위생적인 배추 생산을 위해 전기분해수를 이용하여 미생물 저해효과와 잔류농약 제거효과에 대해 연구하였다. 대조구는 TW로 세척하였으며, 상업적으로 많이 사용되고 있는 NaOCl 용액으로 세척하여 비교하였다. 배추의 초기 총균수와 대장균군수는 각각 6.64, 3.56 log cfu/g 수준이었으며 침지 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 10분 경과 후, TW 처리구는 5.97 log cfu/g 수준이었으며 LAlEW와 SAcEW 처리구는 1.63-4.67 log cfu/g 수준으로 감소하였다. 특히 SAcEW-100처리구는 1.63 log cfu/g 수준으로 초기에 비해 5 log scale 이상 감소하여 가장 높은 효과를 나타내었다. 대장균군수는 초기에 3.56 log cfu/g 수준에서 10분 경과 후, TW와 NaOCl-50 처리구를 제외하고 검출되지 않았다. 잔류농약의 경우, 초기 chlorpyrifos, prothiofos 및 deltamethrin 함량은 각각 1.13, 1.91 및 0.67 ppm이었다. 세척 후, TW 처리는 32.28-38.46% 감소하였으며 NaOCl 처리구의 감소율은 36.93-50.13%으로 TW의 1.5배 수준 감소하였다. LAlEW-100 처리구와 SAcEW-100 처리구의 감소율은 63.79-78.30% 감소하여 TW와 NaOCl 처리구에 비해 효과적이었다. 비타민 C함량은 세척수에 따른 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 전기분해수는 품질에 영향을 주지 않으면서 미생물 제어와 잔류농약 제거에 효과가 있는 것으로 나타났다.
위생적인 배추 생산을 위해 전기분해수를 이용하여 미생물 저해효과와 잔류농약 제거효과에 대해 연구하였다. 대조구는 TW로 세척하였으며, 상업적으로 많이 사용되고 있는 NaOCl 용액으로 세척하여 비교하였다. 배추의 초기 총균수와 대장균군수는 각각 6.64, 3.56 log cfu/g 수준이었으며 침지 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 10분 경과 후, TW 처리구는 5.97 log cfu/g 수준이었으며 LAlEW와 SAcEW 처리구는 1.63-4.67 log cfu/g 수준으로 감소하였다. 특히 SAcEW-100처리구는 1.63 log cfu/g 수준으로 초기에 비해 5 log scale 이상 감소하여 가장 높은 효과를 나타내었다. 대장균군수는 초기에 3.56 log cfu/g 수준에서 10분 경과 후, TW와 NaOCl-50 처리구를 제외하고 검출되지 않았다. 잔류농약의 경우, 초기 chlorpyrifos, prothiofos 및 deltamethrin 함량은 각각 1.13, 1.91 및 0.67 ppm이었다. 세척 후, TW 처리는 32.28-38.46% 감소하였으며 NaOCl 처리구의 감소율은 36.93-50.13%으로 TW의 1.5배 수준 감소하였다. LAlEW-100 처리구와 SAcEW-100 처리구의 감소율은 63.79-78.30% 감소하여 TW와 NaOCl 처리구에 비해 효과적이었다. 비타민 C함량은 세척수에 따른 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 전기분해수는 품질에 영향을 주지 않으면서 미생물 제어와 잔류농약 제거에 효과가 있는 것으로 나타났다.
This study investigated the washing efficiency of electrolyzed water for the removal of microorganisms and pesticide residues from Chinese cabbage. Initial total bacteria and coliform counts were 6.64 and 3.56 log cfu/g respectively. After washing, total bacteria count of tap water (TW) were 5.97 lo...
This study investigated the washing efficiency of electrolyzed water for the removal of microorganisms and pesticide residues from Chinese cabbage. Initial total bacteria and coliform counts were 6.64 and 3.56 log cfu/g respectively. After washing, total bacteria count of tap water (TW) were 5.97 log cfu/g and low alkaline electrolyzed water (LAlEW) and strong acidic electrolyzed water (SAcEW) were 1.63-4.67 log cfu/g. Especially SAcEW-100 was found to the most effective method of washing the cabbages. After washing, the coliform count was dramatically reduced. The removal rate of pesticide residues by NaClO treatment (36.93-50.13%) was greater than that of TW treatment (32.28-38.46%). The removal rate of LAlEW-100 and SAcEW-100 was 63.79 and 78.30% respectively, and was higher than those of TW and NaClO treatments. The vitamin C content of the Chinese cabbages after all treatments did not differ significantly. Consequentially, the electrolyzed water was found to be effective to remove bacteria and pesticide residues from Chinese cabbage without affecting quality.
This study investigated the washing efficiency of electrolyzed water for the removal of microorganisms and pesticide residues from Chinese cabbage. Initial total bacteria and coliform counts were 6.64 and 3.56 log cfu/g respectively. After washing, total bacteria count of tap water (TW) were 5.97 log cfu/g and low alkaline electrolyzed water (LAlEW) and strong acidic electrolyzed water (SAcEW) were 1.63-4.67 log cfu/g. Especially SAcEW-100 was found to the most effective method of washing the cabbages. After washing, the coliform count was dramatically reduced. The removal rate of pesticide residues by NaClO treatment (36.93-50.13%) was greater than that of TW treatment (32.28-38.46%). The removal rate of LAlEW-100 and SAcEW-100 was 63.79 and 78.30% respectively, and was higher than those of TW and NaClO treatments. The vitamin C content of the Chinese cabbages after all treatments did not differ significantly. Consequentially, the electrolyzed water was found to be effective to remove bacteria and pesticide residues from Chinese cabbage without affecting quality.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 전기분해수를 이용하여 배추의 미생물학적 저해효과와 잔류농약 제거효과를 살펴보았다.
위생적인 배추 생산을 위해 전기분해수를 이용하여 미생물 저해효과와 잔류농약 제거효과에 대해 연구하였다. 대조구는 TW로 세척하였으며, 상업적으로 많이 사용되고 있는 NaOCl 용액으로 세척하여 비교하였다.
제안 방법
Column은 µBondapak C18(125Å, 3.9×300 mm, 10 µm; Waters Co.)를 사용하였고, solvent 조건은 water 1 L에 methanol, acetic acid 각각 10mL씩, 1-hexane sulfate sodium을 1g을 첨가하였다.
85% saline 용액으로 희석하여 페트리디쉬에 1 mL씩 넣은 후 pouring method로 실험하였다. 배지는 총균수는 plate count agar를, 대장균군수는 chromacult agar(Merck, Darmstadt, Germany)를 사용하였으며 배지를 부은 후 37℃에서 24시간 배양한 후 colony수를 측정하여 colony forming unit(cfu)으로 표시하였다.
배추 30 g을 멸균백에 넣고 무게의 10배의 멸균된 0.85% saline 용액을 넣어 stomacher로 1분간 균질시킨 후 각각의 시료액을 1 mL씩 취하여 9 mL의 멸균된 0.85% saline 용액으로 희석하여 페트리디쉬에 1 mL씩 넣은 후 pouring method로 실험하였다. 배지는 총균수는 plate count agar를, 대장균군수는 chromacult agar(Merck, Darmstadt, Germany)를 사용하였으며 배지를 부은 후 37℃에서 24시간 배양한 후 colony수를 측정하여 colony forming unit(cfu)으로 표시하였다.
비타민 C 함량은 식품공전(11)에 의한 방법으로 동결 건조된 시료 0.2 g에 5% metaphosphoric acid(HPO3) 용액 20 mL을 가하고 blender(KA-2600, Kaiser, Seoul, Korea)로 1분간 중속으로 균질화 시킨 고 원심분리기(Centrikon T-324, Kontron Instruments, Milan, Italy)를 이용하여 8,000 rpm에서 10분간 원심 분리하여 얻은 상등액을 0.45 µm filter로 여과한 후 적당히 희석하여 HPLC에 주입하여 분석하였다.
산화환원전위는 ORP(Oxidation-Reduction Potential) meter(RE12P, TOA Electronics, Tokyo, Japan) 사용하여 측정하였으며, 차아염소산 함량은 식품 공전에 따라 전기분해수 50 mL에 KI 2 g, acetic acid 10 mL와 전분지시약을 몇 방울 가하여 흑갈색이 되도록 한 후 0.1 N Na2S2O3 용액으로 흑갈색의 용액이 투명해질 때까지 적정하여 농도를 측정하였다. pH는 pH meter(AB 15 Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, USA)로 측정하였다.
85 kg이었다. 세척 방법으로는 무세척, 수돗물(tap water, TW), 차아염소산나트륨(NaClO) 용액, 강산성 전해수(Strong acidic electrolyzed water, SAcEW) 및 약알칼리 전해수(Low alkaline electrolyzed water, LAlEW)를 사용하였으며, 유효염소 함량은 각각 50, 100 ppm 농도로 이용하였다. 세척 방법은 배추 무게 10배의 세척수에 10분 동안 침지한 후 시험에 사용하였다.
세척 방법은 배추 무게 10배의 세척수에 10분 동안 침지한 후 시험에 사용하였다. 잔류농약 제거효과를 알아 보기 위해 농약을 사용지침서의 사용량에 따라 증류수에 용해하여 2L의 희석액에 1분 정도 침지 후 24시간 동안 건조하여 세척수별로 세척한 다음 농약 잔류량을 분석하였다. 사용된 농약 성분은 살충제로 chlorpyrifos, prothoifos와 deltamethrin 이다(Table 1).
분리된 상층액 20 mL을 취하여 40℃ 이하의 수욕조 중에서 질소가스를 통과시키면서 소량 남을 때까지 농축한 후 일정액으로 정용하였다. 정제를 위해 Florisil cartridge(Waters Co., Milford, MA, USA)를 활성화 하였다. Florisil cartridge 에 hexane 5 mL와 20% aceton/hexane 5 mL를 통과시킨 후 농약 추출액을 cartridge 상단에 넣고 용출시켰다.
용출액은 다시 농축하여 20% aceton/hexane으로 일정량으로 하여 GC 시험용액으로 사용하였다(Table 2). 회수율 측정은 동일시료 50 g에 농약 표준용액을 1 ppm씩 넣어 혼합한 다음 동일한 방법으로 분석하였다. 회수율은 농약 첨가량에 대한 %로 산출하였다.
대상 데이터
위생적인 배추 생산을 위해 전기분해수를 이용하여 미생물 저해효과와 잔류농약 제거효과에 대해 연구하였다. 대조구는 TW로 세척하였으며, 상업적으로 많이 사용되고 있는 NaOCl 용액으로 세척하여 비교하였다. 배추의 초기 총균수와 대장균군수는 각각 6.
본 연구에 사용된 세척수의 종류는 차아염소산나트륨 용액(NaOCl), 강산성 전해수(SAcEW), 약알칼리성 전해수(LAlEW)로 초기 유효염소 농도는 각각 47.52-56.73과 93.61-106.00 ppm수준이었다(Table 3). 세척 동안 농도가 감소하는 경향을 보였으며 특히 SAcEW-50, 100 처리구의 차아염소산 농도가 초기에 비해10% 수준 감소하여 가장 높은 감소를 나타냈다.
본 연구에 사용된 재료는 2011년 6월 강원도 태백에서 수확된 ‘춘광’ 품종의 배추를 이용하였다.
잔류농약 제거효과를 알아 보기 위해 농약을 사용지침서의 사용량에 따라 증류수에 용해하여 2L의 희석액에 1분 정도 침지 후 24시간 동안 건조하여 세척수별로 세척한 다음 농약 잔류량을 분석하였다. 사용된 농약 성분은 살충제로 chlorpyrifos, prothoifos와 deltamethrin 이다(Table 1).
시험에 사용된 잔류농약 성분은 chlorpyrifos, prothiofos 및 deltamethrin이었으며 회수율은 각각 95.61, 103.53 및 96.38%이었다. 농약은 현대농업에 있어서 필수적인 농업자재로 농산물의 생산성 제고, 품질향상 및 풍요로운 먹거리 공급뿐만 아니라 노동력과 농업생산비를 절감시켜는 장점이 있다.
45 µm filter로 여과한 후 적당히 희석하여 HPLC에 주입하여 분석하였다. 표준물질은 L-ascorbic acid(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO., USA)를 사용하였다. Column은 µBondapak C18(125Å, 3.
데이터처리
2)Means with different letters (a-d) in a raw are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
2)Means with different letters (a-f) in a column are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
실험결과의 통계처리는 SAS system(Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 하였으며 각 처리구간 유의성은 Duncan’s multiple range test를 이용하여 p<0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
세척처리에 따른 시료의 추출, 정제 및 잔류농약 분석은 식품공전(10) 방법으로 하였다. 배추 50 g을 300 mL beaker에 담고 100 mL acetonitrile 을 넣어 균질기로 1분간 균질화한 후 감압 여과한다.
성능/효과
1)TW: Tap water, NaClO-50: NaClO aqueous solution containing 50 ppm concentration of available chlorine, NaClO-100: NaClO aqueous solution containing 100 ppm concentration of available chlorine, LAlEW-50: low alkaline electrolyzed water containing 50 ppm concentration of available chlorine, LAlEW-100: low alkaline electrolyzed water containing 100 ppm concentration of available chlorine, SAcEW-50: strong acidic acid electrolyzed water containing 50 ppm concentration of available chlorine, SAcEW-100: strong acidic acid electrolyzed water containing 100 ppm concentration of available chlorine.
56 log cfu/g 수준이었으며 침지 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 10분 경과 후, TW 처리구는 5.97 log cfu/g 수준이었으며 LAlEW와 SAcEW 처리구는 1.63-4.67 log cfu/g 수준으로 감소하였다. 특히 SAcEW-100처리구는 1.
5배 수준 감소하였다. LAlEW-100 처리구와 SAcEW-100 처리구의 감소율은 63.79-78.30% 감소하여 TW와 NaOCl 처리구에 비해 효과적이었다. 비타민 C함량은 세척수에 따른 차이를 보이지 않았다.
88 log cfu/g으로 TW보다 효과가 높음을 알 수 있었다. NaClO 처리구의 총균수는 4.01-4.67 log cfu/g로 TW 처리구에 비해 높은 감소를 보였으나 LAlEW와 SAcEW 처리구보다는 낮은 감소를 나타내었다. 기존의 소독제로 많이 사용하고 있는 NaClO 용액에 비해 전해수의 살균 효과는 뛰어난 것을 확인할 수 있었으며 Graòa 등의 연구(16)에서도 비슷한 결과를 나타내었다.
Deltamethrin 또한 위의 결과와 비슷한 경향을 나타냈다. NaClO-50 처리구의 deltamethrin 감소율은 36.93%로 TW 처리구 38.46%와 유사한 결과를 나타내었으나 다른 처리구들은 41.96-78.30%로 TW 처리구에 비해 높은 감소 결과를 나타내었다. 100 ppm 농도 처리구들의 감소율은 50.
Prothiofos 결과 NaClO-100 처리구의 감소율은 48.09%이며 LAlEW-100과 SAcEW100 처리구는 각각 65.86과 74.06%로 잔류농약 제거효과는 SAcEW>LAlEW>NaClO 순서로 나타났다.
1). TW 처리구의 경우 세척 10분 후 5.97 log cfu/g 수준이었으나 세척수 처리구의 경우 세척 3분 경과 2.34-4.88 log cfu/g으로 TW보다 효과가 높음을 알 수 있었다. NaClO 처리구의 총균수는 4.
01 log cfu/g 감소한 것으로 나타났다. 결과적으로 세척수 처리구가 TW 처리구보다 효과가 높았으며 세척수 가운데서도 SAcEW 처리구가 가장 높게 나타났다. 이는 높은 산화 환원전위(ORP)로 인한 세포막의 손상으로 HOCl이 쉽게 침투하여 산화작용으로 미생물 제어를 할 수 있기 때문이다(14).
비타민 C함량은 세척수에 따른 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 전기분해수는 품질에 영향을 주지 않으면서 미생물 제어와 잔류농약 제거에 효과가 있는 것으로 나타났다.
특히, SAcEW-100 처리구의 경우 세척 5분 경과 후 대장균군이 모두 제어된 것으로 나타났다. 농도별 미생물 제어효과는 세척수의 농도가 높을수록 높은 것으로 나타났다. 총균수의 경우 10분 경과 후, 세척수의 종류에 관계없이 농도 50 ppm의 경우 1.
05). 대장균군의 경우 모든 처리구에서는 10분 처리동안 유의적인 감소를 나타내었으며 TW 처리구와 NaClO 처리구를 제외하고 10분 경과 후 모두 제어되었다. Suzuki 등(17)은 양상추의 경우, 미생물 제어를 위해 약산성수에 10분 동안 침지하면 충분하다고 보고하였으며 Soli 등(18)은 5분간 침지하면 충분하다고 보고하였다.
대조구는 TW로 세척하였으며, 상업적으로 많이 사용되고 있는 NaOCl 용액으로 세척하여 비교하였다. 배추의 초기 총균수와 대장균군수는 각각 6.64, 3.56 log cfu/g 수준이었으며 침지 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 10분 경과 후, TW 처리구는 5.
Lin 등(19) 은 엽채류와 오이를 유효 염소농도가 50 ppm인 강산성수에 15분 이상 침지하였더니 화학적 장애가 발생하였다고 보고하였다. 본 연구의 결과 미생물 제어를 위해 전해수 세척시 10분 동안 침지할 경우 효과적일 것으로 판단된다.
2). 세척 10분 경과 후 NaClO 처리구는 0-2.33 log cfu/g으로 감소하였으며 LAlEW-50, 100과 SAcEW-50, 100 처리구는 대장균군이 검출되지 않았다. 특히, SAcEW-100 처리구의 경우 세척 5분 경과 후 대장균군이 모두 제어된 것으로 나타났다.
00 ppm수준이었다(Table 3). 세척 동안 농도가 감소하는 경향을 보였으며 특히 SAcEW-50, 100 처리구의 차아염소산 농도가 초기에 비해10% 수준 감소하여 가장 높은 감소를 나타냈다. 전해수는 소량의 식염을 TW에 첨가, 전기분해 하는 것으로 얻어지는데, 희석된 NaCl은 전해수 장치 내부의 양극과 음극을 통과하여 전기 분해를 통해 살균 유효 성분인 차아염소산을 생성한다.
세척 처리 후 chlorpyrifos 제거효과는 NaClO-50 처리구를 제외한 모든 처리구는 TW 처리구에 비해 유의적으로 높은 감소 효과를 나타내었다(p<0.05).
이는 높은 산화 환원전위(ORP)로 인한 세포막의 손상으로 HOCl이 쉽게 침투하여 산화작용으로 미생물 제어를 할 수 있기 때문이다(14). 세척수의 종류에 관계없이 농도가 높을수록 미생물 제어효과가 높았다. 시간에 경과에 따른 미생물 제어효과는 총균의 경우 NaClO, SAcEW, LAlEW-50 처리구는 3분 경과 후 급격히 감소하였으며, 그 이후 비슷한 수준을 유지하였으며 SAcEW-100 처리구는 10분 처리시까지 유의적인 감소를 나타내었다(p<0.
세척에 의한 미생물 제어 결과, 초기 총균수는 6.64 log cfu/g 수준이었으며 세척 동안 감소하는 경향을 나타내었다(Fig. 1). TW 처리구의 경우 세척 10분 후 5.
시간에 경과에 따른 미생물 제어효과는 총균의 경우 NaClO, SAcEW, LAlEW-50 처리구는 3분 경과 후 급격히 감소하였으며, 그 이후 비슷한 수준을 유지하였으며 SAcEW-100 처리구는 10분 처리시까지 유의적인 감소를 나타내었다(p<0.05).
농도별 미생물 제어효과는 세척수의 농도가 높을수록 높은 것으로 나타났다. 총균수의 경우 10분 경과 후, 세척수의 종류에 관계없이 농도 50 ppm의 경우 1.97-3.10 log cfu/g 감소하였으며 100 ppm의 경우 2.63-5.01 log cfu/g 감소한 것으로 나타났다. 결과적으로 세척수 처리구가 TW 처리구보다 효과가 높았으며 세척수 가운데서도 SAcEW 처리구가 가장 높게 나타났다.
5 ppm이다. 침지 처리구 잔류농약의 농도는 1.13, 1.91과 0.67 ppm이며 TW처리한 결과 0.77, 1.25 및 0.41 ppm 수준으로 32.28-38.46% 감소결과를 나타내었다(Table 4). Jegal 등의 연구(25) 결과 배추를 TW에 세척한 결과 유기인계 농약의 제거율은 19.
67 log cfu/g 수준으로 감소하였다. 특히 SAcEW-100처리구는 1.63 log cfu/g 수준으로 초기에 비해 5 log scale 이상 감소하여 가장 높은 효과를 나타내었다. 대장균군수는 초기에 3.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
배추의 생산성과 품질의 향상을 위한 방법으로 왜 농약을 방제하는가?
봄배추는 김해, 해남 등지에서, 여름 배추는 강원도에서, 김장(가을)배추는 당진, 화성, 양주, 서산, 청원 등에서 주로 생산된다(3). 배추는 주로 고랭지 지역에서 대규모의 재배가 이루어지고 있기 때문에 서늘한 기후와 비료의 과잉으로 인하여 작물이 연약하게 자라 진딧물 및 배추 흰나비 등의 병해충에 의한 피해가 심각하다. 이 때문에 농산물의 생산성과 품질의 향상을 위해 농약을 방제하고 있으며(4), 강원도 고랭지배추 경작지의 경우, 농민들이 병해충의 방제를 위하여 농약에 의존하며 농약안전사용기준 미준수와 같은 농약의 오·남용이 심각한 것으로 보고하였다(5).
배추를 섭취함에 있어 안전성에 문제가 생길 수 있는 이유는?
신선 농산물에 여러 경로로 오염된 미생물은 세척 시 제거되지 않고 물에 닿기 어려운 틈새 및 표면의 상처 등에서 살아남아 높은 농도로 생육할 수 있으며, 특히 비가열조리 신선 농산물은 가열 단계가 없이 섭취되기 때문에 여러 병원성 미생물에 의한 높은 식중독의 위험성을 가지고 있다(7). 김치나 절인 배추의 주재료로 이용되고 있는 배추는 가열 처리 없이 생으로 섭취를 하기 때문에 미생물이나 농약 등의 안전성에 문제가 생길 수 있다. 과일이나 채소의 미생물수를 줄이기 위해 다양한 종류의 살균제를 사용하고 있으며, 이중 염소 용액을 대표적인 살균소독제로 사용하고 있다.
농약의 장점은 무엇인가?
38%이었다. 농약은 현대농업에 있어서 필수적인 농업자재로 농산물의 생산성 제고, 품질향상 및 풍요로운 먹거리 공급뿐만 아니라 노동력과 농업생산비를 절감시켜는 장점이 있다. 지구상의 농약이 없을 경우 전체의 30-80%의 농산물 생산만이 가능하게 될 것으로 보고되었다(20).
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