식품미생물학 - 수분활성도, 미생물 생육, 대장균 계산

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1. 수분활성도와 미생물 생육의 관계

수분활성도는 미생물의 성장에 중요한 요소이며, 수분활성도가 낮으면 미생물의 생육이 억제됩니다. 실생활에서 수분활성도를 낮추어 식품의 저장성을 높인 예로는 과자, 분유, 크래커, 전분계 간식 등이 있습니다. 이러한 식품들은 분말 형태로 제조되어 수분활성도가 낮아 미생물의 성장이 억제되어 안정성이 높습니다.
2. 세대시간이 20분인 세균의 개체수 계산

세대시간이 20분인 세균 1개가 2시간 후에 도달하는 개체수는 64개입니다. 미생물은 생육 환경이 좋을 때 빠르게 분열을 반복하며, 세대시간은 한 번 분열한 세포가 성장하여 다시 분열하기까지의 시간을 의미합니다.
3. 미생물의 생육곡선과 생육단계별 특성

미생물의 생육곡선은 유도기, 대수기, 정지기, 사멸기의 4단계로 구분됩니다. 유도기는 세포 분열이 일어나지 않지만 세포 내에서 증식을 위한 준비 단계이며, 대수기는 세포 수가 급증하는 기간입니다. 정지기는 세포 증식과 사멸이 평형을 이루는 시기이며, 사멸기는 영양분 고갈로 인해 사균수가 늘어나는 단계입니다.
4. 3단계 희석시료의 대장균수 산출

3단계 희석시료(0.1, 0.01, 0.001)를 각각 5개씩 시험하였을 때 양성시험관수가 3-2-0일 경우, 최확수표에 따르면 14MPN/100mL의 값이 도출됩니다. 따라서 검체 1mL 중 대장균은 0.14MPN/mL입니다.

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1. 수분활성도와 미생물 생육의 관계

수분활성도(water activity, aw)는 미생물의 생육에 매우 중요한 요인입니다. 수분활성도가 낮은 환경에서는 미생물의 생장이 억제되며, 이는 식품의 저장성 향상에 활용됩니다. 일반적으로 미생물은 aw 0.6 이하에서 생육이 어려워지며, aw 0.3 이하에서는 대부분의 미생물이 생장할 수 없습니다. 이는 미생물 세포 내부의 수분 부족으로 인한 삼투압 스트레스 때문입니다. 따라서 식품 제조 시 적절한 수분활성도 조절은 미생물 오염 방지와 저장성 향상을 위해 매우 중요합니다. 또한 미생물의 종류에 따라 최적 수분활성도가 다르므로, 대상 미생물의 특성을 고려한 수분활성도 관리가 필요합니다.
2. 세대시간이 20분인 세균의 개체수 계산

세대시간(generation time)은 미생물이 한 세대를 완성하는 데 걸리는 시간을 의미합니다. 세대시간이 20분인 세균의 개체수 계산을 위해서는 세균의 증식 속도와 시간에 따른 개체수 변화를 고려해야 합니다. 일반적으로 미생물은 지수 성장 단계에서 일정한 증식 속도를 보이므로, 이를 활용하여 개체수를 계산할 수 있습니다. 예를 들어 초기 개체수가 100개이고 세대시간이 20분인 경우, 1시간 후 개체수는 약 1,600개, 2시간 후에는 약 25,600개가 됩니다. 이와 같이 세대시간과 초기 개체수를 알면 시간에 따른 미생물 증식 정도를 예측할 수 있습니다. 이러한 정보는 미생물 제어 및 식품 안전성 관리에 활용될 수 있습니다.
3. 미생물의 생육곡선과 생육단계별 특성

미생물의 생육곡선은 시간에 따른 미생물 개체수의 변화를 나타낸 그래프입니다. 일반적으로 미생물의 생육곡선은 지연 단계, 지수 성장 단계, 정지 단계, 사멸 단계의 4단계로 구분됩니다. 지연 단계는 미생물이 새로운 환경에 적응하는 시기로 개체수 증가가 느립니다. 지수 성장 단계는 미생물이 최적의 환경에서 빠르게 증식하는 시기입니다. 정지 단계는 증식과 사멸이 균형을 이루는 시기이며, 사멸 단계는 미생물 개체수가 감소하는

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