Antibacterial Effect of Chitooligosaccharides with Different Molecular Weights Prepared Using Membrane Bioreactor

막 반응기를 사용하여 분자량별로 제조한 키토산 올리고당의 항 박테리아 효과<BR> 키토산운 항균활성이 매우 높은 천연 다당류로 알려져 있지만, 그 자체는 물에 용해되지 않아 이용상에 제약을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 물에 용해될 수 있는 키토산 올리고당율 제조하기 위하여 한외여과막 효소 반응기 시스템을 사용하여 분자량이 서로 다른 HMWCOS (24~7 kDa), MMWCOS (6~1.5 kDa) 및 LMWCOS (1.5~1.0 kDa)인 3가지 종류의 울리고당을 분획하였다. 분획한 각 올리고당의 그램양성균, 그램 음성균, 효모 및 곰팡이에 대한 항균활성을 검토한 결과, 키토산 자체는 대부분의 박테리아에서 항박테리아 활성을 나타내었으나 키토산 올리고당은 주로 병원성 박테리아에서 항박테리아 활성을 나타내었다. 또한, 고분자올리고당인 HMWCOS는 그램 음성균인 E. coli, S. typhi, V. cholerae 및 V. parahaemolyticus와 그램 양성균인 S. mutans, S. aureus 및 젖산균에 대해 키토산과 유사한 항균활성을 보였으며, 박테리아 성장을 저해할 수 있는 키토산의 분자량법위는 적어도 10 kDa이상에서 활성이 우수한 것으로 밝혀졌다.

Three different kinds of chitooligosaccharides (COS), based on their molecular weight, including relatively higher molecular weights (HMWCOS; 24~7 kDa), medium molecular weight (MMWCOS; 6`1.5 kDa) and lower molecular weight (LMWCOS; 1.5~1.0 kDa), respectively, were examined for antibacterial effect against six gram-negative bacteria, nine gram-positive bacteria, two yeast, and three fungi. The oligosaccharides used were produced and fractionated using an ultrafiltration (UF) membrane bioreactor. Chitosan exhibited the most bactericidal activities for most bacteria tested in this study. The antibacterial effect of COS was observed against mainly pathogenic bacteria. The activity was increased with their molecular weight. HMWCOS showed almost similar effect to chitosan for Escherichia coli, Salmonella typhi, Vibrio cholerae, and Vibrio parahaemolyticus of gram-negative and Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus, and lactic acid bacteria of gram-positive. The molecular weight range of COS is required at least 10 kDa or higher for blocking the growth of bacteria.