반응표면분석법은 최적화 연구에 자주 사용되는 통계적 분석방법이다. 본 연구는 반응표면분석법에 의해 Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas fluorescens 및 Vibrio parahaemolyticus에 대한 자몽종자 추출물과 젖산 혼합물의 항균활성을 검토하여 최적화하였다. 중심합성계획에 따라 1% 자몽종자 추출물 (GFSE)과 10% 젖산 (LA)의 비율 ($X_1$, 0:100-100:0 v/v)과 1% GFSE와 10% LA 혼합물의 농도 ($X_2$, 20-100%)를 독립변수로 하고 S. aureus ($Y_1$), B. cereus ($Y_2$), E. coli ($Y_3$), S. typhimurium ($Y_4$), P. fluorescens ($Y_5$) 및 V. parahaemolyticus ($Y_6$)에 대한 항균활성을 종속변수로 하여 항균활성을 측정하였다. 미생물에 대한 1% GFSE와 10% LA의 항균활성 처리조건의 최적범위는 다양한 조건하에서 얻어진 반응변수의 항균활성에 관하여 중첩된 등고선도로 예측하였고, 항균활성을 최대화하기위한 최적범위는 1% GFSE와 10% LA의 비율 35.73:64.27-56.58:43.42 (v/v)이었고 혼합물의 농도는 $51.70{sim}100%$였다. 최적 항균활성 범위내의 주어진 조건 (1% GFSE:10% LA 비율 40:60, 1% GFSE:10% LA 혼합물 70%)에서 S. aureus ($Y_1$), B. cereus ($Y_2$), E. coli ($Y_3$), S. typhimurium ($Y_4$), P. fluorescens ($Y_5$) 및 V. parahaemolyticus ($Y_6$)에 대한 1% GFSE:10% LA 혼합물의 비율 및 농도의 항균활성은 각각 24.55, 25.22, 20.20, 22.49, 23.89 및 28.04 mm로 예측되었다. 최적조건 범위내의 임의의 조건에서 실험한 결과 각 종속변수들의 예측값과 실제값이 유사한 항균활성을 보였다.
Response surface methodology (RSM) is frequently used for optimization studies. In the present work, RSM was used to determine the antimicrobial activitiesof grapefruit seed extract (GFSE) and a lactic acid mixture (LA) against Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Pseudomonas fluorescens, and Vibrio parahaemolyticus. A central composite design was used to investigate the effects of independent variables on dependent parameters. One set of antimicrobial preparations included mixtures of 1% (w/w) GFSE and 10% (w/w) LA, in which the relative proportions of component antimicrobials varied between 0 and 100%. In further experiments, the relative proportions were between 20% and 100%. Antimicrobial effects against various microorganisms were mathematically encoded for analysis. The codes are given in parentheses after the bacterial names, and were S. aureus ($Y_1$), B. cereus ($Y_2$), E. coli ($Y_3$), S. typhimurium ($Y_4$), P. fluorescens ($Y_5$), and V. parahaemolyticus ($Y_6$). The optimum antimicrobial activity of the 1% (w/w) GFSE:10% (w/w) LA mixture against each microorganism was obtained by superimposing contour plots ofantimicrobial activities on measures of response obtained under various conditions. The optimum rangesfor maximum antimicrobial activity of a mixture with a ratio of 1:10 (by weight) GFSE and LA were 35.73:64.27 and 56.58:43.42 (v/v), and the optimum mixture ratio was 51.70-100%. Under the tested conditions (a ratio of 1% [w/w] GFSE to 10% [w/w] LA of 40:60, and a concentration of 1% [w/w] GFSE and 10% [w/w] LA, 70% of the highest value tested), and within optimum antimicrobial activity ranges, the antimicrobial activities of the 1% (w/w) GFSE:10% (w/w) LA mixture against S. aureus ($Y_1$), B. cereus ($Y_2$), E. coli ($Y_3$), S. typhimurium ($Y_4$), P. fluorescens ($Y_5$), and V. parahaemolyticus ($Y_6$) were 24.55, 25.22, 20.20, 22.49, 23.89, and 28.04 mm, respectively. The predicted values at optimum conditions were similar to experimental values.
