KR101731440B1 - 이온화에너지와 이염화이소시아뉼산 나트륨의 병용 처리를 이용한 배의 저장성 병원균 제어 방법 및 이에 의해 제조된 배 - Google Patents

이온화에너지와 이염화이소시아뉼산 나트륨의 병용 처리를 이용한 배의 저장성 병원균 제어 방법 및 이에 의해 제조된 배 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온화에너지와 이염화이소시아뉼산 나트륨의 병용 처리를 이용한 배 저장성 병원균 제어 방법에 관한 것으로 배를 이염화이소시아뉼산 나트륨 수용액에 소정의 시간 동안 침지하는 단계 및 배에 기설정된 조사선량의 방사선을 조사하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 배의 품질 변화를 최소화하면서 배의 수확 후에 발생하는 병원균의 억제 효과를 최대화할 수 있다. 이를 통해, 배의 저장성을 증대시킬 수 있다.

Description

이온화에너지와 이염화이소시아뉼산 나트륨의 병용 처리를 이용한 배의 저장성 병원균 제어 방법 및 이에 의해 제조된 배{METHOD CONTROLLING OF POSTHARVEST DISEASE OF PEARS BY COMBINING IONIZING RADIANTION AND SODIUM DICHLOROISOCYANURATE AND PEARS PRODUCED BY THE METHOD}
본 발명은 이온화에너지와 이염화이소시아뉼산 나트륨의 병용 처리를 이용한 배 저장성 병원균 제어 방법과 관련된 발명이다.
수출입 과수 및 과채류에 병을 일으키는 병원균 중 곰팡이에 의해 발병하는 병으로는 노균병, 탄저병 균핵병 등이 있다. 배의 경우에는, 수출입 과정을 위하여 저장하는 기간 동안 푸른곰팡이병(Penicilium expansum)에 의하여 품질 변화가 발생한다.
이러한 수출입 시 과실에서 발생하는 저장성 병해충으로 인한 검역문제를 제어하고자 메틸브로마이드(Methyl bromide)를 이용하여 해충 선충, 잡초, 병원체 등을 사멸하는데 사용하고 있지만, 오존층 파괴물질로 지정되어 국제환경보호위 등 사용금지 협약이 발효됨에 따라 대체할 수 있는 검역 기술의 필요성이 대두 되고 있다.
이온화에너지 조사 기술은 식품 또는 식품 재료를 본래의 상태에 가깝게 보존하거나 위생적 품질을 개선할 목적으로 방사선 에너지를 식품에 일정시간 노출시켜 살균, 살충, 생장조절, 물성 개선 등의 효과를 거두는 기술로서, 비가열 살균 방법인 이온화 에너지의 조사법은 이용효과가 현저히 좋기 때문에 현재 여러 나라에서 검역처리 기술로 방사선 조사 기술을 사용하고 있다. 또한, 식품 자체의 품질을 유지하면서 수출조건으로 포장한 상태에서도 조사처리가 가능한 장점이 있기 때문에, 식물 검역기술로 주목받고 있다.
한편, 방사선의 선량이 높아질수록 살균효과가 증가하지만, 과실의 품질에 변화가 올 수 있기 때문에, 선량을 낮추면서 병원균을 제어할 수 있는 처리 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은 이염화이소시아뉼산 나트륨 수용액과 방사선 조사의 병용처리를 이용한 과실의 병원균 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적 달성을 위하여, 본 발명은 배를 이염화이소시아뉼산 나트륨 수용액에 소정의 시간 동안 침지하는 단계 및 상기 배에 기설정된 조사선량으로 방사선을 조사하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 이염화이소시아뉼산 나트륨 수용액의 농도는 65ppm 내지 75ppm인 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 소정 시간은 4 내지 6분인 것을 특징으로 하는 배의 병원균 제어 방법.
일 실시 예에 있어서, 상기 방사선은 180Gy 내지 220Gy의 조사선량으로 조사되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 방사선은 540Gy 내지 660Gy의 조사선량으로 조사되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 방사선은 감마선, X-선 및 전자선 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 병원균은 Penicillium expansum인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 과실의 푸른곰팡이병에 대한 1차 살균을 위하여, 상기 과실을 농도가 65ppm 내지 75ppm인 이염화이소시아뉼 산나트륨 수용액에 소정의 시간 동안 침지하는 단계 및 상기 과실의 푸른곰팡이병에 대한 2차 살균을 위하여, 상기 과실에 180Gy 내지 220Gy의 조사선량으로 방사선을 조사하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 과실의 품질 변화를 최소화하면서 과실의 수확 후에 발생하는 병원균의 억제 효과를 최대화할 수 있다. 이를 통해, 과실의 저장성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 과실의 수입 및 수출을 위한 위생검역 기술에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병원균 억제 효과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NaDCC 수용액과 감마선을 병용처리하였을 때 배의 병원균 억제 효과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NaDCC 수용액과 감마선을 병용처리하였을 때 배의 병원균 억제 효과를 나타내는 사진이다.
도 4는 NaDCC 수용액을 처리하였을때 배의 병원균 억제 효과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 NaDCC 수용액을 처리하였을때 배의 병원균 억제 효과를 나타내는 사진이다.
도 6은 방사선 조사선량에 따른 배의 병원균 억제 효과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 방사선 조사선량에 따른 배의 병원균 억제 효과를 나타내는 사진이다.
도 8은 방사선 조사선량에 따른 배의 경도변화 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 병원균 살균 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명은 과실에 이염화이소시아뉼산 나트륨(Sodium Dichloroisocyanurate, NaDCC) 수용액을 처리한 다음 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 NaDCC 수용액 및 방사선 조사의 병용처리를 이용한 과실의 병원균 제어 방법을 나타낸다.
상기 과실은 배, 토마토, 귤, 파프리카 등이 될 수 있다. 본 발명에서는 배에 발생할 수 있는 병원균 제어 방법을 나타낸다.
배에 발생할 수 있는 병해는 붉은별무늬병(Gymnosporangium asiaticum Miyabe & Yamada), 검은별무늬병(Venturia nashicola Tanaka et Yamamoto), 겹무늬병(Botryosphaeria dothidea Nose), 검은무늬병(Alternaria kikuchiana Tanaka), 검은점병일 수 있다. 특히, 배를 수확하여 저장하는 기간 동안 푸른곰팡이병(Penicilium expansum)에 의하여 배의 품질의 변화가 생길 수 있다.
1차적으로 상기 과실에 NaDCC 수용액을 처리한다.
NaDCC는 인체 및 환경에 무해하기 때문에 미국 EPA(Environmental Protection Agency)와 WHO(World Health Organization)에서 살균제로 사용이 허가되고 있다.
NaDCC의 구조식은 화학식 1과 같다.
Figure 112015035375698-pat00001
NaDCC 수용액에서 NaDCC의 농도는 10 내지 70ppm 일 수 있다.
NaDCC 수용액을 상기 과실에 처리하는 단계는, NaDCC 수용액에 상기 과실을 4 내지 6분간 침지시킨 후 건조하는 것일 수 있다.
NaDCC 수용액을 과실에 처리할 경우, NaDCC 수용액의 농도가 높아질수록 살균효과가 증가한다. 반면, NaDCC는 역한 냄새를 가지고 있기 때문에 특정 농도이상의 NaDCC 수용액을 처리할 경우 과실의 품질에 좋지 않을 영향을 줄 수 있다. 실험 결과에 따르면, 70ppm을 초과하는 NaDCC 수용액을 배에 처리할 경우, 배에서 좋지 않은 냄새가 났다.
따라서, 본 발명에서는 과실에 처리하는 NaDCC 수용액의 농도를 70ppm 이하로 한정한다.
2차적으로, NaDCC 수용액을 처리한 과실에 소정 조사선량의 방사선을 조사한다.
방사선은 코발트-60 등 방사선 동위원소에 의해 발생할 수 있으며, 에너지의 투과력이 커서 미생물 억제, 숙성조절, 저장수명 연장 등의 목적으로 활용될 수 있다.
상기 조사선량이 0 내지 1000Gy가 될 수 있다. 방사선을 과실에 조사할 경우, 방사선 조사선량이 높아질수록 살균효과가 증가한다. 반면, 방사선은 경도와 같은 과실의 물리적 특성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 실험결과에 따르면, 1000Gy 이하의 감마선을 배에 처리한 경우, 배의 경도에 차이가 없었다.
따라서, 본 발명에서는 과실에 처리하는 방사선의 조사선량을 1000Gy 이하로 한정한다.
상기 과실에 방사선 조사시 방사선은 감마선, X-선 및 전자선(electron beam) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 과실에 NaDCC 수용액과 방사선을 병용처리하면, NaDCC 및 방사선 각각의 살균 효과를 극대화하면서 과실의 품질 변화를 최소화할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 내용을 실험예, 실시예 및 비교예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
본 실시 예에서는 푸른곰팡이병(Penicilium expansum)에 대하여 이염화이소시아뉼산 나트륨(NaDCC)과 감마선을 병용 처리를 한 후 이에 대한 살균효과를 측정하였다.
먼저, PDA(Potato Dextrose Agar)배지에서 5일간 25℃에서 배양한 포자 푸른곰팡이병(Penicilium expansum)을 Tween 80을 이용하여 분리한 후 Hemocytometer를 이용하여 포자를 1x 105CFU/ml의 농도로 포자 현탁액을 제조하였다.
다음은, 배의 표면을 락스로 세척하고 물로 씻어준 후 배의 옆면에 2mm의 깊이로 찔러 상처를 내고 배의 상처부위에 상기 포자 현탁액을 10㎕접종하였다.
배의 저장과정 중 상처를 내지 않고 병원균의 포자 현탁액을 과피에 도말하였을 경우 발병빈도가 매우 낮고 발병기간이 20일 이상 걸렸다. 따라서 실험 데이터를 빠르게 얻기 위하여 배를 Tip으로 찔러 접종하였다.
본 실험 예에서는, NaDCC 수용액의 농도 및 감마선 조사선량에 변화를 주기 위하여 복수 개의 배들에 포자 현탁액을 접종하였다.
다음은, 상기 병원균을 접종한 배들을 25℃에서 균이 자랄 수 있도록 밀폐용기에 24시간 보관하였다.
다음은, 상기 보관된 배들을 네 개의 그룹들로 나눈 뒤, 그룹별로 서로 다른 농도의 NaDCC 수용액에 5분간 침지한 후 표면이 마를 때까지 건조하였다. 이때, 실험에 사용된 NaDCC 수용액의 농도는 각 그룹별로 10ppm, 30ppm, 50ppm 및 70ppm이었다.
다음은, 상기 NaDCC처리를 한 배들에 소정 조사선량의 감마선을 조사하였다. 이때, 감마선 정읍 방사선과학연구소의 감마선 조사시설(선원 11.1PBq, Co-60)을 이용하였고, 조사선량 확인은 Alanine dosimeter(5mm, Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 사용하였다.
감마선의 조사선량은 상기 그룹들을 각각 세 개의 세부그룹으로 나눈 뒤, 세부그룹 별로 200Gy, 400Gy 및 600Gy의 조사선량으로 조사하였다.
마지막으로, 상기 감마선 조사처리 후 25℃에서 약 7일간 보관 뒤 발생한 병반의 크기를 측정(단위 : mm)하였다. 또한, 상기 세부그룹 별로 6개의 샘플에 대한 병반의 크기를 측정하였다.
본 실시 예에 따른 병원균 억제 결과는 표 1 및 도 2와 같다.
표 1은 NaDCC 수용액의 농도 및 감마선 조사선량에 따른 배의 병반 크기를 나타낸 표이고, 도 2는 NaDCC 수용액의 농도 및 감마선 조사선량에 따른 배의 병반 크기의 평균값을 나타낸 그래프이다.
1 2 3 4 5 6 AVERAGE STDEVP
200Gy, 10 ppm 31.25 28.84 30.13 34.07 29.50 30.00 30.63 1.70
200Gy, 30 ppm 24.81 21.32 24.99 28.94 26.62 27.55 25.71 2.42
200Gy, 50 ppm 28.36 23.36 21.56 23.69 25.69 22.45 24.19 2.26
200Gy, 70 ppm 8.85 7.03 8.36 6.29 7.66 8.79 7.83 0.94
400Gy, 10 ppm 26.98 27.03 26.59 25.21 25.68 25.63 26.19 0.71
400Gy, 30 ppm 24.58 23.98 25.67 28.40 20.27 21.64 24.09 2.64
400Gy, 50 ppm 22.36 23.59 21.39 22.58 24.36 20.19 22.41 1.37
400Gy, 70 ppm 22.36 20.69 21.68 22.58 20.47 22.47 21.71 0.85
600Gy, 10 ppm 25.36 25.39 25.31 24.21 23.69 23.65 24.60 0.77
600Gy, 30 ppm 24.99 22.41 22.83 21.95 23.84 20.69 22.79 1.37
600Gy, 50 ppm 21.21 19.68 18.56 19.65 20.36 22.38 20.31 1.22
600Gy, 70 ppm 18.69 17.36 19.68 20.69 16.69 18.69 18.63 1.34
또한, 도 3은 본 실시 예에 따른 배의 상태를 촬영한 사진이다.
도2 및 도 3과 같이, 70ppm의 NaDCC수용액 및 200Gy의 감마선으로 병용처리하였을 때 배의 병원균 억제 효과가 월등히 좋은 것을 확인할 수 있다.
또한, 70ppm의 NaDCC수용액 및 600Gy의 감마선으로 병용처리하였을 때 병원균 억제 효과가 두 번째로 좋은 것을 확인할 수 있다.
[ 비교예 1] - NaDCC 수용액의 개별처리
먼저, PDA(Potato Dextrose Agar)배지에서 5일간 25℃에서 배양한 포자 푸른곰팡이병(Penicilium expansum)을 Tween 80을 이용하여 분리한 후 Hemocytometer를 이용하여 포자를 1x 105CFU/ml의 농도로 포자 현탁액을 제조하였다.
다음은, 배의 표면을 락스로 세척하고 물로 씻어준 후 배의 옆면에 2mm의 깊이로 찔러 상처를 내고 배의 상처부위에 상기 포자 현탁액을 10㎕ 접종하였다.
서로 다른 농도의 NaDCC 수용액에 대한 실험을 하기 위하여 복수 개의 배들에 포자 현탁액을 접종하였다.
다음은, 상기 병원균을 접종한 배들을 25℃에서 균이 자랄 수 있도록 밀폐용기에 24시간 보관하였다.
다음은, 상기 보관된 배들을 네 개의 그룹들로 나눈 뒤, 그룹별로 다른 농도의 NaDCC 수용액에 5분간 침지한 후 표면이 마를 때까지 건조하였다. 이때, 실험에 사용된 NaDCC의 농도는 각각 10ppm, 30ppm, 50ppm 및 70ppm이었다.
마지막으로, 25℃에서 약 7일간 보관 뒤 발생한 병반의 크기를 측정(단위 : mm)하였다. 또한, 상기 세부그룹 별로 6개의 샘플에 대한 병반의 크기를 측정하였다.
본 실시 예에 따른 병원균 억제 결과는 표 2 및 도 4와 같다. 표 2는 NaDCC 수용액의 농도에 따른 배의 병반 크기를 나타낸 표이고, 도 4는 NaDCC 수용액의 농도에 따른 배의 병반 크기의 평균값을 나타낸 그래프이다.
1 2 3 4 5 6 AVERAGE STDEVP
0 ppm 44.19 46.24 47.94 44.92 45.23 45.69 45.70 1.18
10 ppm 40.23 39.68 39.60 38.18 37.69 38.15 38.92 0.95
30 ppm 38.69 37.25 37.69 37.56 36.28 37.23 37.45 0.71
50 ppm 35.36 36.35 38.40 34.36 34.28 35.69 35.74 1.39
70 ppm 33.59 34.23 31.28 34.65 33.69 35.89 33.89 1.39
또한, 도 5는 본 비교 예에 따른 배의 상태를 촬영한 사진이다.
NaDCC 수용액의 농도가 높아질수록 살균효과가 높아지는 것을 관찰할 수 있었지만, NaDCC 수용액과 감마선을 병용 처리한 경우와 비교할 때 살균효과가 상당히 떨어지는 것을 관찰할 수 있었다.
[ 비교예 2] - 감마선의 개별처리
먼저, PDA(Potato Dextrose Agar)배지에서 5일간 25℃에서 배양한 포자 푸른곰팡이병(Penicilium expansum)을 Tween 80을 이용하여 분리한 후 Hemocytometer를 이용하여 포자를 1x 105CFU/ml 의 농도로 포자 현탁액을 제조하였다.
다음은, 배의 표면을 락스로 세척하고 물로 씻어준 후 배의 옆면에 2mm의 깊이로 찔러 상처를 내고 배의 상처부위에 상기 포자 현탁액을 10 ㎕ 접종하였다.
서로 다른 조사선량의 감마선 조사를 위하여 복수 개의 배들에 포자 현탁액을 접종하였다.
다음은, 상기 병원균을 접종한 배들을 25℃에서 균이 자랄 수 있도록 밀폐용기에 24시간 보관하였다.
다음은, 상기 보관된 배들을 세 개의 그룹으로 나누고, 그룹별로 서로 조사선량의 감마선을 조사하였다. 이때, 감마선 조사선량은 각 그룹별로 200Gy, 400Gy 및 600Gy이었다.
상기 감마선은 정읍 방사선과학연구소의 감마선 조사시설(선원 11.1PBq, Co-60)을 이용하였고, 조사선량 확인은 Alanine dosimeter(5mm, Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 사용하였다.
마지막으로, 25℃에서 약 7일간 보관 뒤 발생한 병반의 크기를 측정(단위 : mm)하였다.
본 실시 예에 따른 병원균 억제 결과는 표 3 및 도 6과 같다. 표 3은 감마선 조사선량에 따른 배의 병반 크기를 나타낸 표이고, 감마선 조사선량에 따른 배의 병반 크기의 평균값을 나타낸 그래프이다.
1 2 3 4 5 6 AVERAGE STDEVP
0Gy 44.19 46.24 47.94 44.92 45.23 45.69 45.70 1.18
200Gy 31.55 34.93 32.59 30.16 29.25 34.59 32.18 2.11
400Gy 25.58 27.65 27.75 30.53 26.43 28.86 27.80 1.60
600Gy 27.85 24.69 26.90 24.83 24.36 25.30 25.66 1.28
또한, 도 7은 본 비교 예에 따른 배의 상태를 촬영한 사진이다.
감마선의 조사선량이 커질수록 살균효과가 높아지는 것을 관찰할 수 있었지만, NaDCC 수용액과 감마선을 병용 처리한 경우와 비교할 때 살균효과가 다소 떨어지는 것을 관찰할 수 있었다.
[ 실험예 ] - 감마선 조사량에 따른 배의 경도 변화
본 실험 예는 감마선 조사 후 배의 품질 변화를 측정하기 위한 실험이다.
먼저, 5개의 배에 각각 200Gy, 400Gy, 600Gy, 800Gy, 1000Gy의 감마선을 조사 후 경도를 측정하였다. 이때, 감마선을 조사하지 않은 배도 함께 경도를 측정하였다.
여기서, 경도 측정을 위해 배의 5군데에 Textural measurement instrument(TA-XT2i)를 사용하여 5kg 추에 직경 11mm를 probe를 이용하여 배를 찔러 그때 필요한 힘(Force)을 측정하였다.
다음은, 20일 및 40일이 경과한 후 상기 배들의 경도를 측정하였다. 이때, 감마선을 조사하지 않고 20일 및 40일이 경과한 배의 경도도 함께 측정하였다.
측정 결과는 도 8과 같다. 도 8과 같이, 1000Gy 이하의 감마선 조사에 대한 배의 품질 변화는 나타나지 않는 것으로 관찰되었다.

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  9. 배의 푸른곰팡이병에 대한 1차 살균을 위하여, 상기 배를 농도가 69ppm 내지 71ppm인 이염화이소시아뉼산 나트륨 수용액에 소정의 시간 동안 침지하는 단계; 및
    상기 배의 푸른곰팡이병에 대한 2차 살균을 위하여, 상기 배에 190Gy 내지 210Gy의 조사선량으로 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 배의 병원균 제어 방법.
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