[논문]콜드 플라즈마 처리를 이용한 분유와 양파분말 살균

오영지; 이한나; 김정은; 이석훈; 조형용; 민세철

doi:10.9721/kjfst.2015.47.4.486

콜드 플라즈마 처리를 이용한 분유와 양파분말 살균
Cold Plasma Treatment Application to Improve Microbiological Safety of Infant Milk Powder and Onion Powder 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.47 no.4, 2015년, pp.486 - 491

오영지 (서울여자대학교 식품공학과) , 이한나 (서울여자대학교 식품공학과) , 김정은 (서울여자대학교 식품공학과) , 이석훈 ((주)바이오벤) , 조형용 (차의과대학교 식품생명공학과) , 민세철 (서울여자대학교 식품공학과)

초록
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분유 분말의 C. sakazakii와 양파 분말의 B. cereus의 포자를 저해하는데 있어 가장 효과적인 플라즈마 형성 가스는 각각 He-$O_2$와 He이었다. 분유 분말에 대한 콜드 플라즈마 처리시간이 길어질수록 그리고 형성 전력이 높아질수록 C. sakazakii의 저해도가 커졌으며, 900W, 40분 처리시 가장 큰 저해율을 나타내었다. 양파 분말에 접종된 B. cereus 포자는 콜드 플라즈마 단독 처리와 마이크로파와 병합된 콜드 플라즈마 처리에 대하여 강한 저항력을 가지고 있었으나 열처리($90^{\circ}C$, 1분)를 두 형태의 플라즈마 처리에 선병합시켰을 때 약 90%가 저해되었다. 병합 처리한 결과, 각각의 방법을 단독으로 처리한 것보다 병합 처리시 B. cereus 포자의 저해율(약 1.0 log spores/g)이 높아졌다. 본 연구는 분체 식품에 존재하는 식중독 균의 효율적인 살균 방법을 제시하였고, 분체 식품의 새로운 살균 공정으로서의 콜드 플라즈마의 적용 가능성을 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The potential of applying cold plasma (CP) treatments to improve microbiological safety of powdered products has been investigated using infant milk powder (IMP) and onion powder (OP). Among the different kinds of CP-forming gases, He-$O_2$ (99.8:0.2) gas mixture and He gas were most effective in reducing the number of Cronobacter sakazakii in IMP and Bacillus cereus spores in OP, respectively. C. sakazakii counts in IMP decreased by $0.9{\pm}0.1{\log}\;CFU/g$ after CP treatment, and the extent of C. sakazakii inhibition increased in a time-dependent manner. CP treatment at 900 W for 20 min reduced the number of B. cereus spores by ~0.4 log spores/g. Treatments that integrated CP with microwave (MW-CP treatment) as well as those that integrated CP with heat and microwave (H-MW-CP treatment) resulted in a 90% reduction in the number of spores in OP. Thus, CP treatments demonstrated potential for decontaminating foodborne pathogens from powdered products, in combination with heat for improved effect.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 양파분말과 조제분유를 모델 식품으로 사용하여 C. sakazakii와 B. cereus 내생 포자를 저해 대상 미생물로 선정하여 분체 살균 기술로서의 콜드 플라즈마 적용 가능성에 대하여 알아보았다. 따라서, 본 연구의 목적은 콜드 플라즈마 처리 공정 요인인 플라즈마 형성 가스와 전력 그리고 처리 시간에 따라 분체 식품에 접종된 C.

제안 방법

cereus 내생 포자를 저해 대상 미생물로 선정하여 분체 살균 기술로서의 콜드 플라즈마 적용 가능성에 대하여 알아보았다. 따라서, 본 연구의 목적은 콜드 플라즈마 처리 공정 요인인 플라즈마 형성 가스와 전력 그리고 처리 시간에 따라 분체 식품에 접종된 C. sakazakii와 B. cereus 포자 저해에 대한 영향을 연구하고, 열과 마이크로파를 콜드 플라즈마 처리와 병합하였을 때 양파분말에 접종된 B. cereus의 포자 저해에 대한 효과를 확인하는 것이었다.

대상 데이터

본 실험의 재료는 두 종류의 분말형태의 제품으로 양파분말(Tae Kyung Nong San Co., Ltd, Seoul, Korea)과 시중 마트에서 구입한 조제 분유(Soo S level 2, Namyang Dairy Products Co., Ltd., Cheonan, Korea)를 사용하였다. 양파분말 시료는 양파를 탈피한 후 300 ppm 농도의 차아염소산나트륨(NaClO) 살균액으로 4-5분간 처리하고, 63±2°C에서 8시간 동안 열풍 건조 후(Fisher isotemp vacuum oven model 281, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, USA) 분말화하여 준비하였다.
본 연구에 사용된 균주는 분유분말의 경우, C. sakazakii (ATCC 29544)를 이용하였고 양파분말의 경우 B. cereus (ATCC 10876, ATCC 13061, W-1)를 이용하였다. 균주의 배양배지로서 tryptic soy agar (TSA, Difco)와 tryptic soy broth (TSB, Difco)를 사용 하였고, 모든 균주는 37°C에서 24시간 동안 배양 후, 2-3회 계대 후 활성화시켜 사용하였다.

데이터처리

모든 실험은 3 회 반복 측정하였으며, SAS 프로그램(SAS version 9.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 각 표본 평균간의 차이를 검증하기 위해 분산분석법(ANOVA, Analysis of variance)을 적용하였고, 유의차가 있는 경우, 사후검정방법으로서 던컨(Duncan)의 다중범위검정(Duncan’s Multiple Range Test)을 적용하였다.

이론/모형

처리된 시료에 대한 저해효과를 보기 위해 연속희석법에 의한 도말 평판 배양법(spread plate method)을 이용한 생균수 측정이 이루어졌다. 시료는 멸균백(19×30 cm, Nasco Whirl-Pak^®)에 넣어 0.

성능/효과

0 log spores/g 저해시켰다. 마이크로파와의 병합처리는 B. cereus 포자를 저해시키는데 효과적이지 못하였으나 콜드 플라즈마 처리 전열처리는 포자를 저해 시키는데 효과적임을 알 수 있었다. 이전 연구(18)에서도 90°C, 30분 열처리와 병합된 N 2 -플라즈마 처리가 고춧가루에 접종된 B.
본 연구에서 행해진 콜드 플라즈마 처리는 분유에 감염되어 있는 C. sakazakii의 저감화 방법으로서의 가능성을 보여주었다. 저감화 효과는 다른 살균 공정과의 병합처리 방법를 통해 향상될 수 있을 것으로 기대되며 향후, 이와 관련된 연구가 저해 대상 미생물의 생리적 작용 기작과 함께 이루어져야 할 것이다.

후속연구

7 log spores/g) 시켰음이 보고된 바 있다. 최소 열처리와 콜드 플라즈마를 병합시키는 처리의 계속적인 연구를 통해 새로운 분체 살균 기술을 개발할 수 있을 것으로 사료되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	분말식품에서 미생물 오염이 발생하는 경로는?	특히, 분말형태의 양파는 주로 향신료로 사용되며, 빵이나 면류의 요리에서 항산화능의 기능성을 향상시키는 재료로서 첨가되기도 한다(2,3). 분말식품에서의 미생물 오염은 가공, 운반 등의 유통과정 경로에서 발생하는 것으로서, 양파분말의 경우 대장균(Escherichia coli), Bacillus의 세균류나 누룩곰팡이속(Aspergillus)의 곰팡이 등이 주 오염 미생물로 대두되어 왔고 이러한 미생물에 의한 오염 억제 방안에 관련된 연구가 진행되어 오고 있다(4,5).
	분유 분말제품에서 주로 영유아 식중독 사고를 일으키는 원인균인 C. sakazakii에 감염되면 나타나는 결과는?	C. sakazakii는 면역체계가 미숙한 신생아나 영유아에게 감염을 일으켜 뇌수막염, 패혈증 등을 일으킬 수 있으며 50-80%의 높은 치사율을 보인다(7).
	양파분말의 주 오염 미생물의 종류는?	특히, 분말형태의 양파는 주로 향신료로 사용되며, 빵이나 면류의 요리에서 항산화능의 기능성을 향상시키는 재료로서 첨가되기도 한다(2,3). 분말식품에서의 미생물 오염은 가공, 운반 등의 유통과정 경로에서 발생하는 것으로서, 양파분말의 경우 대장균(Escherichia coli), Bacillus의 세균류나 누룩곰팡이속(Aspergillus)의 곰팡이 등이 주 오염 미생물로 대두되어 왔고 이러한 미생물에 의한 오염 억제 방안에 관련된 연구가 진행되어 오고 있다(4,5).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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