[일신기술]살균에 대한 모든 것 : 초고압살균/자외선살균

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살균에 대한 모든 것

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1. 살균의 정의와 방법

 

살균의 방법에는 정도에 따라, 대상을 완전히 무균상태로 하는 멸균과

거의 무균 상태에 이르도록 하는 소독으로 구별된다.

멸균은 병원성, 비병원성을 막론하고 모든 미생물을 사멸시키는 것이다.

소독은 병원성 미생물을 사멸시키지만, 비병원성균에 대해서는 사멸시키지 않는다.

여기서 병원성 미생물이란 세균, 바이러스 등을 일컫는 말로

인간 등에게 각종 질병을 옮길 수 있는 미생물을 뜻하며

비병원성 미생물은 감염증의 원인이 되지 않는 미생물을 말한다.

방법으로는 물리적인 것과 화학적인 것이 있다.

 

 

(1) 물리적 방법

 

1) 가열 방법 : 소독할 때뿐만 아니라 특히 멸균에 이용된다.

건조 상태에서 섭씨 160~180도에서 30~60분간 가열하는 건열멸균법이 있고,

2atmHg 정도의 압력에서 섭씨 120도의 증기로 15~20분간 가열하는 고압증기멸균법(오토클레이브 사용),

보통 압력하에 100도의 증기 속에서 1일 1회 30분 정도의 가열을 2~3일간 되풀이하는 간헐 멸균법 등이 있다.

그 외에 건조 일광 조사 자외선 방사선 등은 소독에 이용된다.

 

2) 고압 살균법

식품의 보존력을 높이는 이 테크닉은 열을 사용하지 않고 정상 온도의 특수한 환경(유압이나 정수압 사용) 내에서

아주 강한 압력(4000~6000 기압)을 가해 신선 식품 본래의 맛을 변화시키지 않고 미생물을 파괴하는 방법이다.

 

 

(2) 화학적 방법

 

살균제, 살균성가스 등이 있으며, 가열 소독이 곤란한 합성수지나 고무제품 등

사람의 손을 소독하거나 살균하는 데에 쓰인다.

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2. 살균의 확인법

 

일반적으로 화학적, 생물학적, 물리적 방법으로 확인을 하지만

최종적으로 무균시험법에 의한 확인이 중요하다.

여러 가지 확인 법에 대하여 좀 더 자세히 알아보자.

 

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(1) 화학적 지시계에 의한 방법

시험지 등의 색깔 변화로 확인하는 방법이지만 이 방법은 미생물에 대한 살균효과(치사율) 등을 구할 수 없다.

자세히 말하자면 멸균에 대한 확인 방법으로, 멸균 과정과 관련된 변수의 변화에 의해

시작적으로 반응하는 화학제를 이용하여 포장 물품이 멸균 과정을 거쳤는지를 확인하는 것이며,

미생물이 모두 사멸했는지에 대한 멸균 상태를 확인할 수 있는 것은 아니다.

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화학 지표는 시간, 온도 및 살균제와 같은 미리 결정된 중요 파라미터에 노출된 후

시각적으로 화학적 변화를 확인한다.

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잘못된 포장이나 잘못된 멸균기 적재 혹은 멸균기의 오작동으로 발생할 수 있는

잠재적인 멸균 실패를 발견하는데 주로 이용한다.

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외부 화학적 확인은 모든 물품의 외부에 부착하여 실시하고,

내부 화학적 확인은 모든 물품의 내부에서 확인한다.

- 참고 : https://kwonhello.tistory.com/212

 

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(2) 생물학적 지시계에 의한 방법

이 방법은 미생물 살균효과를 확인하는 방법이며,

Bacillus stearothermophilus (ATCC 7953), B. subtills var niger(globigi) 등이 지표균으로 쓰인다.

 

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(3) 물리적 방법으로서 센서에 의한 온도 확인법

말 그대로 센서를 부착하여 미생물들의 온도를 측정하여 멸균 상태를 알아볼 수 있다.

 

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(4) 무균시험법

대한 약전에 표기된 무균시험법의 정의는 이렇다.

무균이 요구되는 원료 또는 제제에 적용하며 "적합하다"라는 결과는

오염 미생물이 검출되지 않았음을 의미한다.

무균시험법에 사용되는 배지는 두 가지가 있다.

여기서 배지란 미생물이나 세포, 혹은 이끼 같은 작은 식물 등을

증식시키기 위해 고안된 액체나 젤 상태의 영양원이다.

- 참고 : https://blog.naver.com/mbcell/222603433704

 

1) TSB (Tryptic Soy Broth) [MB-T1053] : 진균 및 호기성균의 배양에 적합한 배지

TSB의 경우, 진균(곰팡이) 및 세균 모두 검출해야 하기 때문에

Aspergillus brasiliensis (곰팡이)

Bacillus subtilis (호기성 세균)

Candida albicans (진균)

이렇게 3가지 균을 검출해낼 수 있어야 한다.

 

2) FTM (Fluid Thioglycollate Medium) [MB-F1026P] :

혐기성균의 배양을 주 목적으로 하지만 호기성균도 검출할 수 있는 배지

FTM의 경우 혐기성균과 호기성균 모두 검출해야 하기 때문에

Clostridium sporogenes (혐기성 세균)

Pseudomonas aeruginosa (호기성 세균)

Staphylococcus aureus (호기성 세균)

이렇게 3가지 균을 검출해낼 수 있어야 한다.

 

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3. 살균법 소개

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(1) 자외선 살균

 

자외선은 가시광선 밖의 파장이다. 여기서 가시광선이란 눈으로 볼 수 있는 빛의 파장의 범위를 가진 빛이다.

그렇다는 것은 자외선은 눈으로 볼 수 없는 빛이란 얘기다.

하지만 흔히들 자외선 소독이라 하면 파란빛이나 보랏빛을 떠올린다.

실제로 볼 수 없다는 것을 알고 있음에도 말이다.

이유는 시중의 제품에는 푸른 LED 광선을 부착하여 작동되는 것처럼 가시효과를 주기 때문이다.

실제로 자외선이 나오는 범위는 푸른빛 부분보다 클 수도 작을 수도 있단 얘기다.

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자외선(10~400nm)은 가시광선(380~770nm)보다 파장이 짧으며,

254 나노미터 정도의 파장에서 모든 미생물과 접촉하여 세균을 살균시키는 독특한 기능을 갖는다.

자외선이 세균을 살균할 수 있는 이유는 자외선이 박테리아, 바이러스, 효모, 곰팡이 등의

외부 세포막을 관통하기 때문이다. 특히 DNA를 무력화하고 충격을 가해 파괴시킨다.

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자외선을 방출 시키는 방법은 이렇다. 살균램프 안 진공의 유리관에 수은과 아르곤 가스가

혼합돼 봉인되어 있다가 전류를 흘려 열전자를 방출시키면,

아르곤가스를 매개로 하여 방전이 일어난다.

방전에 의해 유리관 내에 전자가 흐르게 되는데, 여기에 수은열기가 충돌해 자외선을 발생시킨다.

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약품, 가열 등 자외선 이외에 다양한 살균 방법이 있지만,

자외선 살균이 인기를 끌고 있는 이유는 인체에 별다른 영향을 미치지 않을 뿐 아니라,

가열과 같이 번거롭지 않기 때문이다.

또한 모든 종류의 세균 및 곰팡이류에 대해 99,7% 이상의 강력한 살균작용을 하기도 하며

전기도 많이 들지 않기 때문이다.

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그렇지만 지속적인 자외선 노출은 홍반이나 피부암, 노화, 색조침착, 각막/결막/망막의 화상,

백내장과 황반 변성을 유발할 수도 있다.

자외선 살균제품을 안전하게 사용하는 방법으로는

세균과 바이러스 등의 DNA나 RNA를 파괴할 수 있는 UV-C 파장이 방출되는 제품인지 확인한다.

일부 UV-C 램프는 오존을 생성해 기도를 자극할 수 있으니 사용 후 반드시 환기한다.

자외선의 살균력은 광원과의 거리, 광출력, 미생물의 종류에 크게 영향을 받으니

사용설명서를 반드시 참고하여야 한다.

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(2) 초고압 살균

압살균의 초기 착상은 심해일수록 수압이 많이 작용되며

심해에서 생활하는 수산물들이 무균에 가깝다는 사실에서 출발되었다.

물은 10m 깊이에 1기압씩 압력이 증가한다. 이론상 가장 깊은 해구의 압력은 약 1000기압이다.

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식품에 정수압을 가하면 온도를 높이는 것과 같은 효과가 얻어진다.

여기서 정수압이란 흐르지 않는 물을 이용한 압력을 말한다.

초고압 살균법은 식품의 조리, 가공, 살균에 압력을 이용하는 기술로써

3000기압에서 6000기압으로 압력을 가하여 살균하게 된다.

이 분야에 대한 기술은 일본이 가장 선진국으로 달리고 있으며,

국내에서는 일신오토클레이브와 그 계열사 hippo가 눈에 띄는 활약을 이어가고 있다.

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고압살균의 특징으로는 미생물/효소를 불활성화하여 유통기한을 증대시킬 수 있고,

원재료 고유의 맛과 향 그리고 영양양성분을 유지할 수 있다.

또한 공정의 시간이 짧고 간단하여 대량 처리가 가능하다.

비가열 공정으로 신선한 품질유지가 가능하며 압력 변화에 따라 미생물 제어도 가능하다.

원제품 상태 살균 처리로 2차 오염 방지도 할 수 있다.

그중에서도 고압살균은 가열살균과 달리

살아있는 상태의 맛과 향을 그대로 유지한다는데 그 의의가 크다.

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고압살균을 할 때 정수압이나 유압을 사용하는데 이유는

고압살균이 파스칼의 원리에서 파생된 기술로써

기체나 액체를 압축하면서 압력을 쉽게 얻을 수 있으며

체적변화가 적은 물이 압력 매개체로 적합하기 때문이다.

고압의 정도에 따른 멸균 정도를 보면 위와 같다.

 

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