초록 ▼

본 발명은 초임계 이산화탄소를 이용한 미생물의 효과적인 살균방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 실제 살균 시스템에서 초임계 이산화탄소 처리 실험결과를 통해 주요 식중독 미생물을 효과적으로 사멸할 수 있는 수학적인 모델을 개발하여 각종 미생물을 효과적으로 살균할 수 있도록 한다.본 발명에 따르면, 미생물의 사멸효과를 좀 더 낮은 수준의 처리조건에서 얻어내어 실제로 초임계 이산화탄소를 식품의 살균에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 초임계 이산화탄소를 이용한 식중독 및 식품부패 병원균 3가지 종과 분변오염지표 세균인 대장균의 살균에 대한

본 발명은 초임계 이산화탄소를 이용한 미생물의 효과적인 살균방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 실제 살균 시스템에서 초임계 이산화탄소 처리 실험결과를 통해 주요 식중독 미생물을 효과적으로 사멸할 수 있는 수학적인 모델을 개발하여 각종 미생물을 효과적으로 살균할 수 있도록 한다.본 발명에 따르면, 미생물의 사멸효과를 좀 더 낮은 수준의 처리조건에서 얻어내어 실제로 초임계 이산화탄소를 식품의 살균에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 초임계 이산화탄소를 이용한 식중독 및 식품부패 병원균 3가지 종과 분변오염지표 세균인 대장균의 살균에 대한 기술개발을 통하여 가열살균이 불가능한 신선식품, 의료장비 및 기구에 적용이 가능함을 보여준다.

대표청구항 ▼

초임계 이산화탄소를 이용하여 미생물을 사멸시키는 방법에 있어서,a) 시료를 초임계 점(31.1℃) 이상의 온도가 설정된 반응기에 넣는 공정|b) 반응기를 닫고 냉각기를 거친 액체 이산화탄소를 도관을 통해 반응기에 투입하고 펌프를 통해 반응기에 초임계 점(73.8bar) 이상의 압력까지 가압하는 공정|c) 목표 미생물이 완전히 사멸하기 위해 필요한 시간 동안 밸브를 닫아 압력과 온도를 유지하는 공정|d) 필요한 시간이 경과하면 밸브를 열어 초임계 이산화탄소를 제거해 반응기 내부를 상압으로 하는 공정| 및e) 반응기를 열어 생 목표 미

초임계 이산화탄소를 이용하여 미생물을 사멸시키는 방법에 있어서,a) 시료를 초임계 점(31.1℃) 이상의 온도가 설정된 반응기에 넣는 공정|b) 반응기를 닫고 냉각기를 거친 액체 이산화탄소를 도관을 통해 반응기에 투입하고 펌프를 통해 반응기에 초임계 점(73.8bar) 이상의 압력까지 가압하는 공정|c) 목표 미생물이 완전히 사멸하기 위해 필요한 시간 동안 밸브를 닫아 압력과 온도를 유지하는 공정|d) 필요한 시간이 경과하면 밸브를 열어 초임계 이산화탄소를 제거해 반응기 내부를 상압으로 하는 공정| 및e) 반응기를 열어 생 목표 미생물이 존재하지 않는 시료를 얻는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 살균방법.제 1항에 있어서, 상기 시료는 뚜껑이 느슨하게 닫힌 용기에 담긴 채로 반응기에 넣는 것을 특징으로 하는 살균방법.제 1항에 있어서, 상기 목표 미생물은 식중독 미생물인 것을 특징으로 하는 살균방법.제 1항에 있어서, 상기 목표 미생물이 주요 식중독 미생물인 Listeria monocytogenes인 경우 33-37℃, 95-105bar의 초임계 이산화탄소에서 23-27분간 처리하거나, 38-42℃, 75-85bar의 초임계 이산화탄소에서 13-17분간 처리하는 것을 특징으로 하는 살균방법.제 1항에 있어서, 상기 목표 미생물이 주요 식중독 미생물인 Salmonella typhymurium인 경우 33-37℃, 95-105bar의 초임계 이산화탄소에서 18-22분간 처리하거나, 38-42℃, 75-85bar의 초임계 이산화탄소에서 13-17분간 처리하는 것을 특징으로 하는 살균방법.제 1항에 있어서, 상기 목표 미생물이 주요 식중독 미생물인 Escherichia coli O157:H7 또는 지표 미생물인 Escherichia coli(Generic)인 경우 33-37℃, 95-105bar의 초임계 이산화탄소에서 28-32분간 처리하거나, 38-42℃, 75-85bar의 초임계 이산화탄소에서 18-22분간 처리하는 것을 특징으로 하는 살균방법.초임계 이산화탄소의 처리 시간(x축)에 따른 미생물의 상용로그 감소수준(y축)을 하기 식 ⑥의 변형된 Gompertz식에 적용하여 미생물의 사멸곡선을 구하고, Levenberg-Marquardt의 비선형 최소 방각법(nonlinear least square method)을 통하여 계수 A(최대사멸수준), kdm(최대사멸속도), λ(사멸유도시간) 값을 얻고, 상기 계수 들로부터 미생물의 사멸화 경향 및 저항성을 판단하는 것을 포함하는 초임계 이산화탄소에 대한 미생물의 저항성 분석방법: - 식 ⑥식 ⑥에서, y는 미생물의 상용로그 감소비율(N/N0), t는 초임계 이산화탄소의 처리시간, λ는 초임계 이산화탄소 처리 후 낮은 사멸속도를 특징으로 하면서 사멸속도가 급격히 증가하기 전까지의 소요시간(사멸유도시간), kdm는 초기단계를 지나 미생물수가 급격히 감소하는 구간의 기울기의 음수값(최대사멸속도), A는 일부 저항성이 높은 미생물을 제외하고 거의 모든 미생물이 사멸 되는 수준과 초기균수에 대한 비율의 상용로그(최대사멸수준)이다.제 7항에 있어서, 변형된 Gompertz식에 적용하여 구한 같은 압력의 초임계 이산화탄소에서 계산된 온도별 미생물의 kdm값을 하기 식 ⑧의 Arrhenius 식에 적용하여 미생물별 사멸에 대한 활성화 에너지(Ed)를 구하고, 상기 활성화 에너지(Ed) 값으로부터 미생물의 초임계 이산화탄소 살균시 온도에 대한 의존성을 판단하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분석방법:kdm = αexp(-Ed/RT) - 식 ⑧식 ⑥에서, kdm는 온도별 미생물의 불활성화 속도상수이고, α는 frequency factor(빈도인자)이고, Ed는 초임계 이산화탄소에 대한 미생물 사멸에 대한 활성화 에너지(Ed)이고, R(기체상수)은 8.31447JK-1mol-1이고, T는 절대온도이다.제 7항의 방법에 따라 초임계 이산화탄소 처리의 각 온도 및 압력에 따른 미생물의 사멸화 경향을 구하고, 계수 A, kdm, λ값을 하기 식 ⑦에 적용하여 모든 미생물을 사멸시키기 위한 최소 처리 시간(tt)을 결정하는 것을 포함하는 미생물 살균을 위한 초임계 이산화탄소의 최소처리조건 확립 방법: - 식 ⑦제 9항에 있어서, 계수 kdm, λ값을 상기 식 ⑦에 대입한 후, 특정 압력과 온도의 초임계 상태에서 사멸시키고자하는 특정 미생물 수준(Ns)의 초기균수(N0)에 대한 비율의 상용로그 값(LogNs/N0)을 상기 식 ⑦의 A에 적용하여 이에 필요한 최소 처리 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 확립방법.