KR20090096306A - 살균소독제 및 이를 이용한 농산물의 살균소독방법 - Google Patents

살균소독제 및 이를 이용한 농산물의 살균소독방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 살균소독제 및 이를 이용한 농산물의 살균소독방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 함유성분인 티아민(Thiamine)이 화학적 살균제의 살균력과 소독력을 증진시키는 바, 곡물, 채소, 과채류, 과일 등의 농산물에 존재하는 식중독균, 특히 바실러스 세레우스, 병원성 대장균 및 이들의 포자 등에 대한 거의 완전한 제거가 가능하며, 또한 기존의 화학적 살균제에 존재하는 유해 성분의 사용을 크게 줄일 수 있기 때문에 농산물의 화학적 살균제의 잔류문제를 해소할 수 있다.
화학적 살균제, 바실러스 세레우스, 병원성 대장균, 티아민

Description

살균소독제 및 이를 이용한 농산물의 살균소독방법{Germicides and a sterilizing method of agricultural products using the same}
본 발명은 기존의 화학적 살균제 외에 티아민(Thiamine)을 더 포함하는 살균소독제 및 이를 이용하여 농산물을 살균시키는 방법에 관한 것이다.
농산물에 존재하는 식중독균 중 대표적인 것은 병원성 대장균과 바실러스 세레우스 균이 있으며, 특히, 바실러스 세레우스균은 곡물, 육류, 유제품 등의 농산품에 존재하는데 다른 식중독 원인균들 및 이들의 포자에 비하여 세척과 소독이 매우 어렵기 때문에, 바실러스 세레우스의 포자를 제거하기 위하여 매우 고농도의 살균제를 사용해야 하며, 고농도의 살균제를 사용하여도 이를 완전하게 제거하기가 거의 불가능뿐만 아니라, 살균제가 잔류하는 문제점이 있다.
병원성 대장균(E. coil)은 식품위생상의 분변오염의 지표오염세균으로 식품에서 검출되어서는 안되는 식중독 원인균으로서 곡물, 육류, 채소, 과채류, 유제품 등의 다양한 식품군에 존재하기 때문에 병원성 대장균을 제거하기 위해서 다양한 살균제를 사용하고 있다. 하지만 병원성 대장균을 포함한 다른 식중독균을 제어하기 위해 고농도의 살균제를 사용하여도 이를 완전하게 제거하기가 거의 불가능하다. 현재 미국 등 외국의 경우 신선 채소의 병원성 미생물 제어에 대해서는 무헹굼(no-rinse) 살균제 처리하도록 하고 있어서, 살균제 성분이 처리 식품에 잔류하는 문제점이 있었다.
병원성 대장균(Pathogenic Escherichia coli)은 사람이나 동물의 대장 상재균(Escherichia coli)과 달리 식중독의 주원인이 되며 유아에게 전염성의 설사증이나 성인에게 급성장염을 일으키는 대장균이다. 이러한 병원성 대장균은 장내세균과에 속하는 그램(gram) 음성의 간균이고 주모성 편모가 있어서 운동성이 있으나, 편모가 없고 비운동성인 것도 있으며, 가축, 동물, 자연환경 등에 넓게 분포하고 있다. 특히, 햄, 소세지, 치즈를 비롯하여 채소, 포장샐러드, 과채류 등 대표적인 주식품에 이르기까지 광범위하게 존재한다.
병원성 대장균으로 발생되는 식중독은 사람에게 병원성을 나타내는 각종 외래성 대장균이 오염, 증식된 식품을 섭취함으로써 발생하며, 형태와 생화학적 성상이 비병원성 대장균(non-pathogenic E. coli)과 비슷하다. 병원성 대장균은 어린이들 사이에서는 질병이 회복된 후 1주일이나 2주일 동안 전형적으로 그들의 변에 균이 잔존하여 전염될 수 있으며, 전염된 어린이의 가족 구성원과 주변인들에게 감염 초래할 가능성이 매우 높다. 또한, 잠복기는 12 ~ 72 시간이며 감염자는 수주간 전염이 가능하며 특히 영유아들이 병원성 대장균주에 감수성이 매우 높다. 감염 증상은 장침습성(enteroinvasive), 장독성(enterotoxigenic), 장병 원성(enteropathogenic), 장출혈성(enterohemorrhagic)의 4 가지 균주에 의해 주로 일어나며 침습성 균주는 발열, 점액성 때로는 혈액성 설사를 나타내고, 장독성 균주는 수양성설사, 복부경련, 구토, 산혈증, 쇠약감, 탈수증 등이 나타나서 3-5일간 지속된다. 장병원성균주는 신생아실의 급성 설사증의 집단적 발생과 연관이 있으며 장출혈성균주는 출혈성 설사를 동반하는 이질과 유사한 양상을 보인다.
국내의 경우, 병원성 대장균이 원인균이었던 식중독 발생은 2006년 38건으로 2,832명의 환자수가 발생하였으며, 2007년에는 62건으로 환자 수는 1,945명에 달하며 최근에는 소비량이 급증하는 유기농 채소류 등에서도 병원성 대장균이 발견되어 크게 문제되고 있으며, 그리고 최근 학교급식이 일반화되면서 급식을 통한 채소 섭취로 인하여 식중독균에 내성이 약한 어린이들에게 식중독 발병이 증가하고 있다.
병원성 대장균은 자연에 광범위하게 분포되어 있는 바, 채소 등에 존재하게 되는데, 평균적으로 4 log10 CFU/g 정도 이하로 존재하면, 매우 안전한 것으로 보고되고 있으며, 식품의약품안전청에서는 일반적으로 더 이상의 가열처리 없이 섭취하는 식품의 경우, 대장균 음성을 기준으로 공시하고 있다. 또한 농·임산물을 세척, 박피, 절단 또는 세절 등의 가공공정을 거치거나 이에 단순히 식품 또는 식품첨가물을 가한 것으로서 그대로 섭취할 수 있는 샐러드, 새싹채소등의 신선편의식품도 대장균 음성을 기준으로 공시하고 있다. 또한, 식품공전 제 2. 5.식품일반의 기준 및 규격에서는 식중독균인 대장균에 대한 정량기준을 정하고 있는 식품을 제외한 나머지 식품에 대하여 정량기준을 정하고 있는데, ① 조미식품의 향신료가공 품의 경우에는 음성(단, 살균제품 또는 건조제품은 제외한다.) ② 장복합조미식품의 경우에도 음성 ③ 건포류 식품도 역시 음성(단, 조미건어포류에 한한다.)으로 그 정량기준을 정하여 병원성 대장균의 정량기준을 엄격하게 정하고 있다.
신선 채소류에 존재하는 병원성 대장균을 제어하는 방법으로는 식품의 특성상 가열과 같은 살균처리가 곤란하므로, 할로겐 화합물, 산화제(oxidizer), 알코올, 염소계 화합물 등의 화학적 살균제를 이용하거나 방사선, UV 조사 등의 물리적 방법들이 이용되고 있다. 이 중 편리함과 비용적 측면을 고려할 때 화학적 살균소독제를 이용한 hurdle technology 살균법이 가장 널리 사용되고 있다. 현재 미국 등 외국의 경우 신선 농산물의 병원성 미생물에 대한 안전성 문제가 중요하게 인식됨으로써 대부분의 신선 농산물을 무헹굼(no-rinse) 살균소독제로 처리하도록 하고 있다. 이러한 식품표면에 이용될 수 있는 살균소독제로 미국의 FDA의 허가를 받아 사용되고 있는 화합물로는 염소(chlorine)계 화합물, 이산화염소(chlorine dioxide), 요오드 화합물(iodophors), 4급 암모늄 화합물, 산성 음이온 소독제 등이 있다. 이 중 염소계 화합물은 우리나라 식품산업에서도 미생물 제어를 위해 가장 많이 사용되고 있으며 특히 비용적 측면이나 사용의 편리성 측면에서 무기염소계인 하이포염소산나트륨(sodium hypochlorite)이 가장 널리 사용되고 있는데, 채소류, 과채류 등에 존재하는 병원성 대장균의 살균처리를 위해서는 매우 고농도의 화학적 살균제를 사용해야 하며, 고농도의 화학적 살균제의 사용에도 불구하고 만족할 만한 살균처리가 되지 않을 뿐만 아니라, 더욱이 고농도의 화학적 살균제의 사용으로 인하여 살균처리된 식품에 인체에 유해한 살균제 성분이 잔류하는 문제점이 발생하고 있는 실정이다.
바실러스 세레우스(Bacillus cereus)는 그램 양성, 포자 형성균으로 토양, 공기, 먼지, 물 등의 자연에 넓게 분포하고, 특히 쌀, 유제품, 육류, 향신료 등의 식품원료나, 이를 가공한 식품에서 검출되었으며, 설사와 구토라는 다른 증상의 식중독을 야기한다. 특히 바실러스 세레우스의 포자는 열저항성이 매우 강하여 가열 조리된 후에 실온에서 보관할 경우 포자가 발아, 증식하여 구토독(emetic toxin) 및 설사형 독을 생산하여 식중독을 일으킨다. 바실러스 세레우스가 방출한 구토독에 의해 야기되는 구토형 식중독은 쌀을 주원료로 하는 제품과 국수와 같은 전분 식품에서 주로 발견된다. 구토형 식중독을 일으키는 바실러스 세레우스는 식품 중에 6 ~ 8 log10 colony forming unit (CFU)/g 수준으로 오염되었을 때에 식중독을 일으킬 수 있으며, 식품에서 구토독을 생산하기 때문에 30분에서 5시간의 짧은 잠복기를 갖는 것이 특징이다.
Berghofer 등은 밀의 81%, 밀가루의 93%가 바실러스 세레우스에 오염되었다고 보고하였으며, Sarrias 등은 도정 되지 않은 쌀에서 3.6 ~ 10 log10 CFU/g의 바실러스 세레우스가 검출된다고 보고한 바 있다.
이러한 바실러스 세레우스는 쌀을 원료로 한 제품과 국수와 파스타와 같은 전분 식품에 주로 오염되어 있는데, 유럽, 일본, 북미에서 발병된 식중독 사건의 1 ~ 22%가 바실러스 세레우스에 의해 야기된 것으로 보고되었다. 국내의 경우, 바실러스 세레우스가 원인균이었던 식중독 발생은 2005년 1건으로 24명의 환자수가 발생하였으며, 2006년에는 5건으로 환자 수는 59명에 달하며, 최근에는 시중에 유통되는 살균 처리된 유아식 등에서도 바실러스 세레우스가 발견되는 등 크게 문제되고 있다.
바실러스 세레우스와 그 포자는 자연에 널리 분포되어 있는 바, 보통 가공식품의 원료인 곡식 등에 존재하게 되는데, 평균적으로 5 log10 CFU/g 정도 이하의 바실러스 세레우스가 존재하면, 매우 안전한 것으로 보고되고 있으며, 식품의약품안전청에서는 일반적으로 더 이상의 가열처리 없이 섭취하는 식품의 경우, 평균 3 log10 CFU/g 이하를 기준으로 공시하고 있다. 또한, 식품공전 제2. 5. 식품일반의 기준 및 규격에서는 식중독균인 바실러스 세레우스에 대한 정량기준을 정하고 있는 식품을 제외한 나머지 식품에 대하여 정량기준을 정하고 있는데, ① 특수용도식품의 경우에는 2 log10 CFU/g 이하(단, 멸균제품은 음성이어야 한다.) ② 장류 및 소스류, 복합조미식품, 절임식품, 조림식품의 경우에는 4 log10 CFU/g 이하(단, 멸균제품은 음성이어야 한다.) ③ 그 외 가공식품은 3 log10 CFU/g(단, 멸균제품은 음성이어야 한다.)으로 그 정량기준을 정하여 바실러스 세레우스의 정량기준을 엄격하게 정하고 있다.
이러한 바실러스 세레우스는 곡식 다른 균주의 포자에 비하여 식품의 어느 표면이든 잘 들러 붙어서 세척과 소독이 어렵기 때문에 식품 중의 오염을 방지하기는 어렵고, 더욱이 바실러스 세레우스가 생산하는 구토독은 열 저항성이 매우 강하 여 126℃에서 90분을 견디는 바, 저온저장, 전자선방사(electron beam irradiation) 등의 물리적 방법이나 염화나트륨(sodium chloride), 오존(ozone), 과산화수소(hydrogen peroxide), 유기산(organic acids), 자몽추출물, 니신(nisin, C143H230N42O37S7) 등의 화학적 살균제를 통하여 곡물 등의 식품에 존재하는 바실러스 세레우스 및 이의 포자를 살균처리해 왔다. 그러나, 앞서 말한 바와 같이 바실러스 세레우스 및 이의 포자의 살균처리를 위해서는 매우 고농도의 화학적 살균제를 사용해야 하며, 고농도의 화학적 살균제의 사용에도 불구하고 만족할 만한 살균처리가 되지 않을 뿐만 아니라, 더욱이 고농도의 화학적 살균제의 사용으로 인하여 살균처리된 식품에 인체에 유해한 살균제 성분이 잔류하는 문제점이 발생하고 있다.
식품업계, 식품가공업계 등에서는 화학적 살균제의 잔류 문제를 해결할 수 있으면서, 식중독균에 대한 살균력이 높은 새로운 살균소독제 및 살균방법에 대한 요구가 증대하고 있다.
상기 문제점 및 식품업계 등의 요구를 해결하기 위하여 본 발명자들이 끊임없이 연구한 결과, 농산물에 존재하는 병원성 대장균 등과 같은 식중독균에 대한 완전 살균 및 인체에 해로운 살균제의 잔류 문제를 해결하기 위해서는 기존 살균제 만을 사용해서는 해결하기 어려운 점에 착안하여, 기존 살균제의 살균력을 증진시키면서도 인체에 유해한 살균제 성분의 잔류량을 줄이기 위하여 티아민을 더 첨가한 새로운 채소용 살균소독제를 안출하게 되었다. 본 발명은 유제품, 곡식, 채소, 과채류, 과일 등을 살균 처리 시 가장 적합한 살균소독제의 조성비를 확립하였고, 이를 이용하여 병원성 대장균, 바실러스 세레우스 균과 같은 식중독균을 살균하는 방법을 개발하였다. 즉, 본 발명은 식중독 발병으로부터 안전한 식품을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 화학적 살균제를 포함하는 살균소독제에 있어서, 티아민(Thiamine) 50 ~ 2,500 ppm을 더 포함하는 살균소독제를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 곡식, 채소, 과채류 및 과일 중에서 선택된 단종 또는 2 종이상을 상기 살균소독제로 살균처리하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 살균소독제로 살균처리한 기능성 농산물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 살균소독제는 티아민을 더 포함하는데, 상기 티아민이 화학적 살균제의 살균력을 증진시킴으로써, 인체에 유해한 화학적 살균제의 사용 농도를 현 저하게 감소시시킬 수 있고, 이를 통하여 농산품 등에 살균제가 잔류하는 것을 방지함으로써, 인체에 유해한 살균 성분의 섭취를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 본 발명을 적용 시 병원성 대장균, 바실러스 세레우스 등과 같은 식중독균에 대한 기존의 화학적 살균공정의 변화를 요구하지 않는 장점이 있다. 이러한 본 발명을 통하여 병원성 대장균이 살균된 식품을 제공함으로써, 식중독 발생을 크게 감소시킬 수 있다.
본 발명자들은 곡식에 존재하는 바실러스 세레우스를 살균하기 위하여 동종, 동량의 화학적 살균제를 사용하는 경우, 곡식에 따라서 바실러스 세레우스의 처리 결과가 조금씩 차이나는 것을 발견하고, 그 차이가 나는 원인을 찾아내는 과정에 있어서, 티아민이 그 차이의 가장 큰 원인임을 알아내어 이를 이용하여 하기와 같은 살균처리제를 안출하게 되었다. 또한, 상기 살균처리제가 곡식 뿐만 아니라 채소, 과채류 및 과일 등의 농산물에 존재하는 병원성 대장균 같은 호기성균의 제거에도 매우 효과적임을 실험을 통하여 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다. 이러한 본 발명의 살균소독제에 대하여 이하에서 더욱 상세하게 설명을 하겠다. 그리고, 이하에서는 유제품, 곡식, 채소, 과채류 및 과일 등을 넓은 의미의 '농산물'로 칭하겠다.
본 발명의 살균소독제는 화학적 살균제를 포함하는 살균소독제에 있어서, 티아민(Thiamine) 50 ~ 2,500 ppm을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 티아민은 채소용 살균소독제 1L 대하여 50 ~ 2,500 ppm이 되도록 사용하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 100 ~ 2,000 ppm을, 더욱 바람직하게는 100 ~ 1,000 ppm을 사용하는 것이 좋은데, 이때, 티아민의 사용량이 50 ppm 미만이면 화학적 살균제의 살균증진 효과가 미비하고, 2,500 ppm 초과하여 사용하면 그 사용량 증가에 비하여 살균력이 증대하지 않는 바, 비경제적이므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 살균소독제 주성분인 상기 티아민을 용해시키기 위하여 유기용매를 사용할 수 있는데, 상기 유기용매는 글리세롤, 메탄올, 에탄올 및 물 중에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 식용으로 가장 안전한 에탄올을 사용하는 것이 좋다. 그리고 유기용매의 사용량은 상기 티아민 1 중량비에 대하여 6 ~ 10 중량비가 되도록 사용하는 것이 좋다.
상기 화학적 살균제는 산화력이 강한 화학적 살균제로서, 염소(Chloride)계 살균제, 과산화수소(H2O2), 4급 암모늄 화합물, 에탄올 및 산화칼슘(CaO) 중에서 선택된 1 종을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 염소계 살균제를 사용하는 것이 좋다.
상기 염소계 살균제는 당 분야에서 사용할 수 있는 일반적인 염소계 살균제를 사용할 수 있고, 이에 특별히 한정되는 것은 아니나, 차아염소산나트륨(NaOCl), 차아염소산(HOCl), 차아염소산칼슘(Ca(OCl)2), 이산화염소(ClO2), 차아염소산리튬(LiOCl), 차아염소산칼륨(KOCl), 이염화이소시아뉼산(Dichloroisocyanuric acid), 이염화이소시아뉼산나트륨(Sodium dichloroisocyanurate), 이염화이소시아뉼산나트륨이수화물(Sodium dichloroisocyanurate dihydrate), 이염화이소시아뉼산칼륨(Dichloroisocyanuric acid potassium salt) 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 4급 암모늄 화합계 살균제는 염화디(C8~C10노르말알킬)디메틸암모늄, 염화(C12~C18알킬)(에틸벤질)디메틸암모늄 및 염화(C12~C18알킬)벤질디메틸암모늄 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 상기 화학적 살균제와 티아민이 1 : 0.0001 ~ 40의 중량비를, 바람직하게는 1 : 0.01 ~ 30의 중량비를, 더욱 바람직하게는 1 : 0.1 ~ 20의 중량비를 갖는 것이 좋다. 이때, 상기 화학적 살균제와 티아민의 중량비가 1 : 0.0001 미만이면 살균력이 떨어지고, 중량비가 1 : 40 를 초과하면 그 중량비의 증가로 인하여 더 이상의 살균력 증진 효과를 볼 수 없기 때문에 이를 초과한 수치는 경제성이 떨어지기 때문이다.
상기 화학적 살균제가 과산화수소인 경우, 과산화수소와 티아민이 1 : 0.3 ~ 20 중량비를, 더욱 바람직하게는 1 : 1 ~ 10 중량비를 함유하는 것이 좋다.
또한, 상기 화학적 살균제가 염소계 살균제인 경우에는 염소계 살균제와 티아민이 1 : 0.1 ~ 30 중량비를, 더욱 바람직하게는 1 : 0.5 ~ 20 중량비를 함유하는 것이 좋다.
그리고 상기 화학적 살균제가 4급 암모늄 화합물인 경우에는 4급 암모늄 화합물과 티아민이 1 : 0.15 ~ 20 중량비를, 더욱 바람직하게는 1 : 1 ~ 15 중량비를 함유하고 있는 것이 좋다.
또한, 상기 화학적 살균제가 산화칼슘인 경우에는 산화칼슘과 티아민이 1 : 0.15 ~ 5 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 0.2 ~ 1.5 중량비로 함유되어 있는 것이 좋다.
또한, 상기 화학적 살균제가 에탄올인 경우에는 에탄올과 티아민이 1 : 0.0001 ~ 1 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 0.0005 ~ 0.05 중량비로 함유되어 있는 것이 좋다. 상기 각각의 화학적 살균제와 티아민의 중량비에 있어서, 그 수치한정의 의미는 당업자라면 알 수 있는 것으로서, 수치한정의 최소값 미만인 경우에는 살균력이 떨어지고 수치한정의 최대값을 초과한 경우에는 그 중량비의 증가로 인하여 더 이상의 살균력 증진 효과를 볼 수 없기 때문에 이를 초과한 수치는 경제성이 떨어지기 때문이다.
이러한 본 발명의 살균소독제는 농산물을 살균소독처리하는데 사용될 수 있으며, 상기 농산물은 유제품, 곡식, 채소, 과채류 및 과일 등을 포함할 수 있다. 더욱 자세하게는 상기 농산물은 밀, 현미, 발아현미, 백미, 찹쌀, 멥쌀, 흑미, 콩, 조, 수수, 보리, 옥수수, 피, 기장, 율무, 좁쌀, 메밀, 귀리 등의 곡식; 버섯, 양상추, 상추, 오이, 브로콜리, 파슬리, 피망, 파프리카, 감자, 당근, 깻잎, 시금치 등의 채소; 딸기, 수박, 토마토, 참외, 호박, 가지 등의 과채류; 및 오렌지, 귤, 메론, 감, 밤, 복숭아, 자두, 사과, 포도, 석류, 파파야, 레몬, 자몽, 리치, 오디, 대추, 매실 등의 과일;을 포함할 수 있다.
본 발명에 대한 추가적 설명을 하자면, 곡식마다 티아민을 함유하고 있으며, 또한 곡식의 종류에 따라 티아민의 함유량에 조금씩 차이가 있으나, 그 함유량 및 곡식 종류에 따른 함유량의 차이는 본 발명인 곡식용 살균처리제 조성물질인 티아민 함유량에 비하면 매우 적은 양이기 때문에, 곡식 내에 존재하는 티아민 함유량의 차이는 살균효과에 영향을 미치지 않는다고 볼 수 있다.
이하에서는 상기 본 발명의 살균소독제를 이용하여 농산물을 살균소독하는 방법에 대하여 설명을 하겠다.
농산물 살균방법
본 발명은 농산물에 존재하는 바실러스 세레우스, 병원성 대장균 및 이들의 포자를 상기 살균소독제로 살균처리하는 방법에 관한 것이다.
이를 더욱 자세하게 설명을 하면, 상기 농산물 100 중량부에 대하여, 상기 살균소독제 30 ~ 200 중량부를 혼합한 후, 농산물을 침지시켜서 식중독균을 살균처리하는데 그 특징이 있다.
이를 농산물에 따라서 더욱 구체적으로 설명을 하면, 상기 농산물이 곡식인 경우에는 곡식 100 중량부와 상기 살균소독제 30 ~ 200 중량부를 혼합한 후, 곡식을 침지시켜 살균처리하는 단계; 및 살균처리된 곡식을 물로 세척하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
그리고, 농산물이 채소, 과채류 및 과일인 경우에는 채소, 과채류 및 과일 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 농산물 100 중량부와 상기 살균소독제 30 ~ 200 중량부를 혼합한 후, 농산물을 침지시켜서 식중독균을 무헹굼(no-rinse) 살균 처리하는 것에 특징이 있으며, 나아가, 무헹굼 살균 처리를 한 후, 별도로 물로 세척을 할 수도 있다.
여기서, 상기 살균소독제는 발명의 상세한 설명에서 앞서 설명한 본 발명의 살균소독제의 모든 형태를 말한다. 또한, 상기 침지시키는 시간은 3 ~ 10분 정도가 적합하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 본 발명의 채소를 살균하는 방법은 아래와 같이 화학적 살균방법 외에, 자외선을 이용한 물리적 살균방법을 더 포함할 수 있다.
농산물이 채소, 과채류 및 과일인 경우에는 채소, 과채류 및 과일 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 농산물 100 중량부와 상기 살균소독제 30 ~ 200 중량부를 혼합한 후, 곡식을 침지시켜서 식중독균을 무헹굼(no-rinse) 살균 처리 단계; 계; 및 상기 단계의 침지된 채소를 선량 5 ~ 550 ㎽·sec/㎠의 자외선에 의한 물리적 살균소독하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자외선의 선량은 5 ~ 550 ㎽·sec/㎠, 바람직하게는 100 ~ 550 ㎽·sec/㎠, 더욱 바람직하게는 350 ~ 510 ㎽·sec/㎠이 좋으며, 여기서, 자외선 선량이 5 ㎽·sec/㎠ 미만이면 화학적 살균제와 병용처리하는 효과를 볼 수 없는 문제가 있으며, 자외선 선량이 550 ㎽·sec/㎠ 초과 시 채소 등의 신선도가 떨어질 수 있으며, 채소 등의 겉 표면의 색이 변하여 품질이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 살균소독제 및 농산물을 살균하는 방법을 통하여 바실러스 세레우스, 병원성 대장균, 이들의 포자 등을 포함하는 식중독균이 살균처리된 위생적인 기능성 농산물을 제공할 수 있다. 그리고 본 발명을 통하여 화학적 살균제의 사용농도를 줄임으로써, 농산물에 화학적 살균제가 잔류함으로써, 발생하는 문제를 방지할 수 있는 것이다.
이하에서 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명을 하겠다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.
살균소독제 조성물의 제조
실시예 1 ~ 15 및 비교예 1 ~ 4
티아민 0.1 g을 99% 에탄올 1 ml에 혼합 교반하여 녹인 뒤, 이를 상온에서 100 ~ 1000 ppm으로 희석한 49.99% 과산화수소(Huwa-san TR-50, Roam Chemical NV. 벨기에) 용액 100 ml과 혼합하여 살균소독제를 제조하여 실시예 1을 실시하였다.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 살균소독제 조성물을 제조하되, 하기 표 1의 조성을 갖도록 실시예 2 ~ 15 및 비교예 1 ~ 4를 실시하였다.
Figure 112009002476765-PAT00001
실시예 16 ~ 35 및 비교예 5 ~ 9
티아민 0.1 g을 99 % 에탄올 1 ml에 혼합 교반하여 녹인 뒤, 이를 상온에서 50 ~ 500 ppm으로 희석한 염화-n-데실-N,N-디메틸-1-데칸암모늄(Akzo Arquad MCB-80, 주식회사 남강) 용액 100 ml과 혼합하여 하기 표 2와 같은 조성을 갖도록 살균소독제를 제조하여 실시예 16 ~ 35 및 비교예 5 ~９를 실시하였다.
Figure 112009002476765-PAT00002
실시예 36 ~ 50 및 비교예 10 ~ 13
티아민 0.1 g을 99 % 에탄올 1 ml에 혼합 교반하여 녹인 뒤, 이를 상온에서 400 ~ 1000 ppm으로 희석한 1% 산화칼슘용액 100 ml과 혼합하여 살균소독제를 하기 표 3과 같은 조성을 갖도록 제조하여 실시예 36 ~ 50 및 비교예 10 ~ 13을 실시하였다. 여기서, 상기 산화칼슘 용액은 산화칼슘분말(Yaizu Suisan Kagaku Industry Co. Ltd., 일본) 10g 을 증류수 1L에 녹여 혼합시킨 후, 이를 여과지(Toyo Roshikai놈, Lfd., 일본)로 여과하여 제조하였다.
Figure 112009002476765-PAT00003
실시예 51 ~ 60 및 비교예 14 ~ 16
티아민(제조사, 상품명) 0.1 g을 99 % 에탄올 1 ml에 혼합 교반하여 녹인 뒤, 이를 상온에서 100,000 ~ 300,000 ppm으로 희석한 에탄올(대한주정판매주식회사, 발효주정 95%) 용액 100 ml과 혼합하여 표 4와 같은 조성을 갖는 살균소독제 를 제조하여 실시예 51 ~ 60 및 비교예 14 ~ 16을 실시하였다.
Figure 112009002476765-PAT00004
실시예 61 ~ 75 및 비교예 17 ~ 20
티아민 0.1 g을 99 % 에탄올 1 ml에 혼합 교반하여 녹인 뒤, 이를 상온에서 50 ~ 500 ppm으로 희석한 12% 차아염소산나트륨(Schering-Plough Ltd. 커미크로, 영국) 용액 100 ml과 혼합하여 하기 표 5와 같은 조성을 갖는 살균소독제를 제조하여 실시예 61 ~ 75 및 비교예 17 ~ 20을 실시하였다.
Figure 112009002476765-PAT00005
실시예 76 ~ 108 및 비교예 21 ~ 25
티아민을 99% 에탄올에 혼합 교반하여 녹인 뒤, 이를 상온에서 4 % 차아염소산나트륨(유한락스 레귤러, 차아염소산나트륨, 유효염소 4%, ㈜유한양행, 한국) 용액과 혼합하여 하기 표 6과 같은 조성을 갖는 살균소독제를 제조하였다.
Figure 112009002476765-PAT00006
실험예 1 : 곡식의 바실러스 세레우스 제거 실험
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 살균소독제를 사용하여 대표적인 곡식인 쌀의 한 종류인 백미(생산지역을 기재하여 주십시오)를 살균처리하여 하기와 같이 바실러스 세레우스 제거 실험을 실시하였으며, 그 실험방법은 이하와 같다.
사용균주 및 포자현탁액의 조제방법
실험에 사용된 균주는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) ATCC 14893이며, prEN 14347에 의한 방법을 일부 변경하여 다음과 같이 포자현탁액을 준비하였다. 바실러스 세레우스 ATCC 14893을 TSB(Tryptic Soy Broth, Difco Laboratories, USA)에 접종하여 37℃에서 24시간 배양하고, MSA(manganese sulfate agar)를 제조하여 7일간 건조시킨 후, 바실러스 세레우스 ATCC 14893 2.0 mL을 접종하여 표면에 분산시킨 후 1.0 mL을 제거하였다. 30℃에서 1주간 배양하여 멸균된 증류수 2.0 mL과 글래스비드(glass bead, Glastechnique Mfg., 독일)를 주입하여, 포자를 회수한 후 위 과정을 한 번 더 반복하여 포자를 회수하였다.
포자의 접종방법
위에서 준비된 포자현탁액을 멸균된 증류수 500 mL에 5.5 ~ 6.0 log10 CFU/mL 수준으로 균수를 조정한 후, 백미를 30분간 침지하여 백미에 바실러스 세레우스의 포자를 접종하였다. 침지가 끝난 후 2일간 건조한 후, 건조된 백미를 회수하여 이를 다시 1주일 이상 실온에서 보관하였다.
바실러스 세레우스 측정방법
바실러스 세레우스의 균수를 측정하기 위하여 멸균된 MYP(mannitol-egg york-polymyxin) 한천배지(Difco Laboratories, 디트로이트, 미시간주, 미국) 225.0 mL에 에그요크(egg york) 12.5mL과 antimicrobic vial P(Difco Laboratories, 디트로이트, 미시간주, 미국) 1 정을 5.0 mL을 녹인 4.1 mL을 넣어 잘 섞어 준비하였다. 실험된 백미와 밥 각각을 교반 및 희석하여 희석액 1.0 mL을 멸균된 유리접시(petri-dish)에 접종하고 15 ~ 20 mL의 MYP를 분주하여 바실러스 세레우스의 균수를 측정하였으며, 이를 2 회 반복 측정한 값의 평균값을 하기 표 6 ~ 9의 측정값으로 나타내었다.
비교실험예 1 ~ 2
본 발명의 곡식용 살균소독제 조성물의 효과를 비교하기 위한 표준 데이터를 얻기 위하여 물로 씻기 전, 후의 살균처리하지 않은 백미 및 이를 가열조리한 밥의 바실러스 세레우스 ATCC 14893의 균수를 상기에서 설명한 방법으로 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 7에 나타내었다. 여기서, 비교실험예 1은 백미를 그리고 비교실험예 2는 비교실험예 1의 백미를 가열조리한 밥에 존재하는 바실러스 세레우스 균수를 각각 나타낸 것이다.
하기 표 6의 비교실험예 1, 2의 결과를 살펴보면, 물 세척여부에 따라 바실러스 세레우스의 균수가 조금 차이가 나고, 가열여부에 따라 세균수가 크게 감소하는 것을 확인할 수 있으나, 물 세척 및 가열만으로 바실러스 세레우스 균의 완전한 살균이 거의 불가능함을 확인할 수 있다.
Figure 112009002476765-PAT00007
실험예 1-1
상기 실시예 1 ~ 15 및 비교실시예 1 ~ 4에서 제조한 곡식용 살균소독제 조성물로 세척한 백미를 이용하여 상기 비교실험예 1 및 2와 동일한 방법으로 바실러스 세레우스 ATCC 14893의 균수를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 8에 나타내었다. 이때, 백미에 대한 측정은 본 발명의 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 후, 물로 세척하지 않은 것을 실험한 것이고, 밥은 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 곡식을 물로 충분히 세척한 다음, 가열조리하였다. 하기 표에 있어서, ND(Not detected)는 바실러스 세레우스 ATCC 14893의 균수가 0.15 log10 CFU/g 미만으로서 거의 완전하게 살균되었음을 의미한다. 그리고 하기 표 8의 세균 감소율은 비교예 1, 2 및 3의 세균 수를 기준으로 각각의 세균 감소율을 나타낸 것이다.
Figure 112009002476765-PAT00008
상기 표 8의 실험결과를 살펴보면, 기존 살균제인 과산화수소만을 사용한 비교예 4의 경우, 20,000의 고농도에서 87.7 %의 세균감소율을 보이나, 본 발명은 그 보다 매우 적은 양의 과산화수소를 사용하여도 비교예 4와 동등, 또는 그 이상의 세균감소 효과가 있음을 확인할 수 있다.
실험예 1-2
상기 실시예 16 ~ 35 및 비교예 5 ~ 9에서 제조한 곡식용 살균소독제 조성물로 세척한 백미를 이용하여 상기 비교실험예 1 및 2와 동일한 방법으로 바실러스 세레우스 ATCC 14893의 균수를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 9에 나타내었다. 이때, 백미에 대한 측정은 본 발명의 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 후, 물로 세척하지 않은 것을 실험한 것이고, 밥은 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 곡식을 물로 충분히 세척한 다음, 가열조리하였다. 하기 표 9의 세균 감소율은 비교예 5, 6, 7 및 8의 세균 수를 기준으로 각각의 세균 감소율을 나타낸 것이다.
Figure 112009002476765-PAT00009
상기 표 9의 실험결과를 살펴보면, 기존 살균제인 염화-n-데실-N,N-디메틸-1-데칸 91.7 %의 세균감소율을 보이나, 본 발명은 그 보다 매우 적은 양의 살균제를 사용하여도 비교예 9와 거의 동등한 세균감소 효과가 있음을 확인할 수 있다.
실험예 1-3
상기 실시예 36 ~ 50 및 비교예 10 ~ 13에서 제조한 곡식용 살균소독제 조성물로 세척한 백미를 이용하여 상기 비교실험예 1 및 2와 동일한 방법으로 바실러스 세레우스 ATCC 14893의 균수를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 10에 나타내었다. 이때, 백미에 대한 측정은 본 발명의 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 후, 물로 세척하지 않은 것을 실험한 것이고, 밥은 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 곡식을 물로 충분히 세척한 다음, 가열조리하였다. 하기 표 10의 세균 감소율은 비교예 10, 11 및 12의 세균 수를 기준으로 각각의 세균 감소율을 나타낸 것이다.
Figure 112009002476765-PAT00010
상기 표 10의 실험결과를 살펴보면, 기존 살균제인 산화칼슘만을 사용한 비교예 13의 경우, O2 - 2,000 ppm의 고농도에서 92.7 %의 세균감소율을 보이나, 본 발명은 그 보다 매우 적은 양의 살균제를 사용하여도 비교예 13과 거의 동등한 세균감소 효과가 있음을 확인할 수 있다.
실험예 1-4
상기 실시예 51 ~ 60 및 비교예 14 ~ 16에서 제조한 곡식용 살균소독제 조성물로 세척한 백미를 이용하여 상기 비교실험예 1 및 2와 동일한 방법으로 바실러스 세레우스 ATCC 14893의 균수를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 11에 나타내었다. 이때, 백미에 대한 측정은 본 발명의 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 후, 물로 세척하지 않은 것을 실험한 것이고, 밥은 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 곡식을 물로 충분히 세척한 다음, 가열조리하였다. 하기 표 11의 세균 감소율은 비교예 14, 15의 세균 수를 기준으로 각각의 세균 감소율을 나타낸 것이다.
Figure 112009002476765-PAT00011
상기 표 11의 실험결과를 살펴보면, 기존 살균제인 에탄올만을 사용한 비교예 16의 경우, 500,000 ppm의 고농도에서 93.7 %의 세균감소율을 보이나, 본 발명은 그 보다 매우 적은 양의 살균제를 사용하여도 비교예 16과 거의 동등한 또는 그 이상의 세균감소 효과가 있음을 확인할 수 있다.
실험예 1-5
상기 실시예 61 ~ 75 및 비교예 17 ~ 20에서 제조한 곡식용 살균소독제 조성물로 세척한 백미를 이용하여 상기 비교실험예 1 및 2와 동일한 방법으로 바실러스 세레우스 ATCC 14893의 균수를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 12에 나타내었다. 이때, 밥은 백미를 곡식용 살균소독제 조성물로 살균처리한 후에 물로 충분히 세척한 다음, 가열조리하였다. 하기 표 12의 세균 감소은 비교예 17, 18 및 19의 세균 수를 기준으로 각각의 세균 감소율을 나타낸 것이다.
Figure 112009002476765-PAT00012
상기 표 12의 실험결과를 살펴보면, 기존 살균제인 차아염소산나트륨만을 사용한 비교예 20의 경우, 염소이온이 100 ppm의 고농도에서 92.4 %의 세균감소율을 보이나, 본 발명은 그 보다 매우 적은 양의 차아염소산나트륨을 사용하여도 비교예 20과 거의 동등한 세균감소 효과가 있음을 확인할 수 있다.
실험예 2
상기 실시예 76 ~ 108 및 비교예 21 ~ 25의 살균소독제를 사용하여 대표적인 채소인 양상추를 살균처리하여 하기와 같이 병원성 대장균 및 총 호기성균의 제거 실험을 실시하였으며, 그 실험방법은 이하와 같다.
사용균주 및 조제방법
실험에 사용된 균주는 병원성 대장균(Escherichia coli) ATCC 10536 및 양상추에 존재하는 총호기성균을 대상으로 하였다. 병원성 대장균(Escherichia coli)은 TSB(Tryptic Soy Broth, Difco Laboratories, USA)에 접종하여 37℃에서 24시간 배양하여 실험 균주로 사용하였고, 총 호기성균은 양상추에 존재하는 균주로 실험하였다.
병원성 대장균의 접종방법
위에서 준비된 사용균주를 멸균된 증류수 20 mL에 5.5 ~ 6.0 log10 CFU/mL 수준으로 균수를 조정한 후, 상기 양상추에 200㎍씩 접종하여 채소에 병원성 대장균 ATCC 10536을 접종하였다. 접종이 끝난 후 30분간 건조한 후, 건조된 채소를 회수하여 실험하였다.
균수 측정방법
병원성 대장균을 측정하기 위하여 멸균된 eosin methylene blue agar(EMB, Difco Laboratories, 디트로이트, 미시간주, 미국)를 제조하여 준비하였다. 또한, 총호기성균의 균수를 측정하기 위하여 멸균된 Tryptic soy agar(TSA, Difco Laboratories, 디트로이트, 미시간주, 미국)를 제조하여 준비하였다. 실험된 채소를 희석하여 멸균된 유리접시(petri-dish)에 접종하고 15 ~ 20 mL의 EMB 및 TSA를 분주하여 병원성 대장균과 총 호기성 균수를 측정하였으며, 이를 2 회 반복 측정한 값의 평균값을 하기 실험예의 표 3 및 표 5에 나타내었다.
실험예 2-1 : 총 호기성 균수 측정실험
상기 실시예 76 ~ 108 및 비교예 21 ~ 25에서 제조한 채소용 살균소독제로 세척한 채소를 이용하여 총 호기성 균수를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 14 및 도 1에 그래프로 나타내었다.
본 발명의 채소용 살균소독제의 효과를 비교하기 위한 표준 데이터를 얻기 위하여 물로 씻기 전, 후의 살균처리하지 않은 채소의 총호기성 균수를 상기에서 설명한 방법으로 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 14와 같다. 그리고, 하기 표 3의 균 제거율은 하기 수학식 1과 같이 방법으로 구하였다.
Figure 112009002476765-PAT00013
Figure 112009002476765-PAT00014
Figure 112009002476765-PAT00015
상기 표 14 도 1을 살펴보면, 동일한 -OCl 농도인 경우, 티아민의 농도가 증가할 수록 총호기성균 수가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 차아염소산나트륨으로만 살균처리한 비교예 21 ~ 25와 비교할 때, 티아민을 함유한 살균소독제로 처리한 경우, 총호기성균 수가 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2-1 : 병원성 대장균 ATCC 10536 측정실험
상기 실시예 76 ~ 80, 실시예 81 ~ 85, 실시예 88 ~ 92, 실시예 95 ~ 99, 실시예 102 ~ 106 및 비교예 21 ~ 25에서 제조한 채소용 살균소독제로 세척한 채소를 이용하여 상기 비교실험예 3 및 4와 동일한 방법으로 병원성 대장균 ATCC 10536의 균 수를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 16 및 도 2에 그래프로 나타내었다. 또한, 본 발명의 채소용 살균소독제 조성물의 효과를 비교하기 위한 표준 데이터를 얻기 위하여 물로 씻기 전, 후의 살균처리하지 않은 채소의 병원성 대장균 ATCC 10536의 균수를 상기에서 설명한 방법으로 측정하여 비교실험예 5 ~ 6을 실시하였고, 그 결과는 하기 표 15에 나타내었다. 그리고, 균 제거율은 상기 수학식 1에 의하여 구하였다.
Figure 112009002476765-PAT00016
Figure 112009002476765-PAT00017
상기 표 16 및 도 2를 살펴보면, 동일한 -OCl 농도인 경우, 티아민의 농도가 증가할 수록 병원성 대장균 ATCC 10536 수가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 차아염소산나트륨으로만 살균처리한 비교예 21 ~ 25와 비교할 때, 티아민을 함유한 살균소독제로 처리한 경우, 상기 대장균 수가 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 살균소독제는 곡식, 채소, 과채류 및 과일 등에 존재하는 식중독균, 특히 바실러스 세레우스 및 병원성 대장균 등을 살균처리하는데 적합하다.
도 1은 실험예 2-1에서 실시한 총 호기성 균수 측정실험 결과에 대한 그래프이다.
도 2는 실험예 2-2에서 실시한 병원성 대장균 ATCC 10536 측정실험 결과에 대한 그래프이다.

Claims (11)

  1. 화학적 살균제를 포함하는 살균소독제에 있어서,
    티아민 50 ~ 2,500 ppm를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살균소독제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    글리세롤, 메탄올, 에탄올 및 물 중에서 선택된 1 종 이상의 유기용매를 더 포함하고 있으며, 상기 티아민과 유기용매가 1 : 6 ~ 10 중량비인 것을 특징으로 하는 살균소독제.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화학적 살균제는
    염소계 살균제, 과산화수소, 4급 암모늄 화합물계 살균제, 에탄올 및 산화칼슘 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 살균소독제.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 염소계 살균제는
    차아염소산나트륨, 차아염소산, 차아염소산칼슘, 이산화염소, 차아염소산리튬, 차아염소산칼륨, 이염화이소시아뉼산, 이염화이소시아뉼산나트륨, 이염화이소 시아뉼산나트륨이수화물 및 이염화이소시아뉼산칼륨 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 살균소독제.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 4급 암모늄 화합물계 살균제는
    염화디(C8~C10노르말알킬)디메틸암모늄, 염화(C12~C18알킬)(에틸벤질)디메틸암모늄 및 염화(C12~C18알킬)벤질디메틸암모늄 중에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 살균소독제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학적 살균제와 티아민을 1 : 0.0001 ~ 40의 중량비로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 살균소독제.
  7. 상기 제 1 항 내지 제 6 항 중에서 선택된 어느 한 항의 살균소독제로
    곡식, 채소, 과채류 및 과일 중에서 선택된 단종 또는 2 종의 농산물에 존재하는 식중독균을 살균 처리하는 것을 특징으로 하는 농산물의 살균소독방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    농산물 100 중량부와 상기 살균소독제 30 ~ 200 중량부를 혼합한 후, 농산물을 침지시켜 식중독균을 살균처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물의 살균소독방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    채소, 과채류 및 과일 중에서 선택된 단종 2종 이상의 농산물 100 중량부와 상기 살균소독제 30 ~ 200 중량부를 혼합한 후, 농산물을 침지시켜서 식중독균을 무헹굼(no-rinse) 살균 처리하는 것을 특징으로 하는 농산물의 살균소독방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 식중독균은
    바실러스 세레우스, 병원성 대장균 및 이들의 포자 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 포함하는 호기성균인 것을 특징으로 하는 농산물의 살균소독방법.
  11. 상기 제 1 항 내지 제 6 항 중에서 선택된 어느 한 항의 살균소독제로 살균처리된 기능성 농산물.
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