KR20080011821A - 산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물 및 이를 이용한 식품의보존방법 - Google Patents

산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물 및 이를 이용한 식품의보존방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물 및 이를 이용한 식품의 보존방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 칼슘을 회화시킨 후 통전처리하여 제조된 산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물 및 이를 이용한 식품의 보존방법에 관한 것이다. 본 발명의 산화칼슘은 용해도가 증가되었을 뿐만 아니라 항균효과가 증가되어 이를 함유하는 항균용 조성물은 항균 작용을 갖는 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 항균용 조성물을 이용하여 식품을 보존하는 경우 보존기간을 연장시켜 식품의 유통기한이 연장되는 효과가 있다.
산화칼슘, 항균, 보존방법

Description

산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물 및 이를 이용한 식품의 보존방법{Antimicrobial composition containing calcium oxide and method for preserving foods using the same}
도 1은 본 발명의 산화칼슘 및 이를 함유하는 조성물의 제조방법을 나타낸 전체공정도이다.
도 2는 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물의 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204에 대한 농도에 따른 항균력을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물의 바실러스 세레우스(Bacillus cereus ) KCCM 11204에 대한 배양시간에 따른 항균력을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물을 대두 수침수로 용하였을 때의 농도에 따른 일반세균의 총균수를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물을 포장 두부의 충전수로 사용하였을 때의 수침시간에 따른 일반세균의 총균수를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물 및 이를 이용한 식품의 보존방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 칼슘을 회화시킨 후 통전처리하여 제조된 산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물 및 이를 이용한 식품의 보존방법에 관한 것이다.
식품의 품질을 오랫동안 유지하기 위해서는 미생물에 의한 부패를 방지해주는 방부제가 필수적이다. 이를 위해 소르빈산, 소르빈산 칼륨, 안식향산, 안식향산 나트륨, 파라옥시 안신향산 부틸, 파라옥시 안식향산 프로필, 파라옥시 안식향산 에틸, 파라옥시 안식향산 이소부틸, 파라옥시 안식향산 이소프로필, 프로피온산 칼슘, 프로피온산 나트륨, 데히드로 초산, 데히드로 초산 나트륨 등의 합성 보존제가 사용되고 있다. 이들 합성 보존제는 그 사용에 신중을 기하여야하나 식품의 생산 및 유통중에 미생물에 의한 오염 및 변패가 발생하므로 국민보건 및 소비자의 안전을 위해 불가피하게 첨가하지 않으면 안되는 상황이다.
그러나 이들 합성 방부제들을 허용되는 기준 범위 내로 사용하더라도 소비자들이 안전성 측면에서 불신하고 있으며 실제적으로도 상기 합성 방부제들의 지속적인 체내 축적은 급, 만성 독성, 돌연변이 등의 문제를 유발할 가능성이 있다. 따라서 제품의 안전성과 경제성을 향상시킬 수 있는 천연항균제가 필요한 실정이다.
지금까지 알려진 천연항균제로는 계란에 함유된 콘알부민(conalbumin), 아비 딘(avidin), 라이조자임(lysozyme)과 우유에 존재하는 락토페린(lactoferin), 유산균이 생산하는 박테리오신(bacteriocin), 미생물이 생산하는 폴리라이신(polylysine) 등의 단백질 성분과 생물체 조직에 소량 함유된 탄소수 12 ~ 18개의 지방산, 시나몬(cinnamon), 클로브(clove)등의 정유성분, 안토시아닌(anthocyanin) 등의 식물색소 관련 성분 등이 있으며, 이밖에도 카페인(caffeine), 데오브로마인(theobromine), 피토알레신(phytoalexine) 등이 있다. 그러나 이들 성분들은 합성 방부제에 비해 항균활성이 현격히 낮고 작용 미생물의 범위가 좁아 그 사용량이 많아지기 때문에 사용자의 원가 부담과 다량 첨가에 따른 제품의 고유 물성을 변화시키는 등의 단점이 있어 실제 사용에 있어 많은 제한을 받아 왔다.
한편, 종래 칼슘을 이용하여 식품을 보존하는 방법으로는 국내 공개특허 제 2004-0051089호의 "유기산 처리 갑오징어갑을 함유하는 저장성이 향상된 두부 및 그 제조방법"에 유기산으로 칼슘의 용해도를 높여서 두부를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 방법은 유기산의 낮은 pH로 인해 제품에 신맛이 부여되는 등의 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 제품의 고유물성을 변화시키지 않으면서, 식품에 적용할 수 있는 항균용 조성물을 연구하던 중 칼슘을 회화시킨 후 통전처리하여 제조된 산화칼슘을 함유하는 조성물이 일반세균 및 식품산업에서의 지표균을 억제하는 효과가 우수함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 칼슘을 회화시킨 후 통전처리하여 제조된 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 항균용 조성물을 이용한 식품의 보존방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 칼슘을 회화시킨 후 통전처리 하여 제조된 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 항균용 조성물을 이용한 식품의 보존방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 항균용 조성물은 칼슘을 회화시킨 후 통전처리 하여 제조된 산화칼슘을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 용어 "항균(antimicrobial)"이란 세균(bacteria), 진균(fungi) 등의 병원성 미생물의 성장을 저해하는 것뿐만 아니라 이의 생존을 저해하여 살균하는 것을 포함한다.
상기 칼슘은 천연유래의 해조칼슘인 것이 바람직하며, 예를 들면 이에 한정 되지는 않으나, 패각, 우골, 해조, 난각, 산호, 어골이나 오징어 부산물로부터 유래한 것이 있다. 상기 칼슘은 분말화한 후 회화처리하는 것이 바람직하다. 상기에서 회화는 550℃ 내지 3000℃에서 수행하는 것이 바람직하다.
회화된 칼슘은 통전처리한다. 통전(通電)처리는 220V 내지 5000V의 전압으로 60분 내지 180분간 수행하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 방법에 의해 회화된 칼슘은 그 주성분이 탄산칼슘(CaCO3)에서 이산화탄소(CO2)가 배출되어 산화칼슘(CaO)으로 전환되며, 회화시킨 칼슘을 통전처리함으로써 산화칼슘의 용해도가 증가한다.
본 발명의 일 실험예에서는 회화시킨 후 통전처리하여 제조된 산화칼슘을 함유하는 조성물의 전기 전도도를 확인하였다. 그 결과, 본 발명의 회화시킨 다음 통전시킨 산화칼슘을 함유하는 조성물이 회화만 시키거나, 통전만 시킨 비교예에 비해 전기 전도도가 향상됨을 알 수 있었다(실험예 1 참조). 물에 대한 용해도는 극성물질, 즉 전기전도도가 높을수록 향상되므로, 전도도의 향상은 용해도의 향상을 가져오는 효과가 있다.
본 발명에 따른 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물의 제조방법과 관련된 전 체공정도는 도 1에 개시된 바와 같다. 상기 항균용 조성물은 수용액이거나 분말의 형태일 수 있으며, 수용액으로 제조할 경우, 산화칼슘에 물을 가하여 농도를 50~2000ppm으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 항균용 조성물은 세균, 효모 및 곰팡이 등 광범위한 종류의 균류에 강력한 항균 활성을 나타낸다. 세균의 예로는 대장균 (Escherichia coli), 서브티리스균(Bacillus subtilis), 포도상 구균 (Staphylococcus aureus), 슈도모나스(Pseudomonas aeruginosa), 크레브시엘라 (Klebsiella aerogenes), 프로테우스(Proteus mirabilis) 등이 있으며, 효모의 예로는 캔디다(Candia solani), 사카로마이세스 (Saccharomyces cerevisiae), 지고삭카로마이세스(Zygosaccharomyces rouxii) 등이 있다. 곰팡이의 예로는 아스퍼질러스(Aspergillus niger), 페니실리움(Penicillium chrysogenum) 등이 있다.
본 발명의 일 실험예에서 산화칼슘의 항균력을 확인한 결과, 칼슘을 회화시킨 다음 통전시킨 본 발명의 산화칼슘이 회화만 시키거나, 통전만 시킨 비교예에 비해 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204을 억제하는 효과가 높다는 것을 알 수 있었다(실험예 2 참조).
따라서, 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물은 종래 산화칼슘에 비해 용해도가 증가되었을 뿐만 아니라 미생물에 대한 항균효과도 우수한 특징을 가지고 있다. 
상기 조성물은 칼슘을 회화시킨 다음 통전처리하여 제조한 산화칼슘을 단독으로 포함하거나, 하나 이상의 약리학적으로 허용되는 담체, 부형제 및 희석제를 추가로 포함할 수 있다.  상기에서 '약리학적으로 허용되는' 이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다.
상기 본 발명에 따른 항균용 조성물은 분말, 과립, 정제, 환제, 당의정제, 캡슐제, 액제, 겔제, 시럽제, 슬러리제, 현탁액 및 주사제 등으로 당업계에 공지된 방법을 이용하여 제형화될 수 있다. 
나아가, 본 발명에 따른 조성물은 다양한 형태로 제제화할 수 있다.  상기 항균용 제제로는 예를 들면, 이에 한정되지는 않으나 소독제, 살균 세정제, 정균제 및 식품 보존제가 포함된다.
상기 소독제는 본 발명의 산화칼슘을 그대로 사용하거나 적합한 농도가 되도록 피부학적 및 약리학적으로 허용되는 희석제 또는 용매로 희석하여 제조할 수 있다.  상기 소독제는 생물체의 표면 바람직하게는, 포유동물의 피부 가장 바람직하게는 인간의 피부에 사용될 수 있다.  또한, 상기 소독제는 무생물체의 표면 예를 들면, 나무, 금속, 유리, 세라믹, 플라스틱, 종이 및 천의 표면에 사용될 수 있다. 상기 소독제는 침지, 면봉, 분무 및 브러싱을 포함하는 방법을 사용하여 상기 생물체 또는 무생물체의 표면에 처리할 수 있다.  바람직하게는, 상기 소독제는 상처표면, 수술 전 피부소독, 수술기구의 소독, 도관 소독 등의 용도로 병원과 일반 가 정에서 사용할 수 있다.
상기 살균 세정제의 경우에는 본 발명에 따른 산화칼슘 외에 세정제의 제조 분야에서 일반적으로 사용되는 하나 이상의 부형제 및 첨가제를 포함하여 당분야의 공지의 방법에 따라 용이하게 제조될 수 있다.  상기 살균 세정제는 주방용 또는 식품용으로 사용될 수 있으며, 주방용 살균 세정제에는 산화칼슘 외에 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 등을 추가로 포함할 수 있다. 음이온계 계면활성제의 예로는 알킬벤젠설포네이트, 알파올레핀설페이트, 소듐 또는 암모늄라우릴에테르설페이트 등이 있으며, 비이온계 계면활성제의 예로는 지방산 아미드, 알킬폴리글루코시드, 에톡시화 지방알콜계, 에톡시화 노닐 페놀계 등이 있다. 양쪽성 계면활성제의 예로는 베타인계 계면활성제, 아민 옥사이드 등이 있다.  상기 계면활성제 외에 향, 색소 및 물과 같은 희석제를 선택적으로 첨가할 수 있다.
식품용 살균 세정제의 경우에는 본 발명에 따른 산화칼슘 외에 식품학적으로 허용되는 용매 또는 희석제를 추가로 첨가하여 적절한 농도로 희석함으로써 제조할 수 있다.  상기 식품용 살균 세정제는 예를 들어, 과일류, 어류 및 육류 등의 살균 및 세척에 사용될 수 있다.
정균제(靜菌劑 bacteriostatic agent)는 세균의 증식을 억제하기 위한 목적으로 본 발명의 따른 산화칼슘 외에 약리학적으로 허용되는 용매 또는 희석제를 추가로 첨가하여 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 정균제는 예를 들어, 에어컨 냉각 수 및 가습기 등에 사용할 수 있다.
식품 보존제는 식품류의 보존성을 증강시키기기 위한 목적으로 본 발명의 따른 산화칼슘 외에 식품학적으로 허용되는 용매 또는 희석제를 추가로 첨가하여 제조할 수 있다.  본 발명의 식품 보존제는 식품의 제조 공정시 원료와 함께 배합하거나 별도의 수용성 현탁액으로 제조하여 첨가할 수도 있다.  또한, 상기 본 발명에 따른 식품 보존제를 사용하여 두부 등의 식품을 침지시키거나 본 발명의 식품 보존제를 콩나물 및 절단야채 등의 신선식품과 같은 대상 식품에 분무할 수 있다.
또한, 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 조성물은 식품 또는 음료의 형태로 제공할 수 있다. 항균 효과를 나타내기 위하여 본 발명의 산화칼슘을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조식품류 등이 있다.
한편, 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 조성물은 주정을 추가로 포함할 수 있다. 상기 주정은 94.5% 내지 95.5%의 것을 사용할 수 있으며, 첨가량은 10 내지 80%로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실험예에서는 산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물과 주정을 혼합하여 항균효과를 측정하였다. 그 결과, 칼슘유래 천연항균제의 농도를 1000ppm으로 설정하고 천연항균제를 주정과 혼합하여 사용한 결과 대장균과 바실러스 세레우스(Bacilus cereus)에 대하여 높은 억제효과를 나타냄을 확인하였다(실험예 5 참 조).
상기 본 발명의 항균용 조성물은 항균 활성이 우수하기 때문에 이를 식품에 처리함으로써 식품의 보존성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 항균용 조성물에 함유되는 산화칼슘의 원료로서 해조칼슘을 이용하는 경우 해조칼슘 이외에도 다양하고 유용한 미네랄 등의 성분이 본 발명의 항균용 조성물에 함유되므로 이를 식품 처리하는 경우 식품에 다양한 유용성분이 포함될 수 있는 장점이 있다.
따라서 본 발명은 본 발명의 항균용 조성물을 이용한 식품 보존방법을 제공한다. 즉, 본 발명의 항균용 조성물을 식품에 처리함으로써 항균 효과가 있는 식품을 제조하거나 식품에 항균성을 부여하여 유해균 및 부패균에 의한 식품의 오염 및 부패를 방지할 수 있다. 상기 항균용 조성물을 식품에 처리하는 방법으로는 식품 제조시 원료 물질에 항균용 조성물을 첨가하거나 제조된 식품에 적절히 혼합하는 방법을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 최종적으로 제조된 식품 또는 음료 중에 본 발명의 항균용 조성물의 함량이 0.001 내지 10 중량%가 되도록 처리할 수 있다.
본 발명의 일 적용예에서는 본 발명의 항균용 조성물이 함유된 두부 충전수를 이용하여 두부를 제조한 다음 두부 내의 생균수를 측정한 결과(적용예 2 참조), 항균용 조성물을 처리하지 않은 경우에 비해 바실러스 세레우스 균의 생육이 현저하게 억제됨을 확인할 수 있었다(표 6 참조).
또한, 본 발명의 일 적용예에서는 본 발명의 항균용 조성물이 함유된 수침수 로 대두를 수침한 다음 이를 이용하여 두부를 제조하고 대장균과 일반세균의 수를 측정한 결과(적용예 1 참조), 본 발명의 항균용 조성물이 염소계 소독제와 동등한 항균 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한 일반세균에 대해서는 염소계 소독제보다 오히려 살균효과가 더 높음을 확인할 수 있었다(표 5 참조).
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 >
회화 및 통전처리된 산화칼슘의 제조
다양한 조건에서 회화 및 통전처리하여 본 발명의 산화칼슘을 제조하였다.
<1-1> 1500℃ 회화 및 220V 통전처리
해조칼슘 분말(향림산업, 대한민국) 1kg을 1500℃에서 10시간 동안 회화시킨 후 220V의 전압에서 180분 동안 통전하여 산화칼슘을 제조하였다.
<1-2> 550℃ 회화 및 220V 통전처리
해조칼슘 분말 1kg을 550℃에서 12시간 동안 회화시킨 후 220V의 전압에서 180분 동안 통전하여 산화칼슘을 제조하였다.
<1-3> 3000℃ 회화 및 5000V 통전처리
해조칼슘 분말 1kg을 3000℃에서 8시간 동안 회화시킨 후 5000V의 전압에서 60분 동안 통전한 후 산화칼슘을 제조하였다.
< 비교예 1>
회화처리한 산화칼슘의 제조
해조칼슘 분말 1kg을 550℃에서 회화시켜 산화칼슘을 제조하였다. 통전처리는 하지 않았다.
< 비교예 2>
통전처리한 산화칼슘의 제조
해조칼슘 분말 1kg을 회화시키지 않고 220V의 전압에서 180분 동안 통전처리하였다.
< 실험예1 >
칼슘을 회화한 다음 통전처리하여 제조한 산화칼슘을 함유하는 본 발명 조성물의 전기전도도 측정
칼슘을 회화한 다음 통전처리하여 제조한 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 조성물의 전기전도도와 회화처리만 시키거나 통전처리만 하여 제조한 산화칼슘을 함유하는 조성물의 전기전도도를 측정하였다.
먼저, 실시예 <1-1>, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조한 산화칼슘에 물을 가하여 500 ppm 농도의 수용액을 제조하고, 0.2μm 필터로 여과한 후 80℃에서 40분간 살균하였다. 상기 세가지 시료에 대한 전기전도도를 스웨덴의 전기전도도 측정기 CC-411(conductivity meter CC-411, Hotek Technologies사)를 사용하여 측정하였다.
실험결과, 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 칼슘을 회화시킨 다음 통전처리하여 제조한 산화칼슘을 포함하는 본 발명의 조성물이 칼슘을 회화만 시키거나 통전처리만한 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 전기전도도가 향상됨을 알 수 있었다.
항목 실시예 1-1 비교예 1 비교예 2
전기전도도 (단위: μs/cm) 7,500 390 150
< 실험예 2>
칼슘을 회화한 다음 통전처리하여 제조한 산화칼슘을 함유하는 본 발명 조성물의 항균효과 측정
실험예 1에서 제조한 산화칼슘을 함유하는 수용액, 즉 실시예 <1-1>, 비교예 1 및 비교예 2의 산화칼슘을 함유하는 수용액의 항균효과를 측정하였다.
박토 트립톤(Bacto tryptone) 17g, 박토 소이톤(Bacto soytone) 3g, 박토 덱스트로즈(Bacto dextrose) 2.5g, 소디움 클로라이드(Sodium chloride) 5g, 디포타슘 포스페이트(Dipotassium phosphate) 2.5g을 1L 증류수에 녹여 121℃에서 15분간 오토클레이브한 후에, 산화칼슘 농도가 500ppm 이 되도록 배지에 첨가한 후, 10,000cfu/ml 이상의 바실러스 세레우스 KCCM 11204균을 접종하여 실험하였다. 상기 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204은 한국미생물센터에서 구입한 것이다. 배양은 37℃, 120rpm으로 12시간부터 24시간까지 배양한 후 각각의 배지에서 1mL을 채취하여 멸균된 증류수에 혼합하고, 이를 교반한 뒤, 식품공전(한국식품공업협회, 2002)에 기재된 방법에 따라 미생물의 생균수를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1-1 비교예 1 비교예 2
12hr 배양 (단위: cfu/ml) 5,500,000 38,000,000 23,500,000
24hr 배양 (단위: cfu/ml) 12,000,000 54,000,000 65,000,000
실험결과, 실시예 2의 방법으로 제조한 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물은 회화 처리만을 수행한 비교예 1이나 회화처리 없이 통전처리만을 수행한 비교예 2 보다 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204균을 억제하는 효과가 4배 내지 6배 정도 향상되었음을 알 수 있었다.
< 실험예 3>
본 발명 산화칼슘을 함유하는 조성물의 농도별 항균효과측정
<3-1> 550℃에서 회화시킨 후 220V에서 통전처리한 산화칼슘의 배양농도에 따른 항균효과조사
실시예 <1-2>에서 제조한 산화칼슘의 농도를 250ppm , 500ppm, 1000 ppm으로 맞추어 각각의 수용액을 제조하고 0.2μm 필터를 통과시킨 후 80℃의 온도에서 40분 살균을 실시하여 항균용 조성물을 제조하였다.
항균활성을 측정하기 위하여 사용한 균주는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204로서 배지 조성 및 접종조건은 상기 실험예 2와 동일하다. 시간에 따른 바실러스 세레우스 KCCM 11204균의 성장을 600nm에서의 흡광도로 측정하였다. 대조구에는 본 발명의 항균용 조성물을 첨가하지 않은 시료를 사용하였다.
실험결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 농도의존적으로 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204균의 성장을 저해함을 확인할 수 있었다.
<3-2> 3000℃에서 회화시킨 후 5000V에서 통전처리한 산화칼슘의 배양농도에 따른 항균효과조사
실시예 <1-3>에서 제조한 산화칼슘의 농도를 50ppm, 100ppm, 250ppm, 500ppm, 1000ppm으로 맞추어 각각의 수용액을 제조하고 0.2μm 필터를 통과시킨 후 90℃의 온도에서 30분 살균을 실시하여 항균용 조성물을 제조하였다.
사용한 균주와 배지조성 등은 실험예 2과 동일하다. 배양은 37℃, 120rpm으로 12시간부터 48시간까지 배양한 후 각각의 배지에서 1ml을 채취하여 멸균된 증류수에 혼합하고, 이를 교반한 뒤, 식품공전(한국식품공업협회, 2002)에 기재된 방법에 따라 미생물의 생균수를 측정하였다. 대조구에는 본 발명의 항균용 조성물을 첨가하지 않은 시료를 사용하였다.
대조구 50ppm 100ppm 250ppm 500ppm 1000ppm
12hr배양 (unit : cfu/ml) 32,250,000 36,900,000 31,900,000 16,050,000 5,700,000 107,500
24hr배양 (unit : cfu/ml) 56,500,000 51,000,000 35,400,000 26,000,000 23,000,000 1,200,000
실험결과, 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 조성물은 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204균을 농도의존적으로 효과적으로 억제함을 알 수 있었다.
< 실험예 4>
본 발명 산화칼슘을 함유하는 조성물의 배양시간에 따른 항균효과측정
실시예 <1-3>에서 제조한 산화칼슘의 농도를 500ppm 및 1000 ppm으로 맞추어 각각의 수용액을 제조하고 0.2μm 필터를 통과시킨 후 80℃의 온도에서 40분 살균을 실시하여 항균용 조성물을 제조한 다음 배양시간에 따른 항균효과를 측정하였다.
사용한 균주와 배지조성 및 생균수 측정은 상기 실험예 <3-2>와 동일하게 실시하였다. 총균수는 log단위로 표기하여 % 억제률= 1- [ log(No. of vial cells in treatment) / log(No. of vial cells in control) ]로 정의한 수치를 도 3의 A에 나타내었으며, 이를 그래프화하여 도 3의 B에 도시하였다. 대조구에는 본 발명의 항균용 조성물을 첨가하지 않은 시료를 사용하였다.
실험결과, 도 3 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 산화칼슘을 함유하는 항균조성물은 48시간 항균효과가 지속됨을 알 수 있었다. 한편, 500ppm의 경우 5.04 ~ 10.02%까지, 1000ppm의 경우 21.58 ~ 32.99%까지 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) KCCM 11204균의 성장을 억제하여 높은 항균효과를 나타냄을 알 수 있었다.
< 실험예 5>
본 발명의 산화칼슘을 함유하는 항균용 조성물을 주정과 혼합하여 사용할 경우의 항균효과조사
실시예 <1-1>에서 제조한 산화칼슘의 농도가 1000ppm인 수용액을 제조하고 0.2μm 필터를 통과시킨 후 80℃의 온도에서 40분 살균을 실시하였다. 상기 제조한 수용액을 94.5% 주정과 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100의 비율로 혼합하여 각 배지와 5:5의 비율로 첨가한 후 배양시켰다.
배양은 37℃, 120rpm으로 24시간 배양한 후 각각의 배지에서 1ml을 채취하여 멸균된 증류수에 혼합하고, 이를 교반한 뒤, 식품공전(한국식품공업협회, 2002)에 기재된 방법에 따라 미생물의 생균수를 측정하고 그 결과를 표 4에 나타내었다. 대장균과 대장균군은 한국미생물센터에서 구입하여 사용하였다.
주정:1000ppm산화칼슘 수용액 100:0 75:25 50:50 25:75 0:100
대장균 [unit : cfu/ml] N.D N.D N.D N.D N.D
대장균군 [unit : cfu/ml] N.D N.D N.D N.D N.D
바실러스 세레우스 [unit : cfu/ml] 5,300,000 2,100,000 1,400,000 860,000 1,200,000
*N.D (Not Detected)
실험결과, 본 발명에 따른 산화칼슘을 함유하는 조성물과 주정의 혼합액은 식품위생법상 식중독 지표군인 대장균과 대장균군에 있어서 완벽한 억제효과를 보여주었으며, 특히 바실러스 세레우스의 경우 주정과의 시너지 효과를 보여주어 주정:DS-Ca1000 ppm이 25:75의 비율에서 포자 형성균인 바실러스 세레우스에 대하여 억제 효과가 제일 높았음을 알 수 있었다.
< 적용예 1>
본 발명 산화칼슘을 함유하는 항균조성물을 두부제조시 대두 수침수로 사용한 경우 항균효과조사
실시예 <1-2>에서 제조한 산화칼슘의 농도를 1000ppm 및 2000 ppm으로 맞추어 각각의 수용액을 제조하고 0.2μm 필터를 통과시킨 후 80℃의 온도에서 40분 살균을 실시하여 항균용 조성물 제조하고, 이를 실제 두부제조 공정인 수침수로 사용하였다. 음성 대조구로는 본 발명의 항균용 조성물을 첨가하지 않은 수침수를 사용하였으며, 양성 대조구로는 염소계 소독제인 이염화이소시안뉼산나트륨(영국의 바이오스팟 사)을 200ppm의 농도가 되도록 첨가한 수침수를 사용하였다. 일반대두를 1차 증류수에 10분간 세척한 후 15℃와 30℃를 유지하며, 12시간 동안 수침한 다음 식품위생법상 식중독 지표군인 대장균과 대장균군 및 일반세균을 측정하였다. 상기 일반세균은 대장균과 대장균군 및 기타 모든 생균을 포함한 총균수를 의미한다.
음성대조구 (무첨가) 1000ppm 2000ppm 양성대조구 (이소시안뉼산나트륨 첨가)
대장균 [unit : cfu/ml] N.D N.D N.D N.D
대장균군 [unit : cfu/ml] 30 N.D N.D N.D
일반세균 [unit : cfu/ml] 431,000 296,000 476 37,900
*N.D (Not Detected)
측정결과 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 항균용 조성물을 수침수로 사용하였을 경우, 대장균과 대장균군에 있어서 염소계 소독제와 동등한 억제력을 보였으며, 특히 일반세균에 있어서는 오히려 염소계 소독제보다 더 높은 살균효과를 나타냄을 알 수 있었다. 이는 실제 식품제조 공정에서 살균소독제인 염소계의 경우 염소잔류에 대한 우려로 식품에 잔류되는 것을 법규로 금지하나 칼슘유래 천연항균제의 경우 천연첨가물이므로 일반식품 공정에 효과적으로 사용할 수 있음을 의미하는 것이다.
< 적용예 2>
본 발명 산화칼슘을 함유하는 항균조성물을 두부 충전수로 사용하였을 때의 농도에 따른 항균효과조사
실시예 <1-2>에서 제조한 산화칼슘의 농도를 50ppm, 250ppm, 500ppm 및 2000 ppm으로 맞추어 각각의 수용액을 제조하고 0.2μm 필터를 통과시킨 후 80℃의 온도에서 40분 살균을 실시하여 항균용 조성물을 제조하고, 이를 실제 두부제조 공정에서 충전수로 사용하였다.
상기 제조한 충전수에서 두부를 3일간 보관하면서 생균수를 측정하였으며, 보관온도는 10℃와 30℃로 하였다. 대조구로는 본 발명의 항균용 조성물을 첨가하지 않은 충전수를 사용하였다.
대조구 50ppm 250ppm 500ppm 2000ppm
10℃ 배양 [unit : cfu/ml] 471,000 385,000 18,500 14,500 10
30℃ 배양 [unit : cfu/ml] 17,500,000 29,500,000 17,500,000 810,000 50,500
실험결과 표 6에 나타난 것과 같이, 본 발명의 항균용 조성물은 실제 식품계에 존재하는 일반세균을 실제 식품인 두부에서도 농도의존적으로 억제함을 알 수 있었다.
또한, 억제하는 정도는 총균수를 log단위로 표기하여 % 억제율 = 1- [ log(No. of vial cells in treatment) / log(No. of vial cells in control) ] 정의한 결과를 도 4에 나타내었으며, 50% 억제농도인 IC50 (Inhibition of 50% Concentration)이 1125ppm임을 산출할 수 있었다.
< 적용예 3>
본 발명 산화칼슘을 포함하는 항균용 조성물을 충전수로 사용하였을 때의 배양일수에 따른 항균효과조사
실시예 <1-3>에서 제조한 산화칼슘의 농도를 500ppm 및 2000 ppm으로 맞추어 각각의 수용액을 제조하고 0.2μm 필터를 통과시킨 후 80℃의 온도에서 40분 살균을 실시하여 항균용 조성물 제조하고, 이를 실제 두부제조 공정에서 충전수로 사용하였다.
상기 제조한 충전수에서 두부를 10℃에서 1일부터 15일간 보관하면서 식품공전(한국식품공업협회, 2002)에 기재된 방법에 따라 미생물의 생균수를 측정하고 그 결과를 도 5에 나타내었다. 대조구로는 본 발명의 항균용 조성물을 첨가하지 않은 충전수를 사용하였다.
실험결과, 부패의 시작을 10xE8(cfu/g)로 볼 때(장지현, 문범수, 김교창 공저, 식품위생학, 수학사 출판, 1994년 발행, p73 참조), 대조구는 6일이면 임계치에 육박한 반면, 본 발명의 항균용 조성물을 이용하여 충전수로 사용할 경우, 12일까지 항균효과를 나타내어 실제적으로 두부의 유통기한을 늘려주는 것을 알 수 있었다.
< 제조예 1>
본 발명에 따른 산화칼슘을 포함하는 피부 세안제의 제조
글리세린 6g, 모노알킬포스페이트 2.0g, 수산화나트륨수용액 0.5g, 미리스틴산 1.5g, 향료 미량이 포함된 세안제 베이스 12g에 상기 실시예 <1-1>에서 제조한 산화칼슘에 물을 가하여 500 ppm 농도의 수용액을 제조하고 수추출물 0.5%(w/w)를 혼합하여 호모 믹서(homo mixer)에서 교반한 후 60℃에서 3분간 가열한 다음 탈기하고 37℃로 냉각하여 세안제 조성물을 제조하였다.
< 제조예 2>
본 발명에 따른 산화칼슘을 포함하는 비누의 제조
비누 베이스 99.5중량%(수분 포함)와 실시예 <1-1>에서 제조한 산화칼슘에 물을 가하여 제조된 500 ppm 농도의 수용액 0.5%(w/w)를 혼합기로 잘 혼합한 후 비누 제조기에서 압출, 절단 및 형타하여 고형 비누 조성물을 제조하였다.
  < 제조예 3>
본 발명에 따른 산화칼슘을 포함하는 주방용 세정제의 제조
알킬에테르술폰산염(alkylethersulfonate) 20중량%, 알킬폴리글루코시드(alkylpolyglucoside) 4중량%, 라우릴디메틸아민옥사이드(lauryldimethylamine oxide) 4중량%, 코카미도 프로필베타인(Cocamidopropyl Betaine) 7중량%, 에톡시화라우릴알콜 5중량%, EDTA 0.3중량%, 색소 소량, 향 0.5중량%,  실시예 <1-1>에서 제조한 산화칼슘에 물을 가하여 500 ppm 농도의 수용액 0.5중량% 및 잔여량의 정제수를 첨가하여 혼합함으로써 세정제를 제조하였다.
< 제조예 4>
본 발명에 따른 산화칼슘을 포함하는 정제의 제조
실시예 <1-2>에서 제조한 산화칼슘 250mg을 부형제 직타용 락토즈 260mg과 아비셀(미결정 셀룰로오스) 35mg, 붕해 보조제인 나트륨 전분 글리코네이트 15mg, 결합제인 직타용 L-HPC(Low- hydroxyprophylcellulose) 80mg과 함께 U형 혼합기에 넣고 20분간 혼합하였다.  혼합이 완료된 후 활탁제로서 마그네슘 스테아레이트 10mg을 추가로 첨가하고 3분간 혼합하였다. 정량시험과 항습도 시험을 거쳐 타정하고 필름 코팅하여 정제를 제조하였다.
< 제조예 5>
본 발명에 따른 산화칼슘을 포함하는 시럽제의 제조
일정량의 물에 적당량의 백당을 용해시키고 여기에 보존제로서 파라옥시메틸벤조에이트 80mg 및 파라옥시프로필벤조에이트 16mg을 가하고  실시예 <1-3>에서 제조한 산화칼슘을 4.5g씩 넣고 60℃로 유지시키면서 완전히 용해한 후 냉각시키고 증류수를 가해 150ml로 만들어 3% 시럽제를 제조하였다.
  < 제조예 6>
본 발명에 따른 산화칼슘을 포함하는 캅셀제의 제조
실시예 <1-2>에서 제조한 산화칼슘에 물을 가하여 500 ppm 농도의 수용액 450mg을 락토즈 50mg과 혼합시켜 경질 젤라틴 캅셀에 충진함으로써 캅셀제를 제조하였다.
이상 살펴본 바와 같이, 칼슘을 회화시킨 후 통전 처리하여 제조된 본 발명의 산화칼슘은 용해도가 증가되었을 뿐만 아니라 항균효과가 증가되어 이를 함유하는 항균 조성물은 항균 작용을 갖는 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 항균용 조성물을 이용하여 식품을 보존하는 경우 보존기간을 연장시켜 식품의 유통기한이 연장되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 칼슘을 회화시킨 후 통전처리하여 제조된 산화칼슘을 유효성분으로 하는 항균용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회화는 550℃ 내지 3000℃에서 수행하는 것임을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 통전처리는 220V 내지 5000V의 전압으로 60분 내지 180분간 수행하는 것임을 특징으로 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 칼슘은 해조칼슘인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 항균용 조성물이 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 또는 대장균(E. coli)에 대해 항균활성을 가지고 있음을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 주정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 칼슘을 회화시킨 후 통전처리하여 제조된 산화칼슘을 유효성분으로 하는 항균용 제제.
  8. 제1항의 항균용 조성물을 식품에 처리하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존방법.
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