메추리알 장조림에서 녹차 Epigallocatechin gallate (EGCG)의 Salmonella Enteritidis에 대한 저장 온도에 따른 항미생물 활성 Antimicrobial activity of epigallocatechin gallate from green tea (Camellia sinensis) on pathogenic Salmonella Enteritidis in braised quail eggs원문보기
천연 녹차추출물인 epigallocatechin gallate (EGCG)의 메추리알 장조림에서 천연식품첨가제로서의 적용 가능성을 탐색하고자 S. Enteritidis에 대한 항미생물 활성을 냉장온도($4^{\circ}C$)와 일반실내온도($25^{\circ}C$)에서 평가하였다. 순수배양액에서의 실험결과 첨가된 EGCG의 농도($200-800{\mu}g/mL$)에 따라 $4^{\circ}C$에서 5일에서 16일 사이에서 그리고 $25^{\circ}C$에서 1일부터 6일 사이에서 S. Enteritidis균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 관찰되었다. 이와 대조적으로 간장소스에서의 실험에서는 $25^{\circ}C$에서 첨가된 EGCG의 농도와 관계없이 S. Enteritidis균이 억제되지 않았으며, $4^{\circ}C$에서는 $400{\mu}g/mL$ 이상의 농도일 때 16일에 S. Enteritidis균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 관찰되었다. 메추리알 장조림의 경우, $25^{\circ}C$에서 간장소스의 결과와 동일하게 어떠한 EGCG의 항미생물 활성이 나타나지 않았지만, $4^{\circ}C$에서 $400{\mu}g/mL$의 EGCG 농도 첨가 시 16일에 S. Enteritidis 균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 확인되었다. 따라서, 메추리알 장조림 완제품에서 EGCG는 $4^{\circ}C$ 이하의 저온유통체계(cold chain system)하에서 S. Enteritidis과 같은 식중독세균을 제어할 수 있는 적합한 천연 식품첨가제로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
천연 녹차추출물인 epigallocatechin gallate (EGCG)의 메추리알 장조림에서 천연식품첨가제로서의 적용 가능성을 탐색하고자 S. Enteritidis에 대한 항미생물 활성을 냉장온도($4^{\circ}C$)와 일반실내온도($25^{\circ}C$)에서 평가하였다. 순수배양액에서의 실험결과 첨가된 EGCG의 농도($200-800{\mu}g/mL$)에 따라 $4^{\circ}C$에서 5일에서 16일 사이에서 그리고 $25^{\circ}C$에서 1일부터 6일 사이에서 S. Enteritidis균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 관찰되었다. 이와 대조적으로 간장소스에서의 실험에서는 $25^{\circ}C$에서 첨가된 EGCG의 농도와 관계없이 S. Enteritidis균이 억제되지 않았으며, $4^{\circ}C$에서는 $400{\mu}g/mL$ 이상의 농도일 때 16일에 S. Enteritidis균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 관찰되었다. 메추리알 장조림의 경우, $25^{\circ}C$에서 간장소스의 결과와 동일하게 어떠한 EGCG의 항미생물 활성이 나타나지 않았지만, $4^{\circ}C$에서 $400{\mu}g/mL$의 EGCG 농도 첨가 시 16일에 S. Enteritidis 균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 확인되었다. 따라서, 메추리알 장조림 완제품에서 EGCG는 $4^{\circ}C$ 이하의 저온유통체계(cold chain system)하에서 S. Enteritidis과 같은 식중독세균을 제어할 수 있는 적합한 천연 식품첨가제로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
The inhibitory effect of epigallocatechin gallate (EGCG), one of the antioxidants in green tea (Camellia sinensis), against Salmonella Enteritidis was evaluated in commercial braised quail eggs at two temperatures (4 and $25^{\circ}C$). Although S. Enteritidis was dose-dependently suppres...
The inhibitory effect of epigallocatechin gallate (EGCG), one of the antioxidants in green tea (Camellia sinensis), against Salmonella Enteritidis was evaluated in commercial braised quail eggs at two temperatures (4 and $25^{\circ}C$). Although S. Enteritidis was dose-dependently suppressed by EGCG in pure culture at $25^{\circ}C$, it was not inhibited in the sauce or eggs at this temperature. At low temperature ($4^{\circ}C$), S. Enteritidis was inhibited in both the sauce and eggs by $400{\mu}g/mL$ EGCG. Thus, EGCG at an appropriate concentration could be a useful food additive for inhibiting S. Enteritidis in braised quail eggs at low temperatures.
The inhibitory effect of epigallocatechin gallate (EGCG), one of the antioxidants in green tea (Camellia sinensis), against Salmonella Enteritidis was evaluated in commercial braised quail eggs at two temperatures (4 and $25^{\circ}C$). Although S. Enteritidis was dose-dependently suppressed by EGCG in pure culture at $25^{\circ}C$, it was not inhibited in the sauce or eggs at this temperature. At low temperature ($4^{\circ}C$), S. Enteritidis was inhibited in both the sauce and eggs by $400{\mu}g/mL$ EGCG. Thus, EGCG at an appropriate concentration could be a useful food additive for inhibiting S. Enteritidis in braised quail eggs at low temperatures.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는, Salmonella Enteritidis의 인위접종실험을 통해 저장 온도에 따른 순수배양액, 간장소스, 메추리알 장조림 완제품에 대한 다양한 EGCG의 농도에 따른 S. Enteritidis 항미생물 활성을 평가하여, 식품첨가제로서의 EGCG의 활용 가능성을 분석하였다.
제안 방법
25℃ 저장의 경우, 본 실험에서 EGCG 농도를 800 µg/mL까지 설정하였는데 이는 EGCG가 강력한 항산화물질로서 식품에 첨가되면 식품의 갈변화를 유도하기에 식품 기호도 등을 고려하여 EGCG의 첨가량이 최대 800 µg/mL가 되게 설정하여 실험을 하였다(10).
EGCG의 첨가용량은 선행연구에 근거하여 결정하였으며(10), 세균수 측정 기간은 예비실험에서 얻어진 결과를 근거로 설정하였다(data not shown). 4℃ 저장기간 동안 1, 2, 4, 8, 12, 16일 경과할 때마다 균수를 측정하였으며, 25℃에서는 1, 2, 3, 4, 5, 6일 경과할 때 마다 측정하였다. 균수는 먼저 균액을 10진 희석법으로 희석하고, 각 희석액을 xylose lysine deoxycholate agar, Oxoid에 평판도말하여 37℃에서 24시간 배양한 후 콜로니를 측정하는 방식으로 측정하였다.
다양한 농도의 EGCG (0, 200, 400, 600, 800 µg/mL)가 함유된 TSB 1 mL을 각각의 세균 pellet만 남은 시험관에 첨가한 후 voltexing하여 4℃에서 16일, 그리고 25℃에서 6일간 저장하며 세균수를 측정하였다. EGCG의 첨가용량은 선행연구에 근거하여 결정하였으며(10), 세균수 측정 기간은 예비실험에서 얻어진 결과를 근거로 설정하였다(data not shown). 4℃ 저장기간 동안 1, 2, 4, 8, 12, 16일 경과할 때마다 균수를 측정하였으며, 25℃에서는 1, 2, 3, 4, 5, 6일 경과할 때 마다 측정하였다.
S. Enteritidis를 시료에 접종하기 전에 미국 환경보호청(US Environmental Protection Agency)의 자외선 조사(UV irradiation) 방법에 따라, 시료에 자외선(Ultraviolet-C)을 조사하여 정상적으로 존재할 수 있는 세균총(background flora)을 사멸한 후 실험을 진행하였다(12). 요약하면, 무균실험대(BF-150BSC, Biofree, Seoul, Korea) 기기 내부에 시료를 위치시킨 후 세균의 홀씨까지 99.
4℃ 저장기간 동안 1, 2, 4, 8, 12, 16일 경과할 때마다 균수를 측정하였으며, 25℃에서는 1, 2, 3, 4, 5, 6일 경과할 때 마다 측정하였다. 균수는 먼저 균액을 10진 희석법으로 희석하고, 각 희석액을 xylose lysine deoxycholate agar, Oxoid에 평판도말하여 37℃에서 24시간 배양한 후 콜로니를 측정하는 방식으로 측정하였다. 콜로니의 개수는 각각 3반복 실험하여 평균값으로 결정하였고 검출한계는 1 log CFU/ mL로 설정하였다.
본 실험에서 사용된 메추리알 장조림에 첨가되는, 간장소스를 다양한 농도의 EGCG (0, 200, 400, 600, 800 µg/mL)가 함유된 간장 소스 1 mL에 Salmonella Enteritidis를 3 log CFU/mL 수준으로 인위접종 하였다. 균수의 측정은 순수배양액에서의 방법과 동일한 방법으로 4℃에서 16일, 25℃에서 6일간 저장하면서 균수를 측정하였다.
콜로니의 개수는 각각 3반복 실험하여 평균값으로 결정하였고 검출한계는 1 log CFU/ mL로 설정하였다. 그리고 분리된 콜로니가 Salmonella Enteritidis 임을 확인하기 위하여 real-time PCR과 VITEK2으로 재검정 하였다.
다양한 농도의 EGCG (0, 200, 400, 600, 800 µg/mL)가 함유된 TSB 1 mL을 각각의 세균 pellet만 남은 시험관에 첨가한 후 voltexing하여 4℃에서 16일, 그리고 25℃에서 6일간 저장하며 세균수를 측정하였다.
본 실험에서 사용된 메추리알 장조림에 첨가되는, 간장소스를 다양한 농도의 EGCG (0, 200, 400, 600, 800 µg/mL)가 함유된 간장 소스 1 mL에 Salmonella Enteritidis를 3 log CFU/mL 수준으로 인위접종 하였다.
순수배양액 상에서 나타난 효능과의 동등성을 평가하기 위해 메추리알 장조림에 사용되는 간장 소스에서 S. Enteritidis에 대한 25℃에서 EGCG 의 항미생물 활성을 평가하였는데(Fig. 2(b)), 간장소스에서의 EGCG의 항균활성효능 양상은 순수배양액에서의 결과와 전혀 다르게 나타났다.
순수배양액과 간장소스에서의 가장 좋은 항미생물 활성을 보인 농도를 근거로 하여 EGCG의 항미생물 활성 검증이 진행되었다. S.
실제 식품시료에서의 적합한 EGCG 농도를 파악하기 위해, 순수배양액에서의 EGCG의 농도에 따른 S. Enteritidis의 항미생물 활성 효능을 4℃에서 평가하여 Fig. 1(a)에 나타내었다. 4℃에서 대조군(0 µg/mL)은 16일간 3 log CFU/mL 정도의 오염 수준을 지속적으로 나타낸 반면, EGCG의 농도가 400 µg/mL과 600 µg/mL 일때는 6일 그리고 800 µg/mL일때는 5일이 경과하였을 때 S.
요약하면, 무균실험대(BF-150BSC, Biofree, Seoul, Korea) 기기 내부에 시료를 위치시킨 후 세균의 홀씨까지 99.99% 사멸시킬 수 있는 UV dose/자외선 선량(10 mJ/cm2)을 조사한 후 세균총의 사멸 여부를 확인하기 위하여 3M™ Petrifilm™ aerobic count plate (3M Corporation, St. Paul, MN, USA)에 배양하였다 (13).
위의 4ºC 실험결과에서 EGCG 농도가 400 µg/mL 이상일 때 S. Enteritidis에 대한 항미생물 활성이 나타났으므로 메추리알 장조림 완제품에서는 400 µg/mL의 EGCG를 첨가하여 4℃에서 S. Enteritidis에 대한 항미생물 활성을 관찰하였다(Fig.
천연 녹차추출물인 epigallocatechin gallate (EGCG)의 메추리알장조림에서 천연식품첨가제로서의 적용 가능성을 탐색하고자 S. Enteritidis에 대한 항미생물 활성을 냉장온도(4℃)와 일반실내온도(25℃)에서 평가하였다. 순수배양액에서의 실험결과 첨가된 EGCG의 농도(200-800 µg/mL)에 따라 4℃에서 5일에서 16일 사이에서 그리고 25℃에서 1일부터 6일 사이에서 S.
녹차추출물은 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 구입하여 다양한 농도로 희석하여 항미생물 활성 분석에 사용하였다.
본 실험에 사용된 병원성 대장균 S. Enteritidis는 미국식품의약청(US FDA, College Park, MD, USA)에서 제공받았다. 해당 균주는 −70℃에서 보관하였으며 사용 전에 nutrient agar (Oxoid, Hampshire, UK)에 획선도말(streaking)하여 37℃에서 24시간 동안 배양하였다.
본 실험에서 사용된 메추리알 장조림은 (주)조인(Yongin, Korea) 에서 제공받았다. 해당 시료 총 무게는 340±10 g이고 pH는 6.
데이터처리
각각의 시료 그룹들 간의 유의적인 차이는 일원배치 분산분석(one way ANOVA)과 티검정(t-test)을 이용하여 분석하였으며, 각 시료간의 유의적인 차이는 p<0.05 수준에서 던컨시험(Duncan’s multiple range test)을 이용하여 시료간의 유의적인 차이를 검정하였다.
모든 실험은 통계 프로그램(GraphPad Prism® 5.0, Graphpad Software, San Diego, CA, USA)을 이용하여 분석하였다.
균수는 먼저 균액을 10진 희석법으로 희석하고, 각 희석액을 xylose lysine deoxycholate agar, Oxoid에 평판도말하여 37℃에서 24시간 배양한 후 콜로니를 측정하는 방식으로 측정하였다. 콜로니의 개수는 각각 3반복 실험하여 평균값으로 결정하였고 검출한계는 1 log CFU/ mL로 설정하였다. 그리고 분리된 콜로니가 Salmonella Enteritidis 임을 확인하기 위하여 real-time PCR과 VITEK2으로 재검정 하였다.
이론/모형
항미생물 활성 실험은 Kim 등(2004)의 방법에 따라 진행하였다(14). TSB에서 배양한 S.
성능/효과
Enteritidis에 대한 25℃에서 EGCG 의 항미생물 활성을 평가하였는데(Fig. 2(b)), 간장소스에서의 EGCG의 항균활성효능 양상은 순수배양액에서의 결과와 전혀 다르게 나타났다. 25℃ 저장 시 200 µg/mL에서 800µg/mL까지의 EGCG의 첨가 농도에 관계없이 S.
25℃에서 EGCG 첨가량이 0 µg/mL인 대조군은 2일이 경과하였을 때 S. Enteritidis이 9 log CFU/mL 이상으로 증식한 반면, 첨가된 EGCG의 농도가 200µg/mL일 때는 6일, 400 µg/mL일 때는 5일, 600 µg/mL과 800 µg/ mL일 때는 2일이 경과하였을 때 S. Enteritidis의 오염수준이 검출 한계인 1 log CFU/mL 이하로 감소하였다.
typhimurium에 대하여 투여량에 비례한 살균효과를 보여주었다 (16). 4℃ 저장 간장소스에서 EGCG의 항미생물 활성 효능이 저하되었으나, 저장 12일 경과 이후부터 S. Enteritidis 균이 검출한계 이하로 억제되는 결과를 보여주었다. 이것은 저온에서 세균발육이 억제된다는 요소가 EGCG의 항미생믈 활성 효과와 함께 S.
4℃ 저장에서의 실험결과를 종합해 볼 때, 천연 녹차추출물인 EGCG는 순수배양액에서는 냉장온도보다 상온에서 높은 항미생물 활성을 보이지만(Fig. 1(a) and 2(a)), 저온 상태에서의 균 성장 지연효과와 함께 허들효과(hurdle effect)로 작용하여 메추리알 장조림 완제품에서는 S.
4℃에서 대조군(0 µg/mL)은 16일간 3 log CFU/mL 정도의 오염 수준을 지속적으로 나타낸 반면, EGCG의 농도가 400 µg/mL과 600 µg/mL 일때는 6일 그리고 800 µg/mL일때는 5일이 경과하였을 때 S. Enteritidis의 오염수준이 검출 한계인 1 log CFU/mL 이하로 감소함이 관찰되었다.
간장소스에서의 EGCG의 항미생물 활성의 양상은 순수배양액에서의 결과와 조금 다른 경향을 보여주었는데 먼저 4℃에서 대조군(0 µg/mL)은 순수배양액에서의 실험결과와 마찬가지로 16일간 3 log CFU/mL 정도의 오염 수준을 지속적으로 나타내었다 EGCG 첨가군에서 200 µg/mL 농도일 때는 대조군과 거의 차이가 없는 결과를 보여주었으며, 400, 600 및 800 µg/mL의 농도에서는 저장 16일 경과 시에 S. Enteritidis의 오염수준이 검출 한계 이하로 감소함이 관찰되었다.
또한 본 실험의 결과는 Kim 등 (2004)에서 연구보고와 유사하였다(14). 녹차, 자스민차, 홍차, 둥글레차, 우롱차의 수용성 추출물을 첨가하여 식품매개성 병원체인 Escherichia coli O157:H7, S. Enteritidis, L. monocytogenes 그리고 Staphylococcus aureus에 대한 항미생물 활성을 평가하였는데, 온도와 식품(ground beef)사이에서 효과가 유의적으로 차이 를 보였다. 예를 들면, 4가지 미생물의 혼합 배양액을 6 log CFU/ mL 수준으로 BHI 배지에 첨가한 후 35℃에서 5일간 배양하였다.
예를 들면, 4가지 미생물의 혼합 배양액을 6 log CFU/ mL 수준으로 BHI 배지에 첨가한 후 35℃에서 5일간 배양하였다. 녹차, 자스민차, 홍차는 S. aureus를 1일에서 5일까지 거의 5.0 log CFU/mL 억제하였으며, 녹차와 자스민차는 5일에 L. monocytogenes도 거의 3.0 log CFU/mL 억제하였다. 하지만 실제 식품인 다진 쇠고기(ground beef) 에서 L.
Enteritidis는 1일부터 9 log CFU/mL 수준으로 증식하였다. 다시 말해서, 간장소스에서는 EGCG에 의해 S. Enteritidis가 억제되지 않는 것으로 확인되었다.
순수배양액에서의 실험결과 첨가된 EGCG의 농도(200-800 µg/mL)에 따라 4℃에서 5일에서 16일 사이에서 그리고 25℃에서 1일부터 6일 사이에서 S. Enteritidis균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 관찰되었다.
1(c)). 실험결과 4℃저장 시 간장소스에서의 결과와 마찬가지로 저장 16일이 경과하였을 때 S. Enteritidis이 검출한계 이하로 감소하였다.
일반적으로 EGCG와 같이 세포막을 억제하는 항균물질은 세균의 생육이 활발할수록 저해 효과가 높다(19). 하지만 본 연구의 결과는 순수배양액에서는 생육이 활발한 25℃에서 항균활성 효능이 강하게 나타났으나 식품에서의 항균활성효능은 오히려 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 2). 이는 간장 소스에 존재하는 성분 또는 간장 소스로 인해 발생한 이화학적 변화가 첨가된 EGCG 의 항미생물 활성 효능을 저해하기 때문으로 생각된다(11).
후속연구
따라서 본 실험의 결과에서도 동일하게 저장온도에 따른 녹차추출물인 EGCG의 항미생물 효과의 차이는 기본적으로 간장이 함유한 성분과 염농도, 마늘, 고추 등의 food matrix에 의한 영향으로 사료되지만, 여기에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
Enteritidis 균이 검출한계 이하로 억제되는 것이 확인되었다. 따라서, 메추리알 장조림 완제품에서 EGCG는 4℃ 이하의 저온 유통체계(cold chain system)하에서 S. Enteritidis과 같은 식중독세균을 제어할 수 있는 적합한 천연 식품첨가제로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Enteritidis를 효과적으로 억제하는 것으로 생각된다. 따라서, 메추리알 장조림 제조시의 EGCG첨가와 저온유통체계(cold chain system)로 유통이 된다면 보다 안전성에 기여할 수 있을 것으로 보이며, 사멸기간의 단축을 위해 알가공품에 대한 다양한 천연항균물질의 단일 및 복합 사용을 통한 추가적인 식중독 세균의 억제 연구가 추가적으로 필요할 것으로 사료된다.
향후의 연구는 녹차추출물 구성성분이 가지는 항균활성에 대한 연구를 통하여 단일 천연 파이토케미컬(phytochemical)의 항균활성을 비교평가하고, 그 메커니즘을 밝히는 방향으로 추진되어야 할 것이다. 또한 E. coli O157:H7, S. Enteritidis, L. monocytogenes 그리고 S. aureus 등의 다른 식품매개성 병원체들에 대한 항미생물 활성 평가에 대해서도 추가적인 연구가 필요하다.
향후의 연구는 녹차추출물 구성성분이 가지는 항균활성에 대한 연구를 통하여 단일 천연 파이토케미컬(phytochemical)의 항균활성을 비교평가하고, 그 메커니즘을 밝히는 방향으로 추진되어야 할 것이다. 또한 E.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
알가공품이 다른 가공식품들보다 유통과정의 안전 관리가 더욱 중요하게 요구되는 이유는 무엇인가?
농림축산식품부에서 발간 되는 주요 통계자료에 의하면, 한국 국민 1인당 계란 소비량은 2013년 245개로 해마다 증가하고 있는 추세를 보이고 있다(2). 특히 알가공품은 고단백질, 고영양원으로, 다른 가공식품들보다 유통과정의 안전 관리가 더욱 중요하게 요구되고 있는데, 이것은 생산으로부터 유통, 판매 등 모든 과정 중 부패와 변질이 되기 쉽기 때문이다(1).
유해 미생물들 중 Salmonella Enteritidis는 인체 감염시 어떤 증상을 유발하는가?
외국에서는, 오래 전부터 알가공품의 병원성 대장균, 살모넬라, 바실루스 세레우스와 같은 유해 미생물들에 의한 식품 중독사고가 보고되어왔다(3). 이 중, Salmonella Enteritidis는 가장 치명적인 식품중독 세균 중 하나로, 인체 감염 시에 심한 복통과 설사, 구토, 오한 등을 유발할 수 있어, 이들의 식품 오염을 차단하거나 증식을 억제하는 것이 매우 중요한 과제이다(4).
외국에서는 오래 전부터 어떤 유해 미생물들에 의한 알가공품 식품 중독사고가 보고 되었는가?
외국에서는, 오래 전부터 알가공품의 병원성 대장균, 살모넬라, 바실루스 세레우스와 같은 유해 미생물들에 의한 식품 중독사고가 보고되어왔다(3). 이 중, Salmonella Enteritidis는 가장 치명적인 식품중독 세균 중 하나로, 인체 감염 시에 심한 복통과 설사, 구토, 오한 등을 유발할 수 있어, 이들의 식품 오염을 차단하거나 증식을 억제하는 것이 매우 중요한 과제이다(4).
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