J Korean Acad Oral Health 2020; 44(2): 67-72
Published online June 30, 2020 https://doi.org/10.11149/jkaoh.2020.44.2.67
Copyright © Journal of Korean Academy of Oral Health.
Byul Bo Ra Choi1† , Se Eun Yun2†
, Sang Rye Park3
, Gyoo Cheon Kim2
1Feagle Co., Ltd., 2Department of Oral Anatomy, School of Dentistry, Pusan National University, Yangsan, 3Department of Dental Hygiene, Kyungnam College of Information & Technology, Busan, Korea
Correspondence to:Gyoo Cheon Kim
Department of Oral Anatomy, School of Dentistry, Pusan National University, 49 Busandaehak-ro, Mulgeum-eup, Yangsan 50612, Korea
Tel: +82-51-510-8243
Fax: +82-51-510-8241
E-mail: ki91000m@pusan.ac.kr
https://orcid.org/0000-0003-3568-3529
*This work was supported by a 2-Year Research Grant of Pusan National University.
†These authors contributed equally to this work.
This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/), which permits unrestricted
non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Objectives: Dental caries and periodontal disease are infectious and chronic diseases. The aim of the study was to investigate the antimicrobial effect of mentha extracts against Streptococcus mutans (S. mutans) and Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis).
Methods: This activity of mentha extracts were confirmed by the disk diffusion test and minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (MBC) and colony forming unit (CFU) assays.
Results: S. mutans and P. gingivalis showed the highest antimicrobial activity within the inhibition zones. The antimicrobial activity was interrupted as the MIC and MBC of the herbal extracts against the two bacteria were 1 mg/ml and 10 mg/ml, respectively. The antimicrobial effect was determined by the CFU assay.
Conclusions: Mentha herb extract demonstrated potential antimicrobial activity against S. mutans and P. gingivalis that cause dental caries and periodontal disease.
Keywords: Antimicrobial effect, Mentha extracts, Porphyromonas gingivalis, Streptococcus mutans
인간의 수명이 점점 늘어나고 삶의 질이 향상됨에 따라 구강 건강에 대한 관심도 점차 높아지고 있다1). 대부분의 구강 질병들은 세균감염으로 인해 발생되고, 구강에 존재하는 다양한 세균들이 구강내 질환을 유발하여 구강질환뿐만 아니라 전신건강에도 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다2).
사람의 구강에는 600종 이상의 다양한 세균들이 상주하고 있으며, 성인의 약 60%가 대표적인 구강질환인 치아우식증과 치주질환을 겪고 있다고 알려져 있다3). 치아우식을 유발하는 대표적인 세균은
치아 상실의 주요 원인인 치아 우식은 치아 법랑질 표면에 산을 생성하는 세균인
치주질환은 구강 내에 존재하는 원인균 및 균에 의해 생성되는 독소에 의하여 발생하게 된다. 또한 치아 주위 조직이 파괴되는 염증성 질환으로 성인기에 발생되는 치아 상실의 주요 원인이다8).
치아 상실의 원인이 되는 치아우식이나 치주질환을 예방할 수 있는 방법은 물리적으로 미생물을 제거하거나 화학적으로 억제하는 것이다. 현재 구강 내 존재하는 미생물의 증식을 억제하거나 예방 가능한 기능성 구강용품들이 많이 개발되고 있다. 하지만 기존에 사용되고 있는 합성 항균 물질들이 최근 부작용으로 인한 단점이 부각됨에 따라 안전하게 대체가능한 천연물에 대한 관심이 증가하고 있다.
이번 연구에서 사용한 박하는 학명이
따라서 이번 연구는 천연 항균물질로 알려진 박하가
실험군으로 사용된 박하는 중국산이며 (주)동우당에서 구입하여 모든 실험에 사용하였다. 추출하기 전 박하를 작은 크기로 파쇄한 후 10배의 70% 에탄올 용매로 혼합하고 60℃에서 12시간 전탕 처리하였다. 그 후 여과지를 이용해 상층액만 획득하고 감압 농축기(R-114; BÜUCHI. Flawil, Switzerland)로 농축액을 얻었다. 농축된 박하추출물은 동결건조기(FD, Ilshin Lab, Yangju, Korea)로 ―70℃에서 건조하여 Dimethyl sulfoxide (DMSO; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)에 녹여 실험에 사용하였다. 실험에 사용된 박하추출물의 농도는 1, 2, 3, 4 그리고 5 mg/ml로 syringe filter (DISMIC-25CS; Advantec, Dublin, CA, USA)로 여과한 후 배지에 희석하여 사용하였다. 이번 실험에 사용한 균주는 치아 우식 유발균으로 알려진
Table 1 . The bacteria conditions of
Species and strains | Media | Straining properties and culture requirement |
---|---|---|
Brain heart infusion/agar | Gram positive and facultative anaerobic | |
Tryptic soy broth, yeast extract, L-cystein hydrochloride, hemin, vitamin K1/agar | Gram negative and anaerobes |
구강 관련 균주에 대한 박하추출물의 항균효과를 측정하기 위해 실험 균주들을 1×105 colony forming units (CFU)로 배양하여 균 100 μl과 배지 900 μl로 희석하여 agar dish에 1 ml를 분주하여 도말하였다. 그런 다음 멸균된 paper disc (49005010; Advantec, Dublin, CA, USA)를 놓고, 박하추출물을 농도별로 150 μl씩 각 paper disc에 천천히 점적한 후 최대한 밀착시켜 clean bench안에서 건조하였다. 37℃의 배양기에서 24시간 동안 배양 후 paper disc 주위에 생성된 생존 억제대의 직경(mm)을 자로 잰 후 사진으로 촬영하였다. 통계학적으로 유의성을 확인하기 위해 3회 독립적으로 시행하였다.
2.2. 박하추출물의 최소억제농도(Minimum Inhibitory Concentration, MIC) 및 최소살균농도(Minimum Bactericidal Concentration, MBC) 측정구강 관련 균주에 대한 박하추출물의 최소억제농도와 최소살균농도를 측정하기 위해 실험 균주들을 1×105 colony forming units (CFU)로 배양하여 균 100 μl와 농도별 박하추출물 900 μl로 희석하여 24시간 동안 배양하였다. 그 후 96-well plate에 넣고 ELISA reader (Multiskan FC microplate; Thermo Scientific, Rockford, IL, USA)를 이용해 파장 660 nm에서 측정하였다. 최소억제농도를 구별하기 위해서 흡광도의 증가가 나타나지 않는 최소의 농도를 확인하여 측정하였다. 또한, 최소살균농도를 확인하기 위해 나타나는 균의 수가 99.9% 사멸하는 농도를 정해 측정하였다. 통계학적으로 유의성을 확인하기 위해 3회 독립적으로 시행하였다.
2.3. 박하추출물의 집락 형성능 측정(Colony Forming Unit, CFU)구강 관련 균주에 대한 박하추출물의 생균수를 측정하기 위해 실험 균주들을 5×104 colony forming units (CFU)로 배양하여 균 100 ml과 농도별 박하추출물 900 μl로 희석하여 6시간 동안 배양하였다. 그 후 agar dish에 1 ml를 분주하여 도말하였다. 도말된 각 균들은 37℃ 배양기에서 24시간 후 꺼내 생균수를 측정하였다. 통계학적으로 유의성을 확인하기 위해 3회 독립적으로 시행하였다.
2.4. 통계분석실험 후 얻은 모든 성적은 IBM SPSS Statistics 24.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA) 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차로 표기하였다. 대조군과 실험군 간의 유의성은 추출액을 처리한 전 후 비교이기 때문에 비모수 검정인 Mann-Whitney U test로 분석을 한 후
Table 2 . Antimicrobial activity of oral pathogens by mentha herb extracts.
Strains | Concentration (mg/ml) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Diameter of clear zone (mm) | ||||||
0.00±0.00 | 11.00±0.50* | 13.00±0.00* | 13.70±0.30* | 14.70±0.30* | 15.70±0.30* | |
0.00±0.00 | 0.00±0.00 | 0.00±0.00 | 0.00±0.00 | 11.70±0.30* | 14.00±0.60* |
*
박하추출물이
Table 3 . Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of oral pathogens by mentha herb extracts.
Strains | MIC | MBC |
---|---|---|
Concentration (mg/ml) | ||
1 | 10 | |
1 | 10 |
박하추출물을 각 균주별로 0, 1, 2, 3, 4, 5 mg/ml 농도로 첨가한 후
최근 생활수준의 향상으로 건강과 삶의 질이 우선시되면서 전신건강과 매우 밀접한 구강 건강에 대한 중요성이 점점 강조되고 있다. 구강 건강을 위한 관리용품에는 물리적으로 사용되는 칫솔이나 화학적으로 사용되는 구강 양치액 등이 있다. 그중 특히 간편하게 사용 가능한 구강 양치액은 성분에 따라 효능 차이가 있으며, 그에 따른 부작용도 보고 되고 있다. Choi 등17)에 따르면 pH가 낮은 구강 양치액이 표면미세경도를 떨어뜨린다고 보고하였고, 장기간 사용 시 구강 내 착색이나 미각의 변화 등18)이 증명된 바 있다. 또한 구강 양치액에 흔히 사용되는 에탄올의 경우 구강암 유발과도 관련성이 높다고 보고된 바 있다19). 이에 일반적으로 쓰이고 있는 화학적 구강 양치액을 구강 건강관리 용품으로 안심하고 사용하기에는 많은 위험성이 따른다. 이러한 이유로 인해 부작용 없이 인체에 안전하게 작용하면서 구강 양치액을 대체할 수 있는 천연 유래의 항균물질에 대한 연구가 최근 진행이 되고 있다.
천연유래물질로 구성된 추출물들은 오래전부터 아시아권이나 한국에서 질병을 치료하기 위한 방법이나 먹기 위한 수단으로 사용되어 왔다. 구강 유래 세균에 항균 효과가 있다고 알려진 천연물질들은 실생활에서도 쉽게 접할 수 있는데, 서양에서 주스나 요리로 많이 쓰이는 레몬껍질은 항산화 활성뿐만 아니라
이번 연구에서는 천연물로 알려진 박하추출물을
최소저해농도와 최소살균농도를 확인한 결과, 두 균주 모두 박하추출물 1 mg/ml에서 최소저해농도가 나타났으며, 또한 박하추출물 10 mg/ml에서 최소살균농도가 나타났다. 그중
또한
이상의 결과로 박하추출물이 치아우식과 치주질환의 유발균인
이번 연구의 제한점으로 박하추출물의 안전성을 검증하기 위하여 단일성분을 이용한
천연물질로 알려진 박하추출물이 치아 우식증과 치주질환의 유발균인
박하추출물을 처리한
박하추출물이
박하추출물을 농도별로
이상의 결과, 박하추출물은
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