I. Staphylococcus aureus에 대한 Dryopteris erythrosora 추출물과 mild heat 병합 처리의 상승적인 항균 효과
Staphylococcus aureus와 같은 병원성 세균을 제어하기 위해 천연 식물 추출물을 사용하는 경우 미생물의 저항성 출현을 예방할 수 있다. 또한 더 안전하다는 인식과 환경 친화적인 특징을 가져 식품 산업에서 항생제를 대신할 수 있는 대안 중 하나이다. 본 연구에서는 국내 산림자원으로 존재하며 항균 활성이 일부 알려진 천연 식물 추출물 10종을 탐색하였다. 그 중 Dryopteris erythrosora 추출물(DEE)는 항산화 활성을 비롯한 생물학적 기능을 갖는 플라보노이드가 풍부하지만 항균 활성에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았으며 S. aureus에 대해 가장 효과적인 항균 활성을 나타냈다. 따라 본 연구에서는 S. aureus에 대한 DEE의 항균 활성을 확인하고 약한 열처리의 상승적인 항균 활성을 조사했다. 그 결과 S. aureus에 대한 DEE의 최소 억제 농도는 0.125 mg/mL로 확인되었다. 약한 열과 결합된 DEE는 20분 처리 후 S. aureus의 수를 5.04 log CFU/mL를 감소시킨 반면 각 단독 처리로는 감소 효과가 거의 없었다. Propidium iodide 흡수 분석 및 FE-SEM 분석을 통해 각각 정량적인 세포막 손상과 세포 수축, 세포질 용출과 같은 세포 손상이 병용 처리군에서 더욱 증가됨을 확인했으며 이는 상승적인 항균 효과가 강화된 세포막 손상의 결과일 수 있음을 시사한다. 개발된 병용처리를 식품 산업에서 표면에 부착된 병원성 세균의 제거에 적용할 수 있을지에 대한 가능성을 검토해보고자 하였다. 약한 열과 결합된 DEE는 스테인리스 스틸 표면에 부착된 S. aureus에 효과적인 항균 활성을 나타내 약 6 log CFU/cm²가 감소함을 확인했다. 반면 각 단독 처리에서는 1.5 log CFU/cm² 미만의 감소를 나타냈다. 결론적으로, 본 연구는 식품 산업에서 효과적인 소독 전략으로써 DEE와 약한 열의 병용 처리의 잠재력을 나타낸다.
II. Bacillus cereus 에 대한 Dryopteris erythrosora 추출물과 mild heat 병합 처리의 상승적인 항균 효과
홍고추는 우리나라를 포함해 전세계적으로 이용되는 향신료 중 하나이며 상대적으로 수분 함량이 높아 건고추로 가공하여 보존 기간을 연장한다. 홍고추의 수확, 세척, 건조와 같은 취급 중 Bacillus cereus와 같은 미생물에 오염될 수 있기 때문에 홍고추의 미생물 오염 제어와 같은 위생 관리가 중요하다. 본 연구에서는 Dryopteris erythrosora 추출물(DEE)과 약한 열의 병용 처리의 B. cereus에 대한 항균 활성을 조사하고 홍고추에 오염된 B. cereus의 제어에 적용할 수 있을지에 대한 가능성을 검토해보고자 하였다. 그 결과 B. cereus에 대한 DEE의 최소 억제 농도는 0.0625 mg/mL로 나타났으며 DEE의 최소 억제 농도 미만의 농도에서 미생물의 일반적인 S형 곡선이 나타나지 않았다. 약한 열(40℃)과 결합된 DEE는 10분 처리 후 B. cereus의 수를 검출 한계 미만으로 최대 6.18 log CFU/mL를 감소시켰다. Propidium iodide 흡수 분석을 통해 병용 처리군에서 상승적으로 증가된 세포막 손상 정도를 확인했으며 이는 상승적인 항균 효과가 강화된 세포막 손상의 결과임을 시사한다. 약한 열(50℃)과 결합된 DEE 2 MIC는 단독 세척 처리와 비교하여 홍고추에 오염된 B. cereus를 상승적으로 저해할 수 있음을 확인했다. 더불어 병용 세척 처리 후 50℃에서 12시간 동안 홍고추를 건조하는 경우 B. cereus의 수가 검출 한계 미만으로 증류수로 세척한 대조군과 비교해 최대 3.19 log CFU/sample이 감소함을 확인했다. 결론적으로, 본 연구는 식품 산업에서 홍고추와 같은 신선 채소에서 B. cereus 오염을 제거하기 위한 세척 방법으로써 DEE와 약한 열의 병용 처리가 적용될 수 있음을 시사한다.