KR101505466B1

KR101505466B1 - 살균력이 향상된 살균 조성물 제조방법 및 이를 이용한 살균방법

Info

Publication number: KR101505466B1
Application number: KR1020120062906A
Authority: KR
Inventors: 이민석; 김남희
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2015-03-25
Also published as: KR20140003663A

Abstract

본 발명은 물질의 항균효과를 극대화할 수 있는 살균 조성물 제조방법 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것으로, 본 발명의 살균 조성물 제조방법에 따라, 아염소산염과 산의 과다 사용은 방지하면서도 주요 살균 물질의 생성량을 증대시킴으로써 물질의 항균효과를 극대화할 수 있는 우수한 살균 조성물을 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 살균 조성물은 다양한 미생물에 대해 현저히 높은 살균 효과를 가짐으로써 식품 및 관련 분야의 다양한 기구 등을 비롯하여 광범위한 대상에 대해 유용하게 적용될 수 있다.

Description

살균력이 향상된 살균 조성물 제조방법 및 이를 이용한 살균방법{METHOD OF PREPARING STERILIZATION COMPOSITION HAVING IMPROVED MICROBICIDAL ACTIVITY AND STERILIZATION METHOD USING THE COMPOSITION}

본 발명은 물질의 항균효과를 극대화할 수 있는 살균 조성물 제조방법 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것이다.

산성화된 아염소산염(Acidified chlorite) 수용액은 식품산업에서 널리 활용되고 있는 살균제로, 주로 아염소산 나트륨(sodium chlorite, SC)을 이용하여 제조하는 산성화된 아염소산 나트륨(acidified sodium chlorite, ASC)이 가장 널리 알려져 있으며, 국제식품규격위원회(Codex alimentarious commission)에서는 최근 가공하거나 가공하지 않은 과실·채소류, 신선육, 분쇄육, 해산물, 난류 등 다양한 식품에서 ASC 사용 범위를 아염소산 나트륨(SC) 농도 500-1,200 ppm (pH 2.3-2.9) 수준으로 허용하고 있다.

산성화된 아염소산염 수용액은 아염소산염 (chlorite) 이온을 포함하는 염을 용해한 수용액에 식품에 사용할 수 있도록 허용된 다양한 산(citric acid, lactic acid, phosphoric acid 등)을 첨가하여 제조할 수 있다, 구체적으로 아염소산염 수용액에 산을 첨가하여 반응할 시 아염소산염 이온(ClO₂ ^-)이 수소이온(H⁺)과 결합하여 반안정화(semi-stable) 상태의 아염소산(chlorous acid)(HClO₂)이 생성되고, 생성된 아염소산은 ClO₂ ^-(chlorite), ClO₃ ^-(chlorate), ClO₂(chlorine dioxide), Cl^-(chloride) 등의 다양한 물질로 분해, 합성을 반복하면서 혼합물의 형태로 존재하게 되며, 이러한 중간 생성물이 미생물에 살균작용을 하기 때문에 혼합 후 1-2분 이내에 적용해야 한다.

이와 관련하여, 미국특허 제4,084,747호에는 2,700 내지 3,300 ppm의 아염소산 나트륨을 수용성 산과 반응시켜 살균활성이 있는 조성물을 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 상기 방법에 따라 제조된 조성물은 미생물의 살균에 약 10분 정도의 긴 시간이 요구되며, 살균 효과를 보다 높여 처리시간을 단축하기 위해서는 초음파 처리 등의 별도의 공정이 필요하고 이를 수행하더라도 약 5분 정도의 시간이 소요되는 등의 문제가 있었다.

그 외 산성화된 아염소산염 수용액을 제조하는데 사용되는 일반적인 방법으로서, 아염소산 나트륨과 산을 각각 원하는 농도의 수용액 상태로 따로 조제한 후 1:1의 부피비로 상호 혼합하는 방법이 알려져 있으나(도 1의 <기존의 방법> 참조), 이에 따라 제조된 용액 역시 살균 작용을 하는 이산화염소 및/또는 염소의 생성량이 낮아 살균 효과가 충분치 못한 단점이 있다(하기 실험예 1 및 2 참조).

이처럼 종래 기술에 따라 제조된 산성화된 아염소산염 수용액은 그 자체로서는 살균 효과를 크게 향상시킬 수 없던 문제가 있었는데, 이러한 한계가 존재하던 이유 중 하나는 식품별로 품질 등에 영향을 미치지 않는 수준에서 어느 정도 살균효과를 보이기 위해 적정 농도 수준에 부합하도록 상기 용액을 제조함에 따른 것으로 생각되며, 따라서 별도의 부가 공정 없이도 살균력을 높일 수 있는 우수한 살균 조성물의 제조방법이 요구된다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아염소산염과 산의 과다 사용은 방지하면서도 주요 살균 물질의 생성량을 증대시킴으로써 물질의 항균효과를 극대화할 수 있는 살균 조성물 제조방법 및 이를 이용한 살균방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

살균력은 아염소산염과 산을 혼합하여 반응시킬 때 생성되는 물질인 이산화염소(chlorine dioxide, ClO₂) 및/또는 염소(chlorine, Cl)에 의해 결정되므로, 상기 물질의 생성물을 최대화하는 것이 가장 중요하다는 점에 착안하여 본 발명자들이 연구한 결과, 고농도의 아염소산염 수용액과 고농도의 산 용액을 반응시키는 공정을 먼저 수행하여 상기 살균 물질을 최대량으로 생성시킨 후, 반응 용액을 희석하여 원하는 농도 및 pH 조건에 부합하는 산성화된 아염소산염 수용액을 제조함에 따라, 아염소산염과 산의 과다 사용은 방지하면서도 주요 살균 물질의 생성량을 증대시킴으로써 물질의 항균효과를 극대화할 수 있는 살균 조성물을 제조할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.

이에 본 발명의 바람직한 일 구현예는, 산 수용액 및 40%(w/v) 이상의 아염소산 염(chlorite) 수용액을 제조하는 단계; 상기 산 수용액 및 상기 아염소산 염 수용액을 혼합하는 단계; 및 상기 혼합단계를 거쳐 제조된 혼합용액을 희석하는 단계를 포함하는, 이산화염소 및/또는 염소의 생성량이 증대된 살균 조성물 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 바람직한 다른 일 구현예는, 상기 제조방법으로 제조된 살균 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 살균 조성물을 대상에 적용하는 단계를 포함하는 살균 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 살균 조성물 제조방법 및 이를 이용한 살균 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서에서 살균 대상은 미생물일 수 있으며, 본 명세서에서 살균이란, 미생물 성장의 억제 및/또는 개체수의 감소, 미생물 세포의 파괴 또는 무력화 등을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

상기 미생물은 임의의 무세포 또는 단세포(콜로니 포함) 유기체를 비롯한 모든 원핵생물을 포함하며, 예컨대, 박테리아(남조류 및 항산균 포함), 태선, 진균, 곰팡이, 원생동물, 바이리노, 바이로이드, 바이러스 및 조류 등이 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

산 수용액을 제조하기 위한 산은 아염소산염 수용액과 반응시 아염소산염 이온이 수소이온과 반응하여 이산화염소 및 염소 등의 살균 물질을 생성할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.

예컨대 무기산 또는 유기산을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 수용성인 것을 사용할 수 있다. 무기산으로는 예컨대 황산, 염산, 질산, 인산, 설파민산, 과염소산, 크롬산, 붕산, 탄산, 아황산, 아질산, 과염소산, 및 차아염소산 등을 사용할 수 있으며, 유기산으로는 예컨대, 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 글루콘산, 석신산, 말레산, 말산, 락트산, 타르타르산, 시트르산 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 가격이 가장 저렴하고 해리상수가 가장 높은 유기산인 시트르산을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 산 수용액은 고농도를 갖도록 제조될 수 있으며, 바람직하게는 40%(w/v)이상, 보다 바람직하게는 포화 용액으로 제조될 수 있다.

아염소산염 수용액은 아염소산염 이온을 포함하는 모든 수용액일 수 있으며, 이를 제조하기 위한 아염소산염으로는 금속 아염소산염이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 바람직하게는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 아염소산염을 사용할 수 있다.

상기 알칼리 금속 아염소산염은 예컨대 아염소산나트륨 또는 아염소산칼륨일 수 있으며, 알칼리토금속 아염소산염은 예컨대 아염소산바륨, 아염소산칼슘 및 아염소산마그네슘을 들 수 있다. 바람직하게는 저렴한 비용으로 용이 입수 가능한 아염소산나트륨을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이산화염소 등의 살균 물질을 생성하는 아염소산나트륨 수용액과 산의 일반적인 반응은 당 분야에 널리 알려져 있으며, 상술한 것 외에도 당업자는 본 반응에 적합한 다양한 공지의 산과 아염소산염을 사용하여 산 수용액 및 아염소산염 수용액을 제조할 수 있다.

아염소산염 수용액은 상술한 바와 같이, 바람직하게는 40%(w/v) 이상의 고농도를 갖도록 제조될 수 있으며, 보다 바람직하게는 포화 용액으로 제조될 수 있다.

즉, 바람직하게는 산 포화 수용액 및 아염소산염 포화 수용액을 각각 제조하여 이들을 반응시킴으로써 이산화염소 및/또는 염소 등의 살균 물질 생성량을 최대화할 수 있으며, 이에 따라 살균효과 또한 현저히 증가시킬 수 있다.

한편, 산 수용액 및 아염소산염 수용액을 제조하기 위한 수성 용매로는 바람직하게는 물을 사용할 수 있다.

상기 혼합단계를 거쳐 제조된 산성화된 아염소산염 수용액은 적절한 농도 및 pH 조건을 갖도록 희석하는 단계를 더욱 포함할 수 있으며, 바람직하게는 최종 pH 3.0 이하가 되도록 희석할 수 있다.

또한 상기 산성화된 아염소산염 수용액 내 아염소산염 수용액의 농도는 적용 대상 내지 목적을 고려하여 당업자의 선택에 따라 적절하게 희석하여 조정할 수 있다. 예컨대, 과채류, 해산물, 및 육류 등에 적용할 경우, 미국, 캐나다, 오스트레일리아 등의 국가에서 식품 적용에 허용한 농도 범위인 아염소산염 최농 종도 1200 ppm 이하의 ASC 용액으로 제조할 수 있으며, 국내 법령의 경우 식품첨가물 공전에서 ‘이산화염소(수)’로 명시하여 사용량을 유효염소 200 ppm 이하로 제한하고 있으므로, 과실류 채소류 등 식품의 살균목적으로 사용 시 상기 조건에 적합하도록 희석하여 적용할 수 있다.

이처럼 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 제조방법은, 각각의 용액을 적용하고자 하는 농도로 제조한 후 상호 혼합하여 제조하는 종전의 방법과는 달리, 각 용액을 우선 고농도, 바람직하게는 포화용액 또는 이에 가까운 농도로 제조하여 상호 혼합하여 반응시킨 후, 최종적으로 적용하고자 하는 농도로 희석하는 단계를 거침으로써, 기존의 방법에 비해 각 물질의 사용량은 보다 감소시킬 수 있는 반면 반응 효율은 더욱 촉진시킬 수 있고 이에 따라 이산화염소 및/또는 염소의 생성량이 현저히 증대되어 살균력이 극대화된 살균 조성물을 제조할 수 있게 된다.

상기 제조된 살균 조성물은 바람직하게는 산성화된 아염소산염 수용액일 수 있으며, 또한 상기 수용액과 함께 다양한 공지의 살균제를 1종 이상 추가로 포함하는 것일 수 있다.

또한 상기 조성물의 적용 형태에 따라, 바람직한 첨가제 및/또는 담체 등을 추가로 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 살균 조성물의 적용 형태는 예컨대, 항균제, 위생제, 소독제, 살균제, 살진균제 및 방취제 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 각 제형별로 바람직한 첨가제 및/또는 담체 등과 이들의 적절한 사용량은 당업자가 적절히 선택할 수 있다.

상기 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따라 제조되는 살균 조성물은 다양한 미생물, 바람직하게는 다양한 식중독 균에 대해 우수한 살균 효과를 가지며, 상기 미생물은 바람직하게는 그람 음성균 및 그람 양성균 모두를 포함하는 것일 수 있다.

상기 그람 음성균은 예컨대, 캠필로박터 제주니(Campylobacter jejuni), 여시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 크로노박터균(Cronobacter spp.), 이질균(Shigella spp.), 비브리오균(Vibrio spp.) 대장균(Escherichia coli), 또는 쥐티푸스균(Salmonella Typhimurium)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한 상기 그람 양성균은 예컨대, 클로스트리디움속균(Clostridium, 예컨대 Clostridium perfringens 또는 Clostridium botulinum 등), 바실러스균(Bacillus spp.), 포도상구균(Staphylococcus aureus) 또는 리스테리아균(Listeria monocytogenes)일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.

이에, 본 발명의 바람직한 다른 일 구현예는 상기 본 발명의 제조방법으로 제조된 살균 조성물을 이용하여 살균하는 방법을 제공한다.

상기 살균 방법은 바람직하게는, 상술한 제조방법으로 제조된 살균 조성물을 준비하는 단계 및 상기 살균 조성물을 대상에 적용하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 대상은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 식품, 식품 가공에 사용되는 기구, 또는 표면일 수 있다.

상기 식품 가공에 사용되는 기구는 예컨대, 식품의 조리 또는 가공 등에 사용되는 각종 기구들, 또는 식품의 가공라인 또는 포장라인으로 식품을 운반하기 위한 연결관 즉, 파이프라인 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 표면은 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 다공성 콘크리트, 벽돌, 타일, 석재, 목재, 금속, 적층재, 비닐, 도자기, 화강암, 기타 가사 용도에서 통상 발견되는 복합재 등 다양한 표면이 될 수 있다.

상기 살균 조성물의 적용은 특별히 제한되지 않고 통상의 방법을 사용하여 이루어질 수 있으며, 예컨대, 분무, 발포, 주입 기타 다양한 방법에 의하여 이루어질 수 있다.

상기 조성물의 바람직한 사용량은 대상 미생물의 종류, 감염 정도, 적용 경로, 적용 형태 등에 따라 적절하게 조절 가능하다.

본 발명의 살균 조성물 제조방법에 따라, 아염소산염과 산의 과다 사용은 방지하면서도 주요 살균 물질의 생성량을 증대시킴으로써 물질의 항균효과를 극대화할 수 있는 우수한 살균 조성물을 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 살균 조성물은 다양한 미생물에 대해 현저히 높은 살균 효과를 가짐으로써 식품 및 관련 분야의 다양한 기구 등을 비롯하여 광범위한 대상에 대해 유용하게 적용될 수 있다.

도 1은 실시예 및 비교예의 산성화된 아염소산 나트륨(acidified sodium chlorite, ASC) 수용액 제조방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 실험예 1에 따라, 실시예 및 비교예의 pH 조건별 이산화염소, 염소 생성량을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 실험예 2에 따라, 실시예 및 비교예의 다양한 미생물에 대한 살균력을 측정한 결과를 나타낸 것이다(처리시간: 1분).
도 4는 실험예 2에 따라, 실시예 및 비교예의 다양한 미생물에 대한 살균력을 측정한 결과를 나타낸 것이다(처리시간: 3분).
도 5는 실험예 2에 따라, 실시예 및 비교예의 다양한 미생물에 대한 살균력을 측정한 결과를 나타낸 것이다(처리시간: 5분).

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1-10 및 비교예 1-12>

산성화된 아염소산 나트륨(acidified sodium chlorite, ASC) 수용액을 제조하기 위해, 우선 아염소산 나트륨(Sodium chlorite, SC)(technical grade, 80%, Aldrich, St. Louis, MO., USA)과 시트르산(citric acid, CA)(ACS reagent, > 99.5%, Aldrich)을 사용 직전에 멸균 2차 증류수에 혼합하여 아염소산 나트륨 수용액 및 시트르산 수용액을 제조하였다.

구체적으로 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조건으로 다양한 농도의 CA(용해도: 20℃에서 75.0 g/100 ml) 0.0005, 0.005, 5, 10, 20, 40, 70%(w/v) 수용액, 및 SC (용해도: 17℃에서 39.0 g/100 ml) 0.00001, 5, 10, 20, 40%(w/v) 수용액을 각각 제조하였다.

이후 상기 각 수용액을 사용하여 도 1에 나타낸 바와 같은 세가지 방법으로 혼합하여 SC 최종농도 10 ppm, pH 2.5 (또는 pH 3.0)인 ASC 수용액을 제조하였다. 각 방법은 다음과 같다. 1) 최종적으로 얻고자 하는 농도로 제조된 아염소산염 수용액 및 원하는 pH로 제조된 산 수용액을 1:1 부피비로 혼합하는 방법(기존의 방법; C)(비교예 1 및 2), 2) 최종적으로 얻고자 하는 농도로 제조된 아염소산염 수용액에 고농도의 산 수용액을 첨가하여 원하는 pH까지 산성화하는 방법(산성화 방법(acidification); A)(비교예 3 내지 12), 및 3) 고농도의 아염소산염 수용액 및 고농도의 산 수용액을 제조하고 각각을 혼합하여 반응시킨 후, 원하는 농도 및 pH가 되도록 희석하는 방법(매스업(Mass up) 방법; M)(실시예 1 내지 10)이다.

실험에 사용한 ASC 제조 조건

구분	제조방법	아염소산나트륨 수용액			시트르산 수용액
구분	제조방법	혼합용 수용액 농도 (%, w/v)	첨가량 (ml)	ASC 용액 내 최종 농도 (ppm)	혼합용 수용액 농도 (%, w/v)	첨가량 (ml)	ASC 용액 내 최종 농도 (ppm)
비교예 1	C	0.00001	15	10	0.0005	15	500 (pH 3.0)
비교예 2	C				0.005	15	5000 (pH 2.5)
비교예 3	A				5	0.3	500 (pH 3.0)
비교예 4					10	0.15
비교예 5					20	0.075
비교예 6					40	0.0375
비교예 7					70	0.0214
비교예 8					5	3	5000 (pH 2.5)
비교예 9					10	1.5
비교예 10					20	0.75
비교예 11					40	0.375
비교예 12					70	0.214
실시예 1	M	5	0.006		5	0.3	500 (pH 3.0)
실시예 2		10	0.003		10	0.15
실시예 3		20	0.0015		20	0.075
실시예 4		40	0.00075		40	0.0375
실시예 5		40	0.00075		70	0.0214
실시예 6		5	0.006		5	3	5000 (pH 2.5)
실시예 7		10	0.003		10	1.5
실시예 8		20	0.0015		20	0.75
실시예 9		40	0.00075		40	0.375
실시예 10		40	0.00075		70	0.214

< 실험예 >

실험예 1. 각 용액의 pH , 이산화염소, 염소 생성량 측정

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 각각의 ASC 용액의 pH를 pH meter (MP 200, Mettler-Toledo LTD., Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였으며, 또한 용액 내 이산화염소, 염소 생성량 측정을 위하여 비색계(DR/800 colorimeter, HACH, Loveland, Colorade, USA) DPD법(EPA 시험법 등록번호: 10126)을 사용하였다. 측정법은 각각 제조업체의 매뉴얼에 따라 수행하였다. 상기 각 방법에 따라 측정된 각 용액의 pH, 이산화염소 및 염소 생성량 측정 결과를 하기 표 2 및 도 2에 나타냈다.

비교예 및 실시예별 이산화염소 및 염소량 측정값

	이산화염소 농도(mg/l)	염소 농도(mg/l)
비교예1	0.05 ± 0.02	0.15 ± 0.06
비교예2	0.04 ± 0.01	0.11 ± 0.04
비교예3	0.05 ± 0.03	0.13 ± 0.08
비교예4	0.06 ± 0.03	0.27 ± 0.06
비교예5	0.04 ± 0.03	0.12 ± 0.07
비교예6	0.07 ± 0.03	0.20 ± 0.06
비교예7	0.07 ± 0.02	0.17 ± 0.05
비교예8	0.03 ± 0.01	0.08 ± 0.02
비교예9	0.05 ± 0.01	0.05 ± 0.05
비교예10	0.03 ± 0.02	0.06 ± 0.03
비교예11	0.01 ± 0.01	0.03 ± 0.03
비교예12	0.05 ± 0.01	0.05 ± 0.06
실시예1	0.10 ± 0.02	0.28 ± 0.05
실시예2	0.11 ± 0.04	0.30 ± 0.11
실시예3	0.26 ± 0.02	0.71 ± 0.04
실시예4	1.03 ± 0.06	2.69 ± 0.15
실시예5	1.94 ± 0.14	5.05 ± 0.37
실시예6	0.06 ± 0.01	0.16 ± 0.01
실시예7	0.13 ± 0.02	0.34 ± 0.06
실시예8	0.29 ± 0.02	0.79 ± 0.04
실시예9	0.98 ± 0.07	2.51 ± 0.14
실시예10	1.91 ± 0.05	5.04 ± 0.11

도 2 및 표 2에 나타난 바와 같이, 기존의 방법 즉, 최종적으로 얻고자 하는 농도 및 pH로 아염소산염 수용액 및 산 수용액을 각각 제조한 후 이들을 1:1 부피비로 혼합하는 방법에 따라 제조된 비교예 1 및 2의 ASC 용액과, 최종적으로 얻고자 하는 농도로 제조된 아염소산염 수용액에 고농도의 산 수용액을 첨가하여 원하는 pH까지 산성화하는 방법을 통해 제조된 비교예 3 내지 12의 ASC 용액의 경우, 이산화염소 및 염소 생성량이 모든 pH 조건에서 매우 낮게 나타남을 확인할 수 있었다.

반면, 고농도의 아염소산염 수용액 및 산 수용액을 제조하고 각각을 혼합하여 반응시킨 후, 원하는 농도 및 pH가 되도록 희석하는 방법에 따라 제조된 본 발명의 실시예 1 내지 10의 ASC 용액의 경우 이산화염소 및 염소 생성량이 비교예의 용액에 비해 현저히 높음을 확인할 수 있었으며, 특히 pH 2.5의 용액으로 제조된 실시예 6 내지 10의 용액의 경우 실시예 1 내지 5의 용액에 비해 이산화염소 및 염소의 농도가 더욱 높은 것으로 나타나 최종 pH가 낮을수록 생성량이 더욱 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 ASC 용액의 제조를 위한 아염소산염 수용액 및 산 수용액의 농도가 모두 40%(w/v)이상인 실시예 4, 5, 9 및 10의 이산화염소 및 염소 생성량이 특히 높게 나타나 아염소산염 수용액 및 산 수용액의 초기 농도가 높을수록 이산화염소 및 염소 생성량이 더욱 증가함을 알 수 있었다.

실험예 2. 다양한 위해 미생물에 대한 각 용액의 살균력 비교

각 용액의 살균력을 비교하기 위하여 대표적 위해 미생물을 선정하였으며, 그 목록은 다음 표 3과 같다.

살균력 검증실험에 사용한 균종

그람 분류	균종	균주
그람 음성	대장균(Escherichia coli O157:H7)	ATCC 35150 ATCC 43889 ATCC 43890
그람 음성	쥐티푸스균(Salmonella Typhimurium)	ATCC 19585 ATCC 43174 DT 104 killercow
그람 양성	포도상구균(Staphylococcus aureus)	ATCC 23235 ATCC 25923 NRS 111
그람 양성	리스테리아균(Listeria monocytogenes)	ATCC 19111 ATCC 19115 ATCC 19117

상기 표 2에 나타낸 바와 같이 선정된 3개의 균종에 대해, 각 균종별로 3개의 균주를 선택하여 각각 증균배지 Tryptic Soy Broth (Difco, Detroit, MI, USA)에 접종한 후 37℃에서 24시간 배양하였다. 배양된 각 균주를 50 ml 플라스틱 튜브(Becton Diskinson, Franklin Lakes, NJ, USA)에 혼합한 후 3,000×g에서 15분간 원심분리하였다(Centra-CL2, Needham Heights, MA, USA). 상등액을 따라낸 후 동량의 0.85%(w/v) 멸균 생리식염수를 첨가하여 미생물 세포를 2회 세척하여 각 균종별 균액(cell suspension)을 제조하였다.

상기 제조된 각 균종별 균액을 7-8 log CFU/ml 수준으로 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 각각의 ASC 용액에 접종한 후, 1분, 3분, 및 5분째에 각각 균액을 따 증균배지 Tryptic Soy Agar (Dicfo)에 도말하였다(검출한계: 1 CFU/ml). 도말한 배지는 각 균종의 검출을 위한 최적 배양온도 (E. coli O157:H7, S. Typhimurium, S. aurues: 37℃; L. monocytogenes: 30℃)에서 24시간 배양한 후 배지 상에 형성된 콜로니를 계수하여 각 조건별 균 농도를 log 값으로 산출하였다. 초기 접종균수(N₀)와 처리 후 균수(N_t)를 바탕으로 각 ASC 용액에서 균종별, 처리시간별 저감화값(log(N_t/N₀))을 산출하여 각각 도 3(1분 처리), 도 4(3분 처리) 및 도 5(5분 처리)에 나타냈다.

실시예 및 비교예의 ASC 용액의 처리시간별 각 균종에 대한 살균 효과를 살펴보면, 우선 1분 처리시 비교예 1 내지 12의 용액의 경우 모든 균종에 대해 pH 2.5의 낮은 pH 조건하에서도 살균 효과가 거의 없거나 미미한 것으로 나타났음을 확인할 수 있으며, 특히 대장균에 대해서는 살균 효과가 거의 관측되지 않았음을 알 수 있었다. 반면 실시예 1 내지 10에 따라 제조된 ASC 용액은 1분이라는 단시간 내 처리한 경우에도 위해 미생물에 대한 살균 효과가 매우 뛰어남을 확인할 수 있었으며, 실험예 1에서 살펴본 바와 같이, ASC 용액의 제조를 위한 아염소산염 수용액 및 산 수용액의 초기 농도가 높을수록 살균 효과 또한 더욱 증가함을 확인할 수 있었다(도 3).

다음으로 3분 및 5분으로 각각 처리시간을 증가시킴에 따른 효과를 살펴보면, 우선 최종 ASC 용액의 pH가 2.5가 되도록 제조된 비교예 2, 비교예 8 내지 12 및 실시예 1 내지 10의 ASC 용액의 경우 처리 시간이 증가할수록 각 균종에 대한 살균효과가 전반적으로 높아짐을 확인할 수 있었다(도 4b 및 도 5b).

그러나 이 경우에도 비교예의 용액은 포도상구균 및 리스테리아균에 대해서는 여전히 효과가 없거나 매우 낮게 나타났음을 알 수 있었으며, 최종 pH가 3.0인 비교예 1 및 비교예 3 내지 7의 용액의 경우 처리시간 3분째는 물론이고 5분째에도 살균 효과가 여전히 없거나 매우 낮은 것으로 나타났다(도 4a 및 도 5a). 반면, 실시예 1 내지 10의 용액의 경우 비교예와는 달리 모든 균종에 대해 우수한 살균효과를 나타냈으며, 최종 용액의 pH가 3.0인 경우에도 현저히 높은 살균효과가 있음을 확인할 수 있었다.

상기 살펴본 바와 같이, 실시예 1 내지 10에 따라 ASC 용액을 제조할 경우 최종 용액의 pH가 상대적으로 높은 조건에서도 다양한 위해 미생물에 대해 매우 우수한 살균 효과를 보임을 알 수 있었으며, 또한 1분이라는 매우 짧은 시간 동안 처리한 경우에도 살균 효과가 높게 나타나, 단시간 내 다양한 균종에 대해 뛰어난 살균 효과를 얻을 수 있어 기존의 방법에 비해 살균력이 현저히 향상된 ASC 용액을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims

40%(w/v) 이상의 산 수용액 및 40%(w/v) 이상의 아염소산염(chlorite) 수용액을 제조하는 단계;
상기 산 수용액 및 상기 아염소산염 수용액을 혼합하는 단계; 및
상기 혼합단계를 거쳐 제조된 혼합용액을 희석하는 단계를 포함하는,
이산화염소 및/또는 염소의 생성량이 증대된 살균 조성물 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 산 수용액 및 아염소산염 수용액은 포화 수용액으로 제조하는 것인 방법.
제1항에 있어서,
상기 아염소산염은 아염소산나트륨, 아염소산칼륨, 아염소산바륨, 아염소산칼슘 및 아염소산마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 방법.
제1항에 있어서,
상기 산은 유기산 또는 무기산인 방법.
제1항에 있어서,
상기 산은 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 글루콘산, 석신산, 말레산, 말산, 락트산, 타르타르산, 시트르산, 황산, 염산, 질산, 인산, 설파민산, 과염소산, 크롬산, 붕산, 탄산, 아황산, 아질산, 과염소산 및 차아염소산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 방법.
제1항에 있어서,
상기 혼합용액은 pH 3.0 이하가 되도록 희석하는 것인 방법.
제1항에 있어서,
상기 살균 조성물은 그람 음성균 또는 그람 양성균에 대하여 항균 활성을 갖는 것인 방법.
제8항에 있어서,
상기 그람 음성균은 캠필로박터 제주니(Campylobacter jejuni), 여시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 크로노박터균(Cronobacter spp.), 이질균(Shigella spp.), 비브리오균(Vibrio spp.) 대장균(Escherichia coli), 또는 쥐티푸스균(Salmonella Typhimurium)인 방법.
제8항에 있어서,
상기 그람 양성균은 클로스트리디움속균(Clostridium), 바실러스균(Bacillus spp.), 포도상구균(Staphylococcus aureus) 또는 리스테리아균(Listeria monocytogenes)인 방법.
제1항, 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 살균 조성물을 준비하는 단계;
상기 살균 조성물을 대상에 적용하는 단계를 포함하는 살균 방법.
제11항에 있어서,
상기 대상은 식품, 식품 가공에 사용되는 기구, 또는 표면인 방법.
제12항에 있어서,
상기 표면은 다공성 콘크리트, 벽돌, 타일, 석재, 목재, 금속, 적층재, 비닐, 도자기, 화강암 또는 복합재인 방법.