Ultraviolet-A 또는 Ultraviolet-C 조사가 체리의 미생물학적 안전성과 품질에 미치는 영향 비교
⁃ 연구노트 ⁃
우혁제․강지훈․송경빈 충남대학교 식품공학과
Comparison between Ultraviolet-A and Ultraviolet-C Irradiation on the Microbial Safety and Quality of Cherry
Hyuk-Je Woo, Ji-Hoon Kang, and Kyung Bin Song
Department of Food Science and Technology, Chungnam National University
ABSTRACT In this study, the effects of ultraviolet (UV)-A or UV-C irradiation on the microbial safety and nutritional quality of cherries were compared. After UV irradiation at 9 W/m
2for 5, 10, 15, and 20 min, the changes in the Listeria monocytogenes population and the contents of bioactive compounds in cherries were analyzed. Compared to the untreated samples, the total phenolic and anthocyanin contents increased with increasing UV treatment time regardless of the wavelength. In particular, the UV-C treatment produced more significant increases in the content of bioactive compounds than the UV-A treatment. In addition, the cherries irradiated with UV-A showed a 0.12∼0.95 log CFU/g decrease in the L. monocytogenes population, whereas UV-C irradiation produced 0.60∼1.31 log reductions.
This suggests that a UV-C treatment is more effective in L. monocytogenes inactivation. UV-C irradiation also damaged the bacterial membranes more than UV-A based on the scanning electron microscopy images. Therefore, UV-C irradi- ation is more effective on the microbial safety and quality of cherries than a UV-A treatment.
Key words: ultraviolet wavelength, irradiation, quality, microbial safety, cherry
Received 28 October 2019; Accepted 5 December 2019
Corresponding author: Kyung Bin Song, Department of Food Science and Technology, Chungnam National University, Daejeon 34134, Korea
E-mail: [email protected], Phone: +82-42-821-6723
Author information: Hyuk-Je Woo (Graduate student), Ji-Hoon Kang (Researcher), Kyung Bin Song (Professor)
서 론
최근 건강한 삶을 추구하는 소비자들이 늘어남에 따라 영 양학적으로 우수한 신선농산물의 소비가 증가하는 추세이 다(Ramos 등, 2013). 그중 체리(
Prunus avium
L.
)는 안토 시아닌 등이 풍부하여 아시아, 미국, 유럽 등에서의 생산과 수요가 높아지고 있다(Blando와 Oomah, 2019). 그러나 체 리를 포함한 신선농산물 대부분은 그대로 섭취하기 때문에 미생물에 의한 식중독 발병에 매우 취약하다(Meireles 등, 2016). 특히 최근 체리에서 대표적인 병원성 미생물인Lis- teria monocytogenes
가 발견되어 전량 회수되었다는 사례 가 보고(US Food and Drug Administration, 2018)되어 국내에서도 주의를 요하여야 한다. 따라서 체리를 포함한 다양한 신선농산물의 오염 미생물을 줄이기 위한 대책 마련 이 필요하다.일반적으로 신선농산물에 오염되어 있는 미생물의 수준
을 낮추기 위해 차아염소산나트륨(NaOCl)을 활용한 세척 방법이 사용되고 있다(Kang과 Song, 2019). 이와 더불어 정유, 유기산, 전해수, 오존, 이산화염소 등 화학적 세척제를 신선농산물에 적용하는 연구와 초음파, 초고압, 저온 플라즈 마(cold plasma), 광 펄스(pulsed light), 방사선 조사(irra- diation) 등 물리적 방법에 의한 제균 관련 연구가 주로 수행 되고 있다(Meireles 등, 2016; Murray 등, 2017). 하지만 현재 수행되고 있는 대부분의 비가열처리 적용 연구는 처리 기술 적용에 따른 신선농산물의 품질 변화보다는 미생물 제 어 효과 확인에 중점을 두고 있는 실정이다(Meireles 등, 2016). 이에 따라 신선농산물의 품질을 유지 또는 향상시키 면서 동시에 미생물도 제어할 수 있는 기술이 필요하다.
자외선(ultraviolet, UV) 조사는 미국 식품의약국(Food and Drug Administration, FDA)에서 식품 표면 살균에 사 용이 허가된 물리적 처리 기술로(Kang 등, 2012),
L
.mon- ocytogenes
와 같은 식품 병원성 미생물을 효과적으로 제어 할 수 있다고 알려져 있다(Jeon과 Ha, 2018). UV는 파장 영역에 따라 UV-A(320~400 nm), UV-B(280~320 nm), UV-C(200~280 nm)로 구분되며, 특히 253.7 nm의 파장 이 가장 높은 살균력을 나타내기 때문에 대부분 신선농산물 에 대한 UV 조사 연구는 UV-C가 적용된다(Fan 등, 2017).반면에 UV-A와 UV-B는 UV-C에 비해 낮은 살균력을 보
이지만, 다른 처리 기술들과 병합 시 그 효과가 높아지는 것이 확인되어 최근 다양한 병용처리 연구가 수행되고 있다 (Ding 등, 2018; Jeon과 Ha, 2018; Jeong과 Ha, 2019;
Wang 등, 2019). 이와 더불어 사과, 배, 포도, 블루베리와 같은 신선농산물에 UV 조사 처리하였을 때 phenylalanine ammonia lyase 효소의 활성이 증가하여 주요 기능성 성분 인 페놀 성분(phenolic compounds)이 합성 및 축적되어 영 양학적 품질이 향상되었다는 결과가 보고된 바 있다(Yang 등, 2019). 그러나 최근까지 수행된 UV 적용 연구들도 기존 비가열처리와 유사하게 미생물 제어 효과에 주로 초점이 맞 춰져 있는 상황이며, 아직 신선농산물의 미생물 제어와 함께 품질 향상을 위해 다양한 UV 파장 범위를 적용한 연구는 보고되지 않았다.
따라서 본 연구에서는 UV-A와 UV-C 조사 처리가 신선 농산물의 미생물학적 안전성과 영양학적 품질에 미치는 영 향을 비교 분석하고자, 체리에 오염 가능한
L
.monocyto- genes
를 접종한 후 각 UV 조사 처리의 미생물 제어 효과를 확인하고 동시에 체리의 대표 기능성 물질인 총 페놀 및 안 토시아닌 함량의 변화를 분석하였다. 또한 UV-A 또는 UV- C 조사 처리 후 저장 중 체리의 pH와 총 가용성 고형분 함량 변화를 측정하여 UV-A 또는 UV-C 조사 처리가 체리 품질 에 미치는 효과를 비교 분석하였다.재료 및 방법
실험 재료 및 저장 조건
본 연구에 사용된 체리는 미국 워싱턴주에서 수입한 ‘Bing’
품종을 대전 농수산물 시장에서 구입한 것으로 외관 상태가 양호하고 무게가 10±1 g인 것을 선별하여 실험에 사용하였 다. UV 조사 처리된 체리의 저장 중 pH, 총 가용성 고형분 함량을 확인하기 위해 low density polyethylene(LDPE) film bag에 대조구, UV-A, UV-C 처리구를 각각 개별 포장 하여 4°C에서 5일 간격으로 15일간 저장하였다.
UV 조사
UV 조사 chamber는 88×55×47 cm 크기의 stainless cabinet 형태로 제작하여 상, 하부에 UV-A lamp(320~400 nm, peak wavelength 365 nm, 15 W, Actinic BL, Philips Co., Haarlem, Netherlands) 또는 UV-C lamp(200~280 nm, peak wavelength 254 nm, 15 W, G15T8, Philips Co.)를 각각 8개씩 설치하였고, 실험 30분 전에 미리 가동하 여 UV 조사선량을 일정하게 유지시켰다. UV-A와 UV-C의 조사선량은 UV radiometer(Lutron Electronic Co., Tai- pei, Taiwan)를 이용하여 측정하였고, 평균 9.0 W/m2로 측 정되었다. 멸균된 petri dish 위에 준비된 체리 시료 5개(50
±5 g)를 놓고, 각 처리구별로 UV 조사 chamber 안에 배치 하여 5, 10, 15, 20분 동안 조사 처리하였으며, 조사선량은 각각 2.7, 5.4, 8.1, 10.8 kJ/m2였다.
총 페놀 함량 및 총 안토시아닌 함량 측정
대조구 및 UV 조사 처리된 체리 시료를 mixer(MCH- 302, SK Magic Co., Hwaseong, Korea)를 이용해 마쇄하 였다. 준비된 마쇄 시료 1 g과 80% 메탄올 25 mL(1:25, w/v)를 혼합한 후 shaking incubator(20°C, 150 rpm)에서 24시간 동안 추출하였고, 추출용액을 거즈로 여과한 다음 얻어진 여과물을 체리의 총 페놀 함량과 총 안토시아닌 함량 측정을 위한 시료로 사용하였다.
체리의 총 페놀 함량은 Ballistreri 등(2013)의 방법을 수 정하여 측정하였다. 여과 시료 100 μL와 증류수 2.5 mL, 2 N Folin-Ciocalteu reagent(Sigma-Aldrich Co., St.
Louis, MO, USA) 100 μL를 conical tube에 넣어 1차 반응 시킨 후, 20% sodium carbonate(Sigma-Aldrich Co.) 300 μL를 추가로 첨가하여 암소에서 2시간 동안 2차 반응시켰 다. UV-visible spectrophotometer(UV-2450, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 이용하여 765 nm에서 최종 반응물의 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 표준물질로 하여 작성 한 standard curve로 체리의 총 페놀 함량을 계산하였으며, mg gallic acid equivalent(GAE)/100 g fresh weight(FW) 로 나타내었다.
체리의 총 안토시아닌 함량은 de Souza 등(2014)의 방법 에 따라 측정하였다. 시료 2 mL를 pH 1.0 buffer(0.025 M potassium chloride, Sigma-Aldrich Co.)와 pH 4.5 buffer (0.4 M sodium acetate, Sigma-Aldrich Co.)에 각각 반응 시킨 후, UV-visible spectrophotometer를 이용하여 510 nm와 700 nm에서 각 반응물의 흡광도를 측정한 다음 계산 하여 mg cyanidin 3-glucoside equivalent(CGE)/100 g FW로 나타내었다.
접종 미생물 준비
L
.monocytogenes
(ATCC 19111, ATCC 19115) 각 균 주를 Brain heart infusion(BHI, Difco Co., Detroit, MI, USA) 배지 25 mL에 100 μL씩 접종한 후 shaking incuba- tor(37°C, 150 rpm)에서 18시간 동안 배양하였다. 배양 완 료된 각 균주를 원심분리(3,800×g
, 10분, 4°C) 하여 얻어진 cell pellet을 0.1% 멸균 펩톤수로 2회 세척하고, 400 mL의 멸균 펩톤수에 혼합하여 500 mL의 접종액을 제조하였다.최종적으로 준비된 접종액의 균 농도는 약 8 log colony forming unit(CFU)/mL로 측정되었다.
체리에 미생물 접종
L
.monocytogenes
를 접종하기 전에 체리 시료를 흐르는 물로 씻어 흙, 먼지 등 이물질을 1차로 제거하였다. 세척된 체리 시료의 표면에 존재하는 미생물을 줄이기 위해 clean bench 내에서 15분간 UV-C(G40T10, Sankyo-Denki Co., Kanagawa, Japan)를 조사하였다. 그 후 체리 시료를 준비 된 접종 균 액에 5분간 침지시켜L
.monocytogenes
균이 체리 표면에 균일하게 접종되도록 하였다. 접종 후 체리 표Table 1. Changes of contents of total phenolic compounds and total anthocyanin of cherry irradiated with UV-A or UV-C
TreatmentTotal phenolic compounds content
(mg GAE/100 g FW) Total anthocyanin content (mg CGE/100 g FW)
UV-A UV-C UV-A UV-C Control
5 min 10 min 15 min 20 min
84.63±2.65C1) 84.95±0.85Ca 87.57±2.21BCb 89.85±2.55ABa 91.81±0.85Ab
84.63±2.65B 84.63±2.55Ba 92.97±1.85Aa 93.95±2.55Aa 94.93±0.73Aa
36.01±0.73C 36.68±0.92Ca 37.85±0.35Bb 38.69±0.48Bb 40.86±0.39Ab
36.01±0.73C 36.57±0.87Ca 39.94±0.87Ba 41.94±0.92Aa 42.78±0.65Aa
1)Any means in the same column (A-C) or row (a,b) followed by different letters are significantly (P<0.05) different by Duncan’s multiple range test.
면에 접종 미생물이 완전히 부착할 수 있도록 clean bench 에 90분간 방치하였다.
미생물 수 측정
UV 조사된 체리 시료(10±1 g)와 0.1% 멸균 펩톤수 90 mL를 멸균백에 넣고, 3분간 hand shaking 하여 균질화하였 다. 균질된 시료는 0.1% 멸균 펩톤수로 10배수 연속 희석하 여 선택배지(oxford medium base, OMB, Difco Co.)에 100 μL씩 도말하여 실험하였다. OMB 배지는 37°C에서 48 시간 배양하였고, 최종적으로 형성된 colony를 계산하여 log CFU/g으로 나타내었다.
Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) image 분석
UV 조사 후
L
.monocytogenes
cell의 형태 변화를 FE- SEM(Sirion, FEI Co., Eindhoven, Netherlands)으로 분석 하였다. 총 20 mL의L
.monocytogenes
균 액(약 8 log CFU/mL)을 24-well plate에 1 mL씩 나누어 분주한 후 UV-A 또는 UV-C 조사 처리하고 conical tube에 옮겨 FE-SEM 분석에 사용하였다. 각 UV 조사 처리된L
.mono- cytogenes
균 액을 원심분리(3,800×g
, 10분, 4°C) 하여 얻어진 cell pellet을 2.5% glutaraldehyde(Sigma-Aldrich Co.) 용액으로 2시간 동안 고정하였다. 고정된L
.monocy- togenes
cell은 30 mM potassium phosphate buffer(PPB, pH 7.2, Sigma-Aldrich Co.)로 10분씩 3회 세척하였고, 40%, 60%, 80%, 100% 에탄올 용액을 이용해 연속적으로 탈수시켰다. 최종 준비된 균 액 5 μL를 cover glass에 분주 하고 건조한 후 백금으로 코팅하여 FE-SEM image 분석에 사용하였다. UV 조사된L
.monocytogenes
의 FE-SEM image는 10 kV 전압에서 20,000배 확대하여 촬영하였다.pH 및 총 가용성 고형분 함량 측정
UV 조사된 체리의 저장 중 pH와 총 가용성 고형분 함량 변화를 분석하기 위해 체리 시료를 mixer(SK Magic Co.)를 이용하여 마쇄한 후, 각 마쇄 시료 1 g과 증류수 25 mL를 혼합하여 pH는 pH meter(Corning, New York, NY, USA) 로 측정하였고, 총 가용성 고형분 함량은 굴절당도계(PR- 101A, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하여 °Brix로
나타내었다.
통계처리
모든 실험은 최소 3회 이상 반복 실험하였으며, 그 결과는 평균±표준편차로 나타내었다. 통계처리는 SAS(SAS Insti- tute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램의 one-way analysis of variance(ANOVA)를 이용하여 분산 분석한 후, Dun- can’s multiple range test로 다중비교를 실시하여
P
<0.05 수준에서 유의성 검증을 하였다.결과 및 고찰
UV-A, UV-C 조사 후 체리의 주요 기능성 성분 변화
체리는 다양한 생리활성 성분을 함유하고 있어서 최근 그 소비가 증가하고 있는데, 특히 안토시아닌과 폴리페놀 성분 이 주요 기능성 성분으로 알려져 있다(Blando와 Oomah, 2019; Chockchaisawasdee 등, 2016). 이에 따라 본 연구 에서는 UV 조사가 체리의 주요 기능성 성분 변화에 미치는 영향을 분석하기 위해 UV-A 또는 UV-C 조사에 따른 체리 의 총 페놀과 총 안토시아닌의 함량 변화를 비교 분석하였다 (Table 1). 선행 연구에 따르면 체리의 생리활성 성분은 품 종, 수확 시기, 숙성도에 따라 차이가 발생할 수 있으나, 일반 적으로 총 페놀 함량은 약 50~100 mg GAE/100 g, 총 안토 시아닌 함량은 약 30~100 mg CGE/100 g FW라고 보고되 었다(Ballistreri 등, 2013; Wani 등, 2014). 본 연구에서 사 용된 체리 시료의 총 페놀 함량과 총 안토시아닌 함량은 각 각 84.63 mg GAE/100 g과 36.01 mg CGE/100 g으로 측 정되어 선행연구 결과의 범위에 있는 것으로 나타났다. UV 조사된 체리 시료의 총 페놀과 총 안토시아닌 함량은 조사 파장과 관계없이 조사 시간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였다(Table 1). 그러나 동일한 처리 시간에서는 파장에 따른 차이가 발생하였다. UV-A 조사된 체리의 경우 조사 시간이 5분에서 20분으로 증가함에 따라 총 페놀 함량이 84.95 mg GAE/100 g에서 91.81 mg GAE/100 g으로 증가 하였고(P
<0.05), UV-C 조사된 시료는 84.63 mg GAE/100 g에서 94.93 mg GAE/100 g으로 증가하여(P
<0.05), UV- C 조사가 체리의 총 페놀 함량 증가에 더 큰 영향을 주는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 총 안토시아닌 함량 변화에0 1 2 3 4 5 6
ControlUV-A 5 UV-A 10
UV-A 15
UV-A 20
UV-C 5
UV-C 10
UV-C 15
UV-C 20 Treatment
L. monocytogenes (log CFU/g) .
a
g h d e
e f b c
Control UV-A 5
Fig. 1. Changes in the populations of L. monocytogenes inocu-
lated on cherry samples irradiated with UV-A or UV-C. Control, no treatment; UV-A 5, 10, 15, and 20, UV-A irradiation for 5, 10, 15, and 20 min, respectively; UV-C 5, 10, 15, and 20, UV-C irradiation for 5, 10, 15, and 20 min, respectively. Any means with different letters (a-h) above the bars are significantly (P<0.05) different by Duncan’s multiple range test.
서도 확인할 수 있었는데 UV-C 20분 조사된 체리의 총 안 토시아닌 함량이 42.78 mg CGE/100 g으로 측정되어 대조 구보다 약 6.8 mg CGE/100 g 증가한 반면, UV-A 조사는 대조구보다 약 4.8 mg CGE/100 g 증가하여 UV-C 조사보 다 낮은 효과를 보였다. UV 조사에 의한 신선농산물의 페놀 성 성분 증가는 기존 연구에서 보고되었지만 아직 그 정확한 작용 기작은 밝혀지지 않았는데, UV 조사에 따른 방어기작 의 일환으로 농산물 내 2차 대사 산물인 폴리페놀 성분 합성 에 관여하는 효소인 phenylalanine ammonia lyase의 활성 이 UV 조사에 의해 증가하기 때문이라고 설명하고 있다 (Alothman 등, 2009; Lee 등, 2014; Yang 등, 2019). 본 연구 결과에 의하면 UV-C 조사가 UV-A 조사보다 체리 내에 더 많은 페놀성 성분을 축적하였는데, 이는 UV-C가 UV-A보다 투과력이 더 세고 에너지가 더 높은 단파장이기 때문에 2차 대사 산물 생성에 더 큰 영향을 끼쳤기 때문으로 사료된다(Lee 등, 2014). 또한 안토시아닌의 경우 240~
290 nm와 500~550 nm 범위의 파장을 흡수하는 특성이 있어서 UV-A 조사보다 UV-C 조사 시 체리의 안토시아닌 생합성이 보다 많이 일어난 것으로 추측된다(Mahdavian 등, 2008).
UV-A, UV-C 조사에 의한
L.
monocytogenes감균 효과 L
.monocytogenes
가 접종된 체리에 UV-A 또는 UV-C 조사 후 생존하는 미생물 수의 변화를 측정하였다(Fig. 1).체리의 초기
L
.monocytogenes
수는 4.87 log CFU/g이었 으며, UV 조사 후 파장과 관계없이 처리 시간이 증가함에 따라 감소하는 것이 관찰되었다. UV-A 5분, 10분, 15분, 20분 조사한 체리의L
.monocytogenes
수는 0.12, 0.33, 0.73, 0.95 log CFU/g의 다소 낮은 감소를 나타낸 반면, UV-C 조사는 각 처리 시간에서 0.60, 0.77, 1.12, 1.31 log CFU/g으로 UV-A보다 높은 미생물 수 감소를 보였다.Santo 등(2016)은
Cronobacter sakazakii
에 접종된 사과 에 2.5, 5, 7.5, 10 kJ/m2의 UV-C 조사 처리 후 약 1.7~2.2 log CFU/g의 감균 효과가 확인되었다고 보고하였다. 이와 는 달리 Choi 등(2015)의 연구에서는Salmonella enterica
serovar Typhimurium이 접종된 방울토마토에 2~10 kJ/m2의 UV-C를 조사하였을 때 최대 1 log CFU/g의 미생물 수가 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 UV-C 조사선량이 유사하더라도 처리 농산물과 병원성 미생물의 종류에 따라 미생물 제어 효과가 달라질 수 있음을 시사한 다. 그러나 미생물 종류와 관계없이 UV-C 조사 처리를 통 해 신선농산물에 오염된 미생물을 최소 90%(1 log CFU/g) 이상 감균시킬 수 있으므로 식품 산업에 있어 다양한 농산물 의 미생물학적 안전성 확보를 위해 효과적으로 사용될 수 있다고 판단된다. 일반적으로 UV-A는 UV-C보다 낮은 살 균력을 갖고 있는 것으로 알려져 있으며, UV-C는 UV 파장 범위 중 가장 강력한 살균력을 나타낸다고 보고된 바 있다 (Jeon과 Ha, 2018). UV-A 조사의 미생물 제어 기작은 Type 1과 Type 2 감광현상(photosensitization)으로 생성 된 자유라디칼(free radical)과 일중항 산소(singlet oxy- gen)에 의한 것으로 보고되었다(Ding 등, 2018; Jeong과 Ha, 2019). Type 1 감광현상은 세포로부터 electron oxi- dation 또는 hydrogen atom abstraction을 통해 자유 라디 칼을 발생시키고, Type 2 감광현상은 자외선의 높은 에너지 가 세포 내 산소 분자로 전달되어 일중항 산소를 생성한다고 알려져 있다(Pattison과 Davies, 2006). 이로 인해 UV-A 조사는 균의 증식 지연, 에너지 대사 감소, 단백질 손상을 야기시켜 균을 불활성화시킨다(Ding 등, 2018; Jeong과 Ha, 2019). 그러나 UV-A에서 조사된 미생물은 완전히 사 멸되지 않고 sub-lethal 상태로 유지되어 식품 내에서 다시 재활성화될 수 있는 잠재적 위험성이 높다고 설명되었다 (Jeon과 Ha, 2018). 이에 반해 UV-C 조사는 DNA 피리미 딘 염기사이를 가교결합시켜 DNA를 파괴하고 결과적으로 균을 완전히 사멸시키는 것으로 알려져 있다(Choi 등, 2015;
Fan 등, 2017). 따라서 체리의 미생물학적 안전성 측면에서 UV-C를 이용하는 것이 UV-A를 이용하는 것보다 더 효과 적이라고 판단된다.
UV 조사가
L
.monocytogenes
사멸에 미치는 형태학적 특성을 분석하기 위하여 UV-A 또는 UV-C를L
.mono- cytogenes
cell에 직접 조사한 후 FE-SEM image를 촬영 하였다(Fig. 2). 각 UV 조사 시간(UV-A 20분, UV-C 15 분)은 유사한 미생물 제어 효과를 나타내는 처리 시간으로 선정하였다. UV 조사되지 않은 대조구인L
.monocytogenes
는 막대 모양의 규칙적이고 온전한 형태의 cell이 관찰되었 고 UV-A 조사는 일부L
.monocytogenes
cell의 균 막에 약간의 손상을 일으켰는데, 이는 UV-A 조사로 인해 in- jured cell이 발생하여 체리 내에서 다시 증식할 수 있다는 가능성을 보여주는 결과라고 생각된다(Jeon과 Ha, 2018).반면에 UV-C 조사된
L
.monocytogenes
cell image에서Fig. 2. SEM image (magnification: 20,000×) of Listeria monocytogenes after UV-A or UV-C irradiation. Control, non-irradiated;
UV-A, irradiation with UV-A; UV-C, irradiation with UV-C.
12 15 18 21 24
0 5 10 15
Storage time (day)
Total soluble solid content (°Brix) .
Fig. 4. Changes of total soluble solid contents of cherry samples
during storage. ●, control; ○, UV-A irradiation; ▲, UV-C irradi- ation.4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
0 5 10 15
Storage time (day)
pH value .
Fig. 3. Changes of pH values of cherry samples during storage.
●, control; ○, irradiation with UV-A; ▲, irradiation with UV-C.
는 모든 cell의 균 막에 상당한 손상이 가해진 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2). Abdussamad 등(2016)도 UV-C 조사가
Escherichia coli
k-12의 DNA와 세포벽 손상을 야기하고 결과적으로 세포의 구조적 변화를 발생시킨다고 보고한 바 있다. 따라서 이러한 결과는 UV-C 조사가 미생물 내 DNA 파괴뿐만 아니라 균 막에 대한 손상을 통해 UV-A보다 효과 적으로 미생물을 제어할 수 있다고 판단된다.UV-A, UV-C 조사 후 저장 중 체리의 품질 변화
UV 조사 후 체리를 4°C에서 저장하면서 pH 변화(Fig.3)와 총 가용성 고형분 함량 변화(Fig. 4)를 측정하였다. 저 장 실험에 적용된 UV 조사 시간은 유사한 미생물 제어 효과 를 나타냄과 동시에 기능성 성분 함량을 비슷한 수준으로 증대시킨 처리 시간(UV-A: 20분, UV-C: 15분)으로 선정하 였다. 저장 초기 체리의 pH와 총 가용성 고형분 함량은 각각 4.23과 17.16°Brix로 de Souza 등(2014) 및 Hayta와 Aday (2015)의 연구 결과와 유사하였다. 저장 중 pH와 총 가용성 고형분 함량은 UV 조사와 관계없이 증가하였으나 대조구 및 처리구 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. Hayta와 Aday(2015)는 체리의 저장 중 pH 증가는 수확 후 지속적인 호흡과 증산 작용으로 인한 내부 수분 손실 때문이라고 보고 하였다. 이와 더불어 gluconeogenesis에 의해 유기산이 당
으로 대사전환되어 저장 중 과실 내 pH가 증가할 수 있다고 보고된 바 있다(Anthon 등, 2011). 저장 중 과실의 총 가용 성 고형분 함량이 증가하는 원인은 수분 손실로 인한 중량 감소로 가용성 고형분이 농축되기 때문이라고 알려져 있다 (Colgecen과 Aday, 2015). 따라서 이러한 결과는 본 연구 에서 적용된 UV 조사가 체리의 품질에 부정적 영향을 주지 않는다는 것을 나타낸다.
특히 본 연구에서 적용된 UV-C(15분) 조사는 UV-A(20 분) 조사보다 효과적인 미생물 제어 효과와 더불어 저장 중 품질 변화 없이 체리의 주요 기능성 성분인 안토시아닌과 페놀성 성분을 높은 수준으로 축적하는 효과를 나타내었다.
향후 연구에서 체리에 대한 UV 조사 효과를 더욱 정밀히 규명하기 위해서는 UV 파장 범위, 조사선량 등을 보다 다양 하게 적용한 추가 연구가 수행되어야 한다고 판단된다.
요 약
본 연구에서는 UV-A 또는 UV-C 조사가 체리의 미생물학 적 안전성과 품질에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 9 W/
m2 전력 밀도의 UV-A 또는 UV-C를 각각 5, 10, 15, 20분 동안 체리에 조사한 후
L. monocytogenes
수 변화와 주요 기능성 성분 변화를 분석하였다. UV 파장 범위와 관계없이조사 시간이 증가함에 따라 체리의 총 페놀과 안토시아닌 함량이 대조구보다 증가하는 경향을 보였다. 특히 UV-C 조사가 UV-A 조사보다 더 큰 증가를 나타내었다. UV-A 조사된 체리의
L
.monocytogenes
수는 0.12~0.95 log CFU/g 만큼 감소했지만, UV-C 조사는 0.60~1.31 log CFU/g의 미생물 수 감소를 보여 미생물 제어 측면에서 더 효과적임을 확인하였다. 또한 FE-SEM image 결과에서 UV-C 조사가 UV-A 조사보다L
.monocytogenes
cell 막 을 더 손상시키는 것이 관찰되었다. 따라서 이러한 결과로부 터 UV-A보다 UV-C 조사가 체리의 미생물학적 안전성과 품질을 향상할 수 있는 효과적인 처리 기술이라고 판단된다.REFERENCES
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