사랑과 열정으로 더불어 함께 하는 세상 만들기 - 율촌재단(栗村財團)

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(1)광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선 식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구 정명수 이화여자대학교 환경ㆍ식품공학부. 1. 서 론 1.1 연구 목적 및 필요성 • 21세기에 들어서면서 사람들은 건강, 환경, 자연을 중시하고 지키려는 흐름이 두드러지고 있음. 그 리고 현재 사람들에게 많이 발생하는 비만, 성인병, 암 등의 질병이 점차 증가함에 따라 어떻게 건 강을 유지하고 질병을 예방할 것인가에 대한 관심이 더욱 증대되고 있고 특히 건강에 대한 패러다 임도 과거 “질병치료형”에서 “질병예방형”의 개념으로 바뀌면서 보다 삶의 질을 높일 수 있는 건강 에 대한 관심이 더더욱 증폭되고 있음. • 그 선두에 자연건강을 지향하는 각종 생식, 건조 스프 및 영·유아식 등 비가열 분말·신선식품들 이 이의 영양학적 잠재가치 혹은 질병예방 효과를 가진 자연주의 음식문화로 인식되고 있음. 특히 세계의 장수마을이나 특수식사를 섭취하고 있는 종교인이나 특수 집단에서는 심장병, 당뇨병 등 의 성인병이 적게 발생하는데 이에 대한 연구 및 관심이 증가하고 있음. 이러한 사람들은 주로 생 식과 채식을 섭취하고 현대인들이 주로 섭취하는 인스턴트 식품이나 과다한 육식을 섭취하지 않 음으로써 현대인들의 식생활에 의하여 발생하는 성인병을 예방할 수 있을 것으로 보고 있음. • 비가열 분말·신선식품은 정제도가 낮은 곡류나 과채류를 원료로 하고 가열 등의 물리적 가공을 최소화함으로써 식물성 원료에 함유되어 있는 단백질, 탄수화물, 식이섬유, 비타민, 미네랄, 효소, 엽록소 등의 각종 영양소 및 기능성 물질을 최대한 보존하여 이를 섭취하였을 때 유효한 생리적 기능성을 기대할 수 있도록 구성된 식품임. • 생식은 웰빙 열풍으로 건강에 대한 관심이 고조된 후 지속적인 성장으로 현재 3,000억 원 이상의 시장 규모를 형성하고 있는데 점차 고급 생식을 찾는 새로운 소비 행태의 증가로 고부가가치 생 식 제품개발에 노력을 기울이고 있으며 2005년 약 1,500만 달러 규모로 미국, 캐나다, 일본 등에 수. 597.

(2) 출시장을 형성하였고 점차 생식제품의 수출 시장 확대가 예상됨. • 생식 등의 비가열 분말·신선식품은 2004년을 기준으로 단일품목으로 김치, 인삼에 이어 세 번째 주요 수출품으로 성장하였고 국내 시장 규모에 비해 수출 비율이 작은 건강기능식품 시장에 반 해 생식 시장은 수출 비율이 높아 우리나라를 대표하는 건강기능식품으로 가능성이 높음. • 따라서 생식을 포함한 이들 비가열 분말·신선식품은 대용식 또는 이유식 개념의 기존 곡류 가공 식품과는 구분되는 일종의 건강식품으로 인식되고 있으며, 건강지향의 자연식, 채식 등의 식문화 확산과 더불어 최근 그 소비량이 급속히 증가하는 추세에 있음. • 비가열 분말·신선식품은 유통기간 연장을 위한 가열살균을 하지 않으며 섭취 시에도 조리를 하 지 않고 물이나 우유에 희석하여 음용하는 경우가 대부분이므로 생식의 원료 및 제조공정에서 혼 입된 유해한 미생물에 의해 식성병해를 일으킬 가능성이 매우 큼. 또한 제조된 완제품에 살균 목적 의 첨가물도 포함하지 않으므로 다른 어떤 가공식품보다 위생적 처리공정과 절대적인 냉장 유통 및 단기간에 소비할 수 있는 유통구조가 요구되며, 이러한 점이 녹즙 및 생식 산업의 확대를 가로 막는 가장 큰 장애물로 작용하고 있음. • 비가열 분말·신선식품의 원료인 곡류와 과채류 등에는 각 원료에 따라 차이는 크지만 곰팡이, Bacillus, Pseudomonas 등의 토양미생물이 102~105cfu/g 내외로 분포하며 병원성 미생물의 분포 가 능성도 높은 것으로 보고되고 있으며, 한 연구결과에서는 일부 시판생식에서 식중독균인 Bacillus cereus가 검출되었고 포자 형성균과 대장균군도 검출되어 생식제품들의 미생물학적 안전성에 대 한 문제가 제기된 바 있으며, 특히 몇몇 생식식품으로 인한 미생물의 오염으로 인해 구토, 설사, 복 통 등의 질병이 발생되어 사망 또는 피해를 입는 사례가 보고되고 있음. • 또한 이들에 대한 관련 법규 및 규격 설정이 미흡한 상태로 무분별한 제품 가공 및 판매로 E. coli, Listeria 등 녹즙 채소류에 특이적인 식중독균으로부터 소비자의 안전성이 위협받게 될 것으로 예 상됨. • 비가열 분말·신선식품의 제조 공정 중 미생물의 생육을 억제할 수 있는 유일한 공정은 원료 채소 의 세척처리 공정에 한하고 있음. 따라서 가능한 한 생산지(농장)에서부터 외부 오염원을 최대 차 단한 상태로 제조 공장 내 입고되어야 하며, 입고 후 최단 기간 내 제조해야 하는 제조상의 어려움 을 지니게 됨. • 이들 비가열 분말·신선식품산업의 가장 우선적인 관심사항은 이들의 품질 및 위생기준의 설정과 안전성 확보를 위한 위해 미생물 저감화 또는 살균 기술의 개발임. 현재 식품에 적용할 수 있는 비 가열 살균방법으로서 물리적인 방법에는 고전압 펄스, 진동자기장 펄스, 선형 유도 전자가속기, 초단파, 감마선조사, 강력 광펄스, 초고압처리법 등이 가능하며, 화학적인 방법에는 이산화탄소, 박테리오신, oxidizer, alcohol, 염소소독, 전해수, 오존수 등에 의한 살균 등이 있으나, 생식을 포함 한 건조 스프 및 영·유아식의 경우 효과적인 위생화 방법에 대한 연구가 거의 없는 실정임.. 598.

(3) • 현재 새로운 비열 살균 기술로 각광받고 있는 광펄스 기술은 위생적인 안전성 확보를 통해 국제 적인 경쟁력을 증대시킬 수 있고 고부가가치 산업으로의 발전이 가능함. • 광펄스 살균기술은 정량적인 에너지 조절이 가능하고, 일반적으로 수행되고 있는 가열살균이나 냉동살균에 비해 에너지 소요가 낮아 생산비 절감이 가능함. • 국내에서는 광펄스 기술에 대한 연구가 매우 미미한 실정이지만, 미국 등 일부 선진국에서는 광펄 스 기술을 포장재, 식품, 약품 등의 표면 살균에 소규모로는 일부 적용하고 있으며 대용량으로의 산업화를 서두르고 있음.. 1.2 광펄스(Intense pulsed light) 기술 광펄스 기술의 원리 분석 • 광펄스 기술은 ‘Intensed light pulse’, ‘pulsed white light(WHL)’, ‘broad-spectrum white light’ 등 여러 가지 이름으로 불림. 광펄스에서 사용되는 빛의 영역은 170~2,600nm의 범위로서 자외선(UV) 영역 뿐만 아니라 근적외선(NIR) 영역까지 포함한다는 점에서 기존의 UV 살균과는 구별됨. • 이와 같이 넓은 영역의 파장을 가진 빛을 생성하기 위해서는 고전압 펄스 전기장(PEF) 기술에서와 같이 고전압 발생장치(그림 1)의 사용이 필수적이며 UV 살균에 비해 월등히 높은 살균력을 가지 는 것으로 알려지고 있음. High voltage pulse generator. A.C 220V. TRANSFORMER. RECTIFIER. D.C HIGH VOLTAGE. OSCILLOSCOPE CAPACITOR. INDUCTOR. THYRATRON. TRIGGER CIRCUIT. PULSE GENERATOR. Water Bath Peristaltic pump Sample reservoir. GROUND. Magnetic Stirrer. 그림 1 Intense Pulsed Light. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 599.

(4) • 광펄스 처리 시 0.01~50J/cm2 범위의 에너지밀도(energy density)를 가지는 pulse가 1µs~0.1s의 간격 으로 1~20회의 flash 형태로 물질에 가해지며, 광원으로는 일반적으로 450torr 정도의 압력으로 Xenon이 채워진 clear fused quartz tube가 사용됨. • 이 기술의 근본적인 원리는 전 파장의 강한 빛을 아주 짧은 시간 안에 가하여 식품의 표면을 sterilizing시키거나 표면 미생물 수를 감소시키는 데 있으며, 제품의 유통기한을 연장하고 품질을 높이기 위한 목적으로 사용되며 식품 표면의 살균뿐만 아니라 포장재나 투명한 약품의 살균에도 사용될 수 있음. • 광펄스 기술의 살균력은 빛의 파장, 강렬한 정도, pulse의 수와 주기, 시료와 광원 사이의 거리와 포장재와 식품의 종류, 액체시료의 경우 투명도, 색 등에 의해서 결정되며 제품의 종류와 살균하려 는 면적에 따라 Lamp의 수와 배치, pulse 주기가 달라짐. • 광펄스 기술에 의한 미생물 사멸 기구는 아직 구체적인 이론이 정립되지 않았으나 기존의 UV 살 균의 경우와 마찬가지로 빛을 쪼여 세포의 DNA 구조를 파괴함으로써 미생물이 사멸되는 것으 로 보고 있음. • 다만 UV 살균의 경우 손상된 DNA가 특정 환경에서 cell repair system을 발동하여 미생물이 정상 상태로 회복될 수 있는 확률이 매우 큰 반면, 광펄스 살균은 앞서 UV 살균보다 월등히 큰 손상 을 주어 미생물이 회복될 수 있는 확률을 훨씬 낮추어 주기 때문에 UV 살균법에 비해 효과적으로 미생물을 제어할 수 있는 것으로 알려져 있음.. 선행 연구 자료 분석 • 광펄스를 이용한 살균 기술은 1990년대에 들어와서 본격적인 연구가 시작되었으며 이 살균법은 오랫동안 사용되어 온 자외선 살균의 원리와 최근 들어 비열 살균 기술로서 관심을 끌고 있는 고 전압 펄스 전기장 살균 기술의 원리를 병합한 기술로서 미생물의 사멸기작은 자외선 살균과 비슷 한 것으로 알려져 있음(1,2). • 외국의 경우 광펄스를 이용한 식품, 포장재 등의 살균에 관한 연구가 활발히 진행되고 있음. • Anderson 등(3)은 광펄스 처리에 의한 여러 종류의 세균 및 곰팡이의 불활성화 정도를 확인하였으 며(그림 2), 살균 효과가 광의 세기에 비례한다는 사실을 보고하였음. • Gomez-Lopez 등(4)은 최소 가공된 야채의 광펄스 살균 효과와 유통기한에 관한 연구가 이루어졌 으며, 광펄스 처리 후 최소 가공된 야채의 저장기간이 증가했다는 연구 결과를 발표하였음. • Dunn 등(1)은 빵 제품, 어류, 육류, 생수 등의 광펄스 처리에 관한 연구결과를 발표하였는데 그 들의 연구결과에 의하면 빵 제품의 경우 광펄스 처리가 되지 않은 sample의 경우 5~7일이 지나자 mold colonies가 나타났고 11일이 지나자 심해졌으나 광펄스를 처리한 sample의 경우에는 11일이 지나서도 mold colonies의 증식이 발견되지 않음. 또한 어류의 경우는 광펄스 처리를 한 새우가 7일. 600.

(5) E. coli S. enteritidis B. cereus F. culm orum A. niger. 11. Cell/Spore Numbers (log10 CFU/ml). 10 9 8 7 6 5 4 3 2 0. 200. 400. 600. 800. 1,000. Number of Pulses. 그림 2 Pulsed-light inactivation of surface-inoculated pathogenic bacteria and spoilage fungi. 9. Cell Number (log10 CFU/plate). 8 7 6 High UV. 5. Low UV. 4 3 2 0. 50. 100. 150. 200. 250. 300. Number of Pulses. 그림 3 Pulsed light inactivation of surface-inoculated E. coli using two light sources which contained either a low or high UV content.. 정도 먹을 수 있는 상태로 보존되었지만 광펄스 처리를 하지 않은 경우엔 변색되고 심한 이취가 발생하였으며, 육류의 경우에는 역시 광펄스 살균한 결과 2log 정도 살균 효과가 있음을 보고하 였음. • 광펄스에 의한 식품 유래 병원성 세균의 불활성화에 관한 연구도 활발히 이루어지고 있는데 Rowan 등(5)은 high UV와 low UV의 처리 시 불활성화 정도를 비교함으로써 high UV 시 미생물 의 불활성화 정도가 더 크다는 연구결과를 발표하였으며(그림 3), Huffman 등(6)은 다양한 세균 및 바이러스의 불활성화에 광펄스 처리가 효과가 있음을 밝혔음.. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 601.

(6) 그림 4 Photos of glass Petri dishes containing colonies of A. cinnamomeus generated by the ILP treatment surviving spores after 20 × 10-3s duration of treatment at different energetic densities: (a) control sample; (b) 0.497 J/cm2 (c) 0.716 J/cm2 and (d) 0.977 J/cm2.. 그림 5 Photos of glass Petri dishes containing colonies of C. herbarum generated by the ILP treatment surviving spores when treated at 0.497 J/cm2 energetic density for different times: (a) 10 × 10-3 s; (b) 20 × 10-3 s; (c) 30 × 10-3 s.. • Marquenie 등(7,8)은 UV-C, heat와 함께 광펄스를 병합 처리함으로써 strawberry의 부패시기를 연 장시키는 연구를 수행하였으며 처리 결과 저장기간이 2일 정도 늘어났다는 연구결과를 발표하 였음. • Turtoi 등(9)은 paper-polyethylene packaging material의 표면에 존재하는 곰팡이 포자를 불활성화 하는 대안으로 광펄스를 이용한 포장재 살균 처리 연구를 수행하였으며, 연구 결과 광펄스 처리 는 곰팡이 포자의 불활성화에 매우 효과적이었고 이로써 광펄스에 의한 packaging material 표면 살균 효과를 기대할 수 있게 되었음(그림 4, 5). • 이 외에 광펄스 살균 기술에 대한 선행 연구가 많이 이루어짐(표 1). • 본 연구에서는 비가열 광펄스 기술을 이용하여 각종 비가열 분말·신선식품 등에서 문제시되고 있 는 병원성 미생물에 대한 살균효과를 확인하여 기초 data를 확립하고, 기초 data를 바탕으로 실제 시장에 유통되고 있는 각종 비가열 분말·신선식품의 살균에 광펄스 기술을 적용하여 위해 세균 의 저감 및 살균 효과를 확인함으로써 광펄스 기술을 비가열 분말·신선식품의 살균공정에 적용 시킬 수 있는 학문적 또는 이론적 배경을 확립하고자 함.. 602.

(7) 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 603. Milk Milk. Food product and food contact materials. Honey Salmon fillets Salmon fillets. Paper-polyethylene Packaging material. Stainless steel surfaces. Other foods Clostridium sporogenes Eschrichia coli O157:H7 Listeria monocytogenes. Packaging material Cladosporium herbaruml. Food contact surfaces Listeria innocua. Plant foods Aspergillus niger spores Botrytis cinerea Escherichia coli O157:H7. Corn meal Strawberries Blueberries Raspberries Strawberries Alfalfa seeds Shredded spinach Mesophilic aerobic microorganisms Grated celeriac Chopped green pa prika Soybean sprouts Shredded radicchio Great carrot Shredded iceberg lettuce Shredded white cabbage Strawberries Monilia fructigena Blueberries Salmonella enteric Raspberries Salmonella spp. Strawberries. Liquids Serratia marcescens Staphlococcus aureus. Microoorganisms. 표 1 The effects of PL treatments on microbial inactivation in foods. 1.27. 0.977. 3. 30. 135 135. -. -. -. 1.93~2.77. 2.7. 0.89~5.46 0.24~0.91 0.72~0.8. 4.93 3 4.9 3.9 3.3 0.94~1.82 0.9 0.21 0.56 0.65 0.56 1.67 2.0 0.8 4 3.8 3.4 4.3. 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 30 ㎲ 300 3,750 180 180 180 135 2,700 675 2,700 675 2,700 675 2,700 2,700 3,750 180 180 180. 5.6 7 32.4 72.0 64.8 5.6 7 7 7 7 7 7 7 32.4 59.4 64.8. 5.6 5.6 5.6. > 2.0 7.2. Log reduction. 20 ns -. Pulse width. 16. Number pulses. 12.6 1.27. Pulse Energy (J). Woedling and Moraru (2005). Turtoi and Nicolau (2007). Hillegas and Demici (2003) Ozer and Dermici (2006) Ozer and Dermici (2006). Jun et al. (2003) Marquenie et al. (2003a) Bialka and Demirci (2007) Bialka and Demirci (2007) Bialka and Demirci (2007) Sharma and Demirci (2003) Gomez-Lopez et al. (2005a) Gomez-Lopez et al. (2005a) Gomez-Lopez et al. (2005a) Gomez-Lopez et al. (2005a) Gomez-Lopez et al. (2005a) Gomez-Lopez et al. (2005a) Gomez-Lopez et al. (2005a) Gomez-Lopez et al. (2005a) Marquenie et al. (2003a) Bialka and Demirci (2007) Bialka and Demirci (2007) Bialka and Demirci (2007). Smith et al. (2002) Krishnamurthy et al. (2007). Reference.

(8) • 현재 광펄스 살균 기술은 짧은 연구기간에도 불구하고 가열 살균을 적용하기 어려운 많은 식품 을 살균할 수 있는 대체 기술로서의 적용성 여부가 큰 관심으로 떠오르고 있으나, 우리나라의 경 우에는 광펄스 살균 기술에 관한 연구가 매우 적은 실정임. • Cho 등(10)은 광펄스와 UV-C 및 heat와의 병합처리에 의한 Botritis cinerea와 Monilia Fructigena의 불활성화 정도에 대한 연구를 수행하였으며, 연구 결과 광펄스만 처리하였을 때에 미생물의 불활 성화가 3~4log 정도인 것에 비해 UV-C 및 heat를 함께 처리했을 때 상대적으로 불활성화 정도가 2~3log 정도 크게 나타났음을 보고하였음. • Cho 등(10)은 또한 발효식품에 널리 산재되어 있는 젖산균을 대상으로 하여 광펄스 처리 기술의 주요공정요인인 광의 세기, 처리 시간, 시료 표면과의 거리 등에 의한 살균 효과에 관한 연구결과 를 발표하였는데, 수행된 연구에 따르면 광펄스의 빛의 세기가 증가할수록 처리시간이 길수록, 시 료 표면과의 거리가 짧을수록 높은 살균효과를 나타내었음(그림 6~8). • 앞서 살펴본 바와 같이 광펄스 기술은 식품의 이화학적, 관능적 변화를 최소화하면서 식품 표면 이나 포장재에 존재하는 각종 위해 미생물을 효과적으로 살균함으로써 상업적 식품의 유통기한 을 연장할 수 있는 획기적인 비가열 살균법인 것으로 판단됨. • 하지만 미국, 독일 등의 선진국에서도 광펄스 기술의 상업적 적용이 아직까지 몇몇 식품이나 의약 lE-00. lE-01. Survival fraction (N/No). lE-02. lE-03. lE-04. lE-05. lE-06. lE-07 0. 500. 1,000. 1,500. 2,000. 2,500. Treatment time (μs). 그림 6 Effet of the distance between the lamp and the surface of sample on inactivation of L. plantarum by intense light pulse (1㎛ pulse width) treatment at room temperature. ○; 15kV, ▲; 20kV, ●; 25kV.. 604.

(9) lE-00. lE-01. Survival fraction (N/No). lE-02. lE-03. lE-04. lE-05. lE-06. lE-07 0. 500. 1,000. 1,500. 2,000. 2,500. Treatment time (μs). 그림 7 Susceptibility of Lactobacillus, Leuconostoc and Pediococcus expore to intense light pulse treatments carried out at 15 kV and room temperature. ■; Leuconostoc mesenteroides, ○; Lactobacillus plantarum, ▲; Lactobacillus brevis, □; Pediococcus pentosaceus.. 품에 한정되어 있어, 적용의 범위를 더욱 확대하기 위해서는 보다 깊은 연구가 이루어져야 할 것으 로 판단됨. • 광펄스의 성질(파장, 세기, 펄스의 길이 및 수 등), 포장재, 적용식품의 특성(식품의 화학적 특성, 투 명도, 색상 등), 액체식품의 경우 대상물의 깊이 등과 같은 주요공정요소(critical process factors)들 이 미생물의 불활성화에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요함(12,13). • 표면이 울퉁불퉁하고 불투명한 고체 식품에 대해서는 살균효과가 다소 낮은 것으로 알려져 있 는데 이에 적합한 광의 종류나 세기에 대한 보다 깊은 연구가 선행되어야 함. 전통적으로 사용 되고 있는 254nm 부근의 파장을 가진 자외선(UV) 살균과의 미생물 불활성화 측면에서의 차이 점이 좀 더 명확히 밝혀져야 하고, 나아가 광펄스에 의한 미생물 불활성화 기작(mechanisms of microbial inactivation)에 대한 보다 심도 깊은 연구가 이루어져야 함.. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 605.

(10) lE-00. lE-01. Survival fraction (N/No). lE-02. lE-03. lE-04. lE-05. lE-06. lE-07 0. 500. 1,000. 1,500. 2,000. 2,500. Treatment time (μs). 그림 8 Effect of the distance between the lamp and the surface of sample on inactivation of L. plantarum by intense light pulse carried out at 25kV and room temperature. □; 60 mm, ▲; 80 mm, ○; 110 mm, ■; 135 mm.. 2. 연구방법 2.1 광펄스 기술의 위해 세균에 대한 저감화 효과 검토 사용균주 • 분말 신선 식품에서 문제시되는 위해 세균을 모니터링하여 대상 균주로 선정. - E. coli O157:H7 - Listeria monocytogenes - Bacillus cereus - Pseudomonas aeruginosa. 생균수 측정 • E. coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa 5mL의 TSB(Tryptic. 606.

(11) soy broth), 37 ℃, 200rpm으로 shaking incubator에서 overnight하여 전 배양함. • 전 배양된 배양액 1mL를 취해 100mL의 TSB에 첨가 후 E. coli O157:H7은 37℃, 200rpm에서 10시 간, Listeria monocytogenes는 37℃, 200rpm에서 8시간, Bacillus cereus는 37℃, 200rpm에서 10시간, Pseudomonas aeruginosa는 37℃, 200rpm에서 10시간 본 배양함. • 대수증식기 후반까지 배양된 박테리아를 원심분리 후 살균된 생리식염수(0.85% NaCl solution)에 2회 세척 후 4℃에서 보관함. • 예측된 희석배수만큼 균주를 희석하여 0.1mL를 취한 후 Tryptic soy agar(TSA)에 spreading함. • Treatment time, kV, Hz를 변수로 High-intensity pulsed light를 조사함. • 광펄스 처리된 plate를 37℃에서 48시간 동안 incubator 배양 후 생균수를 측정함.. 실험 균주. 배양 MEDIA. 균수확인 배양조건. dilution. MEDIA. culture. E. coli O157:H7. 37℃, 200 rpm shaking incubation, 10 h. 37℃ 36 h. Listeria monocytogenes KCCM 40307. 37℃, 200 rpm shaking incubation, 8h. 37℃ 48 h. Bacillus cereus. Tryptic soy broth (Difco). Pseudomonas aeruginosa. 37℃, 200 rpm shaking incubation, 10 h. 0.85% NaCl solution. Tryptic soy agar (Difco) 37℃ 24 h. 37℃, 200 rpm shaking incubation, 10 h. 37℃ 24 h. 광펄스 발생 장치 및 광원 • 광펄스의 발생을 위한 시스템은 실험실 용량으로 설계, 제작되었음. • 광펄스 발생장치는 25kV(triggering voltage), DC를 발생시킬 수 있는 전원 발생부와 펄스의 길이 및 주파수를 조절할 수 있는 조절부, 광원으로 사용되는 램프로 구성됨. • 220V, AC, 25A의 입력 전원을 고전압 변압기를 통하여 승압하고 정류하여 최대 30kV(triggering voltage), DC 전원을 발생시킬 수 있도록 하였으며, 최대 허용치 전력은 25kW임. • 공급된 고전압은 capacitor에 담아 충전된 고전압을 순간적으로 방전하는 열음극 방전관을 사용 함. • 광펄스 처리를 위해 사용한 광원(lamp)은 59kPa의 압력으로 Xenon을 충진한 quartz 재질의 Heraeus Noblight Series를 사용하였으며, lamp의 크기는 147mm×7.14mm임.. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 607.

(12) • Lamp에 인가되는 전원의 세기와 파형은 oscilloscope(Lecroy Digital Oscilloscope, Model 9300 AM, Dual 400 MHz Switzerland)로 측정함.. 2.2 광펄스에 의한 분말, 신선 식품 속 일반 세균의 살균 • 10종 이상의 분말·신선식품에 대한 잠재적 식중독 원인균 및 부패 원인균을 모니터링함. - 시료는 현재 유통되는 생식과 라면스프를 구입함. • 분말·신선식품에 존재하는 일반세균의 저감화 효과 확인. - 분말·신선식품에 존재하는 일반 세균수를 측정하기 위해 Plate Count Agar(PCA, dIFCO Co.) 배지를 사용하여 측정함. - 무균적으로 각 해당 분말을 1g씩 취하여 0.88% NaCl 용액을 넣어 10-3~10-5 로 단계 희석하여 0.1 mL를 PCA 배지에 분주한 후 spreading함. - 광펄스 처리는 25kV의 triggering voltage, 5Hz의 pulse frequency, 램프와 plate와의 거리는 12cm로 고정하였음. 시료별로 특성에 따라 500V에서 700V까지 전압을 조절함. - 광펄스 처리된 plate를 35±1℃에서 세균수는 24~48시간 동안 배양하였고, 배양 후 plate의 colony 수를 측정하고 희석 배수를 곱하여 단위 부피당 미생물 수를 CFU/mL의 단위로 산출하였음. • 미생물 동정 - 분말·신선식품 중 유기농 생식에 존재하는 미생물을 동정하기 위하여 PCA 배지에 생장한 colony 중에서 형태적으로 상이한 colony를 선별한 후 이들 균주의 16S rRNA 유전자의 염기서 열을 이용하여 동정 실시함. - 균 동정은 sequencing 전문 업체인 마크로젠에 의뢰함. (http://dna.macrogen.com/kor/) - DNA 염기서열의 homology 분석은 BLASTN online program을 이용하였음. (http://www.ncbi. nlm.nih.gov/blast/). 2.3 Transmission electron microscope(TEM) 측정 • Transmission electron microscopy(TEM)를 이용하여 광펄스 처리 후 세포의 내부 변화 양상을 관찰 하였음. 25kV, 1,500㎲ 처리를 한 Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, E. coli O157:H7, Pseudomonas aeruginosa 세포 현탁액과 무 처리 시료를 고정액(2% glutaraldehyde and 2% paraformaldegyde in 0.05M sodium cacodylate buffer)에서 overnight한 후에 0.05M sodium cacodylate buffer로 세척하였 음. 후고정액으로 1% osmium tetroxide를 사용하였으며, 2시간 고정하여 다시 살균된 증류수로 세척한 뒤, 0.5% uranyl acetate로 en bloc staining을 1시간 동안 하였음.. 608.

(13) • 그리고 탈수 용매제 ethanol 50, 70, 80, 90%에 각각 10분 동안 탈수시킨 후, 마지막으로 100% ethanol로 10, 10, 10분으로 나누어 탈수시킨 뒤, 100% propylene oxide에 15분간 2번 치환하였 음. 이를 spurr’s resin과 propylene oxide를 1:1로 혼합하여 2시간 동안 포매(embeding)하였음. Ultramicron(MT-X, RMC, Tucson, Az, USA)으로 sample을 semi-section하고, 광학 현미경으로 관 찰한 다음 전자 현미경으로 관찰하고자 하는 부위를 정하여 thin section을 한 뒤, 완성된 section 을 2% uranyl acetate액에 7분, reynolds lead citrate액에 7분 동안 전자염색을 하였음. • 염색이 끝난 후 증류수로 washing을 하여 건조하고 TEM(Libra 120, Carl zeiss, Germany)을 이용하 여 세포를 관찰하였음.. 3. 결과 및 고찰 3.1 광펄스 기술의 위해 세균에 대한 저감화 효과 검토 광펄스에 의한 E. coli O157:H7의 살균 • 광펄스의 처리조건을 5Hz에서 10, 15, 20, 25kV로 triggering voltage를 달리하여 처리한 후 E. coli. lE+00. Survival fraction (N/No). lE-01. lE-02. lE-03. lE-04. lE-05. lE-06 0. 100. 200. 300. 400. 500. 600. 700. 800. 900. Treatment time (μs). 그림 9 Inactivation of E. coli O157:H7 as triggering voltage by intense pulsed light. (■; 10 KV, ▲; 15 KV, ●; 20 KV, ◆; 25 KV). 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 609.

(14) O157:H7의 생균수를 측정해 본 결과 triggering voltage가 높아질수록, 처리 시간이 길어질수록 높 은 사멸률을 나타냄(그림 9). • 처리전압이 높아질수록 사멸속도 또한 빨라지는 결과를 얻을 수 있었음. • 15kV, 5Hz, 450㎲ 처리 후 3log 정도의 사멸 결과를 얻었으며, 25kV, 5Hz, 750㎲ 처리 후 6log 정도의 사멸 결과를 얻을 수 있었음. • 낮은 처리전압에서도 임계처리시간을 나타내지 않는 결과를 얻을 수 있었음.. 광펄스에 의한 Listeria monocytogenes의 살균 • 광펄스의 처리조건을 5Hz에서 10, 15, 20, 25kV로 triggering voltage를 달리하여 처리한 후 Listeria monocytogenes의 생균수를 측정한 결과 triggering voltage가 높아질수록, 처리 시간이 길어질수록 높은 사멸률을 나타냄(그림 10). • 15kV, 5Hz, 450㎲ 처리 후 약 1log의 사멸 결과를 얻을 수 있었으며, 25kV, 5Hz, 900㎲ 처리 후 6log 정도의 사멸 결과를 얻을 수 있었음. • 10, 15kV에서는 임계처리시간을 나타냄.. lE+00. Survival fraction (N/No). lE-01. lE-02. lE-03. lE-04. lE-05. lE-06 0. 200. 400. 600. 800. 1,000. 1,200. Treatment time (μs). 그림 10 Inactivation of Listeria monocytogenes as triggering voltage by intense pulsed light. (■; 10 kV, ▲; 15 kV, ●; 20 kV, ◆; 25 kV). 610. 1,400.

(15) 광펄스에 의한 Bacillus cereus의 살균 • 광펄스의 처리조건을 5Hz에서 10, 15, 20, 25kV로 전압을 달리하여 처리한 후 Bacillus cereus의 생균 수를 측정한 결과 처리 전압이 높아질수록, 처리 시간이 길어질수록 높은 사멸률을 나타냄(그림 11). • 15kV, 5Hz, 450㎲ 처리 후 약 1log의 사멸 결과를 얻을 수 있었으며, 25kV, 5 Hz, 750㎲ 처리 후에는 6 log 정도의 사멸 결과를 얻을 수 있었음. • 10, 15kV에서는 임계처리시간을 나타냄.. l.E+00. Survival fraction (N/No). l.E-01. l.E-02. l.E-03. l.E-04. l.E-05. l.E-06 0. 150. 300. 450. 600. 750. Treatment time (μs). 그림 11 Inactivation of Bacillus cereus as triggering voltage by intense pulsed light. (■; 10 kV, ▲; 15 kV, ●; 20 kV, ◆; 25 kV ). 광펄스에 의한 Pseudomonas aeruginosa의 살균 • 광펄스의 처리조건을 15Hz에서 10, 15kV로 triggering voltage를 달리하여 처리한 후 Pseudomonas aeruginosa의 생균수를 측정한 결과 triggering voltage가 높아질수록, 처리 시간이 길어질수록 높은 사멸률을 나타냄(그림 12). • 15kV, 5Hz, 600㎲ 처리 후 약 3log의 사멸 결과를 얻을 수 있었으며, 25kV, 5Hz, 800㎲ 처리 후 6log 정도의 사멸 결과를 얻을 수 있었음. • 낮은 처리전압에서도 임계처리시간을 나타내지 않는 결과를 얻을 수 있었음.. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 611.

(16) lE+00. Survival fraction (N/No). lE-01. lE-02. lE-03. lE-04. lE-05. lE-06 0. 200. 400. 600. 800. 1,000. Treatment time (μs). 그림 12 Inactivation of Pseudomonas aeruginosa as triggering voltage by intense pulsed light. ( ■; 10 kV, ▲; 15 kV, ●; 20 kV, ◆; 25 kV). 그림 13 A photo of petri dishes containing colonies of E. coli O157:H7 generated by the IPL treatment at 25 kV of triggering voltage.. 612.

(17) 3.2 광펄스 기술을 이용한 분말 신선 식품에 존재하는 위해 미생물의 저감효과 확인 광펄스에 의한 유기농 생식 속 일반 세균의 저감화 효과 • 비가열 분말·신선식품에 대한 잠재적 식중독 원인균 및 부패 원인균의 모니터링을 위해 유기농 생 식의 균 sequencing 결과 Bacillus종(96%)과 일치한다는 것을 확인할 수 있었음(그림 14). • 유기농 생식에서는 초기균수가 105 정도로 보여짐. • 광펄스의 처리조건을 25kV의 triggering voltage, 5Hz의 pulse frequency, 램프와 plate와의 거리 12cm 로 고정하고, 500, 600, 700V로 maintaining voltage를 달리하여 처리한 후 유기농 생식의 생균수를 측정해 본 결과 maintaining voltage가 높아질수록, 처리 시간이 길어질수록 높은 사멸률을 나타냄 (그림 15). • Maintaining voltage 700V, 5Hz 처리조건에서 2분 처리 후 3log 정도의 사멸 결과를 얻을 수 있었음.. ACTCAGACGAACGCTGGCGGCGTGCCTAATACATGCAAGTCGAGCGGACAGATGGGAGCTTGCTCCCTGATG TTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCT AATACCGGATGGTTGTTTGAACCGCATGGTTCAAACATAAAAGGTGGCTTCGGCTACCACTTACAGATGGACCC GCGGCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATC GGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGACGA AAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGTTTTCGGATCGTAAAGCTCTGTTGTTAGGGAAGAACAA GTACCGTTCGAATAGGGCGGTACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCG CGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGAATTATTGGGCGTAAAGGGCTCGCAGGCGGTTTCTTAAGTCTG ATGTGAAAGCCCCCGGCTCAACCGGGGAGGGTCATTGGAAACTGGGGAACTTGAGTGCAGAAGAGGAGAGTGG AATTCCACGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATGTGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTCTCTGGTCTGTA ACTGACGCTGAGGAGCGAAAGCGTGGGGAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATG AGTGCTAAGTGTTAGGGGGTTTCCGCCCCTTAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACG GTCGCAAGACTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGC AACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGACAATCCTAGAGATAGGACGTCCCCTTCGGGGGCAGAG TGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCT TGATCTTAGTTGCCAGCATTCAGTTGGGCACTCTAAGGTGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATG ACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACAGAACAAAGGGCAGCGAAAC CGCGAGGTTAAGCCAATCCCACAAATCTGTTCTCAGTTCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTGAAGCTGG AATCGCTAGTATCGCGGATCAGCATGCGCGGTTGAATACGTTCCCGGGCCTGTACACACCGCCCGTCACACCAC GAGAGTTTGTACACCGAGTCGTGAGTACNTTAGAGCAGCGCGANTGGANGATGANGGTGACNNNNNCCCCCCCN CNNANNNNC. 그림 14 Nucleotide sequence of 16S rRNA gene from isolate.. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 613.

(18) Survival fraction (N/No). l.E+00. l.E-01. l.E-02. l.E-03 0. 5. 10. 15. 20. 25. Treatment time (min). 그림 15 Survival fraction of microorganisms in Sengsick as function of treatment time of IPL. (maintaining voltage: ■; 500 V, ▲; 600 V, ●; 700 V). 광펄스에 의한 라면 스프 속 일반 세균의 저감화 효과 • 광펄스의 처리조건을 5Hz, 램프와 plate와의 거리 12cm에서 500V, 600V로 maintaining voltage를 달리하여 처리한 후 라면 스프의 생균수를 측정해 본 결과 maintaining voltage가 높아질수록, 처리 시간이 길어질수록 높은 사멸률을 나타냄(그림 16~19). • 라면 스프에서는 평균적으로 초기균수가 104 정도로 보여짐. • Maintaining voltage가 높아질수록 사멸속도 또한 빨라지는 결과를 얻을 수 있었음. • 라면 스프 A의 경우 600V, 5Hz에서 30s, B의 경우 600V, 5Hz에서 120s, C의 경우 600V, 5Hz에서 60s 그리고 D의 경우 500V, 5Hz에서 30s에서 평균적으로 3log 정도의 사멸률을 보임.. 614.

(19) Survival fraction (N/No). l.E+00. l.E-01. l.E-02. l.E-03 0. 20. 40. 60. 80. 100. Treatment time (sec). 그림 16 Survival fraction of microorganisms in ramen soup powder A as function of treatment time of IPL.(maintaining voltage: ■; 500 V, ▲; 600 V). Survival fraction (N/No). l.E+00. l.E-01. l.E-02. l.E-03 0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. 140. 160. Treatment time (sec). 그림 17 Survival fraction of microorganisms in ramen soup powder B as function of treatment time of IPL.(maintaining voltage: ■; 500 V, ▲; 600 V). 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 615.

(20) Survival fraction (N/No). l.E+00. l.E-01. l.E-02. l.E-03 0. 20. 40. 60. 80. 100. Treatment time (sec). 그림 18 Survival fraction of microorganisms in ramen soup powder C as function of treatment time of IPL.(maintaining voltage: ■; 500 V, ▲; 600 V). Survival fraction (N/No). l.E+00. l.E-01. l.E-02. l.E-03 0. 20. 40. 60. 80. 100. Treatment time (sec). 그림 19 Survival fraction of microorganisms in ramen soup powder D as function of treatment time of IPL.(maintaining voltage: ■; 500 V). 3.3 Transmission electron microscope(TEM) 측정 • 광펄스 처리 전과 처리 후 Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, E. coli O157:H7, Pseudomonas aeruginosa 세포의 내부적인 변화를 관찰하기 위해 광의 세기 25KV에서 1500㎲ 처리 후에 세포의 내부를 Transmission electron microscopy(TEM)를 이용하여 관찰하였음. 그림 20과 같이 intense pulsed light 처리를 하지 않은 control 세포는 세포벽과 세포막이 온전하며, 세포 내 구성 물질이 고 르게 존재하였으나, intense pulsed light 처리를 받은 세포는 세포벽과 세포막의 구분이 불분명해. 616.

(21) (a). (b). 1.. 2.. 3.. 4.. 그림 20 Morphology of IPL damaged microorganisms observed by TEM. (a) before IPL treatment (b) after IPL treatment; 1. Bacillus cereus, 2. Listeria monocytogenes, 3. E. coli O157:H7, 4. Pseudomonas aeruginosa.. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 617.

(22) 졌으며, 세포 내 물질도 상당 부분 유실된 것을 볼 수 있었음. 또한 세포막 부분이 터져 외부로 유 출되는 모습도 보였음. 이는 intense pulsed light의 사멸기작의 한 부분으로써, 세포벽과 세포막의 손상에 의한 세포 내 물질 유출 때문이라는 것을 알 수 있었음. •세포 내부 구조에 차이가 있는 그람 양성균(Bacillus cereus, Listeria monocytogenes)과 그람 음성균 (E. coli O157:H7, Pseudomonas aeruginosa)을 나누어 결과를 살펴보면, 두꺼운 펩티도글리칸 층의 세포벽을 가지고 있는 Bacillus cereus, Listeria monocytogenes와 같은 그람 양성균은 세포벽이 유 실된 부분도 있었지만 형태는 비교적 뚜렷하게 남아있었음. 그러나 얇은 세포벽을 가진 E. coli O157:H7, Pseudomonas aeruginosa와 같은 그람 음성균은 세포벽이 상당부분 손상되어 울퉁불퉁 해지고 세포막 부분이 전체적으로 터져 외부로 많이 유출되는 모습을 관찰할 수 있었음. intense pulsed light 처리는 그람 양성균보다 상대적으로 그람 음성균의 손상에 더 큰 영향을 준다는 것 을 알 수 있었음.. 4. 요 약 • 비(非)가열 분말·신선식품은 정제도가 낮은 곡류나 과채류를 원료로 하고 가열 등의 물리적 가 공을 최소화함으로써 식물성 원료에 함유되어 있는 단백질, 탄수화물, 식이섬유, 비타민, 미네랄, 효소, 엽록소 등의 각종 영양소 및 기능성 물질을 최대한 보존하여 이를 섭취하였을 때 유효한 생 리적 기능성을 기대할 수 있도록 구성된 식품임. • 이러한 천연에 가까운 상태의 식품품질을 유지할 수 있는 새로운 살균 기술로서 기대되고 있는 광펄스 기술을 이용하여 분말·신선 식품에서 문제시되고 있는 각종 위해 세균을 효과적으로 저 감화할 수 있는 방법을 연구하였음. • 광펄스 기술의 가장 근본적인 원리는 전 파장의 강한 빛을 아주 짧은 시간 안에 식품에 가하여 식 품의 표면을 살균시키거나 표면 미생물 수를 감소시키는 데 있음. 또한 광펄스 기술은 제품의 유 통기한을 연장하고 품질을 높이기 위한 목적으로 사용되며 식품 표면의 살균뿐만 아니라 포장재 나 투명한 약품의 살균에도 사용될 수 있는 유용한 기술임. • 현재 시판되고 있는 분말·신선 식품에서 문제시되고 있는 균주들과 위해 세균 검사를 위해 10여 개 종류의 일반세균 검사를 통해 시료를 선정하였음. • 문제시되는 균주 중 E. coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus cereus 를 대상 균주로 광펄스 처리를 한 결과 전기력의 세기가 증가할수록, 처리 시간이 길어질수록 미 생물의 사멸률이 증가하였음. E. coli O157:H7은 25kV의 triggering voltage로 처리할 때 750㎲ 처리 후 6log의 사멸률을 나타내었고, Listeria monocytogenes의 경우 25kV의 triggering voltage로 처리할. 618.

(23) 때 900㎲ 처리 후 6log의 사멸률을 나타내었음. 또한 Pseudomonas aeruginosa 역시 25kV triggering voltage에서 800㎲ 처리 시 5log 정도의 사멸률을 나타내었으며, Bacillus cereus는 25kV triggering voltage, 750㎲ 처리 시 6log 정도의 사멸률을 나타내었음. • 분말·신선식품에서는 시판되는 유기농 생식과 라면 스프를 대상으로 일반세균 검사와 광펄스 기술을 이용한 저감화 효과를 확인하였음. 광펄스 처리조건에 있어서 triggering voltage는 25kV, frequency는 5Hz, 램프와 처리 plate의 높이는 12cm로 고정시켰고, 처리 시간(s)과 maintaining voltage(V)에 따른 저감화 정도의 차이를 보았음. • 유기농 생식의 경우 초기균수가 105 정도이고 maintaining voltage 700V, 5Hz, 2min 처리 후 3log 정 도의 사멸 결과를 얻을 수 있었음. 또한 라면 스프의 경우 평균적으로 초기균수가 104 정도였고 평균적으로 3log 정도의 감소율을 보였고 광펄스 처리 조건은 라면 스프 A의 경우 maintaining voltage 600V에서 30s, B의 경우 600V에서 120s, C의 경우 600V에서 60s 그리고 D의 경우 500V에서 30s의 처리 조건을 가지는 것으로 나타남. • 광펄스 처리 전과 후 식중독균의 내부 변화를 관찰하기 위해 광의 세기 25kV에서 처리 후에 세포 의 형태를 투과 전자현미경(TEM)으로 관찰함. 실험 결과, 광펄스를 처리하지 않은 세포는 세포 내 물질이 고르게 존재하였으나, 광펄스 처리를 한 세포에서는 세포질(cytoplasm)과 세포벽(outer membrane) 사이의 간격이 생기고, 공간이 눈에 띄게 커져 있었음. 이러한 손상으로 인해 세포가 터 지고 세포내 물질이 밖으로 유출되는 모습이 관찰됨. 이는 세포벽이 상대적으로 더 얇은 그람 음 성균의 경우 더욱 뚜렷이 나타남. 이를 통해 광펄스의 사멸 기작으로 가장 잘 알려진 핵산 파괴 이 외에 세포질과 세포벽 파괴로 인한 균의 불활성화의 가능성을 살펴볼 수 있었음. • 이와 같은 실험 결과를 바탕으로 분말·신선식품뿐만 아니라 육류, 야채, 해산물 등의 신선식품에 서 많은 논란이 되고 있는 위해 세균에 대한 적절한 살균방법으로서 광펄스 기술을 기대해 봄. 또 한 영·유아 식품인 분유에서 검출되어 논란이 되어 온 엔테로박터 사카자키(E. sakazakii)균의 규 격이 “불검출”로 바뀜에 따라 이러한 영·유아식품과 분말·신선식품 등 비가열 식품 속의 위해 세 균을 제거하고 식중독 발병률을 감소시키는 일은 더욱더 중요한 사항이 되었으며, 이를 위해 관 련 업계에서는 비열처리 살균방법에 대한 연구와 기술의 실용화가 없어서는 안 될 매우 중요한 사 안으로 대두되고 있으므로 본 연구에서 얻어진 결과들은 광펄스 기술을 이용한 비가열 분말·신 선식품에 대한 응용 및 실용화의 기반을 마련할 것으로 기대됨. • 비가열 분말·신선식품에 존재할 수 있는 잠재적 위해세균의 전반적인 모니터링을 통해 획득된 오 염도 측정 data 확립 및 이를 통한 미생물학적 안전성의 기준 마련에 사용하도록 함. • 아울러 비가열 분말·신선식품에 대한 광펄스 비열 살균 기술의 적용 연구로부터 구축된 기초 및 실용화 data를 통해 국내 광펄스 기술의 학문적 발전을 유도함. • 이상에서 확립되어진 비가열 분말·신선식품에 대한 광펄스 비열 살균 기술의 이론적 배경을 통해. 광펄스(high-intensity pulsed light) 기술을 이용한 분말·신선식품에 존재하는 위해세균 저감화 연구. 619.

(24) 실제 산업화 공정에 적용할 수 있는 방법을 체계적으로 정리하여 국내에서 실용화하기 위한 기반 을 마련함. 또한 광펄스 기술을 이용한 살균기술의 특성 및 기준을 비가열 분말·신선식품과 관련 된 식품공전에 기재함으로써 이 기술을 관련업체에서 합법적으로 사용하도록 기대해 봄.. 참고문헌 1. Dunn J, Ott T and Clark W. 1995. Pulsed-Light Treatment of Food and packaging. Food Technol. 49(9): 95-98. 2. Cho HY, Shin JK, Song YE, Yoon SJ, Kim JM and Pyun YR. 2002. Nonthermal pasteurization of lactic acid bacteria by high intensity light pulse. Korean J. Food Sci. Technol. 34(4): 631-636. 3. Anderson JG, Rowan, NJ, MacGregor SJ, Fouracre RA and Farish O. 2000. Inactivation of food-born Enteropathogenic bacteria and Spoilage fungi using pulsed-light. IEEE Transactions on Plasma Sci. 28: 83-88. 4. Gomez-Lopez VM, Devlieghere F, Bonduelle V and Debevere J. 2005. Intense light pulses decontamination of minimally processed begetables and their shelf-life. International J. Food Microbiol. 103: 79-89. 5. Rowan NJ, Macgregor SJ, Anderson JG, Fouracre RA, Mclivaney LM and Farish O. 1999. Pulsed-light inactivation of food-related microorganisms. Applied Environ. Micobiol. 65(3): 1312-1315. 6. Huffman DE, Slifko TR, Salisbury K and Rose JB. 2000. Inactivation of Bacteria, Virus and Cryptosporidium by a point-of-use device using pulsed broad spectrum white light. Wat. Res. 34(9): 2491-2498. 7. Marquenie D, Michiels CW, Van Impe JF, Schrevens E and Nicolai BN. 2003. Pulsed white light in combination with UV-C and heat to reduce storage rot of strawberry. Postharvest Biol. Technol. 28: 455-461. 8. Marquenie D, Geeraerd AH, Lammertyn J, Soontjens C, Van Impe JF, Michiels CW and Nicolai BM. 2003. Combinations of pulsed white light and UV-C or mild heat treatment to inactivate conidia of Botritis cinerea and Monilia Fructigena. International J. Food Microbiol. 85: 185-196. 9. Turtoi M and Nicolau A. 2007. Intense light pulse treatment as alternative method for mould spores destruction on paper-polyethylene packaging material. J. Food Eng. 83: 47-53. 10. Cho HY, Shin JK, Song YA, Yoon SJ, Kim JM and Pyun YR. 2002. Nonthermal Pasteurization of Lactic acid bacteria by high intensity light pulse. Korean J. Food Sci. Technol. 34(4): 631-636. 11. Choi MS. 2008. Nonthermal sterilization of Enterobacter sakazakii and Listeria monocytogenes in infant foods using intense pulsed light, M.S. Thesis, Ewha Univ. 12. Gomez-lopez VM, Devlieghere F, Bonduelle V and Debevere J. 2005. Factors affecting the inactivation of microorganisms by intense light pulsed. J. Applied Micobiol. 99: 460-470. 13. Gomez-Lopez VM, Ragaert P, Debevere J and Devlieghere F. 2007. Pulsed light for food decontamination: a review. Trends in Food Sci. Technol. xx (2007) 1-10. 14. Smith WL., Lagunas-Solar MC., & Cullor JS. 2002. Use of pulsed ultraviolet laser light for the cold pasteurization of bovine milk. Journal of Food Protection, 65(9), 1480-1482. 15. Krishnamurthy K, Demirci A, & Irudayarah JM. 2007. Inactivation of Staphylococcus aureus in milk using flow-through pulsed UV light treatment system. Journal of Food Science, 72(7), M233-M239. Doi:10.1111/ j.1750-3841. 2007. 00438.x. 16. Jun S, Irudayaraj J, Demirci A, & Geiser D. 2003. Pulsed UV light treatment of corn meal for inactivation of Aspergillus niger spores. International Journal of Food Science & Technolog y, 38, 883-888. doi:10.1046/j.0950-. 620.

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