KR20230135788A - 원수경도에 따른 미산성 차아염소산수의 제조방법 및 그의 보관방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수에 염화나트륨 용액 및 염산 용액으로 이루어진 전해질을 첨가한 후, 전류를 인가하여 전기분해하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 미산성 차아염소산수의 보관방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 원수경도가 50ppm을 초과하는 수돗물에서는 기준규격에 적합한 미산성 차아염소산수를 생성할 수 있으나, 원수경도가 50 ppm 이하인 수돗물에서는 pH가 3.3~3.7의 약산성 차아염소산수가 생성되는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

Description

원수경도에 따른 미산성 차아염소산수의 제조방법 및 그의 보관방법{Method of manufacturing slightly acid electrolyzed water according to hardness of tap water and method of storaging the same}

본 발명은 원수경도에 따른 미산성 차아염소산수의 제조방법 및 그의 보관방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수에 염화나트륨 용액 및 염산 용액으로 이루어진 전해질을 첨가한 후, 전류를 인가하여 전기분해하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 미산성 차아염소산수의 보관방법에 관한 것이다.

미산성 차아염소산수(slightly acid electrolyzed water; SAEW)는 최근 몇 년 동안 유망한 살균제로 알려져 있다. 미산성 차아염소산수는 격막이 없는 전기분해 챔버에서 전해질(HCl, NaCl)을 전기분해하여 생성된 용액이며, pH 5.0-6.5, 유효염소농도 10-80ppm의 물성을 가져야 한다.

미산성 pH(5.0-6.5) 범위의 미산성 차아염소산수는 다량의 차아염소산(HOCl)을 함유하여 높은 항균활성을 나타낸다.

산업화와 경제 발전에 의한 인구 증가는 수자원 및 토지에 영향을 주었으며, 산업폐수, 살충제, 제초제 및 화학비료 등의 사용으로 토양에 일부 유입되어 지하수의 수질을 저하시켰다. 이는 지하수의 미네랄 함량을 저하시키고 물의 경도를 낮출 수 있으며, 지역별 원수 경도가 다를 수 있다.

미산성 차아염소산수의 제조방법에 관한 종래기술로는 미산성 차아염소산수의 제조방법 및 미산성 차아염소수산수의 제조장치(대한민국 등록특허공보 제10-0970708호), 미산성 차아염소산수 제조방법 및 미산성 차아염소산수 생성장치(대한민국 등록특허공보 제10-1619595호) 등이 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래기술들은 원수경도에 따른 미산성 차아염소산수의 제조에 대해서는 개시되어 있지 아니한 바, 지역별 원수 경도가 달라짐에 따라, 기준 규격에 맞는 동일한 미산성 차아염소산수의 생성이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 원수경도에 따른 기준규격에 적합한 미산성 차아염소산수의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-0970708호 대한민국 등록특허공보 제10-1619595호

본 발명자들은 원수경도에 따른 기준 규격에 적합한 미산성 차아염소산수 생성 표준 전해질 용액을 개발함으로써, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수를 이용하여 미산성 차아염소산수를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기의 방법에 의해 제조된 미산성 차아염소산수를 보관하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, (a) 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수에 염화나트륨 용액 및 염산 용액으로 이루어진 전해질을 첨가하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계의 결과물에 전류를 인가하여 전기분해하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 염산 용액의 농도는 1.5~2.5 %(v/v) 이고, 상기 염화나트륨 용액의 농도는 1.5~2.5 mol/L일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 전류는 6~8 암페어일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 염산 용액의 농도는 1.5~2.5 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨 용액의 농도는 1.5~2.5 mol/L이며, 상기 전류는 6~8 암페어일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 염산 용액의 농도는 2 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨의 농도는 2 mol/L일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 전류는 7~8 암페어일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 염산 용액의 농도는 2 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨의 농도는 2 mol/L이며, 상기 전류는 7 암페어일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수의 pH는 6.5~7.3일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 전기분해는 격막이 없는 전기분해 챔버에서 수행할 수 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 상기의 방법에 의해 제조된 미산성 차아염소산수를 밀봉 상태 또는 개봉 상태로 보관하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 보관방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 미산성 차아염소산수를 밀봉 상태로 6개월 동안 보관하는 경우, 개봉 상태로 6개월 동안 보관하는 경우에 비하여, 염소의 손실을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 미산성 차아염소산수는 경도가 40~50 ppm인 원수로부터 제조된 것일 수 있다.

본 발명의 상기 미산성 차아염소산수의 제조방법에 따르면, 원수경도가 50ppm을 초과하는 수돗물에서는 기준규격에 적합한 미산성 차아염소산수를 생성할 수 있으나, 원수경도가 50 ppm 이하인 수돗물에서는 pH가 3.3~3.7의 약산성 차아염소산수가 생성되는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 상기 미산성 차아염소산수의 보관방법에 따르면, 미산성 차아염소산수에 포함되어 있는 항균 활성의 주요 인자 중의 하나인 염소의 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 경도가 40~50 ppm인 원수로부터 제조된 미산성 차아염소산수를 6개월 동안 저장했을 때 모든 식중독균이 사멸하는 효과를 지니고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미산성 차아염소산수의 생성 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는 원수(수돗물)의 경도에 대한 유효염소농도(ACC)와 SAEW의 pH 사이의 관계를 나타낸 것으로서, A는 수돗물의 경도와 pH의 관계 (Y=0.05492x+2.227, R=0.8655), B는 수돗물의 경도와 ACC의 관계를 나타낸 것이다(데이터는 지하수를 제외한 수돗물의 경도로 분석).
도 3은 낮은 경도의 물 25ppm을 사용하여 전해질 농도와 전류가 다른 SAEW 생산 시스템의 최적화를 나타낸 것으로서, A는 6 암페어, B는 7 암페어, C는 8 암페어의 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 SAEW가 식품 시료에 인위적으로 접종한 병원체의 불활성화에 미치는 영향을 나타낸 것으로서, 대조군(Control)은 처리되지 않은 샘플, LM은 리스테리아 모노사이토제네스, SE는 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium), EC는 대장균이다.
도 5a는 SAEW의 저장 중 pH(A) 값에 대한 보관 조건(개봉 및 밀봉)의 영향을 나타낸 것이다.
도 5b는 SAEW의 저장 중 ACC 값에 대한 보관 조건(개봉 및 밀봉)의 영향을 나타낸 것이다.

본 발명의 제1 구현예는 (a) 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수에 염화나트륨 용액 및 염산 용액으로 이루어진 전해질을 첨가하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계의 결과물에 전류를 인가하여 전기분해하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서, "미산성 차아염소산수(SAEW)"라 함은 격막이 없는 전기분해 챔버에서 전해질(HCl, NaCl)을 전기분해하여 생성된 용액이며, pH 5.0~6.5, 유효염소농도 10~80 ppm의 물성을 갖는 것을 의미한다.

상기 염산 용액의 농도는 1.5~2.5 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨 용액의 농도는 1.5~2.5 mol/L일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 전류는 6~8 암페어(A)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 염산 용액의 농도는 바람직하게는 1.8~2.2 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨 용액의 농도는 바람직하게는 1.8~2.2 mol/L, 상기 전류는 바람직하게는 6~8 암페어(A)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 원수(tap water)는 50 ppm 이하, 바람직하게는 10~50 ppm, 보다 바람직하게는 22~41 ppm의 경도를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수의 pH는 6.5~7.3, 바람직하게는 pH 6.6~7.2, 보다 바람직하게는 pH 6.61~7.18일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 전기분해는 격막이 없는 전기분해 챔버에서 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 격막이 없는 전기분해 챔버의 예로는 도 1의 ② 전기분해 셀을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 제2 구현예는 상기 제1 구현예에 따라 제조된 미산성 차아염소산수를 밀봉 상태 또는 개봉 상태로 보관하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 보관방법에 관한 것이다.

본 발명에서, "밀봉 상태"라 함은 상기 미산성 차아염소산수를 용기 등에 담아 공기가 통하지 않도록 한 상태를 의미하고, 상기 "개봉 상태"라 함은 상기 미산성 차아염소산수를 용기 등에 담아 공기가 통하도록 한 상태를 의미한다.

본 발명의 상기 제2 구현예에 따르면, 상기 미산성 차아염소산수를 밀봉 상태로 6개월 동안 보관하는 경우, 개봉 상태로 6개월 동안 보관하는 경우에 비하여, 염소의 손실을 방지할 수 있다.

본 발명의 상기 제2 구현예에서, 상기 미산성 차아염소산수는 경도가 40~50 ppm인 원수로부터 제조된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것에 불과하며, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

1. 실험방법 및 재료

(1). 지역별 원수(수돗물)의 실태조사

전국의 상수원 16개 지역에서 원수 시료을 수집하였다. 원수의 수집은 대표적인 음용수 저수지와 인구가 많은 도시 및 많은 지방 자치 단체에서 시료을 수집하였다. 수집 장소는 서울, 인천, 대전, 부산, 대구, 광주, 경기도, 충북(청주), 강원도(춘천), 전남(광주, 광주, 광주북구), 전북(정읍), 경남(진주, 함안)으로 설정하였다. 시료는 실온에서 보관한 후 사용하였다.

(2). 세균 및 접종의 준비

세균으로 Clostridium perfringens(ATCC 13124), Escherichia coli O157:H7(ATCC 43895), Bacillus cereus(ATCC 10987), Listeria monocytogenes Scott A(ATCC 13124), Listeria monocytogenes Scott A(ATCC 43251), Salmonella Typhimurium (ATCC 13076)을 사용하였다.

균 스톡 배양물은 37℃에서 24시간 동안 tryptic soy broth(BHI; Becton Dickinson Diagnostic Systems, Sparks, MD, USA)에서 배양하였다. 최종 박테리아 농도는 약 8 log CFU/ml로 조정하여 사용하였다.

(3). 미산성 차아염소산수(SAEW) 준비

본 연구에 사용된 미산성 차아염소산수 생성기는 (주)서린바이오사이언스(한국 성남시, ecoTree®)에서 개발한 기기를 사용하였다. 초기 SAEW는 도 1와 같이 6A의 설정 전류에서 격막이 없는 챔버 셀에서 3% 희석 염산 용액을 (Ti) 및 양극 (IrO2)에서 전기분해하여 생성하였다. SAEW는 생성 전류를 15분 동안 안정화시킨 후 SAEW를 얻었다

(4). SAEW 생산 조건의 최적화

강원대학교 춘천 지역(저경도 = 25ppm)과 광주 북구 지역(고경도 = 212ppm)에서 수집한 원수를 사용하여 SAEW 생산을 최적화하였다. 2, 3, 5% HCl의 농도는 고경도 원수에 최적화 되어 있다.

최적화된 SAEW의 항균 효능은 Clostridium perfringens(ATCC 13124), Escherichia coli O157:H7(ATCC 43895), Bacillus cereus(ATCC 10987), Listeria monocytogenes Scott A(ATCC 13124), Listeria monocytogenes Scott A(ATCC), 43251, Salmonella typhimurium (ATCC 13076)을 사용하여 시험관 내(in-vitro)에서 평가하였다.

(5). 미산성 차아염소산수의 pH, 가용염소농도(ACC) 및 원수 경도 측정

원수의 경도는 한국수도연구원에서 분석하였다. 생산된 모든 SAEW의 pH 값은 이중 규모 pH 측정기(Accumet 모델 15, Fisher Scientific Co., USA)를 사용하여 측정하였다.

모든 SAEW의 ACC는 디지털 염소 시험 시약(20J3A, Kasahara Chemical Instruments Corp., Japan)을 사용하여 비색법으로 측정하였다.

(6). SAEW의 식중독균 살균효능(in vitro) 탐색

선택된 각 박테리아 세포 현탁액 1ml를 SAEW 9ml에 첨가하고 튜브를 1분의 시간 동안 균질화 하였다. 각 시료 1mL를 중화용액관 9mL(0.5% 티오황산나트륨 ± 0.85% 염화나트륨)에 옮기고, 1분간 반응시켜 처리 후 SAEW의 활동을 정지하였다.

대조군은 완충 펩톤수(0.1% BPW; Difco, Sparks, MD, USA) 9ml에 연속 희석(1:10)한 후 균수를 측정하였다.

(7). 식품에 접종한 식중독균에 대한 SAEW의 살균효능 탐색

신선한 시금치, 닭고기, 돼지고기 시료를 10g의 무게를 잰 후 멸균 비닐봉지에 담아 1시간 이내에 사용하였다. Escherichia coli O157:H7을 접종한 시금치, Salmonella typhimurium을 접종한 닭 및 Listeria monocytogenes Scott A를 접종한 돼지고기를 각각 멸균 용기(whirl-pak, USA)에 넣고 90mL SAEW를 첨가하였다.

SAEW 처리 후, 침지 시료를 기재된 바와 같이 반응을 정지시키기 위해 중화 용액 200 mL에 옮겼다. 이 후 연속 희석(1:10)한 후 균수를 측정하였다.

(8). 저장 중 미산성 차아염소산수의 물성 안정성 및 살균효능 탐색

원수경도가 25 및 41 ppm을 포함하여 두 가지의 다른 농도(저농도 및 고농도)로 실험을 진행하였고, 두 가지 유형의 HDPE 병(밀봉 상태 및 개봉 상태)을 사용하여 실험을 진행하였다.

4개의 샘플을 25℃의 실온에서 빛에 노출시켜 6개월간 보관하였다. 보관 개월은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6차에 시료의 pH, ACC를 측정하였다. 보관실험에 사용된 세균은 보관은 0, 6개월 차에 대장균 O157:H7(ATCC 43895), Bacillus cereus(ATCC 10987), Listeria monocytogenes Scott A(ATCC 43251), Staphylococcus aureus(ATCC 13565), Salmonella typhimurium(ATCC 13076)을 배양한 후 측정하였으며. 각 실험은 3회 반복하였다.

(9). 통계 분석

IBM SPSS Statistics Version 19(SPSS Inc., An IBM Company)를 사용하여 통계 분석(미생물 개체군의 평균값, ACC, 각 처리 및 측정의 pH)을 수행하였다. 차이의 유의성은 Tukey의 다중 범위 테스트를 사용하여 P≤ 0.05에서 정의하였다.

2. 결과

(1). 전국 수돗물 원수경도 실태조사

SAEW 생산에 사용된 물 시료는 서울, 인천, 대전, 부산, 대구, 광주, 경기도, 충북(청주), 강원도(춘천), 전남(광주, 광주, 광주북구), 전북(정읍), 경남(진주, 함안)에서 수집하였다. 그 결과 대부분의 물 시료의 경도는 54~80ppm이었고, 강원도와 전라남도의 물 시료는 경도가 22~26ppm으로 나타났다.

반면, 광주북구와 함안 지역의 물 시료의 경도는 각각 212ppm과 443ppm으로 이는 수돗물이 아닌 지하수를 사용하고 있기 때문에, 다른 도시와 차이가 발생했다. 전국 원수경도 실태조사를 통해 지역에 따라 물의 경도가 차이가 있다는 것을 알 수 있다.

(2). 원수 경도에 따라 생성된 미산성 차아염소산수의 물성 특성(pH 및 ACC)

하기 표 1은 pH 6.61-7.83, 물경도 22-443 ppm 범위에서 16개의 장소에서 생산된 SAEW의 특성을 나타낸 것이다. 모든 SAEW 생성 기기 설정 및 기타 조건은 위의 방법과 동일하게 진행하였다.

SAEW의 pH 범위는 5-6.5이고, 사용 가능한 염소 농도(ACC)는 10~80 mg/L이다. 수집된 모든 시료의 ACC는 20~38ppm의 허용 범위 내에서 측정되었다. 차아염소산수는 강원도, 대구, 광주에서 생산되었으며, 광양(경도 50mg/L 미만)은 pH 5.0에 도달하지 못한 반면, 광주 북구, 부산 서구, 진주, 함안(경도 80 mg/L) 이상)의 차아염소산수는 pH 6.5 보다 높았다.

또한, 경도가 다른 물 시료에서 생성된 차아염소산수의 ACC와 pH 간의 관계도 확인하였다(도 2). 전해수의 pH는 수돗물의 경도와 유의한 관계가 있는 것으로 나타났다.

이러한 결과는 경도가 차아염소산수의 물성에 영향을 미치는 중요한 요인임을 보여주었고, 시스템과 전해질의 최적화가 더욱 필요함을 알 수 있다. 원수 경도가 높다는 것은 물 속에 CaCO₃/MgCO₃의 함량이 높다는 것을 의미한다. 고경도 원수는 도 1에서 4번 단계에서 중화 반응(CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O / MgCO₃ + 2HCl → MaCl₂ )이 일어나 차아염소산수의 pH가 증가한다.

본 연구 결과, 수돗물 원수경도가 50 ppm 이상에서는 기준 규격에 적합한 미산성 차아염소산수가 생성되었으나, 원수경도가 50 ppm 이하에서는 pH가 3.3~3.7의 약산성 차아염소산수가 생성되었음을 알 수 있다.

따라서, 원수경도가 50ppm 이상인 수돗물에서는 기준규격에 적합한 미산성 차아염소산수를 생성할 수 있다.

(3). 원수경도 50ppm 이하에서 기준 규격에 적합한 SAEW 생성을 위한 최적 표준 전해질용액 조건 규명

원수 경도가 50ppm 이하로 낮은 장소에서는 기준규격에 적합한 SAEW를 생성하기 위하여, 최적의 전류, 전해질 농도 및 NaCl을 추가로 첨가하였다. 다양한 전해수는 도 1에 표시된 생산 시스템의 6, 7, 8 전류(A)와 함께 각각의 2, 3 및 5% HCl과 0, 1 및 2M NaCl의 조합에서 생성되었다.

도 3의 결과는 전류는 전해수의 제조에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 생성된 전해수의 종류에 관계없이 전해질의 농도를 증가시키면 생성된 전해수에서 ACC의 농도가 더 높아졌다. 생성된 전해수의 ACC 및 pH 값은 각각 18~59ppm 및 3.06~5.56 범위였다. 생성된 총 27개의 다른 유형의 전해수 중 3개만 SAEW의 범위에 해당하였다.

더욱이 2% HCl과 함께 2M NaCl을 추가하면 6, 7 및 8 전류(Ampere)를 사용하여 각각 pH 5.23, 5.44 및 5.56 및 ACC 27, 30 및 30 ppm을 나타내는 SAEW를 생성할 수 있다.

7A 및 8A에서 2M NaCl + 2% HCl의 첨가는 더 높은 AAC(30ppm)를 나타냈다. 또한, SAEW(2M NaCl +2% HCl+7A)의 적용은 Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Clostriidum perfringens에서 각각 8.37±0.02, 8.38±0.04, 8.36±0.06, 8.27±0.03, 8.23±0.01, 3.93±0.34(log CFU/mL) 감소의 결과를 나타냈다.

따라서, 7A에서 2M NaCl + 2% HCl의 전해질은 경도가 낮은 수돗물에서 SAEW를 생산함에 있어서 최적화된 조건임을 확인할 수 있었다. NaCl과 HCl의 존재하에 차아염소산수 생성 챔버에서 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂/ 2HCl→ H₂ + Cl₂의 반응이 일어난다.

위 반응에서의 NaCl 농도의 증가는 pH 값 상승에 영향을 줄 수 있으며, 이는 기준규격에 적합한 미산성 차아염소산수의 물성을 가질 수 있다.

하기 표 2 및 표 3은 원수경도 50ppm 이하에서 다양한 전류 및 전해질 농도에 따른 SAEW의 살균효능을 나타낸 것이다.

상기 표 2 및 표 3에서, 강원도(춘천)의 pH 6.94, 경도 25ppm인 수돗물을 사용하였고, EC는 대장균, SE는 살모넬라 엔테리티디스, LM은 리스테리아 모노사이토제네스, SA는 황색 포도구균, BC는 바실러스 세레우스, CLP는 클로스트리듐 퍼프린젠스(8.37±0.02, 8.38±0.04, 8.36±0.06, 8.27±0.03, log 8.23±0.03, 8.23±0.03)이며, 전류의 단위는 암페어, ACC의 단위는 ppm이고, ND는 감지되지 않음을 의미하며, 전압은 2.4V, 유량은 1.7L/min이었다.

(4). 원수경도 맞춤형 표준 전해질 용액에 의해 생성된 SAEW의 살균효능

살균 효과를 평가하기 위하여, 경도가 중간인 물 시료에서 생성된 SAEW의 항균 효과를 확인하였다. 그 결과, Clostriidum perfringens, Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus의 수 감소는 3.62±0.02, 8.27±0.03, 8.22±0.09, 8.22±0.09, 8.47±0.09 log10 cfu/mL로 나타났다 (하기 표 4 참조).

E. coli O157:H7은 생야채뿐만 아니라, 많은 다른 유형의 식품에 흔한 병원균이다. Salmonella typhimurium은 생닭 돼지고기에서 자주 발생하는 반면 Listeria monocytogenes는 육류의 병원체에서 발견된다.

도 4는 침지 시간(3분 및 5분)을 다르게 하여 SAEW 처리를 사용하여 식품 샘플에 인공적으로 접종된 병원체를 불활성화 하였다. 두 SAEW 처리 모두 수처리와 비교하여 미생물 수를 크게 줄일 수 있다(p < 0.05).

시금치, 돼지고기 및 닭고기에서 대장균, Listeria monocytogenes 및 Salmonella typhimurium의 수는 3분 살균 처리 후 각각 3.4, 0.71 및 1.45 log CFU/g 감소하였다. 대조적으로, 5분 살균 처리는 3분 처리보다 시금치에서 훨씬 더 높았다. 쇠고기와 닭고기는 3분과 5분 사이에 유의한 살균 효능 차이가 없었다. 왜냐하면 전해수의 살균 효능은 유기 물질(지질, 단백질 및 등) 에 의해 제한되기 때문이다.

(5). 저장 중 최적조건에서 생성된 SAEW의 물성 안정성 및 살균효능

두 가지 다른 보관 조건(개봉 및 밀봉)에서 두 가지 농도(20 및 41 ppm)에서 SAEW의 pH 및 ACC 변화는 도 5에 나와 있다. ACC의 최소 감소로 안정한 반면, 개봉 조건에서는 염소 손실이 더 컸다(SAEW의 경우 -61.42% 감소).

또한, 개봉 조건에서 SAEW(20 및 41 ppm)는 6개월 보관 후 pH 값을 약간 증가시켰다. 그러나 SAEW의 pH는 밀봉 조건에서 2가지 농도에서 각각 5.60~5.68 및 6.27~6.42 범위에서 안정적으로 유지되었다. 농도는 SAEW의 물리화학적 특성에 유의한 영향을 미치지 않았다(P>0.05).

이러한 결과는 SAEW를 밀봉된 용기에 보관하는 것이 항균 활성의 주요 인자 중 하나인 염소의 손실을 방지할 수 있음을 알 수 있다.

(6). 저장 중 SAEW 조건 별 살균 효능

E. coli, Salmonella enteritidis, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus를 불활성화시키기 위한 저농도(20 ppm) 및 고농도(41 ppm) SAEW (6개월 보관 전후)의 살균 효능을 평가하였다.

따라서, 최소 40 ppm 이상에서는 6개월 저장 했을 때 모든 식중독균이 사멸하는 것으로 나타났다. 다만 포자형성균인 Bacillus cereus 균은 고농도에서는 사멸하였지만, 저농도 밀봉 조건에서 5.2 log10 CFU/Ml, 개봉상태에서는 4.3 log10 CFU/Ml 감소하는 것으로 나타났다.

하기 표 5는 저장 중 SAEW 조건 별 살균 효능을 나타낸 것이다.

이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (12)

1. (a) 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수에 염화나트륨 용액 및 염산 용액으로 이루어진 전해질을 첨가하는 단계; 및
   (b) 상기 (a) 단계의 결과물에 전류를 인가하여 전기분해하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 염산 용액의 농도는 1.5~2.5 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨 용액의 농도는 1.5~2.5 mol/L인 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 전류는 6~8 암페어인 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 염산 용액의 농도는 1.5~2.5 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨 용액의 농도는 1.5~2.5 mol/L이며, 상기 전류는 6~8 암페어인 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 염산 용액의 농도는 2 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨의 농도는 2 mol/L인 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 전류는 7~8 암페어인 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 염산 용액의 농도는 2 %(v/v)이고, 상기 염화나트륨의 농도는 2 mol/L이며, 상기 전류는 7 암페어인 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 50 ppm 이하의 경도를 가지는 원수의 pH는 6.5~7.3인 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 전기분해는 격막이 없는 전기분해 챔버에서 수행하는 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 제조방법.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 미산성 차아염소산수를 밀봉 상태 또는 개봉 상태로 보관하는 단계를 포함하는 미산성 차아염소산수의 보관방법.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 미산성 차아염소산수를 밀봉 상태로 6개월 동안 보관하는 경우, 개봉 상태로 6개월 동안 보관하는 경우에 비하여, 염소의 손실을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 보관방법.
    
12. 제10항에 있어서, 상기 미산성 차아염소산수는 경도가 40~50 ppm인 원수로부터 제조된 것을 특징으로 하는 미산성 차아염소산수의 보관방법.