Physico-chemical Properties and Antibacterial Activities of Lactonic Sophorolipid

Sophorolipid is a biological surfactant of the glycolipid structure produced by Candida bombicola, which generally exists as a mixture of acidic and lactonic forms. In this study, we investigated physico-chemical properties, antibacterial activities, and cytotoxicity of the sophorolipid containing more than 96% of the lactonic form, produced by the gene regulation of production strains and application of a metabolic engineering technique. The lactonic sophorolipid showed a weak acidity in the range of pH 3.2~4.6 when diluted in water at the concentrations from 1 to 0.001 wt%. The $pK_a$ value of the lactonic sophorolipid was estimated to be around 4.3 from the acid-base titration curve. The critical micelle concentration (CMC) of the lactonic sophorolipid was $10^{-2}wt%$, at which the surface tension of aqueous solution was reduced to 36 mN/m. The lactonic sophorolipid showed the minimum inhibitory concentrations (MIC) of $1{\times}10^{-3}$ and $5{\times}10^{-3}g/mL$ against Propionibacterium acnes and Corynebacterium xerosis, respectively. The MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide] assay showed that cytotoxicity of the lactonic sophorolipid was ten times lower than that of triclosan.

락톤형 소포로리피드의 물리화학적 특성 및 항균효과

소포로리피드(sophorolipid)는 Candida bombicola에 의해 생산되는 당지질 구조의 생물 계면활성제로, 일반적으로 산성형과 락톤형의 혼합으로 존재한다. 본 연구에서는 소포로리피드 생산균주의 유전자조절과 대사공학적 방법을 통해 락톤형이 96% 이상으로 존재하는 소포로리피드의 물리화학적 특성, 항균 특성, 세포독성 등을 살펴보았다. 락톤형 소포로리피드를 물에 1 wt%에서 0.001 wt% 농도로 희석시키면 pH가 3.2~4.6 범위의 약산성을 나타내었다. 산-염기 적정곡선으로부터 락톤형 소포로리피드의 $pK_a$ 값은 대략 4.3으로 측정되었다. 임계 마이셀 농도(CMC)는 $10^{-2}wt%$로, 이때 수용액의 표면장력은 36 mN/m까지 감소하였다. 락톤형 소포로리피드의 항균 활성을 살펴본 결과, Propionibacterium acnes에 대하여 $1{\times}10^{-3}g/mL$, Corynebacterium xerosis에 대하여 $5{\times}10^{-3}g/mL$의 최소저지농도(MIC) 값을 보였다. MTT assay 실험 결과로부터 락톤형 소포로리피드의 세포독성이 트리클로산보다 10배 더 낮은 것으로 나타났다.