지방산 에스테르 물을 이용한 식품의 살균방법

본 발명은 지방산에스테르물을 사용하여, 식품류의 미생물 증식을 억제하며 이미 들어 있는 미생물을 살균하여, 식품류를 장기간 안전하게 보존할 수 있는 방법에 관한 것으로, 인체에는 전혀 무독, 무취, 무잔류하는 지방산 에스테르를 사용하는 것을 특징으로 한다.

식품 미생물 가운데에는 병원성 세균류 슈도모나스 아에루기노사(psedomonas aueruginosa), 대장균속(Escherichia coli), 바실러스속(Bacillus), 브레비박테리아속(Brevibacterium), 스타필로코커스 아우리 우스(Staphylococcus aureus), 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium)등과 곰팡이 들로는 아스퍼길러스나이지(Aspergillus niger), 페니실리움 시트리눔(Penicillium citrinum), 아스퍼 길러스 오리자에(Aspergillus oryzae), 아스퍼길러스 우사미(Aspergillus usamii), 효모들로는 삭카로마이세스 로우키(Saccharomyces rouxii), 한센눌라 아노말라(Hansenula anomala), 삭카로마이 세스 세래비시애 (Saccharomyces cerevisiae), 칸디다 우티리스(Candida utilis)등이 있으며, 이러한 식품미생물들은 가정에서나 식품공장, 또는 유통과정중의 제품의 저장과 보존에 많은 피해를 주고 있으며, 이들에 의해 변패된 식품을 섭취시 식중독이나 질병을 일으키는원인이 되어왔다.

이러한 식품 미생물의 증식을 억제하며, 포함된 균들을 살균하여, 제품의 보존기간을 연장하고, 저장과 보관을 안전하게 하기 위한 방법들이 강구되어 왔다.

이들 방법중에는 가열에 의한 살균방법, 방부제등 보존 첨가물을 사용하는 방법, 고주파, 자외선등 전자파를 이용한 방법, 최근에는 전리방사선을 조사하는 방법등이 있으나, 이들 방법들은 모두 장점이 있는 반면에 단점이 지적되어 식품류 살균방법으로는 부적당함이 있어 왔다. 즉 가열 방법에 의한 살균방법으로는 식품의 향미, 색갈, 조직의 변화, 영양소파괴등 단점과 저온가열시에는 내열성 포자형성세균들이 전혀 살균되지 않아, 소금, 당, 기타 첨가물을 같이 사용하는 불편함이 있고, 방부제의 사용법은 거의 모든약품이 모두가 인체에 잔류 독성을 지니고 있어, 초과사용이 억제되고 있고, 전자파를 이용하는 방법도 그 적용식품분야가 극히 한정되어 있고, 방사선투과 방법 또한 조작상의 특수기술과 설비가 요구되고, 특히 이방법으로 처리된 원료를 사용한 식품을 섭취시 인체의 유전자 돌연변이(Mutant)를 일으킬지 모른다는 보고가 있는등 여러 단점들이 있다.

그러나 본 발명은 인류가 지금까지 칼로리(Calorie)원으로 섭춰해온 지방을 구성하는 성분인 지방산에스테르(Esters of Fatty acid)를 사용하여 식품중에 들어있는 여러종류의 미생물들을 사멸시키거나, 발육과 증식을 억제하여 살균되어지는 방법으로, 인체에 무해무잔류함을 특징으로 하고있다.

지방산에스테르는 인체 조직을 구성하는 인지질(Phosphogly cerides), 당지질 (Glycerophospholipids)의 필수성분으로 자연계에 동물성유지, 식물성유지속에 들어있다.본 발명에서 사용되는 지방산에스테르는 탄소가지 사슬걸이가 4개이상 18개까지의 짝수포화지방산의 모노(mono) 및 디(di)에스테르와, 이중결합 1개 이상을 갖는 불포화지방산(Unsaturated Fatty acids)에스테르와 지방산 설탕에스테르가 있다.

포화지방산에스테르이는 부틸산에스테르(Butyric Acid moncglyceride), 카프론산에스테르Caproic Acid glyceride), 카프릴산에스테르(Capric Acid glyceride), 카프린산에스테르(Capric Acid glyceride), 리우린산에스테르(Lauric Acid gl ceride), 미리스린산에스테르(Myristic Acid glyceride), 팔미린산에스테르(Palmitic Acid glyceride), 스테아린산에스테르(Stearic Acid glyceride), 등이 있으며, 불포화지방산 에스테르에는 미리스토레인산에스테르(Myristoleic Acid glyceride), 팔미토레인산(Palmitoleic Acid glyceride), 오레인산에스테르(Oleic Acid glyceride)등이 있으며, 이 밖에 설탕지방산에스테르(Sucrose Esters of Fatty acids)로는 설탕카프린산에스테르(Sucrose caprate), 설탕라우린산에스테르(Sucrose Laurate), 설탕미리스틴산에스테르(Sucrose myristic Acid ESTER), 설탕팔미린산에스테르(Sucrose palmitate), 설탕스테아린산에스테르(Sucrose Stearate)등으로 이의 모노 및 디 에스테르물이 있다.

특히 발명자가 연구한 바로는 모노카프릴산에스테르(mono capric Acid gly ceride), 모노 라우린산에스테르(mono Lauric Acid glyceride), 모노미리스틴산에스테르(mono Myristic Acid glyceride)와 설탕라우린산에스테르와 설탕 미리스틴산에스테 르가 세균류 슈도모나스속(Psedomonas Genus), 대장균속(Escherichia Coli Genus), 바실러스속(Bacillus Genus), 살모넬라티피무리움(Slamonella typhimurium), 등과 곰팡이 아스퍼길러스속(Aspergillus Genus), 페니실리음속(penicillium)과 효모(Yeast) 의 삭카로마이세스속(Saccharomyces Genus)에 대해서 20㎍/ml-1000㎍/ml농도에 서 전혀 증식이 억제되며, 강한 살균효과가 기존 사용해오고 있는 솔빈산(Sorbic Aicd), 파라옥시 안식향산(P oxybenzoic Acid)에스테르, 디하이드로 식초산(dihydroacetic Acid), 안식 향산(benzoic Acid)등과 비슷하였고, 다음은 미리스틴산 모노에스테르 200㎍/ml를 사용하여 각 미생물의 살균결과는 표 1과 같다.

[표 1]

미리스틴산 모노에스테르에 의한 살균결과

또한 내열성 포자 세균 바실러스 서브티리스(Bacilus Subtilis var. niger 4380)에 대한 여러가지 지방산에스테르의 살균력을 비교하면 표 2와 같다.

[표 2]

지방산에스테르 바실러스 균에 대한 살균력 비교

단, 생균수 군락카운트후 ×10 ⁴ 마리/ml이상 관찰됨

×10 ³ 마리/ml이하 관찰됨 卄

1×10마리이하 ±,

관찰안됨-,

×10 ² 마리이상 +.

좀더 구체적으로 본 발명의 방법을 설명하면 보관중인 열거한 미생물들을 종균으로 사용, 각기 최적배양배지, 배양온도에서 24시간 내지 1주일동안 정치 또는 진탕하여 예비배양을 실시하여, 그 배양액으로부터 수 ml를 무균적으로 취하여, 예비배양배지와 조성이 같은 배지가 들어있는 미생물자동 발육기록장치(Bioscanner OT BS 12)의 셀에 넣고, 비색계 흡수파장 610 나노메타(610mμ)에서 본 배양을 계속한다.

셀에 접종한 미생물들은 점점 발육을 시작하여 유도기로(lag phase)부터 대수증식기(logarithmic growth phase)로 증식이되어, 셀안의 배지액의 탁도가 균의 부유로 점점 증가한다.

탁도(Optical density)가 0.225(평판배양에 의한 생균수측정시 5.2×10 ⁸ 마리/ml)에 이르면 미리 준비한 지방산에스테르를 농도 50㎍/ml-1000㎍/ml를 가하고 계속배양을 실시한다. 일정시간 지남에 따라 셀로부터 시료를 무균적으로 취하여 평판배양을 실시, 살아있는 균수를 세어서 표 1을 얻었다. 같은 방법으로 여러지방산에스테르에, 대한 포자균 바실러스 서브티리스의 살균력 결과를 측정 표 2를 얻었다.

여기서 본 발명자가 지방산에스테르의 살균원리를 연구한 바로는 가지사슬을 갖은 지방산 에스테르물로부터 생선된 프리라디칼(free radical)이 균세포의 대사에 필요한 산소와 결합하여 미생물의 산소결핍을 일으켜, 단백질, 인지질(Phospholipid), 리 포 포리삭카라이드(Lipopoly Saccharide)로 구성된 균의 세포벽을 용해시켜, 세포내 리보다당층(Peptidoglucan Aminosugar)가 노출되어, 세포막을 결합하고 있는 효소활성을 저하시켜, 세포막 내막인 시토프라스믹(Cytoplasmic Mambrance)에 변화를 일으켜, 전자 전달계와 세포내에 어떤 화합물을 전달하며 ATP (Adenosine triphosphate)재생산을 위해 필요한 단백질과의 연결을 탈공역(脫共役)시켜 단백질-포리삭카라이드-지질의 컴플렉스물의 출입장애로 균의 발육이 억제당하며, 결국에는 사멸되어 살균현상이 일어난다.

여기서 발명자는 지방산에스테르를 첨가할때 아미노산일종인 L-시스테 인(L-Cysteine)을 0.01-0.1밀리몰 병용하면서, 액상 및 페이스트상 식품은 50℃로 가열하그, 고형식품 및 식육제품등은 -20℃에서 수초간 유지(급속냉동)시킴으로 더욱 장애를 주어 장기간에 걸쳐 회생이 불가능하여 살균효과가 더욱 우수함을 알았다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

[실시예 1]

다음의 조성을 갖는 배지(황산암모니아, 인산제일칼륨 4%, 인산제이칼륨 16%, 구연산소다 1%, 글루타민산소다 3%, 포도당 5%, 황산마그네슘 0.2%) 20ml을 고압살균하여, 내열성포자균 바실러스 서브티리스(Bacillus Subtilis var. niger 4380)을 무균적으로 식균하여, 37℃, 20시간 진탕예비배양을 부란자에서 행하여, 이 균액 0.1ml를 취하여, 무균동일조성비의 배지 8.9ml가 들어있는 미생물자등 발육장치(Bioscanner OT-BS 12)의 셀에 넣고, 흡수파장610mlμ,37℃에서 본 배양을 실시한다.

초기 흡광도(OD)를 0.0에서 세균이 발육증식함으로 OD가 0.225에 도달하면 준비한 미리스틴산 모노에스테르 200㎍/ml을 가하고 L-시스데인 0.03mMoL/ml를 가해준다. 첨가후 일정시간 지남에 따라 셀로부터 0.2ml를 취하여 평판배양을 실시 살아있는 균의 수를 측정하여 표 1의 결과의 같다.

[실시예 2]

살균 보존제를 넣지 않은 가정에서 담근 간장액을 무균수를 사용 5배로 희석한 간장액을 사용 대장균(Escherichia coli K-12)를 식균하여 37℃, 24시간 예비배양후, 실시예 1과 같은 방법으로 본배양후, 모노라우린산에스테르 200㎍/ml과 L-시스테인 0.02mMoL, 혼합액 1ml를 가하고, 50℃로 30분간 가열하여 준후 일정시간 별로 시료를 취하여, 평판배양하여 살아있는 균수를 세어 다음의 결과를 얻었다.

[실시예 3]

다음조성을 갖는 배지(쇠고기엑기스 1%, 펩톤 1%, 식염 0.5%, 증류수 l00ml) 20ml에 실시예 1과 같은 방법으로 배양하여 설탕리우린산에스테르와 0.05mMoL L-시스테인 혼합액 1ml를 가하고, 일정시간별로 시료를 취하여 살아있는 균수를 세어 다음의 결과를 얻었다.

[실시예 4]

실시예 2의 희석한 간장액을 사용 곰팡이(Aspergillus niger)를 식균 25℃-30℃에서 2-3일간 배양, 평판배양을 실시한다. 평판배양 한천액에 모느카프릴산에스테르 50㎍/ml와 L-시스테인 혼합액 1m1을가하고 25℃에서 평판배양후 균락의 수를 세어 다음의 결과를 얻었다.

[실시예 5]

시중에서 구입한 쇠고기를 얇게 썰어 분쇄후 식염 5%를 가하고 물 1000ml되게 한 것을 배지로하여 살모넬라티피무리움(Salmonella thyphimurium DB 21)을 식균하여 37℃, 24시간 부란자속에 배양하여, 무균여과하여, 한천액 평판배양하여 초기상태 균수를 측정하고, 여기에 설탕미리스틴산에스테르 50㎍/ml와 L-시스테인 0.01mMoL혼합액 1%를 가하고,-20℃로 급속냉동하여 20초간 유지후 해동시켜 시료로부터 무균적으로 취하여 생균수를 측정하였다. 그 결과는 다음과 같다.

[비교예]

실시예 1과 같은 방법으로 하여, 벤죠산 200ppm와 파라옥시 안식향산디 부틸레이트(Para oxybenzoic dibutylate)40ppm을 각기 0.5ml씩 가하고 일정시간별 생균수를 측정하였다.