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[식품위생학]우유의 살균과 멸균

..PAGE:1홍삼 및 홍삼제조 부산물을 이용한기능성식품 소재 생산기술 개발Sterilization and Pasteurization of Milk..PAGE:2목차살균, 멸균의 목적우유의 정의살균 및 멸균방법의 종류ESL 공정..PAGE:31989년 미국, Illinois주 오염된 시유 16,000명 Salmonellosis 식중독 환자 발생매출 현황..PAGE:4Safety원료가공포장유통살균과 멸균의 목적사멸*가열*자외선*방사선*살균제생육부적합*건조*냉장*냉동*당장*염장*산첨가*보존료분리*포장*여과..PAGE:5저온(100℃이하)으로 유해 병원성 미생물 파괴(LTLT, HTST)저온살균(Pasteurization)고온살균(Sterilization)고온(100℃이상)으로 생존 미생물을 완전히 상멸무균(UHT)저장성 향상(부패균 90% 살멸)위생성 확보(병원성 결핵균,식중독 균 사멸)품질보존(각종 효소 불활성)살균과 멸균의 목적Purpose..PAGE:6■ 위생등급고시 목적국내시판 가능한 외국우유와 경쟁에서 우위를 도모농가별 유량증대 및 유질향상에 의한 경제적이득 추구효과적인 유방염 방제대책 확립으로 낙농가의 근본적 문제점 해결박용호, 우유의 위생학적 환경과 검사현황(1993)국내 우유류의 유통기한 자율화에따른 현황, 임정미(2003)..PAGE:7우유류(食品公典-2006)○ 우유의 정의: 원유 또는 원유에 비타민이나 무기질을 강화하여 살균 또는 멸균처리한 것이거나살균 후 유산균을 무균적으로 첨가한 것 또는 유가공품으로 원유성분과 유사하게환원한 것을 살균 또는 멸균처리한 것○ 성분규격: *성상-유백색~황색의 액체로서 이미, 이취가 없어야 함*비중(15℃)-1.028~1.034*산도(%)-0.18이하(젖산으로서)*무지유고형분(%)-8.0이상*조지방(%)-3.0이상*세균수-20,000/㎖ 이하(멸균제품의 경우 55℃에서 1주 또는37℃에서 2주 보관 후 표준평판배양법에 의할 때 음성이어야 함단, 유산균첨가제품의 경우 유산균수를 제외함)*대장균군-2/㎖ 이하(멸균제품의 경우 음성)*Phosphotase-음성(저온살균제품에 한함)*유산균수-1,000,000/㎖ 이상(유산균 첨가제품에 한함)세균수 & 대장균군 규격-우유류, 저지방우유류, 유음료, 가공유, 산양유, 버터유농축우유, 탈지우유,유크림, 가공유크림 동일(가당연유, 가당탈지연유, 분말유크림, 전지분유,탈지분유, 가당분유, 혼합분유는 대장균군 음성)..PAGE:8원유영양성분상의조정위생적가열처리한음용우유일반 시유(Market milk)살균시유멸균시유환원유가공유(강화우유, 성분조정유)Market milk유통기간: 소비자에게 판매가능한 최대기간제품의 특성에 따라 유통기간내에서유통기한을 자율적으로 정할 수 있음(다만, 축산물의 기준 및 규격에 적합하여야 함..PAGE:9열 사멸의 기초 이론미생물 내열성에미치는 영향 요인미생물종류와 생균수포자형성 유무 & 포자 성상우유 조성과 고형분 함량살균전 보존 온도D value일정 온도에서 살균시 초기균수의 90%(1 log cycle)를사멸시키는데 요하는 시간(분)적 수치F value일정 온도에서 살균지표 미생물의 가열치사시간(TDT)Z valueD value 1/10을 변화시키는 데 요하는 온도(℃또는 ℉)의 차이요하는 온도적 수치*참고= PNSU (probability of nonsterile unit): 살균되지 않은 제품이 나타날 확률..PAGE:10LTLTHTSTUHT1970년 초1980년대 현재A study on the Changes of Whole Market Milk by Storage Conditions in Korea, S.C.Jung et al.(2003)열처리 공정의 발전QuantityQuality&Safety..PAGE:111. 저온장시간 살균법(LTLT; Low temperature long time pasteurization)* LTLT = holding pasteurizationBatch 식 살균장치 열수 또는 증기 62~65℃, 30min 가열 살균적용 대상 : 액상제품(우유, cream, 요구르트, 주스, 간장 등)살균기준 : 내열성 결핵균(Mycobacterium tuberculosis bovis,Brocella abortus) 살균확인-phosphotase 불활성 test- 교반기 부착 : 가열효율증대 도모- 단점 : 살균효과 부족(점차 사용빈도가 감소하는 살균법)Batch type 살균조..PAGE:122. 고온단시간 살균법(HTST; High temperature short time pasteurization)* HTST (High temperature short time pasteurization)열교환기의 연속적 처리 72~75℃, 15~16sec 가열 살균장점 : LTLT법과 동등한 열사멸효과(TDT)를 가지나 다량의 우유 연속적 처리 가능contiuous processHTST 살균기..PAGE:13A: 냉각기, B: 열교환기, C: 시동용가열기, D: 가열기1: 평형유조, 2: 송유펌프, 3: 균질기, 4: 열온지항체, 5: 자동삼방밸브6: 계기, 7: 감압기 8: 공기여과기, 9: 공기압축기,10: 공기작동식 자동조절밸브, 11: 제사기, 12: 진공펌프, 13: 보관탱크,14: 최종배출세정용 펌프2. 고온단시간 살균법(HTST; High temperature short time pasteurization)..PAGE:143. 고온순간 살균법(Flash pasteurization)* Flash pasteurization ( HTST와 흡사)유럽 일부국가에서 이용 80~95℃, 15~16sec 가열 살균장점 : LTLT 보다 살균력 우수, 회분식 or 연속식 가능단점: 가열취, 유청단백질의 응고 및 갈색화 반응 발생 가능성..PAGE:154. 초고온 멸균법(UHT; ultra high temperature sterilization)* UHT; ultra high temperature sterilization (treatment)초고온 순간살균예열 : 원유를 간접가열(plate heat exchanger, 80~83℃, 2~6min)본 살균 : 130~150℃, 0.5~3 sec 증기 가열 살균구분 : 멸균(sterilization) : UHT 처리 후 무균 충전(재 오염 방지)살균(pasteurization) : UHT 처리- 상온 1~3개월 저장 가능(부패X, 변질 가능)장점 : 미생물 와전 사멸 가능 + 영양소 파괴 및 화학적 변화 극소화단점: 설비 투자 비용 (고압증기)* 우유 75℃ 가열 함황아미노산이 SH기 유리 휘발성황화합물화, 가열취 발생* 유청단백질 변성 순서: immunoglobulin 유청albumin β-lactoglobulin α-lactalbumin* 유청단백질 변성 정도: LTLT 약 12~20%, HTST 약 50%, UHT : 60~65%* 탄수화물의 변성 : 주로 Maillard 반응에 의한 변화* 지방 : 열처리 과정 중 lactones & methylketone 형성 풍미 저하요인* 비타민 : 지용성Vit의 변화는 극미량, 수용성(Vit C : 저온살균10~25%, UHT25%이상)* 무기질: 가용성 칼슘의 손실, phosphate 미량 손실A Review on the Change of Physicochemical Quality during Heating of milk, Y.M.In (2001)참고..PAGE:164. 초고온 멸균법(UHT; ultra high temperature sterilization)이중관식 열교환기..PAGE:174. 초고온 멸균법(UHT; ultra high temperature sterilization)130~150℃, 0.5~5 secCodex : 140℃, 2.3 sec 처리와 동등한 방법에 부합토록135~150℃범위로 규정Koera120~150℃, 1~3 sec62~65℃에서 30min 동안의 가열살균과 동등한 살균효과를가지는 방법에 대한 방법Japan135℃이상, 1 sec 이상 가열처리 무균적 충전, 포장, 멸균UHT 멸균 우유 30℃ 15 days 또는 55℃ 7 days 변패(-)로 규정Europe..PAGE:185. 기타 우유 살균법항생제(nicin, lysozium)Etc.강한 산화력, catalase로 제거대장균 5hrs/37℃, 50ppm 과산화수소수, 고초균10sec/90~95℃, 20% H2O, 종이컵; 5sec/10% 과산화수소수, 일반세균; 5sec침지/10%액과산화수소(H2O2)초음파(20만Hz) 에너지에 의한 세균체 파괴우유살균 5~10min/560~570KHz초음파(ultra wave)저압 수은등 설치, 2600Å 강한 살균력Vit. D 증강자외선(ultra violet light)Γ-ray, χ-ray불쾌감, 산화취, 갈변, 산도 증가 등의 단점방사선축산식품가공이용학, 李聖甲(2000)..PAGE:19살균방법에 따른 시유의 보존 중(10℃) 미생물의 변화2002년 7월 부터 유통기한 자율화시판되는 우유 유통기한 만료일까지일반세균 200군/㎖ 이하로 양호(10℃이하) HACCP의 효과국내 우유류의 유통기한 자율화에 따른 현황, 임정미(2003)..PAGE:20ESL (Extended Shelf Life; 저장수명 연장)* 새로운 개념이 아닌 유통기한 연장을 위한 응용기술* ESL우유 미생물제어기술에 의한 우유생산공정에서생산되는 냉장유통 제품일반우유와 멸균유의 중간위치의 제품* 우유생산 설비공간을 구획 및 청결구역으로 구분(청정예열균질살균)

자연과학| 2006.09.13| 28페이지| 2,000원| 조회(1,134)

우유, 살균, 멸균, ESL, UHT

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[미생물실험] 유산균 배양실험

1. Theme유산균의 배양실험2. Date2004. 03. 24 수요일 2-4교시3. Name & Coworkerszxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx4. Abstract젖산균(유산균)에는 젖산만 생성하는 Homo와 젖산, 초산 등의 유기산과 알콜까지도 생성하는 Hetero의 두 가지로 분류되는데 인체에 매우 유용한 균으로 잘 알려져 있다.본 연구는 이러한 유산균을 이용한 식품에는 대표적으로 요쿠르트가 있는데 이러한 요쿠르트를 간단한 실험으로 요쿠르트를 제조하는 실험이다.우유를 배지로 하여 요쿠르트를 직접 취하여 접종한 후 24시간이후 배양 발효시켜 요쿠르트를 만들어 보는 동시에 젖산균은 젖산등의 유기산을 생성하므로 최종적으로 pH의 변화로 유기산 생성량을 알아보는 것이다.5. Principle유산균은 glucose 등 당류를 분해하여 젖산을 생성하는 세균을 말한다.이러한 젖산을 생성하는 젖산균의 원리를 이용하여 적정 지시약인 페놀프탈레인 용액을 넣어 적정한다. 젖산균이 생성해낸 유기산과 페놀프탈레인(phenolphtalein) 용액이 혼합된 후 0.1N NaOH 즉, 알칼리성 용액으로 적정하는데 phenolphtalein 용액은 pH 8.4부근에서 색이 붉은 색으로 변화하는 원리로 산을 pH 8.4부근으로 만드는데 사용된 0.1N NaOH의 사용량으로 생성된 유기산량을 산출하는 방법으로 본 실험에 임한다..락트산균 ·유산균이라고도 한다. 젖산발효에 의해 생성되는 젖산에 의해서 병원균과 유해세균의 생육이 저지되는 성질을 유제품, 김치류, 양조식품(청주 ·된장 ·간장 등) 등의 식품제조에 이용한다. 또, 포유류의 장내에 서식하여 잡균에 의한 이상발효를 방지하여 정장제로도 이용되는 중요한 세균이다. 그람양성균이며, 통성혐기성 또는 혐기성이다. 운동성은 없고 대부분이 catalase 음성이고, 생육에는 각종 Vitamin, Amino acid, 어떤 종류의 Peptide 등을 요구한다.미생물 분류학상으로는 Eubacteriales목에 포함된하는 Homo발효균과, 젖산 외에 부산물(알코올 ·이산화탄소 등)을 생성하는 Hetero발효균으로 분류된다. 또, 생성된 젖산의 광회전성 등에 의해서도 나누어진다.최근 젖산균(유산균)은 콜레스테롤 감소, 암예방 등의 효능이 최근 많은 연구를 통해 밝혀 지고 있다.== Homo lactic acid bacteria (정상발효 젖산균)C6H12O6 --> 2CH3. CHOH. COOH 형의 발효를 행함.Streptococcus, Pediococcus 속과 Lactobacillus속의 일부세균.== Hetero lactic acid bacteria (이상 발효 젖산균) - 맛을 내는데 중요.Leuconostoc, 일부 LactobacillusC6H12O6 --> CH3CHOHCOOH + C2H5OH + CO22C6H12O6 --> 2CH3CHOHCOOH + C2H5OH + CH3COOH + 2CO2 + H2 3C6H12O6 + H2O --> 2C6H14O4(mannitol) + CH3CHOHCOOH + CH3COOH + CO21 락토바실러스속 (Lactobacillus) : L. bulgarcus는 불가리아젖산균이며 가장 오래 전부터 알려져 있다. 요구르트의 제조에 사용되며 생육 최적온도는 40℃이다. 이 종은 순수배양한 균을 치즈나 발효 버터 제조시의 스타터로도 사용한다. L. acidophilus는 호기성 젖산균으로 사람 및 모든 포유류와 그 밖의 동물의 장에 존재하며, 버터 ·우유의 제조나 장내 자가중독의 치료에 사용된다. L. delbriickii는 녹말질인 당화액이나 당밀을 원료로 하는 젖산의 공업적 생산에 사용된다. 생육최적온도는 45℃이다. L. casei는 치즈 제조 및 우유나 유청을 원료로 하는 젖산제조에 사용된다. 생육 최적온도는 30℃이다. L. lactis는 DL-젖산을 생성한다. 이것은 항상 우유 속에 존재하여 버터 ·치즈 제조에 사용되며 낙농용 젖산균으로서 가장 중요한 균종이다. L. plantarum은 D-젖산과 L-젖산을 생성하고 김치 P. pentosaceus는 김치에서 발견된다.4 류코노스톡속 (Leuconostoc) : 쌍구균이다. L. mesenteroides는 당질에서 다량의 점질물을 생성하므로 의료용 인공혈장으로서 덱스트란 제조에 이용된다. 이 밖에 젖산균에는 영양 요구성에 따라 비타민이나 아미노산의 검정과 정량에 도움이 되는 것도 있다.5 비피도박테이움속 (Bifidobacterium) : 간균이며 헤테로 유산 발효성으로서 유산과 초산을 생성한다. 장내의 유익작용을 하며 모유영양아의 장내에 압도적으로 우세.6 스포로락토바실러스속 (Sporolactobacillus) : 간균으로서 호모유산 발효성이 있고, 아포를 형성한다.● 젖산제조 이용균전분당화액, 당밀원료 : Lactobacillus delbrueckii우유나 유청을 원료 : Streptococcus cremoris, Sc. lactis,Lactobacillus acidophilus, L. bulgaricus, L. casei= 젖산균 제재 균주 : 태아출생직후 균 생성, 장내세균이 대장내에서 식이섬유를 섭취해 증식하며 비타민 생산 -> 사람이 흡수장내 정장 작용 --> 정장제 Sc. faecalis, L. bifidus,L. acidophilus= 청주등 양조 관여 균주 : 양조과정에서 잡균의 번식을 억제하고 향미생산.Leuconostoc mesenteroides, L.sake= 유제품 제조 균주chess starter : Sc. lactischess aging : L. caseibutter starter : L. bulgaricus, Sc. thermophilus= 김치 및 장류 관여김치 : L. plantarum, L. brevis, Leuconostoc mesenteroides간장 : Pediococcus soyae서양 김치 ( sauerkraut) : L. plantrum= Dextran 재조에 이용하는 균주Leuconostoc mesenteroides : sucrose 에서 ploymer 인 Dextran 형성( 및 혼탁의 원인L. thermiphilus : 내열성인 우유산패균● 유산량은 다음과 같은 식으로 산출되게 된다.{유산량(%)=V TIMES F TIMES A TIMES D TIMES { 1} over {S } TIMES 100V: 0.1N NaOH 소비량(ml)F: FactorA: 0.1N NaOH 해당 유기산량D: 희석배수S: 시료 채취량(g)위 식을 정리하면* 유산량 (%) = 0.1N NaOH 소비량 X Facter X 0.1N NaOH 해당 유기산량 X 희석배수 X 1/시료 채취량 X 100위 식에서 0.009는 0.1N NaOH 1ml은 유산 0.009g에 해당하므로 적정수에 0.009를 곱하면 유산량이 나온다.(cf. 초산계수 : 0.006g , 구연산계수 : 0.0064g)※ 여기서 유산계수인 0.009는 아래와 같은 이론하에서 도출된다.유산(젖산)은 분자량 90.1은 1N NaOH 1ℓ에 해당하는 수치이다.90.1g = 1N Naoh 1000㎖χ g = 0.1N NaOH 1㎖ 식을 이용하여 도출된다.6. Reagent & Equipment우유, 요쿠르트, 마이크로 피펫, 팁, 플라스크, 배양기, 교반기, 마그넷스틱, 클린벤치, 페놀프탈레인, 뷰렛, 0.1N NaOH 용액= 불가리스{방부제, 설탕, 인공감미료를 첨가하지 않고, 독일 Wiesby사의 복합유산균 사용으로 만든 유럽풍의 정통 발효유풍부한 유기산과 식이섬유, 프로바이오틱 유산균은 장 운동 활성화를 도와주며 특히 변비 예방효과.올리고당 함유로 체내 소화 흡수성이 뛰어나며 장내 비피더스균 증식에 효과7. Method1 우유를 일정한 양을 플라스크에 취하였다(본 Group은 약 280-290ml).2 우유에 준비한 요쿠르트를 일정한 양 접종하였다(본 Group은 시제품 불가리스 를 약 10-20ml 접종).3 플라스크를 흔들어 균질화하여 37 ℃의 배양기에서 24시간 이상 배양하였다.4 24시간 이상 배양한 액에 페놀프탈레인 용액을 1-3방울 가하여 잘 혼합하였다.5 페놀프탈레인 용액을 가하여TIMES F TIMES A TIMES D TIMES { 1} over {S } TIMES 100V: 0.1N NaOH 소비량(ml)F: FactorA: 0.1N NaOH 해당 유기산량D: 희석배수S: 시료 채취량(g)유산량(%) = 4.7 X 1 X 0.009 X 1 X 1/4 X 100= 1.0575 % 로 산출 되었다.9. Discussion유산균(젖산균)은 우리의 식생활에 많이 이용이 되고 있다.젖산균 즉, 유산균은 우유, 김치류 등에서 생성되는 세균으로서 젖산(lactic acid)을 많이 생성하면 김치가 시어져서 신선도를 떨어뜨리는 경우도 있으나 젖산균 자체가 인체 내 소장에서 정장작용을 함으로서 인체건강에 좋은 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 젖산을 생성하는 미생물은 젖산세균(간균, 구균)과 Rhizopus곰팡이 속이 있다. 주로 젖산간균인 Lactobacillus bulgaricus 등이 공업적으로 이용되고 있다.시판되는 요쿠르트나 유산균 음료에는 유산균이 단독으로 혹은 몇 종류가 혼합된 상태로 들어있어 이들 제품을 종균으로서 우유를 배지로 하여 접종한 후 일정시간 배양하면서 산의 생성도를 비교하는 실험을 하였다.적정실험은 반응이 정량적이어야 하며 역반응이나 부가적 반응이 없어야 한다. W또한 반응이 순간적이어고 적정의 종말점이 명확해야 실험의 재현성과 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있다.시중에 시판되고 있는 불가리스 요쿠르트를 종균으로 우유에 접종 후 일정시간(24-27시간)동안 배양하여 phenolphtalein 용액을 1-3방울 가한 후 0.1N NaOH 용액으로 적정하는 방법을 이용하였다. phenolphtalein 용액은 pH 8.4부근에서 색이 붉은 색으로 변화한다.따라서 본 실험은 전문 우유배지인 skim milk를 사용하지 않고 일반적인 탈지가 되지 않은 우유를 배지로 사용하여 젖산균의 발효를 이용하여 만든 식품인 요쿠르트를 직접 접종하여 0℃~0.5℃에서는 가사 상태, 8℃ 이상에서 활동을 시작하고 37℃에서 가장 활발한 활동을다.

자연과학| 2004.07.14| 6페이지| 1,000원| 조회(2,331)

유산균, 젖산균, 우유배지

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[미생물학] 세균성장과 pH 평가B괜찮아요

1. Theme세균생장에서 pH의 영향2. Date2004. 03. 17 수 2-4교시3. Name & Coworkersxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx4. Abstract미생물도 사람과 마찬가지로 살아가는데는 여러가지 요소들이 필요하다.간단히 말하자면 사람들은 의식주가 필요하듯 미생물에게도 사람과 비슷한 개념처럼 몸을 보호하기 위한 옷과 같이 온도와 산도(pH) 염도등이 관여하고 먹기 위한 영양소와 산소, 말라 죽지 않는 적당한 수분 그리고 안식할 수 있는 집 즉, 숙주, 기질이 필요한 것이다.이로써 사람이 의식주중 무엇인가 불편하고 부족하면 정상적인 생활을 하기 힘들 듯 미생물에게도 온도와 영양분, pH 등의 주위환경의 영향에 따라 생장 정도가 달라지게 되는 것이다.본 연구에서는 다른 것들은 동일시 하고 pH조건을 달리하여 배양한 미생물의 생장정도의 차이를 규명하고자 한다.간단히 실험을 요약하면 종류가 다른 미생물을 약산성, 중성 그리고 염기성의 배지에서 배양하여 각 미생물이 성장하기 적합한 pH 환경을 규명하고자 한다.5. Principle○ 용액 속 수소이온 농도의 역수의 대수값이 pH인데 이는 용액의 산성도를 표시하는 단위이다.{pH= log{[ { H}^{+ } ] } over {1 }=-log[ { H}^{ +} ]미생물의 성장은 주변 pH에 의해 많은 영향을 받으며, 각각의 미생물들은 최소, 최적, 최고의 성장 pH를 갖는다. 세균류는 일반적으로 중성부근이 성장의 최적 pH이고, pH 4.5-5.0이하가 되면 성장하지 못한다.그러나 젖산균(Lactic acid bacteria)과 낙산균(Butyric acid bacteria)군은 pH 3.5 까지도 성장을 계속한다. 곰팡이와 효모는 세균의 성장이 많이 억제되는 약산성(pH 5.0-6.0)에서 가장 잘 자라며 내산성을 가지고 있어 pH 2.0 또는 그 이하의 강산성에서도 성장하는 것이 있다.미생물들은 넓은 pH 범위에서 성장할 수 있다. 균의 종류, 기질의 형태, pH 조절을 위해서 사용되는 산과 염기, 그리고 각 다른 환경요인들과의 상호관계에 따라 각 미생물이 각기 다른 성장 pH범위를 갖는다.기질의 pH 변화는 미생물의 성장에 간접적으로 영향을 미치는데, 예를 들면 pH 변화에 따라 금속이온들의 이용도가 변하게 된다. 낮은 pH에서 Mg, P은 자유 형태로 존재하지만, 높은 pH에서 이들 이온들은 불용성의 복합체를 형성한다.또한 기질의 pH는 세포막의 투과성에 영향을 미친다. 낮은 pH에서 세포막은 수소이온(OH-)으로 포화되어 필수 음이온의 통과를 제한한다.미생물에 대한 pH의 독성은 해리되지 않은 산성, 염기성 물질이 세포 내로 들어오기 때문이다. 낮은 pH에서는, 해리되지 않은 약산이 세포 내로 들어온 후 해리되어 세포 내의 pH를 변화시킨다. 염기성 용액에서는 해리되지 않은 약염기가 세포 내로 들어온다. 만일 세포 내의 pH가 염기성으로 변하면 단백질 합성이 중단된다.Fig. 1 미생물 생장의 pH 범위{○ 식품중의 미생물은 대부분 중성 pH 부근에서 최적의 생존 또는 증식을 한다. 단, 산성을 최적 pH로 하는 것에는 유산균, 효모, 곰팡이 등이 있으며, 알칼리성을 최적 pH로 하는 것에는 장염비브리오 등이 있다. 식초의 산도는 pH 3.0 전후이며, 이것에 직접 식품을 투입하면, 대부분의 식품중의 미생물은 수분이내에 사멸한다. 이를 이Staphy용한 식품의 가공, 보존에는 식초절임 혹은 혹은 생선을 산으로 세척하여 생선초밥 재료로 이용하는 것 등이다. 식초로 세척함으로써 생균수가 대폭 감소된다.○ 내산성인 균 중에는 젖산균이 대표적인데 우리가 흔히 섭취하는 요구르트나 김치등의 식품제조에 이용되고 있다. 이름에서 알 수 있듯이 젖산균의 산 은 acid를 뜻하는 이유이다.○ 대장균(Escherichia coli)항원구조에 의해 구별하면, O항원에서 1∼136, K항원에서 1∼78, H항원에서 1∼40으로 분류된다. 대장균은 장 속에서는 병원성을 나타내지 않는 것이 보통이지만, 장 이외의 부위에 들어가면 방광염 ·신우염 ·복막염 ·패혈증 등을 일으키고, 또한 장 속에서도 O의 26, O의 55, O의 111 등과 같은 항원형 대장균은 젖먹이에서 성인에 이르기까지 전염성 설사를 일으키는 경우가 있으므로 특히 병원성대장균이라고 한다.대장균은 열에 대한 저항성이 약하여 60℃에서 약 20분간 가열하면 멸균된다. 그러므로 여름철에 물을 끓여 마시면 설사를 예방할 수 있다. 대장균은 양쪽 끝이 둥글고 길이 2∼4μm, 나비 0.4∼0.7μm의 간균으로 편모를 가지고 있어 운동성이 있다. 포자를 만들지 않으며, 그람음성균이다.형태학적으로 적리균과 구별하기 어렵지만, 생물학적으로 대장균은 젖당 및 포도당을 분해하여 산과 가스를 생성시키고 우유를 응고시켜 인돌(indole)을 만든다. 또한, 대장균의 존재 여부는 분변에 의한 오염 유무가 지표가 되며, 수질검사 등에 종종 응용되는 수단으로 위생학상 중요하다.○ Lactobacillus acidophilus미호기성으로 대표적인 젖산균의 하나이다. 젖산 발효 유형은 호모형 및 헤테로형이 있다. 낙농제품, 곡류제품, 육류나 어류, 주류, 침채류 등 여러 가지 식품에서 흔히 발견된다. 또한 사람이나 동물의 점막, 장내에서 발견된다.그 중에서 사람의 장내에서 분리하였고 전분을 발효 할 수 있다.Table 1. 주요 젖산균의 특성{○ Saccharomyces cesrevisiae효모는 5-10 ㎛ 정도이며, 형태는 구형, 타원형, 난형, 레몬형, 3각형, 원통형 등이다. 무성생식은 대부분 출아법으로 이루어지지만 간혹 2분법으로 분열하는 종류도 있다.곰팡이보다 작은 세포이므로 대사활성이 높고 성장속도도 빠르다. 낮은 pH나 낮은 온도 및 낮은 수분활성도의 환경에서도 잘 자라는 생리적인 특성은 곰팡이와같으나 혐기적인 조건에서도 성장하는 종류가 많다는 점이 곰팡이와 다르다.그중에서 Saccharomyces cesrevisiae는 다극출아로 분령하며 자낭포자는 원형이며 위균사를 형성하기도 한다. 당 발효능력이 강하여 약주, 포도주, 맥주 등 각종 주정발효에 사용된다. 또한 빵효모, 효모균체 생산 등 다양하게 이용되는 종류이다.다음표는 Saccharomyces의 종류인 Saccharomyces sarvazzii를 동정한 결과이다.Table 2. 효모 동정의 예{6. Reagent & Equipment균 전 배양액(Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus, Saccharomyces cesrevisiae), 클린벤치, 분광 광도계, 시험관, 셀, 마이크로 피펫 & 팁, LB 액체 Broth, NaCl, NaOH, pH meter, 마그메틱 바, 교반기, 배양기(incubator)7. Method1 중성의 LB 배지를 만들어 pH 4, 7, 9의 3군으로 나누어 만들었다.( - pH 4의 산성 LB Broth를 만드는 요령: 마그네틱 바를 넣은 배지의 플라스크나 비이커를 교반기 상에서 교반하는 동시에 NaCl을 첨가하며 pH meter로 pH를 측정하며 PH 4를 맞추었다.- pH 9의 알칼리성 LB Broth를 만드는 요령은 위와 같은 방식이되 NaCl 대신에 NaOH로 적정하며 pH 9까지 가하여 만들었다.)2 pH가 산성, 중성, 알칼리성 3가지 군으로 나누어 제작한 배지를 Autoclave로 가압 멸균 하였다.3 멸균하여 클린벤치 내에서 냉각시킨 배지를 각각의 3개의 시험관에 3ml씩 취하였다.4 LB 배지를 담은 시험관에 각 조에 할당된 균배양액(1조: E. coli, 2조: L.acidophillus, 3,4조: S.cerevisiae)을 0.1ml 취하여 가하였다.5 배지와 균 혼합액을 voltex하여 혼합시켜 균질화 시켰다.6 0시간일 때의 흡광도 값(O.D)을 측정하였다.7 나머지 배양액은 37℃로 유지가 되는 배양기(incubator)에서 24시간정도 배양시킨 후 흡광도를 측정하였다.8 3종류의 균이 산성, 중성, 알칼리성의 배지에서의 생장정도의 차이를 흡광도 측정으 로 비교 분석하였다.8. Result흡광도 측정 범위 (600nm){균주명시간흡 광 도pH 4pH 7pH 91조Escherichia coli0 H0.0360.0590.03624 H0.0810.5170.28224H-0H0.0450.4580.2462조Lactobacillus acidophilus0 H0.2140.1790.19924 H0.3630.5180.82524H-0H0.1490.3390.6263조Saccharomyces cesrevisiae0 H0.0690.0190.03724 H0.7071.2890.58124H-0H0.6381.270.5444조Saccharomyces cesrevisiae0 H0.0590.0610.05624 H0.2840.9240.57824H-0H0.2250.8630.522( ＿ 은 가장 많은 증가폭을 나타낸 pH 범위의 수치)9. Discussion미생물은 사람이나 다른 동식물과 같은 생물로써 주위 환경요소에 의해 각기 다른 생장 모습을 보인다. 온도와 산소의 유무, 수분의 정도, pH 등과 같은 환경 condition에 따른 다른 생장모습을 보이는데 본 연구에서는 pH 변화에 따른 미생물의 생장 정도의 차이를 관찰하는 목표로 실험에 임하였다.따라서 세균과 효모의 일종인 Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus, Saccharomyces cesrevisiae의 3가지 미생물을 같은 양의 균 전배양액과 pH가 4, 7, 9의 산도만 다르고 같은 양의 LB 액체배지에서 37 ℃의 같은 온도 조건에서 24시간 이상을 배양하여 균 생장 정도를 Zero time(0 hr)일 때의 흡광도와 비교하여 균 생장정도를 예측할 수 있는 실험을 행하였다.

자연과학| 2004.07.14| 6페이지| 1,000원| 조회(1,161)

pH, 미생물생장, 내산성

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[미생물학] 생장곡선 평가A좋아요

1. Theme세균의 생장곡선2. Date2003. 03. 03 (수) 2~4교시3. Name & Coworkersxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx4. Abstract미생물을 배지에서 배양하게 되면 배지안의 영양소를 가지고 증식을 하게 되는데 배지에 배양한 순간부터 증식을 하지 않는다. 어느정도 시간이 지난 후부터 증식 속도가 증가되는데 간단히 말해 영양소의 필요여부를 탐색하는 기간이 있으며, 필요하고 사용가능하다면 영양소를 이용하여 증식하기 시작하는 것이다. 이 어느정도의 잠복기는 유도기라 하며 증가하며 증식하는 것을 대수증식기(또는 대수성장기)라 하고 정지기, 사멸기로 구분된다.본실험의 목적은 효모를 SDB 배지에 배양하여 유도기와 대수증식기등의 미생물의 생장곡선을 확인하는 것이다.5. Principle★ 미생물의 생장곡선 ★미생물의 생장은 세포의 수나 생물량이 증가를 말한다. 크기나 부피가 커지는 성장과는 다른 개념으로써 개체수의 증가 등의 증식 또는 생장이라 말한다.미생물의 생장은 배지에서 배양하였을 때 즉시 생장하는 반응을 나타내지 않는다.미생물의 생장을 곡선으로 나타내면 아래와 같게 된다.그래프를 크게 유도기, 대수증식기(대수생장기), 정지기, 사멸기로 4부분으로 나눌 수 있다.{Fig. 1 미생물의 생장곡선○ 유도기(lag phase = 준비기, 적응기)- 새로운 배지에 접종된 미생물은 이 기간동안 증식을 위한 준비단계- 새로운 환경에 적응하는 기간으로서 미생물의 종류, 생육환경, 생리적인 조건에 따라 시간 차이가 생김- 준비기는 전배양(precultre)과 배양조건에 따라 결정· 배지 영양성분의 농도변화· 접종균체의 균령(inoculum age)· 접종량의 크기 등○ 대수증식기(log phase = exponential phase)- 준비기가 지나고 새로운 환경에 적응한 미생물이 가장 빠른 속도로 증식하는 시기- 배양액 중에서 영양분이 충분할 뿐만 아니라 생장에 악영향을 주는 독성물질이 없거 나 매우 적어서 미생물 증식은 대부분 기질농도에 관계없이 대수적으로 이루어짐→대수증식기○ 정지기(stationary phase)- 균체증식이 많이 이루어지면 배지 중에 들어있던 기질이 소모되고, 대사산물의 생성과 더불어 독성물질의 생성 등으로 생육속도가 늦어지거나 정지된다.- 세포의 증식속도 = 사멸속도 → 전체적으로 생균수가 일정하게 된다.- 이 기간중에 균체조성의 변화가 일어나며, 균체를 구성하고 있는 탄수화물, 단백질등 이 빠져나와 새로운 영양원으로 작용(cell lysis)- 여러 가지 대사산물이 고농도로 생성되는 경우가 많다.- 2차 대사산물을 목적으로 하는 발효에 있어서는 어느정도 균체증식을 시킨다음 인위 적으로 이런 조건이 되도록 조절하기도 한다.○ 사멸기(death phase)- 배지중의 영양원 뿐 만 아니라 균체에 축적된 에너지원의 소모, 2차 대사산물의 축적, 생육저해물질의 생성 등으로 사멸되는 세포수가 생성되는 세포수마다 많아서 전체적으로 생균수(viable cell)가 감소한다.{★ 흡광도 ★흡광도란 매질에서 빛을 흡수하는 정도를 말한다.흡광도가 0이라는 것은 모든 빛을 그냥 통과 시킨다는 것이고 수치로써 표시되는 것은 빛이 흡수되는 양을 수치화 한 것이다.즉 시료 셀(시료를 담는)은 어떤 파장의 빛에도 흡광도가 0에 가까워야 좋다.셀 자체가 빛을 흡수한다면 아무리 그 셀로 표준검정곡선을 사용한다해도 불편할 뿐 만아니라 Detector(검출기)의 감도도 떨어지는 것이다. 그래서 보통 석영제품을 많이 사용한다.Fig. 2 표준화된 cuvette (셀){{(a) (b)Fig. 3 (a)시료를 통과한 시료의 강도, (b) Cuvette의 직경이 빛의 통과율에 미치는 영향○ 분광광도계(spectrophotometer) ○{Fig. 4 분광광도계의 기본 구조 모식도흡광도를 측정할시에는 빛의 파장범위를 지정해주는데 그 이유는 정량을 하고자 하는 시료의 흡수가 가장 많이 되는 파장을 선택하기 위함이다.○ 파장의 선택{분자는 원자와 달리 Fig. 5에서 보는 바와 같이 광범위한 범위에 걸쳐 여러 파장을 지니는 빛을 계속적으로 흡수한다. 그러므로 흡광광도법에 의하여 시료 용액 중의 어떤 흡광물질의 농도를 측정할 때에는 그 물질이 빛을 가장 많이 흡수할 수 있는 빛의 파장, 즉 흡광도가 최대인 파장을 선택해야 한다. 왜냐하면 흡광도가 클수록 그 물질의 농도를 보다 정확히 측정할 수 있기 때문이다. 흡광도가 최대인 파장은 그림 10에서와 같이 각 파장( )에 대한 흡광도를 측정하는 것에 의하여 쉽게 결정할 수 있다.Fig. 5 헤모글로빈의 흡수 스펙트럼6. Reagent & Euipment효모, 멸균한 SDB 배지, 클린벤치(무균대), 멸균기(Auto-clave), 마이크로 피펫, 팁, 파라필름, 플라스크, 70% 에탄올, 흡광광도계7. Method1 배양한 효모를 준비하였다.2 플라스크에 SDB배지와 균과 시료 채취에 사용할 팁과 시험관을 멸균기로 멸균하였다.3 시험관에 5ml의 SDB 배지를 취하고 0.1ml의 균(본 실험에서는 효모)배양액을 가하였다.4 SDB배지에 균배양액을 가한 시험관을 voltex하여 잘 혼합한 후 셀에 2/3가량 취하여 흡광광도계로 575nm에서 흡광도를 측정하였다.5 흡광광도계로 0, 15, 30, 45분 간격으로 흡광도를 측정하였다.8. ResultTable 1. 시간경과에 따른 흡광도(O.D.값) (575nm){01530451조0.1880.1880.1880.1862조0.1900.1900.1900.1893조0.1940.1940.1930.1924조0.1860.1880.1860.1879. Discussion본 실험에서는 미생물(효모로 하였다.)의 생장곡선을 알아보기 위해 실험을 임하였다.미생물의 생장곡선은 적응하는 단계인 유도기, 빠른속도로 증식을 하는 대수증식기, 증식속도가 멈춘 정지기, 사멸속도가 증가하는 사멸기로 구분되는데 너무 짧은 실험시간에 의하여 유도기에서 실험이 종료되었다.미생물실험에 있어서는 모든 실험과정이 무균의 상태에서 이루어져야하며 모든 초자류등은 멸균상채의것을 사용하여야 한다.

자연과학| 2004.07.14| 5페이지| 1,000원| 조회(2,304)

유도기, 생장곡선, 대수증식기

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[미생물실험] 세균생장에서 온도의 영향

1. Theme세균생장에서 온도의 영향2. Date2004. 03. 10 수요일 2-4교시3. Name & Coworkersxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx4. Abstract미생물은 일정한 영양분을 공급받으면서 생장을 하게된다.호기성균과 혐기성균은 산소의 필요 여부에 따라서도 생장의 영향을 크게 받는 경우도 있다. 그러나 보통 일반 미생물은 가장 잘자라는 환경 속에서 최대의 생장속도를 보이게 되는데 온도가 낮고 높음의 영향으로 생장여부를 관찰한다면 그 미생물의 최대 생장 온도를 규명할 수 있게된다. 따라서 본 실험은 미생물의 최적생장온도를 알아보는 실험으로 효모와 세균의 일종인 젖산균을 가지고 각기 다른 온도에서 배양하여 더 큰 생장을 보이는 미생물의 저온성, 중온성과 고온성임을 판명하는 실험이다.5. Principle온도에 대한 미생물의 반응에 관한 이론과 실험 등의 연구는 식품의 저장과 관계가 깊다. 식품의 저장 온도와 저장 기간의 상관관계를 이해하여 식품의 저장온도와 저장시설(냉장시설 등)의 확보와 관리에 힘쓰게 되면 식품의 저장성이 향상될 수 있기 때문이다.곰팡이가 잘 번식하는 식품, 세균이 잘 번식하는 식품이나 효모가 잘 번식하는 식품의 각각의 저장온도의 변화가 저장성 향상의 관건이 될 수 도 있다.이러한 저장성에 관계되어 미생물의 생장 최적온도의 연구를 하는 것 이외에도 우리나라의 전통 음식 문화와도 관계가 깊은 것이다.발효식품 중에 속하는 된장, 김치 등과 요쿠르트 치즈 등의 식품은 미생물을 번식시켜 발효과장을 유발시켜 식품의 영양성을 극대화하는 것인데 이렇게 각 관여하는 균의 최적 생장 온도와 각 단계의 온도를 안다면 좀더 빠른시간안에 좋은 품질의 발효식품을 만들도 있게 된다.온도는 미생물과 그 밖의 모든 생물 그리고 사람에게도 많은 영향을 끼치게 된다. 본 과제에서는 미생물의 생장에 영향은 주는 온도에 관한 것으로 각 종류가 다른 균을 온도가 다른 환경에서 배양하여 생장의 폭을 관찰하는 실험이다.보통 세균은 각 다른 온도에 다른 생장반응을 보이는 3가지로 구분하고 있다.○ 저온성 세균(Psychrophiles){최적 생장온도가 10-15℃이며 생장 범위가 0-25℃를 나타내는 세균은 저온성 세균이라 알려져 있다. 저온성 세균은 냉장조건에서 흔히 분리되며 냉장식품의 부패를 수반한다.Fig. 1 미생물의 성장속도에 미치는 온도의 영향○ 중온성 세균(Mesophiles)인체에 질병을 일으키는 세균을 포함하는 대부분의 세균은 중온성 세균에 속한다. 중온성 세균은 10-50℃의 생장범위를 보여주며 최적 생장온도는 25-40℃이다.○ 고온성 세균(Thermophiles)고온성 세균은 50℃이상에서 최적 생장온도를 가지는 생물체이다. 고온성 세균은 90℃ 정도의 높은 온도의 온천에서도 분리된 바 있다. 대부분의 고온세균의 생장온도 범위는 40-80℃이다.위와는 더 자세하게 분류를 하면 다음과 같은 표로 정리할 수 있다.Table. 1 성장온도 범위에 따른 미생물의 분류{이와 같이 미생물은 각각의 최적온도에서 최고의 생장을 보인다.{Fig. 2 미생물의 성장률과 온도와의 관계미생물의 최적 생장온도는 크게 저온성, 중온성 그리고 고온성으로 나뉠 수 있는데 중온성과 고온성 균의 온도분류에 따른 미생물의 종류에 대해 알아보면 다음과 같다.{Table 2. 중온성 미생물Table 3. 고온성 미생물{본 과제에서는 저온성과 중온성 균에 속하는 Candida rugosa와 Lactobacillus acidophyllus를 이용하여 온도가 다른 환경에서 액체배양하여 생장정도를 관찰하여 최적생장온도를 확인하고자 하였다.○ Candida 속대단히 다양한 종류들이 포함되어 있어서 세포의 모양도 종류에 따라서 다양하며, 위균사나 균사를 형성할 수 있는 종류도 있다. 카로티노이드 색소는 생성하지 않으나 전분 유사물질을 형성하기도 한다. 육류나 홍삼 농축액 등의 부패에 관여하며, 마가린의 산패도 일으킨다. C.albicans는 사람의 피부병을 일으키고, C.tropicalis 등은 단세포 단백질(single cell protein) 생산에 이용되며, 특히 석유를 탄소원으로 이용하는 종류도 많다.○ Lactobacillus 속미호기성으로 대표적인 젖산균의 하나이다. 젖산 발효유형은 호모형 및 헤테로형이 있다. 낙농제품, 곡류제품, 육류나 어류, 주류, 침채류 등 여러 가지 식품에서 흔히 발견된다. 또한 사람이나 동물의 점막, 장내에서도 발견된다. 대표적인 종으로 곡물 발효물에서 발견되는 L.delbrueckki를 들 수 있다. 이속에는 3개의 아종을 두어 L.delbrueckki는 L.delbrueckki subsp. delbrueckki로, 요쿠르트나 치즈와 같은 낙농식품의 제조에 쓰였던 L.bulgaricus 및 L.lactis로 새롭게 분류하였다. L.acidophilus는 사람의 장내에서 분리하였고 전분을 발효할 수 있다. 한편 식물체에서 발견되는 L.plantarum은 침채류 발효에 관여하며 젖산의 생산이나 특정 소시지의 숙성에도 이용된다. 우리나라의 김치의 숙성에는 L.bavaricus 등이 관여한다. 젖산균들은 산성식품, 발효음료 등 가공식품의 부패에도 중요한 원인이 된다.6. Reagent & Equipment배양기 2대, 시험관, 분광광도계, 클린벤치, 마이크로 피펫, 팁, MRS 배지, YM 배지, 플라스크, 균 배양액(Candida rugosa와 Lactobacillus acidophyllus)7. Method1 Candida rugosa와 Lactobacillus acidophyllus를 배양해 놓았다(균 전배양액).2 Autoclave로 멸균한 MRS와 YM 배지를 온도가 식을 때까지 클린벤치 안에서 냉각하였다.3 시험관 4 개에 라렐링을 하여 구분하여 두 개의 시험관에는 MRS액체배지를 나머지 다른 두 개의 시험관에는 YM액체배지를 각각 5ml을 취하였다.4 MRS 배지에는 Lactobacillus acidophyllus를 YM 배지에는 Candida rugosa(각각의 전배양액)를 0.1ml씩 가하여 voltex하였다.5 배지와 균배양액 혼합액을 즉시 셀에 적당량 취하여 분광광도계로 흡광도를 측정하였다.6 MRS와 YM를 한 쌍으로 하여 두 Part로 나누어 37℃와 24℃의 배양기에서 배양시켰다.7 24시간 정도의 경과 후에 다시 각각 흡광도를 측정하였다.8. Result본 과제에서 사용한 규주는 Lactobacillus acidophyllus와 Candida rugosa이다.각 균주의 특성을 살펴보면 Lactobacillus acidophyllus는 중온성균이고, Candida rugosa는 저온성균으로 37℃와 24℃로 구분하여 두 개의 균주를 각각의 온도에서 배양한 결과 중온성균인 Lactobacillus acidophyllus는 24℃보다 37℃에서 그리고 Candida rugosa는 저온성인 특징을 가지고 있어 24℃에서 더 많은 생장률을 보여야 하는데 오차로 인하여 평균 생장률이 오히려 감소하였지만 대체로 24℃에서 많은 생장률을 보였다.이 결과를 다음과 같은 표로 정리 하였다.Table. 4 온도에 따른 미생물 배양액 흡광도의 변화{배양시간배지와 균주37℃에서 흡광도 변화O.D 증가도24℃에서 흡광도 변화O.D 증가도1조24HMRS+L.acidophyllus0.403→2.4702.0670.407→2.1531.354YM+C.rugosa0.041→0.7530.7120.046→1.1901.144*2조27HMRS+L.acidophyllus0.418→2.1221.7040.421→2.2761.855*YM+C.rugosa0.048→0.9580.910.044→1.0100.9663조24HMRS+L.acidophyllus0.424→2.3021.8780.421→1.5451.124YM+C.rugosa0.056→0.9740.9180.048→2.5372.489*4조27HMRS+L.acidophyllus0.421→2.5702.1490.418→2.2601.842YM+C.rugosa0.048→0.8770.8290.047→1.6021.555*평균값L.acidophyllus37℃일 때1.9472524℃일 때1.5415C.rugosa37℃일 때0.8422524℃일 때1.5385( * : 오차값; 이론과 다른 작거나 큰 값이 측정된 경우)9. Discussion온도에 대한 미생물의 반응에 관한 이론과 실험 등의 연구는 식품의 저장과 관계가 깊다. 식품의 저장 온도와 저장 기간의 상관관계를 이해하여 식품의 저장온도와 저장시설(냉장시설 등)의 확보와 관리에 힘쓰게 되면 식품의 저장성이 향상될 수 있기 때문이다.곰팡이가 잘 번식하는 식품, 세균이 잘 번식하는 식품이나 효모가 잘 번식하는 식품의 각각의 저장온도의 변화가 저장성 향상의 관건이 될 수 도 있다.

자연과학| 2004.07.14| 6페이지| 1,000원| 조회(2,375)

온도, 미생물생장, 고온성, 저온성

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