본 연구에서는, 수산식품의 유해미생물을 효과적으로 살균하고자 연속자외선 조사와 광펄스 기술을 사용하여 미생물 사멸효과를 비교하였다. 수산식품으로는 광어, 연어 및 새우 fillet을 사용하였으며, 이들 시료에 존재하는 미생물의 정량분석 결과, 37℃에서 생육하는 중온성 일반세균수는 연어에서 5.27×10³ CFU/mL, 새우에서 4.45×10⁴ CFU/mL로 측정되었으나 광어에서는 검출되지 않았다. 25℃에서 생육하는 저온성 일반세균수는 광어에서 1.45×10⁴ CFU/mL, 연어에서 4.71×10⁴ CFU/mL, 새우에서 1.52×10⁴ CFU/mL로 사용한 시료 모두 유사한 수준을 나타내었다. 검출된 미생물로부터 4개를 선별하여 동정을 수행한 결과, 각각 Pseudomonas sp., Brochothrix sp., Delftia sp., Rahnella sp.와 유사한 것으로 확인되었다. 수산식품 시료에 존재하는 식중독미생물의 ...
본 연구에서는, 수산식품의 유해미생물을 효과적으로 살균하고자 연속자외선 조사와 광펄스 기술을 사용하여 미생물 사멸효과를 비교하였다. 수산식품으로는 광어, 연어 및 새우 fillet을 사용하였으며, 이들 시료에 존재하는 미생물의 정량분석 결과, 37℃에서 생육하는 중온성 일반세균수는 연어에서 5.27×10³ CFU/mL, 새우에서 4.45×10⁴ CFU/mL로 측정되었으나 광어에서는 검출되지 않았다. 25℃에서 생육하는 저온성 일반세균수는 광어에서 1.45×10⁴ CFU/mL, 연어에서 4.71×10⁴ CFU/mL, 새우에서 1.52×10⁴ CFU/mL로 사용한 시료 모두 유사한 수준을 나타내었다. 검출된 미생물로부터 4개를 선별하여 동정을 수행한 결과, 각각 Pseudomonas sp., Brochothrix sp., Delftia sp., Rahnella sp.와 유사한 것으로 확인되었다. 수산식품 시료에 존재하는 식중독미생물의 정성분석을 한 결과, 광어, 연어 및 새우 fillet에서 Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus와 Salmonella Typhimurium은 검출되지 않았으나 광어에서 Listeria monocytogenes와 Bacillus cereus, 새우에서 B. cereus가 존재하는 것을 확인하였다. 한편, 연속자외선 또는 광펄스의 조사에 의한 미생물의 염색체 DNA 손상과 uvrA gene에 의한 수복기작을 확인하기 위해, uvrA gene이 결손 된 E. coli AB1886과 대조군인 야생주 E. coli AB1157을 이용하였다. 각 균체 배양액에 xenon lamp를 이용하여 376 W/㎡와 456 W/㎡에서 5분간 광펄스를 조사한 결과, 실험에 사용한 모든 미생물의 염색체 DNA 상에서 double strand breaks (DSBs), single strand breaks (SSBs), RNA breaks가 발생하였으며, cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs)가 형성됨을 확인하였다. 연속자외선을 조사한 균체에서도 동일한 현상이 관찰되었는데, 자외선 조사가 광펄스 조사보다 많은 양의 염색체 DNA 손상과 CPDs를 형성하였다. E. coli AB1157는 시간의 흐름에 따라 수복되는 경향을 나타냈으나, E. coli AB1886는 수복되는 경향을 나타내지 않았다. 미생물의 생균수는 광펄스를 조사한 균에서 약 3-4 log CFU/mL 감소하는 경향을 보인 반면, 자외선을 조사한 균은 약 2 log CFU/mL 감소하여 광펄스 조사가 자외선 조사보다 사멸효과가 약간 높은 것을 확인하였다. 또한, 수산식품 유래 미생물인 L. monocytogenes, P. aeruginosa, E. coli O157:H7에도 연속자외선 또는 광펄스를 조사하여 사멸효과를 확인하였다. E. coli 균주와 마찬가지로 광펄스보다 자외선 조사가 염색체 DNA상에서 더 많은 양의 DSBs, SSBs, CPDs를 형성하였다. 미생물의 생균수는 광펄스를 조사한 균에서 약 6-7 log CFU/mL 감소하는 경향을 보인 반면, 자외선을 조사한 균은 약 2-4 log CFU/mL 감소하여 광펄스 조사가 자외선 조사보다 사멸효과가 높은 것을 확인하였다. 이들 미생물의 형태를 투과전자현미경을 이용하여 관찰한 결과, 대조군과 자외선을 조사한 미생물은 형태적으로 변화가 없었으나, 광펄스를 조사한 미생물은 세포벽과 원형질막이 손상됨을 확인하였다. 따라서 광펄스에 의한 미생물의 사멸효과는 염색체 DNA의 손상에만 의존하는 것이 아니라 세포벽, 세포질막의 파괴, 세포성분의 유출에 의한 영향도 상당부분 기여한 것으로 판단되었다. 이를 확인하기 위하여, 세포 내의 단백질과 같은 거대분자의 세포 외 유출도를 측정하였다. 595 nm의 파장에서 측정한 대조군과 광펄스 조사군의 흡광도 값을 비교한 결과, 통계학적으로 유의한 차이가 있음을 보여주어 (p<0.05), 광펄스 조사로 인한 물리적인 손상에 의해 단백질이 유출됨을 확인할 수 있었다. 한편, 광펄스의 조사가 포자형성미생물에 미치는 영향을 확인하기 위하여 야생주인 B. subtilis 168 (trpC2)과 이 균의 포자발달과정에 따른 돌연변이균인 B. subtilis PB3A (spo0A3, trpC2), B. subtilis Z3 (spoIIB131,trpC2), B. subtilis 94U (spoIIIC94, trpC2), B. subtilis P20 (pheA12, spoIVA178), B. subtilis 89 (spoVA89, trpC2), B. subtilis 513 (spoVIA513, trpC2)를 이용하였다. 광펄스 조사에 의해 모든 미생물의 생균수는 약 2-3 log CFU/mL 감소하였다. 투과전자현미경을 이용하여 미생물의 형태를 관찰한 결과, 포자가 형성되기 전의 균에서는 세포막과 세포벽이 파괴되어, 세포성분의 유출이 발생하였지만, 포자형성단계의 균은 영양세포의 세포막이 파괴되었을 뿐, 포자에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인하였다. 따라서 광펄스 조사에 의한 포자형성미생물의 사멸효과는 없는 것으로 판단하였다.
본 연구에서는, 수산식품의 유해미생물을 효과적으로 살균하고자 연속자외선 조사와 광펄스 기술을 사용하여 미생물 사멸효과를 비교하였다. 수산식품으로는 광어, 연어 및 새우 fillet을 사용하였으며, 이들 시료에 존재하는 미생물의 정량분석 결과, 37℃에서 생육하는 중온성 일반세균수는 연어에서 5.27×10³ CFU/mL, 새우에서 4.45×10⁴ CFU/mL로 측정되었으나 광어에서는 검출되지 않았다. 25℃에서 생육하는 저온성 일반세균수는 광어에서 1.45×10⁴ CFU/mL, 연어에서 4.71×10⁴ CFU/mL, 새우에서 1.52×10⁴ CFU/mL로 사용한 시료 모두 유사한 수준을 나타내었다. 검출된 미생물로부터 4개를 선별하여 동정을 수행한 결과, 각각 Pseudomonas sp., Brochothrix sp., Delftia sp., Rahnella sp.와 유사한 것으로 확인되었다. 수산식품 시료에 존재하는 식중독미생물의 정성분석을 한 결과, 광어, 연어 및 새우 fillet에서 Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus와 Salmonella Typhimurium은 검출되지 않았으나 광어에서 Listeria monocytogenes와 Bacillus cereus, 새우에서 B. cereus가 존재하는 것을 확인하였다. 한편, 연속자외선 또는 광펄스의 조사에 의한 미생물의 염색체 DNA 손상과 uvrA gene에 의한 수복기작을 확인하기 위해, uvrA gene이 결손 된 E. coli AB1886과 대조군인 야생주 E. coli AB1157을 이용하였다. 각 균체 배양액에 xenon lamp를 이용하여 376 W/㎡와 456 W/㎡에서 5분간 광펄스를 조사한 결과, 실험에 사용한 모든 미생물의 염색체 DNA 상에서 double strand breaks (DSBs), single strand breaks (SSBs), RNA breaks가 발생하였으며, cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs)가 형성됨을 확인하였다. 연속자외선을 조사한 균체에서도 동일한 현상이 관찰되었는데, 자외선 조사가 광펄스 조사보다 많은 양의 염색체 DNA 손상과 CPDs를 형성하였다. E. coli AB1157는 시간의 흐름에 따라 수복되는 경향을 나타냈으나, E. coli AB1886는 수복되는 경향을 나타내지 않았다. 미생물의 생균수는 광펄스를 조사한 균에서 약 3-4 log CFU/mL 감소하는 경향을 보인 반면, 자외선을 조사한 균은 약 2 log CFU/mL 감소하여 광펄스 조사가 자외선 조사보다 사멸효과가 약간 높은 것을 확인하였다. 또한, 수산식품 유래 미생물인 L. monocytogenes, P. aeruginosa, E. coli O157:H7에도 연속자외선 또는 광펄스를 조사하여 사멸효과를 확인하였다. E. coli 균주와 마찬가지로 광펄스보다 자외선 조사가 염색체 DNA상에서 더 많은 양의 DSBs, SSBs, CPDs를 형성하였다. 미생물의 생균수는 광펄스를 조사한 균에서 약 6-7 log CFU/mL 감소하는 경향을 보인 반면, 자외선을 조사한 균은 약 2-4 log CFU/mL 감소하여 광펄스 조사가 자외선 조사보다 사멸효과가 높은 것을 확인하였다. 이들 미생물의 형태를 투과전자현미경을 이용하여 관찰한 결과, 대조군과 자외선을 조사한 미생물은 형태적으로 변화가 없었으나, 광펄스를 조사한 미생물은 세포벽과 원형질막이 손상됨을 확인하였다. 따라서 광펄스에 의한 미생물의 사멸효과는 염색체 DNA의 손상에만 의존하는 것이 아니라 세포벽, 세포질막의 파괴, 세포성분의 유출에 의한 영향도 상당부분 기여한 것으로 판단되었다. 이를 확인하기 위하여, 세포 내의 단백질과 같은 거대분자의 세포 외 유출도를 측정하였다. 595 nm의 파장에서 측정한 대조군과 광펄스 조사군의 흡광도 값을 비교한 결과, 통계학적으로 유의한 차이가 있음을 보여주어 (p<0.05), 광펄스 조사로 인한 물리적인 손상에 의해 단백질이 유출됨을 확인할 수 있었다. 한편, 광펄스의 조사가 포자형성미생물에 미치는 영향을 확인하기 위하여 야생주인 B. subtilis 168 (trpC2)과 이 균의 포자발달과정에 따른 돌연변이균인 B. subtilis PB3A (spo0A3, trpC2), B. subtilis Z3 (spoIIB131,trpC2), B. subtilis 94U (spoIIIC94, trpC2), B. subtilis P20 (pheA12, spoIVA178), B. subtilis 89 (spoVA89, trpC2), B. subtilis 513 (spoVIA513, trpC2)를 이용하였다. 광펄스 조사에 의해 모든 미생물의 생균수는 약 2-3 log CFU/mL 감소하였다. 투과전자현미경을 이용하여 미생물의 형태를 관찰한 결과, 포자가 형성되기 전의 균에서는 세포막과 세포벽이 파괴되어, 세포성분의 유출이 발생하였지만, 포자형성단계의 균은 영양세포의 세포막이 파괴되었을 뿐, 포자에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인하였다. 따라서 광펄스 조사에 의한 포자형성미생물의 사멸효과는 없는 것으로 판단하였다.
Fresh fish is consumed as frozen, salted, dried, smoked, or canned products around world. Especially, Asian countries such as Korea and Japan consume the huge amount of fresh sea foods. For this reason, they are exposed to food-borne pathogens more than other countries. Due to food-borne diseases ca...
Fresh fish is consumed as frozen, salted, dried, smoked, or canned products around world. Especially, Asian countries such as Korea and Japan consume the huge amount of fresh sea foods. For this reason, they are exposed to food-borne pathogens more than other countries. Due to food-borne diseases caused by pathogens, we should effort to prevent them. In this study, we used continuous ultraviolet light (254 nm) and high intensity pulsed light (IPL) in the sterilization techniques to control the pathogens. A new sterilization technology based on the use of IPL is effective for killing bacteria, fungi, and viruses. The killing rate of IPL is faster than that of continuous ultraviolet light (UV) treatment. The IPL consists of broad spectrum containing wavelengths from 180 to 1,100 nm and we supposed that UV region among the IPL spectrum (200-400 nm) might affect the bacterial cell death. For this reason, we used Escherichia coli AB1157 and its relevant uvrA mutant cells as model bacteria to investigate the molecular biological mechanism of bacterial death by 254 nm UV-C or IPL irradiations. The viable bacterial cell numbers were reduced by 2 log CFU/mL orders for UV-C irradiation and 3-4 log CFU/mL orders for IPL treatment. Each harvested cells were resuspended in 5 mL of 0.1 M potassium phosphate (pH 7.6) and irradiated with UV-C, and the chromosomal DNA was isolated. To confirm the formation of double strand breaks (DSBs) of DNA caused by UV-C, 0.8% neutral agarose gel was used. This result showed a significant decrease in photoproducts when DNA was irradiated with UV-C. In case of single strand breaks (SSBs), 0.8% alkaline agarose gel was used. In addition, whether cyclobutane pyrimidine dimmers (CPDs) were produced in the UV-C-irradiated DNA, alkaline agarose gel was used and CPDs were cleaved by T4 Endonuclease V (T4 PDG), and then compared with control DNA. DNA from cells irradiated with UV-C accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. DNA from cells exposed to IPL also accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. RNA breaks were also observed by UV-C or IPL irradiations. To confirm the RNA breaks, 2% neutral agarose gel was used. The control RNA showed two bands of 23S and 16S rRNAs, but when RNAs were exposed to UV-C, another RNA bands were produced below the 16S rRNA band. To determine the sterilization effect of IPL and continuous UV light with the major food-related microorganisms in seafood, Listeria monocytogenes, E. coli O157:H7, and Psuedomonas aeruginosa, were examined. DNA from cells irradiated with UV-C (254 nm) accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. But RNA breaks were not detected. DNA from cells exposed to IPL also accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. The viable bacterial cell numbers were reduced by 2-4 log CFU/mL for UV-C irradiation and 6-7 log CFU/mL for IPL treatment. For this reason, the viability of bacteria with IPL treatment was more reduced than that with UV treatment. Transmission electron microscopy showed that bacterial cell structures were destroyed by IPL treatment, whereas UV-treated cells and unirradiated cells were not changed. Therefore, it is supposed that the inactivation effect of microorganisms by IPL is due to the destruction of cell membrane as well as the damage of chromosomal DNA.
Fresh fish is consumed as frozen, salted, dried, smoked, or canned products around world. Especially, Asian countries such as Korea and Japan consume the huge amount of fresh sea foods. For this reason, they are exposed to food-borne pathogens more than other countries. Due to food-borne diseases caused by pathogens, we should effort to prevent them. In this study, we used continuous ultraviolet light (254 nm) and high intensity pulsed light (IPL) in the sterilization techniques to control the pathogens. A new sterilization technology based on the use of IPL is effective for killing bacteria, fungi, and viruses. The killing rate of IPL is faster than that of continuous ultraviolet light (UV) treatment. The IPL consists of broad spectrum containing wavelengths from 180 to 1,100 nm and we supposed that UV region among the IPL spectrum (200-400 nm) might affect the bacterial cell death. For this reason, we used Escherichia coli AB1157 and its relevant uvrA mutant cells as model bacteria to investigate the molecular biological mechanism of bacterial death by 254 nm UV-C or IPL irradiations. The viable bacterial cell numbers were reduced by 2 log CFU/mL orders for UV-C irradiation and 3-4 log CFU/mL orders for IPL treatment. Each harvested cells were resuspended in 5 mL of 0.1 M potassium phosphate (pH 7.6) and irradiated with UV-C, and the chromosomal DNA was isolated. To confirm the formation of double strand breaks (DSBs) of DNA caused by UV-C, 0.8% neutral agarose gel was used. This result showed a significant decrease in photoproducts when DNA was irradiated with UV-C. In case of single strand breaks (SSBs), 0.8% alkaline agarose gel was used. In addition, whether cyclobutane pyrimidine dimmers (CPDs) were produced in the UV-C-irradiated DNA, alkaline agarose gel was used and CPDs were cleaved by T4 Endonuclease V (T4 PDG), and then compared with control DNA. DNA from cells irradiated with UV-C accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. DNA from cells exposed to IPL also accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. RNA breaks were also observed by UV-C or IPL irradiations. To confirm the RNA breaks, 2% neutral agarose gel was used. The control RNA showed two bands of 23S and 16S rRNAs, but when RNAs were exposed to UV-C, another RNA bands were produced below the 16S rRNA band. To determine the sterilization effect of IPL and continuous UV light with the major food-related microorganisms in seafood, Listeria monocytogenes, E. coli O157:H7, and Psuedomonas aeruginosa, were examined. DNA from cells irradiated with UV-C (254 nm) accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. But RNA breaks were not detected. DNA from cells exposed to IPL also accumulated DSBs, SSBs, and CPDs. The viable bacterial cell numbers were reduced by 2-4 log CFU/mL for UV-C irradiation and 6-7 log CFU/mL for IPL treatment. For this reason, the viability of bacteria with IPL treatment was more reduced than that with UV treatment. Transmission electron microscopy showed that bacterial cell structures were destroyed by IPL treatment, whereas UV-treated cells and unirradiated cells were not changed. Therefore, it is supposed that the inactivation effect of microorganisms by IPL is due to the destruction of cell membrane as well as the damage of chromosomal DNA.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.