신선/신선편이 농산물 생산공정의 미생물학적 위생성 향상을 위해 광범위하게 사용되고 있는 염소계 살균소독제 대체 물질로 주목받고 있는 이산화염소수를 아염-염소가스(NaClO2-Cl2(g)) 방식의 기기장치로 생성하여 식품미생물에 대한 살균효과를 EU CEN 1726:1997 (Quantitative suspension test)의 dirty condition에 따라 평가하고, 과채류의 침지 세정에 의한 미생물 살균소독 효과를 검토하였다. 또한 배양 온도(growth temperature), heat shock, acid-shock, acid adaptation, hypochlorite ...
신선/신선편이 농산물 생산공정의 미생물학적 위생성 향상을 위해 광범위하게 사용되고 있는 염소계 살균소독제 대체 물질로 주목받고 있는 이산화염소수를 아염-염소가스(NaClO2-Cl2(g)) 방식의 기기장치로 생성하여 식품미생물에 대한 살균효과를 EU CEN 1726:1997 (Quantitative suspension test)의 dirty condition에 따라 평가하고, 과채류의 침지 세정에 의한 미생물 살균소독 효과를 검토하였다. 또한 배양 온도(growth temperature), heat shock, acid-shock, acid adaptation, hypochlorite stress 및 saline stress를 유발시킨 Eschrichi coli ATCC 10536의 저농도 이산화염소(1.0-5.0 ppm)에 대한 살균소독 효과를 측정하여 미생물의 생리적 상태에 따른 이산화염소 감수성/저항성의 변화를 조사하였다. 5 ppm 이하의 저농도 이산화염소로 스트레스를 가한 E. coli ATCC 10536 균주의 phosphate buffer에서의 살균소독에 의한 viable cell의 감소와 25°C에서의 회복이 VBNC (viable but not culturable)로의 진입과 소생(resuscitation)에 의한 것인지, 또는 injured cell의 회복에 의한 것인지를 확인하기 위하여 flow cytometric method와 PI, He, FDA, cFDASE, Rho-123, DiOC6(3) probe를 사용하여 생리적 상태변화를 분석하였다. 또한, 상추, 케일 등 과채류의 침지 세정을 통해 DBPs(disinfection by-product)의 생성량과 변화량을 분석하였다.총 42종의 박테리아, 곰팡이 및 효모를 대상으로 5, 10 및 15 ppm의 이산화염소수로 살균속독의 효과를 평가한 결과 대부분 5 ppm 농도에서 6 log 수준의 감균효과를 나타내었으나 이산화염소에 대한 감수성은 균주별로 다소의 차이를 나타내었다. 상추, 치콘, 깻잎, 케일의 채소류에 대한 세정 침지 살균에서는 이산화염소 농도 의존성 감균 효과를 나타내어 3-4 log의 총균수 감소 효과가 있었다. 과일의 경우에도 농도 의존성 감균 효과는 동일하였으며 대략 3-5 log의 총균수 감균 효과가 있음이 확인되었다.배양온도, 유기산, 식염 등의 스트레스 조건을 달리한 E. coli ATCC 10536의 저농도(≤5 ppm) 이산화염소수에 대한 살균소독 저항성과 감수성의 변화를 negative control 균주와 비교·검토한 결과, 42°C, 30분 및 50°C, 60분의 heat-shock은 저항성 증가를 보이지 않았다. pH 4, pH 6, pH 8 및 pH 10의 배지의 pH는 pH 10>pH 4>pH 6>pH 8의 순으로 감수성이 증가하였다. 2 M lactic acid로 pH를 4.8로 조정한 acid-shocked E. coli ATCC 10536은 저항성이 크게 증가하였으나 acid-adapted E. coli ATCC 10536는 감수성이나 저항성의 변화가 없었다. 그리고 1 ppm의 hypochlorite에 의한 stressed E. coli ATCC 10536는 저항성이 크게 증가하여 5 ppm의 이산화염소수에 의해서도 균수의 감소가 거의 없었다. 그러나 5% NaCl에 의한 saline stressed E. coli ATCC 10536는 감수성이 크게 증가하여 1.0 ppm의 이산화염소수에 의한 disinfection에 의해 6 log 이상의 균수 감소가 20분이내에 일어나는 것으로 나타났다. 배양 온도에 의한 영향은 4°C>10°C>25°C >36°C순으로 이산화염소수에 대한 저항력이 급격히 증가하였다.8 log CFU/ml의 E. coli ATCC 10536 cell을 PBS (pH 7.2)에 현탁시킨 후 0.5 ppm, 1.0 ppm, 1.5 ppm, 2.0 ppm, 2.5 ppm, 3.0 ppm 및 5.0 ppm의 이산화염소수를 가해 20분간 반응시킨 다음 25oC에서 12일간 viable cell number의 변화를 확인 한 결과 약 6 log CFU/mL 수준으로 viable cell number가 증가하였다. FCM (flow cytometric method)로 incubation중 total cell을 counting한 결과, viable cell이 6 log CFU/ml로 증가하는 6일까지 8 log CFU/ml 수준이 유지됨을 확인하였다. 또한 FCM의 cell size의 변화도 관찰되지 않았다. FDA, cFDAse, Rho-123, DioC(6)3, HE 및 PI를 probe로 사용하여 esterase activity(FDA), superoxide anion production (cFDAse), membrane potential (Rho-123), membrane potential (DioC6(3)), intracellular pH (He) 및 membrane potentials (PI)를 분석한 결과 FDA, cFDAse, Rho-123, DioC6(3) 및 HE는 유의으로 증가하지 않았다. PBS에서의 viable cell number의 증가와 FCM에 의한 결과를 고려할 때 이러한 증가는 injured cell의 회복에 의한 것으로 판단되었다. 케일과 상추를 시료로 하여 호울(whole)과 절단(cut) 형태의 시료를 10, 30, 50 및 100 ppm의 이산화염소수에 침지세정하면서 이들의 경시적인 생성 변화량을 검토하였다. 상추에서는 침지시간의 경과에 따라 chlorite는 0.2-2 ppm, chlorate는 약 2-5 ppm 증가하였으며, 절단 상추는 chlorite는 0.3-6.3 ppm, chlorate는 0.6-9.1 ppm 증가하였다. 케일은 경우에는 이산화염소의 농도 증가에 따른 chlorite의 증가는 관찰되지 않았으나 chlorate는 약 0.4-1.5 ppm 증가하였다. 이러한 경향은 치콘, 깻잎 및 케일에서도 유사하였다. ClO2, free Cl, Oxi-Cl의 농도는 경시적으로 감소하는 경향을 나타내었으나 NH2Cl, NHCl2 및 chloride는 이산화염소의 농도 및 침지시간에 따른 경시적인 변화를 나타내지 않았다.또한 상추, 치콘, 깻잎 및 케일의 침지 세정중 THMs의 생성량을 분석한 결과, 4종의 채소류에서 469-1,139 ppb의 chloroform과 84-173 ppb의 dichloro- bromomethane이 검출되었으며, 상추에서는 60-113 ppb의 dibromochloromethane이 검출되었다. 그리고 감귤, 방울토마토, 딸기 및 사과에서도 채소류와 유사한 수준의 chloroform과 dichlorobromomethane이 검출되었으나 감귤에서는 1,074-1,670 ppb의 bromoform이, 방울토마토에서는 57-89 ppb의 dibromochloromethane과 16-158 ppb의 bromoform이 100 ppm의 이산화염소수에서 검출되었다. Chloroform과 dichlorobromomethane은 원수로부터 유래하는 것으로 추정되었으나 dibromo- chloromethane과 bromoform은 살균 과정에서 생성된 것으로 판단되었다.이상의 결과로부터 아염-염소가스(NaClO2-Cl2(g)) 방식으로 생성한 이산화염소수는 5-10 ppm의 농도로 살균소독력 평가에 부합하는 효과를 가지고 있으며, 침지세정으로 상추, 사과 등 8종의 과채류를 살균소독한 결과 최대 30 ppm의 농도에서 30분 이내에 3-5 log의 감균 효과를 나타내었다. 5 ppm 이하의 이산화염소수에 20분간 노출한 E. coli ATCC 10536는 25°C phosphate buffer (pH 7.2)에서 시간이 경과함에 따라 초기 균수의 약 10% 수준으로 viable cell수가 증가하였으며 이는 통상적인 VBNC 현상보다는 injured cell의 viability 회복에 의한 것으로 추정되었다. pH 4와 pH 10의 배양조건, 4°C와 10°C의 배양온도, lactic acid에 의한 acid-shock, 1 ppm의 hypochlorite로 스트레스를 가한 E. coli ATCC 10536은 이산화염소에 대한 저항성이 증가하였으며, heat-shock, lactic acid에 의한 acid-adaption, saline으로 스트레스를 가한 E. coli ATCC 10536는 감수성이 증가하거나 또는 변화를 보이지 않았다.상추 등 4종의 채소류를 시료로 chlorite 및 chlorate의 생성을 분석한 결과, 호울(whole)보다는 절단(cut) 형태에서 증가량이 높았으며 100 ppm의 이산화염소수로 살균할 경우 chlorite는 약 3 ppm 수준, chlorate는 10 ppm 수준으로 증가하였다. 또한 상추, 치,깻잎 및 케일의 침지 세정중 THMs의 생성량을 분석한 결과, 원수에서 유래하는 THMs외에 dibromochloromethane과 bromoform도 과채류의 종류나 각종 토양, 또는 자연계 유래의 유기물질(NOM ; natural organic matter)에 의해 생성 가능성이 있는 것으로 판단되었다.
신선/신선편이 농산물 생산공정의 미생물학적 위생성 향상을 위해 광범위하게 사용되고 있는 염소계 살균소독제 대체 물질로 주목받고 있는 이산화염소수를 아염-염소가스(NaClO2-Cl2(g)) 방식의 기기장치로 생성하여 식품미생물에 대한 살균효과를 EU CEN 1726:1997 (Quantitative suspension test)의 dirty condition에 따라 평가하고, 과채류의 침지 세정에 의한 미생물 살균소독 효과를 검토하였다. 또한 배양 온도(growth temperature), heat shock, acid-shock, acid adaptation, hypochlorite stress 및 saline stress를 유발시킨 Eschrichi coli ATCC 10536의 저농도 이산화염소(1.0-5.0 ppm)에 대한 살균소독 효과를 측정하여 미생물의 생리적 상태에 따른 이산화염소 감수성/저항성의 변화를 조사하였다. 5 ppm 이하의 저농도 이산화염소로 스트레스를 가한 E. coli ATCC 10536 균주의 phosphate buffer에서의 살균소독에 의한 viable cell의 감소와 25°C에서의 회복이 VBNC (viable but not culturable)로의 진입과 소생(resuscitation)에 의한 것인지, 또는 injured cell의 회복에 의한 것인지를 확인하기 위하여 flow cytometric method와 PI, He, FDA, cFDASE, Rho-123, DiOC6(3) probe를 사용하여 생리적 상태변화를 분석하였다. 또한, 상추, 케일 등 과채류의 침지 세정을 통해 DBPs(disinfection by-product)의 생성량과 변화량을 분석하였다.총 42종의 박테리아, 곰팡이 및 효모를 대상으로 5, 10 및 15 ppm의 이산화염소수로 살균속독의 효과를 평가한 결과 대부분 5 ppm 농도에서 6 log 수준의 감균효과를 나타내었으나 이산화염소에 대한 감수성은 균주별로 다소의 차이를 나타내었다. 상추, 치콘, 깻잎, 케일의 채소류에 대한 세정 침지 살균에서는 이산화염소 농도 의존성 감균 효과를 나타내어 3-4 log의 총균수 감소 효과가 있었다. 과일의 경우에도 농도 의존성 감균 효과는 동일하였으며 대략 3-5 log의 총균수 감균 효과가 있음이 확인되었다.배양온도, 유기산, 식염 등의 스트레스 조건을 달리한 E. coli ATCC 10536의 저농도(≤5 ppm) 이산화염소수에 대한 살균소독 저항성과 감수성의 변화를 negative control 균주와 비교·검토한 결과, 42°C, 30분 및 50°C, 60분의 heat-shock은 저항성 증가를 보이지 않았다. pH 4, pH 6, pH 8 및 pH 10의 배지의 pH는 pH 10>pH 4>pH 6>pH 8의 순으로 감수성이 증가하였다. 2 M lactic acid로 pH를 4.8로 조정한 acid-shocked E. coli ATCC 10536은 저항성이 크게 증가하였으나 acid-adapted E. coli ATCC 10536는 감수성이나 저항성의 변화가 없었다. 그리고 1 ppm의 hypochlorite에 의한 stressed E. coli ATCC 10536는 저항성이 크게 증가하여 5 ppm의 이산화염소수에 의해서도 균수의 감소가 거의 없었다. 그러나 5% NaCl에 의한 saline stressed E. coli ATCC 10536는 감수성이 크게 증가하여 1.0 ppm의 이산화염소수에 의한 disinfection에 의해 6 log 이상의 균수 감소가 20분이내에 일어나는 것으로 나타났다. 배양 온도에 의한 영향은 4°C>10°C>25°C >36°C순으로 이산화염소수에 대한 저항력이 급격히 증가하였다.8 log CFU/ml의 E. coli ATCC 10536 cell을 PBS (pH 7.2)에 현탁시킨 후 0.5 ppm, 1.0 ppm, 1.5 ppm, 2.0 ppm, 2.5 ppm, 3.0 ppm 및 5.0 ppm의 이산화염소수를 가해 20분간 반응시킨 다음 25oC에서 12일간 viable cell number의 변화를 확인 한 결과 약 6 log CFU/mL 수준으로 viable cell number가 증가하였다. FCM (flow cytometric method)로 incubation중 total cell을 counting한 결과, viable cell이 6 log CFU/ml로 증가하는 6일까지 8 log CFU/ml 수준이 유지됨을 확인하였다. 또한 FCM의 cell size의 변화도 관찰되지 않았다. FDA, cFDAse, Rho-123, DioC(6)3, HE 및 PI를 probe로 사용하여 esterase activity(FDA), superoxide anion production (cFDAse), membrane potential (Rho-123), membrane potential (DioC6(3)), intracellular pH (He) 및 membrane potentials (PI)를 분석한 결과 FDA, cFDAse, Rho-123, DioC6(3) 및 HE는 유의으로 증가하지 않았다. PBS에서의 viable cell number의 증가와 FCM에 의한 결과를 고려할 때 이러한 증가는 injured cell의 회복에 의한 것으로 판단되었다. 케일과 상추를 시료로 하여 호울(whole)과 절단(cut) 형태의 시료를 10, 30, 50 및 100 ppm의 이산화염소수에 침지세정하면서 이들의 경시적인 생성 변화량을 검토하였다. 상추에서는 침지시간의 경과에 따라 chlorite는 0.2-2 ppm, chlorate는 약 2-5 ppm 증가하였으며, 절단 상추는 chlorite는 0.3-6.3 ppm, chlorate는 0.6-9.1 ppm 증가하였다. 케일은 경우에는 이산화염소의 농도 증가에 따른 chlorite의 증가는 관찰되지 않았으나 chlorate는 약 0.4-1.5 ppm 증가하였다. 이러한 경향은 치콘, 깻잎 및 케일에서도 유사하였다. ClO2, free Cl, Oxi-Cl의 농도는 경시적으로 감소하는 경향을 나타내었으나 NH2Cl, NHCl2 및 chloride는 이산화염소의 농도 및 침지시간에 따른 경시적인 변화를 나타내지 않았다.또한 상추, 치콘, 깻잎 및 케일의 침지 세정중 THMs의 생성량을 분석한 결과, 4종의 채소류에서 469-1,139 ppb의 chloroform과 84-173 ppb의 dichloro- bromomethane이 검출되었으며, 상추에서는 60-113 ppb의 dibromochloromethane이 검출되었다. 그리고 감귤, 방울토마토, 딸기 및 사과에서도 채소류와 유사한 수준의 chloroform과 dichlorobromomethane이 검출되었으나 감귤에서는 1,074-1,670 ppb의 bromoform이, 방울토마토에서는 57-89 ppb의 dibromochloromethane과 16-158 ppb의 bromoform이 100 ppm의 이산화염소수에서 검출되었다. Chloroform과 dichlorobromomethane은 원수로부터 유래하는 것으로 추정되었으나 dibromo- chloromethane과 bromoform은 살균 과정에서 생성된 것으로 판단되었다.이상의 결과로부터 아염-염소가스(NaClO2-Cl2(g)) 방식으로 생성한 이산화염소수는 5-10 ppm의 농도로 살균소독력 평가에 부합하는 효과를 가지고 있으며, 침지세정으로 상추, 사과 등 8종의 과채류를 살균소독한 결과 최대 30 ppm의 농도에서 30분 이내에 3-5 log의 감균 효과를 나타내었다. 5 ppm 이하의 이산화염소수에 20분간 노출한 E. coli ATCC 10536는 25°C phosphate buffer (pH 7.2)에서 시간이 경과함에 따라 초기 균수의 약 10% 수준으로 viable cell수가 증가하였으며 이는 통상적인 VBNC 현상보다는 injured cell의 viability 회복에 의한 것으로 추정되었다. pH 4와 pH 10의 배양조건, 4°C와 10°C의 배양온도, lactic acid에 의한 acid-shock, 1 ppm의 hypochlorite로 스트레스를 가한 E. coli ATCC 10536은 이산화염소에 대한 저항성이 증가하였으며, heat-shock, lactic acid에 의한 acid-adaption, saline으로 스트레스를 가한 E. coli ATCC 10536는 감수성이 증가하거나 또는 변화를 보이지 않았다.상추 등 4종의 채소류를 시료로 chlorite 및 chlorate의 생성을 분석한 결과, 호울(whole)보다는 절단(cut) 형태에서 증가량이 높았으며 100 ppm의 이산화염소수로 살균할 경우 chlorite는 약 3 ppm 수준, chlorate는 10 ppm 수준으로 증가하였다. 또한 상추, 치,깻잎 및 케일의 침지 세정중 THMs의 생성량을 분석한 결과, 원수에서 유래하는 THMs외에 dibromochloromethane과 bromoform도 과채류의 종류나 각종 토양, 또는 자연계 유래의 유기물질(NOM ; natural organic matter)에 의해 생성 가능성이 있는 것으로 판단되었다.
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