Antibacterial Effects of Salt with Natural Antimicrobial Substances against Foodborne Pathogens

급식 외식위생학회지 1(1): 27-35, 2020 https://doi.org/10.22960/JFSS.2020.1.27

eISSN 2765-2025

Original Article

27

JFSS Journal of the FoodService Safety www.fssanitation.com

천연 항균물질이 첨가된 소금의 식중독 세균에 대한 항균효과

현정은 ·박세은 ·이서현 ·이연진 ·장민경 ·문성권 ·이선영*

중앙대학교 생명공학대학 식품영양학과

Antibacterial Effects of Salt with Natural Antimicrobial Substances against Foodborne Pathogens

Jeong-Eun Hyun, Se-Eun Park, Seo-Hyeon Lee, Yeon-Jin Lee, Min-Kyung Jang, Sung-Kwon Moon, and Sun-Young Lee*

Department of Food and Nutrition, Chung-Ang University

I. 서 론

인류가 이용해 온 조미료 중 역사적으로 가장 오래된 소 금은 음식의 맛을 내는 데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 체 내에서 산과 알칼리의 균형유지, 삼투압 조절 및 신경이나 근육 조절 등 생리적 기능을 유지하는데 필수적인 성분이다

(Lee 1992). 일반적으로 국내에 유통되는 소금은 KS 규격에 따라 크게 천일염과 정제염으로 나누어지고 정제염은 기계 염과 가공염으로 분류되고 있다(Ha & Park 1998). 구운 소 금은 가공염의 한 종류로 천일염을 세라믹 반응로에서 800

C 이상 고온으로 2번 구워 불순물과 간수를 제거한 소금이다 (Han et al. 2009). 이러한 소금은 미생물에 의한 음식의 발 효 및 숙성 과정을 조절하는 역할을 하기 때문에 소금의 농 도가 낮을 경우 이상발효가 진행되어 품질저하의 원인이 될 수 있다(Park & Kim 2007). 또한, 소금은 식품 내에서 삼 투압 현상을 이용해 생물체내의 수분을 배출시킴으로서 절 임을 위해 사용하거나 젓갈과 같은 염장음식에서 부패를 방 지하는 천연방부제의 역할을 한다(Park & Jang 2009). 세계 Abstract:

This study was conducted to investigate the efficacy of salt with antimicrobial substances (acetic acid, garlic extract, carvacrol, nisin, thymol, and their combination (acetic acid+nisin+thymol)) on improvement of antibacterial effects of salt against foodborne pathogens. Salt (10%) was prepared using six different types of 0.2% natural antimicrobial substances. The antibacterial effect of salt combined with natural antimicrobial substances was evaluated against foodborne pathogens using the broth micro-dilution method and growth curve plotted using absorbance measurements. For the five foodborne pathogens, the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of salt without antimicrobial substances as control were in the range of 24~>50,000 µg/mL and >50,000 µg/mL, respectively. Salt with nisin, thymol, or garlic extract showed strong inhibitory effects and their MIC against L. monocytogenes were 49, 12,500, and 24 µg/mL, respectively. In particular, salt with nisin showed inhibitory activities against Gram-positive bacteria. However, all the antimicrobial substances were less effective against Gram-negative bacteria such as E. coli O157:H7 and S. Typhimurium than Gram-positive bacteria. These results could be used for the development of salt with natural antimicrobial substances especially targeted against L. monocytogenes. This would enable the lowering of saline concentration while improving the storability of food.

Key words:

*Corresponding author:

Tel: +82-31-670-4587, Fax: +82-31-678-8741 E-mail: [email protected]

2020년 11월 12일 접수, 2020년 12월 7일 수정논문접수, 2020년 12월 10일 채택

보건기구에 따르면 일일 나트륨 권장 섭취량은 2,000 mg이 나, 2018년 한국인의 일일 나트륨 섭취량은 평균 3,255 mg 으로 권장량보다 높은 수준으로 보고되어 있다. 소금의 과다 섭취는 위암, 신장질환, 고혈압 및 뇌졸중 등의 발생 원인이 될 수 있다고 알려져 있다(Tsugane 2005). 최근에는 소금에 인체에 유익한 성분을 함유시켜 소금 고유의 용도 외에 건 강에 도움이 될 수 있도록 한 기능성 소금이 출시되고 있다.

Kim et al.(2007) 의 연구에서는 항고혈압 및 콜레스테롤 흡 수 저해 능력을 가지는 해조류(톳, 김 및 다시마)에서 유래 된 후코이단 및 미네랄이 함유된 기능성 소금을 개발하였다.

Kang et al.(2013) 에서는 쌈장의 저장성을 향상시키기 위해 알코올, 겨자, 매실즙 및 울금을 첨가한 쌈장을 개발하여 미 생물학적 및 이화학적 품질특성을 비교하였다. 그러나 현재 까지 기존 소금의 항균효과를 향상시킬 수 있는 항균물질이 첨가된 기능성 소금의 개발에 대한 연구 보고는 없는 실정 이다.

일반적으로 식품의 미생물 성장을 억제하여 저장성 및 안 전성을 연장시키기 위한 방법으로 인공 합성보존료가 흔히 사용되고 있다. 하지만 최근 소비자들의 건강하고 안전한 식 품에 대한 요구가 증가하면서 인공 합성보존료를 대체할 천 연보존제의 관심이 증가하고 있다(Xu et al. 2007). 이로 인 하여 다양한 천연 항균물질을 이용하여 식품보존제를 개발 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 천연 항균물질 중 식물에서 유래된 항균물질의 대부분은 alkaloid류, flavonoid 류 및 phenol류 등의 이차대사산물이거나 유도체들로 알려 져 있다. Cavacrol은 oregano oil의 주성분으로써 Escherichia coli, Staphylococcus aureus 및 Salmonella Typhimurium 등의 생육을 억제하는 페놀화합물이다(Zheng et al. 2013).

Thymol은 carvacrol의 이성질체로 E. coli O157:H7, S.

aureus, Listeria monocytogenes 및 Salmonella sp. 등의 세 균에 대해 넓은 범위의 항균 효과를 가진다(Sivropoulou et al. 1996; Frideman et al. 2002). Bacteriocin으로 알려져 있는 nisin은 Lactococcus lactis subsp. lactis에 의해 생성 되는 펩타이드성 항균물질로써 미국에서 1988년에 GRAS (generally recognized as safe) 로 인정받았다(Shin et al.

2016). Nisin 은 Bacillus cereus, S. aureus, L. monocytogenes 및 Clostridium spp.과 같은 그람 양성세균의 생육을 효과적 으로 억제 또는 사멸시킨다고 알려져 있다(Jack et al.

1995). 마늘의 주된 항균작용은 allicin에 의해 일어나는 것으 로 알려져 있고, 전구체인 alliin이 allinase라는 효소에 의해 분해되어 생성되는 물질로써 S. aureus 및 S. Typhimurium 등에 항균효과를 보이는 것으로 보고되어 있다(Lee et al.

2015). 유기산 중 acetic acid는 과일 및 발효식품에서 자연 적으로 발생하고 미생물 증식에 따른 식품의 변질을 방지하 는데 효과적이다(Brul & Coote 1999; Fang & Hsueh 2000). 따라서 본 연구에서는 식중독 세균에 대해 다양한 천 연 항균물질을 첨가하여 제조한 소금의 항균효과를 확인하

고 일반 소금과의 비교를 통해 식품 산업에 적용 가능성을 검토하고자 하였다.

II. 연구내용 및 방법

1. 사용 균주 및 배양 조건

본 실험에 사용한 3종의 그람 양성세균(B. cereus ATCC 10876, L. monocytogenes ATCC 19114, S. aureus ATCC 4012) 및 2종의 그람 음성세균(E. coli O157:H7 ATCC 35150, S. Typhimurium ATCC 19585)는 중앙대학교 식품 영양학과 식품미생물학 연구실에서 제공받아 사용하였고 각 각의 균주는 Tryptic Soy Broth (BD Difco, Detroit, MI, USA)를 이용하여 37

C 에서 24시간 동안 배양한 뒤에 본 실 험에 사용하였다. L. monocytogenes의 경우 TSB에 0.6%

yeast extract (BD Difco) 를 첨가한 TSYB 배지를 이용하여 37

C에서 24시간 동안 배양하였다.

2. 천연 항균물질의 준비

구운 소금(CJ Cheiljedang Co. Ltd., Seoul, Korea)은 경 기도 안성시에 위치한 마트에서 구입하였다. 본 실험에서는 항균제로 acetic acid (Samchun Pure Chemicals Co., Gyeonggi-do, Korea), carvacrol (Sigma Aldrich, Louis, MO, USA), nisin (Sigma-Aldrich), thymol (Samchun Pure Chemicals Co.)을 사용하였다. Garlic extract은 이가락 (Egarak, Busan, Korea) 에서 제공받아 사용하였다. Carvacrol (v/v) 및 thymol (w/v)은 99% ethanol (Daejung Chemical

& Metals Co. Ltd., Gyeonggi-do, Korea) 로 용해시켜 10%

용액을 준비하였다. Nisin (w/v)은 0.02 N HCl (Daejung Chemical & Metals Co. Ltd.)로 용해시켜 10% 용액을 준 비하였다. 이 후, 멸균된 증류수에 각각의 10% 용액을 용해 시켜 2% (v/v) 농도로 제조하였다. Acetic acid (v/v) 및 garlic extract (w/v) 은 멸균된 증류수에 용해시켜 2% 농도로 제조하였다. 각 제조된 모든 천연 항균물질은 0.45 µm membrane filter (Advantec Mfs, Inc., Dublin, CA, USA) 로 제균한 후 4

C 에 보관하여 실험에 사용하였다.

3. 천연 항균물질이 첨가된 소금의 제조

천연 항균물질로써 acetic acid, garlic extract, carvacrol, nisin, thymol 및 mixture (acetic acid+nisin+thymol)의 총 6종을 사용하여 소금을 제조하였다. 구운 소금에 각각의 2%

천연 항균물질 수용액을 1:1 (w/v)로 혼합하여 상온에서 교

반기(MS-300, MTOPS, Seoul, Korea)를 이용하여 완전히

용해시킨다. 대조군으로는 증류수를 이용하여 동일한 방법으

로 제조하였다. 그리고 완전히 용해된 천연 항균물질이 첨가

된 소금 수용액을 105

C 의 건조기에서 24시간 동안 완전히

건조시켜 사용하였다. 건조에 따른 무게 변화를 관찰하기 위

해 건조 전 후의 소금의 무게를 측정하였으나 유의적인 변

화는 없었다(data not shown). 건조된 소금의 농도는 100%

및 천연 항균물질 농도는 2% 수준이었다. 제조된 천연 항균 물질이 첨가된 소금(1 g)은 실험 직전에 멸균 증류수(9 mL) 에 용해하여 사용하였고, 이 때 소금의 최종 농도는 10% 및 천연 항균물질의 최종 농도는 0.2%이다.

4. 천연 항균물질이 첨가된 소금의 최소저해농도 및 최소사멸 농도 조사

5종의 식중독 세균에 대한 천연 항균물질이 첨가된 소금의 최소저해농도(minimum inhibitory concentration; MIC) 및 최소사멸농도(minimum bactericidal concentration; MBC)를 조사하기 위해 액체배지미량희석법을 이용하여 실험을 수행 하였다. 96-well plate (SPL, Gyeonggi-do, Korea)에 멸균된 2 배 농도의 TSB 및 0.2% 천연 항균물질이 첨가된 10% 소 금 수용액을 각각 150 µL씩(1:1, v/v) 첨가하고, TSB를 이용 하여 2배 농도로 연속 희석하여 각각의 천연 항균물질이 첨 가된 소금의 농도가 0.0024~50,000 µg/mL의 농도로 사용하 였다. 대조군으로는 증류수를 첨가한 소금 수용액을 동일한 방법으로 준비하여 사용하였다. 각각의 well에 배양된 균액 을 15 µL를 접종한 후, 37

C에서 24시간 배양하였다. 그 후, microplate reader (SpectraMax M2, Molecular Devices, San Jose, CA, USA) 를 이용하여 595 nm에서 흡광도를 측 정하였다. 소수 둘째자리에서 반올림했을 때의 흡광도가 0.4 와 0.1 이하인 최소 농도를 각각 최소저해농도와 최소사멸농 도로 설정하였다(Kim et al. 2012).

5. 천연 항균물질이 첨가된 소금에 대한 식중독 세균의 성장 곡선

천연 항균물질이 첨가된 소금에 대한 5종의 식중독 세균 의 성장곡선을 확인하기 위해 흡광도 분석법을 이용하여 실 험을 수행하였다. 실험방법은 최소저해농도 및 최소사멸농도 의 방법과 동일하고 37

C 에서 12시간 동안 배양하면서 20분

간격으로 시간에 따른 흡광도를 측정하여 성장곡선을 분석 하였다.

III. 결과 및 고찰

1. 천연 항균물질이 첨가된 소금에 대한 식중독 세균의 최소 저해농도 및 최소사멸농도

<Table 1> 은 6종의 천연 항균물질이 첨가된 소금에 대한 5종의 식중독 세균의 최소저해농도 및 최소사멸농도 결과이 다. 대조군으로써 천연 항균물질이 첨가되지 않은 소금에 대 한 S. aureus 및 E. coli O157:H7의 최소저해농도는 각각 50,000 µg/mL, L. monocytogenes는 25,000 µg/mL에서 나타 났다. 5종의 식중독 세균 중 B. cereus의 최소저해농도는 24 µg/mL으로 다른 세균들에 비해 소금에 대해 강한 항균효과 를 나타내었다. 반면, S. Typhimurium의 최소저해농도는

>50,000 µg/mL으로 소금에 대해 민감도가 낮은 것으로 관 찰되었다. 천연 항균물질이 첨가된 소금 중 acetic acid를 첨 가한 소금의 최소저해농도의 결과, 대조군과 비교하여 S.

Typhimurium (50,000 µg/mL)에 대해서만 항균효과가 있는 것으로 나타났다. Garlic extract를 첨가한 소금의 경우, L.

monocytogenes의 최소저해농도가 24 µg/mL로 대조군에 비 해 낮은 농도를 보여 garlic extract이 첨가된 소금이 L.

monocytogenes 에 대해 매우 높은 항균효과가 있는 것으로 관 찰되었다. Carvacrol를 첨가한 소금의 최소저해농도를 측정 한 결과, 대조군과 비교하여 오직 S. Typhimurium (50,000 µg/mL)에 대해서만 항균효과가 있는 것으로 관찰되었다. 반 면, 최소사멸농도의 경우 대조군에 비해 L. monocytogenes (25,000 µg/mL) 및 S. Typhimurium (50,000 µg/mL)에 대해 항균효과를 가지는 것으로 나타났다. Nisin을 첨가한 소금의 경우 L. monocytogenes의 최소저해농도가 49 µg/mL로 항균 효과가 높은 것으로 관찰되었다. 최소사멸농도의 경우, 대조 군과 비교하여 그람 양성세균에 대해서만 항균효과를 가지

Table 1. Minimum inhibitory concentration (MIC, µg/mL) and minimum bactericidal concentration (MBC, µg/mL) of salt with natural antimicrobial substances against foodborne pathogens at 37

C for 24 h

Salt with antimicrobial substances

B. cereus ATCC 10876

L. monocytogenes ATCC 19114

S. aureus ATCC 4012

E. coli O157:H7 ATCC 35150

S. Typhimurium ATCC 19585

MIC¹⁾ MBC²⁾ MIC MBC MIC MBC MIC MBC MIC MBC

Distilled water (control) 24 >50,000 25,000 >50,000 50,000 >50,000 50,000 >50,000 >50,000 >50,000 Acetic acid 50,000 >50,000 25,000 >50,000 >50,000 >50,000 50,000 >50,000 50,000³⁾ >50,000 Garlic extract 24 >50,000 24 >50,000 50,000 >50,000 >50,000 >50,000 >50,000 >50,000 Carvacrol 24 >50,000 25,000 25,000 50,000 >50,000 50,000 >50,000 50,000 50,000

Nisin 391 50,000 49 12,500 50,000 50,000 >50,000 >50,000 >50,000 >50,000 Thymol 49 >50,000 12,500 >50,000 >50,000 >50,000 50,000 >50,000 50,000 >50,000 Mixture 24 50,000 25,000 50,000 >50,000 >50,000 50,000 >50,000 >50,000 >50,000

1)MIC were determined as the minimum concentration which resulted in <0.4 of optical density at 595 nm.

2)MBC were determined as the minimum concentration which resulted in <0.1 of optical density at 595 nm.

3)Bold font indicates the statistical significance between treatment and control.

는 것으로 관찰되었고, B. cereus 및 S. aureus에 대해서 각 각 50,000 µg/mL의 최소사멸농도를 가졌다. 그람 양성세균 중 특히 L. monocytogenes에 대해서 최소사멸농도가 12,500 µg/mL으로 nisin을 첨가한 소금에 대해 높은 항균력을 나타 내었다. Thymol을 첨가한 소금에 대한 최소저해농도 결과, 대조군에 비해 L. monocytogenes에서 12,500 µg/mL 및 S.

Typhimurium 에서 50,000 µg/mL으로 항균효과가 있는 것으 로 관찰되었다. Mixture (acetic acid+nisin+thymol)를 첨가 한 소금의 경우 최소저해농도 기준으로 모든 식중독 세균에 대해 유의적인 농도를 나타내지 않았다. 또한, mixture에 대 한 최소사멸농도의 경우 B. cereus 및 L. monocytogenes에 서 50,000 µg/mL으로 대조군에 비해 항균효과가 관찰되었으 나, 항균물질이 단독으로 첨가된 다른 소금과 비교하여 추가 적인 상승효과는 관찰되지 않았다. 한편 몇몇의 연구에서는 acetic acid, nisin 및 thymol 등과 같은 천연 항균물질의 결 합처리가 단독처리보다 식중독 세균에 대해 효과적인 것으 로 보고되었다. Hyun et al. (2018)에서는 acetic acid, nisin 및 thymol의 결합처리가 시금치나물에 오염된 B. cereus의 성장을 저해하는데 효과적이었다고 보고하였다. Ettayebi et al. (2000) 의 연구에서는 B. subtilis 및 L. monocytogenes에 대해 nisin과 thymol의 결합처리가 상승효과를 보였다. 또 다 른 연구에서는 45 µg/mL carvacrol과 0.15 µg/mL nisin의 결합처리가 단독처리에 비해 B. cereus의 성장을 저해하는데 효과적이었다(Periago & Moezelaar 2001). 하지만 본 연구 에서는 천연 항균물질을 mixture로 첨가한 소금에 비해 단독 으로 첨가한 소금이 식중독 세균을 저해하는데 더 효과적이 었다. 이는 천연 항균물질의 농도 및 미생물이 오염되어 있 는 배지 또는 식품의 종류 등에 따라 항균효과에 차이가 있 을 것으로 사료된다.

또한, 전반적인 결과로 보아 천연 항균물질이 첨가된 소금 은 그람 음성세균에 비해 그람 양성세균에 대해 더 강한 항 균활성을 나타내는 것으로 사료되었다. Jang et al. (2010)에 서도 산초(Zanthoxylum schinifolium)로부터 추출된 정유 성 분은 Salmonella enterica 및 Shigella sonnei와 같은 그람 음성세균에 비해 B. cereus, S. aureus 및 L. monocytogenes 와 같은 그람 양성세균에 더 효과적이었다고 보고하였다. 현 재까지 천연 항균물질을 첨가하여 항균성을 높인 소금에 대 한 연구는 진행되어 있지 않지만, 장류의 저장성 및 안전성 을 높이기 위한 연구는 몇몇의 연구에서 보고되어 있다.

Kang et al. (2013) 에 따르면 쌈장의 주로 사용되는 합성보 존료인 K-sorbate의 함량을 줄이기 위해 알코올 및 겨자와 같은 천연 보존제를 첨가한 쌈장의 미생물학적 및 이화학적 품질특성을 비교하였다. 결과적으로 3.5% 알코올 또는 1%

겨자를 첨가한 쌈장이 0.08% K-sorbate가 첨가된 쌈장(대조 군)과 비교하여 30

C 에서 저장 시 효모의 증식을 10

CFU/g 이하로 6주까지 유지하였고, 포장용기 내부의 가스의 발생량 도 줄어 swelling 시점을 지연시키는 결과를 보였다. Park &

Kim (2007) 의 연구에서는 고추장의 식염 함량을 줄이기 위 해 소금의 일부를 알코올, 겨자 및 키토산과 같은 천연 항균 물질로 대체하여 미생물학적 및 이화학적 품질특성을 확인 하였다. 그 결과 소금의 농도를 6%로 낮추고 4% 알코올 및 1% 겨자를 첨가한 고추장이 9% 소금이 첨가된 고추장(대조 군)과 비교해 2 log CFU/g 이상 낮은 효모수를 보여 효모의 증식을 효과적으로 조절할 수 있었다고 보고하였다.

2. 천연 항균물질이 첨가된 소금에 대한 식중독 세균의 성장 특성

<Figure 1~5> 는 6종의 천연 항균물질이 첨가된 소금에 대 한 5종의 식중독 세균의 성장을 25

C 에서 12시간동안 관찰 한 성장곡선 결과이다. <Figure 1a~g> 는 각각의 항균물질이 첨가된 소금에 대한 B. cereus의 성장곡선을 보여준다. 천연 항균물질이 첨가되지 않은 대조군의 경우 25

C 에서 배양함 에 따라 B. cereus는 점점 증가하여 12시간 후 최대 흡광도 는 약 0.7로 관찰되었다<Figure 1a>. 대조군의 경우 25,000 µg/mL 이하의 농도의 소금에서는 B. cereus의 성장이 일어 나는 반면 50,000 µg/mL에서는 성장이 억제된 것으로 관찰 되었다. 천연 항균물질을 첨가한 소금 중 nisin 및 mixture를 첨가한 소금의 경우 25,000 µg/mL에서 12시간 후에도 흡광 도가 초기 흡광도와 비교하여 큰 변화가 없는 것으로 나타 났다 <Figure 1d and g>. 특히, nisin을 첨가한 소금은 12,500 µg/mL 농도에서도 B. cereus의 성장을 저해하는데 효과적인 것으로 관찰되었다. <Figure 2a~g> 는 각각의 항균물질이 첨 가된 소금에 대한 L. monocytogenes의 성장곡선을 보여준다.

천연 항균물질이 첨가되지 않은 대조군의 경우 12시간 후 최 대 흡광도는 약 0.5로 관찰되었다<Figure 2a>. 대조군의 경 우 12,500 µg/mL 또는 25,000 µg/mL에서는 성장이 지연되 는 반면 50,000 µg/mL에서는 성장이 완전히 억제되었다. 대 조군과 비교하여 천연 항균물질을 첨가한 소금 중 carvacrol 을 첨가한 소금은 25,000 µg/mL에서 12시간 후에도 흡광도 가 초기 흡광도와 비교하여 변화가 거의 없어 성장이 억제 되는 것으로 관찰되었다<Figure 2c>. B. cereus 의 결과와 마 찬가지로, 특히 nisin 및 mixture를 첨가한 소금의 경우 1,563 µg/mL의 낮은 농도로도 L. monocytogenes의 성장을 저해하는데 효과적이었다<Figure 2d and g>. 이러한 결과는 nisin이 Bacillus spp. 및 Listeria spp. 등의 그람 양성균의 성장 저해에 효과적이라는 여러 연구 결과와 일치하는 결과 이다(Delves-Broughton & Gasson 1994; Jack et al.

1995). <Figure 3a~g>는 각각의 항균물질이 첨가된 소금에 대한 S. aureus의 성장곡선을 보여준다. 천연 항균물질이 첨 가되지 않은 대조군의 경우 25

C에서 배양함에 따라 S.

aureus는 점점 증가하여 6시간 후 최대 흡광도가 약 0.7로 관찰되었고 12시간 후 흡광도는 약 0.5로 감소되었다<Figure 3a>. 대조군의 경우 25,000 µg/mL 이하의 농도에서는 S.

aureus 의 성장이 일어나는 반면 50,000 µg/mL에서는 성장이

완전히 억제되는 것으로 나타났다. 앞선 B. cereus 및 L.

monocytogenes 의 결과와 마찬가지로, nisin 또는 mixture를 첨가한 소금의 경우 12,500 µg/mL 또는 25,000 µg/mL 처리

시 배양 12시간까지 성장이 거의 억제되는 것으로 관찰되었 다<Figure 3d and g>. 또한, carvacrol을 첨가한 소금에서는 대조군과 비교하여 25,000 µg/mL 처리 시 성장 지연에 도움 Figure 1. Growth curve of B. cereus during treatment with various concentration of salt with natural antimicrobial substances at 25

C for 12 h.

Salt with distilled water (a); salt with acetic acid (b); salt with garlic extract (c); salt with carvacrol (d); salt with nisin (e); salt with thymol (f); and salt with mixture (acetic acid, nisin, and thymol) (g).

을 주는 것으로 나타났다<Figure 3c>. Hyun et al. (2018) 에서는 B. cereus로 오염된 시금치나물에 acetic acid, nisin 및 thymol과 같은 천연 항균물질을 조미료로써 첨가하였을

때의 항균효과를 평가하였다. 결과적으로 0.68% acetic acid, 0.03% nisin 및 0.02% thymol의 결합처리가 25

C 에서 72시 간까지 B. cereus의 성장을 완전히 억제시켰다고 보고하였다.

Figure 2. Growth curve of L. monocytogenes during treatment with various concentration of salt with natural antimicrobial substances at 25

C for 12 h.

Salt with distilled water (a); salt with acetic acid (b); salt with garlic extract (c); salt with carvacrol (d); salt with nisin (e); salt with thymol (f); and salt with mixture (acetic acid, nisin, and thymol) (g).

각각의 항균물질이 첨가된 소금에 대한 E. coli O157:H7의 성장 특성 결과 천연 항균물질이 첨가되지 않은 대조군의 경 우 12시간 후 최대 흡광도는 약 0.7로 관찰되었다(data not

shown). 천연 항균물질 중 carvacrol이 첨가된 소금이 25,000 µg/mL에서 12시간까지 E. coli O157:H7의 성장이 거의 억 제되었고, 다른 천연 항균물질에 대해서는 성장에 영향이 없 Figure 3. Growth curve of S. aureus during treatment with various concentration of salt with natural antimicrobial substances at 25

C for 12 h.

Salt with distilled water (a); salt with acetic acid (b); salt with garlic extract (c); salt with carvacrol (d); salt with nisin (e); salt with thymol (f); and salt with mixture (acetic acid, nisin, and thymol) (g).

는 것으로 확인되었다. 각각의 항균물질이 첨가된 소금에 대 한 S. Typhimurium의 성장 특성을 확인한 결과천연 항균물 질이 첨가되지 않은 대조군의 경우 12시간 후 최대 흡광도 는 약 0.6로 관찰되었다(data not shown). 대조군의 경우 12,500 µg/mL 이하의 농도에서는 S. aureus의 성장이 일어나 는 반면 25,000 µg/mL 또는 50,000 µg/mL에서는 성장이 완 전히 억제되는 것으로 나타났다. 하지만, 모든 천연 항균물 질이 첨가된 소금에서 대조군에 비해 S. aureus의 성장 지연 또는 억제가 관찰되지 않았다.

IV. 요약 및 결론

매년 식중독 사고가 빈번하게 일어남에 따라 천연 항균물 질에 대한 식품보존제와 관련된 연구는 활발히 진행되어왔 지만, 소비자들이 실생활에서 쉽게 사용할 수 있도록 천연 항균물질이 첨가된 조미료의 형태의 제품 개발에 대한 연구 는 제한적이다. 이에 본 연구에서는 천연 항균물질이 첨가된 소금에 대한 식중독 세균의 항균효과의 잠재력을 액체배지 미량희석법 및 성장곡선을 이용하여 평가하였다. 최소저해농 도 및 최소사멸농도의 결과와 성장곡선의 특성 사이에 유사 한 경향이 관찰되었으나, 처리 농도에 대해서는 다소 다른 결과가 관찰되었다. 최소저해농도 및 최소사멸농도 결과, B.

cereus 의 경우 nisin (50,000 µg/mL) 또는 mixture (50,000 µg/mL)가 첨가된 소금이 대조군(일반 소금)에 비해 최소사 멸농도에서 낮은 농도가 관찰되어 항균효과를 가지는 것으 로 나타났다. 성장곡선의 결과를 바탕으로 nisin 또는 mixture 가 첨가된 소금은 B. cereus에 대해 각각 12,500 µg/

mL 또는 25,000 µg/mL의 농도만으로도 성장을 저해하는데 효과적인 것으로 관찰되었다. S. aureus의 최소사멸농도의 결 과 오직 nisin (50,000 µg/mL)이 첨가된 소금에서만 대조군 에 비해 낮은 농도를 가지는 것으로 관찰되었고, 성장곡선의 결과 nisin이 첨가된 소금을 12,500 µg/mL 처리 시 성장이 저해되는 것으로 나타났다. L. monocytogenes의 경우, acetic acid 를 제외한 모든 처리군에서 최소저해농도 또는 최소사멸 농도가 대조군에 비해 낮은 농도로 관찰되었다. 특히 nisin (49 µg/mL) 또는 thymol (24 µg/mL)이 첨가된 소금은 낮은 농도로도 저해가 관찰되어 5종의 식중독 세균 중 L.

monocytogenes 가 천연 항균물질이 첨가된 소금에 가장 민감 한 세균인 것으로 확인되었다. 성장곡선의 결과에서도 마찬 가지로 L. monocytogenes에 carvacrol을 첨가한 소금은 25,000 µg/mL에서, nisin 또는 mixture를 첨가한 소금은 1,563 µg/mL의 낮은 농도로도 L. monocytogenes의 성장을 억제하였다. S. Typhimurium의 최소저해농도 및 최소사멸농 도 결과 acetic acid, carvacrol 또는 thymol을 첨가한 소금 에서 대조군에 비해 약간의 항균효과를 가지는 것으로 관찰 되었다. 하지만, 성장곡선을 관찰한 결과 어떠한 항균물질도 균의 성장을 지연 또는 저해하는데 효과적이지 않았다. 반면,

E. coli O157:H7의 경우 대조군과 천연 항균물질이 첨가된 소금 사이에 최소저해농도 및 최소사멸농도의 차이가 관찰 되지 않았다. 하지만 성장곡선을 관찰한 결과 carvacrol을 첨 가한 소금을 25,000 µg/mL 처리 시 E. coli O157:H7의 성 장을 억제하였다. 본 연구에서는 천연 항균물질을 첨가한 소 금이 식중독 세균 중 L. monocytogenes에 대한 항균효과가 높다는 것을 확인함으로써 그것의 효용성을 밝혔다. 더 나아 가 간편화 및 실용화된 항균성을 가지는 조미료 제품이 개 발되기 위해서는 추가적인 실험이 필요할 것으로 사료된다.

이해 관계의 글

No potential conflict of interest relevant this article was reported.

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저자 정보

Jeong-Eun Hyun (Chung-Ang University, Ph.D., 0000-0001-8759-2333) Se-Eun Park (Chung-Ang University, Bachelor's course, 0000-0002-4341-4620) Seo-Hyeon Lee (Chung-Ang University, Bachelor's course, 0000-0002-9714-2528) Yeon-Jin Lee (Chung-Ang University, Bachelor's course, 0000-0003-1725-2813) Min-Kyung Jang (Chung-Ang University, Bachelor's course, 0000-0002-2138-5574) Sung-Kwon Moon (Chung-Ang University, Professor, 0000-0002-4514-3457) Sun-Young Lee (Chung-Ang University, Professor, 0000-0030-3911-4200)