Identification of Growth Inhibitory Substance on Food-borne Microorganisms from Commiphora molmol Engl. and Its Application to Food Products

몰약(Commiphora molmol Engl.)의 식중독 미생물 증식 억제 물질의 구조동정 및 식품적용

The ethanol extract and n-hexane fraction of Commiphora molmol Engl. showed minimum inhibitory concentration of 50 ppm and 25 ppm, respectively, on 5 strains of Listeria monocytogenes at $32^{\circ}C$. The purified substance, C3-3-2 fraction, was isolated by silica gel column and preparative thin layer chromatography from n-hexane fraction of Commiphora molmol Engl. The C3-3-2 fraction showed a strong bactericidal activity on 5 strains of L. monocytogenes at the concentration of 10 ppm in tryptic soy broth medium. At that concentration, the viable count was reduced $5{\sim}6$ log cycle from initial cell number. The n-hexane fraction of Commiphora molmol Engl. showed strong growth inhibition at the concentration of 25 ppm on Bacillus cereus and Staphylococcus aureus, at 50 ppm in broth on Salmonella enteritidis, and at 500 ppm on Vibrio parahaemolyticus. The purified antimicrobial substance, the C3-3-2 fraction, was identified as m-nonylphenol by on the basis of the $^1H-,\;^{13}C-NMR$ and EI/MS data. For the application test, the C3-3-2 fraction which was purely isolated from Commiphora molmol Engl. at 100 ppm were applied to minced Alaska pollack and ground beef at $32^{\circ}C$ and $5^{\circ}C$. The antimicrobial substances did not reduce L. monocytogenes ATCC 19113 at $32^{\circ}C$, while they reduced L. monocytogenes ATCC 19113 in viable number at $5^{\circ}C$. However, the antimicrobial effect of C3-3-2 fraction in food system was lower than that of broth condition.

몰약 에탄올 추출물은 50 ppm에서, 몰약 헥산 분획물의 경우 25 ppm 첨가 수준에서 Listeria monocytogenes 5 균주에 대해 72시간까지 완전 증식 억제 효과가 있었다. 몰약 헥산 분획물의 항균활성 물질을 분리, 정제하여 얻은 C3-3-2 소획분의 경우는 최소증식저해농도가 10 ppm이었다. 항균활성이 인정된 C3-3-2 소획분의 항균력을 생균수로 측정하였을 때 초기 접종 균수 보다 $5{\sim}6\;log\;cycle$ 정도 감소하는 것을 확인하여 C3-3-2 소획분에 강력한 살균효과가 있음이 입증되었다. 몰약 헥산 분획물은 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus에 대해서 25 ppm, Salmonella enteritidis에 대해서는 50 ppm, Vibrio parahaemolyticus에 대해서는 500 ppm을 액체 배지에 첨가할 때 72시간 동안 완전 증식억제 효과를 나타내었다. 몰약의 항균활성 물질은 m-nonylphenol로 동정되었다. 액체배양법에서 Bioscreen C를 이용하여 optical density를 측정하여 그 항균활성을 확인하였고, 표준한천배양법으로 살균효과를 확인하였던 몰약 단일물질(C3-3-2) 100 ppm을 식품에 적용하였다. 쇠고기와 명태육 마쇄물에 몰약 항균활성 물질을 첨가하여 $32^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서 저장실험을 실시한 결과, $32^{\circ}C$ 저장온도에서는 쇠고기와 명태육에 첨가한 몰약 C3-3-2 획분의 항균효과는 나타내지 못함을 알 수 있었고, $5^{\circ}C$ 저장온도에서는 쇠고기와 명태육에 첨가된 몰약 C3-3-2 획분은 항균효과가 있었다. 그 중에서도 쇠고기에 처리된 몰약 C3-3-2 획분의 항균효과가 더 우수하였다. 그러나 몰약 C3-3-2 획분의 항균효과가 배양액 상태보다 감소하였는데, 이 결과를 통하여 천연 항균활성 물질을 식품에 적용할 때 그 효과가 감소하는 이유와 그 해결방법에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.