고춧가루에서 분리한 오크라톡신 A를 생성하는 Aspergillus 및 Penicillium 속 곰팡이에 대한 식품첨가물의 항진균 효과 : Antifungal Activities of Selected Food Additives on Ochratoxin A Producing Fungi, Aspergillus and Penicillium Species, Isolated from Red Pepper Powder :

안태경

자료유형: 학위논문

저자정보: 안태경 (중앙대학교, 중앙대학교 대학원)

지도교수: 이찬

발행연도: 2017

저작권: 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수14

초록· 키워드

오크라톡신 A (OTA)는 Aspergillus 및 Penicillium속이 생성하는 발암성 2차대사 산물이며, 작물의 재배 및 수확 후 저장 시 쉽게 생성된다. 이미 생성된 OTA를 저감화 하는 것은 매우 어렵기 때문에 OTA를 생성하는 곰팡이를 사전에 불활성화시키는 것이 중요한 저감화 목표이다. 따라서 본 연구는 12가지 식품첨가물이 고춧가루에서 발생하는 P. verrucosum, A. carbonarius, A. niger의 생장 및 OTA 생산 억제효과에 미치는 효과를 조사하였다. 먼저 곰팡이들의 생장 곡선과 고춧가루에서 1주일 동안 배양 시 OTA 생성량을 비교 분석하여 이들의 특성을 확인하였다. PDY 및 고춧가루 배지에서 disk diffusion assay를 수행하여 12가지 식품첨가물들의 항 진균 효과를 관찰하였다. 또한, HPLC를 이용하여 12가지 식품첨가물들의 OTA 생성 억제 효과를 분석하였다. 1주일 간 고춧가루에서 자라는 곰팡이들의 생장 곡선 및 OTA 생성량을 비교한 결과, A. carbonarius가 408.18 ng/ml로 가장 높은 OTA 생성율을 보였다. 이어서 A. niger와 P. verrucosum이 각각 299.30 ng/ml, 8.87 ng/ml으로 나타났다. 곰팡이들의 생장 및 OTA 생성은 모든 실험에서 12가지의 식품첨가물들 중 eugenol, citral, cinnamaldehyde의 처리 용량의 단계적 증가에 따라 유의적으로 (p<0.05) 감소되었다. Eugenol, citral, cinnamaldehyde에 대한 곰팡이별 IC50를 비교해보면, P. verrucosum의 경우, cinnamaldehyde가 130.19 μg/ml으로 가장 효과가 있었으며, 뒤이어 eugenol (198.20 μg/ml), citral (1437.32 μg/ml) 순으로 나타났다. A. carbonarius의 경우, BHA가 35.25 μg/ml으로 가장 효과가 좋았으며 cinnamaldehyde, eugenol, citral이 각각 316.61, 795.33, 967.08 μg/ml으로 효과를 보였다. A. niger는 eugenol이 302.90 μg/ml으로 가장 좋은 결과를 보였으며, cinnamaldehyde가 330.71 μg/ml, citral이 621.55 μg/ml으로 나타났다. 이러한 결과를 종합해 보면, eugenol, cinnamaldehyde, citral을 고춧가루에 적용하여 곰팡이의 생장과 OTA 생성을 억제하는데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Ochratoxin A (OTA) is a carcinogenic secondary metabolite produced by Aspergillus spp. or Penicillium spp., and is often produced during the cultivation of crops, and post-harvest storage. This study investigated the antifungal activity and inhibitive effect of twelve food additives on OTA production in red pepper powder. Three OTA producing fungi (Penicillium verrucosum, Aspergillus niger, and A. carbonarius) were obtained from Korea University and their growth curve and OTA production rate were measured. Then disk diffusion test in potato dextrose yeast (PDY) agar media and red pepper powder agar media was performed to check the antifungal activities of selected food additives. Additionally, the inhibitory effects of selected food additives on OTA production were investigated using HPLC analysis. Of all the fungi in red pepper powder after 1 week, A. carbonarius had the highest OTA production rate of 408.18 ng/ml. A. niger and P. verrucosum followed with rates of 299.30 ng/ml and 8.87 ng/ml, respectively. Fungal growth and OTA production were significantly (p < 0.05) reduced by the stepwise increase in treatment dose of eugenol, cinnamaldehyde and citral. Cinnamaldehyde was most effective against P. verrucosum on OTA production in red pepper powder with a half maximal inhibitory concentration (IC50) value of 130.19 μg/ml. Eugenol and citral followed with values of 198.20 and 1437.32 μg/ml, respectively. In regards to A. carbonarius, cinnamaldehyde had the highest inhibitory effect with an IC50 of 316.61 μg/ml, with eugenol and citral following with values of 795.33 and 967.08 μg/ml. Eugenol was most effective against A. niger with an IC50 of 302.90 μg/ml, followed by cinnamaldehyde and citral with values of 330.71 and 621.55 μg/ml, respectively. These results indicate that eugenol, cinnamaldehyde and citral could be applied to red pepper powder in order to reduce fungal growth and OTA production.

#Antifungal activity of food additives #Reduction of ochratoxin A production #P. verrucosum #A. carbonarius #A. niger

ABSTRACT i
TABLE OF CONTENTS iii
List of Tables v
List of Figures vii
1. INTRODUCTION 1
2. MATERIALS AND METHODS 4
2.1. Red pepper powder samples 4
2.2. Microorganisms and reagents 4
2.3. Characteristics of ochratoxin A producing fungi 5
2.4. Antifungal activities of selected food additives 5
2.4.1 Disk diffusion test in PDY 5
2.4.2 Disk diffusion test in red pepper powder 7
2.5. Inhibitory effect on OTA production 9
2.5.1. Inhibitory effect on OTA production in PDY 9
2.5.2. Inhibitory effect on OTA production in red pepper powder 10
3. Results 13
3.1. Characteristics of ochratoxin A producing fungi 13
3.2. Antifungal activities of selected food additives 14
3.2.1 P. verrucosum 14
3.2.1.1. First disk diffusion assay in PDY 14
3.2.1.2. Second disk diffusion assay in PDY 18
3.2.1.3. Disk diffusion assay in red pepper powder 21
3.2.2 A. carbonarius 23
3.2.2.1. First disk diffusion assay in PDY 23
3.2.2.2. Second disk diffusion assay in PDY 27
3.2.2.3. Disk diffusion assay in red pepper powder 30
3.2.3 A. niger 32
3.2.3.1. First disk diffusion assay in PDY 32
3.2.3.2. Second disk diffusion assay in PDY 36
3.2.3.3. Disk diffusion assay in red pepper powder 39
3.3. Inhibitory effect on OTA production 41
3.3.1. P. verrucosum 41
3.3.1.1. Inhibitory effect on OTA production in PDY 41
3.3.1.2. Inhibitory effect on OTA production in red pepper powder 45
3.3.2. A. carbonarius 48
3.3.2.1. Inhibitory effect on OTA production in PDY 48
3.3.2.2. Inhibitory effect on OTA production in red pepper powder 52
3.3.3. A. niger 55
3.3.3.1. Inhibitory effect on OTA production in PDY 55
3.3.3.2. Inhibitory effect on OTA production in red pepper powder 59
4. Discussion 62
5. Conclusion 65
REFERENCES 66
국 문 초 록 74

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