Antimicrobial effect of supercritical carbon dioxide treatment against Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella typhimurium to improve the microbial quality of alfalfa seeds
알팔파 종자의 Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium 저감화를 위한 초임계 이산화탄소의 이용
- 주제(키워드) supercritical carbon dioxide , inactivation , Escherichia coli O157:H7 , Listeria monocytogenes , Salmonella typhimurium , germination rate
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 이민석
- 발행년도 2009
- 제출일 2009-01-06
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 식품과학과
- 세부전공 식품생화학 및 안전성 전공
- 원문페이지 99 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000007601
- 본문언어 영어
- 제출원본 000045534773
초록/요약
The objective of this thesis was to investigate the inhibitory effect of supercritical carbon dioxide (SC-CO2) treatment against the foodborne pathogenic bacteria such as Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella typhimurium in alfalfa seeds. In general, alfalfa seeds are known to be difficult to inactivate microorganisms for the various chemical and physical treatments, because seeds particle is small. Thus, in this study, the efficacy of SC-CO2 treatment on alfalfa seeds was tested at CO2 pressure of 100-200 bar, temperature of 34-46℃, and time (5-15 min). The SC-CO2 treatment condition for inactivating the populations of all strains to reach ≥6 log-reduction was at 150 bar, 40℃ and 10 min. When treated at relatively low CO2 pressure of 100 bar, higher temperature 46℃ and longer time, ≥ 15 min, are needed to satisfy the microbial safety level on alfalfa seeds. Among microorganisms, gram negative E. coli O157:H7 was the most sensitive to SC-CO2 treatments. In addition, the germination rates of treated seeds were evaluated. Based on the industrial application for alfalfa seeds, i.e. at least ≥ 80% germination rate, the treatment conditions of SC-CO2 for E. coli O157:H7 and S. typhimurium were optimized at 150 bar, 34℃ for 10 min and those for L. monocytogenes at 100 bar, 40℃ for 15 min. Therefore, the practical application method of SC-CO2 treatment to enhance the microbial safety of sprout seeds, especially alfalfa seeds, should be managed by each targeted foodborne pathogenic bacteria.
more초록/요약
본 연구는 알팔파 종자의 위생 안전성 확보를 위해, 초임계 이산화탄소를 이용하여 위해 미생물인 E. coli O157:H7, L.monocytogenes, S. typhimurium의 저감화 및 발아율을 측정함으로써 산업적으로 적용 가능한 최적의 초임계 이산화탄소 처리 조건을 탐색하기 위해 실시하였다. 종자의 미생물 저감화를 위해 다양한 화학적 처리에 대한 논문이 보고되고 있으나, 알팔파 종자의 경우 신선편의 식품으로써 화학적 처리에 대한 소비자 기피현상 때문에 실질적인 적용은 제한적이다. 따라서 초임계 이산화탄소의 다양한 온도(34, 40, 46℃), 압력(100, 150, 200 bar) 및 시간(5, 10, 15min)을 조합 처리하여 알팔파 종자의 E. coli O157:H7, L.monocytogenes, 그리고 S. typhimurium에 대한 저감화 효과를 모색하였고, 초임계 처리에 따른 발아율 변화를 확인하였다. 초임계 처리의 경우, 압력과 온도의 처리조건이 증가할수록 균의 저감화 효과는 높게 나타났지만, 종자의 발아율은 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다. 또한 그람 음성균인 E. coli O157:H7은 L.monocytogenes과 S. typhimurium에 비해 상대적으로 초임계 처리에 민감한 것으로 나타나, 초임계 이산화탄소 처리에 대한 저항성의 차이를 확인할 수 있었다. 결론적으로 새싹채소의 미생물학적 안전성 확보를 위한 초임계 이산화탄소의 산업체 적용을 고려할 때, E. coli O157:H7과 S. typhimurium은 150 bar, 34℃, 10 min 그리고 L.monocytogenes의 경우는 100 bar, 40℃, 15 min의 조건으로 초임계 처리를 한다면, 발아율에 영향을 미치지 않으며 미생물을 저감화 할 수 있는 최적의 처리 조건이 될 수 있을 것으로 판단된다. 본연구를 바탕으로 소비가 꾸준히 증가하고 있는 알팔파 종자를 비롯한 신선편의 식품의 위생 안전성 확보방안으로 초임계 이산화탄소 처리방법을 제시할 수 있으며, 이의 적용은 향후 관련산업의 위생수준 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
more목차
Ⅰ. INTRODUCTION = 1
Ⅱ. REVIEW OF LITERATURE = 5
2.1. Sprout seeds characteristics = 5
2.1.1. Procedures of sprout production = 9
2.1.2. Sprout-associated outbreaks = 14
2.1.3. Human pathogens associated with sprouts = 18
2.2. Decontamination methods of sprout seeds = 20
2.2.1. Chemical treatments = 20
2.2.2. Physical treatments = 21
2.3. SC-CO₂ treatment = 26
2.3.1. Treatment effect of SC-CO₂ = 26
2.3.2. Microbial inactivation mechanism of SC-CO₂ = 30
2.3.3. Practical applications of SC-CO₂ on foods = 35
STUDY OBJECTIVES = 38
Ⅲ. MATERIALS AND METHODS = 39
3.1. Inactivation of foodborne pathogens by using SC-CO₂ = 39
3.1.1. Bacterial strains = 39
3.1.2. Preparation of inocula = 42
3.1.3. Inoculation of alfalfa seeds = 44
3.1.4. SC-CO₂ treatment = 44
3.1.5. Enumeration of viable cells = 48
3.1.6. Statistical analyses = 48
3.2. Evaluation of seed germination = 49
Ⅳ. RESULTS = 50
4.1. Effect of SC-CO2 treatment on microorganisms = 50
4.1.1. Inactivation of Escherichia coli O157:H7 = 50
4.1.2. Inactivation of Listeria monocytogenes = 55
4.1.3. Inactivation of Salmonella typhimurium = 59
4.2. Germination rate = 63
Ⅴ. DISCUSSION = 65
REFERENCES = 73
ABSTRACT IN KOREAN = 85
