본 연구는 식품이나 식품 가공 중 B. cereus의 포자를 제어하는 연구에 기초방법으로 저항성이 강한 포자를 수집하기 위한 다양한 조건(온도, 배지, 배양시간)에서 포자의 형성을 살펴보고 수집된 포자의 열 저항성을 살펴보았다. 그 결과 전반적으로 $25^{\circ}C$에서 많은 포자가 형성 되었으며 $43^{\circ}C$에서 형성된 포자가 강한 열 저항성을 가지는 것으로 나타났다.
본 연구는 식품이나 식품 가공 중 B. cereus의 포자를 제어하는 연구에 기초방법으로 저항성이 강한 포자를 수집하기 위한 다양한 조건(온도, 배지, 배양시간)에서 포자의 형성을 살펴보고 수집된 포자의 열 저항성을 살펴보았다. 그 결과 전반적으로 $25^{\circ}C$에서 많은 포자가 형성 되었으며 $43^{\circ}C$에서 형성된 포자가 강한 열 저항성을 가지는 것으로 나타났다.
Bacillus cereus is a gram-positive spore-forming bacterium and produces an emetic or diarrheal syndrome induced by an emetic toxin and an enterotoxin, respectively. In this study, the effect of different types of media, temperature, and time on the sporulation of B. cereus, and thermal resistance of...
Bacillus cereus is a gram-positive spore-forming bacterium and produces an emetic or diarrheal syndrome induced by an emetic toxin and an enterotoxin, respectively. In this study, the effect of different types of media, temperature, and time on the sporulation of B. cereus, and thermal resistance of B. cereus spores produced in various temperatures were evaluated. The highest levels of spores were detected when they are produced at $25^{\circ}C$. There were no significant differences in levels of spores produced at $25^{\circ}C$ among culture media and times while levels of spores produced at $43^{\circ}C$ were significantly reduced with the increase of time. However, thermal resistance of B. cereus spores could be affected by incubation temperature. In fact, higher D-values (12.0, 10.1, and 5.9 min for 2,4, and 6 weeks, respectively) of spores produced at $43^{\circ}C$ were observed than did in samples produced at other temperatures (25 and $37^{\circ}C$). D-values of spores were 7.7, 8.2, and 12.0 min when they were produced at 25,37, and $43^{\circ}C$ for 2 weeks, respectively. The sporulation of B. cereus at $25^{\circ}C$ could result in high amounts of spores however the sporulation at $43^{\circ}C$ for 2 weeks could be effective to produce thermal resistant spores.
Bacillus cereus is a gram-positive spore-forming bacterium and produces an emetic or diarrheal syndrome induced by an emetic toxin and an enterotoxin, respectively. In this study, the effect of different types of media, temperature, and time on the sporulation of B. cereus, and thermal resistance of B. cereus spores produced in various temperatures were evaluated. The highest levels of spores were detected when they are produced at $25^{\circ}C$. There were no significant differences in levels of spores produced at $25^{\circ}C$ among culture media and times while levels of spores produced at $43^{\circ}C$ were significantly reduced with the increase of time. However, thermal resistance of B. cereus spores could be affected by incubation temperature. In fact, higher D-values (12.0, 10.1, and 5.9 min for 2,4, and 6 weeks, respectively) of spores produced at $43^{\circ}C$ were observed than did in samples produced at other temperatures (25 and $37^{\circ}C$). D-values of spores were 7.7, 8.2, and 12.0 min when they were produced at 25,37, and $43^{\circ}C$ for 2 weeks, respectively. The sporulation of B. cereus at $25^{\circ}C$ could result in high amounts of spores however the sporulation at $43^{\circ}C$ for 2 weeks could be effective to produce thermal resistant spores.
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문제 정의
본 연구는 식품이나 식품 가공 중 B. cerez/s의 포자를 제어하는 연구에 기초방법으로 저항성이 강한 포자를 수집하기 위한 다양한 조건(온도, 배지, 배양시간)에서 포자의 형성을 살펴 보고 수집된 포자의 열 저항성을 살펴 보았다. 그 결과 전반적으로 25℃에서 많은 포자가 형성 되었으며 43℃에서 형성된 포자가 강한 열 저항성을 가지는 것으로 나타났다.
본 연구는 실험실에서 여러 조건에 따른 B. cereus의 포자 형성능력과 형성된 포자의 열 저항성을 살펴 보았다. 25℃에서 B.
이에 본 연구는 가장 효과적인 포자 형성을 알아보기 위해 조건(배지, 온도, 기간)을 달리하여 포자의 형성을 비교하였으며 그때 형성된 포자의 열 저항성을 살펴보았다.
제안 방법
B. cereus를 TSB에 배양 후 초기 균수를 즉정하고, 0.5% NaCl이 첨가된 Nutrient agar에 100 j"씩 골고루 도말 한 후 2, 4, 6주간 25℃, 37℃, 43℃에서 각각 배양했다. 2, 4, 6주에 배양중인 각 배지에 멸균증류수 5 ml을 넣고 멸균된 면봉으로 plate 표면에 자란 포자를 고르게 긁어 포자를 수집하여 0.
5% NaCl이 첨가된 Nutrient agar에 100 j"씩 골고루 도말 한 후 2, 4, 6주간 25℃, 37℃, 43℃에서 각각 배양했다. 2, 4, 6주에 배양중인 각 배지에 멸균증류수 5 ml을 넣고 멸균된 면봉으로 plate 표면에 자란 포자를 고르게 긁어 포자를 수집하여 0.25 ml씩 eppendorf tube에 나눠 담아 90℃ water bath에서 3분 간격으로 21분까지 처리하였다. 열처리 후 즉시 얼음물에서 식힌 뒤 TSA를 이용하여 3*>7C 에서 24시간 동안 배양하여 즉정된 균수를 통해 D-value를 구했다.
4가지 배지 (PDA, NA+ 0.5% NaCl, BHI, BCSA)와 3가지 온도 조건(25℃, 37℃, 43℃에서 2, 4, 6주에 배양 중인 각각의 agar plate에 멸균증류수 5 ml을 넣고 멸균된 면봉으로 plate 표면에 자란 포자를 고르게 긁어 수집하였다. 수집 한 포자를 0.
TSB에서 배양한 균주의 초기 균수를 측정하고 Potato dextrose agar (PDA: Difco, USA), 0.5% NaCl이 첨 가된 Nutrient agar (NA: Difco, USA), Brain heart infusion agar (BHI: Difco, USA), Bacillus cereus selective agar (BCSA: Oxoid, UK)에 균을 100 μl씩 접종 후 6주간 25℃, 37℃, 43℃에서 각각 배양하며 포자를 생성하게 했다. 또한 수집한 포자를 cryStal violet 염색을 통해 광학현미경 (Bimeince, Model: S16C, USA)으로 포자의 생성 정도를 관찰하고 촬영하였다.
5% NaCl이 첨 가된 Nutrient agar (NA: Difco, USA), Brain heart infusion agar (BHI: Difco, USA), Bacillus cereus selective agar (BCSA: Oxoid, UK)에 균을 100 μl씩 접종 후 6주간 25℃, 37℃, 43℃에서 각각 배양하며 포자를 생성하게 했다. 또한 수집한 포자를 cryStal violet 염색을 통해 광학현미경 (Bimeince, Model: S16C, USA)으로 포자의 생성 정도를 관찰하고 촬영하였다.
25 ml씩 eppendorf tube에 나눠 담아 90℃ water bath에서 3분 간격으로 21분까지 처리하였다. 열처리 후 즉시 얼음물에서 식힌 뒤 TSA를 이용하여 3*>7C 에서 24시간 동안 배양하여 즉정된 균수를 통해 D-value를 구했다.
대상 데이터
실험에 이용한 B. cereus ATCC 10876는 중앙대학교 식품영양학과 식품미생물 연구실에서 획득 하였으며 균주는 Tryptic soy broth (TSB: Difco, USA)를 이용하여 37℃에서 24시간 동안 배양한 뒤에 본 실험에 사용하였다.
데이터처리
1, SAS Institute, Cary, NC, USA)의 ANOVA procedure을 이용하여 분석되었다. 각각의 처리군이 통계적으로 유의적으로 나타나는 경우에 (P<0.05) 각각의 3반복 실험에 의한 평균값은 Duncan, s multiple range test를 이용하여 분석하였다.
모든 실험은 3반복으로 수행되었으며 관찰된 실험결과는 SAS 통계 프로그램 (version 9.1, SAS Institute, Cary, NC, USA)의 ANOVA procedure을 이용하여 분석되었다. 각각의 처리군이 통계적으로 유의적으로 나타나는 경우에 (P<0.
성능/효과
cereus의 포자 형성능력과 형성된 포자의 열 저항성을 살펴 보았다. 25℃에서 B. cereus의 포자가 전반적으로 가장 높은 수준으로 형성되었으나, 43P에서 28일 간 형성된 포자의 열 저항성이 가장 높았다. 본 연구에서는 시간이 경과 함에 따라 많은 포자와 강한 포자가 형성 될 것을 예측하여 더 긴 시간(2-6주) 동안 포자의 형성을 관찰 한 결과 시간에 따른 유의적 차이는 보이지 않았다.
cereuse 각 온도(25P, 37℃, 43℃)와 배지 (BCSA, BHI, NA, PDA)에서 배양기간(14일, 28일, 42일) 동안 포자 형성능력을 보여주고 있다. 25℃에서 BC SA를 제외한 모든 배지에서 시간의 경과에 따른 B. cereus 포자형성 능력은 차이가 없었고, BCSA에서 14, 28일과 42일은 각각 log 9.7, log 9.4, log 11.23으로 14일에서 2주간 약 log 1.5 증가하여 유의적 차이가 있었다 (P<0.05). 37℃에서 배양된 B.
05). 37℃에서 배양된 B. cereus 포자는 PDA를 제외한 모든 배지에서 시간의 경과에 따른 포자 형성 능력은 차이가 없었고, PDA에서 포자 생성은 14, 28일과 42일에서 2주간 약 log 2.1의 증가로 유의적 차이가 있었다 (P<0.05). 43℃에서 배양된 B.
05). 42일 동안 배양한 포자 중 25℃, BCSA에서 약 log 11.23으로 가장 높은 포자 형성능력을 나타냈으며, 반대로 43℃, BH1에서 배양된 포자는 약 log 2.36으로 가장 낮은 포자 형성능력을 보였다. 또한 NA와 BCSA에서 전반적으로 높은 수준의 포자 형성능력이 나타났다.
05). 43℃에서 배양된 B. cereus 포자는 모든 배지에서 시간에 경과에 따라 포자 형성 능력이 유의적으로 감소 하였다 (P<0.05).
검은색의 작은 타원은 영양세포이며 검은 테두리의 흰 타원은 형성된 포자를 나타낸다. 7일에 가장 많은 B. cereus 포자가 형성된 것으로 관찰되었고(Fi& 2), 배양 기간이 길어 질수록 관찰되는 포자의 양이 감소하였다. 또한 Table 1의 결과와 같이 NA에서 전반적으로 많은 양의 포자가 형성 되었음을 볼 수 있었다(Figs.
또한 NA와 BCSA에서 전반적으로 높은 수준의 포자 형성능력이 나타났다. 결과적으로 각각 기간 동안 형성된 B. cereus의 포자는 배양온도가 높고, 배양기간이 길어질수록 포자 형성능력이 감소하는 경향을 보였다.
cerez/s의 포자를 제어하는 연구에 기초방법으로 저항성이 강한 포자를 수집하기 위한 다양한 조건(온도, 배지, 배양시간)에서 포자의 형성을 살펴 보고 수집된 포자의 열 저항성을 살펴 보았다. 그 결과 전반적으로 25℃에서 많은 포자가 형성 되었으며 43℃에서 형성된 포자가 강한 열 저항성을 가지는 것으로 나타났다.
36으로 가장 낮은 포자 형성능력을 보였다. 또한 NA와 BCSA에서 전반적으로 높은 수준의 포자 형성능력이 나타났다. 결과적으로 각각 기간 동안 형성된 B.
배양시간에 따라 비교를 해보면 5가지 다른 배지에서 14일 동안 배양된 B. cereus 포자는 각각 온도 별로 유의적 인 차이가 나타났고(FW 0.05), 특히 BHI에서 배 양하였을 때 25℃와 43℃에서 약 log 3.13의 감소를 보였다. 28일, 42일 동안 형성된 포자 또한 높은 온도 일수록 유의적으로 감소를 보였다(PK 0.
cereus의 포자가 전반적으로 가장 높은 수준으로 형성되었으나, 43P에서 28일 간 형성된 포자의 열 저항성이 가장 높았다. 본 연구에서는 시간이 경과 함에 따라 많은 포자와 강한 포자가 형성 될 것을 예측하여 더 긴 시간(2-6주) 동안 포자의 형성을 관찰 한 결과 시간에 따른 유의적 차이는 보이지 않았다. wild-type 포자 형성 시 다양한 요인에 영향을 받는 것처럼 실험실에서 배양한 포자가 각각의 스트레스 요인들과 조건들 속에서 생성된 포자의 양과 특성이 달라질 수 있다.
후속연구
cereus 포자의 저해에 대한 효과는 매우 큰 차이를 나타낼 수 있다. 따라서 다양한 조건에서의 B. cereus의 포자 형성과 형성된 포자의 특성에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
참고문헌 (15)
Kramer, J.M. and Gilbert, R.J.: Bacillus cereus and other Bacillus species. In Foodborne Bacterial Pathogens. (Doyle, M.P. ed) Marcel Dekker Inc., London, pp. 21-70 (1989)
Ankolekar, C., Rahmati, T. and Labbe, R.G.: Detection of toxigenic Bacillus cereus and Bacillus thuringiensis spore in U.S. rice, Int. J food microbial., 128,460-466 (2008)
Granum, P.E.: Bacillus cereus. In Food Microbiology. Fundamentals and Frontiers, 2nd Ed. (Doyle, M.P., Beuchat, L.R., Montville, T.J. eds.) ASM Press, Washington, D.C. pp. 373-381 (2001)
Monika, E.S., Fricker, M. and Scherer, S.: Bacillus cereus the causative agent of an emetic type of food-borne illness, Mol. Nutr. Food Res., 48, 479-487 (2004)
Agata, N., Ohta, M., Mori, M. and Isobe, M.: A novel dodecadepsipeptide, cereulide, is an emetic toxin of Bacillus cereus. FEMS Microbiol. Lett., 129,17-20 (1995)
ICMSF: 5. characteristics of microbial pathogens. In Microorganisms Infoods. Blackie Academic & Professional, London (1996)
Ryu, lH. and Beuchat, L.R.: Biofilm formation and sporulation by Bacillus cereus on a stainless steel surface and subsequent resistance of vegetative cells and spores to chlorine, chlorine dioxide, and a peroxyacetic acid-based sanitizer. J Food Prot., 68, 2614-2622 (2005)
Berber, $\`{I}$ , $\c{C}$ $\"{o}$ km $\"{u}$ s, C. and Atalan, E.: Effects of Some Pesticides on Spore Germination and Larvicidal Activity of Bacillus thuringiensis var. israelensis and Bacillus sphaericus 2362 Strain. Turk. J BioI., 28, 15-21 (2003)
Leguerinel, 1., Couvert, o. and Mafar, P.: Modelling the influence of the sporulation temperature upon the bacterial spore heat resistance, application to heating process calculation, Int. J food microbial., 114, 100-104 (2006)
Fernandez, A., Ociob, M.J., Fernandez, P.S. and Martynez, A.: Effect of heat activation and inactivation conditions on germination and thermal resistance parameters of Bacillus cereus spores, Int. J Food Microbiol., 63, 257-264 (2001)
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