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문제 정의
- 이들을 중심으로하여 과거에 문제시되었던 우유매개성 질병의 병원균이 열처리에 대한 저항성과 저온살균의 가열 살멸 효과에 관하여 고찰하기로 한다.
가설 설정
- 우유매개성 질병은 그 발생빈도를 기준하여, 1) 근래에 중요시되는 질병과 그 병원체, 2) 과거에 관심이 집중되었던 우유매개성 질병과 그 병원체, 3) 우유매개는 희소하게 나타나는 질병과 병원체로 구분될 수 있다.
제안 방법
- 에 대한 열저항성에 관한 실험에서 우유에 2×107/mL 수준으로 첨가한 후 62℃까지 예비 가열한 다음 70℃, 74℃, 80℃의 항온수조에서 15초간 가열하였다.
성능/효과
- 우유 중의 대장균군 가열사멸시간을 측정한 Olson 등(1952)의 연구결과를 보면, 분리된 139 균주의 대장균을 135°F에서 사멸에 도달하는 시간이 5분 이하부터 150분 이상까지 많은 편차를 나타내었다. Bacterium coli 형의 세균이 가장 내열성이 강한 것으로 확인되었고, 순수배양된 coliform의 가열 사멸시간은 오염된 균수가 많을수록 시간은 증가하였다. 병원성 E.
- C. perfringens의 내열성은 90℃에서 D value가 0.015분으로부터 8.71로 변화폭이 넓다. 또한 C.
- 03%로서 고온단시간 살균처리된 시료의 살균효율이 높은 것으로 확인되었다. Mycobacterium tuberculosis, M. bovis, M. avium 과 M. fortitum 등을 균종별로 시험관 내에서 멸균된 탈지유에 오염시킨 후 62.8℃에서 30분, 71.7℃에서 15초 가열한 후 사멸효과를 확인한 결과 모두 사멸되었다.
- Staphylococcus aureus가 대표적인 병원균으로 확인되었고 이 병원균은 유우의 유방과 유관(teat canal)에서도 자주 발견된다. 이는 또한 유방염의 원인균이 되며 우유유제품이 이 병원균에 의해 오염되는 경로는 낙농가공 공장의 종업원들의 손이나 콧물에 의해 오염되며, 이 병원체의 감염에 의한 증상이 나타남에 있어서는 충분한 량의 enterotoxin이 생산되어야 한다.
- enterocolitica 감염된 경우는 자주 보고되고 있으며 개울물에도 이 병 원균이 오염된 예가 있어 우유도 이러한 감염원에 의하여 오염된 것으로 추정하고 있다. Y. enterocolitica를 인위적으로 우유에 첨가한 다음 저온살균한 후 시료를 평가한 결과, 100 시료 중 단지 1개의 시료에서만 분리 가능하였으므로 저온살균에 의하여 살균이 효과적으로 이루어진다는 사실이 확인되었다.
- 1970년대에 우유매개성 질병 발생에 있어 매개체로 작용한 우유 및 유제품의 종류는 Table 2에 제시되었다. 가정에서 제조한 ice cream에는 계란을 첨가하는데 이 기간 중 Salmonella 감염증 발생과 가장 높은 빈도로 연관성이 있는 것이 확인되었다. 치즈와 생유가 빈번하게 질병매개 유제품으로 지적되었고, 일반적으로 우유로 표시된 것은 생유를 지칭하며 저온살균유와 chocolate milk는 부적절한 살균을 했거나 살균 이후 2차 오염되었을 것으로 판단되었다.
- 당류, 그리세롤 기타 비독성물질은 미생물의 가열에 대한 사멸 효과에 관하여 연구한 결과, 이러한 물질이 충분한 농도로 존재할 경우 사멸 작용을 감소시키는 것으로 나타났다.
- coli 를 분변으로 배출하며, 이 미생물은 건강한 동물 젖이나 유방염에 걸린 젖소, 우유 제품 및 cheese에서도 종종 분리된다. 대장균군 중에서 열에 대한 내성이 강한 20균주를 분리한 다음 우유에 접종하고, 62.8℃에 가열하고 생존시간을 측정한 결과 1균주는 40분, 다른 1균주는 20분, 7균주는 10분간 생존하였다. 우유 중의 대장균군 가열사멸시간을 측정한 Olson 등(1952)의 연구결과를 보면, 분리된 139 균주의 대장균을 135°F에서 사멸에 도달하는 시간이 5분 이하부터 150분 이상까지 많은 편차를 나타내었다.
- 55초 가열할 때 사멸한다. 따라서 모든 살모넬라균주가 사멸함에 있어 62.8℃에서 18.4초만 가열하더라도 충분한 살균효과가 있을 것으로 판단된다.
- Enterotoxin을 생산하는 배양 조건은 원유 중에서 23℃에 24시간, 살균유에서는 12시간 배양하면 독소생산이 가능한 것으로 보고한 바 있다(Bonzovic, 1963). 또한 coagulase를 생산하는 Staphylococcus 5균주를 우유 중에서 가열할 때 60℃에서 18분, 63℃에서 5분, 66℃에서 2분, 71.6℃에서 1분 가열하면 사멸하였고, 열저항성과 병원성은 상관관계가 있음을 확인하였다. 우유에서 분리된 Staphylococcus aueus 를 우유에 배양하고 가열처리할 때 60℃에서 D value는 0.
- 켐피로박터 감염증(Campylobacteriosis): 이 질병은 미국, 영국, 스코트랜드, 캐나다에서 우유에 의해 매개되어 발생된 보고가 있으며 주로 생유와 특급우유가 매개체로 작용된 것으로 밝혀졌다. 발생된 환자의 분변에서 Campylobacter jejuni가 분리되었고 병원체로 확인되었다. 많은 종류의 포유동물이 C.
- 생유 중에서 enterotoxin을 생산함에 있어서 S. aureus를 103~105 /mL 농도로 접종한 후 6~8 시간 이후에는 enterotoxin이 측정 가능한 농도에 이르기까지 생산되었으나, 61℃에서 18초간 저온살균처리된 우유에 같은 수준으로 접종한 경우에는 생균수가 4~6시간이 후에 1.2×106 /mL 수준에 도달하고 독소가 생산되어 열처리된 우유에서 성장이 생유의 경우보다 용이한 것으로 확인되었다.
- 열에 의한 이 병원균의 사멸 효과를 조사한 결과 B. cereus의 오염 수준이 높을 때에는 UHT와 HTST 처리에 의하여도 생존가능성이 있다고 주장하였다.
- 병원성 미생물의 내열성은 균의 특성, age, pH, 염류, 당류, 단백질, 지방, 억제물질 등의 존재에 따라 영향을 받는다. 우유 살균 과정에서 B. cereus와 Cl. perfringens는 완전히 파괴되지 않지만 우유의 저온 보존기간 중에 발아 및 증식하여 발병에 이르기에는 불가능할 것으로 판단된다.
- 우유 중에서 열내성을 측정한 결과를 보면 143°F에서 0.064분, 161°F에서 0.096초이며, chocolate milk 중에서는 143°F에서 0.025분 161°F에서 0.02초로 확인된 바 있다.
- 6℃에서 1분 가열하면 사멸하였고, 열저항성과 병원성은 상관관계가 있음을 확인하였다. 우유에서 분리된 Staphylococcus aueus 를 우유에 배양하고 가열처리할 때 60℃에서 D value는 0.87분이고, 염류를 함유하는 배지에서 D value는 0.62분이었으며, 이 병원균은 가열시작 직후로부터 가열손상을 입으며, 온도증가에 따라 가열충격도 증가하며, 70℃에 도달하면 가열손상과 사멸이 병행하는 것으로 확인하였다. 또한 Z value는 9.
- 이들 병원성 미생물은 생육하면서 열안정성이 높은 phytotoxin과 열에 쉽게 파괴되는 Exotoxin A를 생성하며, 후자가 장상피에 괴저 및 출혈성 병변을 일으키는 것으로 확인되었다. 이 미생물은 55℃에 1시간 가열될 때 사멸된다(Parker, 1983).
- 자연적으로 생성된 포자는 인위적으로 유도시킨 포자보다 내열성이 높은 것으로 나타났다. Soberheim과 Mundel(1938)의 보고에 의하면 자연적으로 생성된 포자를 함유하고 있는 토양에서 인위적으로 유도된 포자의 경우보다 6~8배 장시간 열처리가 요구된다고 하여, 포자의 내열성은 배지의 물리적 상태에 따라서도 큰 차이를 보이는 것 같다.
- 가정에서 제조한 ice cream에는 계란을 첨가하는데 이 기간 중 Salmonella 감염증 발생과 가장 높은 빈도로 연관성이 있는 것이 확인되었다. 치즈와 생유가 빈번하게 질병매개 유제품으로 지적되었고, 일반적으로 우유로 표시된 것은 생유를 지칭하며 저온살균유와 chocolate milk는 부적절한 살균을 했거나 살균 이후 2차 오염되었을 것으로 판단되었다.
- 항생물질 중에 subtilin을 14 ppm으로 첨가하였을 때 Cl. botulinum과 PA 3679 포자의 열저항성의 변화는 대조구 대비 47%의 열저항성을 보였으며, Cl. botulinum 포자는 동일한 현탁액 조건 하에서 대조구보다 63%의 열저항성를 나타내었다. O’ Brien(1956)은 pea puree에 subtilin과 nisin을 첨가한 경우 Cl.
후속연구
- 71로 변화폭이 넓다. 또한 C. perfringens는 저온살균처리에 의해 살멸되지 않으므로 살균유에 있어서 미생물 최초 오염도를 측정하는 지표로 활용될 수 있다.
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