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Investigation of Anti-microbial Activity of Herbal Medicines Used as Natural Preservatives Based on the Analysis of Papers and Patents
Investigation of Anti-microbial Activity of Herbal Medicines Used as Natural Preservatives Based on the Analysis of Papers and Patents
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine. 2015. Feb, 29(1): 101-113
Copyright © 2015, The Korean Association of Oriental Medical Physiology
  • Received : January 28, 2015
  • Accepted : February 12, 2015
  • Published : February 25, 2015
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About the Authors
정훈 김
의정 도
금산 이
rasfin@wku.ac.kr

Abstract
Application of herbal medicines as natural preservatives has been increased because of its low toxicity or side effect, compared to artificial preservatives. In this study, papers and patents researching anti-microbial activity of herbal medicine were collected and analyzed by the year of publishment, species of bacteria, fungi, or yeasts, and herbal medicines used. After early 2000’s, the number of paper publishment has been decreased, while that of patent registration has been increased up to early 2010’s. Most studied species were Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis , Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa , as gram-positive or gram-negative bacteria, and Candida albicans and Aspergillus niger as fungi. The bark of Cinnamomum cassia (L.) J. Presl was most frequently studies herbal medicine, followed by the roots of Scutellaria baicalensis Georgi and Sophora flavescens Ait. This study demonstrates that herbal medicines can be used as natural preservatives against diverse species of bacteria, fungi, or yeasts with their wide-ranged anti-microbial activities.
Keywords
서 론
전 세계적으로 시장에서 유통되는 식품, 의약품, 기능성건강식품, 화장품 등 많은 제품들은 그 품질을 유지하기 위해 오염 및 부패를 막아주는 방부제가 필수적으로 첨가되어있다. 특히 유통기한이 비교적 길며 글리세린, 솔비톨, 아미노산 유도체, 단백질 등 미생물의 영양원이 풍부한 화장품제제들의 경우 특히 세균과 곰팡이 등에 오염에 노출되기 쉽기 때문에 오염 방지 및 사용기간 연장을 위해서는 방부제가 필수적이다 1) .
현재 대부분의 화장품제제들은 화학적으로 합성된 방부제에 의존하고 있으며, 파라벤류, 쿼터늄-15, 이미다졸리디닐우레아, 클로페네신, 페녹시에탄올 등이 주로 사용되고 있다 2 - 4) . 그러나 범용적으로 사용되는 이러한 합성방부제들은 장기간동안 고농도로 사용 시 피부알러지, 내성균 유발, 환경호르몬으로서의 가능성 등의 다양한 문제들이 발생할 가능성이 높다 5 , 6) . 예를 들면, 가장 널리 사용되던 합성방부제인 파레벤류(parabens)의 경우 여성 호르몬의 일종인 에스트로겐과 유사한 작용을 하는 것으로 알려져 있는데, 이는 기준치내의 사용이라도 장기간 사용에 따른 지속적 체내 축적 시 내분비계 교란물질로 작용할 수도 있음을 시사한다 7) .
확대된 글로벌 유통시장에 따라 방부용 첨가물의 사용이 지속적으로 증가함에 따라 이러한 화학적 합성방부제의 부작용을 극복할 수 있는 합성방부제 대체제 개발의 필요성이 증가하면서 다양한 항균스펙트럼을 지니며 안전성과 경제성이 높으며 제품화 개발이 가능한 천연방부제 개발의 필요성이 대두되었다. 이에 따라 alkaloids, flavonoids, phytoalexin 등과 같은 천연항균물질을 천연방부제로 사용하기 위한 많은 연구들이 진행되어왔다 8) . 이러한 천연항균물질을 주요 성분으로 함유하고 있는 한약재는 천연방부제 후보로서 매우 적합한 시료라 할 수 있다.
따라서 본 연구에서는 천연한방방부제 개발을 위한 후보약재 탐색을 위해 현재까지 개발 보고된 특허 및 논문의 동향을 수집하고 정리하여 분석하고자 하였다.
연구대상 및 방법
- 1. 자료수집 및 검색어
- 1) 특허자료
KIPRIS (Korea Intellectual Property Rights Infromaton Service) http://www.kipris.or.kr 를 통해 국내 및 해외 특허 정보를 검색하였다. 본 연구의 목적에 부합되는 다양한 자료 검색을 위해 검색어는 “천연보존제”, “천연한방보존제”, “천연방부제”, “천연항균제”, “natural preservation” 등을 사용하였다.
- 2) 논문자료
논문자료는 한국교육학술정보원( http//www.riss4u.net ), 한국학술정보( http://kiss.kstudy.com ), 과학기술정보통합서비스 ( http://www.ndsl.kr ), 전통의학정보포털( http://oasis.kiom.re.kr ), 과학기술학회마을( http://society.kisti.re.kr/main.html ), 한국전통지식포털( http://www.koreantk.com ) 등에서 특허 검색에서와 동일한 키워드를 사용하여 검색하였다.
- 2. 분석 대상 문헌 선정
분석 대상 문헌은 특허 검색의 경우 2014년도까지 검색하였고,이 중 등록된 특허만 대상으로 하였다. 논문의 경우 인터넷 검색 엔진에서 원문을 구할 수 있는 연도까지를 범위로 정하여, 국내 논문의 경우 1990년부터 2014년까지를 검색년도 범위로 설정하여 이중 검색된 논문을 대상으로 하였다.
본 연구에 포함한 문헌은 대한약전 제 10개정(2012), 中華人民 共和國藥典 (2010), 日本薬局方 第十六改正(2011) 등에서 기원을 찾을 수 있는 약재 또는 약재 혼합물을 이용한 경우로 한정하였다. 검색 결과, 공고전문 확인을 통해 의약품 및 기타 기능성 시료로 사용된 것은 제외하고 본 연구의 목적에 맞게 보존제 또는 보존제 역할을 위한 항균활성제로 제한하였다. 그리고 민간에서 약으로 사용하지만 약전에서 기원을 찾을 수 없는 식물, 식품으로만 사용되는 식물이나 단일 화학 성분 등은 대상에서 제외하였다.
- 3. 분석 방법
년도별 동향을 파악하기 위해 선정된 논문과 특허는 출판년도와 등록년도에 따라 분류되었다. 그리고 연구 대상 균류는 논문과 특허에서 각각 그람균, 진균, 효모 및 그밖의 식물균 등으로 분류되었고, 사용 빈도에 따라 정리되었다. 사용된 한약재 또한 사용빈도에 따라 정리되었다. 이 중 3회 이상 다빈도로 논문이나 특허에서 대상이 된 균류는 다시 대상균과 사용된 한약재 빈도에 따라 중복적으로 분류되었다.
결 과
- 1. 출판 년도 및 등록 년도에 따른 논문과 특허 동향
검색된 274편의 논문과 301건의 등록 특허 중에서 포함기준에 따라 선정한 결과, 48편의 논문 9 - 56) 과 57건의 등록특허( Table 1 )가 본 연구에 사용되었다.
Patents used in this study
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Patents used in this study
1990년대 이후 출판된 논문을 정리한 결과, 2000년대 이전에는 총 7편으로 전체 논문의 14.6%를 차지하였고, 2000년 이후에는 점차 증가하는 추세를 보여 2000년대 후반에는 21편으로 전체 43.8%를 차지하였다. 하지만, 2010년대 초반에 6편(12.5%)으로 감소하는 경향을 보였다( Fig. 1 ). 특허의 경우, 2000년대 초반에 6편(10.3%)이 등록되었으나, 2000년대 후반에 26편이 등록되어 전체의 44.8%를 차지하는 급격한 증가를 보였다. 그리고 2010년대 초반에는 25편이 등록되어 전체의 43.1%를 차지하였다( Fig. 2 ).
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The number of papers classified by the periods of publishment.
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The number of patents classified by the periods of publishment.
논문에 보고된 약재 구성 중 단일 추출물을 이용하여 실험한 결과는 36편으로 전체 논문의 75.0%를 차지하였고, 복합 추출물을 이용한 결과는 12편으로 25.0%를 차지하였다( Fig. 3 ). 이에 반해, 등록된 특허 중 단일 추출물을 이용한 연구는 24편으로 42.1%를 차지하였고, 복합 추출물을 이용한 연구는 33편으로 전체 59.6%를 차지하였다( Fig. 4 ).
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The number of papers classified by the herbal combination.
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The number of patents classified by the herbal combination.
- 2. 연구 대상 박테리아, 진균 및 효모의 분류
Table 2 에 따르면 전체 논문에서 항균 실험에 사용된 균류는 총 66종으로 이 중 그람 양성균이 16종, 그람 음성균이 15종, 진균 및 효모가 22종, 식물병원균이 4종, 그리고 목재부후균, 수목병원균, 표고해균이 각각 3종으로 보고되었다. 대상 빈도수에 따라 구분했을 때, 그람양성균 중에서는 황색포도상구균( Staphylococcus aureus )가 32회로 전체 14.2%를 차지하여 가장 많은 빈도수를 보였고, 그 뒤로 고초균( Bacillus subtilis ), 리스테리아균( Listeria monocytogenes ), 바실러스균( Bacillus cereus ), 뮤탄스균( Streptococcus mutans ), Staphylococcus epidermidis 등이 각각 17회(7.5%), 14회(6.2%), 9회(4.0%), 4회(1.8%), 4회(1.8%)로 비교적 높은 빈도로 보고되었다. 그람음성균 중에서는 대장균( Escherichia coli ) 25회(11.1%)로 가장 높은 빈도수롤 나타냈고, 그뒤로 녹농균( Pseudomonas aeruginosa ), 살모넬라균( Salmonella typhimurium ), 장염비브리오균( Vibrio parahaemolyticus ), 살모넬라균( Salmonella enteritidis ) 등이 각각 18회(8.0%), 11회(4.9%), 8회(3.5%), 3회(1.3%) 등으로 비교적 높은 빈도로 보고되었다. 진균으로는 칸디다균( Candida albicans )이 11회로 4.9%를 차지하여 가장 높은 빈도를 보였고, 양파검은곰팡이병균( Aspergillus niger )이 5회(2.2%)를 보여 비교적 높은 빈도를 나타내었다. 그 밖에 식물병원성균으로는 목재부후균인 Trametes versicolor Tryomyces palustris 가 각각 3회(1.3%)로 보고되었다.
The number of targeted bacteria, fungi, and yeasts in papers
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The number of targeted bacteria, fungi, and yeasts in papers
Table 3 에 따르면 전체 특허에서 항균 실험에 사용된 균은 총83종으로, 이 중 그람양성균이 24종, 그람음성균이 27종, 그리고 진균 및 효모가 24종, 식물병원균이 6종, 표고해균이 1종, 토양균이 1종으로 보고되었다. 대상 빈도수에 따라 구분했을 때, 그람양성균 중에서는 황색포도상구균( S. aureus )가 31회로 전체 12.5%를 차지하여 가장 높은 빈도수를 보였고, 그 뒤로 고초균( B. subtilis ), 메티실린내성황색포도상구균(MRSA ; Methicillin-resistant Staphylococcus aureus ), S. epidermidis , 바실러스균( B. cereus ), 뮤탄스균( S. mutans ), Micrococcus luteus 등이 각각 12회(4.8%), 7회(2.8%), 6회(2.4%), 4회(1.6%), 4회(1.6%), 3회(1.2%) 등으로 비교적 높은 빈도로 보고되었다. 그람음성균 중에서는 대장균( E. coli ) 26회(10.5%)로 가장 높은 빈도수롤 나타냈고, 그 뒤로 녹농균( P. aeruginosa ), 살모넬라균( S. typhimurium ), 헬리코박터균( Helicobacter pylori ), 폐렴막대균( Klebsiella pneumoniae ), 살모넬라균( S. enteritidis ) 등이 각각 15회(6.1%), 4회(1.6%), 3회(1.2%), 3회(1.2%), 3회(1.2%) 등으로 비교적 높은 빈도로 보고되었다. 진균으로는 칸디다균( C. albicans )이 20회로 8.1%를 차지하여 가장 높은 빈도를 보였고, 그 뒤로 양파검은곰팡이병균( A. niger )이 9회(3.6%), 여드름균( Propionibacterium acnes ), 두피곰팡이균( Trichophyton mentagrophytes ), 적색백선균( T. rubrum ) 등이 6회(2.4%) Epidermophyton floccosum 등이 4회(1.6%)를 보여 비교적 높은 빈도를 나타내었다. 식물병원균 중에서는 Fusarium oxysporum 이 3회(1.2%)로 비교적 높은 빈도를 보였다.
The number of targeted bacteria, fungi, and yeasts in patents
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- 3. 항균 활성 한약재의 분류
전체 논문에서 항균활성을 보이는 개별 한약재를 분류한 결과, 육계(계피 포함)와 황금이 각각 6회로 5.9%를 차지하여 가장 높은 빈도를 보였고, 고삼, 대산, 오배자 등이 각각 4회(3.9%), 가자, 감초, 단삼, 오매, 목련, 오미자, 포공영 등이 각각 3회(2.9%)로 비교 적 높은 빈도를 나타냈다( Table 4 ).
The number of individual herbal medicines referred in papers
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The number of individual herbal medicines referred in papers
전체 특허에서 항균활성이 있는 개별 한약재를 분류한 결과, 계 (육계, 계피, 계지)와 황금이 각각 10회로 5.5%를 차지하여 가장 높은 빈도를 보였고, 고삼, 연(연근, 하엽), 황백 등이 각각 7회(3.8%), 지부자 6회(3.3%), 황련 5회(2.7%), 감초 4회(2.2%), 강활, 고본, 곤포, 대황, 독활, 목단피, 세신, 애엽, 오배자, 해동피, 지골피, 천궁, 괴각, 용아초 등이 각각 3회(1.6%)로 비교적 높은 빈도를 나타냈다( Table 5 ).
The number of individual herbal medicines referred in patents
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- 4. 다빈도 대상 균에 대한 한약재 사용 빈도
논문 및 특허에서 3회 이상 언급된 대상 균류에 대한 한약재 사용 빈도를 조사한 결과는 다음과 같다.
논문 분류 결과, 그람양성균 중에서는 황색포도상구균( S. aureus )에 대한 한약재 활용 빈도가 70회(24.4%)로 가장 높은 빈도를 보였고, 고초균( B. subtilis ), 리스테리아균( L. monocytogenes )등에 대한 한약재 활용이 각각 20회(7.0%), 16회(5.6%)로 뒤를 이었다. 그람음성균 중에서는 대장균( E. coli )과 장염비브리오균( V. parahaemolyticus )에 대한 한약재 활용이 각각 36회(12.5%), 35회(12.2%)로 높은 빈도를 보였고, 녹농균( P. aeruginosa )에 대한 한약재 활용이 27회(9.4%)로 뒤를 이었다.
진균으로는 칸디다균( C. albicans )과 양파검은곰팡이병균( A. niger )에 대한 한약재 활용 빈도가 각각 17회(5.9%), 10회(3.5%)로 높게 나타났고, 그 밖에 목재부후균인 T. versicolor T. palustris 에 대한 한약재 활용빈도가 각각 9회(3.1%)로 나타났다). 다빈도 균류에 대한 한약재 활용 빈도를 살펴보면, 육계의 활용빈도가 22회(7.7%)로 가장 높은 수치를 보였고, 그 뒤로 오배자가 19회(6.6%), 황금이 18회(6.3%), 고삼이 16회(5.6%), 감초가 15회(5.2%), 가자, 단삼이 각각 14회(4.9%), 포공영이 13회(4.5%), 어성초가 10회(3.5%) 순으로 나타났다( Table 6 ).
The number of herbal medicines inhibiting frequently targeted (n ≥ 3) bacteria, fungi, and yeasts in papers
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SA, Staphylococcus aureus; BS, Bacillus subtilis; LM, Listeria monocytogenes; BC, Bacillus cereus; SM, Streptococcus mutans; SEa, Staphylococcus epidermides; VP, Vibrio parahaemoiyticus; EC, Escherichia coli; PA, Pseudomonas aeroginosa; ST, Salmonella typhimurium; SEb, Salmonella enteritidis; CA, Candida albicans; AN, Aspergillus niger; TP, Tryomyces palustris; TV, Trametes versicolor.
특허 분류 결과, 그람양성균 중에서는 황색포도상구균( S. aureus )에 대한 한약재 활용 빈도가 106회(20.3%)로 가장 높은 빈도를 보였고, 고초균( B. subtilis )과 메티실린내성황색포도상구균(MRSA)에 대한 한약재 활용 빈도가 각각 38회(7.3%), 20회(3.8%)의 순서로 나타났다.
그람음성균 중에서는 대장균( E. coli )에 대한 한약재 활용이 77회(14.7%)로 가장 높은 빈도를 보였고, 그 뒤로 장염비브리오균( V. parahaemolyticus )에 대한 한약재 활용이 51회(98%)의 높은 빈도를 보였다.
진균 중에서는 칸디다균( C. albicans )에 대한 한약재 활용이 65회(12.4%)로 가장 높은 빈도를 보였고, T. mentagrophytes , T. rubrum , Epidermophyton floccosum 등에 대한 한약재 활용 빈도가 각각 32회(6.1%), 30회(5.7%), 26회(5.0%) 등으로 나타났다.
이러한 균류에 대한 한약재 활용 빈도를 살펴보면, 계(육계, 계피, 계지)가 46회로 8.8%를 차지하여 가장 높은 활용빈도를 보였고, 그 뒤로 황금이 32회(6.1%), 연(연근, 하엽)이 23회(4.4%), 고삼이 18회(3.4%), 지부자와 황백이 각각 16회(3.1%), 감초가 14회(2.7%), 세신이 13회(2.5%), 독활과 황련이 각각 12회(2.3%), 오배자와 지골피가 각각 11회(2.1%) 등의 순으로 한약재 활용 빈도를 보였다( Table 7 ).
The number of herbal medicines inhibiting frequently targeted (n ≥ 3) bacteria, fungi, and yeasts in patents
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SA, Staphylococcus aureus; BS, Bacillus subtilis; MRSA, Methicillin resistant staphylococcus aureus; SEa, Staphylococcus epidermides; BC, Bacillus cereus; SM, Streptococcus mutans; ML, Micrococcus luteus; EC, Escherichia coli; PAb, Pseudomonas aeroginosa; ST, Salmonella typhimurium; HP, Helicobacter pylori; KP, Klebsiella pneumoniae; SEc, Salmonella enteritidis; CA, Candida albicans; TM, Trichophyton mentagrophytes; TR, Trichophyton rubrum; EF, Epidermophyton floccosum; AN, Aspergillus niger; PAd, Propionibacterium acnes; FO, Fusarium oxysporum.
고 찰
자연계나 인체에 태생부터 존재하는 다양한 균은 정상적인 상태에서는 질병을 일으키는 확률이 드물지만, 부패된 음식물의 섭취, 오염된 식수 음용 등의 유발인자가 면역력이 저하된 인체에 침투하게 되면 심각한 질병을 유발할 수 있는 원인으로 작용할 수 있으므로, 이러한 균의 생장을 억제하거나 생장을 저지하는 약물에 대한 연구는 최근까지 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구에서는 한약재를 이용하여 제조한 항균제, 식품 보존제, 화장품 보존제 등에 관한 논문과 특허 분석을 통해 연구 동향을 파악하고자 하였다. 한약재의 항균 활성과 관련된 논문 발표 건수는 증가와 감소가 반복되는 형태를 보이면서 2009년에 최대치를 보이 이후 감소하는 경향을 보여주고 있는 반면에, 특허등록 건수는 2000년대 이후 최근까지 꾸준하게 증가하는 경향을 보여 주었다. 이러한 결과는 기존의 연구 결과를 항균제, 식품 보존제, 화장품 보존제 등 제품 개발에 확대·적용시키려는 노력의 결과로 볼 수 있었다. 그리고 논문 분석 결과에서는 단일 한약재를 사용한 연구 결과가 한약재 복합물을 사용한 결과에 비해 2배 이상 많은 수치를 나타낸 것에 반해, 특허 등록 결과에서는 복합 추출물의 더 많은 결과를 통해 단일 한약재 추출물 연구를 통해 얻은 학술적 결과를 활용하여 이에 대한 복합물의 형태로 실제 응용이 이루어지는 것으로 판단할 수 있었다.
논문과 특허에서 가장 많이 다뤄지고 있는 대상 균으로는 황색포도상구균( S. aureus ), 고초균( B. subtilis ), 대장균( E. coli ), 녹농균( P. aeruginosa ), 칸디다균( C. albicans ) 등이 있었다. 황색포도상구균( S. aureus )은 식중독 원인균 중 하나로 환경 저항성이 강하고 내열성 장독소(enterotoxin)을 생성하여 구토, 설사 등의 식중독 증상을 일으키는 주요 원인으로 알려져 있을 뿐만 아니라, 눈에서 가장 많이 발견되는 균 중의 하나로 정상적인 피부와 결막을 포함한 점막에 상주하여 손상된 각막에 감염을 일으키거나 심하면 주변부 궤양을 유발한다 57 , 58) . 고초균( B. subtilis )은 Bacillus속 세균의 대표적인 균종으로 토양, 물, 마른 풀 등에 분포하고 α- 및 β-amylase, protease 등을 생산하는 식품 부패균으로 주로 청국장이나 고추장의 발효에 관여하거나 김치에서 분리된 균이다 59 - 61) . 대장균( E. coli )은 사람이나 동물의 장관 내와 자연계에 널리 분포하여 식중독, 유아설사증, 성인위장염 등의 장관계 질환, 요로감염증, 복막염, 간농양, 패혈증 및 수막염 등과 같은 비장관계 질환의 원인이 되기도 하는데, 이 중 메티실린내성황색포도상구균(MRSA)은 최근 항생제를 많이 사용하는 병원이나 의료 기구를 통해 얻게 되는 대표적인 병원 내 감염균으로(healthcare associated MRSA), 병원성 기회감염의 원인 균 중 많은 비율을 차지하는 균이다 62 , 63) . 또한 대장균은 환경지표미생물로 수질 평가의 기준이 되기도 한다 64) . 녹농균( P. aeruginosa )은 기회 감염균 중 하나로 신체의 거의 모든 조직에 감염될 수 있는데, 특히 화상환자에서 녹농균 감염은 폐렴이나 폐혈증등 치명적인 합병증이 발생할 수 있다 65 , 66) . 그리고 녹농균에 의한 세균각막염은 임상경과의 진행이 매우 빠르고 세균이 분비하는 단백분해효소(protease)와 독소에 의해 각막세포가 파괴되어 심각한 각막천공을 일으킬 수 있다 57) . 칸디다균은 인체에 상재하는 균으로 그 중 C. albicans 는 가임기 여성에 질염을 유발하는 주요 원인균으로 대부분 환자의 질 내에서 이상 증식함으로써 증상을 일으킨다 67) . 신생아의 경우 칸디다 감염으로 인해 진균혈증이 발생하면 전신염증반응 뿐만 아니라 뇌수막염, 안구, 폐, 신장, 골수 등에 병변이 발생하고 심하면 패혈증으로 사망에 이를 수 있다 68) . 이 외에 본 연구에서 분류한 대부분의 균류가 발효의 과정을 통해 인간 생활에 필요한 산물을 생산하기도 하는 반면에, 인체에 질병을 유발할 수도 있는 잠재적 가능성을 지니고 있기 때문에 이러한 균의 생장을 억제하거나 지연시킴으로써 인체에서의 발병 가능성을 줄이는 것이 식품보존제나 화장품 방부제 등 항균 활성 물질 첨가의 목적이라고 할 수 있다.
식품 보존제나 화장품 방부제 등은 가공식품이나 화장품을 미생물로 증식으로 인한 부패·변패·변취 등으로부터 보호하고, 저장기간이나 사용기간을 연장하기 위하여 사용하는데, 현재 대부분이 인공적으로 합성된 보존제나 방부제를 사용하고 있다. 하지만, 인공적으로 합성된 물질을 사용하는 경우, 장시간 고농도로 사용 시 오히려 인체에 유해성이 증가되고, 심하면 독성까지 유발할 수 있기 때문에, 상대적으로 독성이 적으면서 항균력이 높은 한약재에 대한 연구가 증가하고 있다 69 , 70) . 항균활성을 나타내는 한약재로 논문과 특허에서 가장 높은 활용 빈도를 보인 계(육계, 계피, 계지)는 Cinnamomum cassia (L.) J. Presl의 樹皮(계지는 동종 식물의 어린가지)로 국내 뿐만 아니라 국외 연구에서도 항균활성 연구가 활발히 진행되고 있는 한약재이다 71 , 72) . 계피류의 약효는 대부분 정유성분에 의해서 발현되는데, 이 정유 성분의 70% 이상을 차지하는 cinnamaldehyde 또한 다양한 균에 대한 항균활성을 나타내고, 또한 식품보존제로도 활용되는 것으로 보고되어, 계피류가 지닌 항균활성을 대표하는 성분이라고 할 수 있다 73 - 75) . 또한, 계피류의 정유(essential oil)가 항진균활성 약물인 amphotericin B와 병용될 경우 효과가 증대(potentiation)된다는 연구 결과도 보고되어 76) , 계피류의 항균활성에 대한 다양한 활용 가능성을 보여주었다. 황금은 Scutellaria baicalensis Georgi의 뿌리로 황금 자체로도 뛰어한 항균활성을 보이지만, 황금의 주요 구성 성분인 flavonoid 계열의 baicalein, baicalin, wogonin, wogonoside 등 또한 황색포도상구균이나 살모넬라균에 대한 우수한 항균활성을 나타내는 것으로 보고되었다 77) . 고삼은 Sophora flavescens Ait.의 뿌리로 중국당귀( Angelica sinensis )와 배합될 경우 대장균이나 황색포도상구균 등에 대한 항균활성이 증가한다는 연구가 있고 78) , 고삼에서 분리된sophoraflavanone G나 다양한 prenylated flavonoid들이 황색포도상구균 등에 대해 강한 항균활성이 있는 것으로 보고되었다 79 , 80) .
이를 위해서는 하나의 약재가 특정 균에 대한 강한 억제력을 보이는 것도 중요하지만, 다양한 균에 대한 항균력을 보이는 것도 활용 가치를 높일 수 있는 방법이라고 할 수 있다. 따라서, 개별 한약재의 항균 효과를 다빈도 대상 균에 대해 세분화한 결과, 황색포도상구균이나 대장균이 다른 균에 비해 상당히 높은 빈도로 한약재 항균활성의 대상균으로 선정되었음을 알 수 있었다. 또한, 한 약재가 특정한 균에 대해 활성을 나타내기 보다는 다양한 균에 대해 항균력을 보였다. 예를 들면 계피류와 황금의 경우 S. aureus , B. subtilis , L. monocytogenes , B. cereus , V. parahaemoiyticus , E. coli , P. aeroginosa , S. typhimurium , C. albicans , A. niger 등에 대해 항균활성을 보였다.
이러한 결과는 특정 균에 대한 항균활성을 주로 보이고, 부작용이나 독성의 발생가능성이 높은 인공 합성 보존제나 방부제에 비해 한약의 활용도를 보다 폭넓게 적용할 수 있고, 항균활성을 지닌 한약재 자체에 대한 연구 뿐만 아니라 항균활성을 나타내는 구체적인 성분을 밝혀내고, 이를 식품보존제, 화장품방부제 등에 적극 사용함으로써 항균활성물질로서의 한약재에 대한 가치를 높이고, 활용 분야를 넓힐 수 있는 방편으로 생각할 수 있었다.
결 론
인공 합성 항균제의 부작용이나 독성의 위험성으로 인해 최근 천연 방부제 또는 보존제로서의 가치가 높아지고 있는 한약재의 항균활성에 관한 연구를 국내 논문과 등록된 특허를 중심으로 분석하여 동향을 파악한 결과, 논문보고는 2000년대 초반에는 증가하다가 2010년 이후 감소하는 추세를 보였고, 특허 등록은 2000년대 초반이후 지속적으로 증가하는 추세를 보였다. 그리고 논문에서는 단일추출물이 보다 많이 다뤄진데 반해, 특허에서는 복합추출물의 형태로 진행된 연구가 많은 것을 알 수 있었다. 그리고 대상균은 그람양성균, 그람음성균, 진균 등으로 분류할 수 있었는데, 황색포도상구균( S. aureus ), 대장균( E. coli ), 칸디다균( C. albicans ) 등이 대표적인 균으로 분류되었다. 항균활성을 보인 한약재 중에는 계피류, 황금, 고삼 등이 가장 높은 빈도를 보였다. 본 연구가 천연 방부제나 식품보존제로서의 한약재의 활용도를 더욱 높일 수 있는 기초자료의 역할을 할 수 있을 것으로 보인다.
Acknowledgements
본 과제는 전라북도 R&D지원사업의 지원(20140311-A-005)에 의해 수행되었습니다. 더불어 자료 수집에 도움을 준 원광대학교 김선일, 금지혜, 신상문 학부생에게도 감사드립니다.
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