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Title Page
ABSTRACT
Contents
1. Introduction 13
2. Materials and Methods 15
2.1. Tested plants 15
2.2. Bacterial strains 15
2.3. Plant collection and extraction 16
2.4. Evaluation of antimicrobial activity 21
2.4.1. Agar well diffusion method 21
2.4.2. Agar disc diffusion method 21
2.4.3. Microtiter dilution assay 22
2.4.4. Predictive modeling 23
2.5. Effects of combination of plant extracts and antimicrobial substances 23
2.6. Statistical analysis 24
3. Results 25
3.1. Evaluation of antimicrobial activity 25
3.1.1. Antimicrobial activity of sixteen plant extracts 25
3.1.2. Minimum inhibitory concentrations (MICs) and minimum bactericidal concentrations (MBCs) of selected plant extracts 28
3.1.3. Predictive modeling 30
3.2. Antimicrobial activities of selected plant extracts 35
3.2.1. Antimicrobial activities of different solvent extracts of selected plant extracts 35
3.2.2. Antimicrobial activity of combined antimicrobial substances 40
3.2.3. Antimicrobial activity of combination plant extracts with antimicrobial substances for food application 42
4. Discussion 46
5. Conclusions 53
References 54
국문초록 58
Table 1. Sample of 300 overseas plant extractions (PEs) 17
Table 2. List of previously tested 16 plant extracts showing antimicrobial activities against pathogens 20
Table 3. Inhibition zone formation of 16 plant extracts against foodborne bacteria 26
Table 4. Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) (μg/mL) of the selected plant... 29
Table 5. Predictive modeling of 6 bacteria with 8 plant extracts 33
Table 6. Inhibition zone (㎜) around sterile discs (6㎜) loaded with four plant extracts against six tested bacteria 37
Table 7. The minimum inhibitory concentration (MIC) of ethanol extracts derived from Alchornea trewioides and Erodium... 38
Table 8. Effectives of 2MIC, 1 MIC, and 1/2 MIC combination of plant extracts with... 41
Figure 1. Inhibitory activities of various plant extract against three Gram-positive (Staphylococcus aureus ATCC 49444, Bacillus... 27
Figure 2. Growth curve from 0 to 12 h, A : Escherichia coli O157:H7 ATCC 43895; B : Salmonella Typhimurium ATCC 19585; C :... 32
Figure 3. Antimicrobial activity of ethanolic plant extracts against foodborne pathogens. A-... 39
Figure 4. Effect of growth inhibitory of different concentration of combination plant extracts and antimicrobials substance against... 44
Figure 5. Effect of growth inhibitory of different concentration of combination plant extracts and antimicrobials substance against... 45
초록보기 더보기
식품의 보존료로서 천연식물자원의 사용에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 이유에서 본 연구에서는 폐렴, 결핵 등의 감염성 질환에 약리학적인 활성을 가지고 있는 다양한 해외식물추출물을 가지고 식품에서 발견되는 부패 및 병원성 미생물 성장에 대한 저해효과를 조사하였다. 300개의 해외식물추출물의 항균활성은 agar well diffusion method 와 agar disc diffusion method를 이용하여 평가하였고, 이중에 세 종류의 그람양성 균주와 네 종류의 그람음성 균주에 대한 높은 항균활성을 가지는 네가지 식물(예덕나무; Alchornea trewioides 와 배롱나무; Lagerstroomia floribunda 와 노관초; Erodium stephanianum 와 마테; Ilex umbellulata)을 물, 에탄올, 메탄올의 세가지 다른 용매로 추출하여 식품에서 발견되는 부패 및 병원성 미생물에 대한 항균활성을 평가하였다. 앞선 추출용매 별 항균효과 실험 결과에서 가장 높은 항균효과를 보였던 예덕나무 (A. trewioides) 와 노관초 (E.stephanianum) 에탄올추출물을 가지고 여섯 종류의 그람양성 균주와 일곱종류의 그람음섬 균주에 대한 최소저해농도를 측정하는 실험을 했다. 예덕나무 (A. trewioides)은 젖산균을 제외한 실험에 사용된 모든 미생물에서 낮은 농도에서 높은 항균 효과를 보이고 있었고 노관초 (E. stephanianum) 또한 젖산균에서는 항균 효과를 전혀 보이지 않았지만 E.coli O157:H7, P.aeruginosa, S. aureus, B. cereus의 4가지 미생물에 대해 낮은 농도에서 충분한 억제효과를 보여줬다. 또한 두 식물추출물 모두 V. parehaemolyticus 와 A. aceti에서 각각 1.5625 와 3.125 ppm (예덕나무, A. trewioides) 과 3.125 와 6.25 ppm (노관초, E. stephanianum)의 낮은 농도에서의 가장 높은 저해효과를 보여줬다. 앞선 실험 결과에서 Acetobacter aceti에 대한 가장 높은 항균효과를 보였던 예덕나무 (A. trewioides) 와 노관초 (E. stephanianum) 에탄올추출물을 가지고 time-kill 방법을 통해 식물 추출물과 nisin의 결합한 항균활성을 평가하였다. 그 결과, 노관초 (E. stephanianum) 추출물과 nisin과의 결합에 따른 미생물의 성장저해 효과는 식물추출물만을 사용했을때 보다 nisin을 함께 사용했을 때 더 좋은 결과를 보여줬다. 따라서 해외식물추출물들은 많은 부과효과를 가지고 있어 상업적으로 이용되고 있는 합성 항생제를 대체할 수 있는 유용한 천연항생제로 사용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
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