초록 ▼

$TiO_2$/UV, $H_2 O_2/UV$, biosurfactant를 이용한 Bacillus cereus, E. coli, Salmonella typhimuriu, 등 식중독 유발 위해 미생물 저감화에 대하여 연구하였다. $TiO_2$/UV 광촉매 장치는 3.5 L lab-scale과 40 L pilot-scale 두 가지 장치로 실험하였고, UV lamp는 254와 380nm 파장을 가지는 20 W lamp를 사용하였다. Pilot-scale 장치에 quartz tub

$TiO_2$/UV, $H_2 O_2/UV$, biosurfactant를 이용한 Bacillus cereus, E. coli, Salmonella typhimuriu, 등 식중독 유발 위해 미생물 저감화에 대하여 연구하였다. $TiO_2$/UV 광촉매 장치는 3.5 L lab-scale과 40 L pilot-scale 두 가지 장치로 실험하였고, UV lamp는 254와 380nm 파장을 가지는 20 W lamp를 사용하였다. Pilot-scale 장치에 quartz tube를 장착시킨 후 254 nm UV lamp에서 살균 효과를 관찰하였다. Quartz tube에 $TiO_2$ 코팅하지 않은 경우 decimal reduction time(D value)은 E. coli, S. typhimurium, B. cereus에 대하여 각각 2.18초, 2.26초, 2.13초이었으며, $TiO_2$ 코팅한 quartz tube를 사용하였을 경우 D-value는 각각 0.94초, 0.92초, 1.63초로 23-59％ 감소하여 $TiO_2$ 코팅에 의한 광촉매 살균효과가 상승함을 알 수 있었다. Pilot-scale $TiO_2$/UV 장치의 실제 당근에 대한 살균효과를 관찰하였다. 당근에 존재하는 총 세균은 UV 살균(non-coated quartz tube 사용)에 의하여 4분 후 약 0.9 log CFU/g 감소하였으나, $TiO_2$ 코팅하였을 경우 4분 후 약 1.8 log CFU/g 감소하는 것이 관찰되어 실제 신선식품에 대한 광촉매 살균효과를 확인할 수 있었다. 다양한 항균제의 위해미생물에 대한 항균력을 시험하기 위해 MIC와 viable cell count test를 하였는데, rhamnolipid의 B. cereus에 대한 MIC가 4㎍/mL으로 성장억제효과가 탁월한 것을 발현하였다. Rhamnolipid와 chitosan 또는 Monascus 색소 유도체를 함께 처리하였을 때 항균력이 2배에서 4배까지 상승되는 것을 관찰하였다. 신선식품에 존재하는 총 세균에 0.3％, 0.5％ $H_3O_2$와 UV를 병합처리 하였을 때 균수가 각각 1.4 log, 2.2 log 감소하는 효과를 관찰하였고, 위해미생물인 E. coli와 B. cereus에 $H_2O_2$를 처리하였을 때는 모두 약 2 log 사멸되었으며, UV로만 처리하였을 때는 약 0.5 log 사멸되는 효과를 관찰할 수 있었다.
대형 할인 마트나 일반 재래시장에서 판매되는 신선식품에서의 일반 세균수는 곡물류(쌀, 현미)에서 평균 $4.6{\pm}1.3 log CFU/g$, 야채류에서 평균 $5.5{\pm}1.0 log CFU/g$ 수준으로 검출되었고, 대장균수는 곡물류에서 평균 $3.4{\pm}1.2 log CFU/g$, 야채류에서 평균 $3.5{\pm}1.0 CFU/g$ 수준으로 전체적으로 야채류가 곡물류보다 높은 오염율을 보였다. 일반세균 및 B. cereus의 경우 신선초에서 오염도가 가장 높게 나타났으며, 일반세균수에서는 현미가 생식보다 높게 나타났지만, B. cereus는 생식이 현미보다 높게 나타났다.
Real-Time PCR로 미생물 정량분석을 한 결과, 야채류에서의 Salmonella spp은 전통적인 방법에 비하여 안정적으로 유사한 결과를 보였으나, 현미에서의 B. cereus 수와 계란에서의 Campylobacter jejuni 수는 모두 약 2 log CFU/g 차이를 보였으나 전통적인 방법과의 correlation coefficient가 각각 0.999, 0.999로 높은 상관성을 가져 정량 검정치의 보정으로 정량이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract ▼

Inactivation effects of $TiO_2/UV$, $H_2O_2/UV$ and biosurfactant against food poisoning microorganisms were investigated. A 3.5 L lab-scale and a 40 L pilot-scale $TiO_2/UV$ photocatalyst reactors were used, and 20 W UV lamps with wavelength of 254 nm or 380 nm were

Inactivation effects of $TiO_2/UV$, $H_2O_2/UV$ and biosurfactant against food poisoning microorganisms were investigated. A 3.5 L lab-scale and a 40 L pilot-scale $TiO_2/UV$ photocatalyst reactors were used, and 20 W UV lamps with wavelength of 254 nm or 380 nm were used. Sterilization effects of the pilot-scale $TiO_2$ reactor (254 nm UV lamp; $TiO_2$-coated or non-coated quartz tubes) were investigated. When non-coated quartz tubes were used, decimal reduction times (D values) of E. coli, S. typhimurium, and B. cereus were 2.18, 2.26 and 2.13 seconds, respectively. However, D values were decreased to 0.94, 0.92 and 1.63 seconds, respectively (23-59％ reduction) when $TiO_2$-coated quartz tubes were used, indicating that sterilization effect increased by $TiO_2$ coating. The pilot-scale reactor with $TiO_2$-coated quartz tube showed 1.8 log CFU/g reduction of total bacteria in carrot after 4-min UV reaction, while it showed 0.9 log CFU/g reduction when non-coated quartz tubes were used. Inactivation activity of various antimicrobial agents was evaluated using MIC and viable cell count tests. MIC of rhamnolipid against B. cereus was found to be low as 4 ㎍/mL. The combined treatments of rhamnolipid ad chitosan or Monascus pigment derivative showed synergistic effects. The combined treatments of 0.3％ H₂O₂ and UV, 0.5％ H₂O₂ and UV showed 1.4 log, 2.2 log reduction against total bacteria in carrot. $H_2O_2$ treatment showed 2 log reduction and UV treatment showed 0.5 log reduction against B. cereus and E. coli.
Aerobic plate count of cereals (e.g. rice and brown rice) and vegetables in supermarkets or local markets were found to be $4.6{\pm}1.3$ log and $5.5{\pm}1.0$ log CFU/g, respectively. E. coli. count of cereals and vegetables were $3.4{\pm}1.2$ and $3.5{\pm}1.0$ log CFU/g, respectively. Generally, contamination in vegetables was higher than cereals. Angelica keiskei showed the highest contamination in aerobic plate and B. cereus count. Brown rice showed higher contamination in aerobic plate count, but lower contamination in B. cereus than saengshik.
Quantitative analysis of microorganisms using RT-PCR was compared to conventional methods. RT-PCR data on Salmonella spp.showed consistently similar to the conventional method. While, RT-PCR data on B. cereus in brown rice and Campylobacter jejuni in egg were repeatedly higher (approximately 2 log CFU/g) than conventional data. However, correlation coefficient for B. cereus and C jejuni were very high (0.999 and 0.999), indicating that this method can be used in the future after revision.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...6
• 제 2 장 국내ㆍ외 기술개발 현황...7
• 제 1 절 비열살균에 의한 신선식품 위해 미생물 제어...8
• 제 2 절 신선식품의 식중독세균 정량분석 및 위해관리지침 작성...10
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과...12
• 제 1 절 비열살균에 의한 신선식품 위해 미생물 제어...12
• 1. 연구개발수행 내용...12
• 가. TiO₂/UV 장치를 이용한 미생물 저해효과 연구...12
• 나. Biosurfactant를 이용한 항균활성 연구...12
• 다. H₂O₂/UV 살균작용 연구...13
• 2. 연구결과...14
• 가. TiO₂/UV 장치를 이용한 미생물 저해효과 연구...14
• 나. Biosurfactant를 이용한 항균활성 연구...16
• 다. H₂O₂/UV 살균작용 연구...17
• 제 2 절 신선식품의 식중독세균 정량분석 및 위해관리지침 작성...18
• 1. 연구개발수행 내용...18
• 2. 연구결과...19
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...21
• 제 5 장 연구개발결과의 활용성과 및 계획...22
• 제 6 장 기타 중요변경사항...23
• 제 7 장 참고문헌...24
• 제 1 세부 연구과제 : 비열살균에 의한 신선식품 위해 미생물 제어...27
• 제 2 세부 연구과제 : 신선식품이 식중독세균 정량분석 및 위해관리지침 작성...80
• 총괄 연구과제 요약...116
• 제 1 세부 연구과제 요약...119
• 제 2 세부 연구과제 요약...122