KR20130128807A - 아염소산수를 이용한 살균방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 GRAS 등급의 물질인 유기산을 이용하여 고순도와 고효율의 아염소산수를 생산하는 방법 및 상기 아염소산수 생산 방법 및 상기 아염소산수생산 방법에 의해 생산된 아염소산수 및 에어로졸 공정을 이용한 최적의 식품 감균방법에 관한 것이다.
본 발명의 아염소산수 생산방법은 차아염소산염 또는 아염소산염을 물에 녹여 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액에 인산 수용액을 첨가하는 단계를 포함하는 것으로, GRAS(Generally Reagarded As Safe) 등급의 안전성이 보장된 물질인 유기산을 사용하는 것이므로 소비자나 수요자들의 거부감을 해결하여 종래의 문제점을 해결하였다는 점에서 그 산업적 효과가 매우 클 것으로 예상되고, 특히 장기간 저장이 요구되는 보관 농식품 분야의 미생물 감염에 의한 손실을 방지한다는 측면에서 경제적 효과가 매우 클 것으로 예상된다.

Description

아염소산수를 이용한 살균방법{A METHOD OF STERILIZING USING STERILE WATER CONTAINING HYPOCHLOROUS ACID}
본 발명은 아염소산수를 생산하는 방법 및 아염소산수를 이용한 식품 감균방법에 관한 것이다.
식품을 살균하는 방법과 관련하여, 살균액을 사용하는 방법이 제안되어 왔으나, 기존 살균액은 간편하게 위해 균주 등에 대한 살균작용이 가능하다는 점에서 편리하지만 안전성 문제와 관련하여 식품에 적용이 제한된다는 문제점이 있다. 한편, 소독용 알코올을 스프레이 방식으로 방사하는 방법이 제안되어, 병원을 포함한 의료 현장에서 넓게 사용되고 있으나, 소독용 알코올은 피부염의 원인이 되는 문제점과 내성균의 발생을 초래할 수도 있다는 한계가 있다.
이러한 기존 방법의 문제를 해소하는 살균방법으로서 차아염소산(HClO) 또는 아염소산(HClO2)에 의한 살균방법이 알려져 있다. 상기 차아염소산 또는 아염소산을 이용한 살균법은 살균 대상이 바이러스에서 진균류나 탄저균까지 그 범위가 넓고, 이것들에 대해 즉효적인 살균 효과를 발휘하며, 내성균을 생성하지 않는다는 여러 가지의 이점이 있다. 특히, 차아염소산 또는 아염소산을 함유한 살균수는 약산성 영역으로 조정되면 피부염이나 알레르기 반응을 일으키지 않는 우수한 이점을 갖는다.
상기 차아염소산 또는 아염소산을 주성분으로 한 살균수인 아염소산수는 인체에 무해하며 뛰어난 살균효과를 발휘하는 것으로 알려져 있다. 예를 들면, 차아염소산나트륨을 물로 희석하여 유리염소산 농도를 약 200 ppm으로 조정했을 때의 차아염소산나트륨 수용액의 pH는 약 8.6이며, 이 차아염소산나트륨 수용액 속에 차아염소산이 약 10% 함유되어 있다.
그러나, 차아염소산 또는 아염소산에 의한 살균에는 몇 가지 해결해야 할 문제가 있는데, 그 하나의 문제는 차아염소산을 함유한 살균수가 시간이 경과하면 살균 능력을 상실하는 점과 pH 레벨에 따라 유독 가스가 발생할 수 있다는 것이다.
차아염소산 또는 아염소산을 주성분으로 한 살균수의 기존의 생성방법으로 차아염소산나트륨 수용액과, 염산 등의 산을 혼합하는 방법, 염산을 직접 전기분해하여 차아염소산을 주성분으로 하는 방법 또는 플러스극과 마이너스극 간에 격막을 구비한 전기분해조에 염산나트륨을 넣어 전기분해함으로써 플러스극측에 차아염소산 수용액을 생성하는 방법 등이 알려져 있다.
상술한 방법 중, 차아염소산나트륨을 수용액과 산을 혼합하는 혼합법은, 가볍게 차아염소산 또는 아염소산을 주성분으로 하는 살균수를 생성할 수 있는 이점을 갖고 있어 가장 많이 사용되고 있기는 하나, 첨가하는 산의 양을 제어하기가 힘들고, 약간이라도 산의 양이 과도하게 첨가되게 되면, 급격하게 pH가 저하되어 pH 3 이하의 가스화영역으로 들어가 버려, 염소가스와 이산화염소가스가 발생하는 문제를 갖고 있다. 한편, 그 외의 방법 즉, 전기분해에 의한 방법의 경우, 전기분해장치의 pH 제어가 어렵다는 문제점이 지적된다.
특히, 상기 아염소산수를 이용한 식품의 살균이 과일이나 채소와 같은 신선 편의 식품에 주로 사용된다는 점에서 염소의 사용은 상기 살균된 식품의 소비자에 거부감을 일으킨다는 점에서 산업적 사용에 있어서 문제점이 제기되어 왔다. 따라서, 아염소산수의 생성이 용이하면서도, 염산 등과 같은 위해 물질이 아닌 식품에 안전하게 사용할 수 있는 GRAS(Generally Reagarded As Safe) 등급의 물질을 사용한 아염소산수 제조방법의 개발이 요구되고 있다.
또한, 식품의 살균 방법과 관련하여 최근 살균물질을 에어로졸 형태로 이용하는 방법이 제안되고 있다. 상기 살균물질을 에어로졸 형태로 이용하는 살균방법은 살균물질 또는 살균제를 미세한 물입자(fine mist)의 에어로졸(aerosol) 형태로 제조하여 위해 미생물의 살균에 이용하는 방법을 의미한다. 상기 에어로졸은 액체를 진동자 등이 장착된 기기를 이용하여 제조할 수 있다.
식중독에 관여하는 식중독균이나 식품의 부패에 관여하는 미생물을 포함한 위해 미생물에 대한 살균은 위생적 측면뿐만 아니라 식품 저장과 관련된 경제적 측면에서도 그 중요성이 강조되고 있다. 일 예로, 식중독균과 같은 식품 위해 미생물은 전 세계적으로 수많은 질병을 유발하고 있으며, 웰빙을 강조하는 식품 문화의 영향으로 최소가공된 야채 또는 과일의 섭취가 증가함에 따라 최근 식중독의 발생 빈도가 오히려 증가하고 있는 실정이다.
또한, 양파, 마늘, 생강 등의 장기간 보관사용을 하는 야채 또는 귤 등의 과일 등을 포함한 저장 농산물은 농작물의 수확시부터 다양한 미생물에 노출되어 있다. 특히, 식물의 지상부가 아닌 뿌리 등을 이용하는 양파, 마늘 또는 생각 등의 농작물은 수확시부터 표면에 토양미생물을 비롯한 각종 부패 미생물에 의하여 오염될 가능성이 크며, 이러한 부패 미생물은 수확시 입은 상처부위나 연약한 표면조직의 부패를 촉진시켜 유통과정 특히, 저장 중 농작물의 품질저하나 부패의 원인이 되고 있다. 일 예로, 우리나라에서 농작물이 유통 및 저장 과정에서 품질 저하나 부패로 인한 양적 또는 질적 손실은 대략 30% 수준에 달하고 있는 것으로 알려져 있다.
그러나, 현재까지 식품의 위생적 측면이나 보관 또는 유통과정의 측면에서 요구되는 위해 미생물 또는 부패 미생물의 살균 등을 위해 적용되는 기존의 미생물 제어조작 방법은 그 적용에 한계가 인정되고 있는 실정이다.
상기 미생물의 제어조작이란 감균(sterilization), 살균(pasteurization), 소독(disinfection), 제균(removal of microorganism) 및 정균(microbiostasis)을 포함하는 개념을 의미하고, 상기 감균이란 목적하는 대상물로부터 모든 미생물을 살균 또는 제거하는 조작으로 넓은 의미의 살균 및 제균을 포함하는 개념이다.
일반적으로, 양파, 마늘 또는 생강 등 비축 농산물의 경우, 저온 저장법을 적용하고 있으나, 상기 저온저장만으로는 단지 토양 미생물 등의 부패 미생물의 생육활동을 억제시키는 정도의 효과밖에 없는 실정이다.
또한, 가장 보편적으로 활용되고 있는 기술인 항균물질을 식품이나 농산물에 직접 처리하는 방법으로 식품이나 농산물의 세척 후, 액상의 살균제를 스프레이하거나 액상의 살균제에 살균 대상 식품 등을 침지 시키는 방법이 적용되고 있다.
상기 방법들은 위해 미생물 또는 부패 미생물을 저감시키는데 비교적 효율적인 방법이라고 평가되어 왔지만 식품의 입체적인 특성, 즉 표면에 존재하는 미세한 틈이나 생체막 등이 존재할 경우 살균 효과가 감소되거나, 물리적으로 접근하기 어려운 표면에 부착된 미생물의 경우 수용액 상태의 살균제의 효과가 저감된다는 문제점이 지적되고 있다.
구체적으로, 식품 표면의 특성인 소수성 주머니 또는 틈새 등의 물리적인 구조와 수용액 상태의 살균제가 가지는 표면장력 등에 의하여 살균제의 미생물에 대한 접촉이 어렵기 때문에, 식품의 표면에 대한 원활한 살균이 일어나지 않을 수 있다.
이러한 단점을 해결할 수 있는 방법으로 기존에 가스 상태의 살균제를 활용하는 것이 제안되었다. 그러나, 가스 상태의 살균제는 침투력과 확산력이 높다는 장점은 있으나, 사용가능한 살균제의 수가 한정되어 있으며 또 복잡한 기계장치를 필요로 하고 있다는 단점이 있다.
이와 관련하여, 최근 제안된 기술이 에어로졸 상태의 살균제를 사용하는 것이다. 상기 에어로졸은 물리적 성질이 가스와 유사하여 확산력과 침투력이 높기 때문에 좁은 틈새로의 침투가 용이하여, 미생물에 대한 접촉이 가능하며, 이로 인해 살균의 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다. 일 예로, 에어로졸화 된 살균제는 입자의 크기가 10 μm 정도 되므로 식품의 표면에 존재하는 틈이나 생체막 등에 효과적으로 침투할 수 있어 살균효과를 증대시킬 수 있다. 또한, 가스 상태의 살균제와 달리 물에 녹을 수 있는 살균제는 모두 에어로졸화 할 수 있으므로, 사용할 수 있는 살균제의 종류가 매우 넓다는 장점을 갖는다.
따라서, 상기 에어로졸 형태의 살균제를 이용하는 방법과 관련하여 최적의 방법에 대한 검토가 요구된다.
KR 2008-0020333 A KR 2007-0114119 A KR 2006-0015581 A KR 2002-0064820 A
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 식품의 특성을 고려하여 소비자에 거부감의 원인이 될 수 있는 염산을 사용하지 않고, GRAS 등급의 물질을 이용하면서도 고순도와 고효율의 아염소산수를 생산하는 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은, 살균 대상이 식품이란 특성을 고려하여 살균 대상인 식품 또는 농산물의 소비자가 거부감을 갖는 염산을 사용하지 않고, 안전성이 인정되는 GRAS 등급의 물질을 이용하면서도 고순도와 고효율의 아염소산수를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 아염소산수 생산 방법 및 상기 아염소산수생산 방법에 의해 생산된 아염소산수 및 에어로졸 공정을 이용한 최적의 식품 감균방법을 제공하는 것이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 감균이란 대상물로부터 모든 미생물을 살균 또는 제거하는 조작을 의미하며, 넓은 의미의 살균 또는 제균을 포함하는 개념이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 분무기(nebulizer)란 에어로졸 또는 흡입 요법에 사용되는 장치를 의미한다. 일 예로, 상기 분무기는 살균 용액과 공기를 충돌시켜서 안개현상으로 만드는 분무구를 갖춘 장치를 의미하며, 일 예로, 초음파를 이용하여 살균 용액을 수 마이크로미터 크기의 미립자로 무화할 수 있는 초음파 분무기(ultrasonic nebulizer)나 제트 분무기(zet nebulizer)등이 있다.
본 발명의 발명자들은 인체에 무해하며 뛰어난 살균효과를 가지는 아염소산수의 생산방법과 관련하여, 기존의 생산방법은 주로 염산을 사용함으로써, 그 살균 또는 감균 활동의 대상이 되는 식품의 수요자들에게 안전성 등의 문제로 거부감이 발생되고 있다는 문제점을 해결하기 위하여, GRAS(Generally Reagarded As Safe) 등급의 안전성이 보장된 물질, 일 예로 유기산을 이용한 아염소산수 생산방법을 연구하던 중, 인산의 경우 GRAS 등급 물질로 안전성이 인정되면서도, 염산을 사용한 경우와 거의 유사한 순도 및 생산효율의 아염소산수를 생산할 수 있다는 것을 확인하였고, 이에 나아가 상기 인산을 이용한 아염소산수를 에어로졸화하여 식품을 살균하는 경우, 최적의 방법이 초음파 분무기를 이용하는 것이란 점을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 일 실시예에 따른 GRAS 등급의 물질인 유기산을 이용하여 고순도와 고효율의 아염소산수를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 차아염소산염 또는 아염소산염을 물에 녹여 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액에 인산 수용액을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아염소산수를 생산하는 생산방법에 관한 것이다.
상기 차아염소산염 또는 아염소산염은 바람직하게는 차아염소산나트륨 또는 아염소산나트륨일 수 있다.
상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액의 차아염소산염 또는 아염소산염의 농도가 7%(w/v) 내지 9%(w/v), 바람직하게는 8%(w/v)인 것일 수 있다.
상기 인산 수용액의 인산의 농도는 7%(w/v) 내지 9%(w/v), 바람직하게는 8%(w/v)인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 일 실시예에 따른 본 발명의 다른 목적은, 상기 아염소산수 생산 방법 및 상기 아염소산수생산 방법에 의해 생산된 아염소산수 및 에어로졸 공정을 이용한 최적의 식품 감균방법을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명은 차아염소산염 또는 아염소산염을 물에 녹여 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액을 제조하는 과정; 및 상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액에 인산 수용액을 첨가하는 과정을 포함하는 아염소산수 생산단계; 상기 아염소산수를 초음파 분무기(ultrasonic nebulizer)를 이용하여 에어로졸화하는 단계 및 상기 에어로졸화된 아염소산수와 식품을 접촉시키는 단계를 포함하는 식품의 감균방법일 수 있다.
상기 차아염소산염 또는 아염소산염은 바람직하게는 차아염소산나트륨 또는 아염소산나트륨일 수 있다.
상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액의 차아염소산염 또는 아염소산염의 농도가 7%(w/v) 내지 9%(w/v), 바람직하게는 8%(w/v)인 것일 수 있다.
상기 인산 수용액의 인산의 농도는 7%(w/v) 내지 9%(w/v), 바람직하게는 8%(w/v)인 것일 수 있다.
상기 분무기는 초음파를 이용하여 용액을 분무화하는 장치일 수 있다.
본 발명의 아염소산수의 생산방법은 기존의 생산방법과 달리 염산을 사용하지 않으므로, 안전성 등의 문제가 발생되지 않고, GRAS(Generally Reagarded As Safe) 등급의 안전성이 보장된 물질인 유기산을 사용하는 것이므로, 소비자나 수요자들의 거부감을 해결하여 종래의 문제점을 해결하였을 뿐만 아니라, 최적 유기산 사용량 및 최적 에어로졸화 방법을 제안하여, 안전하면서도 생산성이 뛰어난 식품의 감균 또는 살균 방법을 제공하여, 식품 등 미생물의 살균 및 감균이 요구되는 다양한 산업분야에 이용될 수 있어 그 산업적 이용가치가 매우 클 것으로 평가되고, 특히 장기간 저장이 요구되는 보관 농식품 분야의 미생물 감염에 의한 손실을 방지한다는 측면에서 경제적 효과가 매우 클 것으로 예상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아염소산수 제조장치의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산의 종류 및 농도에 따른 아염소산수 생성농도를 나타낸 그래프로, ⅹ는 염산(HCl)을 의미하고, ◆는 인산(Phosphoric acid)을 의미하며, ■는 구연산(Citric acid)을 의미하고, ▲는 젖산(Lactic acid)을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산의 종류 및 농도에 따른 아염소산수의 순도를 나타낸 그래프로, ⅹ는 염산(HCl)을 의미하고, ◆는 인산(Phosphoric acid)을 의미하며, ■구연산(Citric acid)을 의미하고, ▲는 젖산(Lactic acid)을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인산(Phosphoric acid)의 농도에 따른 아염소산 생성량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 가스화 방법에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 아염소산의 농도에 따른 에오로졸(aerosol)의 아염소산 농도를 나타낸 그래프로, 도 5a는 제트 분무기(zet nebulizer)에 의한 에어로졸화이고, 도 5b는 결과초음파 분무기(ultrasonic nebulizer)에 의한 에어로졸화 결과이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 분무기(도 6)에 의한 아염소산수 에어로졸의 귤 표면의 살모넬라균(Salmonella Typhimurium)에 대한 살균 효과 및 제트 분무기(도 7)에 의한 아염소산수 에어로졸의 귤 표면의 살모넬라균(Salmonella Typhimurium)에 대한 살균 효과를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 분무기(도 8)에 의한 아염소산수 에어로졸의 피망 표면의 살모넬라균(Salmonella Typhimurium)에 대한 살균 효과 및 제트 분무기(도 9)에 의한 아염소산수 에어로졸의 피망 표면의 살모넬라균(Salmonella Typhimurium)에 대한 살균 효과를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 분무기에 의한 아염소산수 에어로졸을 이용하여 양파를 살균하는 것을 촬영한 사진이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 분무기에 의한 아염소산수 에어로졸의 양파 표면의 미생물에 대한 살균 효과(도 11) 및 곰팡이에 대한 살균 효과(도 12)를 아염소산수 처리 농도 및 아염소산수 처리 시간에 따라 나타낸 것으로, 가로축은 아염소산수의 처리 농도(ppm)를 의미하고, 세로축은 각 미생물 또는 곰팡이의 살균 정도를 양파 표면에 존재한 균수(Log CFU/g)로 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 최적 아염소산수 생성 조건의 확인
실시예 1-1. 산의 종류에 따른 아염소산수 생성 효율 확인
산의 종류에 따른 아염소산수 생성 효율은 아염소산(NaClO2)과 염산(hydrochloric acid), 인산(phosphoric acid), 구연산(citric acid) 및 젖산(lactic acid)을 도 1의 아염소산가수 발생장치를 이용하여 아염소산가스를 제조하고 이를 증류수에 녹이는 방법으로 제조하였다.
상기 아염소산수의 농도는 Iodometric 방법(Iodometric method)과 Amperometric Titrator(Model 19300, Hach Co., USA)를 병행 사용하여 측정하였다. 상기 Iodometric 방법은 하기 계산식 1의 방법으로 측정하였다.
하기 계산식 1에서 a는 적정에 사용된 Na2S2O3의 양을 의미하고, b는 Na2S2O3의 노르말농도(Normality)를 의미하며, c는 적정에 사용된 시료의 농도를 의미한다.
[계산식 1]
Figure pat00001
산의 종류에 따른 아염소산수 생성 농도를 확인하기 위하여, 5%(w/v) 아염소산(NaClO2) 수용액과 상기 염산, 인산, 구연산 및 젖산의 수용액을 각각 5%(w/v), 10%(w/v), 15%(w/v), 20%(w/v) 및 25%(w/v)농도로 조절하여 아염소산 발생장치에 투입하고, 20분간 반응시켜 아염소산 수를 제조한 후, 상기 계산식에 의하여, 농도를 측정하였다. 상기 측정결과를 도 2에 나타내었다.
상기 도 2에 나타낸 바와 같이, 염산은 농도가 5% 내지 25%의 범위에서 모두 가장 우수한 생성 효율을 나타내었고, 인산, 구연산 및 젖산의 경우에는 약 15%에서 적정 생성량을 나타내었다. 한편, 염산을 제외한 경우 구연산과 젖산이 유사한 생성량을 나타낸 반면, 인산은 다른 산에 비하여 현저하게 우수한 생성량을 나타내었다. 상기 결과로부터 아염소산수 생성효율의 측면에서 인산이 가장 우수한 것으로 확인되었다.
실시예 1-2. 산의 종류에 따른 아염소산수 순도 확인
산의 종류에 따른 아염소산수 생성 순도는 아염소산과 염산, 인산, 구연산 및 젖산을 도 1의 아염소산가수 발생장치를 이용하여 아염소산가스를 제조하고, 상기 생성된 아염소산수의 순도를 Amperometric Titrator(Model 19300, Hach Co., USA)를 이용하여 U.S. EPA guidance manual 및 Gordon 방법에 따라 하기 계산식 2의 방법으로 측정하였다. 상기 측정결과는 도 3에 나타내었다.
[계산식 2]
ClO2·(mg/L)/[ClO2-(mg/L)+FAC(mg/L)+ClO3-(mg/L)}ⅹ100
상기 도 3에 나타낸 바와 같이, 염산, 인산, 구연산 및 젖산 등의 모든 산에서 약 96% 내지 98%의 순도가 측정되었다. 보다 상세하게, 아염소산 순도는 젖산의 경우 낮은 순도를 나타내었으나, 다른 산의 경우 유사한 정도를 나타내었고, 전체적으로 산의 종류에 따른 큰 차이는 없는 것으로 확인되었다.
실시예 1-3. 아염소산수 농도 및 인산의 농도에 따른 아염소산수 생성 효율 확인
상기 실시예 1-1 및 실시예 1-2에 의하여, 식품에 적용이 용이한 GRAS(Generally Recognized As Safe) 등급의 물질인 유기산 중 수율 및 순도가 가장 우수한 인산을 이용하여 아염소산수를 제조하였다. 최적의 아염소산수 제조 조건을 확인하기 위하여, 아염소산과 인산의 농도를 2%(w/v), 4%(w/v), 6%(w/v), 8%(w/v) 및 10%(w/v)로 조절하면서, 아염소산수를 제조하여, 아염소산수 생성량을 실시예 1-1과 같은 방법으로 측정하였다. 상기 측정결과를 도 4에 나타내었다.
상기 도 4에 나타낸 바와 같이, 인산 수용액의 농도는 인산이 8%(w/v)인 것이 가장 우수한 것으로 확인되었고, 인산이 8%(w/v)일 때, 아염소산의 농도의 경우, 8%(w/v) 이상의 범위에서는 유사한 아염소산수 생성효율이 확인되어, 상기 아염소산의 농도도 8%(w/v)가 가장 바람직한 것으로 확인되었다.
실시예 2. 최적 에어로졸화 방법의 확인
실시예 2-1. 에어로졸화 방법에 따른 시간별 가스 농도 확인
상기 실시예 1에서 제조된 아염소산수를 에어로졸화하는 방법과 관련하여, 제트 분무기와 초음파 분무기를 이용한 에어로절화된 아염소산수의 가스 농도를 측정하였다.
보다 구체적으로, 상기 실시예 1에서 제조된 아염소산수를 농도별로(100 ppm, 200 ppm, 300 ppm 및 400 ppm)로 제조하여 밀폐 상자(Grove box, 260 L)에서 제트 분무기를 통해 에어로졸화하여 80 ml/hr 내지 90 ml/hr 를 분무하고 시간 별로 가스농도측정기(InterscanTM continuous monitoring system)를 이용 에어로졸의 농도를 측정하고, 도 5a에 나타내었다. 또한, 초음파 분무기를 통해 에어로졸화하여 80 ml/hr 내지 90 ml/hr 를 분무하고 시간 별로 가스농도측정기(InterscanTM continuous monitoring system)를 이용 에어로졸의 농도를 측정하고, 도 5b에 나타내었다.
상기 도 5a에 나타낸 바와 같이, 제트 분무기를 이용한 경우, 에어로졸의 농도는 5분 내지 15분 사이에서 가장 높은 농도를 나타내었고, 이후 점차 감소하였으며, 감소하는 경향이 뚜렷이 관찰되었다. 상기 아염소산수의 농도를 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm 및 400 ppm으로 조절하였을 때, 가장 높은 농도는 각각 3 ppm, 5 ppm, 7 ppm 및 9 ppm인 것으로 확인되었고, 농도의존적으로 증가하는 것으로 확인되었다.
한편, 상기 도 5b에 나타낸 바와 같이, 초음파 분무기를 이용한 경우, 에어로졸의 농도는 60분 내지 80분 사이에서 가장 높은 농도를 나타내었고, 20분이 경과한 시점에서 120분 경과된 시점까지 일정 수준 이상의 농도가 유지되는 것이 확인되었다. 상기 아염소산수의 농도를 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm 및 400 ppm으로 조절하였을 때, 가장 높은 농도는 각각 9 ppm, 21 ppm, 34 ppm 및 44 ppm으로, 제트 분무기에 비하여 아염소산수 에어로졸 자체의 아염소산 농도가 현저하게 높을 뿐만 아니라, 지속적인 것으로 확인되어, 제트 분무기에 비하여 초음파 분무기가 에어로졸을 위한 방법 또는 장치로 적합한 것으로 확인되었다.
실시예 2-2. 에어로졸화 방법에 따른 살균력 확인
상기 실시예 2-1에서 확인된 2 종류의 분무기를 이용한 에어로졸화 방법과 관련하여, 상기 분무기의 종류에 따른 에어로졸의 살균력을 비교하였다.
보다 구체적으로, 제트 분무기와 초음파 분무기의 살균력 차이는 유수에서 세척한 귤과 피망을 각각의 분무기를 이용하여 실시예 1에서 제조된 아염소산수를 에어로졸화하여 처리한 경우, 귤과 피망의 표면에 잔존하는 살모넬란 균(Salmonella Typhimurium)의 양으로 측정하였다.
우선, 유수에서 세척한 귤과 피망의 표면(대략 지름 2cm)에 살모넬란 균(Salmonella Typhimurium) 배양액 100 ㎕(7 log cfu/100 ㎕)을 접종시키고, 2시간 동안 건조한 후, 밀폐된 챔버(260 L)에서 0 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm 및 400 ppm의 아염소산수를 상기 실시예 2-1과 같이 각각의 분무기를 이용하여 에어로졸화하여 처리하고, 평판배양하여 생존한 균수를 측정하는 방법으로 확인하였다. 상기 확인결과를 귤의 경우, 도 6(초음파 분무기) 및 도 7(제트 분무기)에 나타내었고, 피망의 경우, 도 8(초음파 분무기) 및 도 9(제트 분무기)에 나타내었다.
상기 도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 에어로졸화한 아염소산수의 농도와 처리시간이 증가함에 따라 살모넬라 균에 대한 살균 효과가 증가되었고, 제트 분무기에 의한 경우에 비하여 초음파 분무기에 의한 경우가 귤 및 피망 모두에 대해서도 균수(CFU)를 기준으로 약 10 배 내지 100 배(1 log 내지 2 log) 더 우수한 것으로 확인되었다.
실시예 2-3. 초음파 분무기를 이용한 아염소산수 에어로졸의 살균력 확인
상기 실시예 2-1 및 2-2에서 확인된 바에 따라, 살균력이 우수한 것으로 확인된 초음파 분무기를 이용하여, 아염소산수를 에어로졸화하여 도 10과 같이 양파를 살균처리한 경우, 살균 효과를 확인하였다.
상기 살균 효과의 측정은 상기 실시예 1에서 인산을 이용하여 제조된 아염소산수 100 ppm, 200 ppm, 300 ppm 및 400 ppm을 초음파 분무기를 이용하여 에어로졸화한 후, 각 농도별로 5분, 10분 및 30분간 처리하여 미생물 잔존량을 분석하는 방법으로 수행하였다.
상기 실험에 사용한 양파는 대한민국 전라남도 무안군에 위치한 몽탄농협협동조합에서 구매하여, 오차를 줄이기 위해 200 g 내지 230 g 크기의 양파를 선별하고, 최소한의 껍질을 제거한 후, 시료로 사용하였다.
상기 미생물 잔존량의 분석은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 우선, 상기 양파시료를 각 농도 및 시간 별로 처리 후 멸균백에 시료를 취하고, 상기 양파 무게의 2배 양의 멸균수를 가한 후, Orbital shaker(JS Research Inc. co. Ltd., 대한민국)을 이용하여 5분간 믹서하여 시험용액을 제조하였다. 상기 시험용액을 10배 희석법에 따라 희석하여, 단계별 희석액 0.1 mL씩을 취해 일반 미생물 분석은 TSA(Tryptic soy agar, Difco Laboratories, USA)에 의해 수행하였고, 곰팡이 분석은 DRBC Agar(Dichloran rose bengal chloramphenicol, Difco Laboratories, USA)를 이용하여 수행하였다. 상기 일반 미생물 분석을 위한 배양은 35±2 ℃에서 24시간 동안 수행하였고, 곰팡이 분석을 위한 배양은 30 ℃에서 48 시간 동안 수행하였다.
상기 배양 후, 형성된 집락을 계수하여 colony forming unit(CFU/g)으로 표시하였으며, 그 결과를 도 11(일반 미생물) 및 도 12(곰팡이)에 나타내었다.
상기 도 11에 나타낸 바와 같이, 아무런 처리를 하지 않은 대조군 그룹의 일반미생물은 각각 4.8±0.3 log, 4.7±0.3 log 또는 4.6±0.8 log로 나타난 반면, 100 ppm의 아염소산수 에어로졸로 처리한 경우 5분 및 10분에서는 대조군과 큰 차이가 있지 않았으나, 30분간 처리하였을때 대조군에 비해 약 0.7 log 감소하였고, 200 ppm의 아염소산수 에어로졸로 처리한 경우 5분, 10분 및 30분간 처리하였을때, 3.6±0.12 log, 3.3±0.31 log 및 2.8±0.10 log 로 각각 1.2 log, 1.4 log 및 2.0 log 감소하였으며, 300 ppm 또는 400 ppm의 아염소산수 에어로졸로 처리한 경우 3.3±0.11 log, 3.1±0.22 log 및 2.5±0.15 또는 3.1±0.22 log, 2.5±0.59 log 및 2.0±0.09 log로 균의 감소가 확인되어, 상기 아염소산수 에어로졸의 처리에 의한 일반미생물에 대한 항균효과가 확인되었다.
또한, 상기 도 12에 나타낸 바와 같이, 아무런 처리를 하지 않은 대조군 그룹의 곰팡이는 각각 3.6±0.1 log, 3.6±0.04 log 또는 3.5±0.14 log로 나타난 반면, 100 ppm의 아염소산수 에어로졸로 처리한 경우 5분 및 10분에서는 대조군과 큰 차이가 있지 않았으나, 30분간 처리하였을때 대조군에 비해 약 0.5 log 감소하였고, 200 ppm의 아염소산수 에어로졸로 처리한 경우 5분, 10분 및 30분간 처리하였을 때, 3.2±0.18 log, 3.0±0.16 log 및 2.5±0.31 log로 감소하였으며, 300 ppm 또는 400 ppm의 아염소산수 에어로졸로 처리한 경우 3.0±0.39 log, 2.9±0.19 log 및 2.3±0.25 log 또는 2.8±0.15 log, 2.6±0.05 log 및 2.0±0.45 log로 균의 감소가 확인되어, 상기 아염소산수 에어로졸의 처리에 의한 곰팡이에 대한 항균효과가 유의적인 것으로 확인되었다.

Claims (6)

  1. 차아염소산염 또는 아염소산염을 물에 녹여 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액에 인산 수용액을 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아염소산수를 생산하는 생산방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차아염소산염 차아염소산나트륨이고, 아염소산염은 아염소산나트륨인 아염소산수를 생산하는 생산방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액의 차아염소산염 또는 아염소산염의 농도는 7%(w/v) 내지 9%(w/v)이고, 상기 인산 수용액의 인산의 농도는 7%(w/v) 내지 9%(w/v)인 아염소산수를 생산하는 생산방법.
  4. 제3항에 있어서,
    차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액의 차아염소산염 또는 아염소산염의 농도는 8%(w/v)이고, 상기 인산 수용액의 인산의 농도는 8%(w/v)인 아염소산수를 생산하는 생산방법.
  5. 차아염소산염 또는 아염소산염을 물에 녹여 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액을 제조하는 과정; 및 상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액에 인산 수용액을 첨가하는 과정을 포함하는 아염소산수 생산단계; 상기 아염소산수를 초음파 분무기(ultrasonic nebulizer)를 이용하여 에어로졸화하는 단계 및 상기 에어로졸화된 아염소산수와 식품을 접촉시키는 단계를 포함하는 식품의 감균방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차아염소산염 차아염소산나트륨이고, 아염소산염은 아염소산나트륨인 아염소산수이며, 상기 차아염소산염 수용액 또는 아염소산염 수용액의 차아염소산염 또는 아염소산염의 농도는 8%(w/v)이고, 상기 인산 수용액의 인산의 농도는 8%(w/v)인 식품의 감균방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022014595A1 (ja) * 2020-07-14 2022-01-20 三慶株式会社 亜塩素酸水を用いた食鳥肉の製造法

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