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문제 정의
- 따라서 본 실험에서는 단체급식소에서 일반적으로 많이 사용하고 있는 살균소독 방법인 건열소독방법과 화학소독 방법인 살균소독제(알코올계, 염소계)를 선택하고, 기존의 살균소독방법의 효과를 검증하기 위하여 조리 도구 등의 재질로 많이 상용되고 있는 스테인리스 스틸과 폴리프로필렌에 오염된 주요 병원성 미생물(Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, P seudomonas aeruginosa, S. Typhimurium)에 대한 저해 효과를 비교 평가하였다.
- 조리기구 및 도구의 재질 표면에 오염된 병원성 세균은 외식 및 단체급식에서 교차 오염의 원인으로 작용할 수 있으며, 이들이 표면에 형성시킨 biofilm은 세척 및 살균소독 과정에서도 살아남아 식중독의 위험을 증가시킨다. 따라서 본 연구에서는 상업적 살균소독제와 71℃ 건열 살균을 하였을 때 스테인리스 스틸과 폴리프로필렌에 오염된 5종류의 병원성 미생물(E. coli O157:H7, S. Typhimurium, P . aeruginosa, L. monocytogenes, S. aureus)의 부착세포와 biofilm에 대한 저해 효과를 평가하였다. 결과로 염소계와 71℃ 건열처리는 모두 유의적인 저해효과를 나타내지 않았다.
- 본 연구는 스테인리스 스틸과 폴리프로필렌 표면에 오염된 다섯 가지 병원성 미생물에 대한 건열살균 및 살균 소독제의 저해 효과에 대하여 조사하였다. 각각의 병원성 미생물에 대한 살균 효과를 두 가지 다른 종류의 오염 형태(부착세 포와 bioflim)에 대하여 조사하였다.
가설 설정
- 2)Means with the different letters within a column are significant different (p<0.05).
- 3)Detection limit＝2.48 log10 CFU/coupon.
제안 방법
- 각각 준비된 살균소독제는 접종된 쿠폰의 처리를 위하여 이용하였으며, 멸균 증류수의 처리를 대조군으로 이용하였다. 100 mL 증류수와 각각의 살균소독제 용액을 멸균된 300 mL 용량의 비커에 준비한 뒤 건조시킨 쿠폰을 각각의 상온에서 증류수 혹은 살균소독제에 담구어 5분간 처리하였다. 처리 후 쿠폰은 clean bench에서 1시간 동안 건조되었으며 각각의 생존한 균수의 측정을 위해 사용되었다.
- 1 L의 증류수에 요오드계 용액을 5 mL를 넣어 제조하여 사용하였다. 각각 준비된 살균소독제는 접종된 쿠폰의 처리를 위하여 이용하였으며, 멸균 증류수의 처리를 대조군으로 이용하였다. 100 mL 증류수와 각각의 살균소독제 용액을 멸균된 300 mL 용량의 비커에 준비한 뒤 건조시킨 쿠폰을 각각의 상온에서 증류수 혹은 살균소독제에 담구어 5분간 처리하였다.
- 본 연구는 스테인리스 스틸과 폴리프로필렌 표면에 오염된 다섯 가지 병원성 미생물에 대한 건열살균 및 살균 소독제의 저해 효과에 대하여 조사하였다. 각각의 병원성 미생물에 대한 살균 효과를 두 가지 다른 종류의 오염 형태(부착세 포와 bioflim)에 대하여 조사하였다. 일반 부착세포를 표면에 부착 시 균의 농도가 낮았다.
- 건열살균을 위해 살균소독기 기계(Ultra violet rays sterilizer, Dae Shin, 인천, 한국)를 이용하였다. 건열살균 소독법의 경우 학교급식 위생관리지침서(16)에서 제시한 방법인 식기표면온도 71℃ 이상 처리법을 기준으로 사용하였다.
- 따라서 이러한 형태의 균의 소독을 위해서는 물과 일반 액체 형태의 살균 소독제 처리로도 충분한 양의 살균 소독 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료 된다. 다음으로써 biofilm 형태로 병원성 세균이 표면에 부착했을 때의 살균소독 처리의 효과를 조사하기 위해 고체 배지 위에 콜로니를 형성시켜 그것을 표면에 오염시킴으로써 연구를 수행하였다. 기존의 연구에서 고체 배지 위의 콜로니는 넓은 의미에서 biofilm의 한 형태라고 보고하였으며, 같은 종을 같은 조건에서 배양하더라도 agar의 농도를 바꿔주면 다른 형태의 biofilm이 형성된다고 보고하고 있다(14,15).
- 건열살균 소독법의 경우 학교급식 위생관리지침서(16)에서 제시한 방법인 식기표면온도 71℃ 이상 처리법을 기준으로 사용하였다. 멸균된 패트리디쉬에 각각 미생물이 접종된 쿠폰을 예열된 살균소독기 기계(71℃)에서 5분간 처리 후 꺼내, 상온에서 식힌 뒤 각각의 쿠폰에 생존한 균수를 측정하였다.
- 모든 실험은 3반복으로 수행되었다. 관찰된 실험 결과는 SAS통계프로그램(version 9.
- 배양된 TSA 표면의 균체를 멸균된 면봉을 이용하여 TSA에 배양된 균의 일정량을 묻힌 후, 쿠폰 중앙 부분에 2×1 cm2 정도의 크기로 균을 접종시켰다.
- 총 5개 균주를 각각 5 mL TSB를 이용, 37℃에서 24시간 동안 배양한뒤 배양액을 5 mL centrifuge tube에 담은 후 4℃에서 8,000 × g의 조건으로 10분간 원심분리하여 균체(cell pellet)만 수거하였다.
- 준비된 tube는 1분간 vortexer (Barnstand international, Dubuque, IA, USA)로 균질화하여 쿠폰 표면이 미생물을 PBS 용액으로 떨어지도록 하였으며, 균질화된 시료는 멸균한 9 mL buffered pepton water (Difco)을 사용하여 10배씩 희석하였다. 희석 전후의 액을 TSA에 분주하여 37℃에서 24～48시간 동안 배양한 뒤 생성된 colony의 수를 측정하였다.
대상 데이터
- Typhimurium의 총 5종이 사용하였다. 균주로는 중앙대학교 식품영양학과 식품미생물 연구실에 보유하고 있는 E. coli O157:H7 ATCC 35150, S. aureus ATCC 12600, L. monocytogenes ATCC 7644, P. aeruginosa ATCC 10145, S. Typhimurium ATCC DT104를 사용하였다. 각각의 균주는 Tryptic soy broth(TSB: Difco, Becton Dickinson, Sparks, MD, USA)를 이용하여 37℃에서 24시간 동안 배양 및 계대하여 사용하였다.
- 본 연구에 사용된 쿠폰(coupon)은 단체급식소에서 가장 많이 사용하는 재질인 스테인리스 스틸(type 304, no. 4)과 폴리프로필렌을 사용하였다. 각각 재질의 쿠폰을 5 × 2 cm2 크기로 잘라서 실험에 사용하였다.
- 실험에는 E. coli O157:H7, S. aureus, L. monocytogenes, P. aeruginosa, S. Typhimurium의 총 5종이 사용하였다. 균주로는 중앙대학교 식품영양학과 식품미생물 연구실에 보유하고 있는 E.
- 3 L 증류수에 상업적 염소 소독제 1정을 넣어 제조하였다. 알코올계 용액은 Alpet-F(㈜사라야코리아, 서울, 한국)을 선택하여 실험에 사용하였으며, 4급 암모늄계 용액은 쿼트플러스 (한국쓰리엠㈜)을 선택하여 1.5 L 증류수에 4급 암모늄계 용액을 5 mL 넣어 제조하였다. 요오드계 용액은 마이크로클랜 디에프(한국이콜랩㈜, 서울, 한국)를 선택하여 실험에 사용하였다.
- 살균소독제 소독법의 경우 학교급식에서 사용하고 있는 학교급식 위생관리지침서(14)에서 제시한 용도에 맞는 살균소독제를 구입하여 용법, 용량에 맞게 사용을 기준으로 사용하였다. 염소계 용액은 상업적으로 이용 가능한 염소계 살균 소독제 중에 크린샷 써니업(케미칼 리터㈜, 화성, 한국)을 선택하여 실험에 이용하였다. 3 L 증류수에 상업적 염소 소독제 1정을 넣어 제조하였다.
- 5 L 증류수에 4급 암모늄계 용액을 5 mL 넣어 제조하였다. 요오드계 용액은 마이크로클랜 디에프(한국이콜랩㈜, 서울, 한국)를 선택하여 실험에 사용하였다. 1 L의 증류수에 요오드계 용액을 5 mL를 넣어 제조하여 사용하였다.
- 화학적 살균소독제는 총 4종이 실험에 사용되었다. 각각의 살균소독제는 소독력의 최대화하기 위해 처리 바로 직전에 제조하여 사용하였다.
데이터처리
- 각각의 처리군이 통계적으로 유의적으로 나타나는 경우에(p≤ 0.05) 각각의 3반복 실험에 의한 평균값은 Duncan’s multiple range test를 이용하여 분석하였다.
- 모든 실험은 3반복으로 수행되었다. 관찰된 실험 결과는 SAS통계프로그램(version 9.1, SAS Institute, Cary, NC, USA)의 ANOVA procedure를 이용하여 분석하였다. 각각의 처리군이 통계적으로 유의적으로 나타나는 경우에(p≤ 0.
이론/모형
- Biofilm 형태의 병원성 세균을 준비하기 위하여 기존의문헌의 방법(14,15)을 이용하였다. 총 5개 균주를 5 mL TSB를 이용하여 37℃에서 24시간 동안 배양한 뒤 배양액을 Tryptic soy agar(TSA: Difco)에 0.
- 건열살균을 위해 살균소독기 기계(Ultra violet rays sterilizer, Dae Shin, 인천, 한국)를 이용하였다. 건열살균 소독법의 경우 학교급식 위생관리지침서(16)에서 제시한 방법인 식기표면온도 71℃ 이상 처리법을 기준으로 사용하였다. 멸균된 패트리디쉬에 각각 미생물이 접종된 쿠폰을 예열된 살균소독기 기계(71℃)에서 5분간 처리 후 꺼내, 상온에서 식힌 뒤 각각의 쿠폰에 생존한 균수를 측정하였다.
- 쿠폰 표면에 살아있는 균수의 측정을 위하여 Sharma 등 (17)의 연구 방법을 참고하였다. 처리된 각각의 쿠폰을 glass beads(Sigma, St.
성능/효과
- aureus)의 부착세포와 biofilm에 대한 저해 효과를 평가하였다. 결과로 염소계와 71℃ 건열처리는 모두 유의적인 저해효과를 나타내지 않았다. 알코올계 살균소독제는 스테인리스 스틸과 폴리프로필렌에서 각각 3.
- 살균소독제 처리 및 71℃ 건열 살균 방법은 기존의 단체 급식에서 조리기구 및 용기소독 시 많이 사용하고 있는 방법 이다. 그러나 본 연구 결과에서는 71℃ 건열살균은 표면에 오염된 병원성 세균의 저해에 거의 효과가 나타나지 않았다. 따라서 건열살균은 조리기구 및 용기에 오염된 병원성 세균에 대한 살균 목적으로는 적합하지 않은 방법으로 사료된다.
- 현재 단체급식 소에서 조리기구 및 용기의 살균소독을 위해서 건열 처리법과 염소계 살균소독제 처리가 가장 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 본 연구결과로부터 위의 두 방법에 대한 살균 소독의 효과는 매우 낮은 것으로 나타났고, 반면에 알코올계 소독제는 대부분의 병원성 세균에 대하여 높은 살균 효과 있는 것으로 나타났다. 또한 살균 소독의 효과는 재질의 표면에 오염된 병원성 세균의 오염 형태와 처리 방법에 따라 달라질 수 있음이 확인되었다.
- 05). 그러나 처리 전 초기 균의 양이 3.7～5.3 log CFU/coupon으로 높지 않았으며, 검출한계(detection limit)가 2.48 log CFU/coupon으로 높아 본 연구 방법으로는 많은 양 균의 감소를 확인할 수 없었다. 또한 대조군인 물처리를 했을 때에도 2 log 수준의 감소가 나타나 이는 액체에 의하여 표면에 오염된 병원성 세균이 액체 용액으로 분리되어 나왔기 때문에 나온 결과라고 여겨진다.
- 7 log 수준의 감소가 나타나 높은 살균효과가 있는 것으로 나타났다. 그리고 S. Typhimurium, S. aureus에 대하여는 각각 5.5, 5.7 log 수준의 감소가 나타나 앞선 스테인리스 스틸에서의 처리보다도 높은 수준의 감소가 관찰되었다. 스테인리스 스틸에서의 결과와 마찬가지로 71℃ 건열살균 처리는 폴리프로필렌 표면에 오염된 병원성 세균의 저해에 거의 효과가 없었다.
- 일반 부착세포를 표면에 부착 시 균의 농도가 낮았다. 그리고 살균소독 처리를 한 경우 대조군인 물의 처리에서도 검출한계와 유사한 수준으로 균을 감소시킴으로써 일반 부착세포는 표면에 부착능이 매우 약함을 알 수 있었다. 따라서 이러한 형태의 균의 소독을 위해서는 물과 일반 액체 형태의 살균 소독제 처리로도 충분한 양의 살균 소독 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료 된다.
- 그리고 열처리를 제외한 모든 살균처리에서 물처리와 유사한 결과를 나타내어 유의적인 차이를 나타 내지 않았다(p>0.05).
- 또한 대조군인 물처리를 했을 때에도 2 log 수준의 감소가 나타나 이는 액체에 의하여 표면에 오염된 병원성 세균이 액체 용액으로 분리되어 나왔기 때문에 나온 결과라고 여겨진다. 따라서 본 연구결과로부터 일반적으로 표면에 부착한 세포의 경우, 물 등을 이용한 세척 과정으로도 충분히 표면에서 분리하여 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다. 반면 세척 과정이 아닌 71℃의 열처리는 표면에 오염된 미생물의 살균 소독에 유의적인 효과를 나타내지 않아 그 효과가 매우 낮음을 알 수 있었다.
- 반면 알코올계 소독제는 병원성 세균의 biofilm을 살균하는데 높은 효과를 나타내었다. 또한 71℃의 건열살균 처리는 표면에 부착된 세포와 biofilm 형태의 병원성 세균 모두에 전혀 살균 소독의 효과가 없음이 관찰되었다.
- 그러나 본 연구결과로부터 위의 두 방법에 대한 살균 소독의 효과는 매우 낮은 것으로 나타났고, 반면에 알코올계 소독제는 대부분의 병원성 세균에 대하여 높은 살균 효과 있는 것으로 나타났다. 또한 살균 소독의 효과는 재질의 표면에 오염된 병원성 세균의 오염 형태와 처리 방법에 따라 달라질 수 있음이 확인되었다. 따라서 여러 가지 살균 소독 처리 시의 효과와 살균 소독의 효과를 증진시킬 수 있는 방법 등의 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 스테인리스 스틸에서의 결과와 마찬가지로 71℃ 건열살균 처리는 폴리프로필렌 표면에 오염된 병원성 세균의 저해에 거의 효과가 없었다. 또한 전체적인 경향은 유사할지라도 5종의 병원성 세균에 대하여 염소계 혹은 알코올계 살균 소독의 결과가 앞의 스테인리스 스틸에서의 결과와 차이를 나타내므로 살균소독제의 저해효과는 오염된 재질의 종류에 따라서 달라질 수 있음을 알 수 있다.
- 따라서 본 연구결과로부터 일반적으로 표면에 부착한 세포의 경우, 물 등을 이용한 세척 과정으로도 충분히 표면에서 분리하여 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다. 반면 세척 과정이 아닌 71℃의 열처리는 표면에 오염된 미생물의 살균 소독에 유의적인 효과를 나타내지 않아 그 효과가 매우 낮음을 알 수 있었다.
- 본 연구 결과에서 알코올계 살균소독제는 모든 병원성 세균에 대하여 높은 저해 효과를 나타냈다. 알코올계 살균소독 제의 효과를 조사한 다른 연구에서 Kim 등(21)은 스테인리스 급식기구에 70% 에탄올을 분무한지 10초 후 대장균이 만족할 만한 수준으로 감소하였다고 발표하였다.
- 반면 알코올계 소독제에서는 높은 살균 소독의 효과가 나타났다. 스테인리스 스틸과 폴리프로필렌에 처리를 했을 때 재질에 따른 경향은 유사했으나 저해된 병원성 세균의 양은 약간의 차이가 나타났다. 살균소독제의 표면에 오염된 여러 병원성 미생물에 대한 살균력은 여러 가지 다른 조건에서 연구되어 보고되었다.
- 7 log 수준의 감소가 나타나 앞선 스테인리스 스틸에서의 처리보다도 높은 수준의 감소가 관찰되었다. 스테인리스 스틸에서의 결과와 마찬가지로 71℃ 건열살균 처리는 폴리프로필렌 표면에 오염된 병원성 세균의 저해에 거의 효과가 없었다. 또한 전체적인 경향은 유사할지라도 5종의 병원성 세균에 대하여 염소계 혹은 알코올계 살균 소독의 결과가 앞의 스테인리스 스틸에서의 결과와 차이를 나타내므로 살균소독제의 저해효과는 오염된 재질의 종류에 따라서 달라질 수 있음을 알 수 있다.
- 스테인리스 스틸 쿠폰에 각각의 균을 오염시킨 후 살균소독제와 71℃ 건열살균 처리한 후의 결과는 Table 1과 같다. 실험 결과로써 대조군인 물처리를 했을 때 약 2 log 수준의 감소가 나타났다. 그리고 열처리를 제외한 모든 살균처리에서 물처리와 유사한 결과를 나타내어 유의적인 차이를 나타 내지 않았다(p>0.
- 결과로 염소계와 71℃ 건열처리는 모두 유의적인 저해효과를 나타내지 않았다. 알코올계 살균소독제는 스테인리스 스틸과 폴리프로필렌에서 각각 3.4～6.4 log, 5.5～7.4 log CFU/coupon 수준의 감소를 보여 강한 살균력을 나타내는 것으로 관찰되었다. 살균소독제 처리는 단체급식소에서 가장 일반적으로 사용하고 있는 소독 방법이지만, 살균소독제 종류에 따라서 살균 효과 차이가 크고, 미생물의 오염되어 있는 물질 및 오염 방법 등 처리 조건의 차이에 따라 결과가 달라질 수 있다.
- 4 log 수준으로 감소시켰다. 이상의결과로부터 물처리나 염소계 소독제 등의 처리는 스테인리스 스틸 표면에 오염된 병원성 세포의 일반 부착 세포를 제거하는 효과는 있으나 병원성 세균이 biofilm 형태로 오염됐을 때는 제거 및 저해 효과가 크지 않음을 알 수 있다. 반면 알코올계 소독제는 병원성 세균의 biofilm을 살균하는데 높은 효과를 나타내었다.
- 05). 특히 E. coli O157:H7, P. aeruginosa, L. monocytogenes에서 각각 7.4, 6.5, 6.7 log 수준의 감소가 나타나 높은 살균효과가 있는 것으로 나타났다. 그리고 S.
- 05). 특히 알코올계 소독제의 경우 스테인리스 스틸에 오염된 E. coli O157:H7와 L. monocytogenes에 대하여 높은 살균효과를 나타났으며, 처리 후 균의 수가 검출한계 이하로 나타나 약 7 log CFU/coupon 이상의 저해가 관찰되었다. 반면 알코올계 소독제 처리는 S.
- 기존의 연구에서 고체 배지 위의 콜로니는 넓은 의미에서 biofilm의 한 형태라고 보고하였으며, 같은 종을 같은 조건에서 배양하더라도 agar의 농도를 바꿔주면 다른 형태의 biofilm이 형성된다고 보고하고 있다(14,15). 표면에 오염된 병원성 세균의 biofilm을 살균소독제로 처리했을 때 염소계 소독제는 낮은 저해 효과가 나타났다. 반면 알코올계 소독제에서는 높은 살균 소독의 효과가 나타났다.
후속연구
- 살균소독제 처리는 단체급식소에서 가장 일반적으로 사용하고 있는 소독 방법이지만, 살균소독제 종류에 따라서 살균 효과 차이가 크고, 미생물의 오염되어 있는 물질 및 오염 방법 등 처리 조건의 차이에 따라 결과가 달라질 수 있다. 그러므로 효과적인 살균 소독을 위해 보다 다양한 조건과 처리방법에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 또한 살균 소독의 효과는 재질의 표면에 오염된 병원성 세균의 오염 형태와 처리 방법에 따라 달라질 수 있음이 확인되었다. 따라서 여러 가지 살균 소독 처리 시의 효과와 살균 소독의 효과를 증진시킬 수 있는 방법 등의 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- coli는 각각 4 log 이상 감소하는 것으로 보고하여 염소계 소독제 처리 시의 효과에 대하여 상의한 연구 결과를 보여주고 있다. 하지만 본 연구 결과에서처럼 살균소독제의 처리 시의 효과는 오염된 균의 형태와 종류에 따라서 매우 높은 차이를 나타냈으므로 이러한 연구 결과의 차이는 그러한 이유로부터 발생되었다고 여겨지며, 이에 보다 다양한 조건에서의 연구가 필요할 것으로 생각한다.
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