보도일시 2020.06.26.(금) 석간(온라인 06.26.(금) 06:00)부터 보도해주시기 바랍니다. 배포일시 2020.06.25.(목) 16:00
성과확산실 정유승실장(063-219-9031), 김지수담당(9032) 식품분석연구센터 구민선 책임연구원(063-219-9161)
식품 설비/도구 세척용 항균복합조성물 개발
식중독을 유발하는 대표적 원인 중 하나는 위해 미생물이다. 이러한 미생물은 다양한 경로를 통하여 식품에 영향을 미치지만, 생산 및 제조 등의 과정에서 필수적으로 사용하는 식품 설비 및 도구의 표면에 있는 식중독 미생물도 주요한 오염 원인 중 하나이다. 따라서 이러한 설비 및 기구의 표면 위해 미생물의 오염을 줄이는 것은 매우 중요하다. 이를 해결하기 위해 한국식품연구원은 식품첨가물로 구성된 항균복합 조성물을 개발했다.
1. 보도요지
□ 식품 제조 설비, 도구 및 기구 등 식품이 접촉하는 표면의 위해 미생물 제어를 위해 안전성이 검증된 식품첨가물을 이용한 항균복합 조성물을 국내 연구진이 개발하였다.
ㅇ한국식품연구원(원장 박동준, 이하 “식품(연)”)은 기존 화학적 살균소독제를 대체할 수 있는 항균복합조성물을 개발하였다고 발표하였다.
□ 살균소독제는 식품 제조시 관련 기구의 표면을 살균, 소독하기 위하여 사용되고 있다.
ㅇ현재 식품제조업체에서는 차아염소산수, 차아염소산나트륨,
오존수 등 화학적 살균소독제를 주로 사용하고 있다.
- 차아염소산나트륨은 살균력이 강력하고, 사용하기가 간편 하며, 가격이 저렴하다. 하지만 ▲과다사용 시 잔존 염소에 의한 안구 및 피부 자극, ▲발암 우려 물질인 총트리할로 메탄(THMs) 생성 ▲입과 인두(입과 식도 사이), 식도, 위 등에 알레르기 반응에 따른 염증 및 출혈 유발 등의 문제 점이 지적되고 있다.
ㅇ이번에 개발된 항균복합조성물은 로즈메리 및 녹차 추출물, 구연산, 폴리리신 등 미국 FDA의 안전원료인증물질(GRAS;
Generally Recognized As Safe)로 규정한 화합물을 혼합한 것으로 인체에 무해하다.
ㅇ개발된 항균복합조성물은 식품제조업체의 설비/기구(스테인리스 스틸·폴리프로필렌 소재)와 가정용 도마·칼·바구니 등에 사용 할 수 있으며, 침지하거나 뿌리는 형태로 활용이 가능하다.
ㅇ특히, 처리 시에 약 12시간까지 항균 활성이 유지되어 효과적인 미생물 제어가 가능하다.
□ 식중독 유발 미생물 5종(황색 포도상구균, 대장균, 바실러스 세레 우스, 살모넬라, 리스테리아 모노사이토제네스)을 대상으로 효과를 실험하여 본 결과, 조성물에 포함된 각 물질을 단독 사용 하였을 때 보다 복합조성물이 10배 이상 효과가 좋은 것으로 나타났다.
ㅇ항균복합조성물의 최소억제농도는 각 물질이 단독으로 사용할 때보다 10배 이상 낮았다. 항균복합조성물을 0.25% 희석한 용액에 상기 미생물을 5분간 침지(담금) 한 결과, 99.999%이상 사멸한 것을 확인하였다.
ㅇ특히, 식중독균 중 대표적인 포자 형성균인 바실러스 세레우스는 차아염소산나트륨 200ppm 농도(식품의약품안전처 고시 기준 적정농도)로 처리한 뒤에도 도마 표면에서 최대 24시간 생존 가능한 것으로 알려져 있으나, 이번에 개발된 항균복합조성물로
처리 후 약 2시간이내에 99.999%가 사멸하여 그 우수성을 입증 하였다.
ㅇ식품(연)은 항균소재 개발 및 제조 전문 기업 ㈜다인소재와 공동 연구을 통하여 항균복합조성물을 개발하였으며, 이를 식품제조업체에 활용하기 위한 ‘식기류나 도마, 칼 등의 조리 기구에 대한 품목별 세척․소독 작업 매뉴얼’도 제작하였다.
향후 연구팀은 이를 이용한 국내 신선 농산물의 환경 친화적 세척 및 살균 시스템 적용 가능성을 지속적으로 검증함과 동시에 국내 식품제조업체가 적극적으로 이를 활용할 수 있도록 제형화할 계획이다.
□ 식품(연) 산업지원연구본부 김영찬 본부장은 “식품첨가물로 구성된 항균복합조성물이 식품 조리 및 생산현장에서 살균소독제로 광범위 하게 사용되면, 소비자에게 안전하고 위생적인 식품을 제공할 수 있으며, 기존 고농도 염소 사용 및 잔류 염소에 따른 2차적 위해 요소 문제를 해결할 수 있다.”며 “무엇보다 안전한 농식품의 제공 및 소비 체계 구축으로 식중독 발생에 따른 사회적 비용 경감이 가능할 것”
이라고 덧붙였다.
※상기 기사와 관련된 논문은 ‘foods’ 2020,9,59 (Foods 2020, 9, 59; doi:10.3390/foods9010059)에 게재 되었습니다. <끝>
3. 붙임 자료 리스트
□ 붙임1: 논문의 주요 내용
□ 붙임2: 용어설명
□ 붙임3: 그림설명
이 자료에 대하여 더욱 자세한 내용을 원하시면 한
국식품연구원 식품분석연구센터 구민선 책임연구원
(☎063-219-9161), 또는 성과확산실 정유승 실장 (☎063-219-9031)에게 연락주시기 바랍니다.
붙임 1
논문의 주요내용
□ 논문명, 저자정보
- 논문명: The bactericidal effect of a combination of food-grade compounds and their application as alternative antibacterial agents for food contact surfaces
- 저 자: K.M.Park (제1저자, 과학기술연합대학원 대학교), S-G. Yoon (공동저자, 다인소재), T-H. Choi (공동저자, 다인소재), H.J. Kim (공동저자, 식품연), K.J. Park (공동저자, 식품연), M. Koo (교신저자, 식품연)
□ 논문의 주요 내용 1. 연구의 필요성
◦신선 농산물의 섭취가 증가함에 따라 추가적인 가열 조리 없이 섭취하는 신선 농산물에 의한 식중독 발생도 증가하고 있으며 특히 바실러스 세레우스와 같은 포자형성 식중독균의 오염도가 높은 것으로 보고되었다.
◦신선 농산물 제조업체의 미생물 오염 정도는 제품의 세척 또는 포장과 같은 생산 단계뿐 아니라 공정 단계 중 사용되는 세척 조, 칼, 칼판, 바구니 등의 기구 표면에 부착되어 있는 미생물에 의한 교차 오염에 의해서도 증가될 수 있다.
◦차아염소산나트륨 같은 화학적 살균제는 미생물 불활성화에 탁 월하지만 염소계 살균제의 잦은 사용은 염소에 대한 저항성을 갖게 하고 발암물질이 생성되어 인체에 대한 치명적인 독성을 일으킬 수 있다. 따라서 염소계 살균제와 같은 화학적 살균제를 대체할 수 있는 천연물질 유래 항균물질을 기반으로 한 항균복 합조성물의 개발이 매우 중요하고 필요한 과제이다.
2. 연구 내용
◦본 연구에서는 로즈메리 추출물, 녹차 추출물, 구연산, 폴리리신 등 항균활성이 있는 것으로 알려진 식품첨가물을 이용하여 식중 독 미생물 5종(황색 포도상구균, 살모넬라, 대장균, 바실러스 세 레우스, 리스테리아 모노사이토제네스)에 대한 미생물 저감 효 과를 평가하고, 적절한 구성비를 결정하여 항균복합조성물을 개 발하였다.
◦식품 제조 과정 중 식품과 직접적 접촉이 일어나는 칼, 도마, 바 구니 등에 부착된 식중독 미생물의 성장 억제 및 활성 유지기간 을 평가하는 방법으로 개발된 복합항균조성물의 식품 접촉 표면 을 위한 표면 살균 소독제로서의 적용성을 평가하였다.
3. 연구 성과
◦로즈메리 추출물, 녹차 추출물, 구연산, 폴리리신을 단독으로 사용한 경우 식중독 미생물의 성장을 제어하기 위한 최소억제 농도 (MIC)가 로즈메리추출물 0.04-0.16%, 녹차추출물 0.3-1.25%, 구연산 0.25-1%, 폴리리신 0.5% 이상이지만, 개발된 항균복합조성물은 개별 MIC 보다 훨씬 낮은 농도에서도 미생 물 억제 효과를 보였다.
◦식품을 다루는 작업장이 위해 미생물에 의해 오염이 되면 식 품 부패와 식중독 발생의 원인이 되기 때문에 이를 효과적으 로 제어할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 식중독 미생물이 부착된 스테인레스 스틸 및 폴리프로필렌 시험편을 개발된 복 합항균조성물 0.25%용액에 5분간 침지한 결과 표면에 부착된 황색포도상구균, 대장균, 살모넬라, 바실러스 세레우스, 리스테 리아 모노사이토제네스 등 5종의 위해 미생물 모두 99.999%
이상 사멸하는 것을 확인하였다.
◦도마, 칼, 바구니 등의 식품접촉표면에 부착시킨 황색포도상구 균, 대장균, 살모넬라, 바실러스 세레우스, 리스테리아 모노사
이토제네스 등도 본 연구팀에서 개발한 복합항균조성물 (0.25%)을 5분 동안 침지법으로 처리시 2시간 이내에 모든 위 해 미생물이 99.999% 이상 사멸함을 확인하였다.
◦대표적인 포자 형성균인 바실러스 세레우스는 식약처가 고시 한 차아염소산나트륨 적정 농도 200ppm으로 처리한 경우 도 마 표면에서 24시간동안 생존한 반면 개발된 복합항균조성물 은 처리 후 2시간 이내에 99.999% 이상의 살균 효과를 보였다.
붙임 2
용어설명
1. GRAS
Generally Recognized as Safe의 약자로서 전문가들이 과학적 절 차를 통해 물질의 안전성을 평가하였을 때 안전하다고 판단하는 물질을 GRAS (일반적으로 안전하다고 인정하는 물질)이라고 한 다.
2. 식중독
물이나 음식의 섭취를 통해 인체에 유해한 독소나 미생물이 인체 내로 유입되면서 나타나는 감염질환 혹은 독성반응을 말한다. 세 계보건기구(WHO)는 식품 또는 물의 섭취에 의해 발생되었거나 발생된 것으로 의심되는 모든 감염성 또는 독소형 질환으로 규정 하고 있다.
3. 식중독 세균
급성위장염증상을 일으키는 세균을 말한다. 식품에서 증식할 때 독소를 생성하여 식중독을 야기하는 독소형 식중독 세균인 황색 포도상구균, 장출혈성 대장균, 클로스트리디움 보툴리눔과 생균의 형태로 섭취되어 증식하면서 식중독을 야기하는 감염형 식중독 세균인 비브리오, 살모넬라, 리스테리아 모노사이토제네스, 바실러 스 세레우스등이 있다.
4. 최소억제농도
미생물의 성장을 억제하는데 필요한 항미생물물질의 최소농도를 말하며, 물질의 항균력을 나타낼 때 이용된다.
5. 포자 형성균
환경 악화시 포자를 형성하는 세균으로서 Bacillus cereus, Clostridium perfringens와 같은 식중독 미생물이 이에 속한다. 포 자는 생활 환경이 좋지 못할 때 휴면기로 들어가면서 두꺼운 막 을 쓴 형태로 세포가 변화한 것으로, 성장을 위한 최적의 환경이 주어지면 다시 분열 증식 현상이 나타나는 원래의 세포 모양으로 돌아간다. 증식하면 식중독을 일으킬 수 있다.
붙임 3
그림 설명
1. 식중독 미생물에 대한 로즈메리추출물(
R. officinalis
L), 녹차추출물(C.
sinensis
L), 구연산(Citric acid), 폴리리신(Polylysine)의 최소억제농도 (MIC)Antimicrobial agent
MIC (%, w/v)
Gram-positive bacteria Gram-negative bacteria B. cereus S. aureus L. monocytogenes E. coli S. Enteritidis
R. officinalis L. 0.041 0.04 0.04 0.16 0.08
C. sinensis L. 0.30 1.25 0.60 1.25 0.30
Citric acid 0.25 0.25 1.0 1.0 0.25
Polylysine >5.0 >5.0 >5.0 >5.0 >5.0
1 Data are the means of three replicates (n = 3).
2. 개발된 항균복합조성물의 식중독 미생물에 대한 최소억제농도
Strain
Inhibition zone diameter (mm)
0.25% 0.5% 1% MIC (%, w/v)
L. monocytogenes ATCC 15313 - 9.12 10.41 0.5
B. cereus ATCC 14579 8.62 11.04 12.71 0.25
S. aureus ATCC 6538 - - 9.97 1
E. coli ATCC 10536 - 11.07 11.34 0.5
S. Enteritidis ATCC 13076 - 11.04 12.14 0.5
3. 개발된 항균복합조성물을 이용한 스테인리스 스틸, 폴리프로필렌 표면에 부착 된 식중독 미생물 5종의 저감 효과
4. 개발된 항균복합조성물을 이용한 도마, 칼, 바구니 표면에 부착된 식중독 미 생물 5종의 저감 효과 평가
Strain
T 99.999% (h) 1
Cutting board Knife Plastic basket NaOCl Sanitizer NaOCl Sanitizer NaOCl Sanitizer
S. aureus ATCC 6538 0T2 0T 0T 0T 0T 0T
E. coli ATCC 10536 0T 0T 0T 0T 0T 0T
B. cereus ATCC 14579 24.0 2.0 6.0 0T 6.0 0T
S. Enteritidis ATCC 13076 1.0 0T 0T 0T 0T 0T
L. monocytogenes
ATCC 15313 0T 0T 0T 0T 0T 0T
1 Time (h) required for a 5 log CFU/area reduction
2 0T means the initial time after treatment during 5 min