 마늘추출물의증식억제효과마늘추출물의각균주에대한증식억제효과를알아보기위하여, 멸균생리식염수를이용하여각균주에대해, MIC, MBC, 그리고 2 MBC로마늘추출액을제조하였다. 125 ml 삼각플라스크에, 30 ml TSB, 각배양균주를희석하여 10 6 CFU/mL로조정한균주희석액 0.1 ml, 그리고마늘추출액을각각 MIC, MBC, 2 MBC로첨가하여, 37 o C에서 24시간동안배양하면서, 0, 4, 8, 16, 24 시간에각각균수를측정하였다. Inc., USA) 을이용하여 student s t-test로실시하였으며, P <0.05일때, 유의한차이가있는것으로간주하였다. Results and Discussion 마늘추출물의농도별항균효과마늘추출물의항균력을확인하기위하여원액을 2배희석한다음, 2배로단계희석한, 192, 96, 48, 24 mg/ml의농도를각각 E. coli O157:H7, S. typhimurium, S. aureus 를배양한평판배지에적용한하였다. 마늘추출액 192 mg/ml의농도에서, S. aureus에서가장높은저지환을보였으며, 이어서 E. coli O157:H7 그리고 S. typhimurium으로나타나, 모든균주에대하여마늘추출액은우수한항균효과를나타내었다. 마늘추출액 24 mg/ ml의농도에서, S. aureus와 E. coli O157:H7은저지환이형성되었으나, S. typhimurium은저지환이나타나지않았다 (Table 1, Fig. 1). 고와양 (2008) 4) 의연구에서, 마늘추출원액에의한 S. aureus, S. typhimurium, E. coli의저지환크기는각각 31.5, 31.2, 17.9 mm 순으로나타났다고보고하였다. 김등 (2004) 21) 은생마늘물추출액을이용하여 S. aureus, S. typhimurium, E. coli에대한저지환의크기를측정한결과, 각각 21, 20, 22 mm로나타났다고보고하였다. 또한, Durairaj 등 (2009) 22) 은마늘물추출액을이용한항균실험에서, 50% 마늘추출액에대한 S. aureus와 S. typhimurium의저지환이각각 16 과 18 mm이었다고보고하였다. 본연구에서, 마늘추출액 균수측정균수측정은배양시간별로각각 1mL의배양액을취하여생리식염수로 10배수단계희석한후, 0.1 ml를균주당 3개의 TSA 평판배지에도말하여 37 o C에서 48시간배양한다음, 균수를측정하여얻은평균치를 logcfu/ml 로나타내었다. 통계학적분석결과에대한통계분석은 Sigma plot (Systat Software Table 1. Antibacterial activity of different concentrations of aqueous garlic extract Strains Inhibition zone (mm) 192 mg/ml 1) 96 mg/ml 48 mg/ml 24 mg/ml E. coli O157:H S. typhimurium S. aureus ) Concentration of aqueous garlic extract. Fig. 1. Inhibition zone of aqueous garlic extracts (AGE) against E. coli O157:H7 (A), S. typhimurium (B) and S. aureus (C). C: treated with saline, a: treated with AGE 192 mg/ml, b: treated with AGE 96 mg/ml, c: treated with AGE 48 mg/ml, d: treated with AGE 24 mg/ml.

4 Antibacterial Activity of Aqueous Garlic Juice 213 Table 2. Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of garlic extract against Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium and Staphylococcus aureus Strains MIC (mg/ml) MBC (mg/ml) Escherichia coli O157:H Salmonella typhimurium Staphylococcus aureus mg/ml에대한저지환의크기는 S. aureus, E. coli O157: H7, S. typhimurium 순으로나타났다. 이는앞선연구결과들에서도마늘추출물에대한각균에대한항균효과의차이가나타난것과같이, 대상균주의혈청형과마늘의산지에따른항균효과의차이에기인한것으로사료된다. MIC와 MBC 마늘추출물의 E. coli O157:H7, S. typhimurium, S. aureus 에대한항균효과를조사하기위하여액체배지희석법을이용하여 MIC 및 MBC를측정한결과는 Table 2와같았다. MIC에있어서, E. coli O157:H7과 S. aureus는 24 mg/ ml이었으며, S. typhimurium의경우에는 48 mg/ml로나타나, 마늘추출물에대해 E. coli O157:H7과 S. aureus가 S. typhimurium 보다감수성이높은것으로사료된다. 한편, MBC에있어서는, E. coli O157:H7, S. typhimurium 그리고 S. aureus 모두 96 mg/ml을나타내었다. 고와양 (2008) 4) 은가열온도에따른마늘즙의 E. coli, S. typhimurium, S. aureus에대한항균효과를조사한결과, 가열하지않은생마늘즙이가열한마늘즙에비해모든균주에서높은항균효과를보였으며, 생마늘즙의 E. coli, S. typhimurium, S. aureus에대한 MIC는각각 8.0, 2.0, 1.0 mg/ml이었다고보고하였다. 김등 (2004) 21) 은생마늘을물과 ethanol로추출하여항균효과를조사한결과, ethanol 추출물이물추출물에비해항균활성이높았으며, ethanol 추출물의 E. coli, S. typhimurium, S. aureus에대한 MIC 는각각 0.5, 0.5, 1.0 mg/ml이었다고보고하였다. 반면에, 지등 (1997) 23) 은마늘의물추출물과 ethanol 추출물의 E. coli에대한항균활성을비교한결과, 물추출물이 ethanol 추출물보다 E. coli에대한항균활성이높았다고보고하였다. 한편, Garba 등 (2013) 24) 의연구보고에따르면, 마늘의물추출물의 E. coli에대한 MIC와 MBC는각각 100 과 200 mg/ml이었으며, S. aureus에대한 MIC와 MBC는각각 200과 300 mg/ml이었다고보고하였다. 본연구의결과는, 마늘의추출방법과추출용매를고려하더라도, 고와양 (2008) 4) 의연구와김등 (2004) 21) 의연구결과와비교하여마늘추출물의 E. coli O157:H7, S. typhimurium, S. aureus에대한 MIC와 MBC가높았던반면에, Garba 등 (2013) 24) 의연구결과와비교해서는매우낮게나타났다. 이 Fig. 2. Bactericidal effect of aqueous garlic extracts against E. coli O157:H7. The bacteria were incubated with different concentrations of aqueous garlic extract (0 ( ), 24.0 ( ), 96.0 ( ) and ( ) mg/ml) for 24 hr. Bacterial viability was measured based on CFUs on culture plates for three independent experiments on 0, 4, 8, 16 and 24 hr post-incubation. * p < 0.05, ** p <0.01, *** p < 0.001, significantly different from the untreated-control. 러한결과는마늘의품종과산지에따라수용성고형물질과항균물질의함량에차이가있어서 25,26), 대상균주에따라상이한항균활성을나타낸것으로사료된다. 마늘추출물의증식억제효과 E. coli O157:H7 증식억제효과 Fig. 2는마늘추출물의여러농도 (24.0, 96, 192 mg/ml) 에서 E. coli O157:H7에대한증식억제효과를나타낸것이다. 마늘추출물을첨가하지않은대조군의경우에는배양후, 8시간까지증가하여이후에는 24시간까지비슷한균수를유지하였다. 한편, 마늘추출물을 MIC (24 mg/ml) 로첨가한실험군의경우, 배양후, 8시간부터무첨가대조군과비교하여균의증식이유의성있게감소하였다 (p < 0.01). 마늘추출물을 MBC (96 mg/ml) 로첨가한실험군의경우, 배양후 4시간부터무첨가대조군과비교하여균의증식이유의성있게감소하였다 (4시간, p < 0.05; 8시간, p < 0.01; 16시간, 24시간, p < 0.001). 마늘추출물을 2 MBC (192 mg/ml) 로첨가한실험군의경우에도 MBC로첨가한경우와같이, 무첨가대조군과비교하여균의증식이유의성있게감소하였다 (4시간, p < 0.01; 8시간, 16시간, 24 시간, p < 0.001). 우등 (2011) 9) 은마늘추출물을이용한 Escherich coli에대한증식억제실험을수행한결과, 배양후 24시간에, 무투여대조군의경우, 9.5 logcfu/ml을보인반면에, 2.5% 의마늘추출액을투여한경우에서는약 2.8 logcfu/ml을보여, 증식이현저하게억제되었다고보고하였다. Mohammad (2011) 27) 는 E. coli O157:H7을다진쇠고기에감염시킨

5 214 Seung-Yoon Lee, Sang-Hyun Nam, Hyun-Jung Lee, Song-Ee Son, and Hu-Jang Lee 후, 마늘추출물을 31.2 mg/g로투여하고 24시간후에무투여대조군에비해균증식억제를확인한결과, 약 1.58 logcfu/g이감소하였다고보고하였다. 본연구의경우, 마늘추출물을 24 mg/ml로투여한경우, 24시간후에대조군에비해약 2.7 logcfu가감소하여, 우등 (2011) 9) 의연구결과보다는효과가낮게나타났다. 이는사용균주의혈청형이다른점과추출방법에있어서차이에의한결과로사료된다. 반면에, Mohammad (2011) 27) 의연구에서보다는본연구에서증식억제효과가높게나타났는데, 이는마늘추출물의항균효과가쇠고기의육즙과같은유기물에의해저하되어균증식억제효과가낮았던것으로사료된다. S. typhimurium 증식억제효과 Fig. 3은마늘추출물의여러농도 (48.0, 96, 192 mg/ml) 에서 S. typhimurium에대한증식억제효과를나타낸것이다. 마늘추출물을첨가하지않은대조군의경우에는배양후, 8시간까지증가하여이후에는 24시간까지비슷한균수를유지하였다. 마늘추출물을 MIC (48 mg/ml) 로첨가한실험군의경우, 배양후 8시간과 24시간에대조군과비교하여유의성있게감소하는결과를나타내었다 (p < 0.05). 마늘추출물을 MBC (96 mg/ml) 로첨가한실험군의경우, 배양기간동안무첨가대조군과비교하여균의증식이유의성있게감소하는결과를나타내었다 (4시간, p < 0.05; 8 시간, 16시간, p < 0.01; 24시간, p < 0.001). 마늘추출물을 2 MBC (192 mg/ml) 로첨가한실험군의경우에도 MBC 로첨가한경우와같이, 무첨가대조군과비교하여균의증식이유의성있게감소하였다 (4시간, 8시간, p < 0.01; 16 시간, 24시간, p < 0.001). Kumar와 Berwal (1998) 28) 은 S. typhimurium에마늘추출물을 5% 투여하고 24시간동안배양후에무투여대조군과비교하여균증식억제를확인한결과, 약 74.1% 증식억제가확인되었다고보고하였다. 또한, Abdul 등 (2012) 29) 은다제내성 S. typhimurium에마늘추출물을 22 mg/ml의농도로처리하고 24시간동안배양후에무투여대조군과비교하여균증식억제를확인한결과, 100% 증식억제가나타났다고보고하였다. 본연구에서는, S. typhimurium에마늘추출물을 48 mg/ml로투여하고, 24시간배양후에대조군과비교한결과, 약 77.8% 의증식억제가나타나, 우등 (2011) 9) 의연구결과보다는다소효과가높게나타났으나, Abdul 등 (2012) 29) 의연구결과보다는낮게나타났다. 이러한결과는마늘의품종과산지에따른항균활성성분의차이에기인한것으로추정된다. S. aureus 증식억제효과 Fig. 4는마늘추출물의여러농도 (24.0, 96, 192 mg/ml) 에서 S. aureus에대한증식억제효과를나타낸것이다. 마늘추출물을첨가하지않은대조군의경우에는배양후, 16 시간까지증가하여이후에는 24시간까지비슷한균수를유지하였다. 마늘추출물을 MIC (24 mg/ml) 로첨가한실험군의경우, 배양기간동안대조군과유사한증식양상을나타내었으며, 대조군에비해유의한균증식억제는관찰되지않았다. 마늘추출물을 MBC (96 mg/ml) 로첨가한실험군의경우, 배양기간동안무첨가대조군과비교하여균의증식이유의성있게감소하는결과를나타내었다 (4 시간, p < 0.05; 8시간, 16시간, 24시간, p < 0.01). 마늘추출물을 2 MBC (192 mg/ml) 로첨가한실험군의경우에도 Fig. 3. Bactericidal effect of aqueous garlic extracts against Salmonella typhimurium. The bacteria were incubated with different concentrations of aqueous garlic extract (0 ( ), 48.0 ( ), 96.0 ( ) and ( ) mg/ml) for 24 hr. Bacterial viability was measured based on CFUs on culture plates for three independent experiments on 0, 4, 8, 16 and 24 hr post-incubation. * p < 0.05, ** p < 0.001, significantly different from the untreatedcontrol. Fig. 4. Bactericidal effect of aqueous garlic extracts against Staphylococcus aureus. The bacteria were incubated with different concentrations of aqueous garlic extract (0 ( ), 24.0 ( ), 96.0 ( ) and ( ) mg/ml) for 24 hr. Bacterial viability was measured based on CFUs on culture plates for three independent experiments on 0, 4, 8, 16 and 24 hr post-incubation. * p < 0.05, ** p < 0.001, significantly different from the untreatedcontrol.

6 Antibacterial Activity of Aqueous Garlic Juice 215 MBC로첨가한경우와같이, 무첨가대조군과비교하여균의증식이유의성있게감소하였다 (4시간, 8시간, p < 0.01; 16시간, 24시간, p < 0.001). 우등 (2011) 9) 은마늘추출물을이용한 S. aureus에대한증식억제실험을수행한결과, 배양후 24시간에, 무투여대조군의경우, 약 9.6 logcfu/ml을보인반면에, 2.5% 의마늘추출액을투여한경우에서는약 3.5 logcfu/ml을보여, 증식이현저하게억제되었다고보고하였다. Kumar와 Berwal (1998) 28) 은 S. aureus에마늘추출물을 5% 투여하고 24시간동안배양후에무투여대조군과비교하여균증식억제를확인한결과, 80% 의증식억제가확인되었다고보고하였다. 또한, Iwalokun 등 (2004) 30) 은환자들로부터분리한다제내성 S. aureus에마늘추출물을 27.1 mg/ml 의농도로처리하고 12시간동안배양한결과, 배양후 10 시간만에 100% 증식억제가나타났다고보고하였다. 본연구에서는, S. aureus에마늘추출물을 24 mg/ml로투여하고, 24시간배양후에대조군과비교한결과, 대조군의경우에는 8.17 logcfu/ml이었으며, 마늘추출물처리군은 6.87 logcfu/ml로 95% 의증식억제를나타내, 우등 (2011) 9) 과 Iwalokun 등 (2004) 30) 의연구결과보다는증식억제효과가다소낮게나타났으나, Kumar와 Berwal (1998) 28) 의연구결과보다는높은증식억제효과를보였다. 기존의연구보고 25,26) 에서, 마늘의품종별, 재배계절별, 그리고지역별마늘의성분함량, 추출물의 ph, 향기성분그리고가용성고형분함량등과항균활성과의상관관계를조사하였으나, 여러요인들과항균활성사이에서상관관계는명확히밝혀지지않았다. 따라서마늘의항균활성은이미알려진마늘중 allicin 10) 함량에의해표준화할수있을것으로사료된다. 이상의결과로부터, 마늘추출물은 E. coli O157:H7, S. typhimurium 그리고 S. aureus와같은식중독균에대해높은항균효과를갖는것으로나타나, 항생제나화학적식품방부제등의대체물질로서식중독예방과식품보존등에활용될수있을것으로사료된다. 국문요약 본연구는마늘의물추출물 (AGE) 의 E. coli O157:H7, S. typhimurium, 그리고 S. aureus에대한항균효과를조사하였다. AGE의 E. coli O157:H7, S. typhimurium, and S. aureus에대한최소억제농도 (MIC) 는각각 24, 48 그리고 24 mg/ml이었으며, 최소살균농도 (MBC) 는모든균에대하여 96 mg/ml이었다. AGE 24 mg/ml을 E. coli O157:H7 에투여하고배양 24시간후에, 균의증식이무처리대조군과비교하여유의성있게감소하였다 (p < 0.01). 그러나 AGE 24 mg/ml을 S. aureus에투여하고배양 24시간후에, 대조군과비교하여유의성있는균의증식억제효과 가나타나지않았으나, AGE 96 mg/ml을투여한경우에서는배양 24시간후에대조군과비교하여유의성있는균의증식억제가나타났다 (p < 0.01). AGE 48 (p < 0.05) 과 96 mg/ml (p < 0.001) 을 S. typhimurim에투여하고 24시간배양후에, 대조군과비교하여통계적으로유의성있는균의증식억제효과가나타났다. 본연구의결과로부터, 마늘의물추출물은항생제와화학적식품보존제의대체제로서사용이가능할것으로사료된다. References 1. Ahn, E.S., Kim, M.S. and Shin, D.H.: Screening of natural antimicrobial edible plant extract for Dooboo, fish paste, Makkoli spoilage microorganism. Korean J. Food Sci. Technol. 26, (1994). 2. Song, M., Hwang, Y., Kim, S., Ryu, S., Jeong, H., Park, J., Kim, D., Park, G. and Choi, S.: Inhibitory effect of antimicrobial food against Bacillus cereus. J. Fd Hyg. Safety, 29, (2014). 3. Jung, K. and Park, C.S.: Antioxidative and antimicrobial activities of juice from garlic, ginger, and onion. Korean J. Food Preserv. 20, (2013). 4. Ko, M.S. and Yang, J.B.: Effect of heating temperature on antimicrobial activities of garlic juice. Korean J. Food Preserv. 15, (2008). 5. Chung, K.S., Kim, J.Y. and Kim, Y.: Comparison of antibacterial activities of garlic juice and heat-treated garlic juice. Korean J. Food Sci. Technol. 35, (2003). 6. Kim, M., Kim, S.Y., Shin, W.S. and Lee J.: Antimicrobial activity of garlic juice against Escherichia coli O157:H7. Korean J. Food Sci. Technol. 35, (2003). 7. Wi, S.U.: Isolation of alliin in garlic and its quantitative determination by high performance liquid chromatography and studies on the antimicrobial effects of alliin and ethanol extracts from Korean garlic (Alliium sativum L.). Korean J. Food & Nutr. 16, (2003). 8. Shetty, S., Thomas, B., Shetty, V., Bhandary, R. and Shetty, R.M.: An in-vitro evaluation of the efficacy of garlic extract as an antimicrobial agent on periodontal pathogens: A microbiological study. Ayu. 34, (2013). 9. Lee, W.W., Son, S.K., Lee, G.R., Kim, G.H. and Kim Y.H.: Antimicrobial effects of garlic extract against pathogenic bacteria. Korean J. Vet. Serv. 34, (2011). 10. Fujisawa, H., Watanabe, K., Suma, K., Origuchi, K., Matsufuji, H., Seki, T. and Ariga, T.: Antibacterial potential of garlic-derived allicin and its cancellation by sulfhydryl compounds. Biosci. Biotechnol. Biochem. 73, (2009). 11. Stoll, A. and Seebeck, E.: Chemical investigations of alliin, the specific principle of garlic. Adv. Enzymol. 11, (1951). 12. Kim, J.Y., Park, M.A., Kim, J.E., Chae, H.S., Park, Y.J., Son, J.W., Yang, Y.M., Choi, T.S. and Lee, J.H.: Isolation frequency and antimicrobial resistance of Escherichia coli and Enterococcus spp. isolated from beef and pork on sale in

7 216 Seung-Yoon Lee, Sang-Hyun Nam, Hyun-Jung Lee, Song-Ee Son, and Hu-Jang Lee Seoul, Korea. Korean J. Vet. Serv. 36, (2013). 13. Li, W., Tailhades, J., O'Brien-Simpson, N.M., Separovic, F., Otvos, L., Jr, Hossain, M.A. and Wade, J.D.: Proline-rich antimicrobial peptides: potential therapeutics against antibiotic-resistant bacteria. Amino Acids. 46, (2014). 14. Allen, H.K., Trachsel, J., Looft, T., Casey, T.A.: Finding alternatives to antibiotics. Ann. NY Acad. Sci. 1323, Cha, C.N., Lee, Y.E., Son, S.E., Park, E.K., Choi, H., Kim, S. and Lee, H.J.: Antimicrobial activity of sodium chlorate and Korean herbal extracts against mice infected with Escherichia coli O157:H7. J. Fd Hyg. Safety, 27, (2012). 16. Kim, D.H., Lim, J.J., Lee, J.J., Jung, W.C., Shin, H.J., Lee, H.J., Kim, G.S. and Kim, S.: Antimicrobial and therapeutic effects of Houttuynia cordata ethanol extract for murine salmonellosis. Korean J. Environ. Agric. 27, (2008). 17. Lee, Y.E., Cha, C.N., Park, E.K., Kim, S. and Lee, H.J.: Evaluation of antibacterial and therapeutic effects of a sodium slats mixture against Salmonella typhimurium in murine salmonellosis. J. Fd Hyg. Safety, 26, (2011). 18. Cha, C.N., Park, E.K., Choi, H., Kim Y., Yoo, C.Y., Kim, S. and Lee, H.J.: Bactericidal efficacy of Fumagari OPP, fumigant against Staphylococcus aureus. J. Fd Hyg. Safety, 28, (2013). 19. Cho, Y., Lee, J., Lee, M.K., Shin, D.B., Kim, D.H. and Park, K.M.: Prevalence and characterization of Staphylococcus aureus pathogenic factors isolated from various foods in Korea. Korean J. Food Sci. Technol. 43, (2011). 20. Andrews, J.M.: Determination of minimum inhibitory concentrations. J. Antimicrob. Chemother. 48, 5-16 (2001). 21. Kim, Y.D., Kim, K.M., Hur, C.K., Kim, E.S., Cho, I.K. and Kim, K.J.: Antimicrobial activity of garlic extracts according to different cooking methods. Korean J. Food Preserv. 11, (2004). 22. Durairaj, S., Srinivasan, S., Lakshmanaperumalsamy, P.: In vitro antibacterial activity and stability of garlic extract at different ph and temperature. Electron. J. Biol. 5, 5-10 (2009). 23. Ji, W.D., Jeong, M.S., Chung, H.C., Lee, S.J. and Chung, Y.G.: Antimicrobial activity and distilled components of garlic (Allium sativum L.) and ginger (Zingiber officinale Roscoe). Agric. Chem. Biotechnol. 40, (1997). 24. Garba, I., Umar, A.I., Abdulrahman, A.B., Tijjani, M.B., Aliyu, M.S., Zango, U.U., Muhammad, A.: Phytochemical and antibacterial properties of garlic extracts. Bayero J. Pure Appl. Sci. 6, (2013). 25. Jeong, W.J., Kang, M.J., Yoon, H.S., Sung, N.J. and Shin, J.H.: Physiochemical and antimicrobial activity of garlic cultivar. J. Agric. Life Sci. 46, (2012). 26. Shin, J.H., Kim, R., Lee, S.J., Kang, M.J., Seo, J.K., Sung, N.J.: Aroma compounds and antimicrobial effect of garlic from different areas in Korea. Korean J. Food Preserv. 18, (2011). 27. Mohammad, S.A.: Evaluation of antimicrobial activity of garlic (Allium sativum) against E. coli O157:H7. J. Agri. Vet. Sci. 4, (2011). 28. Kumar, M., Berwal, J.S.: Sensitivity of food pathogens to garlic (Allium sativum). J. Appl. Microbiol. 84, (1998). 29. Abdul, H., Kanwal, R., Muhammad, I.U., Tahir, N., Mehwish, R., Muhammad, U.Q., Romeeza, T., Mehwish, S.: Inhibitory effect of aqueous garlic (Allium sativum) extract against clinical isolates of Salmonella typhi. Afr. J. Microbil. Res. 6, (2012). 30. Iwalokun, B.A., Ogunledun, A., Ogbolu, D.O., Bamiro, S.B., Jimi-Omojola, J.: In vitro antimicrobial properties of aqueous garlic extract against multidrug-resistant bacteria and Candida species from Nigeria. J. Med. Food 7, (2004).

untitled

untitled 3. 농업환경연구과 과제구분 기본연구 수행시기 전반기 연구과제 및 세부과제 수행 기간 소 속 책임자 농가에 적합한 부식성곤충 대량 사육기술 개발 12~ 13 농업환경연구과 곤충팀 이영혜 1) 부식성 곤충 먹이 제조 기술 개발 12~ 13 농업환경연구과 곤충팀 이영혜 색인용어 부식성곤충, 장수풍뎅이, 계통, 먹이제조 ABSTRACT In first check,