병원성 세균의 산내성에 대한 다양한 용질의 상승 및 길항 기작 연구
저자
발행사항
서울 : 중앙대학교 대학원, 2013
학위논문사항
학위논문(박사)-- 중앙대학교 대학원 : 식품영양학과 식품영양전공 2013. 8
발행연도
2013
작성언어
영어
발행국(도시)
서울
기타서명
Synergistic and antagonistic effect of various solutes on acid resistance of pathogenic bacteria
형태사항
202 p. ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 이선영
참고문헌 수록
DOI식별코드
소장기관
유기산과 소금의 결합처리 방법은 낮은 pH 환경에서 미생물의 저해 및 증식을 억제 시킬 수 있기 때문에 식품산업에서 오랜 시간 동안 사용되고 있는 저장방법 중 하나이다. 하지만 유기산과 소금의 결합처리 방법은 미생물과 산의 종류에 대하여 미생물에 대한 상승 및 길항작용의 결과가 발생하여 식품의 안전성 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 연구는 병원성 미생물에 대한 다양한 산과 다양한 용질의 결합처리 효과를 평가하고 이들의 길항작용에 대하여 연구하였다. 또한 병원성 미생물의 산에 대한 내성기전을 중심으로 산과 용질의 내성기전에 대한 변인을 분석하였다. 그 결과 다양한 병원성 미생물에 대하여 산과 소금을 결합 처리하였을 때, 아세트산, 젖산, 프로피온산과 소금의 결합처리 시 그람 음성균에 대하여 길항작용이 관찰되었으며, 길항 작용이 나타난 유기산은 동일하게 한 개의 카르복실기를 가지는 단순구조를 가지는 것으로 관찰되었다. 또한 E. coli O157:H7에 다양한 농도의 소금, 자당에 아세트산, 젖산, 프로피온산를 결합처리 하였을 때 수분활성도 0.95-0.96에서 높은 길항작용이 관찰되었으며, E. coli O157:H7에 대한 길항작용은 유기물이 존재하는 환경에서 관찰되었다. 하지만, 가장 높은 길항작용이 나타난 용질(포도당, 과당, 글리세롤, 글라이신)농도에 유기산을 결합처리 하였을 때 용질의 종류에 따라서 E. coli O157:H7에 대한 길항작용의 차이가 나타나는 것으로 관찰되었다. 따라서 E. coli O157:H7에 대한 아세트산과 다양한 용질의 길항작용은 용질의 수분활성도와 상관성이 낮은 것으로 나타났다. 또한 용질과 유기산의 결합처리 시 단백질 발현을 분석한 결과 미생물의 에너지 대사와 관련된 단백질로 분석되었으며, 산과 삼투성의 스트레스와 관련된 단백질은 관찰되지 않았다. 반면 용질과 유기산의 결합처리 시 병원성 미생물의 세포막 지방산 분석을 실시한 결과 E. coli O157:H7를 용질이 들어있는 유기물 배지에 처리하였을 때 포화지방산의 함량이 대조군과 비교하여 유의적으로 증가하는 것을 관찰하였으며, 특히, 40% 자당을 처리하였을 때 시클로프로판 지방산의 함량이 유의적으로 증가하는 것을 관찰하였다. 포화지방산과 시클로프로판 지방산의 증가는 E. coli O157:H7의 세포막 유동성을 감소시킨다. 따라서, 용질은 스트레스 환경에서 E. coli O157:H7를 보호하는 역할을 하는 것으로 사료된다. 본 연구는 식품에 주로 사용되는 소금 및 다양한 용질과 산 처리에 대한 병원성 미생물의 길항효과를 확인함으로써 병원성 미생물의 저해를 위한 효과적인 식품보존 기술의 개발에 중요한 기초자료로써 이용될 것으로 기대된다.
더보기The combination of acid and solutes is commonly used in the production of many food products. However, when acid and solutes are combined, they can cause different results, including additives, synergistic, or antagonistic effects. Therefore, in this study, the effectiveness of combining of various acids and salt against pathogens was investigated. The antagonism of some organic acids and various solutes against Gram negative bacteria were also investigated. Based on these results, the effects of organic acids and solutes on acid survival response (proteomic or membrane fatty acid composition analysis) of pathogenic bacteria were finally investigated. When acetic, lactic, or propionic acid were combined with 3% salt, the salt provided protection against the acid treatment to only Gram negative bacteria (antagonistic effect). Also, antagonistic effects of E. coli O157:H7 were observed with other organic acids that also have a simple structure. The addition of solutes increased the resistance of E. coli O157:H7 to treatment with acetic, lactic, and propionic acid and these conditions of solutes had similar water activity values, range from 0.93 to 0.94. However, these results were not observed from non-organic medium. Besides, when using a combination of acetic acid and organic solutes (20% glycerol, 20% glycine, 40% glucose, and 40% fructose), a water activity of approximately 0.95 did not increase the resistance beyond levels found with a combination of acetic acid and 3% organic solutes (water activity of approximately 0.98). This suggests that the antagonistic effect of acetic acid and solutes might be not correlated with water activity. Also, when analyzing the patterns of protein synthesis during combined treatment with acetic acid and salt against E. coli O157:H7, analyzed spots indicating a significant effect after acetic acid with salt treatment were thought to be a result of proteins related to energy metabolism of the microorganism. However, the fatty acid composition of E. coli O157:H7 was little changed by solutes treatment in Luria-Bertani broth without salt (LBWS). Especially, when treated with six solutes in LBWS, fatty acid compositions of E. coli O157:H7 had more significant increase in the percentage of total SFAs than without solutes treatment. Also, at 40% sucrose treatment in LBWS, CFAs of E. coli O157:H7 were significantly increased compared to no treatment. Therefore, as increasing CFAs and SFAs in E. coli O157:H7 decreases membrane fluidity, the presence of preservative solutes may serve a role of protecting the cells against the bactericidal effect of acid pH.
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