KR20100011202A

KR20100011202A - 저장 온도변화의 누적에 따른 식품 부패균 성장 판단용라벨

Info

Publication number: KR20100011202A
Application number: KR1020080072323A
Authority: KR
Inventors: 김은기; 엄지민
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-02-03
Also published as: KR101012125B1

Abstract

본 발명은 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨에 관한 것으로, 구체적으로 동결건조된 표지균 및 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1), pH 지시약을 포함하는 혼합액(2) 및 상기 혼합분말과 혼합액을 분리하는 파쇄용 분리막(3)을 포함하는 라벨 또는 동결건조된 표지균, pH 표지물질 및 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1), 증류수(2) 및 상기 혼합분말과 혼합액을 분리하는 파쇄용 분리막(3)을 포함하는 라벨에 관한 것으로, 상기 라벨은 식품 저장 용기의 외부에 접착가능 하며, 저장물질과 같은 온도변화를 받은 표지균이 성장하면 색이 변하게 되어, 상기 색 변화를 관찰함으로써 저장물질의 부패 여부 판단에 유용하게 이용될 수 있다.

온도변화 누적, 부패가능성 판단, pH 변화

Description

저장 온도변화의 누적에 따른 식품 부패균 성장 판단용 라벨{Label for estimating of saprogenic bacteria's growth by cumulative storage temperature' change}

본 발명은 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨에 관한 것이다.

식품과 같이 부패하기 쉬운 물질은 냉장상태로 보관되거나 운반된다. 이때, 저장온도가 변하거나 식품이 외부에 노출될 경우 부패가 발생할 수 있다. 상기 식품이 방출 이후 최종 사용되기 전까지 제대로 냉장 등의 보관상태가 유지되었는지를 판단할 수 있다면 부패균의 성장에 따른 식중독 등을 사전에 예방할 수 있고 식품의 안전관리에 많은 도움이 될 수 있다.

식품 저장시의 외부 공기의 시간에 따른 변화의 이력을 측정 및 표시하는 방법은 화학적 및 물리적으로 가능하여, 이미 일부 기술이 보고되어 있다(대한민국 특허 2002-0086597; 미국등록특허 6,866,863). 그러나, 외부 환경의 온도 변화(시간 및 정도 등)를 물리적으로 측정하는 것은 가능하지만, 저장용기 내의 물질, 예 를 들면 액상의 식품의 온도가 어떻게 변했는가를 개별적으로 측정하는 것은 저장공간의 상태, 보관용기의 열전달 정도 등의 다양한 인자 때문에 더욱 힘들다.

또한, 저장된 식품의 부패 여부를 측정 및 판단하기 위해 저장 온도 및 노출 시간 등을 판단하는 것은 더욱더 어렵다. 구체적으로, 상기 물리적인 온도 변화의 측정보다 더욱 어려운 것은, 다양한 형태의 온도변화에 의해 궁극적으로 부패균이 성장하였는지를 생물학적으로 판단하기는 쉽지 않다. 즉, 부패균 성장에 소요되는 시간 및 온도 등은 예측할 수 있지만, 실제 식품 저장 공간에서의 지속적으로 변화하는 온도의 상태와 각각 다른 노출시간에 의해 상기 부패균이 실제 성장할지를 물리, 화학적으로 예측할 수는 없다.

이에, 본 발명자들은 동결건조된 표지균 및 배지 분말, 및 pH 지시약 및 증류수를 포함하는, 식품 저장 용기의 외부에 접착될 수 있는 형태의 라벨을 제작하고, 상기 라벨이 온도변화 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단에 유용하게 사용될 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 라벨을 이용한 저장물질의 부패가능성 판단 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 동결건조된 표지균 및 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1), pH 지시약을 포함하는 혼합액(2) 및 상기 혼합분말과 혼합액을 분리하는 파쇄용 분리막(3)을 포함하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨을 제공한다.

또한, 본 발명은 동결건조된 표지균, pH 표지물질 및 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1), 증류수(2) 및 상기 혼합분말과 증류수를 분리하는 파쇄용 분리막(3)을 포함하는 라벨을 포함하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 라벨을 이용한 저장물질의 부패가능성 판단 방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 동결건조된 표지균 및 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1), pH 지시약을 포함하는 혼합액(2) 및 상기 혼합분말과 혼합액을 분리하는 파쇄용 분리막(3)을 포함하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨을 제공한다.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 표지균으로써 유산균인 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus)를 여러 배지에서 0 내지 21일간 배양한 결과, 성장과 동시에 젖산 등의 생성으로 pH가 낮아졌으며, 한번 낮아진 pH는 3주까지도 유지되는 것을 확인하고(표 1 참조), 상기 표지균을 pH 지시약, 금속비누 입자 및 pH 민감성 고분자입자 등의 pH 표지물질과 함께 배양한 결과, 표지균의 성장으로 pH가 떨어짐과 동시에 배지의 색이 변하여 산성임을 나타내었다(표 2 참조). 이때, 금속비누 입자나 pH 민감성 고분자 입자의 경우 배지를 중성으로 조정하여도, 산성의 색을 유지하였다. 본 발명의 라벨을 냉동 보존할 경우, 상기 라벨이 효과적으로 사용되려면 냉동온도(예; -20℃)에서도 균이 살아 있다가 온도가 오를 경우 성장할 수 있어야 한다. 또한 상기 라벨을 저장공간에서 사용하는 중 온도가 빙점 이하로 내려가는 경우, 라벨이 제대로 작동하기 위해서는 빙점 이하에서도 균 이 생존해 있어야 한다. 무엇보다도 장기간 저온상태에서 저장하는 경우에 표지균이 성장은 하지 않더라도 생존해 있어야 한다. 이에, 상기 표지균이 냉동저장 후 배양하여도 냉동저장 없이 배양한 균 또는 냉장저장 후 배양한 균과 마찬가지로 배양이 가능하며, 배양과 동시에 배양액의 pH를 떨어뜨린 것을 확인하였다. 또한 상기 표지균을 동결건조한 후 접종농도를 달리하여 배양함으로써, 동결건조된 표지균은 0.1%(W/V)이하를 사용하여야 다른 물질에 의한 탁도 등으로 색의 판단에 영향이 없고(표 3 참조), CFU는 10,000 CFU/㎖ 이상이 되어야 균의 성장이 1-2일 내에 이루어지는 것을 확인하였다. 아울러, 상기 동결건조된 표지균과 pH 지시약을 포함하도록 제조된 라벨을 다양한 온도에 노출한 후, 상기 미생물의 배양상태에 따른 pH 지시약의 색상을 비교함으로써, 저장 물질의 부패판단을 수행할 수 있었다(표 4 참조). 이에, 본 발명의 라벨은 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨로 유용하게 사용될 수 있다.

상기 표지균은 대표적인 부패 식중독균인 대장균 O-157, 살모넬라 등과 성장패턴이 유사하고, 성장시 유기산을 형성하여 pH를 떨어뜨리고, 인체 및 환경에 해가 없는 미생물은 무엇이든 사용가능하며, 바람직하게는 유산균, 효모, 곰팡이균 등이 있으며, 가장 바람직하게는 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus)를 사용가능하다.

상기 배지는 표지균의 성장과 동시에 발생하는 유기산에 의해서 배지의 pH가 낮아지도록 배지 조성을 결정하였고, 바람직하게는 MRS, MRS 배지가 25%로 희석된 배지, 최소배지 및 포도당 100 g/ℓ를 포함하는 최소배지 등이 이용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 MRS 배지가 25%로 희석된 배지가 이용될 수 있다. 구체적으로는 표지균이 성장하지 않는 경우의 배지 pH는 중성이 되도록 하며, 또한 배지 내에 아미노산 성분이 많을 경우, 표지균에 의해 분해되면서 발생하는 암모니아로 pH가 오르기 때문에 이를 하향 조절하였다. 그러나 표지균이 성장 정도와 비례하여 유기산을 생성하게 되고, 이 유기산은 배지의 pH를 떨어뜨려 산성이 된다. 즉, pH가 낮아지면 색이 변화되는 지시약을 배지에 첨가해 놓으면 저장물질과 같은 온도변화를 받은 표지균이 성장하면서 색이 변하게 되고 이것은 저장물질 내에 부패균이 있다면 성장할 수 있다는 것을 보여주는 것이다.

상기 혼합분말은 동결건조된 표지균 및 배지 분말을 0.01 ~ 0.1 : 99.9 ~ 99.99의 비율, 바람직하게는 0.05 ~ 0.1 : 99.9 ~ 99.95의 비율, 가장 바람직하게는 0.1:99.9의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 라벨 제조시, 무균상황을 유지할 필요를 없게 하기 위해서 상기 표지균은 동결건조된 분말형태로, 배지 분말과 같이 미리 혼합하고 물과는 분리된 상태로 제작한다. 이 경우, 잡균의 배양을 억제할 수 있으나, 무균상황이 아니어서 곰팡이가 혼입되어 표지균 배양시 곰팡이가 성장하면서 유기산을 분해하고, pH가 증가하여 색이 변하는 것을 방지키 위해서 본 발명의 혼합분말(1)에 곰팡이 성장 저해제를 추가로 첨가할 수 있고, 상기 곰팡이 성장 저해제로는 항진균성 폴리엔(polyene antifungals), 니스타틴(nystatin), 암포테리신 B(amphotericin B), 피마리신(pimaricin) 등이 사용될 수 있다.

상기 pH 지시약은 중성과 산성에서 색의 변화가 뚜렷한 지시약은 모두 사용가능하며, 바람직하게는 메틸레드, 메틸블루, 브로모크레솔 그린-메틸 레드(Bromocresol Green-Methyl Red), 브로모크레솔 그린(Bromocresol Green), 브레모페놀 블루(Bromophenol Blue) 등을 사용 가능하다.

그러나 표지균 성장으로 발생한 유기산으로 배양액의 pH가 낮아졌더라도, 다른 오염균의 성장 등의 이유로 pH가 다시 상승하는 경우, pH가 중성으로 될 수 있으므로, pH가 오를 경우에도 색이 변해서는 안 된다. 즉, 한 번 낮은 pH에 의해 색이 변하면 그 색이 유지되도록 하는 방법이 필요하다. 이에, 하기 본 발명의 금속비누 입자와 pH 민감성 고분자 입자가 더욱 유용하게 이용될 수 있다.

상기 pH 표지물질에는 pH 지시약, 금속비누 입자 및 pH 민감성 고분자입자 등이 이용될 수 있다. 상기 금속비누 입자는 안료와 올레인산 등을 칼슘 등의 2가 이온과 비누화 반응을 시켜서 금속비누 알갱이 형태를 만든 것으로, 표지균이 성장하여 유기산의 발생으로 배양액의 pH가 낮아지면 금속비누는 다시 분해되어 함유되어 있던 염료가 배지내로 분산되면서 라벨이 전체적으로 상기 안료의 색을 띠게 된다. 이 반응은 pH가 라벨 내의 성분이 시간이 지남에 따라 pH가 중성으로 변해도 자발적으로 염료가 다시 금속비누의 알갱이가 되지 않으므로 라벨 내의 색을 유지할 수 있게 된다(도 3 참조).

상기 pH 민감성 고분자 입자는 안료를 낮은 pH에서 고분자가 팽창되는 염기성 고분자(basic polymer)로 포집하고 있는 형태로 제조되고, 유기산 생성으로 pH 가 낮아지면 고분자입자 안에 포집된 안료가 배지로 방출되어 안료의 색을 띠게 하고, 배지가 다시 중성이 되도 배지에 퍼진 안료가 수축된 고분자입자 내로 들어오지 않기 때문에 상기 안료의 색을 유지할 수 있다. 염기성 고분자에는 키토산, 폴리라이신(polylysine), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine; PEI), 디에틸아미노에틸-덱스트란(diethylaminoethyl-dextran; DEAE-dextran), 폴리(아마이도아민) 덴드리머[poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers] 등이 이용될 수 있다(도 4 참조).

또한, 상기 안료에는 D&C Red No.6 Barium-lake, 붉은 색 유기염료, 무기염료 등이 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 라벨은 식품 저장 용기의 외부에 접착될 수 있는 형태로 제작될 수 있다. 온도에 의해 부패하는 저장물질의 외부 용기에 직접 붙이는 라벨 형태로 제작됨으로써 저장, 수송 중 저장 공간의 온도가 아닌, 저장물질의 실제 온도의 변화를 측정할 수 있다.

본 발명의 구체화에서, 예를 들어 본 발명의 라벨을 부착 전에는 동결건조된 표지균과 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1)과 pH 지시약을 포함하는 혼합액(2)이 파쇄용 분리막(3)으로 분리되어 있다. 접착부분을 벗기고 라벨을 부착시 라벨의 외부에서 가하는 압력으로 상기 파쇄용 분리막(3)이 깨지면서, 혼합분말과 혼합액이 섞여서 표지균이 배양할 수 있는 상태가 된다. 이때, 상기 파쇄용 분리막(3)은 쉽게 깨지도록 경화성 수지를 사용하며, 상기 경화성 수지에는 아크릴, 페놀수지, 요소 수지, 멜라민 수지 등이 있다. 또한, 상기 라벨 외부는 접착시 가하는 압력에 대해서 내부 물질을 보호할 수 있도록 PE(poly ethylene), PP(poly propylene), PS(Poly styrene), PET(Poly Ethylene Telephthalate) 등의 재질을 필름형태로 만들어 사용하며, 접착하단 면은 저장물질의 색과 혼돈되지 않도록 불투명 백색을 사용한다(도 1 참조).

또한, 본 발명은

1) 상기 라벨을 저장물질의 외부 용기에 부착하면서 파쇄용 분리막(3)을 깨는 단계;

2) 저장기간이 완료된 후, 라벨의 색을 관찰하여 산성 색인 경우, 부패 가능으로 판단하는 단계를 포함하는 저장물질의 부패가능성 판단 방법을 제공한다.

본 발명의 구체적인 실시예에서 본 발명의 라벨을 다양한 온도에 노출한 후, 상기 미생물의 배양상태에 따른 pH 지시약의 색상을 비교함으로써, 저장 물질의 부패판단을 수행할 수 있었다(표 4 참조). 이에, 본 발명의 방법은 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단에 유용하게 사용될 수 있다.

저장 중 외부온도의 변화의 누적으로 저장물질의 온도가 상승하거나 변화할 경우, 저장물질의 외부 용기에 접착되어 있는 라벨 내의 표지균은 온도변화에 따라 표지균의 성장에 적합한 온도일 경우, 성장을 할 수 있게 된다. 이때, 상기 표지균의 성장에 따라 발생한 유기산에 의해 pH가 산성이 되면, pH 표지물질이 산성 색을 띠는지 여부를 확인함으로써 부패가능성을 판단할 수 있다.

본 발명의 라벨은 식품 저장 용기의 외부에 접착가능 하며, 저장물질과 같은 온도변화를 받은 표지균이 성장하면 색이 변하게 되어, 상기 색 변화를 관찰함으로써 저장물질의 부패 여부 판단에 유용하게 이용될 수 있다.

이하, 본 발명을 제조예 및 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 제조예 > 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨 제작

<1> 배지 조성

<1-1> 최소 배지( per liter )

K₂HPO₄ 7.0 g

KH₂PO₄ 2.0 g

(NH₄)2SO₄ 1.0 g

Glucose 10.0 g

Sodium citrate 0.5 g

MgSO₄.7H₂O 0.1 g

<1-2> MRS 배지( per liter )

Proteose Peptone No. 3 10.0 g

Beef Extract 10.0 g

Yeast Extract 5.0 g

Dextrose 20.0 g

Polysorbate 80 1.0 g

Ammonium Citrate 2.0 g

Sodium Acetate 5.0 g

Magnesium Sulfate 0.1 g

Manganese Sulfate 0.05 g

Dipotassium Phosphate 2.0 g

Agar 15.0 g

<2> pH 지시약 또는 pH 표지물질 제작

<2-1> pH 지시약

메틸레드(methyl red) 0.1 g, 메틸렌 블루(methylene blue) 0.1 g을 에탄올 190 ㎖에 용해하고 물을 채워 200 ㎖로 만든다. 이와 유사한 중성에서 산성으로 변할 경우 색이 변하는 지시약은 모두 적용될 수 있다.

<2-2> 금속비누

상기 안료 및 올레인산을 칼슘 등의 2가 이온과 비누화 반응을 시켜서 금속비누 알갱이 형태를 제조하였다. 하기 조성으로 60℃에서 480 rpm으로 2.5 시간 동안 반응한 후, 잘게 분쇄하여 사용하였다.

D&C Red No.6 Barium-lake 10 ㎎

올레인산 15 g

Ca(OH)₂ 2.204 g

H₂O 5.67 g

리파아제 0.0375 g

<2-3> pH 민감성 고분자

pH 민감성 고분자에는 많은 종류가 있고 낮은 pH에서 팽창하는 염기성 고분자(basic polymer)는 모두 적용될 수 있다.

0.5 g의 키토산을 0.1%(V/V)의 초산 50 ㎖에 용해시키고, 여기에 키토산의 3-80%(Wt%)까지 EDTA를 추가하여 강도를 높일 수 있다. 여기에 안료(D&C Red No.6 Barium-lake; Warner-Jenkinson, USA)를 1-5 ㎎ 첨가하고 5 M NaOH로 pH를 중화하였다. 여기에 EDAC[1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride; Sigma, USA]를 10-100 mM 되도록 첨가하였다. 상온에서 4시간 동안 교반한 후, 증류수로 2회 세척, 0.5 M NaCl, 0.025 M NaOH로 2회 세척 및 0.05 M NaOH로 2회 세척 후, 증류수로 1회 세척하여 냉장보관하였다.

<3> 라벨 제작

<3-1> pH 지시약 포함

아크릴로 분리된 공간의 한쪽에는 동결건조된 락토바실러스 에시도필러스 및 동결건조된 MRS(25%) 배지를 각각 6 ㎎ 및 10 ㎎을 넣어주고, 다른 쪽에는 pH 지시약을 포함하는 증류수 0.6 ㎖을 넣어줌으로써, 온도변화 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨을 제작하였다(도 1 참조).

<3-2> pH 표지물질 포함

아크릴로 분리된 공간의 한쪽에는 동결건조된 락토바실러스 에시도필러스, pH 금속비누입자 또는 pH 민감성 고분자 입자 및 동결건조된 MRS(25%) 배지를 각각 6 ㎎, 각각 1 ㎎ 및 10 ㎎을 넣어주고, 다른 쪽에는 증류수 0.6 ㎖을 넣어줌으로써, 온도변화 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨을 제작하였다(도 2 참조).

< 실시예 1> 표지균의 성장에 따른 pH 변화 확인

유산균인 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus; ATCC 4356, USA)를 하루 저녁 배양한 후, MRS, MRS (25%)(MRS 배지가 25%로 희석된 배지), 최소배지 및 포도당 100 g/ℓ를 포함하는 최소배지에 각각 5%(v/v)의 비율로 접종하였다. 30℃에서 배양하면서, 0, 1일, 4일, 7일 및 21일에 OD값 및 pH를 측정하였다.

그 결과, 표 1에서 나타난 바와 같이 락토바실러스 에시토필러스는 MRS 배지 및 최소배지 등에서 성장과 동시에 젖산 등의 생성으로 pH가 낮아졌으며, 한번 낮아진 pH는 3주까지도 유지되었다.

이때, MRS 100% 배지는 배지색이 짙어서 pH 지시약의 색변화를 관찰에 어려움이 있기 때문에, MRS 배지를 25%로 희석하여 배지색이 옅게 함으로써 색변화에 관찰이 용이하도록 하였다.

배지/ 배양시간	접종 직후		1일		4일		7일		21일
	OD	pH	OD	pH	OD	pH	OD	pH	OD	pH
MRS	0.05	6.7	8.6	3.6	6.8	3.7	6.3	3.9	6.8	3.7
MRS(25%)	0.01	6.7	3.7	3.6	2.7	3.6	2.6	3.8	2.7	3.8
최소배지	0	7.2	0.3	6.4	0.5	4.4	0.4	4.4	0.5	4.5
최소배지+포도당(100g/L)	0	7	0.4	4.7	0.4	4.8	0.3	4.7	0.3	4.5

< 실시예 2> 표지균의 성장에 따른 pH 변화 및 pH 표지물질의 색 변화 확인

유산균인 락토바실러스 에시도필러스를 pH 지시약, 금속비누 입자 및 pH 민감성 고분자 입자를 각각 0.0001%, 1% 및 1%의 농도로 포함하는 MRS(25%) 배지에 접종하여 30℃에서 배양하면서 0, 4일, 1주, 3주 및 6주에 pH 변화 및 pH 표지물질의 색변화를 확인하였다. 마지막에 pH를 중성으로 보정하고, 색변화를 확인하였다.

그 결과, 표 2에서 나타난 바와 같이 pH 지시약의 경우, 처음 녹색이던 지시약은 자주색 및 적색으로 변하여 6주까지 색깔이 유지되었으며, 금속비누 입자나 pH 민감성 고분자 입자의 경우 배지를 중성으로 유지해도 색은 붉은 색을 유지하였다.

	접종 직후	4일	1주	3주	6주
pH	6.7	3.8	3.6	3.8	3.8
pH 지시약	녹색	자주	자주	자주	자주
금속비누 입자	무색	적색	적색	적색	적색
pH 민감고분자 입자	무색	적색	적색	적색	적색

< 실시예 3> 냉동저장 표지균의 생존 검사

유산균인 락토바실러스 에시도필러스를 MRS(25%) 배지에 접종하여 30℃에서 24시간 배양한 후, 상기 배양액을 -10℃ 및 -20℃에서 48시간 저장하였다. 상기 저온에서 저장된 배양액을 30℃에서 24시간 배양한 후, OD값을 측정하였다.

그 결과, 대조군(저장 없이 30℃에서 배양), -10℃ 실험군 및 -20℃ 실험군의 OD 값은 각각 3.8, 3.6 및 3.5로, 냉동 보관되었던 표지균도 배양가능함을 나타낸다.

< 실시예 4> 동결건조된 분말 표지균과 1일 배양된 접종균 사용시 효과 비교

유산균인 락토바실러스 에시도필러스를 MRS(25%) 배지에 접종하여 30℃에서 24시간 배양한 후, 배양균을 원심분리하여 부영양제(10% Skim milk+1% glutamin산 나트륨 수용액)에 현탁 후 Eyela 동결건조기(일본)를 이용하여 동결건조하였다. 상기 동결건조된 분말 표지균과 상기 방법으로 배양된 액상의 배양액을 MRS(25%) 배지에 10%의 농도로 접종하여 30℃에서 24시간 배양하였다.

그 결과, 동결건조된 표지균은 0.1%(W/V)이하를 사용하여야 다른 물질에 의한 탁도 등으로 색의 판단에 영향이 없고, CFU는 10,000 CFU/㎖ 이상이 되어야 균의 성장이 1-2일 내에 이루어진다.

분말균 접종비율(w/v)	1일	3일
10%	4.80	3.37
5%	5.20	4.71
1%	4.98	3.38
0.5%	4.07	4.43
0.1%	4.15	3.40
0.01%	4.7	3.82

< 실시예 5> 저장온도 변화에 따른 색 변화

제조예 3에서 제조한 라벨을 표 4에서 정한 바와 같이 -10℃, 4℃, 15℃ 및 37℃ 등의 다양한 온도에 정해진 시간만큼 노출한 후, 각 구간(0~6, 6~20, 20~28, 28~42 및 42~48)에서의 색 변화를 관찰하였다.

그 결과, 표 4에서 나타난 바와 같이 색 변화가 나타났으며, 상기 색변화를 바탕으로 부패 가능성을 판단할 수 있었다.

실험		0~6시간	6~20	20~28	28~42	42~48	부패판단
1	온도	37	37	37	37	37	부패 가능
1	색깔	녹색	자색	자색	자색	자색	부패 가능
2	온도	15	15	15	15	15	부패 가능
2	색깔	녹색	녹색	녹색	녹자색	자색	부패 가능
3	온도	4	4	4	4	4	안전
3	색깔	녹색	녹색	녹색	녹색	녹색	안전
4	온도	4	15	4	4	4	안전
4	색깔	녹색	녹색	녹색	녹색	녹색	안전
5	온도	4	4	15	4	4	안전
5	색깔	녹색	녹색	녹색	녹색	녹색	안전
6	온도	4	37	37	4	4	부패 가능
6	색깔	녹색	녹색	자색	자색	자색	부패 가능
7	온도	-10	37	37	-10	-10	부패 가능
7	색깔	녹색	녹색	자색	자색	자색	부패 가능
8	온도	-10	37	4	37	37	부패 가능
8	색깔	녹색	녹색	녹색	자색	자색	부패 가능

도 1은 본 발명의 pH 지시약을 포함하는 부착형태 라벨의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 pH 표지물질을 포함하는 부착형태 라벨의 구성도이다.

도 3은 금속비누 입자의 발색 원리를 나타낸 도이다.

도 4는 pH 민감성 고분자의 발색 원리를 나타낸 도이다.

Claims

동결건조된 표지균 및 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1), pH 지시약을 포함하는 혼합액(2) 및 상기 혼합분말과 혼합액을 분리하는 파쇄용 분리막(3)을 포함하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
동결건조된 표지균, pH 표지물질 및 배지 분말을 포함하는 혼합분말(1), 증류수(2) 및 상기 혼합분말과 증류수를 분리하는 파쇄용 분리막(3)을 포함하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 표지균은 부패 식중독균과 성장패턴이 유사하고, 성장시 유기산을 형성하여 pH를 떨어뜨리고, 인체 및 환경에 해가 없는 미생물인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 3항에 있어서, 상기 부패 식중독균은 대장균 O-157 또는 살모넬라인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 3항에 있어서, 상기 표지균은 유산균, 효모, 곰팡이로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 5항에 있어서, 상기 표지균은 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophilus)인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 배지는 표지균의 성장과 동시에 발생하는 유기산에 의해서 배지의 pH가 낮아지는 조성인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 7항에 있어서, 상기 배지는 MRS, MRS 배지가 25%로 희석된 배지, 최소배지 및 포도당 100 g/ℓ를 포함하는 최소배지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 8항에 있어서, 상기 배지는 MRS 배지가 25%로 희석된 배지인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 혼합분말은 동결건조된 표지균 및 배지 분말을 0.01 ~ 0.1 : 99.9 ~ 99.99의 비로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 10항에 있어서, 상기 혼합분말은 동결건조된 표지균 및 배지 분말을 0.05 ~ 0.1 : 99.9 ~ 99.95의 비율로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 11항에 있어서, 상기 혼합분말은 동결건조된 표지균 및 배지 분말을 0.1:99.9의 비율로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 혼합분말은 추가로 곰팡이 성장 저해제를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 13항에 있어서, 상기 곰팡이 성장 저해제는 항진균성 폴리엔(polyene antifungals), 니스타틴(nystatin), 암포테리신 B(amphotericin B), 피마리신(pimaricin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항에 있어서, 상기 pH 지시약은 중성과 산성에서 색의 변화가 뚜렷한 것 사용하는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 15항에 있어서, 상기 pH 지시약은 메틸레드 및 메틸블루의 혼합액인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 2항에 있어서, 상기 pH 표지물질은 금속비누 입자 또는 pH 민감성 고분자입자인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 17항에 있어서, 상기 금속비누 입자는 안료와 올레인산을 2가 이온과 비누화 반응을 시켜서 금속비누 알갱이 형태로 만든 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 17항에 있어서, 상기 pH 민감성 고분자 입자는 안료를 낮은 pH에서 고분자가 팽창되는 염기성 고분자(basic polymer)로 포집하고 있는 형태로 제조된 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 19항에 있어서, 염기성 고분자는 키토산, 폴리라이신(polylysine), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine; PEI), 디에틸아미노에틸-덱스트란(diethylaminoethyl-dextran; DEAE-dextran) 및 폴리(아마이도아민) 덴드리 머[poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers]로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 식품 저장 용기의 외부에 접착될 수 있는 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 파쇄용 분리막(3)은 경화성 수지인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 22항에 있어서, 상기 경화성 수지는 아크릴, 페놀수지, 요소 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 라벨 외부는 PE(poly ethylene), PP(poly propylene), PS(Poly styrene) 및 PET(Poly Ethylene Telephthalate)로 이 루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 라벨의 접착하단 면은 불투명 백색인 것을 특징으로 하는 저장 온도변화의 누적에 따른 저장물질의 부패가능성 판단용 라벨.
1) 제 1항 또는 제 2항의 라벨을 저장물질의 외부 용기에 부착하면서 파쇄용 분리막(3)을 깨는 단계;

2) 저장기간이 완료된 후, 라벨의 색을 관찰하여 산성 색인 경우, 부패 가능으로 판단하는 단계를 포함하는 저장물질의 부패가능성 판단 방법.