제면소금 및 천연 항균물질 조성별 혼합제제의 살균력 비교

● 식품공전 상 국내 면류의 미생물 및 보존료 기준 규격에 따르면 면류는 주정처리 제품에 한하여 대장균 음성 규격이 적용되는 제품군이다(식품의약품안전처, 2015).

● 따라서 본 연구진은 본 과제를 통한 개발대상인 제면소금 및 천연 항균물질 조성의 살균력 비교에 있어 실험 대상균을 대장균으로 선정하였다.

● 또한 기존에 생면 보존제로 널리 사용되고 있는 유기산인 초산과 젖산을 양성 대조군으로 적용하여 피틴산의 살균력 및 적용성을 검증하고자 하였다.

● 대장균 표준균주 3종을 혼합한 균액을 1) 제면소금 단독처리, 2) 피틴산 또는 유기산 단독처리, 3) 제면소금 및 피틴산 또는 유기산 조합처리에 22℃에서 5분간 노출시킨 결과는 다음 표 12와 같다.

● 초기 농도 7.1-7.3 log CFU/ml 수준으로 접종한 대장균은 제면소금 단독처리에 의해서는 아무런 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.

● 피틴산 또는 유기산 단독처리군의 경우 피틴산 단독처리 시에는 2.3-5.6 log CFU/ml 수준의 저감효과는 나타낸 반면, 초산, 젖산 처리에 의해서는 저감화 값 0.2 log CFU/ml 미만으로 살균력이 미미하였다.

● 피틴산과 제면소금 조합처리군에서는 피틴산 0.5%와 제면소금 5%, 피틴산 1.0%와 제면소금 3-5%

조합처리 시 접종균이 불검출 수준까지 모두 사멸되어 대장균 살균력이 유의적으로 뛰어난 것으로 나타났다.

● 반면 양성 대조군으로 적용한 제면소금 및 초산 또는 젖산의 조합처리군의 경우, 제면소금 및 피틴산 조합처리군에 비해 살균력이 현저히 떨어졌다.

● 실제로 제면소금 및 초산 조합처리군에서는 저감화 값 0.1 log CFU/ml 미만으로 살균력이 전혀 없는 것으로 나타났고, 젖산 조합처리군은 일정 수준(1.0-2.6 log CFU/ml)의 저감효과를 보였으나 피틴산 조합처리군에 비해서는 극히 낮았다.

● 이상의 실험결과를 근거로 하여 피틴산을 제면소금이 첨가된 면 제조 단계에 적용할 천연 항균물질로 선정하고 실제 면 제조 단계에 제면소금 및 피틴산 혼합제제를 적용하여 개발산물의 실질적 효과를 확인하고자 하였다.

표 12. 제면소금 및 천연 항균물질 조성별 혼합제제의 살균력 비교 결과

그림 11. 제면소금 및 천연 항균물질 혼합제제 적용 가능 단계

● 이에 본 연구에서는 제어 대상균인 대장균을 접종한 밀가루 반죽을 제조한 후 (1) 제면반죽 단계에서 제면소금과 피틴산을 동시 적용하는 방법과 (2) 숙면 침지 단계에 침지액에 제면소금과 피틴산을 조합 처리하는 방법의 적용성을 평가하고자 하였다.

(1) 제면반죽 단계 처리 시 적용성 평가 결과

● 제면반죽 단계 처리 시 적용성 평가 실험은 1) 음성 대조군, 2) 제면소금 단독 처리군, 3) 양성 대조군 (초산/젖산 단독 또는 제면소금 조합), 4) 처리군(피틴산 단독 또는 제면소금 조합)의 군집으로 나누어 수행되었다.

● 실험 결과 반죽 내 대장균 초기 농도는 7.1-7.3 log CFU/g 수준이었으며, 반죽 제조 직후에는 대장균 수에 아무런 변화가 없었다.

● 실험 디자인에 따라 제조한 제면반죽을 30℃ 배양기에서 5일간 배양한 후 반죽 내 대장균 수를 측정한 결과는 다음 표 13과 같다.

표 13. 제면반죽 단계 천연 항균물질 적용성 평가 실험 결과: 저장 5일 후

(2) 숙면 침지 단계 처리 시 적용성 평가 결과

● 처리 후 시료를 30℃ 배양기에서 5일간 저장한 결과는 다음 표 15와 같다.

3.4 제면반죽에 혼합제제 적용 및 저장안정성 평가

● 본 연구에서 개발한 제면소금과 천연 항균물질의 항균 시너지 작용을 이용한 제면반죽 살균기술을 실제 제면반죽 단계에 적용하여 그 효과성을 확인하고 기술의 산업적 적용성을 타진하고자 하였다.

● 기술의 실제 항균효과를 확인하기 위해 균을 인위적으로 접종하지 않은 일반적인 밀가루 반죽을 실험 시료로 활용하였으며, 처리 후 제면반죽을 저장하면서 반죽 외관 변화를 관찰하고, 총 세균 수, 효모·

곰팡이 수 변화를 측정하였다.

● 실험은 1) 대조군, 2) 제면소금 단독 처리군, 3) 피틴산 단독 처리군, 4) 제면소금 및 피틴산 조합 처리군의 군집으로 나누어 수행되었으며, 그 결과는 다음과 같다.

(1) 장기 저장 중 외관 변화

● 실험 디자인에 맞게 처리한 각 처리군별 반죽을 30℃ 배양기에 3, 5, 7, 14, 21일간 저장하면서 관찰한 외관 변화를 나타낸 사진은 각각 그림 12, 13, 14, 15, 16과 같다.

● 저장 중 반죽의 외관 변화만으로도 부패 진행을 확인할 수 있었는데, 전반적인 경향으로는 반죽에 첨가한 염화나트륨과 피틴산의 농도가 높을수록 반죽의 외관 변화(부패) 속도가 현저히 감소한 결과를 보였다.

● 대조군, 제면소금 단독 처리군, 피틴산 0.5% 단독 및 조합 처리군, 1.0% 단독 및 염화나트륨 1% 조합 처리군은 저장 3일차부터 곰팡이의 균사를 육안으로 확인할 수 있을 정도로 부패가 진행되었다(그림 12).

● 반면, 피틴산 1% + 염화나트륨 3-5% 조합 처리군과 피틴산 1.5% 단독 및 조합 처리군은 저장 3일차에 외관 상 거의 아무런 변화가 없음을 확인할 수 있었다.

● 저장 5일차에는 피틴산 1% + 염화나트륨 5% 조합 처리군과 피틴산 1.5% 단독 및 조합처리군을 제외한 나머지 실험군 모두에서 부패가 진행되었으며(그림 13), 7일차에는 피틴산 1.5% 단독 처리군에서도 부패가 관찰되었다(그림 14).

● 피틴산 1.5% + 염화나트륨 3-5% 조합 처리군의 경우 저장 14-21일차까지도 육안 상 부패가 진행되지 않아 피틴산과 염화나트륨 조합처리가 제면반죽의 저장안정성을 향상시키는 데 효과가 있음을 확인할 수 있었다(그림 15-16).

그림 12. 처리 후 제면반죽 저장 3일차 외관 변화

그림 13. 처리 후 제면반죽 저장 5일차 외관 변화

그림 14. 처리 후 제면반죽 저장 7일차 외관 변화

그림 15. 처리 후 제면반죽 저장 14일차 외관 변화

그림 16. 처리 후 제면반죽 저장 21일차 외관 변화

(2) 장기 저장 중 총 세균 수 변화

● 대조군 및 염화나트륨 단독 처리군, 피틴산 0.5, 1.0, 1.5% 단독 및 조합처리군별 반죽을 30℃ 배양기에 3, 5, 7, 14, 21일간 저장하면서 관찰한 총 세균 수 변화는 각각 그림 17, 18, 19, 20에 나타냈다.

● 먼저 미생물을 인위적으로 첨가하지 않은 제면반죽의 총 세균 수는 1.7-2.2 log CFU/g (평균 2.0 log CFU/g) 수준으로 나타났다.

● 대조군 및 염화나트륨 단독 처리군(그림 17), 피틴산 0.5% 단독 및 조합 처리군(그림 18)의 경우 저장 3 일차 총 세균 수가 이미 부패 수준인 6 log CFU/g을 초과하였며 저장 21일차에는 7.2-7.4 log CFU/g 수준까지 증가하였다.

● 그림 19의 피틴산 1.0% 단독 및 조합 처리군의 결과에서는 염화나트륨의 첨가량에 따라 총 세균 수 생장속도가 유의적 차이를 보였다.

● 실제로 피틴산 1.0% 단독 처리군과 염화나트륨 1% 조합 처리군의 경우 저장 5-7일차에 6 log CFU/g 이상으로 총 세균 수가 증가한 반면 염화나트륨 3, 5% 조합 처리군의 경우에는 저장 7일차까지는 총 세균 수 6 log CFU/g 미만이었다(각각 4.9, 3.4 log CFU/g).

● 그러나 저장 14일차 이후로는 모든 처리군에서 총 세균 수 6 log CFU/g 이상의 미생물 증식을 보여

Storage time (days)

Storage time (days)

● 피틴산 1.0% 처리 시(그림 23)에는 염화나트륨 3-5% 첨가했을 때 장기 저장에 따른 효모·곰팡이의 생장이 유의적으로 천천히 진행되는 것을 확인할 수 있다,

● 실제로 저장 7일차에 피틴산 1.0% 단독 처리군과 염화나트륨 1% 조합 처리군의 효모·곰팡이 수는 7.2 log CFU/g 수준까지 증가한 것에 비해 염화나트륨 3, 5% 조합 처리군은 각각 4.5, 2.4 log CFU/g 수준에 그쳤다.

● 피틴산 1.0% 처리군을 21일차까지 저장했을 때 대조군과 염화나트륨 1% 조합 처리군은 8.3-8.9 log CFU/g 까지 생장한 것에 비해 염화나트륨 3-5% 조합 처리군의 효모·곰팡이 생장은 최종 농도 6.4-6.5 log CFU/g 수준에 그쳤다.

● 제면반죽에 피틴산을 1.5% 수준까지 첨가한 실험군의 경우(그림 24) 저장 3일차에는 효모·곰팡이 수가 오히려 감소한 경향을 나타냈으며, 저장 7일차까지 모든 처리군의 효모·곰팡이 수가 4 log CFU/g 미만 수준으로 유지되었다.

● 염화나트륨을 첨가하지 않은 피틴산 1.5% 단독 처리군의 경우에는 저장 21일차 효모·곰팡이 수가 9.3 log CFU/g 까지 증가한 반면 염화나트륨 1, 3, 5% 첨가 시에는 저장 21일차 효모·곰팡이 수가 각각 4.2, 2.1, 2.4 log CFU/g 수준에 그쳤다.

● 특히 피틴산 1.5% + 염화나트륨 3-5% 조합 처리군의 효모·곰팡이 수가 고온 장기 저장 시에도 초기 농도와 유사한 수준으로 유지되어 개발 기술이 제면반죽의 효모·곰팡이 생장 조절에도 효과가 있음을 입증하였다.

Storage time (days)

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