Research

Korea University Food Microbiology Laboratory

Research Field

1식중독균, 식품 부패균 및 식물병원균의 저감화를 위한 허들테크놀로지 기술개발

  • 신선채소류는 최근 웰빙에 대한 사람들의 관심이 높아지면서 소비가 증가하고 있으나 주로 비가열 처리하여 섭취하기 때문에 식중독 발생 가능성이 큰 특징이 있습니다. 특히 종자에 존재하는 위해미생물은 발아 및 재배과정에서 쉽게 증식하여 식물병을 일으키거나 식중독을 일으키는 원인이 됩니다. 그렇기 때문에 식물병 및 신선채소 섭취에 의한 식중독을 예방하기 위해 발아율을 유지하면서 종자의 위해미생물을 살균하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.

  • 허들테크놀로지란 균을 사멸시키거나 제어할 수 있는 다양한 요소 (온도, pH, 수분활성도)를 조합처리 함으로써 식품의 물성 및 관능적 특성의 변화를 최소화 할 수 있는 기술입니다. 본 실험실에서는 새싹 채소 종자에 액체 및 기체상의 ClO2, 건조, 열처리의 조합을 이용하여 종자의 활성을 유지하는 동시에 표면에 오염된 Escherichia coli O157:H7와 Salmonella enterica를 포함한 다양한 식중독균에 대해 살균시너지를 갖는 허들테크놀로지 기반 기술을 보유하고 있습니다.

  • 이런 기술을 토대로 본 실험실에서는 식물 종자에 오염되어 있는 식물병원균을 저해할 수 있는 허들테크놀로지 기술 개발 연구를 수행 중에 있습니다.

  • 허들테크놀로지 기반의 다중조합스트레스를 사용하여 종자에 처리하는 과정

2이산화염소 가스를 이용한 살균 기술 개발과 적용

  • 지금까지 가장 널리 사용되어 온 염소/차아염소산 살균소독제는 600여종의 부산물을 생성하는 독성을 가지고 있습니다. 반면 최근에는 유해한 소독부산물(DBPs)을 거의 생성하지 않는 이산화염소(ClO2)를 사용하는 추세입니다. ClO2는 유독성 무기물 제거, 중금속 제거, 살균 및 소독, 의류표백, 악취제거 등 다양한 용도로 사용되고 있습니다. ClO2를 기체의 형태로 사용할 경우, 산화성 기체로 빠르게 환기가 가능하고 식품뿐만 아니라 다양한 환경(공간) 소독에 적용 가능하다는 장점이 있습니다.

  • 본 연구실에서는 Organic acid/Inorganic acid기반의 ClO2 기체를 이용하여 식중독균 및 위해 미생물을 살균하는 실험을 실시하여 왔습니다. Escherichia coli O157:H7, Bacillus cereus, Salmonella enterica 등을 포함한 여러 위해 미생물을 식품 및 종자의 표면에 접종한 후 ClO2 기체를 간접적으로 처리하여 균의 저감화를 통해 높은 살균력을 확인하였습니다. 또한 다수의 ClO2 기체 발생장치 관련 특허룰 보유하고 있으며 ClO2 기체 살균에 대한 독자적인 기술을 바탕으로 높은 수준의 ClO2 액체 및 기체의 살균 효능평가 실시해오고 있습니다.

  • 앞으로도 본 연구실에서는 ClO2 기체를 이용한 살균 장비 및 제품의 개발에 기여할 수 있도록 끊임없이 연구 중에 있으며, 위해 미생물로부터 안전한 환경조성에 기여하기 위해 노력하고 있습니다. 안정화된 살균소독제는 식품의 생산(예,농축산물)시설부터 취급 및 판매되는 내부환경(예,식료품점/음식점)까지 광범위하게 사용될 것이라 예상됩니다.

  • ClO2 발생장치 (2016, 국내특허 등록)

3천연항균물질의 조합처리를 이용한 식품위해 미생물 제어기술 개발

  • 식품에서 식품위해 미생물의 성장을 억제하기 위한 하나의 방법으로 항균제를 첨가하는 방법이 있습니다. 항미생물제는 산업적으로 합성되는 화학적 제제나 천연물에서 유래되는 천연제제가 있으며, 최근 건강 및 유기식품에 대한 소비자들의 관심이 증대함에 따라 천연제제에 대한 관심 역시 증대하고 있는 추세입니다. 천연 항균제로는 에센셜오일, 유기산, 천연식물유래 추출물 등이 있는데, 이러한 천연제제들의 식품위해 미생물에 대한 항균능력은 다양한 연구를 통해 확인되었습니다. 하지만 천연제제의 단일처리는 식품위해 미생물의 저감화를 위해 많은 양이 사용되며, 이는 식품의 맛과 향 등의 관능적 요인에 영향을 줄 수 있다는 단점이 있습니다. 따라서 본 연구실에서는 이러한 단점을 보완하고자 천연항균제제를 조합 처리하여 적은 양의 천연항균제제를 이용한 식품위해 미생물 제어 기술을 개발하고 있습니다.

  • 현재 본 연구실에서는 Bacillus subtilis, Escherichia coli, Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides, Pseudomonas fluorescens에 대한 에센셜오일 및 유기산의 항균능력을 확인하였으며, 우수한 항균력을 보인 천연항균제제인 에센셜오일 및 유기산을 조합하고 식품에 처리하여 식품위해 미생물을 제어하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 식품의 관능에 영향을 주지 않으면서 소비자의 안전성 향상에 도움이 될 것입니다.

  • 식품위해 미생물에 대한 우수한 항균력을 보인 천연항균 물질의 well diffusion assay 결과

4식품 표면의 내건성 곰팡이 제어를 위한 천연 정유기체 기반 살균기술의 개발

  • 과자류, 빵류, 건조 과실류 등과 같은 저수분식품들은 내건성 곰팡이가 식품표면에 생육하면서 식품 부패와 같은 품질저하 현상이 발생합니다. 현재 식품으로부터 내건성 곰팡이의 생육을 제어하기 위하여 주로 화학적 식품보존료를 처리하고 있으나 이러한 처리로도 내건성 곰팡이의 생육의 제어는 쉽지 않습니다. 본 연구실에서는 소비자의 거부감이 있는 화학적 식품보존료가 아닌 천연 정유기체의 조합을 이용하여 내건성 곰팡이의 생육을 제어하려고 합니다.

  • 본 연구실에서는 Eurotium repens와 Penicillium corylophilum에 대해 항균능력을 보이는 100 종 이상의 천연 정유기체를 확보하였으며, 그 중에 우수한 항균능력을 보이는 천연 정유기체들을 조합하여 처리하는 연구를 진행하고 있습니다.

  • 본 연구에서 개발된 천연 정유기체 기반 살균기술은 저수분식품의 미생물학적 안전성 향상에 크게 기여할 것이며, 향후 항균포장기술에 대한 중요한 기초연구자료로 활용될 것으로 기대합니다.

  • Vapor diffusion assay를 이용하여 확인한 내건성 곰팡이의 colony와 inhibition plate

  • 본 실험실에서 개발한 Experimental apparatus를 이용하여 확인한 천연 정유기체의 최소 저해농도 (MIC) 판별 장치

5길항미생물 및 길항미생물의 바이오필름을 이용한 식중독균의 제어기술 개발

  • 바이오필름은 미생물이 생물학적 또는 비생물학적 표면에 부착하여 자라면서 형성한 3차원적 구조를 의미합니다. 바이오필름을 형성한 미생물은 extralcellular polymeric substance (EPS)를 분비하여 열, pH, 건조, 그리고 산화제와 같은 다양한 환경스트레스에 대하여 1,000-10,000 배 이상 증가된 저항성을 보이는 것으로 알려져 있습니다. 그렇기 때문에 다양한 식품 및 식품 접촉 표면에서 식중독균들의 바이오필름 형성을 방지하거나 형성된 바이오필름을 효과적으로 제거할 수 있는 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다.

  • 이에 착안하여 본 연구실에서는 Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Salmonella enterica, 그리고 Staphylococcus aureus를 포함하는 다양한 식중독균들에 대하여 항균활성을 가지는 길항미생물을 탐색하고, 항균효과가 규명된 길항미생물들의 바이오필름 형성을 유도하여 다양한 환경 스트레스에 대하여 증가된 저항성을 확인한 후, 최종적으로 길항미생물의 바이오필름을 이용하여 식중독균에 대한 지속적인 항균활성을 가지는 식품 접촉 표면의 개발에 대한 연구를 수행하고 있습니다.

  • Stainless steel 표면에 형성된 Pseudomonas azotoformans KACC 92125P (Staphylococcus aureus에 대한 길항미생물)의 바이오필름을 scanning electron microscope (SEM)으로 촬영한 모습