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KR102241761B1 - 상온에서 속효성 살균 효과를 갖는 조성물 - Google Patents

상온에서 속효성 살균 효과를 갖는 조성물 Download PDF

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KR102241761B1
KR102241761B1 KR1020190096207A KR20190096207A KR102241761B1 KR 102241761 B1 KR102241761 B1 KR 102241761B1 KR 1020190096207 A KR1020190096207 A KR 1020190096207A KR 20190096207 A KR20190096207 A KR 20190096207A KR 102241761 B1 KR102241761 B1 KR 102241761B1
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Abstract

본 발명은 상온에서 초단시간(30초)에 항균효과를 갖는 살균용 조성물 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것으로, 자세하게는 중쇄지방산으로서 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 세정제 조성물, 상기 조성물을 포함하는 소독제 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 상온에서 미생물을 살균하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 살균용 조성물은 중쇄지방산으로 카프릭산을 이용하고 특정 계면활성제를 적정량으로 조합하는 경우 중쇄지방산의 용해도를 증진시켜 상온(15℃ ~ 25℃)에서도 30초 이내에 세균을 효과적으로 살균·제어할 수 있는바, 의약품, 식품, 화장품, 헬스 케어, 의료 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

상온에서 속효성 살균 효과를 갖는 조성물{A composition having a fast-acting sterilizing effect at room temperature}
본 발명은 상온에서 초단시간(30초)에 항균효과를 갖는 살균용 조성물 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것으로, 자세하게는 중쇄지방산으로서 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 세정제 조성물, 상기 조성물을 포함하는 소독제 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 상온에서 미생물을 살균하는 방법에 관한 것이다.
중쇄지방산(Medium Chain Fatty Acid)은 대다수 동물의 유지방(milk fat) 및 열대지역에서 자라는 쿠페아, 코코넛, 팜과 같은 식물의 오일 등에 중성지방의 형태로 다량 존재하는 물질이다. 탄소수(C) 8-12개의 이중결합이 없는 지방산 구조를 지니며 카프릴산(Caprylic acid, C8), 카프릭산(Capric acid, C10), 라우릭산(Lauric acid, C12)이 이에 속한다. 중쇄지방산은 가축의 소화기관에서 효율적으로 소화ㆍ흡수되고 장내 미생물 균형에 좋은 영향을 끼치는 것으로 알려져 있어 가축의 사료에 종종 첨가되어 사용된다. 최근에는 체내 에너지 소비 촉진 및 신진대사 향상에 기여하는 것으로 알려지면서 다이어트용 기능성 물질로도 각광받고 있다.
중쇄지방산은 대장균, 살모넬라균과 같은 장내 병원성 미생물을 포함하여 다양한 병원균에 우수한 항균 효과를 나타낸다. 그러나 상온에서 용해도가 낮아 (20℃에서 물 100 ml 당 0.0055-0.068 g 용해) 쉽게 고형으로 용출되므로 일반적으로 상온 처리되는 표면살균제 및 손 소독제 등의 유효 항균물질로 사용하기에 제한적이다. 특히, 카프릭산 및 라우릭산의 경우 Log Po/w(n-옥탄올/물 분배계수) 값이 4 이상으로 높아 미생물의 세포막을 투과ㆍ혼란시키는 기능이 뛰어나므로 소량 처리만으로도 높은 항균효과를 기대할 수 있으나 상온에서는 그 효능이 급감한다는 한계점이 있다.
현재 중쇄지방산은 식품, 화장품, 위생용품, 의약외품 등에 다양하게 사용되고 있으나 특정 온도 조건에서 항균력을 최적화할 수 있는 정확한 농도 조건 및 조합에 대한 이해 없이, 물질 자체가 가지는 항균력에만 의존하여 조합·사용되고 있는 실정이다.
이러한 배경하에, 본 발명자는 상온에서 중쇄지방산의 초단시간 항균효과를 증진시킬 수 있는 소재를 발굴하고자 노력하였으며, 중쇄지방산으로 카프릭산을 이용하고 특정 계면활성제를 적정량으로 조합하는 경우 중쇄지방산의 용해도를 증진시켜 상온에서도 30초 이내에 세균을 효과적으로 살균ㆍ제어할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
한국공개특허 제10-2015-0090559호
따라서 본 발명의 목적은 상온에서도 초단시간 내에 우수한 살균활성을 갖는 살균용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 이용한 세정제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용한 소독제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 이용하여 상온에서도 초단시간 내에 미생물을 살균하는 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 계면활성제는 폴리솔베이트 20(Polysorbate 20), 폴리솔베이트 80(Polysorbate 80), 소르비탄 모노올레이트(Sorbitan Monooleate), 코카미도프로필베타인(Cocamidopropyl Betaine) 및 레시틴(Lecithin)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 카프릭산은 1.0 내지 2.5 mM의 농도로 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 계면활성제는 0.01 내지 0.1 v/v%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 장출혈성대장균(Escherichia coli O157:H7, E. coli O157:H7), 살모넬라균(Salmonella spp.), 엔테로코쿠스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물에 대한 살균 활성을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 15℃ ~ 25℃의 상온에서 살균 활성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 세정제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 소독제 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 살균 대상에 처리하는 단계를 포함하는, 미생물 살균방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 처리하는 단계는 15℃ ~ 25℃의 상온에서 25 ~ 35 초간 이루어질 수 있다.
본 발명의 살균용 조성물은 중쇄지방산으로 카프릭산을 이용하고 특정 계면활성제를 적정량으로 조합하는 경우 중쇄지방산의 용해도를 증진시켜 상온(15℃ ~ 25℃)에서도 30초 이내에 세균을 효과적으로 살균ㆍ제어할 수 있는바, 본 발명의 조성물은 의약품, 식품, 화장품, 헬스 케어, 의료 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 상온(22℃) 조건에서 카프릴산 처리에 따른 다양한 미생물(엔테로코쿠스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes), 리스테리아균(Listeria monocytogenes))에 대한 살균력을 평가한 것이다.
도 2는 상온(22℃) 조건에서 중쇄지방산의 종류별(카프릴산, 카프릭산, 라우릭산) 농도별(0.5-2.5 mM) 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다.
도 3은 중온(37℃) 조건에서 중쇄지방산의 종류별(카프릴산, 카프릭산, 라우릭산) 농도별(0.5-2.5 mM) 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다.
도 4는 상온(22℃) 조건에서 카프릭산과 다양한 계면활성제(트윈 20, 트윈 80, 스판 80, 코코베타인, 레시틴)의 조합에 따른 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다.
도 5는 상온(22℃) 조건에서 카프릭산의 처리농도(0.5-2.5 mM), 계면활성제로서 트윈 20의 처리농도(0.01-1.0 v/v%)를 변화시켜 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다.
도 6은 상온(22℃) 조건에서 카프릭산의 처리농도(0.5-2.5 mM), 계면활성제로서 코코베타인의 처리농도(0.01-1.0 v/v%)를 변화시켜 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정한 결과이다.
도 7은 카프릭산 단독 처리(비교예 3-6) 또는 카프릭산에 계면활성제로서 트윈 20 또는 코코베타인을 0.01-1.0 v/v%로 첨가한 경우 수용액의 외관변화를 살펴본 사진이다.
본 발명은 중쇄지방산인 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물을 제공한다.
일반적으로 중쇄지방산은 상온에서 용해도가 낮아 쉽게 고형으로 용출되므로, 이러한 특징을 갖는 중쇄지방산은 상온 처리되는 표면살균제 및 손 소독제 등의 유효 항균물질로 사용하기에 제한을 가지고 있다.
본 발명에서는 상온에서 중쇄지방산의 초단시간 항균효과를 증진시킬 수 있는 소재를 발굴하고자 노력하였으며, 중쇄지방산으로 카프릭산을 이용하고 여기에 계면활성제를 특정량으로 조합하는 경우 중쇄지방산의 용해도를 증진시켜 상온에서도 30초 이내에 세균을 효과적으로 살균ㆍ제어할 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.
본 명세서에서 ‘카프릭산(Capric Acid)’은 지방에서 얻어지는 탄소수 10개의 이중결합이 없는 포화지방산으로서 화학식은 C10H20O2 이며, 상온에서 물에 대한 용해도는 0.015 g/물 100 ml이다.
일반적으로 ‘상온’이라 함은 년중 평균적인 온도로서 바깥 대기 중의 평균적인 온도를 의미하며, 식품공전에서 정의되는 상온의 온도범위는 15℃ 내지 25℃이다. 따라서 본 명세서에서 ‘상온’이라 함은 15℃ 내지 25℃ 온도로 정의될 수 있다.
본 발명은 중쇄지방산으로 카프릭산을 사용하고, 여기에 특정 계면활성제를 조합함으로써, 상온에서도 우수한 살균 활성을 갖는 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 계면활성제는 폴리솔베이트 20(Polysorbate 20), 폴리솔베이트 80(Polysorbate 80), 소르비탄 모노올레이트(Sorbitan Monooleate), 코카미도프로필베타인(Cocamidopropyl Betaine) 및 레시틴(Lecithin)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 폴리솔베이트 20(Polysorbate 20) 또는 코카미도프로필베타인(Cocamidopropyl Betaine)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 카프릭산은 조성물에 1.0 내지 2.5 mM의 농도로 포함될 수 있으며, 또한, 상기 카프릭산은 조성물에 0.001 내지 0.01 v/v% 농도로 포함될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 계면활성제는 조성물에 0.01 내지 0.1 v/v% 농도로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.01 v/v% 일 수 있다.
본 발명의 조성물은 장출혈성대장균(Escherichia coli O157:H7, E. coli O157:H7), 살모넬라균(Salmonella spp.), 엔테로코쿠스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물에 대한 살균 활성을 가질 수 있다.
통상적으로, 그람 양성균의 세포막이 펩티도글리칸 층에 의해 그람 음성균보다 두껍고, 특히 메티실린내성 황색포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus , 이하 간략하게 ‘MRSA’라 약칭함)의 경우 항생제 내성 기전을 가지고 있기 때문에 타 균주들에 비해 저항성이 강한 균주로 인정받고 있다. 한편, 종래 연구에 의하면 동일한 조건에서 카프릴산 처리 시 MRSA의 내성이 다른 균주들에 비해 현저히 높으며 이로 인한 항균물질 처리 시 세균 저감활성이 낮은 것으로 알려져 있다(도 1 참조). 따라서, 타 균주들에 비해 저항성이 강한 MRSA에 대한 살균활성을 갖는 경우 다른 세균에 대한 살균활성도 갖는다고 판단됨이 당업계에서는 자명하다.
본 발명의 하기 실시예에서는, 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 조성물의 살균활성을 평가하기 위하여 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA) 3개 균주(ATCC 33591, 33592, 43300)를 실험에 사용하였으며, 상기 성분의 조합에 따른 상온에서의 초단시간(30초) 내에 두드러지게 우수한 살균 활성을 실험을 통해 입증하였다.
그러므로 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 메티실린내성 황색포도상구균을 포함한 다양한 세균에 대한 살균활성을 갖는다 하겠다.
본 발명의 조성물은 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함함으로써 15℃ 내지 25℃의 상온에서 살균 활성을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물(카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물)을 포함하는 세정제 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 용어 ‘살균’은 세균, 효모, 곰팡이 등의 미생물을 사멸시키는 것을 의미한다.
본 발명의 세정제 조성물은 손 세정제, 바디 세정제, 액체 샴푸, 액체 린스, 액체 비누, 여성청결제 등을 예시할 수 있으나, 특별히 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 ‘손 세정제’는 전술한 중쇄지방산인 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물을 포함하는 한, 통상적인 손 세정제에 대한 제조방법, 재료 등이 통용될 수 있다.
예를 들어, 상기 손 세정제는 습윤제로서 글리세린을 포함할 수 있다. 손 세정제에 존재하는 습윤제는 세정제의 사용 시 피부에 유리하게 놓여질 수 있어, 피부에 존재하는 지질 및 필수적 오일을 지속시키도록 돕는다. 적합한 습윤제의 특별한 예로는, 글리세린, 글리세린 유도체, 소듐 하이알루로네이트(sodium hyaluronate), 하이알루론산(hyaluronic acid), 베타인(betaine), 아미노산, 글리코사미노글리칸(glycosaminoglycans), 꿀, 소르비톨, 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜, 폴리올, 설탕, 하이드로겐화 전분 하이드롤리세이트, 소듐 PCT와 같은 PCA 염, 락산, 락테이트, 우레아 등을 포함한다.
또한, 상기 손 세정제는 연화제를 포함할 수 있다. 적합한 연화제는 석유계 오일, 페트로라툼(petrolatum), 식물성 오일, 미네랄 오일, 천연 또는 합성 오일, 라놀린 및 그 유도체, 지방 에스테르, 글리세롤 에스테르 및 유도체, 프로필렌 글리콜 에스테르 및 유도체, 알콕실레이트된 카르복실산, 알콕실레이트된 알코올, 지방 알코올, 지방산 및 이들의 혼합물과 같은 오일을 포함한다.
적합한 에스테르는 이로 한정하는 것은 아니지만, 세틸 팔미테이트, 스테아릴 팔미테이트, 세틸 스테아레이트, 이소프로필 라우레이트, 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 지방 알코올은 이로 한정하는 것은 아니지만, 옥틸도데카놀, 라우릴, 미리스틸, 세틸, 스테아릴, 베헤닐 알코올, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 유칼립톨, 세테르아릴 글루코시드, 디메틸이소소르빅 폴리글리세릴-3 세틸 에테르, 폴리글리세릴-3 데실테트라데카놀, 프로필렌 글리콜 미리스틸 에테르, 및 이들의 혼합물과 같은 에테르가 또한 적합하게 연화제로서 사용될 수 있다.
적합한 천연 지방 또는 오일은 지방, 오일, 에센션 오일, 에센션 지방산, 비-에센셜 지방산, 인지질 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 천연 지방 및 오일은 피부의 천연 배리어에서 발견된 에션셜 및 비-에센셜 지방산의 원료를 제공할 수 있다. 적합한 천연 지방 또는 오일의 특별한 예는 시트러스 오일(citrus oil), 올리브 오일, 아보카도 오일, 아프리코트 오일(apricot oil), 바바수 오일(babassu oil), 카멜리아 오일(camellia oil), 카놀라 오일(canola oil), 카스토르 오일(castor oil), 코코넛 오일, 콘 오일, 면실유, 에뮤 오일(emu oil), 달맞이꽃 종자유(evening primrose oil), 하이드로겐화된 면실유, 하이드로겐화된 팜핵유(hydrogenated palm kernel oil), 말이이트화된 대두유(maleated soybean oil), 메도우 폼 오일(meadowfoam oil), 팜 핵유, 땅콩유, 유채유(rapeseed oil), 포도씨유(grapeseed oil), 홍화씨유(safflower oil), 스핑고지질(sphingolipids), 아마씨유(seed almond oil), 톨유(tall oil), 라우릭산(lauric acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 리놀레익산(linoleic acid), 스테아릴 알코올(stearyl alcohol), 라우릴 알코올(lauryl alcohol), 미리스틸 알코올(myristyl alcohol), 베헤닐 알코올(behenyl alcohol), 로즈 힙 오일(rose hip oil), 칼렌듈라 오일(calendula oil), 카모마일 오일(chamomile oil), 유칼립투스 오일(eucalyptus oil), 쥬니퍼 오일(juniper oil), 샌들우드 오일(sandlewood oil), 티 트리 오일(tea tree oil), 해바라기 유(sunflower oil), 대두유(soybean oil), 타미유(thyme oil) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 조성물(카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물)을 포함하는 소독제 조성물을 제공한다.
본 발명의 소독제 조성물은 손 소독제, 인체용 소독제, 병실용 소독제, 동물용 소독제 등을 예시할 수 있으나, 특별히 그 종류를 한정하는 것은 아니다.
현재 시판되는 일반적인 손 소독제는 에탄올, 이소프로판올, 염화벤잘코늄, 크레졸, 과산화수소수 중 하나를 주성분으로 사용하고 있고, 알코올을 60 내지 70%의 비율로 포함하는 젤 형태가 물을 사용치 않는 손 소독제로 가장 일반적이다. 이러한 손 소독제는 주원료로 사용되는 에탄올, 이소프로판올, 염화벤잘코늄, 크레졸 또는 과산화수소수 등과 같은 합성 화학물질을 사용함에 따라 알러지, 피부 트러블 등과 같은 피부질환이 문제되고 있다.
그러나 본 발명의 소독제 조성물은 중쇄지방산으로 카프릭산을 이용하고 특정 계면활성제를 적정량으로 조합하는 경우 중쇄지방산의 용해도를 증진시켜 상온에서도 30초 이내에 세균을 효과적으로 살균ㆍ제어할 수 있는바, 종래 시판되는 소독제 대비 인체에 무해하고 안전한 특성을 갖는다.
본 발명의 소독제 조성물은 무향일 수 있으며, 또한, 향취(fragrance)를 부여하도록 천연 방향제를 첨가할 수도 있다.
상기 천연 방향제로서는, 로즈마리(rosemary), 라벤더(lavender), 장미(rose), 라반딘(lavandin), 레몬(lemon), 로즈 우드(rosewood), 만다린(mandarin), 쟈스민(jasmine), 바실(basil), 백단향(sandalwood), 베르가모트(bergamot), 시트로넬라(citronella), 오렌지(orange), 유칼립투스(eucalyptus), 캐모마일(chamomile), 팔마로사(palmarosa) 또는 마조람(majoram) 등의 식물로부터 수득한 천연 추출물 또는 정유(essential oil)를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 소독제 조성물은 천연 점증제를 더 포함할 수 있다. 천연 점증제는 조성물에 발생될 수 있는 기포의 안전성을 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어, 천연 고분자인 전분, 잔탄검, 로커스트빈검, 카라기난, 펙틴 젤라틴 등의 천연 소재의 점증제를 혼합할 수 있으며, 제조된 소독제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.0001 내지 10중량%의 양으로 혼합될 수 있다.
또한, 본 발명의 소독제 조성물은 용도에 따라 pH를 달리하여 제조할 수 있으며, pH 조절을 위하여 천연 pH 조절 물질로써 포도씨 추출물, 레몬주스, 식초, 사과산 등과 같은 과일산을 이용하거나 구연산 등을 이용해 pH를 낮출 수 있으며, 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 등을 이용해 pH를 높이도록 구성할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 본 발명에 소독제 조성물은 액체, 젤, 에멀젼, 에어로졸 형태로 제형화하여 제조할 수 있으나, 특별히 제형을 한정하는 것은 아니다.
병원성 세균으로 인한 질병을 갖는 환자를 치료하고 있는 병원의 병실 소독 및 의료종사자의 손, 인체, 옷과 의료기기를 소독하는 문제는 간단치 않다. 일반적으로, 강산, 강염기 또는 염소계 소독제를 사용하여 소독하는데, 본 발명의 소독제 조성물은 타 균주에 비해 저항성이 강한 메티실린내성 황색포도상구균을 상온(15-25℃) 조건에서 초단시간(30초)에 효과적으로 사멸시키는바, 실제로 의료분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 소독제 조성물은 동물 소독이나 축사 소독, 축산 농가 및 농부의 직접 소독을 가능케 한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물(중쇄지방산인 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하는 살균용 조성물)을 살균 대상에 처리하는 단계를 포함하는, 살균방법을 제공한다.
상기 조성물을 살균 대상에 처리하는 단계는 15℃ ~ 25℃의 상온에서 25 ~ 35 초간 이루어질 수 있는바, 고온이나 고압과 같은 조건 없이도 쉽고 빠르게 진행될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
본 발명의 조성물의 살균 효과 검증을 위한 실험의 준비
<1-1> 사용균주 및 배양
두꺼운 세포막 구조에 의해 그람 양성균의 제어가 그람 음성균에 비해 매우 어렵다는 점에 착안하여 식품, 헬스 케어, 의료 분야에서 광범위하게 문제가 되고 있는 메티실린내성 황색포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus , MRSA) 3개 균주(ATCC 33591, 33592, 43300)를 실험에 사용하였다. 각 균주는 Mueller Hinton broth (BD Difco) 3 ml에 30 μl를 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양하였으며, 0.85% 멸균 생리식염수(saline)로 세척 후 3개 균주의 혼합액(cocktail)을 만들어 사용하였다.
참고로, 본 발명자는 동일한 조건에서 카프릴산 처리 시 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA)의 내성이 다른 균주들에 비해 현저히 높으며 이로 인한 카프릴산 처리 시 세균 저감활성이 가장 낮은 것을 이전 연구에서 확인하였다(도 1 참조). 따라서, 타 균주들에 비해 저항성이 강한 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA)에 대한 살균활성을 갖는 경우 다른 세균에 대한 살균활성도 높을 것으로 판단되었는바, 본 실험에서는 살균 효과 검증을 위해 대표적인 균주로서 메티실린내성 황색포도상구균(MRSA)을 이용하였다.
<1-2> 중쇄지방산 표준용액 준비
중쇄지방산으로 카프릴산(Sigma Aldrich, Korea), 카프릭산(Sigma Aldrich, Korea) 및 라우릭산(Sigma Aldrich, Korea)을 사용하였다. 실험에 사용한 카프릴산, 카프릭산 및 라우릭산은 99.9% 에탄올에 용해하여 1.0 M 농도의 원액을 에탄올에 희석하여 증쇄지방산 50-250 mM이 되도록 제조하였으며, 제조한 수용액을 멸균된 증류수로 희석하여 최종농도 0.5-2.5 mM가 되도록 표준용액을 제조하였다.
<1-3> 계면활성제 표준용액 준비
계면활성제로 트윈 20(Sigma Aldrich, Korea), 트윈 80(Sigma Aldrich, Korea), 스판 80(Sigma Aldrich, Korea), 코코베타인(Sigma Aldrich, Korea) 및 레시틴(Serva, Heidelberg, Germany)을 사용하였다. 실험에 사용한 상기 계면활성제 각각은 멸균된 증류수를 용매로 하여 제조한 1-100% stock solution을 이용하여 멸균된 증류수에 100배 희석함으로써 최종농도가 0.01-1.0 v/v%가 되도록 표준용액을 제조하였다.
<실험예 1>
상온(22℃) 및 중온(37℃) 조건에서 중쇄지방산의 살균력 비교
본 실험에서는 상온(22℃) 및 중온(37℃) 조건에서 중쇄지방산의 종류별 농도별 살균력을 평가하기 위하여, 중쇄지방산의 종류(카프릴산, 카프릭산, 라우릭산), 처리 농도(0.5-2.5 mM), 처리 온도(22℃, 37℃)를 변화시켜 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정하였다. 하기 표 1에서는 실시예 1-24를 자세히 나타내었다.
살균력 평가를 위해, 중쇄지방산 단독 처리군에 앞 서 준비한 균주 혼합액 100 μl를 접종하여 총 부피 10 ml을 유지하도록 하였다. 항균물질을 처리하지 않은 무처리군(대조군)과 처리군은 항온수조에서 22℃ 또는 37℃로 30초 간 노출 후 중화제(neutralizing D/E buffer) 처리하였으며, 멸균 생리식염수에 10진 희석 후 Mueller Hinton agar (BD Difco)에 100 μl 씩 분주하여 도말하였다. 검출한계를 낮추기 위해 처리 직후의 원액 1 ml은 총 4개의 플레이트에 직접 분주하여 바로 도말하였으며, 모든 배지는 37℃에서 24시간 동안 배양 후 콜로니를 계수하였다. 미생물의 저감화 수치(bacterial reduction)는 초기 균수에서 처리 후 균수를 감하여 계산하였다(log CFU/ml). 모든 실험은 4반복 수행되었다.
실시예 1 내지 24
실시예 중쇄지방산 처리농도(mM) 처리온도(℃) 처리시간(초)
실시예 1 카프릴산 0.5 22 30
실시예 2 카프릴산 1.0 22 30
실시예 3 카프릴산 1.5 22 30
실시예 4 카프릴산 2.5 22 30
실시예 5 카프릭산 0.5 22 30
실시예 6 카프릭산 1.0 22 30
실시예 7 카프릭산 1.5 22 30
실시예 8 카프릭산 2.5 22 30
실시예 9 라우릭산 0.5 22 30
실시예 10 라우릭산 1.0 22 30
실시예 11 라우릭산 1.5 22 30
실시예 12 라우릭산 2.5 22 30
실시예 13 카프릴산 0.5 37 30
실시예 14 카프릴산 1.0 37 30
실시예 15 카프릴산 1.5 37 30
실시예 16 카프릴산 2.5 37 30
실시예 17 카프릭산 0.5 37 30
실시예 18 카프릭산 1.0 37 30
실시예 19 카프릭산 1.5 37 30
실시예 20 카프릭산 2.5 37 30
실시예 21 라우릭산 0.5 37 30
실시예 22 라우릭산 1.0 37 30
실시예 23 라우릭산 1.5 37 30
실시예 24 라우릭산 2.5 37 30
중쇄지방산의 몰농도를 % 농도로 환산
중쇄지방산 0.5 mM 1.0 mM 1.5 mM 2.5 mM
카프릴산 0.008 v/v% 0.016 v/v% 0.024 v/v% 0.040 v/v%
카프릭산 0.010 v/v% 0.020 v/v% 0.030 v/v% 0.049 v/v%
라우릭산 0.012 v/v% 0.023 v/v% 0.035 v/v% 0.058 v/v%
그 결과 하기 표 3 및 도 2-3에서 나타낸 바와 같이, 상온(22℃)에서 카프릴산(실시예 1-4) 및 라우릭산(실시예 9-12) 단독처리에 비해 카프릭산(실시예 5-8) 단독처리의 경우 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 저감효과가 두드러지게 우수한 것을 확인하였으며, 특히 카프릭산 1.5 mM(실시예 7) 처리 시 최대 4.1 log의 저감효과를 보였다. 한편, 중쇄지방산의 처리 온도를 37℃로 높였을 때 모든 중쇄지방산의 항균효능은 상온 처리에 비해 증가하였으며, 특히 카프릭산(실시예 17-20) 및 라우릭산(실시예 21-24)의 메티실린내성 황색포도상구균 저감효과가 5 log 이상의 수준으로 극명하게 나타났다.
상온(22℃) 및 중온(37℃)에서 중쇄지방산의 살균력 비교
상온(22℃) 평균 표준편차 중온(37℃) 평균 표준편차
실시예 1 -0.0312 0.0279 실시예 13 -0.0215 0.0809
실시예 2 0.0186 0.0927 실시예 14 0.0367 0.2950
실시예 3 0.3103 0.2561 실시예 15 0.5065 0.0834
실시예 4 0.3887 0.0912 실시예 16 2.0986 1.8385
실시예 5 2.9776 0.5671 실시예 17 6.6295 0.2213
실시예 6 3.9584 0.6558 실시예 18 6.7602 0.1228
실시예 7 4.0814 1.0828 실시예 19 6.7602 0.1228
실시예 8 3.4381 1.3718 실시예 20 6.7602 0.1228
실시예 9 0.1978 0.3547 실시예 21 5.4118 0.1788
실시예 10 1.4984 0.3099 실시예 22 5.5708 0.3093
실시예 11 1.6432 0.4976 실시예 23 5.9558 0.8262
실시예 12 1.4534 0.1330 실시예 24 5.7328 1.1428
<실험예 2>
중쇄지방산 및 계면활성제 조합물의 살균력 비교
본 실험에서는 상온(22℃) 조건에서 중쇄지방산과 계면활성제의 다양한 조합에 따른 살균력을 평가하기 위하여, 중쇄지방산의 종류(카프릭산, 라우릭산) 및 계면활성제의 종류(트윈 20, 트윈 80, 스판 80, 코코베타인, 레시틴)를 변화시켜 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정하였다. 카프릭산을 단독으로 처리한 군을 비교예 1로 사용하였으며, 라우릭산을 단독으로 처리한 군을 비교예 2로 사용하였다. 하기 표 4에서는 비교예 및 실시예 25-34를 자세히 나타내었다.
살균력 평가를 위해, 중쇄지방산과 계면활성제를 혼합한 처리군에 앞 서 준비한 균주 혼합액 100 μl를 접종하여 총 부피 10 ml을 유지하도록 하였다. 항균물질을 처리하지 않은 무처리군(대조군)과 처리군은 항온수조에서 22℃ 또는 37℃로 30초 간 노출 후 중화제(neutralizing D/E buffer) 처리하였으며, 멸균 생리식염수에 10진 희석 후 Mueller Hinton agar (BD Difco)에 100 μl 씩 분주하여 도말하였다. 검출한계를 낮추기 위해 처리 직후의 원액 1 ml은 총 4개의 플레이트에 직접 분주하여 바로 도말하였으며, 모든 배지는 37℃에서 24시간 동안 배양 후 콜로니를 계수하였다. 미생물의 저감화 수치(bacterial reduction)는 초기 균수에서 처리 후 균수를 감하여 계산하였다(log CFU/ml). 모든 실험은 4반복 수행되었다.
실시예 25 내지 34
실시예 중쇄지방산 처리농도
(mM)		 계면활성제 처리농도
(v/v%)		 처리온도
(℃)		 처리시간
(초)
비교예 1 카프릭산 1.5 - - 22 30
실시예 25 카프릭산 1.5 Tween 20 0.01 22 30
실시예 26 카프릭산 1.5 Tween 80 0.01 22 30
실시예 27 카프릭산 1.5 Span 80 0.01 22 30
실시예 28 카프릭산 1.5 Coco-betaine 0.01 22 30
실시예 29 카프릭산 1.5 Lecithin 0.01 22 30
비교예 2 라우릭산 1.5 - - 22 30
실시예 30 라우릭산 1.5 Tween 20 0.01 22 30
실시예 31 라우릭산 1.5 Tween 80 0.01 22 30
실시예 32 라우릭산 1.5 Span 80 0.01 22 30
실시예 33 라우릭산 1.5 Coco-betaine 0.01 22 30
실시예 34 라우릭산 1.5 Lecithin 0.01 22 30
그 결과 하기 표 5 및 도 4에서 나타낸 바와 같이, 카프릭산 1.5 mM에 계면활성제 0.01 v/v%를 조합하여 상온에서 처리하였을 때(실시예 25-29), 비교예 1에 비해 실시예 25, 실시예 28, 실시예 29의 메티실린내성 황색포도상구균 저감효과가 크게 증가하는 것을 확인하였다. 특히 계면활성제로서 트윈 20( 실시예 25) 또는 코코베타인(실시예 28)을 카프릭산과 조합하는 경우 2 log 이상의 살균력 상승효과를 보여주었다. 반면에, 라우릭산의 경우 카프릭산에 비해 상온에서 물에 대한 용해도가 극명히 낮아 계면활성제 0.01 v/v%를 첨가(실시예 30-34)하더라도 비교예 2에 비해 살균력이 증가하지 않는 것으로 나타났다.
카프릭산 또는 라우릭산 수용액과 계면활성제 조합물의 살균력 비교
카프릭산 평균 표준편차 라우릭산 평균 표준편차
비교예 1 4.0814 1.0828 비교예 2 1.1125 0.9007
실시예 25 6.6714 0.3670 실시예30 0.2443 0.2961
실시예 26 4.2902 0.9466 실시예31 0.4310 0.5943
실시예 27 1.7549 1.1248 실시예32 0.2007 0.2452
실시예 28 6.8721 0.0361 실시예33 0.4909 0.3423
실시예 29 6.1127 1.0445 실시예34 0.0534 0.0926
<실험예 3>
카프릭산 및 계면활성제 조합물의 살균력 및 외관변화 비교
<3-1> 살균력 평가
본 실험에서는 상온(22℃) 조건에서 카프릭산과 계면활성제의 종류별 농도별 다양한 조합에 따른 살균력을 평가하기 위하여, 카프릭산의 처리농도(0.5-2.5 mM), 계면활성제의 종류(트윈 20, 코코베타인), 계면활성제의 처리농도(0.01-1.0 v/v%)를 변화시켜 메티실린내성 황색포도상구균에 대한 살균 효과를 측정하였다. 카프릭산을 단독으로 처리한 군을 비교예로 사용하였다. 하기 표 6에서는 비교예 3-6 및 실시예 35-58를 자세히 나타내었다.
살균력 평가는 상기 <실시예 3>과 동일한 방식으로 평가하였다.
실시예 35 내지 58
실시예 중쇄지방산 처리농도
(mM)		 계면활성제 처리농도
(v/v%)		 처리온도
(℃)		 처리시간
(초)
비교예 3 카프릭산 0.5 - - 22 30
비교예 4 카프릭산 1.0 - - 22 30
비교예 5 카프릭산 1.5 - - 22 30
비교에 6 카프릭산 2.5 - - 22 30
실시예 35 카프릭산 0.5 Tween 20 0.01 22 30
실시예 36 카프릭산 0.5 Tween 20 0.1 22 30
실시예 37 카프릭산 0.5 Tween 20 1.0 22 30
실시예 38 카프릭산 1.0 Tween 20 0.01 22 30
실시예 39 카프릭산 1.0 Tween 20 0.1 22 30
실시예 40 카프릭산 1.0 Tween 20 1.0 22 30
실시예 41 카프릭산 1.5 Tween 20 0.01 22 30
실시예 42 카프릭산 1.5 Tween 20 0.1 22 30
실시예 43 카프릭산 1.5 Tween 20 1.0 22 30
실시예 44 카프릭산 2.5 Tween 20 0.01 22 30
실시예 45 카프릭산 2.5 Tween 20 0.1 22 30
실시예 46 카프릭산 2.5 Tween 20 1.0 22 30
실시예 47 카프릭산 0.5 Coco-betaine 0.01 22 30
실시예 48 카프릭산 0.5 Coco-betaine 0.1 22 30
실시예 49 카프릭산 0.5 Coco-betaine 1.0 22 30
실시예 50 카프릭산 1.0 Coco-betaine 0.01 22 30
실시예 51 카프릭산 1.0 Coco-betaine 0.1 22 30
실시예 52 카프릭산 1.0 Coco-betaine 1.0 22 30
실시예 53 카프릭산 1.5 Coco-betaine 0.01 22 30
실시예 54 카프릭산 1.5 Coco-betaine 0.1 22 30
실시예 55 카프릭산 1.5 Coco-betaine 1.0 22 30
실시예 56 카프릭산 2.5 Coco-betaine 0.01 22 30
실시예 57 카프릭산 2.5 Coco-betaine 0.1 22 30
실시예 58 카프릭산 2.5 Coco-betaine 1.0 22 30
그 결과 하기 표 7 및 도 5에서 나타낸 바와 같이, 트윈 20(Tween 20)을 0.01 v/v%로 첨가하였을 때 비교예 4-6에 비해 실시예 38, 41, 44의 저감효과가 5 log 이상으로 현저히 높아진다는 것을 알 수 있으며, 특히 카프릭산 1.5 mM에 0.01 v/v%의 트윈 20을 첨가하였을 때 6.3 log 수준으로 메티실린내성 황색포도상구균이 사멸되는 것을 확인하였다. 반면, 트윈 20의 농도를 0.1 v/v% 이상으로 높이면 카프릭산과 길항작용을 나타냈으며, 예를 들어 2.5 mM의 카프릭산에 0.1%의 트윈 20을 첨가(실시예 45)하면 0.01 v/v%의 트윈 20을 첨가(실시예 44)한 경우에 비해 저감효과가 4 log 이상 감소하는 것을 확인하였다.
또한, 하기 표 7 및 도 6에서 나타낸 바와 같이, 코코베타인(Coco-betaine)의 경우 비교예 5-6에 비해 실시예 53, 56의 저감효과가 5 log 이상으로 현저히 높아진다는 것을 알 수 있으며, 특히 카프릭산 1.5 mM에 0.01 v/v%의 코코베타인을 첨가하였을 때 6.9 log 수준으로 메티실린내성 황색포도상구균이 사멸하는 것을 확인하였다. 반면, 카프릭산 1.5 mM 이상에서 코코베타인을 0.1 v/v% 이상으로 조합 시 길항작용을 나타냈으며, 예를 들어 2.5 mM의 카프릭산에 0.1 v/v%의 코코베타인을 첨가(실시예 57)하면 0.01 v/v%의 코코베타인을 첨가(실시예 57)한 경우에 비해 저감효과가 5 log 이상 감소하는 것을 확인하였다.
카프릭산 수용액과 계면활성제 조합물의 살균력 비교
Tween 20 평균 표준편차 Coco-betaine 평균 표준편차
비교예 3 1.5249 1.5812 비교예 3 1.5249 1.5812
실시예 35 1.2370 1.8613 실시예 47 0.6656 0.3307
실시예 36 0.1993 0.1269 실시예 48 2.1091 0.2663
실시예 37 0.1978 0.2959 실시예 49 1.2022 0.9216
비교예 4 2.9158 0.9225 비교예 4 2.9158 0.9225
실시예 38 5.5888 0.9306 실시예 50 2.0422 0.2663
실시예 39 0.4021 0.3881 실시예 51 2.0743 0.2663
실시예 40 0.0753 0.1105 실시예 52 1.2027 0.7666
비교예 5 3.6714 0.3855 비교예 5 3.6714 0.3855
실시예 41 6.2834 1.0382 실시예 53 6.8721 0.0361
실시예 42 0.3850 0.2344 실시예 54 0.9101 0.4408
실시예 43 0.1317 0.3804 실시예 55 0.5876 0.0915
비교예 6 2.6927 0.4048 비교예 6 2.6927 0.4048
실시예 44 5.3084 1.1299 실시예 56 5.4330 0.2986
실시예 45 1.1392 1.2328 실시예 57 0.2340 0.2663
실시예 46 0.0775 0.2483 실시예 58 0.7785 0.1125
<3-2> 외관변화 비교
카프릭산 단독 처리(비교예 3-6) 또는 카프릭산에 계면활성제를 0.01-1.0 v/v%로 첨가(실시예 35-58) 시 수용액의 외관변화를 살펴보았다.
그 결과 도 7에서 나타낸 바와 같이, 카프릭산 단독 처리 시 1.0 mM 이상에서 흰색의 카프릭산 결정이 관찰되며 농도가 증가할수록 결정의 양이 많아짐을 확인하였다. 카프릭산 2.5 mM에 트윈 20 또는 코코베타인을 0.01 v/v%로 첨가하게 되면 첨가하지 않은 경우에 비해 수용액이 더 탁하게 변화하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 결정화된 상태로 뭉쳐있던 카프릭산이 미량의 계면활성제에 의해 분산된 상태로 수용액에 존재하기 때문이다. 계면활성제의 양을 0.1 v/v% 이상으로 첨가하였을 때 카프릭산이 상온의 수용액 상에서 더 많이 용해되어 수용액이 맑아지는 것을 확인할 수 있으며, 이는 계면활성제가 미셀 구조를 이루면서 카프릭산을 둘러싸기 때문으로 용해도는 증가하게 되나 항균력은 오히려 감소하는 결과를 초래한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 살균용 조성물로서,
    상기 조성물은 카프릭산 및 계면활성제를 유효성분으로 포함하고,
    상기 계면활성제는 폴리솔베이트 20(Polysorbate 20), 코카미도프로필베타인(Cocamidopropyl Betaine) 및 레시틴(Lecithin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 살균용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카프릭산은 1.0 내지 2.5 mM의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는 0.01 내지 0.1 v/v%로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 장출혈성대장균(Escherichia coli O157:H7, E. coli O157:H7), 살모넬라균(Salmonella spp.), 엔테로코쿠스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 메티실린내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), 화농성연쇄상구균(Streptococcus pyogenes), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 및 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 미생물에 대한 살균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 15℃ ~ 25℃의 상온에서 살균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 세정제 조성물.
  8. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 소독제 조성물.
  9. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 조성물을 살균 대상에 처리하는 단계를 포함하는, 살균방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 처리하는 단계는 15℃ ~ 25℃의 상온에서 25 ~ 35초간 이루어지는 것을 특징으로 하는 살균방법.
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