KR20180134024A

KR20180134024A - 신선 농산물의 살균방법 및 품질 저하 방지방법

Info

Publication number: KR20180134024A
Application number: KR1020170071354A
Authority: KR
Inventors: 오덕환; 탕고 찰리
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2018-12-18
Also published as: KR101973958B1

Abstract

본 발명은 신선 채소나 과일 등과 같은 신선 농산물을 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 처리한 후, 키토산 코팅하거나, 상기 신선 농산물을 활성 칼슘 용액에 처리한 후, 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 처리한 다음, 키토산 코팅하여 신선 농산물을 살균하는 방법 및 상기 살균방법을 이용하여 신선 농산물의 품질 저하를 방지하는 방법에 관한 것이다.

Description

신선 농산물의 살균방법 및 품질 저하 방지방법{Method of sterilizing fresh agricultural products and method of preventing deterioration of quality in fresh agricultural products}

본 발명은 신선 농산물의 살균방법 및 품질 저하 방지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신선 채소나 과일 등과 같은 신선 농산물을 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 처리한 후, 키토산 코팅하거나, 상기 신선 농산물을 활성 칼슘 용액에 처리한 후, 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 처리한 다음, 키토산 코팅하여 신선 농산물을 살균하는 방법 및 이를 이용하여 신선 농산물의 품질 저하를 방지하는 방법에 관한 것이다.

최근 생활수준이 향상되면서 건강에 대한 관심이 고조되고, 특히 각종 오염물질이나 환경 공해로 인하여 각종 먹거리 재료의 유해성을 최소화하려는 노력이 중요한 이슈가 되고 있다.

그 중에서도 채소는 우리 식생활에 매우 중요한 재료가 되고 있으며, 신선한 채소를 섭취하는 것이 건강에 좋다는 각종 연구 결과로 인해 신성한 채소와 과일 등의 먹거리에 대한 중요가 더욱 고조되고 있다.

신선한 채소와 과일 등은 노지에서 재배되기도 하지만, 각종 농업시설의 현대화로 인해 비닐하우스 등의 실내 공간에서 재배되는 경우가 많고, 농약이나 살충제 등을 사용하지 않는 청정 재배된 농산물, 유기농 농산물 등이 인기를 끌고 있으며, 이에 대하여 이러한 신선한 채소나 과일을 잘 세척하는 문제와 신선도를 오래 유지하는 방법 등이 중요한 과제가 되고 있다.

이러한 요구에 따라서 신선 채소나 과일 등의 농산물을 세척하기 위한 살균 세척수로서 약산성 전해수가 부상하고 있다. 약산성 전해수(SAEW; slightly acidic electrolyzed water)는 고농도의 차아염소산을 포함하는 5.0-6.5 정도의 pH 값을 갖는 전해수의 일종으로서, 물을 전기분해 처리하여 옥시던트를 발생시켜서 물에 함유된 세균을 살균 처리하는 것과 더불어서 차아염소산을 함유하는 약산성 전해수도 살균처리에 유용한 것으로 알려져 있다.

약산성 전해수는 희석된 염산의 전기분해 또는 막이 없는 전해기 속의 염상에 의해 만들어질 수 있다. 종래에 약산성 전해수는 예컨대 염산을 격막이 없는 전해조에서 전해시켜서 제조하는 방법이 제안되어 있고(일본공개특허 평10-128336호), 이러한 약산성 전해수에 무기산 완충액을 첨가하여 pH를 조정하여 산성 전해수 중에 존재하는 차아염소산을 안정시키는 기술도 제안되어 있다(일본공개특허 평10-309582호).

이러한 약산성 전해수의 경우 인간의 건강과 환경에 잠재적 손상을 최소화하고 표면 부식성을 적게 나타내는 염소의 소량 사용만으로도 항균활성을 높일 수 있다는 장점이 있어서 식품산업에서 약산성 전해수의 살균 작용을 응용하는 사례가 늘고 있다.

특히, 종래의 살균제는 살균 효과는 차치하고 독성의 강도, 잔류성, 고가격, 대상이나 주위로의 영향의 강도 등 많은 결점이 있고, 사용상의 제한이 많아 폭넓은 용도에 안심해 사용할 수 있는 것은 없었다.

그러나 약산성 전해수 등의 차아염소산을 주 살균 화학종으로 하는 살균제는 종래의 살균제에 볼 수 있는 결점은 거의 없고 사용상의 제한이 거의 없으므로, 폭넓은 용도에 안심하고 사용할 수 있는 장점이 있다.

약산성 전해수를 사용한 살균 처리 방법과 관련하여, 한국등록특허 제10-1536936호에서는 초음파와 세척수 처리를 병행하여 약산성 전해수를 이용하는 신선채소 살균방법에 관하여 제안하고 있는데, 상기 종래기술은 약산성 전해수의 살균 효과를 강화시키기 위하여 초음파 처리와 약산성 전해수 병행처리 후 물 세척을 통해 세균수 감소 효과를 달성하였다.

그러나, 이러한 약산성 전해수를 이용하고 초음파 처리를 병행하는 경우 살균 효과가 개선됨은 분명하지만, 아직 충분하게 살균력을 보인다고 할 수 없는 효과상의 미진한 문제가 있었다.

또한, 한국공개특허 제10-2010-0046972호, 한국공개특허 제10-1999-0078592호에는 키토산이 항균제로 사용될 수 있음이 개시되어 있으나, 상기 종래기술들은 상기 향균제를 식품에 직접 첨가하거나, 초고압 살균 방법을 병행하기 때문에, 식품의 안정성을 확보하기 어려운 문제가 있었다.

그러므로, 약산성 전해수 및 키토산을 이용하면서 보다 살균력이 우수하여 신선 채소 뿐만 아니라, 다양한 신선 농산물을 효과적으로 살균할 수 있는 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 약산성 전해수 및 키토산을 이용하면서 보다 살균력이 우수하여 신선 채소 뿐만 아니라, 다양한 신선 농산물을 효과적으로 살균할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 살균방법을 이용하여 신선 농산물의 품질 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 염소를 포함하고, 5.0~6.5의 pH 값을 갖는 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 신선 농산물을 침지시킨 후, 세척하고 건조하는 단계, 및 상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 침지시켜 키토산 코팅하는 단계를 포함하는 신선 농산물의 살균방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 활성 칼슘을 함유하는 용액에 신선 농산물을 침지시킨 후, 세척하는 단계, 상기 세척된 신선 농산물을 염소를 포함하고, 5.0~6.5의 pH 값을 갖는 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 침지시킨 후, 세척하고 건조하는 단계, 및 상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 침지시켜 키토산 코팅하는 단계를 포함하는 신선 농산물의 살균방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 살균방법을 이용하여 신선 농산물의 품질 저하를 방지하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 약산성 전해수 및 키토산을 이용한 신선 농산물의 살균방법에 의하면, 신선채소나 과일에 대한 살균력과 세척력이 우수함은 물론, 살균 세척 후 유해 성분이 없어서 건강한 식생활을 위해 각종 음식물의 세척에 효과적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 신선 농산물의 살균방법은 약산성 전해수 및 키토산 이외에 추가적으로 유기산과 활성 칼슘을 이용함으로써, 약산성 전해수의 살균력에 더하여 추가된 성분으로 인해 살균에 대한 상승 효과가 발생하여 기존의 약산성 전해수를 이용하는 경우에 비하여, 월등하게 우수한 살균력을 발휘할 수 있다.

도 1은 과일(사과) 표면에 각종 살균제 처리 후, 호기성 미생물의 저감 효과를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 과일(사과) 표면에 각종 살균제 처리 후의 병원성 미생물의 저감 효과를 나타낸 것으로서, 도 2a는 리스테리아 모노시토제네스(Listeria monocytogenes)의 저감 효과, 도 2b는 대장균(Escherichia coli) O157:H7의 저감 효과를 나타낸 것이다.
도 3은 살균제 및 키토산 코팅 조건별로 처리한 과일(사과)를 4℃에 저장하면서 과일(사과) 표면의 호기성 세균의 생존에 미치는 영향을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 과일(사과)의 표면에 병원성 미생물을 접종한 후, 살균제 및 키토산 코팅 조건별로 저장기간 동안 병원성 미생물의 살균 효과를 측정한 결과를 나타낸 것으로서, 도 4a는 리스테리아 모노시토제네스(Listeria monocytogenes)의 살균 효과, 도 4b는 대장균(Escherichia coli) O157:H7의 살균 효과를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 하나의 구현예로서 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에서 "살균수" 라 함은 물과 같이 사용되는 살균성 조성물, 물과 같이 사용되는 살균제, 물에 혼합하여 사용되는 살균제, 2개의 살균수가 복합사용되는 형태의 2원적 구성의 살균수 등을 모두 포함하는 것을 의미한다.

본 발명에서 "신선 농산물" 이라 함은 물리적이나 화학적으로 가공처리 되지 않은 신선도를 유지하고 있는 채소, 절단된 채소, 세절된 채소 등의 신선 채소를 포함하며, 이렇게 가공되지 않은 채소 이외에 신선 채소와 균등한 효과를 얻을 수 있는 가공되지 아니한 과일이나 가공되지 아니한 농산물, 곡물, 뿌리, 줄기, 이파리 또는 열매 등을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.

본 발명의 일 구현예는 염소를 포함하고, 5.0~6.5의 pH 값을 갖는 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 신선 농산물을 침지시킨 후, 세척하고 건조하는 단계, 및 상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 침지시켜 키토산 코팅하는 단계를 포함하는 신선 농산물의 살균방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 구현예는 활성 칼슘을 함유하는 용액에 신선 농산물을 침지시킨 후, 세척하는 단계, 상기 세척된 신선 농산물을 염소를 포함하고, 5.0~6.5의 pH 값을 갖는 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 침지시킨 후, 세척하고 건조하는 단계, 및 상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 침지시켜 키토산 코팅하는 단계를 포함하는 신선 농산물의 살균방법에 관한 것이다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에 사용되는 상기 약산성 전해수는 10~100 ppm, 바람직하게는 10~50 ppm, 보다 바람직하게는 20~40 ppm의 염소 농도를 포함할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에 사용되는 상기 약산성 전해수의 pH는 바람직하게는 5.0~5.7일 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 본 발명의 신선 농산물의 살균방법에 사용되는 상기 약산성 전해수는 약산성 전해수 생성장치를 사용하여 전기분해수를 제조하여 사용할 수 있는데, 예컨대 묽은 염산과 염화 나트륨을 사용하여 유량 1~5 mL/ 분, 전압 3~4 V, 전류 5~15A의 조건에서, 펌프를 사용하여 1~10 L/분의 유속으로 수돗물로 희석하여 제조할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에 사용되는 상기 유기산은 푸마르산, 아세트산, 아스코르브산 및 구연산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 상기 유기산은 바람직하게는 푸마르산일 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에 사용되는 상기 유기산은 멸균 증류슈에 용해시켜, 0.1~3 w/v%, 바람직하게는 0.3~1 %(w/v), 보다 바람직하게는 0.3~0.7 %(w/v)의 농도로 사용할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에 사용되는 상기 유기산은 약산성 전해수에 첨가되어, 염소산으로 한계가 있는 산도를 보다 안정화시킬 수 있는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에 사용되는 활성 칼슘(CaO)은 용해도를 고려하여 물, 예컨대 멸균 증류수 또는 정제수에 0.1-3 w/v%, 바람직하게는 0.1~1 %(w/v), 보다 바람직하게는 0.1~0.5 %(w/v)의 농도로 사용할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 상기 살균수에 신선 농산물을 0.5~10분간, 바람직하게는 1~5분간, 보다 바람직하게는 2~4분간 침지시킬 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 0.5~10분간, 바람직하게는 1~5분간, 보다 바람직하게는 2~4분간 침지시킬 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 상기 활성 칼슘을 함유하는 용액에 신선 농산물을 0.5~10분간, 바람직하게는 1~5분간, 보다 바람직하게는 2~4분간 침지시킬 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법은 상기 활성 칼슘 용액 및/또는 상기 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 침지, 세척 및 건조하는 단계, 및 키토산 코팅 단계를 통하여, 살균된 신선 농산물은 친환경적 웰빙 식품으로 사용될 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 상기 세척하는 단계는 초음파 처리, 마이크로 버블 주입처리, 자외선 조사, 물 세척 처리 및 교반 처리로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물리적 처리를 병행할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 세척 과정에서의 초음파 처리는 예컨대, 300~600 W/L로 상온에서 2~5분간 처리하는 것이 살균력 향상이나 경제적인 면을 고려할 때 바람직하다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 상기 마이크로 버블 주입처리 역시 상온에서 2~5분간 공기주입 방법으로 마이크로 버블을 시행하게 되면, 살균력이 현저하게 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법에서, 상기 자외선 조사는 자외선(UV-C)을 상온에서 5~20분간 조사하는 것이 바람직하다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법은 상기와 같은 물리적 처리의 일환으로 살균수로 처리한 이후에 물 세척을 실시하되, 100~200 rpm으로 세척 대상물을 저어가면서 20초~10분, 최소 20초~2분 동안 처리하면 보다 바람직한 살균 효과를 얻을 수가 있다.

본 발명의 신선 농산물의 살균방법이 적용될 수 있는 상기 신선 농산물로는 사과, 방울토마토, 토마토, 자두, 복숭아, 감귤 등의 신선 과일이나, 배추, 무, 상추, 시금치, 참깨, 새싹채소, 양배추 및 양상추 등의 신선 채소를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 상기의 살균방법을 이용하여 신선 농산물의 품질 저하를 방지하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 신선 농산물의 품질 저하를 방지하는 방법은 신선 과일이나 채소를 냉장 저장하는 동안 상기의 살균방법, 즉 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수 처리. 활성 칼슘 용액 처리 및 키토산 코팅 처리를 할 경우, 신선 과일이나 채소의 품질을 비활성화하고, 품질 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 신선 농산물의 품질 저하를 방지하는 방법에서, 상기 신선 농산물로는 사과, 방울토마토, 토마토, 자두, 복숭아, 감귤 등의 신선 과일이나, 배추, 무, 상추, 시금치, 참깨, 새싹채소, 양배추 및 양상추 등의 신선 채소를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

1. 재료 및 방법

(1). 균주의 선정 및 배양

위해 미생물은 Listeria monocytogenes (ATCC 19118 및 Scott A)와 Escherichia coli O157 : H7 (ATCC 23150 및 43895)를 사용하였다.

E. coli O157 : H7 및 L. monocytogenes를 Sorbitol Mac Conkey agar(SMCA) 및 Oxford base medium agar(OBMA)에 각각 스트리킹하고, 24시간 동안 37℃에서 배양한 후, 단일 콜로니를 10㎖의 tryptic soy broth(TSB) 배지로 옮기고, 37℃에서 19시간 동안 배양하였다. 그 후, 배양액 0.1㎖를 50㎖의 TSB 배지에 옮기고, 37℃에서 19시간 동안 배양하였다.

배양된 각 균주의 세포를 50㎖의 멸균 원심 분리 튜브를 사용하여 4000 g의 회전속도로 10분간 원심 분리하여 모아진 펠릿(pellet)을 0.1% 펩톤수로 세척하고, 0.1% buffered peptone water(BPW) 50㎖에 재현탁하여 최종 농도가 10^8~9 CFU/㎖이 되도록 준비하였다. 각 배양균의 수는 tryptic soy agar(TSA, Difco)에 0.1㎖을 도말하고, 37℃에서 24시간 동안 배양하여 확인하였다.

각 균주의 50㎖ 현탁액 3개를 500㎖의 멸균 삼각 플라스크에서 혼합하여 각 병원균 450㎖을 실험에 사용하였다.

(2). 샘플의 준비 및 접종

현지 슈퍼마켓에서 구입한 사과를 4℃의 아이스 백을 사용하여 직접 실험실로 운반하였다. 균을 접종하기 전에 상기 사과를 70%(w/v) 에탄올에 1분 동안 침지시켜 자연적으로 발생하는 오염을 줄였다.

멸균된 사과를 멸균 증류수(DW)로 두 번 헹군 후, 23℃에서 1시간 동안 크린 벤치에서 건조시켰다. 이때 1회분의 실험에 약 1Kg(약 8-9개)의 사과를 사용하였으며, 자연적으로 발생하는 세균에 대한 살균제 처리의 살균 효능을 평가하기 위하여 살균되지 않은 사과를 사용하였다.

또한, 접종원으로 450㎖의 균 배양액을 550㎖의 0.1% BPW와 혼합하여 1 L의 병원균 현탁액을 준비하였다.

상기 건조시킨 사과 및 살균되지 않은 사과를 상기에서 준비한 각 병원균 현탁액 1L(약 7~8 log CFU/㎖)에 침지시키고, 10분 동안 수동으로 교반하여 균일하게 접종시킨 후, 상기 접종된 샘플을 크린 벤치에서 약 1시간 동안 건조시켜 사과 표면에 병원균을 부착시켰다.

(3). 살균제 용액의 제조

약산성 전해수(SAEW)는 자체 개발된 전해수 생성기를 사용하여 묽은 염산(5%, Sigma-Aldrich, St-Louis, USA)과 염화 나트륨(2M, Sigma, USA)을 사용하여 유량 2 ㎖/분, 전압 3.8~3.9 V, 전류 10 A의 조건에서 측정하였다.

펌프(Barnant masterflex tube, Barnant Co., IL, USA)를 사용하여 4 L/분의 유속으로 수돗물로 희석하여, 30 ppm의 염소 농도, pH 5.42±0.15, 산화환원전위(ORP) 818~854 mV의 약산성 전해수(SAEW)를 제조하였다.

상기에서 제조한 약산성 전해수는 이후 실험에 사용되기 전까지 폴리프로필렌 용기에 보관하였다.

약산성 전해수 용액의 pH는 dual-scale pH 미터(Accumet 155 model 15, Fisher Scientific Co., Fair Lawn, N.J.)로 측정하였고, 약산성 전해수 용액 중의 염소 농도는 디지털 염소 테스트 키트(RC-3F, Kasahara Chemical 157 Instruments Corp., Saitama, Japan)를 사용하는 비색법에 의해 측정하였다.

푸마르산 용액은 푸마르산을 멸균 증류수에 용해시켜 0.5 %(w/v)의 농도(pH 약 2.38±0.19)로 제조하였다.

또한, 활성 칼슘(CaO) 용액은 활성 칼슘을 멸균 증류수에 용해시켜 0.2 %(w/v)의 농도(pH 12.09±0.36)로 제조하였다.

(4). 살균제 처리 방법

각 살균제 6 L를 세척조(스테인레스 스틸, 10 L)에 넣어 처리하였는데, 각 처리 조건은 다음과 같다.

- 사과를 실온에서 3분간 증류수(DW), 활성 칼슘(CaO), 푸마르산(FA) 및 미산성전해수(SAEW)를 각각 처리한 후, 세척

- 푸마르산 + 미산성 전해수(F+E) : SAEW 3 L와 FA 3 L가 혼합된 세척조에서 처리

- 활성칼슘 처리 후, 푸마르산 + 미산성 전해수(C-F+E) : CaO에서 3분 동안 과일(사과) 배치를 침지 후, F+E 처리

- 각 살균제 처리 후, 사과를 중화 용액(0.5 %(w/v) Na₂S₂O₃ + 0.85 %(w/v) NaCl) 6 L가 들어 있는 새로운 세척조로 옮겨 1분 동안 살균제 효과를 중지시킴

- 키토산 1 %(w/v) 농도의 키토산 용액에 코팅 처리를 하기 위해, 상기 각 처리후 화학 용액을 제거하고, 세척조를 증류수로 2 회 헹군 후, 건조시킴

- 건조 후, DW, F+E 및 C-F+E 처리된 사과를 상기 키토산 용액에 2분 동안 침지

- 또한, SAEW, FA 및 키토산 처리(Ch)의 직접적인 시너지 효과를 평가하기 위하여, Ch와 SAEW+FA를 혼합한 다른 병합 처리방법인 F+E+Ch를 적용하였는데, 1회분(약 8-9 과일)의 사과를 F+E+Ch 용액에 3분 동안 침지

(5). 미생물 분석

살균제 처리 효과를 평가하기 위하여, 과일(사과)을 중화 배지 100㎖이 들어 있는 Whirl Pack 백(Nasco Whirl-Pak, Janesville, WI, USA)에 각각 넣고, 사과를 격렬하게 흔들어 5 분간 문질렀다.

병원균 샘플을 희석하여 L. monocytogenes는 Sorbitol Mac Conkey agar(SMCA)에, 또한 E . coli O157 : H7은 Oxford base medium agar(OBMA)에 도말하여 배양하였다.

총 호기성균(TAB)은 tryptic soy agar(TSA) 배지를 사용하여 37℃에서 24~48 시간 동안 배양한 후 계수하였다.

(6). 저장기간 동안의 사과 품질 측정

허들(hurdle) 처리가 과일의 품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 사과의 색상과 텍스처를 측정하였다.

색상은 사과 단면의 색상을 CR-400 Minolta chroma meter(Minolta, Inc., Tokyo, Japan)로 측정하였고, 텍스처 분석은 TA 25/1000 및 TA 11/1000 프로브가 포함되어 있는 CT3 texture analyzer(Brookfield Engineering Lab. Inc, Middleboro, MA, USA)를 사용하여 사과의 경도를 측정하였다.

2. 실험 결과

(1). 살균제 처리 후 사과 표면 호기성 미생물의 저감 효과

살균제 처리 후, 사과 표면에 존재하는 호기성 미생물의 저감 효과를 도 1에 나타내었다.

도 1에서, DW는 증류수 처리, FA는 푸마르산 처리, CaO는 활성 칼슘 처리, SAEW는 약산성 전해수 처리, DW-Ch는 증류수 처리 후 키토산 코팅 처리, F+E는 푸마르산+미산성 전해수 병용 처리, F+E+Ch는 푸마르산+미산성 전해수+키토산 병용처리, C-F+E는 활성 칼슘 처리 후 푸마르산+미산성 전해수 병용 처리, F+E-Ch는 푸마르산+미산성 전해수 병용처리 후 키토산 코팅 처리, C-F+E-Ch는 활성 칼슘 처리후 푸마르산+미산성 전해수 병용처리한 다음 키토산 코팅 처리를 의미한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 사과 표면을 대조군(증류수), 단일 살균제(활성 칼슘, 푸마르산, 미산성 전해수) 처리하였을 때, 각각 0.42±0.06, 1.15±0.15, 1.61±0.22 및 2.23±0.15 log CFU/fruit의 저감 효과를 나타냄을 알 수 있다.

단일 살균제 처리군들을 병합 처리한 경우의 미생물 저감 효과는 DW-Ch는 0.92±0.13 CFU/fruit, F+E는 3.09±0.83 CFU/fruit, F+E+Ch는 2.50±0.11 CFU/fruit, C-F+E는 3.49±0.24 CFU/fruit, F+E-Ch와 C-F+E-Ch는 호기성 미생물이 모두 저감되었음을 알 수 있다(p<0.05).

상기에서, F+E-Ch와 C-F+E-Ch 처리구의 미생물 저감 효과는 키토산 구조에서 염소와 아미노기 사이의 화학 반응에 의해 발생한 것으로 판단된다.

(2). 살균제 처리 후 사과 표면에 접종된 병원성 미생물의 저감 효과

살균제 처리 후 사과 표면에 접종된 병원성 미생물의 저감 효과를 도 2a 및 도 2b에 나타내었는데, 도 2a는 리스테리아 모노시토제네스(Listeria monocytogenes)의 저감 효과, 도 2b는 대장균(Escherichia coli) O157:H7의 저감 효과를 나타낸 것이다.

도 2a 및 도 2b에서, DW는 증류수 처리, FA는 푸마르산 처리, CaO는 활성 칼슘 처리, SAEW는 약산성 전해수 처리, DW-Ch는 증류수 처리 후 키토산 코팅 처리, F+E는 푸마르산+미산성 전해수 병용 처리, F+E+Ch는 푸마르산+미산성 전해수+키토산 병용처리, C-F+E는 활성 칼슘 처리 후 푸마르산+미산성 전해수 병용 처리, F+E-Ch는 푸마르산+미산성 전해수 병용처리 후 키토산 코팅 처리, C-F+E-Ch는 활성 칼슘 처리후 푸마르산+미산성 전해수 병용처리한 다음 키토산 코팅 처리를 의미한다.

도 2a에서 보는 바와 같이, 사과 표면에 L. monocytogenes를 접종한 후, 대조군(증류수), 단일 살균제(활성칼슘, 푸마르산, 미산성 전해수)에 의한 미생물 저감 효과는 각각 0.99±0.08, 1.65±0.17, 2.19±0.25 및 2.84±0.11 log CFU/fruit 이었다.

또한, 도 2b에서 보는 바와 같이, E. coli O157:H7에 대한 단일 살균제의 미생물 저감 효과는 L. monocytogenes 접종 후 단일 살균제를 처리한 경우와 비슷한 경향을 나타내었는데, 증류수, 활성칼슘, 푸마르산, 미산성 전해수에 의한 미생물 저감 효과는 각각 0.67±0.11, 1.40±0.19, 2.05±0.22 및 2.39±0.19 log CFU/fruit 이었다.

한편, L. monocytogenes 접종 후 단일 살균제 처리군들을 병합 처리한 경우의 미생물 저감 효과를 보면, DW-Ch는 1.22±1.22 CFU/fruit, F+E는 3.84±0.71 log CFU/fruit, F+E+Ch는 3.06±0.02 log CFU /fruit 이었다.

나머지 살균제들을 병합 처리 후, 키토산으로 코팅 처리한 다음 L. monocytogenes를 측정한 결과, 모두 검출 한계 이하로 나타났음을 알 수 있다.

또한, 도 2b에서 보는 바와 같이, E. coli O157:H7에 대한 단일 살균제 처리군들을 병합 처리한 경우는 L. monocytogenes 접종 후 살균제 병합 처리한 경우와 비슷한 미생물 저감 효과를 나타내었다.

상기의 결과로부터 알 수 있듯이, 단일 살균제 처리보다 단일 살균제를 병합 처리한 경우에 미생물 저감 효과가 뛰어나지만, 병합 처리에 따른 L. monocytogenes와 E. coli O157:H7의 감소 효과는 차이가 있었다.

즉, 활성 칼슘 처리후 푸마르산과 미산성 전해수의 병합 처리는 L. monocytogenes에 대해서는 완전히 불활성화시켰으나, E. coli O157:H7은 완전히 불활성화시키지 못함을 알 수 있다.

(3). 4℃에 저장하는 동안 hurdle 처리가 미생물의 생육변화에 미치는 영향 측정

살균제 및 키토산 코팅 조건별로 처리한 사과를 4℃에서 저장하면서, 사과 표면의 호기성 세균의 생존에 미치는 영향을 분석한 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3에서, DW는 증류수 처리, DW-Ch는 증류수 처리 후 키토산 코팅 처리, F+E+Ch는 푸마르산+미산성 전해수+키토산 병용처리, F+E-Ch는 푸마르산+미산성 전해수 병용처리 후 키토산 코팅 처리, C-F+E-Ch는 활성 칼슘 처리후 푸마르산+미산성 전해수 병용처리한 다음 키토산 코팅 처리를 의미한다.

도 3에서 보는 바와 같이, DW, DW-Ch 및 F+E+Ch의 경우, 각각 4.77±0.06, 4.27±0.23, 및 2.78±0.56 log CFU/g 감소하였으며, 이들 처리군들에 의한 유효 기간 한도(shelf life limit)는 9, 13, 17일이었다.

이에 반하여, 푸마르산과 미산성 전해수를 병용 처리한 후, 키토산을 코팅한 경우(F+E-Ch)와 활성칼슘+푸마르산+미산성 전해수 병용처리 후, 키토산을 코팅 처리한 경우(C-F+E-Ch)는 모든 기간 동안 검출 한도(detection limit) 이하의 미생물 검출율을 보이고, 높은 미생물 저감 효과를 나타내며, 사과를 저장할 수 있는 저장기간을 연장시킬 수 있음을 알 수 있다.

또한, 사과의 표면에 균을 접종한 후 살균제 및 키토산 코팅 조건별로 저장기간 동안 미생물의 생존(살균 효과)을 알아본 결과를 도 4a 및 도 4b에 나타내었는데, 도 4a는 리스테리아 모노시토게네스(Listeria monocytogenes)의 살균 효과, 도 4b는 대장균(Escherichia coli) O157:H7의 살균 효과를 나타낸 것이다.

도 4a 및 도 4b에서, DW는 증류수 처리, DW-Ch는 증류수 처리 후 키토산 코팅 처리, F+E+Ch는 푸마르산+미산성 전해수+키토산 병용처리, F+E-Ch는 푸마르산+미산성 전해수 병용처리 후 키토산 코팅 처리, C-F+E-Ch는 활성 칼슘 처리후 푸마르산+미산성 전해수 병용처리한 다음 키토산 코팅 처리를 의미한다.

도 4a 및 도 4b을 참조하면, 사과 표면의 호기성 세균의 저감 효과와 마찬가지로, L. monocytogenes와 E. coli O157:H7 접종 후, 살균제 병합처리 후 코팅처리 효과를 알아본 결과, 푸마르산과 미산성 전해수를 병용 처리한 후 키토산을 코팅한 경우(F+E-Ch)와 활성칼슘+푸마르산+미산성 전해수 병용처리 후 키토산을 코팅처리한 경우(C-F+E-Ch)에 모든 저장기간 동안 검출 한도 이하의 미생물 검출 결과를 나타냄을 알 수 있다.

(4). 4℃에 저장하는 동안 hurdle 처리가 사과의 품질 변화에 미치는 영향 측정

4℃에서 21일간 저장하는 동안 살균제 처리와 코팅 처리가 사과의 품질(경도, 색도)에 미치는 영향을 측정한 결과를 하기 표 1(경도) 및 표 2(색도)에 각각 나타내었는데, DW, DW-Ch, F+E+Ch, F+E-Ch 및 C-F+E-Ch는 상기 (3)에서 설명한 바와 같다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이, DW, DW-Ch, F+E+Ch 및 F+E-Ch 처리한 경우, 저장 초기 및 최종 단계 사이에 사과 경도의 유의한 차이는 없었으나, C-F+E-Ch 처리한 경우 0 일과 21 일 사이에 경도값은 18127±68 g을 나타내며 경도가 유의적으로 감소하였음을 알 수 있다 (p<0.05).

또한, 씻지 않은 사과(대조군)와 살균제 처리후 코팅 처리한 사과 사이에서 저장기간 동안 측정한 경도 값에 유의적인 차이는 없었다 (p>0.05).

한편, 표 2에서 보는 바와 같이, 색도의 경우 4℃에서 0일에서 21일 사이에 살균제나 살균제 처리후 코팅 처리된 사과의 L, a 및 b 값에 유의적인 변화가 없었으나 (p> 0.05), F+E+C 처리된 과일의 a^* 값은 저장기간 동안 대조군에 비해 사과의 색도에 유의적인 차이가 있었음을 알 수 있다 (p<0.05).

또한, 씻지 않은 대조군과 F+E-Ch 처리한 사과 사이에서 b^* 값에 유의적인 변화가 관찰되었다 (p <0.05).

본 연구결과, 일반적으로 저장기간 동안 씻지 않은 과일과, 살균제나 살균제 처리후 코팅 처리된 과일의 색 변수(L, a, b)에 유의적인 차이가 없었는 바 (p> 0.05), 이러한 결과는 약산성 전해수, 푸마르산 및 키토산의 조합이 사과의 색도 변화에 영향을 미치지 않았음을 시사하는 것이다.

또한, 씻지 않은 사과(대조군)와 살균제 처리 후 코팅 처리한 사과 사이에 사과의 색도 값에 유의적인 변화는 관찰되지 않았다 (p>0.05).

상기에서 보는 바와 같이, 키토산 코팅 처리에 따라 F+E와 C-F+E 처리 후 키토산 코팅 처리시, 사과 과일의 품질을 비활성화하고 품질 저하를 방지할 수 있음을 알 수 있다.

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

본 발명에 의한 신선 농산물의 살균방법은 신선 채소나 과일에 대한 살균력과 세척력이 우수함은 물론, 살균 세척 후 유해 성분이 없어서 건강한 식생활을 위해 각종 음식물의 세척에 효과적으로 사용할 수 있는 장점이 있기 때문에, 본 발명이 속하는 기술분야에 유용하게 적용될 수 있다.

Claims

염소를 포함하고, 5.0~6.5의 pH 값을 갖는 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 신선 농산물을 침지시킨 후, 세척하고 건조하는 단계; 및
상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 침지시켜 키토산 코팅하는 단계를 포함하는 신선 농산물의 살균방법.
활성 칼슘을 함유하는 용액에 신선 농산물을 침지시킨 후, 세척하는 단계;
상기 세척된 신선 농산물을 염소를 포함하고, 5.0~6.5의 pH 값을 갖는 약산성 전해수 및 유기산으로 이루어진 살균수에 침지시킨 후, 세척하고 건조하는 단계; 및
상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 침지시켜 키토산 코팅하는 단계를 포함하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 약산성 전해수는 10~100 ppm의 염소농도를 포함하는 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 약산성 전해수는 5.0~5.7의 pH 값을 갖는 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기산은 푸마르산, 아세트산, 아스코르브산 및 구연산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기산은 푸마르산인 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기산의 농도는 0.1~3 %(w/v)인 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 살균수에 신선 농산물을 0.5~10분간 침지시키는 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 건조된 신선 농산물을 키토산 용액에 0.5~10분간 침지시키는 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제2항에 있어서, 상기 활성 칼슘을 함유하는 용액에 신선 농산물을 0.5~10분간 침지시키는 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세척하는 단계는 초음파 처리, 마이크로 버블 주입처리, 자외선 조사, 물 세척 처리 및 교반 처리로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물리적 처리를 병행하는 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 신선 농산물은 사과, 방울토마토, 토마토, 자두, 복숭아, 감귤, 배추, 무, 상추, 시금치, 참깨, 새싹채소, 양배추 및 양상추로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 살균방법.
제1항 또는 제2항의 살균방법을 이용하여 신선 농산물의 품질 저하를 방지하는 방법.