[국내논문]이산화염소수 및 구연산처리에 따른 무(Raphanus sativus L.) 새싹과 종자의 미생물 제어 효과 Effect of Aqueous Chlorine Dioxide and Citric Acid on Reduction of Salmonella typhimurium on Sprouting Radish Seeds원문보기
새싹 채소 중 무순의 위생적인 재배 조건을 설정하기 위하여 종자세척 및 관수로서 이산화염소수, citric acid 및 glycerin의 적용 효과를 조사하였다. 무 종자에 인위적으로 오염시키기 위하여 Salmonella typhimurium은 실험실 조건에서 배양하였으며, 무 종자를 S. typhimurium 현탁액에 침지시켜 균수를 약 $10^6\;log\;CFU/g$로 조절하였다. 무 종자에 대한 세척 효과는 이산화염소수 및 citric acid의 단독처리보다 병행처리시 더욱 우수한 효과를 나타내어, 이산화염 소수 200 ppm과 citric acid 2%의 병행처리시 2.89 log CFU/g 의 감소효과를 나타내었다. 또한, glycerol 0.5%/citric acid 2.0% 처리의 경우 3.46 log CFU/g, glycerol 0.5%/이산화염 소수 200 ppm 처리는 2.14 log CFU/g의 S. typhimurium 균의 감소를 나타내어, glycerol 단독 처리보다 병행처리구가 더 우수한 효과를 나타내었다. 무 종자의 발아 및 성정에 따른 균수 감소는 비록 종자에 대한 처리효과가 유의적으로 있었음에도 불구하고 새싹 성장 후 균수의 차이는 미미하였다.
새싹 채소 중 무순의 위생적인 재배 조건을 설정하기 위하여 종자세척 및 관수로서 이산화염소수, citric acid 및 glycerin의 적용 효과를 조사하였다. 무 종자에 인위적으로 오염시키기 위하여 Salmonella typhimurium은 실험실 조건에서 배양하였으며, 무 종자를 S. typhimurium 현탁액에 침지시켜 균수를 약 $10^6\;log\;CFU/g$로 조절하였다. 무 종자에 대한 세척 효과는 이산화염소수 및 citric acid의 단독처리보다 병행처리시 더욱 우수한 효과를 나타내어, 이산화염 소수 200 ppm과 citric acid 2%의 병행처리시 2.89 log CFU/g 의 감소효과를 나타내었다. 또한, glycerol 0.5%/citric acid 2.0% 처리의 경우 3.46 log CFU/g, glycerol 0.5%/이산화염 소수 200 ppm 처리는 2.14 log CFU/g의 S. typhimurium 균의 감소를 나타내어, glycerol 단독 처리보다 병행처리구가 더 우수한 효과를 나타내었다. 무 종자의 발아 및 성정에 따른 균수 감소는 비록 종자에 대한 처리효과가 유의적으로 있었음에도 불구하고 새싹 성장 후 균수의 차이는 미미하였다.
The effect of citric acid-aqueous chlorine dioxide ($ClO_2$) treatment of radish seeds artificially contaminated with Salmonella typhimurium was studied. Radish seeds were inoculated by immersion, in more than 106 log CFU/g seed, of a suspension of S. typhimurium, dried, and stored sealed...
The effect of citric acid-aqueous chlorine dioxide ($ClO_2$) treatment of radish seeds artificially contaminated with Salmonella typhimurium was studied. Radish seeds were inoculated by immersion, in more than 106 log CFU/g seed, of a suspension of S. typhimurium, dried, and stored sealed at $4^{\circ}C$ Radish seeds soaked in 200 ppm aqueous ClO2 solution for 10 min showed a bacterial reduction of 1.08 log CFU/g seed, and the lowering of microbial burden noted in seeds soaked in 2% (w/v) citric acid solution for 10 min was 2.89 log CFU/g seed. Next, radish seeds were exposed to 0.5% (v/v) glycerol solution for 10 min either before or after treatment with 200 ppm aqueous ClO2 or 2% (w/v) citric acid for 10 min. Glycerol exposure after citric acid treatment reduced bacteria by 3.46 log CFU/g seed, and glycerol treatment after aqueous $ClO_2$ treatment reduced the microbial burden by 2.14 log CFU/g seed. Both glycerol treatments yielded better elimination of S. typhimurium than did a single treatment with either citric acid or aqueous $ClO_2$. Radish seeds inoculated with S. typhimurium were treated throughout the entire growth period. Although radish seed treatment was effective, treatment by citric acid and aqueous $ClO_2$ after sprouting was not effective to eliminate S. typhimurium.
The effect of citric acid-aqueous chlorine dioxide ($ClO_2$) treatment of radish seeds artificially contaminated with Salmonella typhimurium was studied. Radish seeds were inoculated by immersion, in more than 106 log CFU/g seed, of a suspension of S. typhimurium, dried, and stored sealed at $4^{\circ}C$ Radish seeds soaked in 200 ppm aqueous ClO2 solution for 10 min showed a bacterial reduction of 1.08 log CFU/g seed, and the lowering of microbial burden noted in seeds soaked in 2% (w/v) citric acid solution for 10 min was 2.89 log CFU/g seed. Next, radish seeds were exposed to 0.5% (v/v) glycerol solution for 10 min either before or after treatment with 200 ppm aqueous ClO2 or 2% (w/v) citric acid for 10 min. Glycerol exposure after citric acid treatment reduced bacteria by 3.46 log CFU/g seed, and glycerol treatment after aqueous $ClO_2$ treatment reduced the microbial burden by 2.14 log CFU/g seed. Both glycerol treatments yielded better elimination of S. typhimurium than did a single treatment with either citric acid or aqueous $ClO_2$. Radish seeds inoculated with S. typhimurium were treated throughout the entire growth period. Although radish seed treatment was effective, treatment by citric acid and aqueous $ClO_2$ after sprouting was not effective to eliminate S. typhimurium.
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문제 정의
이에, 새싹채소에 있어서 이산화염소수와 유기산의 적용은 친환경적인 처리방법으로서의 의미뿐만 아니라 병행처리에 의한 효과를 증대시킬 수 있을 것으로 판단되다. 따라서, 본 연구에서는 salmonella typhimurium을 인위적으로 오염시킨 무 종자 및 새싹에 대한 이산화염소수와 구연산처리를 통한 미생물적 안전성을 증대시킬 수 있는 조건을 연구하고자 한다.
가설 설정
2)Values not preceded by the same letter are significantly different (p<0.05).
4)Values not preceded by the same letter are significantly different (p<0.05).
제안 방법
Salmonella typhimurium을 인위적으로 오염시킨 무 종자를 종자세척 및 관수로서 이산화염소수, citric acid 및 glycerin을 관수로 재배한 무 새싹채소의 S. typhimurium 균수를 처리구에 따라 비교하였다(Table 1).
균주를 인위적으로 오염시킨 시료 10 g에 9배수의 0.85% 식염수를 첨가하여 분쇄한 후 여액을 식염수로 희석하여 배지에 분주ㆍ배양하고 형성된 colony를 계수하여 시료 당 colony forming unit(CFU)의 수치로 나타내었다. 본 실험에 사용된 배지는 Salmonella typhimurium의 선택배지로 XLD agar(Difco Co.
, Seoul, Korea)에서 1일 2회 10분간 처리수를 분무하여 4일간 성장시켰다. 대조구로서는 증류수를 사용하였으며, 처리수는 이산화염소수 200 ppm, citric acid 2.0% 및 glycerin 0.5%을 사용하였다.
4에 나타내었다. 병행처리 조건으로 이산화염소수는 200 ppm을 사용하였으며, citric acid는 1.0%과 2.0%로 처리하였다. 이산화염소수와 citric acid의 병행처리 조건에서 S.
이 영양세포 현탁액을 원심분리기(Sorvall RC28S, Dupont Co., USA)를 이용하여 4℃에서 3,300 × g로 15분간 원심분리하여 얻은 균체를 0.1% 펩톤수로 세척, 원심 분리하여 최종 영양세포의 농도가 106～107 CFU/mL가 되도록 농도를 조절하였다.
이산화염소수, 구연산 및 glycerin 처리는 무 종자 10 g에 9배수의 처리수를 첨가하여 stirrer(PC-410, Corning Co., Nagog Park Acton, MA, USA)를 이용하여 3의 속도로 교반하였다. 이산화염소수는 50, 100, 200 ppm의 농도, citric acid는 0.
, Nagog Park Acton, MA, USA)를 이용하여 3의 속도로 교반하였다. 이산화염소수는 50, 100, 200 ppm의 농도, citric acid는 0.5%, 1.0%, 2.0%, 5.0%의 농도, glycerin는 0.1%, 0.2%, 0.5%의 농도로 조절한 후 10분간 교반ㆍ처리하였다.
대상 데이터
무 종자(Raphanus sativus L.)는 2007년 10월에 (주)아시아 종묘(Seoul, Korea)에서 구입한 것으로서 이탈리아산이며, 평균발아율이 80% 이상인 것 중에서 외관이 건전한 것만을 선별하여 사용하였다.
무 종자의 인위적인 오염을 위하여 Salmonella typhimurium ATCC 14028를 균주로 사용하였다. 균주는 brain heart infusion broth (Difco, Becton, MD, USA)를 사용하여 37℃에서 24시간동안 계대배양하였다.
85% 식염수를 첨가하여 분쇄한 후 여액을 식염수로 희석하여 배지에 분주ㆍ배양하고 형성된 colony를 계수하여 시료 당 colony forming unit(CFU)의 수치로 나타내었다. 본 실험에 사용된 배지는 Salmonella typhimurium의 선택배지로 XLD agar(Difco Co., Detroit, MI, USA)를 사용하여 37℃에서 24시간 후에 조사하였다.
데이터처리
본 실험은 독립적으로 3회 이상 반복 실시하여 실험결과를 평균±표준편차로 나타내었다.
실험군간의 유의성을 검정하기 위하여 SAS 6.0 for windows program을 이용하여 ANOVA test를 실시한 후, p<0.05수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였다(28).
이론/모형
이산화염소수는 chlorine dioxide generator system((주)부벽엔텍, Seoul, Korea)을 사용하여 제조 하였으며 농도는 iodometry standard method를 이용하여 측정하였다(27).
성능/효과
0%의 농도에서 처리한 무 종자의 발아율이 50%이하로 감소하여 사용농도로서는 부적절한 것으로 판단된다(결과 생략). Citric acid 2.0% 처리농도에서는 S. typhimurium가 2.89 log CFU/g가 감소하여 이산화염소수 200 ppm 처리보다 우수한 결과를 나타내었다.
S. typhimurium로 인위적으로 오염시킨 무 종자를 0.1～0.5% 처리농도에서 glycerin으로 세척한 후 S. typhimurium의 균수를 측정한 결과(Fig. 3), 0.1～0.5%의 처리농도에서 대조구와 glycerin 단독 처리구간의 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 0.5% 농도에서 유의적인 차이를 나타내었다. glycerin 0.
1에 나타내었다. S. typhimurium의 균수는 증류수로 세척한 경우가 7.32 log CFU/g 으로서 무 처리구의 7.88 log CFU/g보다 0.5 log CFU/g 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 1).
5% 농도에서 유의적인 차이를 나타내었다. glycerin 0.5%와 이산화염소수 및 citric acid와의 병행처리에서 glycerin 0.5%로 10분간 처리후 citric acid 2.0%를 10분간 처리한 구가 대조구에 비하여 3.46 log CFU/g가 감소하였으며, glycerin 0.5%/이산화염소수 200 ppm 처리구가 대조구에 비하여 2.13 log CFU/g이 감소하는 것으로 나타나 병행 처리가 단독 처리에 비하여 우수한 효과를 나타내는 것으로 판단되었다.
결과적으로, 균을 인위적으로 오염시킨 무 종자에 있어서 균을 완전히 제거하는데는 많은 문제가 있는 것으로 보여진다. 종자 세척 및 관수로서의 살균 처리는 무 종자 및 새싹의 S.
12 log CFU/g의 감소를 나타내었다. 그 중 citric acid 2.0%/이산화염소수 200 ppm 처리시 3.82 log CFU/g으로서 가장 우수한 효과를 나타내어, 이산화염소수 단독처리보다 1 log cycle 이상 감소효과를 보였으나 citric acid 단독처리와 유사하거나 낮은 효과를 나타내었다.
0%/이산화염소수 200 ppm을 관수로 재배한 경우가 대조구에 비하여 1 log cycle 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 무 새싹의 S. typhimurium 균수는 종자소독에 사용된 처리수보다 관수로 사용된 처리수에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타나, 관수로서 증류수를 사용한 구와 관수로서 citric acid 2.0%/이산화염소수 200 ppm을 처리한 구와의 유의적인 차이를 나타내었다. 이와 유사하게 Lang 등(33)은 새싹이 성장하는 동안 E.
무 새싹을 다양한 살균수를 종자소독 및 관수로서 이용하여 재배한 조건에서 S. typhimurium 균수가 7.50～8.18 log CFU/g으로 나타났다.
무 새싹을 증류수로 재배한 경우 S. typhimurium 균수가 8.18 log CFU/g으로 나타났으며, 가장 효과가 우수한 구인 이산화염소로 종자세척 후 citric acid 2.0%/이산화염소수 200 ppm을 관수로 재배한 경우가 대조구에 비하여 1 log cycle 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 무 새싹의 S.
typhimurium의 균수 변화에 대하여 나타내었다. 무 종자를 0.5～5.0% 처리농도에서 citric acid를 처리한 후 S. typhimurium의 균수를 측정한 결과, 처리 범위의 농도에서 10분간 침지한 경우 대조구와 모든 처리구에서 유의적인 차이를 나타내었고, 그 감소 범위 또한 1.60～4.17 log CFU/g의 효과를 나타내었다. 처리농도 5.
무 종자를 이산화염소수로 처리한 직 후 S. typhimurium의 균수를 측정한 결과 이산화염소수 50～200 ppm의 농도 범위에서 무처리구에 비하여 0.55～1.08 log CFU/g의 감소 범위를 나타내었으며, 이산화염소수 100 ppm 이상의 농도에서 유의적인 차이를 나타내었다. 이산화염소수는 세척 처리시 세포막에 상처를 주거나, 세포내부로 침투하여 단백질 합성을 방해하여 미생물을 억제하는 것으로 알려져 있다(29,30).
17 log CFU/g의 효과를 나타내었다. 처리농도 5.0%에서 4.17 log CFU/g의 감소로 가장 우수한 효과를 나타내었으나, 5.0%의 농도에서 처리한 무 종자의 발아율이 50%이하로 감소하여 사용농도로서는 부적절한 것으로 판단된다(결과 생략). Citric acid 2.
후속연구
typhimurium 균을 완전히 제거하지 못하였다. 그러나, 이산화염소수, citric acid 및 glycerin 처리에 의해서 무 종자의 S. typhimurium 균의 유의적인 감소를 나타내어 이에 대한 다양한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
이에, 새싹채소에 있어서 이산화염소수와 유기산의 적용은 친환경적인 처리방법으로서의 의미뿐만 아니라 병행처리에 의한 효과를 증대시킬 수 있을 것으로 판단되다. 따라서, 본 연구에서는 salmonella typhimurium을 인위적으로 오염시킨 무 종자 및 새싹에 대한 이산화염소수와 구연산처리를 통한 미생물적 안전성을 증대시킬 수 있는 조건을 연구하고자 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
새싹채소의 성장 조건은 무엇을 요구하는가?
새싹채소의 성장 조건이 20～40℃의 온도와 높은 수분 활성도를 요구하기 때문에, E. coli 및 Salmonella 등과 같은 많은 병원성미생물이 증식되기에 적절하여 종자단계에서 병원성미생물을 완전히 제거하지 않는다면 발아 및 성장 중 식중독을 유발시킬 수 있는 수준으로 증식이 이루어진다(4,5).
새싹채소가 Salmonella 와 Escherichia coli O157:H7과 같은 병원성 미생물에 의한 식중독의 발생의 위험도가 높은 이유는 무엇인가?
또한, 아미노산, 탄수화물, 미네랄 비타민 및 폴리페놀 등의 많은 영양성분들을 함유하고 있어 건강식으로서 높은 관심을 가지고 있다(1). 그러나 새싹채소는 신선편이 식품과 같이 소비되기 때문에 Salmonella 와 Escherichia coli O157:H7과 같은 병원성 미생물에 의한 식중독의 발생의 위험도가 높고, 최근 일본의 경우 병원성 미생물에 오염된 무 새싹채소에 의해 약 6,000명이 식중독을 일으키는 사고가 발생하였다(2,3).
새싹채소는 무엇이 함유되어 있어 건강식으로서 높은 관심을 가지고 있는가?
새싹채소는 동서양에서 생식 또는 최소가공 형태로 다양하게 소비되고 있으며, 최근 대형마트에서도 그 판매량이 증가되고 있다. 또한, 아미노산, 탄수화물, 미네랄 비타민 및 폴리페놀 등의 많은 영양성분들을 함유하고 있어 건강식으로서 높은 관심을 가지고 있다(1). 그러나 새싹채소는 신선편이 식품과 같이 소비되기 때문에 Salmonella 와 Escherichia coli O157:H7과 같은 병원성 미생물에 의한 식중독의 발생의 위험도가 높고, 최근 일본의 경우 병원성 미생물에 오염된 무 새싹채소에 의해 약 6,000명이 식중독을 일으키는 사고가 발생하였다(2,3).
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