KR20160001059A

KR20160001059A - 도체의 살균방법

Info

Publication number: KR20160001059A
Application number: KR1020140078776A
Authority: KR
Inventors: 오덕환; 김광희; 탕고 찰리; 로이스 만수르 아흐매드
Original assignee: 대한민국 (식품의약품안전처장); 강원대학교산학협력단
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-01-06
Also published as: KR101655206B1

Abstract

본 발명은 차아염소산나트륨 수의 80배 정도로 살균력이 강하고 이미, 이취가 수도수 정도로 매우 적으면서 생체 친화적이고 내성균이 생성되지 않는 미산성 차아염소산수와 푸마르산을 병용 또는 병행 처리하는 도체의 친환경 세척살균방법이다. 이는 종래부터 사용 중인 세척살균소독제인 차아염소산나트륨 수나 강산성 염소계 세척소독제를 대체할 수 있는 친환경 세척살균 방법으로서 도축장에서 가공되는 축산물의 미생물학적 안전성과 품질을 제공할 수 있다.

Description

도체의 살균방법{Disinfection Method of Dressed Carcass}

본 발명은 도축장에서 가공되는 축산물의 미생물학적 안전성 및 품질을 확보하기 위하여 종래부터 사용 중인 세척살균소독제인 차아염소산나트륨 수나 강산성 염소계 세척소독제를 대체할 수 있는 미산성 차아염소산수와 푸마르산(fumaric acid)을 병용 또는 병행 처리하는 친환경 세척살균 방법에 관한 것이다.

우리나라 국민 1인당 소고기 소비량은 정육기준으로 2000년 5.1kg에서 2010년에는 9.9kg으로 약 94.1%의 급증세를 나타내었다. 또한, 우리나라의 축산물 가공 산업은 1980년 이후 각 회사들이 현대적인 기계설비, 유통설비 등에 대규모로 투자하여 위생적인 대량생산체제로 발전되었으며, 유통부문은 콜드 체인(cold chain)을 시도함으로써 고신장의 발판을 구축하였다. 또한 80년 후반부터 대단위 도축시설이 정부의 지원 하에 지역별로 설립, 가동됨으로써 도축에서 부분육 처리와 식육가공품을 일괄하여 생산, 판매하는 단계까지 이르렀다. 2011년 우리나라 축산식품산업 생산액은 18조원으로 농축산업에서 41.2%의 비중을 차지하는 규모로서 축산식품산업 생산액은 1970년 1.2조원에서 2011년 18조원으로 15배로 크게 성장하였으며, 2010년 농업생산액을 큰 품목 순으로 보면 미곡 다음은 돼지, 한우, 닭, 우유, 계란, 오리 순으로 모두 축산물이 차지하였다.

한편, 최근 소비자들의 기호는 고품질이면서 위생적으로 안전한 식육을 추구하고 있어 안전성 확보가 중요해지고 있다. 이러한 안전성 문제의 해결을 위해서는 신선육의 생산과 유통과정에서의 위생적 처리 및 품질보존에 관한 기술과 지육처리단계에서 발생하는 오염원을 제어할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 특히 도체는 판매를 위한 처리 초기부터 미생물의 오염에 노출되어 있으므로 오염을 최소화하는 방안을 시급히 확립할 필요가 있다. 이를 통해 저장성이 뛰어난 부분육의 생산으로 유통기한이 연장될 것이며, 안전성이 높은 식육에 대한 소비자의 인식을 새롭게 하여 소비를 더욱 촉진시킬 것이다. 가축은 도축과정을 통하여 생명체에서 식육으로 변하게 되며, 도체가 소비자의 식탁에 오르기까지 여러 가지 작업도구, 작업자, 작업대, 작업환경을 거치며 오염된 미생물은 신선육에서 부패와 품질 저하의 주요 원인이 된다(B. M. MACKEY and C. M. DERRICK. 1979. Contamination of the Deep Tissues of Carcasses by Bacteria Present on the Slaughter Instruments or in the Gut. J. Appl. Bacteriol., 46, 355). 도체(屠體)와 반도체(半屠體), 소매육의 미생물수를 감소시키기 위해 다양한 연구가 진행되었으며, 여기에는 미생물의 종류, 최초 오염도, 세척 온도, 압력, 오염방지제의 농도 등이 영향을 미치는 주요 요인으로 밝혀졌다. 특히 물 또는 소독제를 이용한 세척은 도체의 표면에 남아있는 미생물을 물리적으로 제거하여 신선육의 미생물학적 품질을 개선시킬 수 있다고 하였다(A. W. Kotula et al. 1974. Beef Carcass Washing to Reduce Bacterial Contamination. J. Anim. Sci. 39, 674)

국내 도축장내 축산물의 안전성 확보는 국민건강보호측면 뿐만 아니라, 수입육에 맞서는 국제경쟁력 강화를 위해서 절대적으로 필요하다. 축산물의 안전성 확보는 farm-to-table의 전과정에서 동시에 체계적으로 이루어져 하며, 모든 과정에서의 안전성 관리가 다 중요하지만, 특히 도축장은 가축이 식육으로 상품화되는 시작단계로 그 위생적 처리는 다음 단계인 가공, 유통, 판매 및 소비에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 과정이다. 또한, 축산물 생산의 흐름에서 도축장은 사육과 가공, 유통을 연결하는 중간 고리 역할을 하여 위해 발생 시 추적하고 개선할 수 있는 정보를 제공하는 매우 중요한 위치에 있다.

식품의 안전성은 국민 보건과 직결되는 주요 문제로서 우리나라 식중독 발생 건수는 2002년 77건에 환자 수 2,939명이었으나 그 이후 매년 대체적으로 증가하여 2012년에는 266건에 환자 수 6,058명으로 보고되었다(식품의약품안전처, 2013). 그 중 원인식품별 식중독 발생 현황 발표 자료에 따르면 2012년도 국내 육류 및 그 가공품의 식중독 발생 건수는 49건, 환자수는 1,139명으로 보고되어 있다(식품의약품안전처, 2013). 전체 식중독 발생 건수 중 원인 불명 식중독 발생 건수가 94건, 환자수가 2,133명임을 감안할 때, 육류 및 그 가공품의 식중독 발생 건수 및 환자 수는 매우 큰 비중(발생건수 : 28.5%, 환자 수 : 29.0%)을 차지하고 있음을 알 수 있다. 2012년뿐만 아니라 우리나라의 원인 식품별 식중독 발생 현황을 보면 매년 약 30%를 육류 및 그 가공품이 차지하고 있다. 이처럼, 도축장에서 도축되어 여러 단계를 거쳐 생산되는 축산물은 그 처리과정에 따라 다양한 오염원에 노출되며, 이로 인해서 주로 식육이 미생물에 오염된다. 그러나, 식육은 그 특성상 도축, 가공 및 유통 과정에서 교차오염의 가능성이 매우 크며, 특히, 도축과정 중의 작업환경, 작업자, 작업도구, 작업대 등에 내재되어 있는 미생물에 의한 피할 수 없는 오염은 유통기간 중 신선육의 부패와 품질 악화의 주된 요인으로 분석되고 있다. 따라서, 철저하게 위생적인 방법으로 도축을 하고 해체를 하는 것이 가장 기본적인 미생물 오염 방지 대책이며, 축산식품에 대한 소비자의 신뢰 확보를 위해서는 친환경 세척살균제를 활용한 안전성 확보 기술 개발이 시급한 실정이다.

일반적으로 축산식품 매개성 주요 병원체는 약 35종이며, 그 중 식육에서 주로 검출되는 주요 병원성 미생물은 Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes , Salmonella spp., Campylobacter jejuni , Yersinia enterocolitica 등으로서 이 중 E. coli O157:H7, L. monocytogenes , Salmonella spp.의 세 가지 주요 병원성 미생물은 미국 내 식중독에 의한 사망률 중 약 78%를 차지한다고 보고되어 있다(P. S. Mead et al. 1999. Food-related illness and death in the United States. Emerg. Infect. Dis., 5, 607). 식중독 세균의 식품 내 검출빈도를 살펴보면 E. coli O157:H7은 검출된 식품 중 육류가 차지하는 비율이 약 78%, L. monocytogenes와 Salmonella spp.의 경우 검출된 식품 중 육류가 약 40% 정도를 차지하는 것으로 나타났다고 보고되어 있다(미국육류협회자료, 2001). 이와 같이, 전 세계적으로 식육에서 높은 발생률을 보이고 있는 것은 가축이 오염원으로 작용하고 식육에서 병원성 미생물을 효율적으로 억제할 수 있는 기술이 현재까지 부족하기 때문인 것으로 판단된다.

우리나라 식품산업에서의 살균, 소독 및 세척을 목적으로 사용되는 화학제제는 ① 식품첨가물 - 혼합제제(식품에 적용), ② 식품첨가물 - 기구 등의 살균소독제(기구, 용기, 포장 등 식품과 접촉하는 것에 적용), ③ 세척제(식품/비식품접촉표면 : 공중위생관리법 적용, “세척, 헹굼” 필수)로 분류 될 수 있으며, 2002년도 기준 약 150여종 가량의 제품이 시중에 유통되고 있는 것으로 판단된다. 축산물 가공공장에서 사용되고 있는 살균소독제 제품의 원료 사용실태 조사 결과, 염소계(40%) > 알콜계(37%) > 산소계(8%) > 4급 암모늄계(6%)의 순으로 많이 사용되고 있었으며, 사용대상 재질은 stainless steel (43%) > 손/장갑/작업화(28%) > 바닥(26%) > 도마(3%) 순으로 많이 사용되고 있다.

미산성 차아염소산수와 육류의 세척살균에 관한 종래의 기술로는 한국 등록특허 제10-0970708호(미산성 차아염소산수의 제조방법 및 미산성 차아염소수산수의 제조장치), 한국 공개특허 제10-2012-0001197호(미산성 차아염소산 용액의 제조장치), 한국 공개특허 제10-2014-0013574호(미산성 차아염소산수 제조장치), 한국 공개특허 제10-2013-0103867호(무격막 전해조), 한국 공개특허 특2001-0031061호(가금류 및 기타 육류를 위한 아염소산 살균살포제의효능을 최적화시키는 방법), 한국 공개특허 제 10-2009-0009104(전기 분해에 의하여 생성된 잔류 염소를 함유한 살균수를 이용한 음식물 포장 방법), 일본 특허공개 제２０１０－５７４２９호(食品の殺菌理方法), 일본 특허공개 제２００４－９９６１５호(食肉理加工産業における微生物制御策に用いる殺菌), 일본 특허공개 제２００２－２５３１８８호(

畜肉肉等の食肉理環境および食品加工環境用殺菌) 등이 개시되어 있으나, 이들 종래 기술들은 본 발명과는 그 기술적 구성이 전혀 다른 것들로서, 본 발명은 신규성이 인정되는 새로운 발명에 해당된다.

현재 사용되고 있는 살균소독제는 높은 가격에 비해 살균력이 현저히 낮은 편이다. 특히, 염소계의 경우, 작업도구의 재질인 stainless steel을 부식시키는 원인이 되며, 원액을 2주 이상 매일 여러 번 열어 사용 시 역가가 90% 이상 감소하는 등의 문제가 있다. 알콜계는 매우 고가이며, 담그는 것은 효과가 크나, 뿌릴 경우 살균력이 떨어진다는 단점이 있다. 본 발명은 도축장에서 가공되는 축산식품의 품질 및 미생물학적 안전성을 확보하기 위하여 살균효과가 높으면서 경제적인 친환경 세척살균 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 미산성 차아염소산수와 푸마르산(fumaric acid)을 병용 또는 병행 처리하는 도체의 세척살균 방법에 관한 것이다. 미산성 차아염소산수는 수도수에 염산 또는 염산에 염화나트륨 수용액을 첨가하여 무격막 전해조 내에서 전기분해하여 얻어지는 수용액으로 성상은 pH 5-6.5이고 ORP는 212 mV 이상이며 유효염소농도가 10-80 ppm 인 것으로 분자상 염소(Cl₂)나 차아염소산나트륨(NaOCl)의 함유량이 극히 적으므로 살균력이 강하고 이미·이취가 매우 적어 그 수준이 수도수 정도이다. 차아염소산수는 진균의 포자 및 균사, 아포형성균을 포함하는 세균, 바이러스 등 모든 미생물을 순간적으로 살균 불활화시며 그 살균력은 차아염소산나트륨의 80배에 달한다. 미산성차아염소산수의 유효성분인 차아염소산(HOCl)은 미생물의 세포벽, DNA, Lipid 등에 작용하여 대사기능을 마비시켜 살균작용을 하며, 인체 내에서도 호중구(好中球)가 myeloperoxidase(MPO)의 작용에 의하여 과산화수소로부터 차아염소산을 생성하여 인체에 침입한 병원균을 살균한다. 따라서 차아염소산수는 매우 생체 친화적이며 내성균이 생성되지 않는 것이 특징이다.

한편, 현재 축산식품관련 살균소독제로 가장 많이 사용되고 있는 차아염소산나트륨 수를 비롯하여 알콜류, 젖산, 구연산 등의 유기산, 과일 추출물 등은 고 환경부하, 낮은 살균력, 비싼 가격 등의 단점과 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 도체에 미산성 차아염소산수와 푸마르산을 병용 또는 병행 처리함으로써 친환경 저비용의 도체 세척살균 방법을 제공할 수 있다.

본 발명은 미산성 차아염소산수와 푸마르산을 병용 또는 병행 처리하는 친환경 세척살균 방법에 관한 것으로서 다양한 병원성 미생물에 대해 현저히 높은 살균 효과를 나타내므로 상대적으로 고가이면서도 살균력이 떨어지는 타 살균소독제를 대체할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 유효염소농도 5 ppm의 미산성 차아염소산수에 1분간 침지하였을 때 온도에 따른 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 5, 10, 20 및 30 ppm의 미산성 차아염소산수에 40℃에서 1분간 침지하였을 때 미산성 차아염소산수의 온도에 따른 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 유효염소농도 10 및 30 ppm의 미산성 차아염소산수에 1, 3 및 5분간 침지하였을 때 미산성 차아염소산수의 농도 및 침지시간에 따른 살균효과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 0.5%(w/v) 유기산의 온도에 따른 Staphylococcus aureus에 대한 살균효과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 0.5%(w/v) 유기산의 온도에 따른 E. coli O157:H7에 대한 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 0.5%(w/v) 유기산의 온도에 따른 L. monocytogenes에 대한 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 0.5%(w/v) 유기산의 온도에 따른 Salmonella enteritidis에 대한 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 0.25 및 0.50%(w/v)의 푸마르산에 40℃에서 1분간 침지하였을 때의 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 유효염소농도 30 ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25%(w/v) 푸마르산을 25 및 40℃에서 소고기에 3분간 병용처리 및 병행처리 시의 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 유효염소농도 30 ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25%(w/v) 푸마르산을 25 및 40℃에서 돼지고기에 병용처리 및 병행처리 시의 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 11a~도 11b은 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적 살균 조건 하에서 소고기에 병용처리 및 병행처리를 하여 저온 저장(A:4℃, B:10℃) 시 총균수의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12a~도 12b는 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적 살균 조건 하에서 소고기에 병용처리 및 병행처리를 하여 저온 저장(A:4℃, B:10℃) 시 관능검사를 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13a~도 13b은 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적 살균 조건 하에서 소고기에 병용처리 및 병행처리를 하여 저온 저장(A:4℃, B:10℃) 시 pH의 변화를 측정한 그래프이다.
도 14a~도 14b는 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적 살균 조건 하에서 돼지고기에 병용처리 및 병행처리를 하여 저온 저장(A:4℃, B:10℃) 시 총균수의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 15a~도 15b는 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적 살균 조건 하에서 돼지고기에 병용처리 및 병행처리를 하여 저온 저장(A:4℃, B:10℃) 시 관능검사 결과를 나타낸 그래프이다.
도 16a~도 16b은 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적 살균 조건 하에서 돼지고기에 병용처리 및 병행처리를 하여 저온 저장(A:4℃, B:10℃) 시 pH의 변화를 측정한 그래프이다.
도 17a~도 17b은 소고기에 E. coli H157:O7을 접종한 후 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적조건으로 살균 후 저온 저장(A: 4℃, B:10℃) 중 위해 미생물의 생육변화를 나타낸 그래프이다.
도 18a~도 18b은 소고기에 L. monocytogenes를 접종한 후 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적조건으로 살균 후 저온 저장(A: 4℃, B:10℃) 중 위해 미생물의 생육변화를 나타낸 그래프이다.
도 19a~도 19b는 돼지고기에 E. coli H157:O7을 접종한 후 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적조건으로 살균 후 저온 저장(A: 4℃, B:10℃) 중 위해 미생물의 생육변화를 나타낸 그래프이다.
도 20a~도 20b은 돼지고기에 S. typhimurium을 접종한 후 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적조건으로 살균 후 저온 저장(A: 4℃, B:10℃) 중 위해 미생물의 생육변화를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 도축장에서 가공되는 축산식품의 품질 및 미생물학적 안전성을 확보하기 위한 목적으로 기존에 사용 중인 세척살균소독제인 강산성 염소계 세척소독제를 대체하기 위하여 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 최적 살균조건을 조사하고 이를 토대로 하여 미산성 차아염소산수와 푸마르산을 병용 또는 병행처리하는 친환경 세척살균 방법에 관한 것이다. 상기에서 미산성 차아염소산수는 염산 또는 염산에 염화나트륨 수용액을 첨가하여 무격막 전해조 내에서 전기분해하여 얻어지는 수용액으로서 pH 5-6.5이고 ORP는 212 mV 이상이며 유효염소 10-80 ppm을 함유한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

실험 재료 및 방법

1. 미산성 차아염소산수 및 유기산

미산성 차아염소산수는 미산성 차아염소산수 생성장치(model BC-360, Cosmic Round Korea Co., Seongnam, Korea)를 사용하여 전류 2.7 A, pH 6.3～6.5, 유효염소(ACC) 10～30 ppm, ORP 780～880 mV인 무격막 전기분해수로 제조하여 사용하였으며, 식초산(acetic acid), 젖산(latic acid), 구연산(citric acid)과 푸마르산(fumaric acid) 등의 유기산은 1급 시약을 사용하였다.

2. 균주

식육에서 주로 검출되는 주요 병원성 세균인 Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, E. coli O157:H7, Salmonella enteritidis 및 S. typhymurium은 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC, Korean Collection for Type Culture, Daejeon, Korea)에서 분양 받아 증균배양 후 86℃에서 stock하여 사용하였다.

3. 병원성 미생물의 접종

각 시료 10 g을 사용하여 초기 접종농도가 약 10⁶ cfu/g되게 선정된 병원성 미생물(S. aureus , E. coli O157:H7, L. monocytogenes , S. enteritidis , S. typhimurium)을 골고루 접종한 후 40℃에서 최적조건으로 선정된 미산성 차아염소산수 (유효염소농도 30ppm) 단독 또는 0.25%(w/v) 푸마르산과 병용처리 및 병행처리하여 축산물 보관시 저장 온도에 따른 병원성 미생물의 생육변화를 조사하였다.

4. 병원성 미생물수의 측정

병원성 미생물수의 측정은 식품공전(2013년 12월 개정) 제 9. 일반시험법 중 3. 미생물 시험법에 따라 측정하였다.

가. S. aureus

시료를 10배 단계 희석액을 만든 다음 각 단계별 희석액을 Baird-Parker 한천배지에 1 mL를 도말한 후 10분간 실내에서 방치시킨 후 35~37℃ 에서 48±3시간 배양한 후 투명한 띠로 둘러싸인 광택의 검정색 집락을 계수하였다.

나. E. coli O157:H7

시료를 10배 단계 희석액을 만든 다음 각 단계별 희석액을 BCIG 한천배지에 각각 접종하여 35～37℃에서 18～24시간 배양한 후 집락을 계수하였다.

다. L. monocytogenes

시료를 10배 단계 희석액을 만든 다음 각 단계별 희석액을 Oxford 한천배지에 접종하여 30℃에서 24～48시간 배양한 후 집락을 계수하였다.

라. S. enteritidis 및 S. typhymurium

시료를 10배 단계 희석액을 만든 다음 각 단계별 희석액을 MacConkey 한천배지에 접종하여 35~37℃에서 24±2시간 배양한 후 집락을 계수하였다.

5. 도체표면 미생물 총균수의 측정

도체표면 미생물 총균수는 가로 및 세로 면적이 10cm×10cm인 표면 채취틀을 축산물 도체에 대고 멸균 희석액(NaCl 0.85%, Peptone 0.1%, KH₂PO₄ 0.03%, Na₂HPO₄ 0.06%, pH 7.0)으로 적신 멸균 면봉(감마레이 멸균, 10 cm, 0.15 g)을 종횡으로 각각 10회 문지르는 방법으로 시료를 채취하여, 100 mL의 멸균 희석액이 들어 있는 sampling 병에 넣고 이 병을 ice box에 넣어 2시간 이내에 실험실로 이동하여 식품공전(2013년 12월 개정) 제 9. 일반시험법 중 3. 미생물 시험법에 따라 총균수를 조사하였다.

6. pH의 측정

시료를 3cm×3cm×3cm로 절단하고 3mm 플레이트로 chopping 한 후, 50mL 튜브에 시료 3g과 증류수 27mL를 함께 넣어 Polytron homogenizer(IKATA 25 basic, Malasia)로 14,000 rpm에서 10초간 균질화하여 pH meter(MP 230, Mettler, Switzerland)로 측정하였다.

7. 육색의 측정

육색은 Minolta Chromameter(Model CR-210, Minolta Co. LTD., Japan)를 사용하여 동일한 시료를 5회 반복 측정하여 그 평균치로 나타내었다.

8. 관능평가

돼지고기의 관능검사는 잘 훈련된 관능검사요원 5명을 선발하여 각 시험구별로 향, 육색, 불쾌치를 9점 척도법으로 실시하였다.

<실시예 1> 미산성 차아염소산수의 온도에 따른 살균 효과

상기 4종의 병원성 세균에 대한 미산성 차아염소산수의 온도에 따른 살균 효과를 조사하였다. 유효 염소농도 5 ppm의 미산성 차아염소산수의 온도를 각각 25, 30, 40, 50 및 60 ℃로 조정한 것으로 1분간 처리한 후 최적 살균 농도를 측정한 결과 40℃이상에서 살균효과가 높게 나타나는 것으로 확인되었다(도 1). 온도에 의한 식품의 잠재적 품질변화 가능성을 판단하여 40℃로 처리구 온도를 조정하여 다음 실험을 진행하였다.

<실시예 2> 미산성 차아염소산수의 농도에 따른 살균 효과

상기 4종의 병원성 세균에 대한 미산성 차아염소산수의 농도에 따른 살균 효과를 조사하였다. 미산성 차아염소산수의 유효 염소농도를 5, 10, 20 및 30 ppm으로 조정한 것을 40℃에서 1분간 처리한 후 최적 살균 농도를 측정한 결과 S. aureus 균주의 경우는 살균효능이 농도 의존적으로 다소 증가하였지만, 나머지 균주의 경우는 살균효능이 같거나 다소 낮은 것으로 확인되었다(도 2). 위 결과를 바탕으로 특정 유효염소농도를 선택할 수 없어, 10, 30 ppm으로 조정하여 1, 3, 5 분 침지한 후 최적의 유효염소농도와 살균 시간을 결정하였다.

<실시예 3> 미산성 차아염소산수의 처리 시간에 따른 살균 효과

상기 4종의 병원성 세균에 대한 미산성 차아염소산수의 처리시간에 따른 살균 효과를 조사하였다. 유효 염소농도 10 및 30 ppm의 미산성 차아염소산수로 40℃에서 1, 3, 5 분간 처리한 후 최적 살균 농도를 측정한 결과 10 ppm의 미산성 차아염소산수는 수도수와 비교시 강한 살균효능을 보였으며, 유효염소농도 10 ppm, 5분 처리구와 30ppm, 3분과 5분 처리구에서 각 식중독균에 대해 살균 효과가 가장 높은 것으로 나타났다(도 3). 그러나 살균소독제의 특성상 너무 오랜 시간 세척할 수 없는 점을 고려하여 30ppm, 3분의 최적 조건을 확립하였다.

<실시예 4> 유기산의 온도에 따른 살균 효과

1. S. aureus

S. aureus에 대한 유기산의 온도에 따른 살균 효과를 조사하였다. 즉, 각각 0.5%(w/v)의 식초산, 젖산, 구연산 및 푸마르산 용액을 25, 30, 40, 50 및 60℃에서 1분간 노출시켰을 때의 살균 효과는 도 4와 같다. 유기산 중 푸마르산이 가장 높은 살균효능을 보였으며, 40도 이상에서 그 효능이 큰 것으로 나타났다.

2. E. coli O157:H7

E. coli O157:H7에 대한 유기산의 온도에 따른 살균 효과를 조사하였다. 즉, 각각 0.5%(w/v) 식초산, 젖산, 구연산 및 푸마르산 용액을 25, 30, 40, 50 및 60℃에서 1분간 노출시켰을 때의 살균 효과는 도 5와 같다. 유기산 중 푸마르산이 가장 높은 살균효능을 보였으며, E. coli O157:H7균주의 경우 온도에 관계없이 모든 온도에서 높은 살균효능을 나타내었다.

3. L. monocytogenes

L. monocytogenes에 대한 유기산의 온도에 따른 살균 효과를 조사하였다. 즉, 각각 0.50%(w/v)의 식초산, 젖산, 구연산 및 푸마르산 용액을 25, 30, 40, 50 및 60℃에서 1분간 노출시켰을 때의 살균 효과는 도 6과 같다. 유기산 중 푸마르산이 가장 높은 살균효능을 보였으며, E. coli O157:H7균주와 동일하게 온도에 관계없이 모든 온도에서 높은 살균효능을 나타내었다.

4. S. enteritidis

S. enteritidis에 대한 유기산의 온도에 따른 살균 효과를 조사하였다. 즉, 각각 0.50% (w/v)의 식초산, 젖산, 구연산 및 푸마르산 용액을 25, 30, 40, 50 및 60℃에서 1분간 노출시켰을 때의 살균 효과는 도 7과 같다. 유기산 중 푸마르산이 가장 높은 살균효능을 보였으며, E. coli O157:H7 균주와 동일하게 온도에 관계없이 모든 온도에서 높은 살균효능을 나타내었다.

<실시예 5> 푸마르산의 농도에 따른 살균 효과

상기 4종의 병원성 세균에 대한 푸마르산의 농도에 따른 살균 효과를 조사하였다.

푸마르산의 농도를 0.25 및 0.50% (w/v)로 조정한 것을 40℃에서 1분간 처리한 후 최적 살균 농도를 측정한 결과는 도 8에 나타난 바와 같이 0.25% (w/v) 이상의 농도에서 병원균에 대한 살균 효과를 보였으며, S. aureus를 제외하고 모든 균주에서 농도에 관계없이 초기 균수를 모두 사멸시키는 높은 살균효능을 나타내었다.

<실시예 6> 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용처리 및 병행처리 살균 효과

1. 소고기

유효염소농도 30 ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25% 푸마르산으로 S. aureus , E. coli O157:H7, L. monocytogenes 및 S. enteritidis 4종의 병원성 미생물을 각각 접종한 소고기에 대하여 3분간 병용처리 및 병행처리하였을 때 40℃에서 살균효과가 우수한 것으로 나타났다(도 9). 그러나 병용처리 및 병행처리구의 살균효능에는 유의적 차이는 없는 것으로 확인되어 상기 병용처리 조건을 최적 살균 조건으로 결정하였다.

2. 돼지고기

유효염소농도 30 ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25% 푸마르산으로 상기 4종의 병원성 미생물을 각각 접종한 돼지고기에 대하여 3분간 병용처리 및 병행처리하였을 때에도 소고기의 경우와 마찬가지로 40℃에서 살균효과가 우수한 것으로 나타났다(도 10). 그러나 병용처리 및 병행처리구의 살균효능에는 유의적 차이는 없는 것으로 확인되어 상기 병용처리 조건을 최적 살균 조건으로 결정하였다.

<실시예 7> 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용처리 축산물의 품질변화 조사(총균수, 관능검사, pH 변화)

1. 소고기

(1) 저장 중 총균수 변화

소고기를 미산성 차아염소산수 단독 또는 실시예 6의 최적 살균조건으로 처리하여 4 ℃와 10 ℃에서 저장한 후 총균수 변화를 측정한 결과는 도 11과 같다. 음성 대조구로는 수도수 처리구를 사용하였으며 양성 대조구로는 30 ppm 강산성 차아염소산수를 사용하였다. 일반적으로 총균수를 기준으로 품질측정을 할 때는 육류의 경우 7 log cfu/g를 기준으로 평가하였으며, 4 ℃에서 저장시 소고기의 경우, 수도수 대조구는 저장 4일 후 총균수의 품질 지표로 최종 총균수의 양인 7 cfu/g을 초과한 반면, 40℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 저장 8일 후에야 품질지표선을 넘어 가장 살균효과가 뛰어난 것을 확인하였고, 10 ℃에서는 품질 유지기간이 단축되어 40℃ 병용처리구는 6일 후에 품질지표선을 넘었다. 40℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산병용처리 시 품질유지기간이 가장 오래 연장된 것을 확인하였다.

(2) 관능검사

소고기를 미산성 차아염소산수 단독 또는 실시예 6의 최적 살균조건으로 처리하여 4℃와 10℃에서 저장한 후 관능평가를 측정한 결과는 도 12와 같다. 관능검사는 저장기간과 온도에 따른 냄새, 질감, 색깔의 변화를 four-point scoring system(1점: 높음, 4: 낮음)과 weighted sensory index (SI)에 적용하여 측정하였다. 일반적으로 소고기 샘플의 sensory index(냄새, 질감, 색깔)는 시간이 경과될수록 감소하였으며 cut-off score(품질지표선)는 2.2에서 측정되었고, 2.2이상에서는 품질의 가치가 없는 것으로 판단하였다. 4℃에서 저장 시, 수도수 대조구는 저장 4일 후 관능평가의 품질 지표선인 2.2를 초과한 반면, 미산성 차아염소산, 강산성 차아염소산수 단독 처리구나 25℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 저장 6일 후에 관능품질 지표선을 넘었다. 그러나 40℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 저장 8일 후에 관능품질 지표선을 넘어 품질유지기간이 가장 오래 연장된 것을 알 수 있었다. 10℃에서는 4℃에 비하여 품질 유지기간이 훨씬 단축되어 40℃ 병용처리 시 6일 후에 품질지표선을 넘는 것을 확인하였다.

(3) pH의 변화

소고기를 미산성 차아염소산수 단독 또는 실시예 6의 최적 살균조건으로 처리하여 4℃와 10℃에서 각각 10일, 8일 동안 저장한 후 pH의 변화를 측정한 결과는 도 13과 같다. 모든 처리구에서 저장기간이 늘어날수록 pH가 증가하였다. 4℃와 10℃에서 소고기를 저장 후 각각 10일, 7일 이후에 품질유지기간이 지난 것으로 판단하여 이후의 저장기간에는 pH를 측정하지 않았다. 4℃에 저장 시, 수도수 대조구는 최초 pH 5.34에서 저장 10일 후 pH 5.66으로 pH가 약간 증가하였고, 40℃ 미산성 차아염산수 단독 처리구는 최초 pH 5.40에서 저장 10일 후 pH 5.85로 0.45 만큼 증가 하였으며, 40℃ 강산성 차아염산수 단독 처리구는 최초 pH 4.68에서 저장 10일 후 pH 5.70로 1.02 만큼 증가하여 가장 큰 pH 증가치를 보였다. 25℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산병용처리구와 40℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 최초 pH 5.35에서 저장 10일 후 각각 pH 6.07로 0.72만큼 증가하였다. 강산성 차아염소산 처리구를 제외한 모든 처리구에서 pH 변화의 유의적인 차이는 없었으며, pH는 육류 품질에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 10℃에서는 4℃보다 품질 유지기간이 3일 이상 단축되었고, 40℃ 강산성 차아염산수 단독 처리구를 제외한 모든 처리구에서 저장 기간 7일 이후의 pH는 유의적인 차이가 없었다.

2. 돼지고기

(1) 저장 중 총균수 변화

돼지고기를 미산성 차아염소산수 단독 또는 실시예 6의 최적 살균조건으로 처리하여 4 ℃와 10 ℃에서 저장한 후 총균수 변화를 측정한 결과는 도 14와 같다. 단독처리와 병용처리한 돼지고기를 4℃에 저장한 경우, 수도수 대조구는 저장 2일 후, 미산성 차아염소산와 강산성 차아염소산수 단독 처리구는 4일, 25℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 저장 6일, 40℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 저장 8일 후에 각각 품질지표선을 넘는 것을 확인하였으며, 소고기의 결과와 마찬가지로 40℃ 병용처리 시 가장 오랫동안 품질을 유지할 수 있었으며, 10℃ 저장 실험에서도 단독처리구와 25℃ 병용처리구보다 40℃ 병용처리 후 저장 시 저장 6일까지 품질유지가 가능한 것을 확인하였다. 40℃에서 0.25%(w/v) 푸마르산과의 병용처리 시 살균효능이 매우 높고 총균수에 의한 품질유지기간이 많이 연장되기 때문에 도축장에서의 현장적용은 매우 높을 것으로 판단된다.

(2) 관능검사

소고기를 미산성 차아염소산수 단독 또는 실시예 6의 최적 살균조건으로 처리하여 4℃와 10℃에서 저장한 후 관능평가를 측정한 결과는 도 15와 같다. 단독처리와 병용처리한 돼지고기를에서 전처리하여 4℃에 저장한 경우, 40℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리 시 저장 8일 후에 각각 관능품질 지표선을 넘었으며, 10℃에서는 40℃ 병용처리 시 6일 후에 관능품질 지표선을 넘었다.

(3) pH의 변화

소고기를 미산성 차아염소산수 단독 또는 실시예 6의 최적 살균조건으로 처리하여 4℃와 10℃에서 각각 10일, 8일 동안 저장한 후 pH의 변화를 측정한 결과는 도 16과 같다. 모든 처리구에서 저장기간이 늘어날수록 pH가 증가하였으며, 4℃와 10℃에서 돼지고기를 저장 후 각각 10일, 7일 이후에 품질유지기간이 지난 것으로 판단하여 이후의 저장기간에는 pH를 측정하지 않았다. 돼지고기에서 각 저장 온도별 pH 변화의 측정 결과는 소고기에서의 결과와 유사하였지만 돼지고기의 초기 pH가 소고기보다 높았기 때문에 모든 처리구에서 저장기간이후의 최종 pH도 소고기보다 다소 높게 나타났다.

<실시예 8> 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용처리 축산물의 보관시 저장 온도에 따른 병원성 미생물의 생육변화 조사

1. 소고기에서 병원성 미생물의 생육변화 측정

문헌조사 결과를 바탕으로 소고기의 주요 병원성 미생물은 E. coli O157:H7과 L. monocygenes가 가장 검출률이 높은 것으로 나타나 본 연구의 접종 지표세균으로 사용하였다. 미산성 및 강산성 차아염소산수의 단일 처리와 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용처리를 비교하여 4℃와 10℃에서 저장한 후 상기 각 병원성 미생물의 생육변화를 관찰한 결과는 도 17 및 18과 같이 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용처리를 한 것이 미생물 생육억제 효과가 높은 것으로 나타났다.

(1) E. coli O157:H7

E. coli O157:H7를 소고기에 접종한 후 4℃에서 저장 할 경우, 수도수 처리구의 초기균수는 5.5 log cfu/g였으며, 저장 4일 후부터 급격하게 생육하여 저장 8일째에는 8.2 log cfu/g로 증가하였다. 반면에, 40℃ 미산성 차아염소산수, 강산성 차아염소산수 단독처리구나 25℃ 병용처리구는 초기균수가 약 4.2-4.3 log cfu/g으로 저장 기간 동안 생육변화의 차이가 없었으며 2일 후부터 서서히 증가하여 8일 후에는 약 6 log cfu/g까지 증가하였다. 그러나 40℃의 유효염소농도 30ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25%(w/v) 푸마르산 병용처리구는 저장 8일 후 5.97 log cfu/g까지 균수가 증가하여 다른 처리구보다 생육이 현저하게 억제되는 것을 확인하였다. 10℃에서는 4℃ 보다 E. coli O157:H7의 생육속도가 증가하였으며, 각 처리구에서의 생육패턴은 4℃와 유사한 경향을 나타냈다(도 17).

(2) L. monocytogenes

L. monocytogenes를 접종한 소고기를 4℃에서 저장 할 경우, 수도수 처리구는 초기균수가 5.3 log cfu/g였으며 저장 4일 후부터 급격하게 생육하여 저장 8일째에는 7.9 log cfu/g로 증가하였다. 반면에, 40℃ 미산성 차아염소산수, 강산성 차아염소산수 단독처리구나 25℃ 병용처리구는 초기균수가 약 3.8-3.9 log cfu/g으로 저장 기간 동안 생육변화의 차이가 없었으며 2일 후부터 서서히 증가하여 8일 후에는 약 5.7-6 log cfu/g까지 증가하였다. 그러나 40℃의 유효염소농도 30ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25%(w/v) 푸마르산 병용처리구는 저장 8일 후 5.1 log cfu/g까지 균수가 증가하여 다른 처리구보다 생육이 현저하게 억제되는 것을 확인하였다. 10℃에서는 4℃ 보다 L. monocytogenes의 생육속도가 증가하였으며, 각 처리구에서의 생육패턴은 4℃와 유사한 경향을 나타냈다(도 18).

2. 돼지고기에서 병원성 미생물의 생육변화 측정

문헌조사 결과를 바탕으로 돼지고기에서 주요 병원성 미생물로 보고된 E. coli O157:H7과 S. typhimurium을 선정하여 4℃와 10℃에서 저장한 후 미산성 및 강산성 차아염소산수의 단일 처리 효과와 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용처리를 비교하여 생육변화를 관찰한 결과는 도 19 및 20과 같다.

(1) E. coli O157:H7

돼지고기에 E. coli O157:H7를 접종한 후 4℃에서 저장 할 경우, 40℃의 유효염소농도 30ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25%(w/v) 푸마르산 병용처리구는 10일 저장 후 2.84에서 6.35 log cfu/ml로 균수가 증가하여 다른 처리구보다 효과적으로 생육을 억제하였다. 저장 10일 후 수도수 대조구보다 1.73 log cfu/ml 만큼 낮은 균수차이를 보였으며, 미산성 차아염소산, 강산성 차아염소산수 단독 처리구, 25℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 각각 1.11, 0.96, 0.70 log cfu/ml 만큼 낮은 균수차이를 나타냈다. 10℃에서는 4℃에서보다 E. coli O157:H7의 생육속도가 증가하였다(도 19).

(2) S. typhimurium

돼지고기에 S. typhimurium를 접종한 후 4℃에서 저장 할 경우, 40℃의 유효염소농도 30ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25%(w/v) 푸마르산 병용처리구는 10일 저장 후 3.02에서 5.97 log cfu/ml로 균수가 증가하여 다른 처리구보다 효과적으로 생육을 억제하였다. 저장 10일 후 수도수 대조구보다 2.82 log cfu/ml 만큼 낮은 균수차이를 보였으며, 미산성 차아염소산, 강산성 차아염소산수 단독 처리구, 25℃ 미산성 차아염소산수와 푸마르산 병용처리구는 각각 1.11, 1.05, 1.11 log cfu/ml 만큼 낮은 균수차이를 나타냈다. 10℃에서는 4℃보다 S. typhimurium의 생육속도가 증가하였으며, 40℃의 유효염소농도 30ppm의 미산성 차아염소산수와 0.25%(w/v) 푸마르산 병용처리구에서 가장 높은 살균효과를 나타내어 초기균수를 낮추는데 큰 영향을 주었으며 이는 저장기간 동안 생육균수의 성장을 억제하는데 영향을 준 것으로 판단된다(도 20).

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

현재 축산식품관련 살균소독제로 가장 많이 사용되고 있는 차아염소산나트륨수를 비롯하여 강산성 전해수, 알콜류, 젖산, 구연산 등의 유기산 등이 갖는 낮은 살균력, 비싼 가격, 고 환경부하 등의 단점과 문제점을 해결할 수 있는 소독제인 미산성 차아염소산수와 푸마르산을 병용 또는 병행 처리하여 우수한 세척살균효과를 나타내므로 산업상 이용 가능성이 있다.

1. SA: S. aureus, EC: E. coli 0157:H7, LM: L. monocytogenes, SE: S. enteritidis.
2. SAcEW: 미산성 차아염소산수, StAEW: 강산성 차아염소산수, TW: 수도수, AA: 식초산, LA: 젖산, CA: 구연산, FA: 푸마르산.
3. SAcEW→FA: 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병행 처리, SAcEW+FA: 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용 처리

Claims

미산성 차아염소산수와 푸마르산을 병용 또는 병행 처리하는 것을 특징으로 하는 도체의 살균 방법.
제 1항에 있어서, 미산성 차아염소산수는 유효 염소 농도가 10~30ppm인 것을 특징으로 하는 도체의 살균 방법.
제 1항에 있어서, 푸마르산은 0.25~0.50%(w/v) 수용액인 것을 특징으로 하는 도체의 살균 방법.
제 1항에 있어서, 미산성 차아염소산수와 푸마르산의 병용 또는 병행 처리 온도가 40℃인 것을 특징으로 하는 도체의 살균 방법.