담체 내 Allyl Isothiocyanate의 방출에 따른 식품 유래 박테리아의 생육억제 효과

Abstract

본 논문은 여러 담체로부터 방출되는 AITC (Allyl isothiocyanate)의 생물학적 특성을 이용하여 식품 유래 박테리아에 대한 영향을 확인하였다. 굴 패각 (Oyster shells), PEG (Polyethylene glycol), 다공성 실리카(Mesoporous silica: SBA-15, MCM-41)를 흡착담체로 사용하였다. 굴 패각 분말은 굴 양식장에서 회수하여 소성시킨 후 제조하였으며, AITC는 굴 패각과 다공성 실리카에 흡착시켰으며, PGSS (Particles from Gas Saturated Solution) 공정을 이용하여 PEG와 중합 후 미립자 형태로 제조하였다. 소성된 굴 패각은 g당 225 mg의 AITC를 흡착하였으며, 이 결과는 소성과정이 기공 형성에 기인됨을 확인하였다. 소성된 굴 패각의 항균 활성 실험에서는 1% 농도에서 E. coli, S. aureus, S. typhimurium에 대해 3∼5 log10 CFU/mL의 결과를 나타냈으며, AITC가 흡착된 소성된 굴 패각은 1% 함유 시 E. coli, S. aureus, S. typhimurium 모두 사멸시킨 결과는 AITC와 굴 패각의 항균활성에 대한 상승효과가 있음을 나타내고 있다. AITC와 PEG를 1 : 5의 비율로 하여 제조된 입자는 한천확산법 뿐만 아니라 증기항균실험에서 모든 박테리아에 대해 항균활성을 보였으며, AITC 증기의 MID (Minimum inhibitory dose) 결과는 표준 AITC에서 405∼810 μg/disc, 생성된 PEG 입자에서 12∼20 mg/disc를 보였고, AITC 증기 항균실험에서는 AITC에 노출 72시간 경과 후 E. coli에서는 항균활성이 높지 않았으나, B. cereus, S. aureus, P. putida, S. typhimurium는 표준 AITC에서 3 log10 CFU/mL, 생성된 PEG 입자에서 4 log10 CFU/mL를 나타냄으로써 높은 항균력을 나타내었다. 따라서 PEG는 PGSS공정을 통해 입자를 제조하였을 경우 AITC를 운반하는 매체로 사용될 수 있을 것이라 사료된다. 다공성 실리카인 SBA-15와 MCM-41은 각각 538 mg/g, 478 mg/g의 AITC 흡착량을 나타냈으며, AITC 증기 항균실험결과 E. coli에서는 낮은 항균활성을 보였고, B. cereus, S. aureus, P. putida, S. typhimurium에 대해서는 노출 100시간 경과 후 1∼2 log10 CFU/mL의 결과를 나타내었다. 특히, SBA-15, MCM-41로부터 AITC가 방출되는 시간은 상온에서 120시간, 180℃에서 20분이 걸렸으므로 PGSS공정을 통해 PEG로 다공성 실리카의 캡슐화를 진행할 경우 AITC의 운반능력을 제어할 수 있을 것으로 사료된다. 기능성 항균필름을 제조하는데 있어 인체에 무해한 물질을 사용하는 것과 항균력 및 열 안정성이 우수한 담체를 사용하는 것이 중요함에 따라 인체에 무해한 AITC를 자체항균력 및 열 안정성이 우수한 굴 패각에 흡착시켜 필름을 제조할 경우 보다 나은 기능성 항균필름을 제조할 수 있을 것으로 예상된다.