초록(국문)
" COVID-19의 대유행으로 항균 필름에 대한 관심이 급증하고 있다. 기존의 PET 필름은 미세 플라스틱으로 인한 환경 오염 문제를 유발하여 우수한 분해능을 가진 필름으로 대체되어야만 한다. 최근 식물 유래 물질의 고유한 항균성이 알려지고 있다. '히노키티올'은 노송나무의 정유 성분으로, 세포호흡을 억제하여 세균의 생장을 저해하는 항균 기작을 가지고 있다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 항균성이 확인된 천연 물질인 히노키티올을 이용하여 천연 항균 필름을 제작하였다.
필름 제작에 이용한 stock solution은 증류수에 알긴산 나트륨과 젤라틴, 소르비톨을 혼합하여 제조하였다. 히노키티올은 강한 소수성을 띠어 stock solution에 잘 용해되지 않아서 히노키티올의 용해 정도를 개선하기 위한 방법으로 양친매성 용매인 ethyl alcohol과 증류수의 혼합 용매로 stock solution을 제조하였다. 이에 히노키티올을 분산시켜 용해 정도는 개선되었으나 ethyl alcohol이 증발하는 문제점이 발생하였으며 이로 인해 필름의 물성이 저하되고, disk diffusion 실험 결과 inhibition zone이 감소하여 본 방법이 항균 필름 제작에 적합하지 않음을 확인하였다. 대안으로, 천연 비이온성 계면활성제인 lauryl glucoside와 hinokitiol을 일차적으로 혼합하여 계면활성제액을 제조한 뒤 계면활성제액과 stock solution을 1:5의 부피비로 혼합하였다. 자연 건조 결과 히노키티올의 용해 정도가 개선되어 입자가 고루 분산된 항균 필름을 산출하였다.
필름의 항균성을 검증하기 위해 히노키티올 첨가량에 따른 disk diffusion 실험 결과를 비교하였다. LB배지에 E.coli를 spreading한 뒤 원으로 자른 필름을 올려놓고 48시간 뒤 inhibition zone의 형성을 관찰하였다. 히노키티올을 0, 0.01, 0.02, 0.03g 첨가한 필름의 inhibition zone의 평균 직경은 차례로 0, 11.79, 21.71, 23.11mm이었다. 0.05g 첨가한 필름은 22.24mm로, 히노키티올 첨가량을 0.02g에서 증가시키더라도 그 이상의 항균 효과 증가는 없음을 추론하였다. 따라서 0.02g 이상의 히노키티올을 첨가한 필름은 일정한 항균 효과를 가진다는 결론을 내렸다.
필름에 유연성을 부여하기 위해 가소제인 소르비톨을 첨가하였는데, 필름의 물성에 영향을 미치는 요인이므로 소르비톨의 양을 변인으로 하여 제작한 필름의 물성을 Tinius Olsen H5KT을 이용해 측정하였다. 그 결과 소르비톨 첨가량이 증가할수록 극한 인장 강도는 감소하는 반면 극한 변형률은 증가한다는 경향성을 얻었다.
히노키티올을 도입한 천연 항균 필름은 증류수에서 60min 이내에 용해되는 우수한 분해능을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서 제작한 천연 필름을 보완하여 보급한다면, PET 필름의 폐기로 인해 발생하는 환경 오염 문제를 개선할 수 있을 것이다. 또한 히노키티올을 비롯해 잘 알려지지 않았던 천연물이 가지는 항균성을 이용한 항균 필름 개발, 항균제 개발 등이 널리 연구될 것이고 이의 활용 방안이 부각될 것으로 기대한다."
초록(영문)
"With the pandemic of COVID-19, interest in antibacterial films is increasing rapidly. However, PET films cause environmental pollution, so they must be replaced. Meanwhile, the antibacterial properties of natural substances have recently been known. ‘Hinokitiol’ has an antibacterial mechanism. So, in this study, we produced natural antibacterial film using hinokitiol.
The stock solution used for films is a mixture of sodium alginate, gelatin, and sorbitol. Hinokitiol did not dissolved well in stock solution, so we used lauryl glucoside, which is a natural non-ionic surfactant. We prepared surfactant solution containing hinokitiol, then mixed it with the stock solution. After drying, the dissolution of hinokitiol was improved and particles were evenly dispersed.
To clarify the antibacterial properties of the film, we compared the results of the disk diffusion experiment according to the amount of hinokitiol added to each film. After spreading E.coli on LB broths, 5-mm-diameter f