| 초록 |
연구의 목적 및 내용 가. 연구개발 목표 ○ 알 원료 및 가공품에 오염될 수 있는 병원성 미생물과 특히 바이오필름 형성능이 있는 살모넬라 등 식중독균을 효과적으로 제어할 수 있는 비가열 살균기술을 개발하고, 가공공정 중 최적의 안전관리기술을 적용함으로써 산업 현장의 저에너지, 고효율 제어시스템을 구축함 ○ 궁극적으로 알 원료 및 가공품의 안전관리기술 및 공정의 산업화를 통해 품질 개선 및 안전성을 제고하고, 계란 관련 식중독 사고를 예방하고자 함 나. 연구개발 내용 ○ 고품질 알가공품 생산을 위한 비가열 살균 공정 현장 적용 연구 - 알 원료 및 가공 공정 중 미생물 오염도 모니터링 - 알 가공 공정별 미생물학적 위해요소 저감화 기술 현장 적용 - 프리미엄 알가공품 생산을 위한 시스템의 현장 적용 및 평가 ○ 알 가공 공정 중 미생물학적 위해요소 저감화를 위한 비가열 살균 기술 개발 - 미생물학적 위해 요인 발생 원인 분석 - 공정별 미생물 저감화 비가열 기술 연구 - 공정 적용 시 제품 품질(미생물, 관능) 평가 - 프리미엄 알가공품 생산을 위한 신기술(초고압기술) 적용 연구 및 평가 ○ 알 및 작업표면별 미생물 바이오필름 형성능 저감화 연구 - 알 및 작업표면에서 발생하는 주요 식중독, 부패세균의 바이오필름 형성능 연구(in vitro) - 알 및 작업표면 보관 환경 특성별 바이오필름 형성능 탐색(온도, 상대습도) - 알 및 작업표면의 바이오필름 비가열 제어법 연구 연구개발성과 ○ 고품질 알가공품 생산을 위한 비가열 살균 공정 현장 적용 연구 - 15 분 이상의 지속적인 가열 처리를 통해 HCE 난황 표면에 유의적인 흑변 현상이 진행되는 것을 관찰하였음. - 25℃ 가속화 조건 저장 실험에서, 600 MPa에서 5 분 동안 초고압 후살균 처리한 HCE가 미생물 저감화에 가장 큰 효과를 보였음. - 25℃ 가속화 조건 저장 실험에서, 7 일 간의 저장 동안 미생물의 생장과 이에 따른 발효로 인해 모든 HCE 처리군에서 지속적으로 pH가 감소함을 관찰하였음. - 10℃ 냉장 조건 저장 실험에서, 24 일의 저장 동안 모든 후살균 처리군에서 미생물이 생장하지 않는 반면, 후살균 처리를 하지 않은 HCE의 경우 2.3 log CFU/g에서 7.7 log CFU/g으로 미생물이 늘어나는 것을 알 수 있었음. - 모든 저장 실험을 통해, 가열 후살균 처리가 HCE 난황 표면에 유의적인 FeS로부터 유래되는 흑변 현상을 초래하는 반면 초고압 후살균 처리는 후살균 처리 하지 않은 HCE와 동일한 수치의 L*, a*, b* 값을 나타냄을 관찰하였음. 이는 곧, 초고압 후살균 처리가 HCE 난황 표면에 생기는 흑변 현상을 예방할 수 있음을 의미함. - 초고압 후살균 처리를 한 HCE의 난백은 처리 압력의 증가에 따라 경도와 씹힘성이 증가하였음. 그럼에도 불구하고 가열 후살균 처리를 한 HCE의 경도와 씹힘성이 초고압 후살균 처리를 한 HCE보다 더욱 높은 것을 관찰하였음. - HCE 표면에 접종한 Salmonella Enteritidis의 저감화에 초고압 후살균 공정이 뛰어난 효과를 보였음. - HCE 소비자를 대상으로 한 관능검사에서, 550 MPa에서 5 분 동안 초고압 후살균 처리를 수행한 HCE가 가열 후살균 처리한 HCE에 비해 색, 맛, 식감 등 모든 면에서 유의적으로 더 높은 선호도를 보임. - 소비자 선호도 조사와 HCE 처리군 별 물리화학적 특성 비교를 통해, 소비자들은 HCE 난황의 색이 더 노란색을 띌수록, 식감이 더욱 부드러울수록 선호함을 알 수 있음. - 본 연구를 통해, 초고압 후살균 공정이, HCE 난황색의 변화없이 HCE의 물리화학적 성질을 개선하고 냉장 저장 기한을 증진시킴으로써 소비자 선호도를 더욱 높일 수 있으며 나아가 산업적으로도 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 기술임을 알 수 있음. ○ 알 및 작업표면별 미생물 바이오필름 형성능 저감화 연구 - 균별 바이오필름 형성능 연구를 통해 Cronobacter Sakazakii를 제외하고 동일 조건에서 균간 바이오필름 형성능은 큰 차이를 보이지 않은 것을 관찰하였음. - 재질별 바이오필름 형성능 연구를 위해 수행한 FE-SEM 촬영 결과, Rubber에서 가장 바이오필름 형성능이 높게 관찰되었음. - 온도별 바이오필름 형성능 연구를 통해 Cronobacter Sakazakii를 제외하고 37℃, 상온 (20℃)에서 모든 균주는 바이오필름 형성능이 좋았음. - 본 연구의 조건에서, 상대습도는 바이오필름 형성능에 영향력을 주지 못하는 것으로 판단되어짐. - 배지별 바이오필름 형성능 연구를 통해 10℃와 Egg shell을 제외한 대부분의 조건에서 가장 일정한 영향력을 행사하는 것으로 판단되어지며, 대체로 Egg yolk > TSB > Egg white 순으로 바이오필름 형성능 좋음을 관찰하였음. - 결론적으로, 계란 가공 등의 작업환경에서 여러 오염으로 인하여 식품접촉 표면에 바이오필름을 형성 할 수 있는 가능성이 높다고 생각되며, 식품 등으로 2차 오염의 위험성이 높다고 판단되어짐. - S. Typhimurium 과 L. monocytogenes 두 균주의 바이오필름 모두 stainless steel, plastic, rubber, egg shell 재질에서 25일 이상 생존력을 보였으며, S. Typhimurium 경우 모든 재질에서 35일까지 3 log CFU/㎠ 이상 잔존하였음. - 물리적 단일처리인 UV 처리의 경우 최대 3,600 mWs/㎠ 에서도 효과적인 살균효과를 나타내지 않았음. - 모든 화학적 살균처리는 UV 처리보다 살균효과가 높았음. - 살균효과는 CaO, NaOCl, Ethanol, H 2 O 2 순으로 높은 효과가 나타남. - S. Enteritidis, S. Typhimurium, P. aeruginosa 균주의 부유세균이 완전사멸효과를 보인 CaO (0.25%) 처리를 현장적용 최적조건으로 설정하였음. - 알 가공공정 내 일반세균 2 log CFU/㎠ 가 검출되었던 계란상승컨베이어 벨트에 적용하여 CaO (0.25 %) 처리 후 완전사멸 효과를 확인하였음. - 물리화학적 병용처리인 UV/NaOCl, UV/H 2 O 2 모두 시너지효과가 미미하며, 특징적으로 egg shell에서 가장 낮은 시너지 효과가 나타남. - 난황, 난백의 pH변화, 전란의 무게, 호우단위, 난각의 색차 및 파각력 변화측정 시 무처리 계란과 바이오필름 제어 처리 후 계란을 비교하였을 때 유의적 차이를 나타내지 않았음. 연구개발성과의 활용계획(기대효과) -본 과제를 통해 초고압 후살균 처리한 알가공품이 기존 가열 후살균된 알 가공품에 비해 저장성 및 소비자 기호도를 더욱 증가시키며, 가장 문제점이 된 흑변 현상을 제어할 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한 130명을 기준으로 조사한 관능검사에서 기존에 유통되는 가열 후살균 처리한 알가공품에 비해 초고압 후살균 처리한 알가공품의 관능이 난황의 색과 난백의 식감을 비롯한 많은 항목에서 더욱 높은 선호도 점수를 얻어, 초고압 후살균 처리가 알가공품의 살균 방법에 있어서 새로운 패러다임이 될 수 있음을 시사한다. 본 연구에 이용된 초고압 기술을 더욱 발전시킬 경우 국내 한정적인 식품군에만 적용하는 것에 그칠 것이 아니라, 나아가 이를 더욱 확장시켜 추가로 다양한 식품군에 적용할 수 있을 것으로 사료된다. 위 기술을 응용하여 단순살균/멸균 처리 기술 뿐 아니라 식품 소재의 생리기능성 증진까지 활발하게 연구가 진행된다면 국내 식품 산업의 발전을 기대할 수 있을 것이며 나아가 내수 경제 뿐 아니라 해외 시장 진출에도 크게 기여할 수 있을 것이라고 판단된다. 또한 본 연구를 통해 알 원료 및 가공품, 식품접촉표면에서의 병원성 미생물 및 주요 부패균의 바이오필름 형성능을 확인하고, 효과적인 단독 또는 병용처리 제어법을 신기술로 개발하여 이외의 식품에 있어 적용 연구에 활용가능할 것으로 판단된다. 본 과제를 통해 확인된 작업표면별 바이오필름 형성능 및 효과적인 바이오필름 제어기술은 알가공 산업 뿐 아니라 육류가공 등의 축산산업, 수산물가공산업 등에 적용하게 된다면 미생물학적 위해요소 제어를 위한 기반 기술로 활용하여 국내외 다양한 식품군의 안전한 공급에 기여할 것으로 사료된다. (출처 : 요약문) |
