アルコ-ル類の抗菌作用
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(2) アル コール類の抗菌作用. ゴ9θ. s ε″ωグ θ Sグ ″ んαr"り ε ε ″滋 πι グ Jグ s6020,Sα ε Cα π %Sα%資 οε ε Sι ″ わ Jο ε. して. 7180,グ ラム陽性 細菌 と. Z5209P,β αεグJJπ s sπ ι″グ s Jづ. var.η 薙″r4380,B.. πお 8361,グ ラム陰性細菌 と して Sα Jπ ο″JJα ´ ″ んJπ πrグ ππ DB 21を 用 “ いた が , これ らは い ずれ も大 阪大学 工 学部醸酵 工 学教室保存 菌株 で あ る。 抗菌作用力 の検 定. 2。. 抗 菌作用 (静 菌作用 )力 の検定 は通 常 の寒天希 釈法 によ った。す なわ ちか び,酵 母 の場合 は. CDA培 地. (Czapek― Dox寒 天培地 に酵母 エ キ ス,ペ プ ト. ンを それぞれ 0。 25%添 加 した培地 (pH5.6))で 胞 ,細 菌 につ いて は 37°. NA培 地. 30°. C,48時 間培養 して得 た細. (肉 エ キ ス ・ペ プ トン寒天培地 (pH7。. C,24時 間培養 して得 た細胞を無菌水 に浮遊 させ. (約 108cellSノ. 1白 金耳を予 め試験薬剤を添加 してある培地 (か び,酵 母 は 菌は 37°. NA培 地)に 劃線 した後,か び,. 0))で. ml), この. CDA培 地,細. 酵母 では 30° C, 48時 間, 細菌では. C,24時 間後の菌の発育 の有無 より最少発育阻止濃度 (MIC)を 求めた。. 実験結果 お よび 考察 各種 アル コールの細菌に対する抗菌作用力を Table lに 示 した。 3種 の グ ι グ s,B.ε ″as)に 対 して炭素数1∼ %S,B.Sπ み′ グラム陽性細菌(Sれ ″.α ππ 3の アル コール (メ タノールフエタノール,1-プ ロパ ノール)は 20,000μ gノ ml. (2%)で 抗菌作用は示さず,l― ブタノールで 20,000μ gノ ml, それ以上の炭 素 を持 つ 1-ア ル コール で は炭 素数 の増加 と共 に抗 菌作用力 は上 昇 し,炭 素数. 12(1-ド デ カ ノール), 13(1-ト リデ カ ノール )で 最大 の作用力を示 した。 それ以上 の高 級 アル コールで は作用力 は逆 に低下 し,特 に炭 素数 15以 上 の ア ル コールの作用力 は激減 して いた 。 そ して 3種 の微生物 の 各 アル コール に対 す る感受性 は1-ペ ンタデ カ ノールを 除 いて ほぼ同等 で あ った。す なわ ち1-ア ル コールの グ ラム陽性細 菌 に対 す る抗 菌作用力 は脂肪酸 お よびその モ ノグ リ セ ライ ドの場合. 1)と. 同様 に炭 素数 12お よび13で 最大 とな り,そ の前 後 のアル. コールで は作用力 は減 少 す る ことが明か にな った。.
(3) 1加. Table l.. 藤. 信. ゴ9ゴ. 行. Antibacterial activities of alcOh01s.. MIC(μ g/ml) Drug. Sι α かん。απ″ S `“. Methan01 Ethanol. >20,000 >20,000 >20,000. Sα ′ ′ %解 %π ″ ι ψ λ′. Bo s“ ら′ J′ グ s. B.“ κ%s. >20,000 >20,000 >20,000. >20,000 >20,000 >20,000. >20,000 >20,000 >20,000. .. l―. PropanOl. l―. Butanol. 20,00o. 20,000. 20,000. 20,000. l―. Pentanol. 10,000. 15,000. 10,000. 10,000. l―. Hexanol. 5,000. 5,000. 5,000. 5,000. Heptanol l― OctanOl. 2,000. 2,000. 2,000. 2,000. 500. 500. 500. 500. 160. 160. 160. >5,000 >5,000 >5,000 >5,000 >1,000 >1,000 >1,000 >1,000. l―. l― Nonan01. 1-DecanOl l―. 40. 40. 40. Undecan01. 40. 40. 40 20. 1-Dodecan01. 20. 20. 1-Tridecan01. 20. 20. 20. 1-Tetradecanol. 40. 40. 40. l―. Pentadecanol. l―. Hexadecan01. 320 )'1,000. >1,000 >1,000. >1,000 >1,000. MIC(Minimum inhibitOry cOncentration)was determined by agar dilution method(On nutrient agar medium(pH 7.0),at 37° C. fOr 24hr)。. 1-Alcohols were purchased from WakO Pure Cherrlical lnd。. 一方 グ ラ ム陰性 細菌 で あ る. Sα ′ ππrグ %π .包 ″ グ. , Ltd.. に対 して は炭 素数 1∼ 8の. アル コール につ いては グ ラム陽性細菌 とま った く同様 の傾 向で 炭素数 の増加 と共 に作用力 は上 昇 したが,炭 素数 9の アル コール. (l―. ノナ ノール )で 作用. 力 は激減 し,そ れ以上炭 素数 が 増加 して もほ とん ど無 効 で あ った。 一般 に低級脂肪酸 (炭 素数 6以 下 )は グ ラム陽性細 菌 ,グ ラム陰性細菌 に 対 して 同等 の抗 菌作用力を示 し,炭 素数 の増加 と共 に作用力 も上昇 す るが. ,. 炭 素数 8以 上 の 中級 ,高 級脂肪酸 は グ ラム陽性細菌 に対 して強 い作用力を示 す (最 大 の作用力を示す ための炭 素数 は10∼ 12)の に反 して グ ラム陰性細菌. への作用力は低下すると言われている。例えば炭素数 6以 下の脂肪酸に対す る. Bo Sπ み ′ グ Jグ s(グ. Jグ αε ο ′ε んグ ラム陽性細菌)と Esθ んι 4グ. (グ. ラム陰性細菌).
(4) アル コール類の抗菌作用. ゴ92. の感受性 は同等であるが,炭 素数 8の 脂肪酸 増殖を阻害す るために. (カ. Jグ の プ リル酸)で は E.ε ο. グ Jグ sに 比 べて 2倍 の 濃度を必要 とし,炭 素数 ι Bo Sπ み 3). 10の 脂肪酸 (カ プ リン酸 )で は50倍 必要 とい う報告 が あ る。本実 験 で得 られ. たアル コール の炭 素数 と抗菌作用力 の 関係 は脂肪酸 の場合 とほぼ同様 の傾 向 に あ った。 グ ラム陰性細菌 には細胞 壁 に薬剤 透過 の 障壁 が あ り,炭 素数 が増 し従 って 脂溶性 の増大 した脂肪酸 あ るいはアル コール は細胞 内へ の透過 が阻 害 され る結果抗菌作用力 は低下 す ると推定 され る。脂肪酸 お よびその グ リセ 2.4) ライ ドは細菌 の細胞膜 に作用 し抗菌作用を示す と考 え られ て い るが ,ア ル コ 5). ―ルの作用機作 の ひ とつ と して 細胞膜 へ の作用 が示 されてお り,両 者 の細菌 へ の作用 は類似 した と ころが多 い と考 え られ る。 アル コール類 の うち エ タノー ル,イ ソプ ロパ ノー ル は殺菌剤 あ るいは食 品 防腐剤 と して実用 されてお り, これ らの抗 菌作用 につ いての 報告 は多 い 。 ア ル コールの炭 素数 と各種細菌 に対 す る抗菌作用力 の 関係 につ いて は低 級 アル コール (炭 素数 1∼ 5)で よ く研 究 され てお り,炭 素数 の増加 と共 に作用力 も 6∼ 8)。 Mates 9)は Sれ ″ .″ ″ Sに 対す る炭 強 くな る ことが 知 られ て い る 素数 3∼ 12の 1-ア ル コール の抗菌作用 力 は炭 素数 の増加 と共 に増 し,2-ア ル コール は相 当す る1-ア ル コール と比 べ て 作用力 は弱 い ことを 報告 して い る。 またkabaraご. 0)は. 1_ド デ カ ノー ル が各種 グ ラム陽性細菌 に対 して. 12。. 5∼ 50. μgノ mlの 濃度 で 静菌作 用 を示す ことを認 めて い る。 これ らの 報告 と本実 験 の 結果 はほぼ一 致 して い る。 次 にか び, 酵母 に対 す るア ル コール の抗菌作用力 を Table 2に 示 した。 かび. Fr)に 対 して は炭 素数 1∼ 3の アル コール はほ とん ど無効 で あ. (■ ψ .π グ. り,炭 素数 4∼ 11の アル コールで は炭 素数 の増加 と共 に抗菌作用力 は上 昇 し. ,. 炭 素数 12以 上 の アル コール で は作用力 は 急激 に 低下 して いた 。 一 方酵母 sグ ″ )に つ いて は炭 素数 12以 下 の ア ル コールで は ん.ε ttω グ ε Jグ s,Sα ε π.%ι グ (Cα. 炭 素数 の 増加 と共 に抗菌作用力 は上昇 し,1-ウ ンデ カ ノール ,l― ドデ カ ノー ル が最大 の作用力 を示 した 。 しか しそれ以上 の炭 素 を持 つ 1-ア ル コールの作 用力 は著 る し く低下 して いた 。 そ して炭素数 11ま で のアル コール に対す るか.
(5) 加 藤 信 Table 2.. ゴ93. 行. Antifungal activities Of alcoh01s.. MIC(μ g/ml) 4ψ .π な. D■ lg. `″. Methan01. JJs Cα π.“ ″ グ. >20,ooo >20,00o. Saεεん。ει″. zSzα. `υ. l―. Butanol. 20,ooo. >20,000 >20,000 >20,000 >20,000. l―. Pentanol. 15,000. 15,000. 15,000. Hexan01 1-Heptanol. 10,000. 10,000. 10,000. 2,00o. 2,000. 2,00o. l―. OctanOl. l,000. 1,000. l,000. l―. Nonan01. 320. 160. 160. 1-Decan01. 160. 80. 80. 80. 40. 40. Ethan01 1-PropanOl. )>20,Ooo. l―. 1-Undecan01 1-Dodecan01. 1-Pentadecan01. >1,000 >1,000 >1,000 >1,000. 1-HexadecanOl. >1,000. 1-Tridecan01 1…. Tetradecan01. 40. 40. 1,000. >1,000 >1,000. >1,000 >1,000 >1,000. )>1,000. >1,000. MIC was determined by agar dilutiOn method(On CZapek―. `. >20,Oo0 >20,000 >20,ooo >20,Ooo. Dox agar mediulm. (pH 5。 6),at 30° C fOr 48hr).. び,酵 母 の感受性 はほぼ 同等 で あ った。 か び,酵 母 に対 す るアル コール の抗菌作用 につ いて もい くつ か 報告 されて い る。高見 Ottχ α θ. は炭 素数 1∼ 4の アル コールの Baker's yeast,ス ψ .″ グ Fr,4ψ 。. の生育 に及 ぼす影 響 につ いて検 討 し, アル コールの炭 素数 が 増加す. るにつ れて生 育 阻害 が大 き くな る こ とを認 めてい る。 Baechler12)は Madison. 517 fungusに 対 す る1-ア ル コール の毒性 は炭 素数 1∼ 10の 範囲 内で は分子量 の増大 と共 に上 昇す る こ とを 報告 してい る。 Maruzzella,ChiaramOnteお よ び GarOfa10 は 4種 のか び, 酵母 に対 す る炭 素数 6∼ 12の 1-ア ル コール 蒸気 の 抗菌作用力 は炭 素数 7∼ 9で 最大 に な ることを認 めて い る。 またKabaraら ε αηsに 対 して は1-ド デカ ノール が Cα π。″ιグ. 25μ gノ. ). mlの 濃度 で静菌作用 を.
(6) アル コール類 の抗菌作用. ゴ9イ. 示す ことを報告 して い る。か び,酵 母 に対す るア ル コール の抗菌作用 にお け る炭 素数 と作用力の関係 は試 験菌 種 ,試 験方法 によ り必ず しも明確で はな い が,現 在 までの報告 お よび本実験 の結果 を総合 して , 炭 素数 8∼ 12の アル コ ール が最大 の作用力を示す と結論 され る。 更 に脂肪酸 お よびその エス テル は クエ ン酸塩 (ナ トリウ ム塩 )と 併用す る ことによ リグ ラム陰性細菌 に対 して 強 い抗 菌作用 (静 菌 および殺菌作用 )を Table 3.Combined erect of l_dodecanol(C12 OH)and Citric acid Na salt (CA)on the antibacterial actlvlty. a) S″ 《夕ん。αZ″. S `π. 2%. 0.2. 6. 一 ＋ 十 ＋. 20μ g/ml. 0。. ―. 10. -. 5. +. +. +. + 十. 十. b)3.S“ ら″グ. Jlis. 2%. 0.8. 1.5. 十. 0.4. 0.8. Symbol +‐ indicates bacterial growth and 一 indicates no growth.. ＋. same as thOSe shown in Table l.. ＋. The test conditions were the. 一 ＋. +. 2. ＋ ＋. 十. +. 0。. 一 ＋. 十. +. 一 ＋ ＋ ＋. 十. 一 ＋ ＋ 十. 5. ＋ ＋ 一 一. 10. + +. πS. 2% 20μ g/ml. 十. 0.2. 十. +. 4. 一 十. 5. 0。. ＋ ＋. 10. `″. 6. 一 十. 20μ g/ml. C)B.ε. 0。. 一 一 ＋ 十. ＼.
(7) 加. 藤. 信. ゴ95. 行. 示す こ とを 報告 したが,2)本 実験で供 試 したアル コール の うち グ ラム陽性細 菌 に対 して最大 の抗菌作用力を 示 した1-ド デ カ ノール につ いて クエ ン酸塩 との 併用効果 を グ ラム陽性 お よび陰性細菌 につ いて 検討 した 。 グ ラム陰性細菌 で .″ ″ 筋ππ rグ π ある Sα ′ π に対 しては1-ド デヵノール 1,000μ gノ mlと クエン酸 塩 1%を 併用 して も抗菌作用は見 られなかったが,グ ラム陽性細菌に対 して. は両薬剤の併用による抗菌作用力増強効果が見 られた (Table 3)。. Sれ ″. .. ″協 Sに 対 して1-ド デヵノール単独では20μ gノ ml, クエン酸塩単独では0.6 %で 抗 菌作用 が認 め られ たが,両 者 の併用 によ り更 に低 濃度 で も抗 菌作用 を グ sに つ いて も同様 に両薬剤 の併用効果 が認 め られ , B. 示 した 。 B.sπ みι Jグ. 宅術 の場合 も若 干 では あ るが併用効果 が見 られ た 。 なお Table 3中 +は “ 細 菌 の増殖 が起 った もの , 一 は起 らなか った (薬 剤 によ り増殖 が 阻害 され た)こ とを 表 わ して い る。 Fige lは Table 3の 結果 を図示 した もので あ るが,a)で は Sれ .α π郷 ″s ″ に対 す る1-ド デ カ ノール と クエ ン酸塩 の併用効果 (相 乗効果 )が 明確 に示 さ れて い る。 b)は B.sπ ι′ グ Jグ sに 対 す る両薬剤 の併用効果 を示 した もので あ る が, その 果 は Sれ ″ 。απ″πsの 場合 と比 較 して若千少 な くな って いた 。 欲 C)は 前 報 で 報告 した Sれ ″ .α ηasに 対 す るモ ノカプ リン (グ リセ ロール モ ノカプ レー ト)と クエ ン 酸塩 の併用効果 を検 討 した 結果 を図示 した もの で,両 者 の 相乗効果 は全 く認 め られ なか った。 この様 にアル コール と脂肪酸 エス テル で は クェ ン酸塩 との併用 による抗 菌作用力. 増 強効果 の 様式 はか な り. 異 ってい ることが見 出 され た 。 なお生 体 あ るいは食 品中に普遍的 に存在 す る有機 酸 で あ るクエ ン酸 が塩 と. %S,Bo s%ι ι して Sれ ″ .α π箔 グ Jグ sに 対 して 抗 菌作用を示す こ とは興味 あ る事 実 で あ り, Sれ ″ .α η ttsに つ いて は前報 て検 討 した 。 ク エ ン酸塩 は液体培地で 0。. 2)で. 液体培地 を用 いた実験 におい. 2%,固 体培地 で は 6%で 0。. Sれ ″. .. α%π ″Sの 増殖 を 完全 に阻害 した (Fig.1)。 クエ ン酸塩 の抗 菌作用 につ いての 報告 は少 な い が,Rammell14キ ま液体培地 において 0。 3∼ 0。. 6%の クエ ン酸塩 が Sれ″ .α πππsの 増殖 をか な り顕著 に阻.
(8) アル コール類 の抗菌作用. ゴ96. ︵案ミ■︶ 〓ｏｋσ 0 0=05 0。. :. 0。. 2. CA°. o.1. 0。 4. 0。 3. 0。 2. 0。. 3. CA(%). (%). 、一 食ぶべ■︶ ェ〇 ｏ. CA(%) Fig。. 1.Combined e“ ect of l… dodecanol(C12 OH)Or mOnOCaprin (MClo) and citric acid Na salt(CA)on the antibacterial activity。. a)C12 OH and CA against S″ b)C12 OH and CA against Bo. 夕ん。α rι ZS On nutrient agar medium “ “ S“ ら″J′ Js on nutrient agar medium. C) MClo and cA against S′ α′λo α ″ι S in nutrient broth medium “ “. r, ι Iijima は Arι んrο みαει 害す る ことを 報告 して い る。Imal,Bannoお よび JJ%Sの 発育 が クエ ン酸塩 に グ π お よび Bα ε ″ rグ π θ ι π,Bπ ttι αε ιαε rグ π θ θ Cο り η. よ り阻害 され る ことを認 めて い る。 本 報告 はアル コールの 防腐効 果 につ いて検 討 して い くた めの基礎. とな る抗.
(9) ゴ97. 加 藤 信 行. 菌 (静 菌 )作 用力を示 した もので あ り,今 後詳細 な研究を進 めて い く予定 で あ る。 終 りに本研 究 を行 な うにあた り御指導下 さい ま した芝 崎教 授 に深謝 します。. 要. 約. 炭 素数 1か ら16ま での1-ア ル コールの食 品 に 関連 した 各種微生物 に対 す る 抗 菌作用 につ いて検 討 した 。 各微生物 いずれ も低級 アル コール に対 して は感受性 が低 く,ア ル コールの 炭 素数増加 と共 に抗菌作用力 は上 昇 した 。 そ して グ ラム陽性細菌 で は炭 素数 12∼ 13,グ ラム陰性細 菌 で は 8,か びで は11,酵 母 で は11∼ 12の アル コール が最大 の抗菌作用力を示 し,そ れ以上 の炭 素を持 つ アル コール の作用力 は低 下 して いた 。 更 に1-ド デ カ ノール は クエ ン酸塩 と併用す る こ とによ リグ ラム陽性細菌 に 対 し強 い抗菌作用 を示 し,両 薬剤 の 相乗効果 が見 出 され た。. 文. 1)加 藤 ,芝 崎 2)加 藤 ,芝 崎. 献. :醸 工 ,53,793(1975). :防 菌防徹誌 ,3,355(1975),4,254(1976),5,473(1977).. 3) Sheu,Co W。 ,Freese,E.:J.Bacteriol。 ,115,869(1973). 4) Sheu,Co W。 ,Freese,E.:J.Bacteriol。 ,111,516(1972)。 5)Gilby,A.R。 ,Few,A.V.:J.Geno Microbiol.,23,27(1960)。. 6)Wirgin,G.:Z.Hygiene。 ,46,149(1910). 7) Ravel,J.M.,Felsing,B.,Lansford,Eo M.,Jr.,Trubey, R.H。. ,Shive, W.:. J.Blol.Chem。 ,214,497(1955).. 8)Lansford,E.M.,Jr。 ,Hill,I.D。 ,Shive,W.:J.Biolo Chem。 ,235,3551(1960). 9)Mates,A.:J.appl.Bacteriol.,37,1(1974). lo)Kabara,J.J.,Swieczkowski,Do M.,Conley,A.J.,Truant,J.P.:Antimicrob. Ago Chemother.,2,23(1972).. 11)高 見. :醸 協誌 ,24,415(1966)。.
(10) ゴ98. アル コール 類 の抗 菌作用. 12)Baechler,R.H.:Proc.Amo Wood― Preservo. Assoc。. ,43,94(1947).. 13)MaruZZella,J.C.,Chiaramonte,Jo S。 ,Garofalo,Mo M.:Jo Pharm.Sci。 ,50, 665(1961).. 14)Rammell,C.G.:J.Bacteriol。 ,84,1123(1962). 15)Imai,K。 ,Banno,I.,Iijima,T.:J.Gen.Appl.Microbiol。 ,16,479(1970)。.
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図
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