이산화염소수, Ultraviolet-C 또는 병합처리가 샐러리와 체리에서의 살균 및 냉장저장 중 미생물 성장에 미치는 효과 Effects of Aqueous Chlorine Dioxide and UV-C Irradiation on Decontamination and Growth of Microbes during Chilled Storage of Celery and Cherries원문보기
신선편이 채소류 중 샐러리와 체리의 미생물학적 안전성을 확보하기 위해 50 ppm 이산화염소수와 10 kJ/$m^2$ 선량의 UV-C 조사와의 병합 처리에 따른 저장 중 미생물 수의 변화를 측정하였다. E. coli O157:H7로 접종된 샐러리와 체리의 경우, 이산화염소수와 UV-C 병합 처리구의 E. coli O157:H7 수가 대조구와 비교했을 때 각각 2.8, 3.0 log CFU/g의 감소효과를 나타냈다. 또한 접종하지 않은 샐러리와 체리의 총 호기성 균은 병합 처리로 각각 2.9, 1.8 log CFU/g이 감소되었고, 효모 및 곰팡이도 1.8, 1.2 log CFU/g의 감소효과를 나타냈다. 따라서 본 연구결과, 50 ppm 이산화염소수와 10kJ/$m^2$ UV-C 조사의 병합처리가 샐러리와 체리의 저장 중 오염될 수 있는 위해미생물 수 감소에 있어서 효과적인 살균처리 기술이라고 판단된다.
신선편이 채소류 중 샐러리와 체리의 미생물학적 안전성을 확보하기 위해 50 ppm 이산화염소수와 10 kJ/$m^2$ 선량의 UV-C 조사와의 병합 처리에 따른 저장 중 미생물 수의 변화를 측정하였다. E. coli O157:H7로 접종된 샐러리와 체리의 경우, 이산화염소수와 UV-C 병합 처리구의 E. coli O157:H7 수가 대조구와 비교했을 때 각각 2.8, 3.0 log CFU/g의 감소효과를 나타냈다. 또한 접종하지 않은 샐러리와 체리의 총 호기성 균은 병합 처리로 각각 2.9, 1.8 log CFU/g이 감소되었고, 효모 및 곰팡이도 1.8, 1.2 log CFU/g의 감소효과를 나타냈다. 따라서 본 연구결과, 50 ppm 이산화염소수와 10kJ/$m^2$ UV-C 조사의 병합처리가 샐러리와 체리의 저장 중 오염될 수 있는 위해미생물 수 감소에 있어서 효과적인 살균처리 기술이라고 판단된다.
The effects of a combined treatment of aqueous chlorine dioxide ($ClO_2$) and ultraviolet-C (UV-C) irradiation on microbial growth in celery and cherries were investigated. Celery and cherry samples were treated with 50 ppm $ClO_2$, UV-C at dose of 10 kJ/$m^2$, and a...
The effects of a combined treatment of aqueous chlorine dioxide ($ClO_2$) and ultraviolet-C (UV-C) irradiation on microbial growth in celery and cherries were investigated. Celery and cherry samples were treated with 50 ppm $ClO_2$, UV-C at dose of 10 kJ/$m^2$, and a combination of $ClO_2$ and UV-C. The changes in the counts of Escherichia coli O157:H7 inoculated in the celery and cherries as well as those of total aerobic bacteria, yeast and molds in the celery and cherries were investigated after each treatment. After the combined treatment of aqueous $ClO_2$ and UV-C irradiation, the populations of E. coli O157:H7 in the inoculated celery and cherries were reduced by 2.8 and 3.0 log CFU/g, respectively, compared to those of the control. For the un-inoculated celery and cherries, the populations of total aerobic bacteria were reduced by 2.9 and 1.8 log CFU/g, respectively, compared to the control. In addition, the populations of yeast and molds were decreased by 1.8 and 1.2 log CFU/g, respectively. These results suggest that the combined treatment of 50 ppm $ClO_2$ and UV-C at a dose of 10 kJ/$m^2$ would be an effective technology for decontamination and improving the microbiological safety in celery and cherries during chilled storage.
The effects of a combined treatment of aqueous chlorine dioxide ($ClO_2$) and ultraviolet-C (UV-C) irradiation on microbial growth in celery and cherries were investigated. Celery and cherry samples were treated with 50 ppm $ClO_2$, UV-C at dose of 10 kJ/$m^2$, and a combination of $ClO_2$ and UV-C. The changes in the counts of Escherichia coli O157:H7 inoculated in the celery and cherries as well as those of total aerobic bacteria, yeast and molds in the celery and cherries were investigated after each treatment. After the combined treatment of aqueous $ClO_2$ and UV-C irradiation, the populations of E. coli O157:H7 in the inoculated celery and cherries were reduced by 2.8 and 3.0 log CFU/g, respectively, compared to those of the control. For the un-inoculated celery and cherries, the populations of total aerobic bacteria were reduced by 2.9 and 1.8 log CFU/g, respectively, compared to the control. In addition, the populations of yeast and molds were decreased by 1.8 and 1.2 log CFU/g, respectively. These results suggest that the combined treatment of 50 ppm $ClO_2$ and UV-C at a dose of 10 kJ/$m^2$ would be an effective technology for decontamination and improving the microbiological safety in celery and cherries during chilled storage.
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문제 정의
따라서 본 연구는 샐러리와 체리의 이산화염소수와 UV-C의 단일 처리와 병합 처리에 따른 미생물 감소 효과를 비교 분석함으로써 효과적인 hurdle 기술을 개발하고자 수행되었다.
4 log CFU/g의 감소를 나타냈다(Table 1). 이러한 연구 결과는 단순한 물 세척보다는 이산화염소수 처리나 UV-C 조사가 미생물 수 감소에 있어서 보다 효과적인 방법인 것을 시사한다. 본 연구에서의 이산화염소수의 병원성 미생물 사멸 효과는 이산화염소수가 탈이온수와 산성 전해수보다 E.
제안 방법
E. coli O157:H7으로 접종된 샐러리와 체리에 이산화염소수, 증류수, UV-C 조사, 또는 이산화염소수와 UV-C 병합 처리를 한 후 저장 중 미생물 수 변화를 측정하였다(Table 1). 샐러리와 체리의 초기 E.
E. coli O157:H7을 접종한 샐러리, 체리 실험구와 접종하지 않은 샐러리, 체리 실험구로 나누어 각각 이산화염소수, UV-C 조사 단독 처리 및 병합 처리를 하였고, 처리 후 시료는 4 ± 1℃에서 7일 동안 low density polyethylene(LDPE) bag(21 cm×29 cm, 두께: 130 μm)에 개별적으로 포장하여 저장하였다.
E. coli O157:H7이 접종된 샐러리, 체리 실험구와 접종하지 않은 실험구로 구분하여 증류수와 50 ppm 이산화염소수에 각각 10분간 침지하였고, 침지 후 clean bench에서 1시간 동안 방치함으로써 표면에 남아있는 수분을 제거하였다. 이산화염소수 용액은 chlorine dioxide generator system(CH2O Inc.
UV-C 조사를 위해 제작된 UV chamber(88 cm×55 cm×47 cm)의 상, 하부에 253.7 nm 파장의 unfiltered germicidal emitting lamps(Sylvania, G15T8, Phillips, Haarlem, Netherlands)를 각각 6개씩 설치하였고, UV-C 강도는 시료 tray 상에서 UV light meter(UV-340, Lutron Electronic Co., Taipei, Taiwan)를 사용하여 3회 반복하여 측정하였다.
)를 사용하여 25℃에서 3일간 배양한 후 형성된 colony를 계수하였다. 검출된 미생물 수는 시료 g당 colony forming unit(CFU)로 나타냈고 3회 반복하여 측정하였다.
샐러리와 체리는 20 g씩 각각 멸균 bag에 넣고 3분 동안 stomacher(MIX 2, AES Laboratoire, Combourg, France)에서 균질화 시켰다. 균질화된 시료는 멸균된 거즈를 이용하여 거르고 0.1% 멸균 펩톤수로 10배수 연속 희석한 후 각각의 배지에 분주하여 수행하였다. E.
사용된 UV-C 조사선량은 선행연구와 예비실험 결과를 바탕으로 10 kJ/m2로 정하였고(22), 조사시간은 13분 56초이었다. 또한, 미생물의 photoreactivation을 최소화하기 위해 암실 조건에서 조사하였다.
)에 접종하여 37℃에서 24시간 동안 진탕 배양하여 균주를 활성화하였다. 보관 균주의 오염여부를 확인하기 위하여 계대 배양한 균액을 0.1% sterile peptone water에 10배수로 희석하여 선택배지에 접종 배양한 후 형성된 전형적인 집락 형태와 수를 관찰하였다. 배양액을 원심분리 하여 침전된 E.
샐러리와 체리 시료 표면에 E. coli O157:H7 접종을 위해 clean bench 내 UV-C light(G40T10, Sankyo Denki Co., Kanagawa, Japan)로 30분 동안 처리하여 기존 자연적으로 부착되어 있는 미생물을 감소시킨 후, E. coli O157:H7 접종액 1 mL를 균일하게 접종하여 E. coli O157:H7의 초기 균수가 6～7 log CFU/g이 되게 하였다. 접종된 시료 표면에 균이 잘 부착될 수 있도록 laminar flow hood에서 30분 동안 방치하였다.
신선편이 채소류 중 샐러리와 체리의 미생물학적 안전성을 확보하기 위해 50 ppm 이산화염소수와 10 kJ/m2 선량의 UV-C 조사와의 병합 처리에 따른 저장 중 미생물 수의 변화를 측정하였다. E.
이산화염소수와 UV-C의 병합 처리는 시료를 먼저 50 ppm 이산화염소수에 10분간 침지한 후 물기를 제거하고 나서, 10 kJ/m2 선량의 UV-C 조사를 연속적으로 병합 처리하였다.
)를 사용하여 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 총 호기성 세균은 plate count agar(PCA, Difco Co.)를 사용하여 37℃에서 2일간, 그리고 효모 및 곰팡이는 potato dextrose agar(PDA, Difco Co.)를 사용하여 25℃에서 3일간 배양한 후 형성된 colony를 계수하였다. 검출된 미생물 수는 시료 g당 colony forming unit(CFU)로 나타냈고 3회 반복하여 측정하였다.
대상 데이터
본 연구에서 사용된 샐러리와 체리는 대전에 위치한 대형 마트와 재래시장에서 시판되고 있는 것을 실험 당일 구입하여 사용하였다. 샐러리는 잎을 제거한 후 줄기 부분을 7 cm×2 cm 되도록 잘랐고, 체리는 무게가 10 g 정도이고 외관 상태가 전체적으로 균일한 것을 선별하여 사용하였다.
샐러리와 체리에 접종하기 위해 사용된 E. coli O157:H7(NCTC 12079)의 균주를 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC, Daejeon, Korea)로부터 분양 받은 후 -80℃ 초저온 냉동고에서 20% glycerol stock(v/v) 형태로 보관하면서 실험에 사용하였다. E.
데이터처리
모든 실험은 3회 반복하여 측정하였고, 그 결과는 평균값±표준편차로 나타냈으며 통계적 분석은 SAS(Statistical Analysis System program, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 이용하여 각 처리구 간의 유의성(p<0.05) 검증을 위해 분산분석한 후 Duncan's multiple range test로 다중비교를 실시하였다.
이론/모형
coli O157:H7이 접종된 샐러리, 체리 실험구와 접종하지 않은 실험구로 구분하여 증류수와 50 ppm 이산화염소수에 각각 10분간 침지하였고, 침지 후 clean bench에서 1시간 동안 방치함으로써 표면에 남아있는 수분을 제거하였다. 이산화염소수 용액은 chlorine dioxide generator system(CH2O Inc., Olympia, WA, USA)을 이용하여, 선행연구와 예비실험 결과를 바탕으로 최적 농도가 50 ppm이 되게 제조하였으며(22), 농도는 iodometry 방법으로 측정하였다(23).
성능/효과
따라서 본 연구 결과, 이산화염소수와 UV-C 조사의 병합 처리는 샐러리와 체리의 저장 중 총 호기성균과 효모 및 곰팡이 수를 효과적으로 감소시킴으로써 유통기한을 증대시킬 수 있는 효과적인 hurdle 기술이라고 판단된다.
2 log CFU/g의 감소효과를 나타냈다. 따라서 본 연구결과, 50 ppm 이산화염소수와 10 kJ/m2 UV-C 조사의 병합처리가 샐러리와 체리의 저장 중 오염될 수 있는 위해 미생물 수 감소에 있어서 효과적인 살균처리 기술이라고 판단된다.
이와 관련한 유사한 연구로서 Chen과 Zhu(30)는 ultrasonication과 이산화염소수의 병합처리로 저장 40일까지 자두의 총 호기성균과 효모 및 곰팡이 수에 있어서 약 2～3 log CFU/g의 감균 효과가 유지되었다고 보고한 바 있다. 따라서 이산화염소수와 UV-C 조사 병합처리는 샐러리와 체리뿐만 아니라 신선편이 채소류의 저장, 유통 중 오염될 수 있는 병원성 미생물의 생육을 억제함으로써 미생물학적 안전성을 확보할 수 있다고 판단된다.
0 log CFU/g의 감소효과를 나타냈다. 또한 접종하지 않은 샐러리와 체리의 총 호기성 균은 병합 처리로 각각 2.9, 1.8 log CFU/g이 감소되었고, 효모 및 곰팡이도 1.8, 1.2 log CFU/g의 감소효과를 나타냈다. 따라서 본 연구결과, 50 ppm 이산화염소수와 10 kJ/m2 UV-C 조사의 병합처리가 샐러리와 체리의 저장 중 오염될 수 있는 위해 미생물 수 감소에 있어서 효과적인 살균처리 기술이라고 판단된다.
9 log CFU/g으로 증가하였다. 반면 체리의 경우 저장 중 대조구의 미생물 수가 저장 3일 후 약간 감소하였다가 저장 7일까지 유의적인 차이를 보이지 않았고, 이산화염 소수 처리구와 UV-C 조사구, 병합 처리구 또한 저장 7일동안 유의적인 차이를 보이지 않았다. 저장 중 병합 처리된 샐러리와 체리의 미생물 수는 대조구와 비교하여 약 2～3 log CFU/g 감균 효과를 유지하였다.
이산화염소수, UV-C 조사, 이산화염소수와 UV-C 조사 병합처리를 한 샐러리와 체리의 저장 중 총 호기성균과 효모및 곰팡이 수를 측정한 결과를 Table 2, 3에 나타내었다. 샐러리와 체리 대조구 시료들에서의 최초 총 호기성균 수는 각각 5.7, 5.0 log CFU/g으로 나타났다(Table 2). 물로 단순세척한 샐러리와 체리는 4.
샐러리와 체리의 E. coli O157:H7 수의 감소효과는 저장 중에도 지속되었는데, 샐러리의 경우 대조구의 미생물 수가 저장 5일까지 큰 차이를 보이지 않다가 저장 7일 후 6.4 log CFU/g으로 증가하였고, 또한 이산화염소수와 UV-C 처리한 시료의 경우도 E. coli O157:H7 수가 저장 중 점차 증가하여 4.8, 4.9 log CFU/g으로 증가하였다. 반면 체리의 경우 저장 중 대조구의 미생물 수가 저장 3일 후 약간 감소하였다가 저장 7일까지 유의적인 차이를 보이지 않았고, 이산화염 소수 처리구와 UV-C 조사구, 병합 처리구 또한 저장 7일동안 유의적인 차이를 보이지 않았다.
8 log CFU/g의 감소 효과를 보고한 바 있어 차이를 보였는데, 이는 시료의 특성, 처리방법, 초기 미생물 수 등에 의한 차이로 판단된다. 샐러리와 체리의 UV-C 조사구는 각각 4.1, 3.8 log CFU/g으로써 둘 다 0.8 log CFU/g의 감소를 보였으나, 이산화염소수와 병합처리 시 대조구와 비교해서 샐러리와 체리 각각 1.8, 1.2 log CFU/g의 감소를 가져와 상승효과를 나타냈다. Begum 등(34)의 연구에서는 곰팡이 포자에 4.
샐러리와 체리의 모든 처리구에 있어서 효모 및 곰팡이 미생물 수는 저장 중 증가했는데, 샐러리의 경우 대조구의 효모 및 곰팡이 수가 저장 7일째 6.2 log CFU/g으로 증가하였고, 체리의 경우 6.9 log CFU/g의 높은 숫자를 보였다. 그러나 이산화염소수와 UV-C로 병합 처리된 샐러리와 체리의 효모 및 곰팡이 수는 저장 중 1～2 log CFU/g의 미생물 수 감소를 유지하였는데, 이러한 결과는 Manzocco 등(36)의 연구에서 수박에 12 kJ/m2 선량의 UV-C 조사로 효모 및 곰팡이 수에 있어서 저장 15일 동안 2 log CFU/g의 감소효과를 유지했다는 결과와 유사하였다.
샐러리와 체리의 저장기간 중 모든 처리구에서의 총 호기성균은 증가하였는데, 저장 7일 후 대조구의 총 호기성균은 6.4와 7.1 log CFU/g에 도달하였다. 신선편의 식품에서의 미생물 규격은 세균수가 6 log CFU/g 이하, 그리고 Salmonella, E.
샐러리와 체리의 효모 및 곰팡이의 초기 숫자는 4.9, 4.6 log CFU/g이었는데(Table 3), 물로 세척한 경우 샐러리와 체리의 효모 및 곰팡이 수는 각각 0.2, 0.3 log CFU/g 감소하여 각각 4.7, 4.3 log CFU/g으로 측정되었다. 반면에 이산화염소수로 세척한 샐러리의 경우 저장 초기에 3.
이산화염소수로 세척한 샐러리의 경우 E. coli O157:H7의수가 4.0 log CFU/g으로 감소하여 대조구와 비교했을 때 1.9 log CFU/g만큼 감소한 것으로 확인되었다(Table 1). UV-C로 조사한 시료 역시 E.
이산화염소수와 UV-C 조사로 병합 처리된 샐러리와 체리의 E. coli O157:H7 수는 3.1, 3.2 log CFU/g으로 각각 2.8, 3.0 log CFU/g의 초기 미생물 수 감소를 보였다. 이산화염소수와 UV-C 조사의 병합처리 결과는 다른 화학적, 물리적 병합처리를 수행한 실험과 비교가 된다.
반면 체리의 경우 저장 중 대조구의 미생물 수가 저장 3일 후 약간 감소하였다가 저장 7일까지 유의적인 차이를 보이지 않았고, 이산화염 소수 처리구와 UV-C 조사구, 병합 처리구 또한 저장 7일동안 유의적인 차이를 보이지 않았다. 저장 중 병합 처리된 샐러리와 체리의 미생물 수는 대조구와 비교하여 약 2～3 log CFU/g 감균 효과를 유지하였다. 이와 관련한 유사한 연구로서 Chen과 Zhu(30)는 ultrasonication과 이산화염소수의 병합처리로 저장 40일까지 자두의 총 호기성균과 효모 및 곰팡이 수에 있어서 약 2～3 log CFU/g의 감균 효과가 유지되었다고 보고한 바 있다.
한편 이산화염소수와 UV-C 조사로 병합처리 된 샐러리와 체리의 총 호기성균은 이산화염소수나 UV-C 조사로 단일 처리된 시료의 미생물 수보다 높은 감소율을 나타냈는데, 샐러리의 경우 총 호기성 균수는 2.8 log CFU/g으로 대조구와 비교했을 때 2.9 log CFU/g으로 감소하였고, 체리의 경우는 3.2 log CFU/g으로, 1.8 log CFU/g의 감소효과를 보였다. 이러한 연구 결과는 Kim 등(22)과 Kim 등(31)이 딸기, 레드치커리, 청경채에서 이산화염소수와 UV-C 병합처리로 1-2 log CFU/g의 총 호기성균 수가 감소하였다는 결과와 유사하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
화학적 비가열처리 방법으로 염소를 사용할 경우 단점은?
식품의 살균을 위한 화학적 비가열처리 방법 중 이산화염소(ClO2)는 오존(O3), 염소(Cl2)와 함께 널리 사용되고 있는데, 염소의 경우에는 trihalomethanes과 염화페놀 등 발암물질이 생성되고 pH, 온도, 유기물질 등에 민감하다는 단점이 있다(8-10). 또한 오존은 반응성이 매우 높아 불안정하며 식품의 맛과 색을 저하시키는 문제점이 있는데, 반면에 이산화염소수는 살균력이 강하고 식품의 풍미에도 큰 영향을 주지 않는다는 장점이 있기에 당근, 딸기, 멜론 등에서 효과적인 표면 살균처리 방법으로 연구가 진행되어 왔다(11-13).
Ultraviolet 중 식품의 살균에 사용되는 파장은?
Ultraviolet(UV)는 파장의 영역에 따라 UV-A(320-400 nm), UV-B(280～320 nm), UV-C(200～280 nm)로 구분되는데, 물리적 비가열 처리기술로써 식품의 살균에 사용되는 파장은 UV-C이다(14,15). 특히 253.
물리적 비가열 처리기술로 253.7 nm 파장의 UV-C는 미생물의 어떤 것을 손상시켜 사멸시키는가?
특히 253.7 nm 파장의 UV-C가 미생물의 DNA base에 손상을 일으켜 미생물을 사멸시키는 것으로 알려져 있다(16). UV-C 조사는 기존의 감마선이나 전자선 조사와 비교하여 잠재적 위험요소에 대한 소비자 거부감이 적고, 또한 온도와 수분의 영향을 크게 받지 않으며 설치 및 조사비용이 저렴한 장점을 가지고 있어, 식품 표면의 살균 목적으로 미국 식품의약품안전청에서 사용이 허가 되었다(17).
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