Park, Ro-Dong;Jo, Kyu-Jong;Jo, You-young;Jin, Yu-Lan;Kim, Kil-Yong;Shim, Jae-Han;Kim, yong-Wong
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제12권1호
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pp.84-88
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2002
The effect of chitosan on the growth of plant pathogenic fungi was investigated. Chitosan solubilized in acetic acid showed much higher and more consistent antifungal activity than that solubilized in HCl. The antifungal activity was not significantly affected within a DA (degree of deacetylation) range of $57.3-99.2\%$ tested. Water-soluble and low molecular weight chitosan ($57.3\%$ DA) against 6 plant pathogens showed that Monosporascus canonballus and Pythium irregulare were the most susceptible to the chitosan, while Fusarium oxysporum and F. graminearum were the most resistant. At a concentration of 2.5 mg/ml, the growth of pathogens was completely inhibited except for F. oxysporum. The $MIC_50$ values varied depending on both the DA of the chitosan and the plant pathogens. A chitosan with $57.3\%$ DA exhibited the lowest $MIC_50$ (ranging <0.1-1.8 mg/ml) and that with $84.7\%$ DA the highest $MIC_50$ (ranging <0.4-4.0 mg/ml) depending on the pathogen.
인간의 질병을 치료하기 위한 여러 가지 의료 시스템의 개발이 생명공학의 발전과 함께 많은 연구가 이루어지고 있다. 또한 약물이나 유전자와 같은 생리활성물질을 체내에 안전하게 전달할 수 있는 시스템의 개발과 함께 이루어지고 있다. 이러한 시스템에 있어서 가장 중요한 것은 생체적합성 및 생체분해성 그리고 무독성의 특성을 가진 생체의료용 고분자를 개발하는 것이다. 천연고분자물질인 키토산은 좋은 생체적합성과 생체활성의 특성을 가지고 있어서 생체의료용 재료로 심도 있게 고려되어지고 있다. 키토산의 물성은 키틴의 결정성 구조에 따라 다르게 설명되므로 키틴의 구조적 분석에 대한 연구가 생체재료로써의 응용을 위해서 선행되어야 한다. 이러한 관점에서 본 총설에서는 키틴의 결정성 구조 분석, 키토산의 일반적인 물성 그리고 생체의료용 재료로써 저분자량 수용성 키토산의 가능성을 소개하였다. 또한 다양한 기능성기를 이용한 저분자량 수용성 키토산의 화학적인 개질을 약물전달체로써의 가능성을 강조하고 생체이용율의 향상을 위해 수행하였다.
수용성 키토산을 제조하여 적외선 분광광도계를 이용, 구조확인을 하였으며, X-선 회절분석기로 결정성을, 열분석기로 열안정을 확인을 하였으며, 고유점도법에 의한 점도평균분자량을 측정한 결과 $3.0{\times}10^{4}$와 $4.5{\times}10^{4}$이었다. 점도평균분자량이 $3.0{\times}10^{4}$인 수용성 키토산의 첨가량 따른 일반미생물과 구강미생물에 대한 shaker flask method로 항균효과를 측정한 결과 0.2%의 첨가량에서 Staphylococcus aureus와 Bacillus subtilis는 81.7%와 80.6%의 항균효과를 Escherichia coli는 42.4%의 저해율로 제일 낮은 항균효과를 나타냈으며, 구강미생물인 Streptococcus mutans와 Streptococcus sanguis는 100%의 항균효과를 Streptococcus mitis는 73.8%의 항균효과를 나타냄으로서 일반미생물 보다 구강미생물이 더 우수한 항균력을 나타내었다. 점도평균분자량이 $4.5{\times}10^{4}$인 수용성 키토산은 점도평균분자량이 $3.0{\times}10^{4}$인 수용성 키토산의 1/2 정도의 항균효과를 나타내므로서 점도평균분자량이 작은 수용성 키토산의 항균효과가 월등히 좋았다. 구강미생물의 산도저하 억제효과는 대조군의 경우 배양 후 8분 이내에 pH 7.0에서 4.9로 급격한 pH의 저하를 보인 반면 그 이상에서는 평형을 유지하였으며, 수용성 키토산은 16분 정도까지는 대조군에 비해 현격히 원만한 산도저하 억제효과를 나타내다가 그 이상에서는 평형을 유지하는 것으로 보아 pH 변화에 대한 완충효과가 있음을 알 수 있었다.
저분자량수용성 키토산(LMWSE)을 소수성 항진균제 전달체로 응용하기 위하여, 데옥시콜릭산(deoxycholic acid, DA)을 이용하여 LMWSE를 화학적으로 개질하였다. DA가 결합된 LMWSC 나노입자(WSEDA)의 특성은 동적 광산란기, 투과전자현미경을 이용하여 그 특성을 분석하였다. 제조되어진 나노입자의 크기는 $250{\sim}350\;nm$로 DA의 치환도가 증가함에 따라 입자의 크기가 증가하였다. 항진균제인 이트라코나졸(itraconazole)이 봉입된 WSEDA 나노입자(WSEDA-ITCN)는 소수성 상호작용을 이용한 용매 증발법으로 제조하였다. UV 분광광도계를 이용하여 약물의 함량 및 담지 효율을 측정한 결과 약물의 담지 효율은 $61{\sim}68%$로 우수한 담지 효율을 보였다. 약물방출 거동에서 이트라코나졸이 봉입된 나노파티클의 DA의 함량이 많아질수록 약물이 천천히 방출되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 제조한 DA가 결합된 저분자량 수용성 키토산 나노파티클이 항진균제 전달체로서 매우 높은 응용 가능성을 나타내고 있음을 확인하였다.
A total of 126 crossbred weanling pigs (average body weight of $6.3{\pm}0.3$ kg) were used to investigate the effect of chito-oligosaccharide (COS) on growth performance, nutrient digestibility, pH of gastro-intestinal tract (GI), intestinal and fecal microflora of young piglets. Pigs were allocated to three dietary treatments based on body weight and gender in a single factorial arrangement. Treatments were control (No COS), T1 (0.2% COS during starter (6-13 kg) and 0.1% COS during grower (13-30 kg) phases, and T2 (0.4% COS during starter (6-13 kg) and 0.3% COS during grower (13-30 kg) phases, respectively. Each treatment had 3 replicates and 14 pigs were raised in each pen. COS is a low molecular weight water-soluble chitosan that can be obtained from chitin of the crab shell after deacetylation with concentrated sodium hydroxide at high temperature and then further decomposition by chitosanase enzyme in the presence of ascorbic acid. For the starter and grower periods, there were no significant differences (p>0.05) in average daily gain (ADG) and feed to gain ratio among treatments. However, during the overall period (6-30 kg), T2 showed better (p<0.05) feed to gain ratio than other treatments. A digestibility study was conducted at the end of grower phase which showed improvement (p<0.05) in DM and crude fat digestibility in T2 over the control. At 25 kg body weight, 6 pigs per treatment (2 per replicate) were sacrificed to determine the effect of diets on pH and microbial count at different sections of the GI tract. The pH of the cecal contents in pigs fed 0.1% COS was higher (p<0.05) than in the other treatments. Total anaerobic bacterial number increased from cecum to rectum in all treatments. The weekly total bacterial counts showed higher (p<0.05) in feces of pigs fed COS than that of untreated pigs at the $8^{th}$ week. The number of fecal E. coli in untreated pigs at $4^{th}$ wk was 7.35 log CFU/g compared to 6.71 and 6.54 log CFU/g in 0.1 and 0.3% COS-treated pigs, respectively. Similarly, at $8^{th}$ wk, fecal clostridium spp. were lower in pigs fed 0.3% COS (5.43 log CFU/g) than in untreated pigs (6.26 log CFU/g). In conclusion, these results indicated that chito-oligosaccharide could improve feed efficiency in young pigs and inhibited the growth of harmful bacteria.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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