마늘과 생강 추출물의 항균효과에 대한 연구 = Study on the Antimicrobial Effects of Garlic and Ginger Extracts

국문 초록 (Abstract)

항생제의 오남용은 내성균 및 다제내성균의 출현을 초래하여 치료를 어렵게 만들고 있습니다. 이러한 현상으로 천연 항균제 개발에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 본 연구는 마늘(Garlic)과 생강(Ginger)의 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol), 주스(Juice) 추출물의 용량 및 농도 의존적 항균 효과를 평가하고, 추출물 간 억제대를 비교하는 것을 목적으로 합니다.
연구에는 Staphylococcus aureus, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Salmonella typhi, Acinetobacter baumannii 네 가지 병원성 세균이 사용되었습니다. Paper disc 확산법을 통해 항균 활성을 평가했으며, 용량(100, 75, 50, 25 µL)과 농도(100%, 75%, 50%, 25%)를 달리하여 실험을 진행하였습니다. 통계 분석은 SPSS를 사용하여 ANOVA 및 사후 검정을 실시하였습니다.
마늘과 생강 에탄올 추출물은 모두 용량 의존적으로 항균 활성을 나타냈습니다. 마늘 에탄올 추출물(G-EtOH)은 모든 균주에서 높은 항균 효과를 나타냈으며, 특히 MRSA에 대해 100 µL에서 31.37 mm의 억제대를 형성하였습니다. 생강 에탄올 추출물(Gi-EtOH)도 유의미한 항균 효과를 보였으나, G-EtOH보다는 효과가 낮았습니다. Salmonella typhi에서는 G-EtOH가 36.45 mm로 가장 큰 억제대를 형성하였으며, Gi-EtOH도 유사한 항균 효과를 보였습니다.
마늘과 생강 메탄올 추출물 또한 용량 의존적으로 항균 활성을 나타냈습니다. 그러나 마늘 메탄올 추출물(G-MeOH)은 MRSA와 S. aureus에서 용량 의존적 항균 효과가 유의미하지 않았습니다. 반면, 생강 메탄올 추출물(Gi-MeOH)은 S. typhi에서 대조군 Methanol보다 높은 억제대를 형성하는 경향을 보였습니다.
Garlic Juice는 모든 균주에서 50% 농도에서도 항균 효과를 보였습니다. S. aureus는 Ampicillin 대비 최대 억제대 크기의 약 63%를, S. typhi에서는 약 27.1% 수준을 보였으며, MRSA에서는 Ampicillin의 억제대를 초과하는 항균 효과를 나타냈습니다. 특히 A. baumannii에 대해 강력한 항균 효과를 보여 100 µL에서 28.36 mm의 억제대를 형성하며 Ampicillin을 능가했습니다. 반면, Ginger Juice는 모든 균주에서 항균 효과가 미미했습니다.
본 연구는 마늘 추출물, 특히 에탄올 및 주스 형태가 항생제 내성균에 효과적인 천연 항균제로서의 가능성을 제시합니다. 향후 임상적 활용 가능성을 탐구하기 위해 in vivo 연구 및 활성 성분의 정량 분석이 필요합니다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The misuse and overuse of antibiotics have led to the emergence of resistant and multidrug-resistant bacteria, complicating treatment strategies. As a result, there is growing interest in the development of natural antimicrobial agents. This study aims to evaluate the dose- and concentration-dependent antimicrobial effects of garlic (Garlic) and ginger (Ginger) extracts in ethanol (Ethanol), methanol (Methanol), and juice (Juice) forms, and to compare their inhibition zones.
The study utilized four pathogenic bacterial strains: Staphylococcus aureus, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Salmonella typhi, and Acinetobacter baumannii. Antimicrobial activity was assessed using the paper disc diffusion method, with varying volumes (100, 75, 50, 25 µL) and concentrations (100%, 75%, 50%, 25%). Statistical analysis was conducted using SPSS, employing ANOVA and post-hoc tests.
Both garlic and ginger ethanol extracts exhibited dose-dependent antimicrobial activity. Garlic ethanol extract (G-EtOH) demonstrated significant antimicrobial effects across all strains, with the highest inhibition zone of 31.37 mm against MRSA at 100 µL. Ginger ethanol extract (Gi-EtOH) also showed significant activity, although less effective than G-EtOH. In Salmonella typhi, G-EtOH achieved the largest inhibition zone of 36.45 mm, with Gi-EtOH showing comparable activity.
Garlic and ginger methanol extracts also showed dose-dependent antimicrobial activity. However, garlic methanol extract (G-MeOH) did not produce statistically significant inhibition zones for MRSA and S. aureus. Conversely, ginger methanol extract (Gi-MeOH) showed a tendency for higher inhibition zones against S. typhi compared to the methanol control.
Garlic juice exhibited antimicrobial activity at 50% concentration across all tested strains. S. aureus showed approximately 63% of the inhibition zone size compared to Ampicillin, while S. typhi demonstrated about 27.1% of Ampicillin's inhibition zone. Notably, MRSA inhibition exceeded that of Ampicillin. For A. baumannii, garlic juice demonstrated strong antimicrobial activity, achieving a 28.36 mm inhibition zone at 100 µL, surpassing Ampicillin. In contrast, ginger juice exhibited minimal antimicrobial effects across all strains.
This study highlights the potential of garlic extracts, particularly in ethanol and juice forms, as effective natural antimicrobial agents against antibiotic-resistant bacteria. Further studies, including in vivo experiments and quantitative analysis of active compounds, are necessary to explore their clinical applications.

목차 (Table of Contents)

• 초록 ⅰ
• Abstract ⅲ
• 목차 ⅵ
• 표 목차 ⅷ
• 그림 목차 ⅹ
• 기호설명 xii
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 연구재료 및 방법 4
• 2.1 사용균주 4
• 2.2 마늘과 생강 추출물 4
• 2.2.1 마늘과 생강 준비 4
• 2.2.2 Ethanol & Methanol 추출 5
• 2.2.3 Juice 추출 5
• 2.3 항균활성 측정 5
• 2.3.1 용량별 비교 5
• 2.3.2 농도별 비교 6
• 2.4 통계 7
• Ⅲ. 결과 8
• 3.1 용량 의존적 항균 효과 8
• 3.1.1 Ethanol 추출물의 용량 의존적 항균 효과 8
• 3.1.1.1 Staphylococcus aureus (S.aureus) 8
• 3.1.1.2 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) 10
• 3.1.1.3 Salmonella typhi (S. typhi) 12
• 3.1.1.4 Acinetobacter baumannii (A. baumannii) 13
• 3.1.2 Methanol 추출물의 용량 의존적 항균 효과 15
• 3.1.2.1 Staphylococcus aureus (S.aureus) 15
• 3.1.2.2 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) 16
• 3.1.2.3 Salmonella typhi (S. typhi) 18
• 3.1.2.4 Acinetobacter baumannii (A. baumannii) 19
• 3.1.3 Garlic 및 Ginger Juice의 용량 의존적 항균 효과 21
• 3.1.3.1 Garlic Juice의 용량 의존적 항균 효과 21
• 3.2 농도 의존적 항균 효과 23
• 3.2.1 Garlic 및 Ginger Juice의 농도 의존적 항균 효과 23
• 3.2.1.1 Garlic Juice의 농도 의존적 항균 효과 24
• Ⅳ. 결론 27
• 참고논문 30