초음파처리 유자즙을 이용한 유자 나노에멀젼 제조 및 항균 특성
Preparation and antimicrobial activity of‘Yuja’nanoemulsion using ultrasonic homogenization treated‘Yuja’juice
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본 연구에서는 초임계 이산화탄소 추출 방법을 이용하여 유자씨에서 오일을 추출하였고, 냉압착 방식으로 추출된 유자즙을 여과 후 연속상으로 이용하였으며, 초음파 균질 처리를 통해 유자 나노에멀젼을 제조하였다. 유자 나노에멀젼의 평균 입자크기는 145.6 nm인 반면, 키토산 코팅 유자 나노에멀젼의 입자크기는 키토산의 양이온과 유자 나노에멀젼의 음이온이 정정기적 인력에 의한 수축으로 인해 79.5 nm로 크게 줄어드는 결과를 얻었다. Disk diffusion법에 의한 항균력 평가 결과에서 E. coli 균주에 대한 항균력은 초음파 균질 처리한 유자즙이 처리 전의 유자즙에 비해 경우에 약 34%가 증가하는 결과를 보였는데, 이는 초음파 균질 처리에 의해 응집되어 있던 유자즙 입자들이 작고 균일하게 분산되면서 표면적의 증가와 세포벽에 감싸 있던 항균성 물질들이 더 많이 노출 및 용해되면서 이들이 E. coli 균주에 접촉하게 될 확률이 증가하였기 때문으로 사료되었다. 현탁도법에 의한 항균력 평가에서는 25℃에서 유자즙, 유자 나노에멀젼 및 키토산 코팅 유자 나노에멀젼 시료들이 S. aureus와 E. coli 균주에서 모두 우수한 항균효과를 보여주었으며, 항균력은 12시간까지도 지속되는 결과를 얻었다. 이처럼 유자산업에서 활용이 미비하거나 폐기되는 유자즙과 유자씨를 활용한 항균활성이 우수한 나노에멀젼은 추후 기능성 식품 또는 천연 항균제의 개발에 대한 적용 가능성을 보여주었다.
Abstract
Oil-in-water (O/W) ‘Yuja’ nanoemulsion was successfully prepared using ‘Yuja’ juice as an aqueous phase and ‘Yuja’ seed oil as an oil phase. ‘Yuja’ nanoemulsion was further coated using chitosan solution to improve its stability. Firstly, ‘Yuja’ oils were extracted from traditionally wasted ‘Yuja’ seeds by using supercritical carbon dioxide extraction technique. The mean particle diameter of ‘Yuja’ nanoemulsion was 145.6 nm and significantly (p<0.05) decreased to 79.5 nm after chitosan coating. The shape of ‘Yuja’ nanoemulsion droplets was heterogeneous with some round and rod shapes whereas chitosan-coated ‘Yuja’ nanoemulsion showed homogenous droplets with spherical shape and uniform distributions. Antimicrobial activity of ultrasonic homogenized ‘Yuja’ juice (UH-‘Yuja’ juice), ‘Yuja’ nanoemulsion (‘Yuja’ NE) and chitosan-coated ‘Yuja’ nanoemulsion (CS-‘Yuja’ NE) was evaluated against Staphylococcus aureus and Escherichia coli at 25℃ and 10℃ in every 2 h up to 12 h. Antimicrobial activity of UH-‘Yuja’ juice, ‘Yuja’ NE, and CS-‘Yuja’ NE was significantly (p<0.05) different compared to the negative control (PBS) both at 25℃ and 10℃ and similar to the positive control (Ampicillin) at 10℃. These results showed that CS-‘Yuja’ NE had higher antimicrobial activity than UH-‘Yuja’ juice and ‘Yuja’-NE against Staphylococcus aureus and Escherichia coli.
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