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문제 정의
- 는 음성이여야 한다고 명시하고 있다. 본 실험을 통해 확인된 신선편의 채소류의 미생물 오염수준은 식품공전의 미생물 규격을 충족시키고 있지만, 본 연구의 목표는 면역력이 저하된 방사선 암치료 환자 또는 백혈병 환자에게 미생물학적으로 안전한 신선편의 채소류를 제공하는 것이기 때문에 멸균처리가 필요하다. 이러한 관점에서 0.
- 본 연구는 면역저하 환자용 신선편의 채소류의 위생화를 위해 당근, 오이고추, 방울토마토, 파프리카를 모델식품으로 선정하여 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리한 후 미생물학적, 이화학적, 관능적 품질 평가를 수행하였다. 당근과 오이고추의 경우 0.
- 엑스선을 이용한 조사 효과와 생채소류 및 샐러드류에 대한 요구도가 높은 면역력 저하 환자에게 멸균식으로써 신선편의 식품의 적용 가능성을 살펴보았다. 아울러 동남권원자력의학원에 입원 중인암환자를 대상으로 선호도 설문 조사를 진행함으로써 실현가능성을 확대하였다.
- 따라서 본 연구는 당근, 오이고추, 방울토마토 및 파프리카를 신선편의 채소류의 모델식품으로 선정하여 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리 후 미생물학적, 이화학적, 관능적 품질 특성을 평가하였다. 엑스선을 이용한 조사 효과와 생채소류 및 샐러드류에 대한 요구도가 높은 면역력 저하 환자에게 멸균식으로써 신선편의 식품의 적용 가능성을 살펴보았다. 아울러 동남권원자력의학원에 입원 중인암환자를 대상으로 선호도 설문 조사를 진행함으로써 실현가능성을 확대하였다.
가설 설정
- 2)a-cMean values within a row follow by the different letter are significantly different (p<0.05).
- 3)a-bMean values within a row follow by the different letter are significantly different (p<0.05).
제안 방법
- 시료의 미생물 오염수준을 확인하기 위하여 총 호기성세균, 진균류, 대장균군, Escherichia coli, Salmonella spp.,Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens의 생균수를 측정하였다. 즉, 시료 10 g에 멸균된 peptone수 90 g을 가하여 1분간 stomacher(Mark Ⅱ Lab Blender,Tekmar Teledyne Technologies Inc.
- , Surrey, England)를 이용하였으며, 시료의 경도(firmness)를 측정하였다. Cylinder type probe(5 mmdiameter)를 사용하여 상온에서 측정하였고 분석조건은 pre-test speed 5.0 mm/s, test speed 5.0 mm/s, post-test speed5.0 mm/s, distance 50.0%으로 설정하였다.
- coli. L. monocytogenes, S. Typhimyrium에 대한 엑스선의 D10값은 0.11-0.32 kGy로 나타나, 0.4kGy의 흡수선량을 신선편의 채소류의 멸균을 위한 잠정적인 최소 흡수선량으로 설정하였다. 최대 0.
- , Marunouchi, Japan)를 이용하였으며, 명도(lightess, L), 적색도(redness, a), 황색도(yellowness, b)를 측정하였다. 경도는 Texture Analyzer(TA-XY2i, Stable MicroSystem Co., Surrey, England)를 이용하였으며, 시료의 경도(firmness)를 측정하였다. Cylinder type probe(5 mmdiameter)를 사용하여 상온에서 측정하였고 분석조건은 pre-test speed 5.
- 이후 토마토를 제외한 시료는 10℃에서 10분간 3,000 rpm 으로 원심분리 시켰으며, 토마토는 5℃에서 10분간 5,000 rpm 으로 원심분리시켰다. 그 상등액을 여과지(Whatman No. 4, Maidstine,England)로 여과하여 pH-meter(Orion 520A, Orion ResearchInc.)를 사용하여 6회 반복 측정하여 평균값으로 나타냈다. 적정산도는 여과액을 0.
- 입원환자용 급식 식단에 멸균 처리된 신선편의 채소류를 첨가하여 조식, 중식, 석식 3회로 나누어 배식 하였다. 대상 환자군에게 연구목적 및 방법을 설명하고 설문동의서를 받은 뒤 시식 후 5점 척도(매우 나쁘다, 1; 나쁘다, 2; 보통이다, 3;좋다, 4; 매우 좋다, 5)로 분류하여 설문지에 응답하도록 하였다.
- 동남권원자력의학원에 입원 중인 암환자 50명을 대상으로 0.4 kGy의 흡수선량에서 엑스선 멸균 처리된 신선편의 채소류에 대하여 선호도 조사를 실시하였다(Table 5). 당근의 경우 색상은 ‘매우 좋다’ 13명(26%), ‘좋다’ 21명(42%), ‘보통이다’ 15명(30%), ‘매우 나쁘다’ 1명(2%)으로 3.
- 동남권원자력의학원에 입원 중인 환자 50명을 대상으로 엑스선 조사처리(0.4 kGy)를 통해 멸균 처리한 신선편의 채소류에 대한 선호도 설문조사를 실시하였다(동남권원자력의학원 임상연구심의의원회 No. D-1511-002-002). 입원환자용 급식 식단에 멸균 처리된 신선편의 채소류를 첨가하여 조식, 중식, 석식 3회로 나누어 배식 하였다.
- 따라서 본 연구는 당근, 오이고추, 방울토마토 및 파프리카를 신선편의 채소류의 모델식품으로 선정하여 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리 후 미생물학적, 이화학적, 관능적 품질 특성을 평가하였다. 엑스선을 이용한 조사 효과와 생채소류 및 샐러드류에 대한 요구도가 높은 면역력 저하 환자에게 멸균식으로써 신선편의 식품의 적용 가능성을 살펴보았다.
- 1 mL를 plate에 각각 도말한 후 PCA, EMB, MYP, BPA, SSA 배지는 35℃에서 24-48시간, TSC 배지는 anaerobic jar(Oxoid, Hampshire, England)를 이용하여 혐기적 조건에서 35℃에서 24-48시간, PDA 배지는 25℃에서 72시간 각각 배양하여 30-300개의 집락을 형성한 배지만을 계수하였다. 또한, 시료 1 mL를 분주한 도말된 건조필름배지는 35℃에서 24-48간 배양하여 기포를 가진 blue colony를 형성한 집락수를 계산하였다.
- 시료의 관능평가는 관련분야를 전공한 연구원 패널 8명을 대상으로 7점 척도법을 이용하여 기호도 및 특성강도 검사를 실시하였다. 평가항목은 기호도 검사로 외관(appearance), 풍미(flavor), 조직감(texture), 맛(taste) 및 종합적 기호도(overall acceptance)를 평가하였으며 특성강도 검사는 이취(off-flavor)에 대하여 실시하였다.
- 시료의 엑스선 조사처리는 low energy X-ray 발생장치(Cabinet X-ray system CP-160, Faxitron X-ray LLC.,Lincolnshire, IL, USA)를 이용하여 160 kV, 10 mA의 beam current 조건하에서 0.2, 0.4, 0.6 kGy의 흡수선량이 되도록 시간을 달리하여 조사처리하였다. 시료의 흡수선량은 조사처리 전 포장용기 내부에 삽입한 alanine dosimeter(BrukerBioSpin GmbH, Rheinstetten, Germany)를 electron paramagnetic resonance analyzer(e-scanTM alanine dosimeter reader, Bruker BioSpin GmbH)로 분석하였으며, 이 dosimetry 시스템은 국제원자력기구의 절차에 따라 표준화한 후 사용하였다.
- 6 kGy의 흡수선량이 되도록 시간을 달리하여 조사처리하였다. 시료의 흡수선량은 조사처리 전 포장용기 내부에 삽입한 alanine dosimeter(BrukerBioSpin GmbH, Rheinstetten, Germany)를 electron paramagnetic resonance analyzer(e-scanTM alanine dosimeter reader, Bruker BioSpin GmbH)로 분석하였으며, 이 dosimetry 시스템은 국제원자력기구의 절차에 따라 표준화한 후 사용하였다. 측정된 흡수선량의 불확도는 신뢰구간 95% 수준으로 5% 이내였다.
- 접종실험 하루 전에 30 kGy의 흡수선량으로 감마선 멸균처리된 10 g의 시료에 3종의 세균 현탁액 100 μL를 각각 clean bench에서 무균적으로 접종하였으며 100분간 자연건조 하였다. 이후 sealing하여 당일에 바로 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리를 하였다. 조사처리 후 시료 10 g에 0.
- D-1511-002-002). 입원환자용 급식 식단에 멸균 처리된 신선편의 채소류를 첨가하여 조식, 중식, 석식 3회로 나누어 배식 하였다. 대상 환자군에게 연구목적 및 방법을 설명하고 설문동의서를 받은 뒤 시식 후 5점 척도(매우 나쁘다, 1; 나쁘다, 2; 보통이다, 3;좋다, 4; 매우 좋다, 5)로 분류하여 설문지에 응답하도록 하였다.
- )를 사용하여 6회 반복 측정하여 평균값으로 나타냈다. 적정산도는 여과액을 0.1 N NaOH 용액으로 pH가 8.3이 되도록 적정하여 중화시키는데 소비된 NaOH 소비량(mL)을 측정한 후 당근은 0.0067(malic acid), 오이고추와 파프리카는 0.006(acetic acid), 방울토마토는 0.0064(citric acid)로 환산하여 총산 함량(%)을 표시하였으며, 적정산도 실험은 6회 반복 측정 후 평균값으로 나타내었다.
- 접종실험 하루 전에 30 kGy의 흡수선량으로 감마선 멸균처리된 10 g의 시료에 3종의 세균 현탁액 100 μL를 각각 clean bench에서 무균적으로 접종하였으며 100분간 자연건조 하였다.
- ,Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens의 생균수를 측정하였다. 즉, 시료 10 g에 멸균된 peptone수 90 g을 가하여 1분간 stomacher(Mark Ⅱ Lab Blender,Tekmar Teledyne Technologies Inc., Sacramento, CA, USA)를 이용하여 균질화한 후 10진 희석법으로 희석한 현탁액을 실험에 사용하였다. 각각의 미생물에 대하여 사용된 배지의 경우 총 호기성세균은 plate count agar(PCA, DifcoCo.
- 4 kGy의 흡수선량은 신선편의 채소류의 멸균을 위한 최소 흡수선량으로 판단된다. 즉, 신선편의 채소류의 초기 미생물 오염도가 1 log의 검출한계 이하의 수준이고 접종실험을 통한 세균의 D10값이 최대 0.4 kGy 이하이므로 신선편의 채소류의 미생물학적 안전성을 위한 잠정적인 최소 멸균선량으로 0.4 kGy를 설정하였다.
- 평가항목은 기호도 검사로 외관(appearance), 풍미(flavor), 조직감(texture), 맛(taste) 및 종합적 기호도(overall acceptance)를 평가하였으며 특성강도 검사는 이취(off-flavor)에 대하여 실시하였다. 패널에게 관능검사 중 나이, 성별 등을 기록하고 물과 시료를 뱉는 컵을 시료 사이에 제공하였으며, 검사 중의 영향을 최소화하기 위해 총 소요시간은 10-20분으로 정하였다.
- 시료의 관능평가는 관련분야를 전공한 연구원 패널 8명을 대상으로 7점 척도법을 이용하여 기호도 및 특성강도 검사를 실시하였다. 평가항목은 기호도 검사로 외관(appearance), 풍미(flavor), 조직감(texture), 맛(taste) 및 종합적 기호도(overall acceptance)를 평가하였으며 특성강도 검사는 이취(off-flavor)에 대하여 실시하였다. 패널에게 관능검사 중 나이, 성별 등을 기록하고 물과 시료를 뱉는 컵을 시료 사이에 제공하였으며, 검사 중의 영향을 최소화하기 위해 총 소요시간은 10-20분으로 정하였다.
- perfringens는 tryptose sulfite cycloserine agar(TSC, Oxoid, Hampshire, England)를 사용하였다. 희석된 시료 현탁액 0.1 mL를 plate에 각각 도말한 후 PCA, EMB, MYP, BPA, SSA 배지는 35℃에서 24-48시간, TSC 배지는 anaerobic jar(Oxoid, Hampshire, England)를 이용하여 혐기적 조건에서 35℃에서 24-48시간, PDA 배지는 25℃에서 72시간 각각 배양하여 30-300개의 집락을 형성한 배지만을 계수하였다. 또한, 시료 1 mL를 분주한 도말된 건조필름배지는 35℃에서 24-48간 배양하여 기포를 가진 blue colony를 형성한 집락수를 계산하였다.
대상 데이터
- ), Salmonella spp.는 Salmonella Shigella agar(SSA, Difco Co.), C. perfringens는 tryptose sulfite cycloserine agar(TSC, Oxoid, Hampshire, England)를 사용하였다. 희석된 시료 현탁액 0.
- 미생물보존센터에서 Sallmonella Typhimurium(KCTC1925), E. coli(KCCM 11234), L. monocytogenes(KCCM40307) 균주를 분양 받은 후 tryptic soy broth(TSB, DifcoCo.) 100 mL에 균주 100 μL를 접종하여 각각 6시간, 7시간, 15시간 진탕배양하여 대수기 상태의 균체를 얻었다.
- 본 실험에 시료로 사용된 당근, 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 전라북도 정읍시 인근 마트에서 구입하였으며, 흐르는 물에 세척 후 박피 및 절단하여 10 g씩 포장용기에 포장하여 구입 후 당일에 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 각 시료간의 유의성을 검증한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 사후검정을 실시하였다.
- 모든 측정 결과는 평균값±표준편차로 나타내었으며, Statistical Package for the Society Science(SPSS, windows ver 21.0, SPSS IBM., Chicago, IL, USA)을 이용하였다.
이론/모형
- 시료의 멸균 여부를 확인하기 위해 식품공전의 세균발육시험법(KFDA, 2012)을 이용하였다. 즉, 시료를 무균적으로 10 g을 취한 후 멸균 PBS buffer solution 90 mL를 가하고, 20초간 vortexing 하였다.
성능/효과
- coli, Salmonella spp., B. cereus, S. aureus, C.perfringens는 비조사구와 모든 조사구에서 검출되지 않았으며, 세균발육시험을 통한 멸균 여부 확인 평가 결과 0.4kGy 이상의 흡수선량으로 처리한 실험구들은 멸균이 된 것으로 확인되었다. 오이고추의 경우 비조사 처리구에서 각각 3.
- 2)Bacterial growth was observed through color change of thioglycollate medium after incubation at 37℃ for 48 h (positive).
- 11 kGy로 산출되었다. L. monocytogenes와 S.Typhimurium의 접종 초기 균수는 각각 6.83과 6.94 logCFU/g 이었으나 0.180 kGy의 흡수선량으로 엑스선 조사처리 시 각각 5.84와 6.05 log CFU/g 으로 감소되었다. 따라서 당근에 접종된 L.
- 각각의 관능적 품질 특성치를 고려하여 평가된 전체 선호도의 경우 흡수선량의 증가에 따라 낮아지는 경향을 나타내었으나, 방울토마토에 있어 시료간 유의차는 없었다(p<0.05).
- 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리한 신선편의 채소류의 관능적 품질 평가 결과를 Table 4에 나타내었다. 공통적으로 외관에 대한 선호도와 이취에 대한 특성강도에 있어 시료간 유의적인 차이는 없었으며, 풍미, 조직감, 맛에 대한 선호도는 품목에 따라 상이한 결과들이 도출되었다. 각각의 관능적 품질 특성치를 고려하여 평가된 전체 선호도의 경우 흡수선량의 증가에 따라 낮아지는 경향을 나타내었으나, 방울토마토에 있어 시료간 유의차는 없었다(p<0.
- 05). 그러나 평가된 모든 신선편의 채소류의 전체 선호도는 7점 척도에서 5.0점 이상으로 나타나 최대 0.6 kGy의 흡수선량으로 엑스선 조사처리된 시료 모두 관능적 품질이 수용 가능한 수준(보통 4점) 이상인 것으로 사료된다.
- 본 연구는 면역저하 환자용 신선편의 채소류의 위생화를 위해 당근, 오이고추, 방울토마토, 파프리카를 모델식품으로 선정하여 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리한 후 미생물학적, 이화학적, 관능적 품질 평가를 수행하였다. 당근과 오이고추의 경우 0.4 kGy, 방울토마토와 파프리카의 경우 0.2 kGy 이상의 흡수선량으로 엑스선 조사처리 시 멸균이 확인되었으며, 총 호기성세균 및 대장균군을 제외한 병원균들은 1 log 수준의 검출한계 이하로 나타났다.모델식품에 접종된 E.
- 00 log CFU/g 으로 약 1 log 수준이 감소되었다. 따라서, 총 호기성세균의 경우 0.4 kGy 조사처리 시료에서는 검출한계(1 log CFU/g) 이하로 나타났다. 비조사구에서 대장균군이 1.
- 0 점 이상으로 나타나 이들의 관능적 품질이 수용 가능한 수준인 것으로 판단하였다. 또한, 암환자를 대상으로 엑스선 멸균처리(0.4 kGy)된 신선편의 채소류에 대한 선호도 설문조사에서 오이고추와 방울토마토, 파프리카의 경우 모든 항목에 대한 평균 선호도 점수는 5점 척도에서 모두 4.0점 이상으로 나타났다. 따라서 엑스선으로 멸균처리된 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 면역력이 저하된 환자들을 위한 위생학적으로 안전한 신선편의 채소로 제공이 가능할 것으로 판단된다.
- 4 kGy 이상의 흡수선량으로 처리한 실험구들은 멸균되었다. 방울토마토와 파프리카의 경우 당근과 오이고추에 비해 미생물 오염수준이 낮았으며, 모두 0.2 kGy의 흡수선량 이상으로 엑스선 조사처리 시 세균의 발육이 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 토대로 신선편의 당근, 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 모두 0.
- 4 kGy 조사처리 시료에서는 검출한계(1 log CFU/g) 이하로 나타났다. 비조사구에서 대장균군이 1.15 log CFU/g 이었으나 0.2 kGy로 조사처리 시 검출한계 이하로 확인되었다. 총 호기성세균과 대장균군을 제외한 E.
- 그러나 흡수선량별 유의적인 차이를 나타낸 pH의 경우 흡수선량의 증가에 따른 비례적인 변화가 아니므로 엑스선 조사처리에 따른 영향 보다는 시료 개체 마다의 차이 때문인 것으로 사료된다. 오이고추의 경우 pH, 적정산도 및 색도에서 유의적인 차이는 없었으며, 0.6 kGy 조사처리구에서 비조사구와 대조하여 경도가 다소 낮아졌으나 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 방울토마토의 경우 경도에서 0.
- 4kGy 이상의 흡수선량으로 처리한 실험구들은 멸균이 된 것으로 확인되었다. 오이고추의 경우 비조사 처리구에서 각각 3.34, 2.68 log CFU/g의 총 호기성세균과 대장균군이 검출되어 시험에 사용된 시료들 중 가장 높은 오염수준을 나타내었다. 그 밖의 세균들은 당근의 경우와 같이 모두 검출한계 이하로 나타났으며, 0.
- 즉, 시료를 무균적으로 10 g을 취한 후 멸균 PBS buffer solution 90 mL를 가하고, 20초간 vortexing 하였다. 이 용액의 1.0 mL에 멸균된 thioglycollate medium(Sigma-Aldrich co., St. Louis, MO,USA) 9.0 mL을 가하고, 35℃의 incubator(MIR-262, Sanyo,Tokyo, Japan)에서 48시간 동안 배양시켜 yellow 계통으로 변색되지 않는 것을 멸균된 것으로 확인하였다.
- 2 kGy의 흡수선량 이상으로 엑스선 조사처리 시 세균의 발육이 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 토대로 신선편의 당근, 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 모두 0.4 kGy 이하의 흡수선량으로 엑스선 조사처리 시 멸균이 가능한 것으로 판단하였다.
- 05). 종합적으로 신선편의 채소류의 경도만이 흡수선량의 증가에 따라 비례적으로 유의적인 차이를 나타내었으며, 파프리카를 제외하고 0.4 kGy 이하의 흡수선량으로 엑스선 조사처리된 시료들의 경도는 비조사구와 유의차가 없는 것으로 판단하였다. 이러한 채소류의 경도 감소는 품목별로 세포의 구조 및 성분 조성에 따라 차이가 있으며, 세포벽을 구성하는 hemicellulose와 pectin 등이 방사선의 이온화 작용으로 분해되는 현상으로부터 기인하는 것으로 판단된다(15,16).
- 4kGy의 흡수선량을 신선편의 채소류의 멸균을 위한 잠정적인 최소 흡수선량으로 설정하였다. 최대 0.6 kGy의 흡수선량으로 엑스선 조사처리된 신선편의 채소류에 대한 전체 선호도의 경우 7점 척도에서 모두 5.0 점 이상으로 나타나 이들의 관능적 품질이 수용 가능한 수준인 것으로 판단하였다. 또한, 암환자를 대상으로 엑스선 멸균처리(0.
- 21점이었으며, 모든 항목에서 80% 이상의 응답자가 ‘좋다’와 ‘매우 좋다’를 답하였다. 특히 방울토마토의 평균 선호도 점수는 4.21점으로 시식 제품 중에서 가장 높은 점수를 나타내었으며, 파프리카는 평균 4.10점의 평균 선호도 점수를 나타내었으나 맛에 대한 선호도 점수가 3.70으로 비교적 낮았다. 이는 소스나 드레싱이 없고 아무런 가미가 되지 않은 상태로 시식한 결과이며 본 연구의 제한점이라 사료된다.
- 파프리카의 경우 경도만이 유의적인 차이를 나타내었으며, 0.2 kGy 이상의 흡수선량으로 조사처리 시 흡수선량 증가에 따라 비례적으로 경도가 감소하였다(p<0.05).
후속연구
- 현재엑스선은 포장된 완제품 내의 이물 검사 등의 목적으로 식품 분야에서 활용되고 있으며, 아직까지는 국내에서 엑스선을 이용한 식품 조사처리가 허가되어 있지 않다. 그러나 엑스선 발생장치 개발 기술의 발전으로 식품의 살균/살충을 위한 목적으로써 앞으로의 사용 확대가 기대되며, 엑스선을 다양한 품목에 이용하여 소비자들에게 미생물학적으로 안전하고 관능적 품질 저하가 나타나지 않은 수준의 적정 선량을 알아보기 위한 연구가 필요하다.
- 0점 이상으로 나타났다. 따라서 엑스선으로 멸균처리된 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 면역력이 저하된 환자들을 위한 위생학적으로 안전한 신선편의 채소로 제공이 가능할 것으로 판단된다.
- 70으로 비교적 낮았다. 이는 소스나 드레싱이 없고 아무런 가미가 되지 않은 상태로 시식한 결과이며 본 연구의 제한점이라 사료된다. 이러한 결과들을 토대로 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 면역력이 저하된 환자들을 위하여 위생학적으로 안전한 신선편의 채소로 제공이 가능할 것으로 판단된다.
- 이는 소스나 드레싱이 없고 아무런 가미가 되지 않은 상태로 시식한 결과이며 본 연구의 제한점이라 사료된다. 이러한 결과들을 토대로 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 면역력이 저하된 환자들을 위하여 위생학적으로 안전한 신선편의 채소로 제공이 가능할 것으로 판단된다.
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