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문제 정의
- 즉석섭취 신선편이식품 중의 하나인 새싹채소에 대한 수요가 증가하고 있으나, 오염 미생물 제어방법에 대한 정보가 거의 없는 상황이다. 따라서 본 연구는 국내 대형할인마트에서 유통 중인 새싹채소 20제품을 수집하여 세균수와 B. cereus를 살균소독하는 방법으로 에탄올과 초산, 구연산, 젖산 등의 유기산을 사용하여 그 효과를 평가하고자 하였다. 에탄올과 유기산을 각각 처리하였을 때보다 혼합처리한 실험구에서 세균생육저해가 현저하였으며, 유기산 중에서는 1% 젖산-20%에탄올 처리구에서 10분 노출시간에 7~8 log CFU/g의 세균을 저감화 시킬 수가 있었다.
- 따라서 본 연구는 국내 유통 중인 새싹채소를 유통단계에서 수집하여 부패 및 식중독을 일으킬 수 있는 세균과 주요한 식중독 세균인 E. coli, Salmonella, B. cereus, S. aureus 등의 즉석섭취 편이식품의 미생물 제어방법에 에탄올과 유기산의 영향을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 살균 생리식염수으로 10배수 희석법으로 Trypic Soy Agar(Difco)에 도말한 후, 37℃에서 24시간 배양하여 계수하였다. TSB에 배양된 E. coli O157, B. cereus, S. typhimurium, S. aureus, E. faecalis 약 8 log CFU/㎖를 에탄올 20%와 젖산 1%를 단독 혹은 복합으로 10분간 살균처리한 후, 10,000 rpm에서 5분간 원심 분리하여, 멸균 생리식염수로 2번 세척한 후, 살균 생리식염수에 10배수 희석법으로 Trypic Soy Agar(Difco)에 도말한 후, 37℃에서 24시간 배양하여 생균수를 측정하였다.
- TSB에서 전배양된 E. coli O157:H7, S. typhimurium, B. cereus, S. aureus, E. faecalis 1 ㎖를 10분 동안 20% 에탄올 단독처리와 20% 에탄올-1% 젖산을 혼합처리하였다. 에탄올 단독처리구(single treatment)에서는 E.
- 모든 검체를 채취할 때 사용되는 도구 및 용기와 실험 과정에서 이용되는 배지 및 기구는 121℃와 1기압에서 가압 멸균하여 사용하고, 시료는 clean bench에서 무균적으로 실험하였다. 채취한 시료는 무균시료봉지에 25 g을 취하고 225 ㎖의 0.
- 무순 새싹채소를 20% 에탄올, 1% 초산, 1% 구연산, 1% 젖산, 차아염소산나트륨 80 ppm의 살균제에 5분간 침지 처리한후, 1차로 증류수로 2번 수세하고, 색상(갈변 정도), 조직감, 이취, 싱싱한 정도, 전반적 기호도 등 5가지 항목으로 5점 척도법의 차이 식별 관능평가를 실시하였다. 관능검사 평가 요원은 당 연구실의 학과 대학원생 7명을 선정하여 실시하였다.
- 멸균생리식염수로 2번 세척한 후, 무균백에 넣고 120초간 혼합하여 균질화한 후 이 중 1 ㎖를 시험검액으로 사용하였다. 살균 생리식염수으로 10배수 희석법으로 Trypic Soy Agar(Difco)에 도말한 후, 37℃에서 24시간 배양하여 계수하였다. TSB에 배양된 E.
- 살균처리된 무순으로부터 생존하는 B. cereus를 검사하기 위하여 분리 전처리 검액 1 ㎖를 10배수로 희석하여, MYP agar(Difco)에 분주, 도말한 후 37℃에서 48시간 배양하였다. MYP agar에서 eosin pink 투명환을 띄는 집락을 계수, 선택하여 Gram(+), catalase(+), β-hemolysis를 확인한 후 PCR로 확인하였다(Kim 등 2011).
- 새싹채소에서 미생물 감소효과는 매우 좋았던 에탄올과 젖산, 초산, 구연산 1%를 처리한 후 바로 관능검사를 하거나 하루 후에 관능검사를 실시하였다. 처리 직후와 하루 경과 후의 관능평가는 조직감에서 하루 후에 약간 더 감소하였고, 갈변현상도 나타났다.
- 모든 검체를 채취할 때 사용되는 도구 및 용기와 실험 과정에서 이용되는 배지 및 기구는 121℃와 1기압에서 가압 멸균하여 사용하고, 시료는 clean bench에서 무균적으로 실험하였다. 채취한 시료는 무균시료봉지에 25 g을 취하고 225 ㎖의 0.85% 살균 생리식염수를 가하여 120초간 혼합(stomatching)하여 균질화한 후 이중 1 ㎖를 시험 검액으로 사용하였다.
대상 데이터
- 공시균주인 E. coli O157:H7 NCTC12079, Bacillus cereus KCCM14925, Salmonella typhimurium ATCC12023, Staphylococcus aureus KCCM12013, Enterococcus faecalis KCTC2011는 -70℃에서 보관하면서 사용하였다. 배양 시에는 Trypic Soy Broth (Difco, Detroit, MI, USA)의 10 ㎖에 같은 전배양액 1%를 접종하여, 37℃에서 24시간씩 3번 연속 계대 배양하였다.
- 무순 새싹채소를 20% 에탄올, 1% 초산, 1% 구연산, 1% 젖산, 차아염소산나트륨 80 ppm의 살균제에 5분간 침지 처리한후, 1차로 증류수로 2번 수세하고, 색상(갈변 정도), 조직감, 이취, 싱싱한 정도, 전반적 기호도 등 5가지 항목으로 5점 척도법의 차이 식별 관능평가를 실시하였다. 관능검사 평가 요원은 당 연구실의 학과 대학원생 7명을 선정하여 실시하였다.
- 본 연구에 사용한 균주는 E. coli O157:H7 NCTC12079, Bacillus cereus KCCM11143, Salmonella typhimurium ATCC12023, Staphylococcus aureus KCCM12013, Enterococcus faecalis KCTC2011이며, 한국종균협회와 한국생명공학연구원 미생물자원센터로부터 분양 받아 사용하였다. 새싹채소는 대형할인마트에서 유통되고 있는 적채싹(red cabbage sprout), 삼색무순싹(baby radish sprout), 알파파싹(alfalfa sprout), 브로콜리싹(broccoli sprout)을 5개씩 구입하여 사용하였다.
- coli O157:H7 NCTC12079, Bacillus cereus KCCM11143, Salmonella typhimurium ATCC12023, Staphylococcus aureus KCCM12013, Enterococcus faecalis KCTC2011이며, 한국종균협회와 한국생명공학연구원 미생물자원센터로부터 분양 받아 사용하였다. 새싹채소는 대형할인마트에서 유통되고 있는 적채싹(red cabbage sprout), 삼색무순싹(baby radish sprout), 알파파싹(alfalfa sprout), 브로콜리싹(broccoli sprout)을 5개씩 구입하여 사용하였다. 에탄올(Mallinckrodt Baker B.
- 새싹채소는 대형할인마트에서 유통되고 있는 적채싹(red cabbage sprout), 삼색무순싹(baby radish sprout), 알파파싹(alfalfa sprout), 브로콜리싹(broccoli sprout)을 5개씩 구입하여 사용하였다. 에탄올(Mallinckrodt Baker B.V, Holland)과 젖산, 구연산, 초산(Duksan, Gyonggi, Korea)는 GR 급의 시약을 1차 증류수로 희석한 후 0.22 ㎛ filter unit membrane (Millipore, MILLER-GV, France)으로 제균 여과한 후 사용하였다. 차아염소산(sodium hypochloric acid, Camica-SD, Incheon, Korea)은 1차 증류수로 희석한 후, filter unit membrane으로 제균 여과한 후, 사용하였다.
성능/효과
- 또한 일반 적으로 세균에서 에탄올은 정균 및 살균효과가 있어서 생식품의 세균 저감화에 다수 활용되고 있다. 20% 에탄올과 각각 1% 초산, 1% 구연산을 복합처리한 결과, 적채싹과 삼색무순 싹에서는 일반세균이 4 log CFU/g 정도 감소하였으며, 알파파싹과 브로콜리싹에서는 검출되지 않았다. 따라서 에탄올과 유기산을 혼합처리한 처리구에서 세균생육저해가 현저하였으며, 유기산 중에서는 젖산-에탄올 처리구에서 가장 제어 효과가 좋았다.
- 4종의 새싹채소에서 세균이 평균 7 log CFU/g 검출되었으며, 초산 1%, 구연산 1%, 에탄올 20%를 5분간 단독 소독 처리한 결과, 5～6 log CFU/g으로 2 log CFU/g 정도까지 감소되는 것을 볼 수 있었다. 적채싹의 경우, 평균 1 log CFU/g 감소되었으며, 브로콜리싹의 경우에는 평균 2 log CFU/g 정도 감소되었다.
- 초산 1%, 구연산 1%, 에탄올 20%에서 10분, 30분 동안 각각 단독 소독 처리한 결과, 시간이 경과하면서 알파파싹과 브로콜리싹은 초산과 구연산에서 평균 2 log CFU/g 정도 감소하였으며, 적채싹과 삼색무순싹은 세균수가 거의 변화가 없었다. 그러나 10, 30분 동안 복합처리한 결과, 모든 새싹에서 세균이 거의 사멸하는 것으로 나타났다(Table 2, 3). 에탄올과 젖산을 복합 처리한 세척제는 세균의 사멸효과가 매우 뛰어났으며, 차아염소산나트륨은 세균이 모두 사멸하여 소독효과가 높았다.
- cereus가 많이 오염되어 있어서 관리되어야 할 식중독 세균으로 알려져 있다(Kang 등 2011). 따라서 무순을 에탄올-젖산처리 후에 사멸되지 않은 B. cereus를 MYP배지와 PCR로 분리 검출하였으나 검출되지 않았다(결과 미제시).
- 오염된 쌀 가루떡에 20%의 에탄올과, 1%의 젖산, 1% 초산에서 복합으로 30분간 직접 처리한 결과, 효모의 생육저해영향과 분리균 및 표준균주에 대한 저해효과를 보고 하였다(Kim 등 2007). 따라서 세균의 생육을 저해하는 데 있어 에탄올과 유기산을 복합처리한 살균세척제는 세균제어에 효과적인 것으로 나타났다.
- 20% 에탄올과 각각 1% 초산, 1% 구연산을 복합처리한 결과, 적채싹과 삼색무순 싹에서는 일반세균이 4 log CFU/g 정도 감소하였으며, 알파파싹과 브로콜리싹에서는 검출되지 않았다. 따라서 에탄올과 유기산을 혼합처리한 처리구에서 세균생육저해가 현저하였으며, 유기산 중에서는 젖산-에탄올 처리구에서 가장 제어 효과가 좋았다.
- 새싹채소에서 에탄올 20%와 젖산, 초산, 구연산 1%를 처리한 후 관능검사는 처리 직후가 하루 후보다는 조직감, 갈변화, 이취 등에서 약간 더 양호한 것으로 나타났다. 따라서 차아염소산과 더불어 에탄올-젖산 등의 유기산의 적절한 조합으로 새싹채소의 오염 미생물을 저감화할 수 있는 것으로 보인다.
- faecalis에 직접 20% 에탄올-1% 젖산로 처리했을 때 10분 후에 세균의 감소가 5~7 log CFU/g 이루어졌으며, Gram 음성세균에서 효과가 더 좋았다. 새싹채소에서 에탄올 20%와 젖산, 초산, 구연산 1%를 처리한 후 관능검사는 처리 직후가 하루 후보다는 조직감, 갈변화, 이취 등에서 약간 더 양호한 것으로 나타났다. 따라서 차아염소산과 더불어 에탄올-젖산 등의 유기산의 적절한 조합으로 새싹채소의 오염 미생물을 저감화할 수 있는 것으로 보인다.
- faecalis 1 ㎖를 10분 동안 20% 에탄올 단독처리와 20% 에탄올-1% 젖산을 혼합처리하였다. 에탄올 단독처리구(single treatment)에서는 E. coli, S. typhimurium, B. cereus, S. aureus, E. faecalis가 1～2 log CFU/㎖ 정도 감소하였으나, 에탄올-젖산처리구(mixed treatment)에서 변화가 크게 나타났다. 특히 Gram 음성인 E.
- cereus를 살균소독하는 방법으로 에탄올과 초산, 구연산, 젖산 등의 유기산을 사용하여 그 효과를 평가하고자 하였다. 에탄올과 유기산을 각각 처리하였을 때보다 혼합처리한 실험구에서 세균생육저해가 현저하였으며, 유기산 중에서는 1% 젖산-20%에탄올 처리구에서 10분 노출시간에 7~8 log CFU/g의 세균을 저감화 시킬 수가 있었다. 주요한 식중독 세균인 E.
- 그러나 10, 30분 동안 복합처리한 결과, 모든 새싹에서 세균이 거의 사멸하는 것으로 나타났다(Table 2, 3). 에탄올과 젖산을 복합 처리한 세척제는 세균의 사멸효과가 매우 뛰어났으며, 차아염소산나트륨은 세균이 모두 사멸하여 소독효과가 높았다. 오염된 쌀 가루떡에 20%의 에탄올과, 1%의 젖산, 1% 초산에서 복합으로 30분간 직접 처리한 결과, 효모의 생육저해영향과 분리균 및 표준균주에 대한 저해효과를 보고 하였다(Kim 등 2007).
- 에탄올을 단독 처리하였을 때에는 생육저해효과가 미약하였고, 에탄올과 유기산을 복합 처리하면 생육저해효과가 더욱 높은 것을 알 수 있었다. 이러한 조합처리는 혼합기술(hurdle technology)의 다살균기작 이용 보존기법(multitarget preservation) 의 전략으로써 미생물 생육제어의 시너지 효과를 높이기 위하여 향후 활발히 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 에탄올과 유기산을 각각 처리하였을 때보다 혼합처리한 실험구에서 세균생육저해가 현저하였으며, 유기산 중에서는 1% 젖산-20%에탄올 처리구에서 10분 노출시간에 7~8 log CFU/g의 세균을 저감화 시킬 수가 있었다. 주요한 식중독 세균인 E. coli, S. typhimurium, B. cereus, S. aureus, E. faecalis에 직접 20% 에탄올-1% 젖산로 처리했을 때 10분 후에 세균의 감소가 5~7 log CFU/g 이루어졌으며, Gram 음성세균에서 효과가 더 좋았다. 새싹채소에서 에탄올 20%와 젖산, 초산, 구연산 1%를 처리한 후 관능검사는 처리 직후가 하루 후보다는 조직감, 갈변화, 이취 등에서 약간 더 양호한 것으로 나타났다.
- 새싹채소에서 미생물 감소효과는 매우 좋았던 에탄올과 젖산, 초산, 구연산 1%를 처리한 후 바로 관능검사를 하거나 하루 후에 관능검사를 실시하였다. 처리 직후와 하루 경과 후의 관능평가는 조직감에서 하루 후에 약간 더 감소하였고, 갈변현상도 나타났다. 이취 등도 처리 직후가 더 양호한 것으로 나타났다.
- 초산 1%, 구연산 1%, 에탄올 20%에서 10분, 30분 동안 각각 단독 소독 처리한 결과, 시간이 경과하면서 알파파싹과 브로콜리싹은 초산과 구연산에서 평균 2 log CFU/g 정도 감소하였으며, 적채싹과 삼색무순싹은 세균수가 거의 변화가 없었다. 그러나 10, 30분 동안 복합처리한 결과, 모든 새싹에서 세균이 거의 사멸하는 것으로 나타났다(Table 2, 3).
- faecalis가 1～2 log CFU/㎖ 정도 감소하였으나, 에탄올-젖산처리구(mixed treatment)에서 변화가 크게 나타났다. 특히 Gram 음성인 E. coli와 S. typhimurium은 거의 검출이 되지 않았고(Fig. 1), Gram양성인 B. cereus, S. aureus, E. faeclais는 Gram 음성 세균보다는 효과가 적었지만, 세균생육효과는 크게 나타났다(Fig. 2, 3). 일반적으로 새싹채소에는 B.
후속연구
- 어느 경우에도 초산과 차아염소산 처리시에는 약간의 잔류냄새가 남아 있었으나 하루 후에는 냄새가 많이 줄었다. 관능검사 및 살균효과를 비교분석하면, 차아염소산과 젖산의 효과가 가장 우수했으며, 각 재료 또는 사용목적에 따라 살균제를 선별, 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
- 에탄올을 단독 처리하였을 때에는 생육저해효과가 미약하였고, 에탄올과 유기산을 복합 처리하면 생육저해효과가 더욱 높은 것을 알 수 있었다. 이러한 조합처리는 혼합기술(hurdle technology)의 다살균기작 이용 보존기법(multitarget preservation) 의 전략으로써 미생물 생육제어의 시너지 효과를 높이기 위하여 향후 활발히 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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