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문제 정의
- 하지만 우리나라는 방사선 반복조사를 활용한 식품의 미생물 생육에 대하여 연구된 결과는 거의 없는 상태이다. 따라서 본 연구에서는 식중독 세균 중 위험성과 식중독 발생가능성이 높은 E. coli O157:H7과 S. Typhimurium를 이용하여 포장 (진공, 일반) 및 저장 (냉장, 냉동) 방법을 달리한 식품의 저선량 감마선 반복조사가 미생물의 생육변화 대하여 미치는 영향을 조사하였다.
제안 방법
- 감마선 반복 조사가 병원성 미생물의 생육 및 사멸에 미치는 영향을 확인하기 위해 앞서 미생물을 오염시켜 감마선을 조사한 각각의 시료 5g에 45 mL의 0.85%의 생리식염수를 넣고 균질기(Stomacher 80, Seward, U.K)를 이용하여 균질화 하였다. 균질화된 시료는 0.
- 육류는 소고기 (우둔살)와 닭고기 (가슴살), 생선은 광어회를 구입하여 아래와 같이 준비된 미생물 균주를 임의로 오염시켜 방사선 조사에 사용할 시료를 준비하였다. 먼저 tryptic soy broth (Difco) 10 mL에 E. coli O157:H7 및 S. Typhimurium 표준균주를 각각 0.1 mL씩 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양하여 활성화시킨 후 배양된 각 균액을 다시 tryptic soy broth (Difco) 10 mL에 0.1 mL씩 접종하여 동일 조건으로 재배양하였다. 재배양된 균액은 E.
- Typhimurium을 오염시켜 감마선을 조사한 시료는 xylose lysine desoxycholae agar (Difco)에 희석배수 별로 각각 1mL 씩 분주하여 도말한 후 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 배양이 끝난 후 형성된 colony를 계수하여 미생물의 생육 및 사멸 정도를 확인하였다.
- 본 연구에서는 포장방법 (진공, 일반)과 저장온도(4° ,−20℃)를 달리한 육류 (소고기, 닭고기) 및 생선에 대해 저선량 감마선 반복조사를 적용하였을 때 나타나는 병원성 미생물 E. coli O157:H7 및 S. Typhimurium의 사멸효과를 확인하였다.
- 세척이 끝난 침전물은 PBS 용액으로 재부유시켜 균수를 109CFU/mL로 조정한 다음 준비된 각각의 시료 5g에 100 µL씩 분주하여 E. coli O157:H7 및 S. Typhimurium를 임의로 오염시킨 후 진공포장 및 일반포장을 하였다.
- , Ottawa, Ontario, Canada)을 이용하였다. 식품처리 별 방사선 조사 요구선량에 기초하여 감마선 조사는 시간당 10 kGy의 선량율로 단일조사는 0.5, 1, 2, 5 및 10 kGy 의 흡수선량이 되도록 처리하였고, 반복조사는 0.5, 1, 2, 및 5kGy 흡수선량이 되도록 처리하였다. 이때 방사선 처리시간은 1시간, 처리시간 간격은 30분으로 설정하였으며, 반복조사는 2회, 3회로 하였다.
- 5, 1, 2, 및 5kGy 흡수선량이 되도록 처리하였다. 이때 방사선 처리시간은 1시간, 처리시간 간격은 30분으로 설정하였으며, 반복조사는 2회, 3회로 하였다. 조사 후 총 흡수선량은 alanine dosimeter (5 mm, Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 사용하여 확인하였다.
- 이때 방사선 처리시간은 1시간, 처리시간 간격은 30분으로 설정하였으며, 반복조사는 2회, 3회로 하였다. 조사 후 총 흡수선량은 alanine dosimeter (5 mm, Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 사용하여 확인하였다.
- 이때 진공포장은 LLDPE (Linear Low-Density Polyethylene vinyle)를 사용하여 진공포장기(VP-5700, Rollpack, Pyeongtaek, Korea)로 포장하였다. 포장된 시료는 온도를 4℃와 20℃로 구분하여 냉장고 및 냉동고에 보관한 후 방사선 조사에 사용하였다. 대조군은 방사선 조사를 하지 않은 임의오염 시료로 하였다.
대상 데이터
- 포장된 시료는 온도를 4℃와 20℃로 구분하여 냉장고 및 냉동고에 보관한 후 방사선 조사에 사용하였다. 대조군은 방사선 조사를 하지 않은 임의오염 시료로 하였다.
- 방사선 조사는 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 내 Co-60 감마선 조사시설(IR-221, MDS Nordion International Co. Ltd., Ottawa, Ontario, Canada)을 이용하였다. 식품처리 별 방사선 조사 요구선량에 기초하여 감마선 조사는 시간당 10 kGy의 선량율로 단일조사는 0.
- 본 실험을 위해 균주는 E. coli O157:H7 (KCCM 11264) 와 S. Typhimurium (ATTC 43174)을 사용하였고, 증균배지는 tryptic soy broth (Difco, Becton Dickinson and Company, Sparks, MD, USA), 선택배지는 xylose lysine desoxycholae agar (Difco)와 sorbitol MacConkey agar (Difco)를 사용하였다.
- 육류는 소고기 (우둔살)와 닭고기 (가슴살), 생선은 광어회를 구입하여 아래와 같이 준비된 미생물 균주를 임의로 오염시켜 방사선 조사에 사용할 시료를 준비하였다. 먼저 tryptic soy broth (Difco) 10 mL에 E.
데이터처리
- 각 항목에 대해 동일한 실험을 3회 반복 실시하였으며, 얻어진 결과들을 SPSS (Window ver. 12.0.1 SPSS Inc., USA)을 이용하여 각 시료간의 유의성을 검증한 후 p < 0.05수준에서 Duncan의 multiple range test로 사후 검정을 실시하였다.
성능/효과
- 8 log CFU/g 수준으로 확인되었으며, 냉장 상태의 경우와 동일한 조사 선량에서 사멸이 가능한 것으로 확인되었다. S. Typhimurium 은 진공포장의 경우 6.5 log CFU/g의 초기균수가 1kGy 선량 조사 시 단일조사에서는 5.2 log CFU/g, 2회 반복조사에서는 3.1 log CFU/g 수준으로 감소되었고, 3회 반복조사에서는 생육이 확인되지 않았다. 또한 일반포장의 경우도 7.
- S. Typhimurium은 냉동(−20℃)상태의 진공포장 생선 (초기균수: 6.6 log CFU/g)의 경우만 0.5~1 kGy 선량 단일조사에서 3.2~3.5 log CFU/g 수준으로 생육이 확인되었을 뿐 이외의 시료에서는 방사선의 단일 및 반복조사 결과 모두 사멸하는 것으로 확인되었다.
- 5 kGy 선량으로도 모두 사멸시킬 수 있는 것으로 확인되었다. S. Typhimurium은 진공포장의 경우 7.5 log CFU/g 이었던 초기균수가 0.5 kGy 선량 단일조사와 2회 반복 조사 각각 6.6 및 5.4 log CFU/g 수준으로 감소하였으나, 3회 반복 시에는 사멸되는 것으로 확인되었다. 일반포장 (초기균수: 6.
- coli O157:H7가 사멸하는 것으로 확인되었다. S. Typhimurium은 진공포장의 경우 E. coli O157:H7와 마찬가지로 6.8~7.0 log CFU/g 수준으로 존재하던 균이 1kGy 선량 반복조사 시 사멸되는 것으로 확인되었고, 일반포장의 경우 사멸을 위해서는 2kGy 이상 선량의 단일 및 반복조사가 필요한 것으로 확인되었다. 냉동(−20℃)상태의 진공 및 일반포장 닭고기에서 E.
- coli O157:H7을 사멸시키기 위해서는 2kGy 이상의 선량이 필요한 것으로 확인되었다. S. Typhimurium의 경우 사멸시키기 위해서는 E. coli O157:H7 보다 높은 선량이 요구되는 것으로 확인되었다.
- K)를 이용하여 균질화 하였다. 균질화된 시료는 0.85%의 생리식염수를 이용하여 10진 단계희석법으로 102~106배 희석하였다. 단계희석하여 준비된 시료 중 E.
- 냉동(−20℃)상태의 소고기의 경우 E. coli O157:H7는 진공포장 시에는 7.6 log CFU/g 수준이었던 것이 1 kGy 선량을 조사할 경우 단일조사 시에는 5.5 log CFU/g 수준으로 감소하였으나 반복조사 시에는 모두 사멸되는 것으로 확인되었다.
- 냉동(−20℃)상태의 진공 및 일반포장 닭고기에서 E. coli O157:H7 초기균수는 7.7~7.8 log CFU/g 수준으로 확인되었으며, 냉장 상태의 경우와 동일한 조사 선량에서 사멸이 가능한 것으로 확인되었다.
- 1과 같다. 냉장(4℃)상태의 소고기에서 E. coli O157:H7은 진공포장의 경우 초기 균수가 7.3 log CFU/g 수준이었으나 1kGy 선량을 조사할 경우 단일조사 시에는 5.8 log CFU/g 수준으로 감소한 반면, 반복조사 시에는 사멸되는 것으로 확인되었다. 일반포장은 초기균수가 7.
- 또한 냉동시료가 냉장시료보다 높은 조사선량을 요구하였다. 따라서 저선량 감마선 반복조사는 단일조사보다 낮은 선량으로 미생물학적 안전성을 확보할 수 있어 고선량 감마선 조사를 대체할 수 있는 효과적인 방법인 것으로 판단된다.
- 본 연구에서는 조사선량에 대해서는 대체적으로 2~5 kGy 선량으로 조사 시 소고기에 존재하는 병원성 미생물을 사멸시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 반복조사의 경우는 단일조사보다 더 낮은 선량으로도 병원성 미생물을 효과적으로 사멸할 수 있음을 확인하였다. 보관방법에 따른 차이의 경우 냉동육의 경우가 냉장육 보다 높은 선량을 요하는 것으로 나타났다.
- Typhimurium를 제어하는 조사선량의 경우 이들 연구에서 보다 낮은 선량으로도 효과적으로 제어가 가능한 것으로 확인되었다. 또한 소고기와 닭고기와 마찬가지로 반복조사 시 단일조사보다 더 낮은 선량으로도 미생물 사멸이 가능하였다.
- 1 log CFU/g 수준으로 감소되었고, 3회 반복조사에서는 생육이 확인되지 않았다. 또한 일반포장의 경우도 7.4 log CFU/g의 초기균수가 1kGy 선량 조사 시 단일조사에서는 4.6 log CFU/g, 2회 반복조사에서는 2.5 log CFU/g 수준으로 감소된 반면 3회 반복조사에서는 생육이 확인되지 않았다.
- Typhimurium을 사멸 시키는데는 소고기와 마찬가지로 단일조사보다 반복조사에서 더 낮은 방사선 선량이 요구되는 것으로 확인되었다. 또한 저장 상태에 따라서는 냉장육이 냉동육 보다 낮은 선량으로 사멸 시킬 수 있음을 확인하였다.
- 2와 같다. 먼저 냉장(4℃)상태의 진공 및 일반포장 닭고기에서 E. coli O157:H7은 7.7~7.9 log CFU/g 수준의 초기균수가 1kGy 선량 조사 시 단일조사에서는 5.2~6.3 log CFU/g 수준으로 감소한 반면, 반복 조사 시에는 사멸되는 것으로 확인되었다. 특히 0.
- 본 연구에서는 육류 중 소고기와 닭고기의 경우 최소2 kGy 이상의 단일조사와 1kGy 이상의 반복조사 시 미생물을 사멸시킬 수 있었고, 생선의 경우 최소 0.5 kGy 이상의 단일 및 반복조사 시 미생물의 생육이 확인되지 않았다. 또한 냉동시료가 냉장시료보다 높은 조사선량을 요구하였다.
- 0 × 102CFU/g 이었던 냉장 소고기 포장육에 감마선을 3kGy 선량으로 조사한 결과 모두 사멸되었다고 보고하고 있다. 본 연구에서는 조사선량에 대해서는 대체적으로 2~5 kGy 선량으로 조사 시 소고기에 존재하는 병원성 미생물을 사멸시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 반복조사의 경우는 단일조사보다 더 낮은 선량으로도 병원성 미생물을 효과적으로 사멸할 수 있음을 확인하였다.
- Typhimurium의 사멸효과를 확인하였다. 소고기와 닭고기의 경우 E. coli O157:H7은 최소 2 kGy 이상의 단일조사와 0.5 kGy 이상으로 반복조사 시 생육이 확인되지 않았고, S. Typhimurium은 최소 2 kGy 이상의 단일조사와 1 kGy 이상으로 반복조사 시 생육이 확인되지 않았다. 생선의 경우 최소 0.
- Typhimurium의 생육이 확인되지 않았다. 육류보다 생선이 낮은 선량으로 미생물을 사멸시킬 수 있었으며, 전반적으로 포장 방법에 따른 조사선량의 차이는 없었으나 저장온도의 경우 냉장보다 냉동의 경우가 좀 더 높은 조사선량을 요구하는 것으로 확인되었다.
- Typhimurium이 사멸하는 것으로 확인되었다. 이와 비교 시 본 연구에서는 이들 보다 낮은 방사선량으로 미생물을 사멸시킬 수 있는 것으로 나타났다. 전반적으로 방사선 조사로 닭고기에 오염된 E.
- 4 log CFU/g 수준으로 감소하였으나, 3회 반복 시에는 사멸되는 것으로 확인되었다. 일반포장 (초기균수: 6.8 log CFU/g)의 경우 1kGy이상의 선량으로 조사 시 사멸되는 것을 확인하였다. 냉동(−20℃)상태의 소고기의 경우 E.
- 5 log CFU/g 수준으로 감소하였으나 반복조사 시에는 모두 사멸되는 것으로 확인되었다. 일반포장은 초기균수가 7.4 log CFU/g 수준이었던 것이 2kGy 선량 2회 및 0.5 kGy 선량 3회 반복조사시 모두 사멸되는 것으로 확인된 반면, 단일 조사는 E. coli O157:H7을 사멸시키기 위해서는 2kGy 이상의 선량이 필요한 것으로 확인되었다. S.
- 8 log CFU/g 수준으로 감소한 반면, 반복조사 시에는 사멸되는 것으로 확인되었다. 일반포장은 초기균수가 7.5 log CFU/g 으로 단일조사는 1kGy 선량 조사에서 6.0 log CFU/g의 높은 수준으로 검출되었으나, 반복조사는 0.5 kGy 선량으로도 모두 사멸시킬 수 있는 것으로 확인되었다. S.
- 이와 비교 시 본 연구에서는 이들 보다 낮은 방사선량으로 미생물을 사멸시킬 수 있는 것으로 나타났다. 전반적으로 방사선 조사로 닭고기에 오염된 E. coli O157:H7와 S. Typhimurium을 사멸 시키는데는 소고기와 마찬가지로 단일조사보다 반복조사에서 더 낮은 방사선 선량이 요구되는 것으로 확인되었다. 또한 저장 상태에 따라서는 냉장육이 냉동육 보다 낮은 선량으로 사멸 시킬 수 있음을 확인하였다.
- Moini21)등은 Salmonella와 같이 H2S를 생산하는 미생물이 감마선을 조사하지 않은 시료에서는 확인된 반면 1, 3 및 5kGy의 선량으로 조사한 시료에서는 검출되지 않은 것으로 보고하였다. 전반적으로 본 연구에서는 이들 연구와 유사한 경향을 나타낸 반면 E. coli O157:H7와 S. Typhimurium를 제어하는 조사선량의 경우 이들 연구에서 보다 낮은 선량으로도 효과적으로 제어가 가능한 것으로 확인되었다. 또한 소고기와 닭고기와 마찬가지로 반복조사 시 단일조사보다 더 낮은 선량으로도 미생물 사멸이 가능하였다.
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