비살균 가공 쌀가공품의 오염미생물을 제거/불활성화하는 제어기술을 개발하여 쌀 가공식품에서 가스발생 효모에 의한 저장유통성 문제를 개선하고자 하였다. 부패된 떡볶이용 쌀가공품에서 부패효모를 직접 분리한 후 Pichia anomala, Candida tropicalis등과 같이 에탄올과 유기산의 항미생물제를 처리하여 생육저해를 분석하였다. 20% 에탄올, 1% 아세트산, 혹은 1% 젖산을 각각 처리하면 효모의 생육저해현상이 크지 않았으나 이 에탄올에 각각의 유기산을 혼합하면 효모의 생육저해가 현저함을 알 수가 있었다. 이와 같은 처리제로 30분간 처리에 의하여 효모숫자를 6 log cfu/ml까지 저감화 할 수가 있었다. 아울러 이 복합위생처리제의 온도를 $20^{\circ}C$에서 $50^{\circ}C$로 높혀서 처리하면 그 살균효과가 더 커지는 것으로 분석되었다. 따라서 $50^{\circ}C$의 20% 에탄올과 1%의 아세트산 혹은 젖산으로 30분간 처리하면 쌀 가공품의 초기 부패균인 효모의 생육을 저해할 수 있을 것으로 보인다. 이러한 결과는 특별한 살균처리 없이 저장유통중인 식품소재의 효모에 의한 품질저하를 줄이는데 활용될 수 있으리라 사료된다.
비살균 가공 쌀가공품의 오염미생물을 제거/불활성화하는 제어기술을 개발하여 쌀 가공식품에서 가스발생 효모에 의한 저장유통성 문제를 개선하고자 하였다. 부패된 떡볶이용 쌀가공품에서 부패효모를 직접 분리한 후 Pichia anomala, Candida tropicalis등과 같이 에탄올과 유기산의 항미생물제를 처리하여 생육저해를 분석하였다. 20% 에탄올, 1% 아세트산, 혹은 1% 젖산을 각각 처리하면 효모의 생육저해현상이 크지 않았으나 이 에탄올에 각각의 유기산을 혼합하면 효모의 생육저해가 현저함을 알 수가 있었다. 이와 같은 처리제로 30분간 처리에 의하여 효모숫자를 6 log cfu/ml까지 저감화 할 수가 있었다. 아울러 이 복합위생처리제의 온도를 $20^{\circ}C$에서 $50^{\circ}C$로 높혀서 처리하면 그 살균효과가 더 커지는 것으로 분석되었다. 따라서 $50^{\circ}C$의 20% 에탄올과 1%의 아세트산 혹은 젖산으로 30분간 처리하면 쌀 가공품의 초기 부패균인 효모의 생육을 저해할 수 있을 것으로 보인다. 이러한 결과는 특별한 살균처리 없이 저장유통중인 식품소재의 효모에 의한 품질저하를 줄이는데 활용될 수 있으리라 사료된다.
To defend putrifaction of the processed rice cake from gas-forming yeast during storage and distribution it needed to reduce and remove them. The sanitizers of ethanol and organic acids were applied on Pichia anomala, Candida tropicalis, and isolated yeasts from the putrified cut rice cake. Although...
To defend putrifaction of the processed rice cake from gas-forming yeast during storage and distribution it needed to reduce and remove them. The sanitizers of ethanol and organic acids were applied on Pichia anomala, Candida tropicalis, and isolated yeasts from the putrified cut rice cake. Although growth inhibition effect by the sanitizer of 20% ethanol, 1% acetic acid, or 1% lactic acid respectively were very low, the combined sanitizer of 20% ethanol and 1% acetic acid, or 1% lactic acid showed very high sterilizing effect toward the yeasts. Six log cfu/ml of the yeast was reduced with this combined sanitizers for 30 minutes. In addition, the combined sanitizer heated from 20 to $50^{\circ}C$ had more the increased sterility. Therefore, the sanitizer of the combined ethanol with the acetic acid or the lactic acid for 30 minutes at $50^{\circ}C$ might reduce or sterilize the putrifying yeast at the processed rice cake. The result might be also applied to the effective pre-treatment of many agricultural food stuffs, against yeast, especially unsterilized stuffs, without any hazards from the special sanitizers and nutritional loss from harsh sterilization.
To defend putrifaction of the processed rice cake from gas-forming yeast during storage and distribution it needed to reduce and remove them. The sanitizers of ethanol and organic acids were applied on Pichia anomala, Candida tropicalis, and isolated yeasts from the putrified cut rice cake. Although growth inhibition effect by the sanitizer of 20% ethanol, 1% acetic acid, or 1% lactic acid respectively were very low, the combined sanitizer of 20% ethanol and 1% acetic acid, or 1% lactic acid showed very high sterilizing effect toward the yeasts. Six log cfu/ml of the yeast was reduced with this combined sanitizers for 30 minutes. In addition, the combined sanitizer heated from 20 to $50^{\circ}C$ had more the increased sterility. Therefore, the sanitizer of the combined ethanol with the acetic acid or the lactic acid for 30 minutes at $50^{\circ}C$ might reduce or sterilize the putrifying yeast at the processed rice cake. The result might be also applied to the effective pre-treatment of many agricultural food stuffs, against yeast, especially unsterilized stuffs, without any hazards from the special sanitizers and nutritional loss from harsh sterilization.
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문제 정의
따라서 본 연구는 식용으로 가능한 에탄올과 유기산을 조합하여 최근에 오염도가 높아 쌀 저장 유통 중에 많은 문제점이 유발시키고 있는 쌀 가공품에서의 효모의 생육을 제어할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다.
이때 에탄올의 농도를 10%로 조정하여 유기산의 효과를 정확히 분석하고자 하였다(Table 4). 유기산의 농도가 높아질 수록 효모의 사멸은 커지는 것으로 나타났는데 유기산의 농도가 3%가 되었을 때 사멸 효과가 크게 나타났고 Pichia anomala의 생육저해 현상이 젖산으로는 거의 없다는 보고18)와는 다른 결과를 보여주고 있다.
제안 방법
20% 에탄올과 1% 젖산, 1% 아세트산을 단독, 복합으로 30분간 오염된 쌀가루떡에 직접 처리하여 효모의 생육 저해영향과 분리균 및 표준균주에 대한 저해 효과를 평가하였다(Table 6).이때 오염된 시료는 생산업체로부터 직접 공급받아 사용하였다.
배양하여 생균수를 측정하였다. 그리고 처리 시간은 10, 30, 60분, 위생 처리제의 온도를 50℃까지 올려서 처리한 후에 적절히 희석한 후 PDA 배지에 도말하여 48시간 배양하여 생존 여부를 확인하였다. 표준균주와 분리균 배양액 1 ml를 각 위생처리제 100 ml에 접종 후 처리조건에서 처리한 후 PDA 배지에서 도말하여 48시간 후에 확인하였다.
복합위생처리 제 100 ml에 효모 배양액 1 ml 접종 후 각각 2CTC와 5VC에서 30분간 처리한 후에 PDA에 도말하여 48시간 후에 생육정도를 분석하였다(Table 5).
복합위생처리 제로 에탄올 10%와 유기산 1%, 3%, 5%가 되도록 조제한 100 ml 처리제에 배양균주액 1 ml (1%)를 접종하여 30분 처리 후에 도말하여 계수하였다. 이때 에탄올의 농도를 10%로 조정하여 유기산의 효과를 정확히 분석하고자 하였다(Table 4).
Louise, MO, USA)를 첨가하여 분리하였다. 생성된 콜로니는 현미경으로 확인하여 효모로 판정하였다. 에탄올 (Mallinckrodt Baker B.
에탄올의 여러 가지 농도와 1% 유기산에 의한 표준효모 균주와 분리 효모의 생육 저해 효과를 알아보기 위하여 유기산 1%와 에탄올 5, 10, 15, 20%가 되도록 한 복합위생처리제 100 ml에 균주 1 ml (1%)를 접종하여 10분, 30 분 처리 후 배지에 도말 후 계수하였다(Table 2, 3).
표준균주와 분리균 배양액 1 ml를 각 위생처리제 100 ml에 접종 후 처리조건에서 처리한 후 PDA 배지에서 도말하여 48시간 후에 확인하였다. 오염된 부패 떡볶이용쌀가공품에 직접 처리시 각 처리제를 쌀 중량의 10배 부피에 담그어 처리한 후 stomaching 하여 PDA에서 배양하여 저해 효과를 생균 수를 측정하여 확인하였다.
유기산 농도는 각각 1%(V/V), 3%, 5%, 에탄올의 농도는 5%, 10%, 15%, 20%를 단독 혹은 복합적으로 처리한 후 배양하여 생균수를 측정하였다. 그리고 처리 시간은 10, 30, 60분, 위생 처리제의 온도를 50℃까지 올려서 처리한 후에 적절히 희석한 후 PDA 배지에 도말하여 48시간 배양하여 생존 여부를 확인하였다.
분리된 4종류의 효모를 우 점종 순으로 Isolate Y-l, Isolate Y-2, Isolate Y-3, Isolate Y-4라고 명명하였다. 이들 중에 가장 많은 콜로니로 분리된 Isolate Y-1과 Isolate Y-2를 사용하여 다음의 연구를 수행하였다.
이들 시료를 세균이 자라지 못하게 하는 erythromycin, chloramphenicol (100 ppm) 등의 항생제와 rose bengal (5%)이 첨가된 YM배지 (Difco, Detroit, MI, USA)에서 도말하여 25<, C 항 온조에서 48시간까지 배양하였다. 이때 생육 된 콜로니를 분리하여 광학현미경으로 효모를 확인하고 서로 다른 효모를 분리하였다. 배양시에는 potato dextrose broth의 10 mL에 전 배양액 1% 접종하여 25℃에서 48시간 배양하였고 위생 처리제 처리 균주로 사용하였다.
이들 시료를 세균이 자라지 못하게 하는 erythromycin, chloramphenicol등의 항생제와 rose bengal이 첨가된 YM배지에서 도 말하여 25℃항온 조에서 48시간까지 배양하였다. 이때 생육된 콜로니를 분리하여 현미경으로 효모를 확인하고 콜로니의 형태에 따라 4종류의 효모를 분리하였다. 분리된 4종류의 효모를 우 점종 순으로 Isolate Y-l, Isolate Y-2, Isolate Y-3, Isolate Y-4라고 명명하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 표준 효모 균주로는 Pichia anomala ATCC 8168과 Candida tropicalis ATCC 750을 사용하였다. 야생형 효모 균주는 반품되어온 팽창된 포장 떡볶이용 쌀 가공떡을 생산업자(송학식품, 경기도)로부터 공급받아 균주 분리용 시료로 사용하였다.
사용하였다. 본 연구에서는 (주)송학식품에서 생산된 제품 중 가스가 부풀어 올라 반품된 제품으로부터 효모를 분리하였다. 이들 시료를 세균이 자라지 못하게 하는 erythromycin, chloramphenicol (100 ppm) 등의 항생제와 rose bengal (5%)이 첨가된 YM배지 (Difco, Detroit, MI, USA)에서 도말하여 25<, C 항 온조에서 48시간까지 배양하였다.
8168과 Candida tropicalis ATCC 750을 사용하였다. 야생형 효모 균주는 반품되어온 팽창된 포장 떡볶이용 쌀 가공떡을 생산업자(송학식품, 경기도)로부터 공급받아 균주 분리용 시료로 사용하였다. 이 시료 25 g을 멸균 bag에 넣은 후 9배의 멸균수(w/v)를 넣어 stomaching 한 후 25℃항온조에서 2일간 배양하면서 균주를 분리하였다.
생성된 콜로니는 현미경으로 확인하여 효모로 판정하였다. 에탄올 (Mallinckrodt Baker B.V, Holland)과 lactic acid와 acetic acid (Duksan, Kyonggido, Korea)는 GR급의시약을 1차 증류수로 희석한 후 0.22 gm filter unit membrane (Millipore, MILLER-GV, France)으로 제균여과한 후 사용하였다. 그 외의 시약은 GR급의 시약을 사용하였다.
성능/효과
에탄올-유기산 복합처리구에서 분리된 효모와 Pichia anomala 와 Candida tropical" 현저한 생육 저해 효과가 나타났는데 에탄올-젖산 처리구에서 Isolate-Y2는 10' cfu/ ml로 사멸하여 배지상에 검출되지 않았으며 Isolate-Yle* 2.0x10 cfu/ml로 처리제를 사용하지 않은 대조구 값에 비해 iWcfh/ml정도 감소하였다. 그러나 에탄올-아세트산 복합처리 구에서는 효모의 생육을 관찰할 수가 없어 효모 모두가 사멸한 것으로 보인다(Table 1).
이와 같이 에탄올의 농도가 효모 생육에 영향을 미치지만 아울러 처리 시간도 중요하였다. 10분 처리 시 15% 에탄올 처리구에서는 아직도 많은 효모가 살아 있었고 20% 에탄올 처리구에서도 아직도 생육이 이루어지는 실험구가 있는 반면에 30분 처리하였을 때에는 15% 에탄올 처리구에서도 효모가 검출되지 않는 실험구들도 있었다. 이와 같이 처리하는 시간이 길면 길수록 효모의 생육을 저해시키는 것으로 나타났다.
각각의 에탄올 농도로 10분 처리하였을 경우 에탄올의 농도를 증가시킬수록 효모의 생육이 저해되는 것으로 나타났고 20% 에탄올 농도에서는 표준균주와 분리균주 모두 생육이 거의 저해되는 것으로 보인다. Candida tropicalis 는 1% 아세트산+20% 에탄올 처리구에서 9.
일부 연구는 대장균을 20℃ 5분간 살균되는 조건에서 각종 유기산과 에탄올의 조합 효과를 조사하였다15). 그 결과 에탄올 단독에서는 50% 이상의 농도가 필요한데 대하여 유기산을 1~2% 병용하면 대부분의 유기산의 경우 20% 에탄올 농도에서 5분 이내로 살균되는 효과가 인정된 것으로 알려졌다. 또 다른 보고 15)는 대장균에 대한 에탄올과 염류의 병용 효과를 보고하였는데 대장균을 에탄올 혹은 염류를 용해한 에탄올 용액과 1분간 접촉시켜 바로 배양하여 생존균수의 변화를 측정하였다.
그러나 분리균주 Isolate Y-1 이 Isolate Y-2보다 좀 더 사멸에 저항성이 큰 것으로 보였고 복합위생처리제로서 아세트산을 사용한 경우에는 모두 사멸되었지만 젖산을 사용한 경우 30분로 처리해도 살아있는 효모가 검출되었다. 그러나 위생 처리제를 2CTC에서 50℃로 올려서 처리한 경우에는복합위생 처리제로서 젖산을 사용해도 효모가 모두 사멸하는 것으로 나타났다.
대장균의 살균과 에탄올 용액 농도와의 관계에서 50%에서 10분간 처리하였을 때 모두 사멸되었고 60% 에탄올에서 5분간 처리하였을 때 모두 사멸된 결과가 보고된 바 있다. 그러나 세균과는 다르게 효모는 에탄올 자체만으로는 생육 저해 효과가 없는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 실제 산업적으로 많이 활용되고 있는 에탄올만의 처리 효과가 미미하다는 것을 설명해주고 있다.
그러나 분리균주 Isolate Y-1 이 Isolate Y-2보다 좀 더 사멸에 저항성이 큰 것으로 보였고 복합위생처리제로서 아세트산을 사용한 경우에는 모두 사멸되었지만 젖산을 사용한 경우 30분로 처리해도 살아있는 효모가 검출되었다. 그러나 위생 처리제를 2CTC에서 50℃로 올려서 처리한 경우에는복합위생 처리제로서 젖산을 사용해도 효모가 모두 사멸하는 것으로 나타났다. 따라서 비롯 초기의 오염 효모 수가 많더라도 복합위생 처리제의 온도를 높혀서 처리하면 이들 효모를 제어할 수 있는 것으로 분석되었다.
그러나 위생 처리제를 2CTC에서 50℃로 올려서 처리한 경우에는복합위생 처리제로서 젖산을 사용해도 효모가 모두 사멸하는 것으로 나타났다. 따라서 비롯 초기의 오염 효모 수가 많더라도 복합위생 처리제의 온도를 높혀서 처리하면 이들 효모를 제어할 수 있는 것으로 분석되었다.
그러나 5%의 농도에서 처리하였을 때에도 효모의 생존이 이루어지고 있는 것으로 분석되었다. 따라서 에탄올 농도와 유기산 농도를 적절히 조합함으로써 효모의 사멸 효과를 조절할 수 있을 것으로 보인다.
이러한 현상은 실제 산업적으로 많이 활용되고 있는 에탄올만의 처리 효과가 미미하다는 것을 설명해주고 있다. 따라서 에탄올에 젖산 혹은 아세트산을 적당량 혼합하면 이들 쌀 가공품의 초기 부패균인 효모를 제어하는 큰 효과가 있다는 것을 알 수가 있었다.
이때 생육된 콜로니를 분리하여 현미경으로 효모를 확인하고 콜로니의 형태에 따라 4종류의 효모를 분리하였다. 분리된 4종류의 효모를 우 점종 순으로 Isolate Y-l, Isolate Y-2, Isolate Y-3, Isolate Y-4라고 명명하였다. 이들 중에 가장 많은 콜로니로 분리된 Isolate Y-1과 Isolate Y-2를 사용하여 다음의 연구를 수행하였다.
또 다른 보고 15)는 대장균에 대한 에탄올과 염류의 병용 효과를 보고하였는데 대장균을 에탄올 혹은 염류를 용해한 에탄올 용액과 1분간 접촉시켜 바로 배양하여 생존균수의 변화를 측정하였다. 에탄올만 처리한 조건 하에서 50% 이상의 농도가 살균에 필요하였으나 8~10%의 염류가 존재하면 에탄올농도 20%에서 현저하게 살균이 일어났고 10%에서도 상당히균수가 감소하였다. 이러한 에탄올에 식염을 첨가하여 Bacillus cereus를 제어하는 연구가 보고16) 되기도 하였다 .
또 다른 보고 15)는 대장균에 대한 에탄올과 염류의 병용 효과를 보고하였는데 대장균을 에탄올 혹은 염류를 용해한 에탄올 용액과 1분간 접촉시켜 바로 배양하여 생존균수의 변화를 측정하였다. 에탄올만 처리한 조건 하에서 50% 이상의 농도가 살균에 필요하였으나 8~10%의 염류가 존재하면 에탄올농도 20%에서 현저하게 살균이 일어났고 10%에서도 상당히균수가 감소하였다. 이러한 에탄올에 식염을 첨가하여 Bacillus cereus를 제어하는 연구가 보고16) 되기도 하였다 .
이때 오염된 시료는 생산업체로부터 직접 공급받아 사용하였다. 오염된 떡볶이용 쌀 가공품을 여러 처리제로 처리한 후에 생육을 측정하여 그 효과를 분석한 결과 에탄올과 유기산의 복합처리제로 효모의 살균 효과가 우수함을 확인할 수가 있었다. 일반적으로 에탄올살균작용은 에탄올과 각종 물질을 조합함으로써 강하게 된다고 알려져 있으며 무엇을 조합하면 어느 정도 강하게 되는 것에 관한 문제는 조건이 여러 가지로 관계하기 때문에 정량적으로 나타내기는 어렵다.
후속연구
또한 현재 사용하고 있는 식품 보존제에 의한 미생물의 생육을 제어하는 방법이 보고 되었지만 직접 식용하는 쌀밥에는 적용하기가 어려울 것으로 보인다. 쌀밥 부패 미생물의 생육 억제를 위하여 녹차의 물 추 출물을 사용한 연구13)와 국내산 약용추출물을 사용하여 이들 Bacillus 미생물의 생육제어를 하기 위한 연구14)가 있지만 아직 초보적인 탐색 단계이고 관능적으로 받아들여지면서 산업적으로 활용 가능한 물질을 제시하지 못해 보다 적극적인 연구가 요망된다.
그러나 흥미롭게도 상기의 연구는 에탄올에 약간의 유기산을 첨가하면 효모를 살균시킨다는 연구결과로써 이들 쌀 가공품 부패 효모의 제어에 산업적인 매우 유용한 정보가 되리라 생각된다. 아울러 이러한 조합 처리는 hurdle technology의 multitarget preservation의 전략(18)으로써 생육제어의 synergy효과를 높이기 위하여 앞으로 많이 활용되어야 할 기법으로 보인다.
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