고압하에서 pH가 Bacillus cereus 포자의 불활성에 미치는 영향

Abstract

The effect of pH on the initiation of germination and inactivation of B. cereus (KCTC 1012) spores during high hydrostatic pressure (HHP) processing with pressures from 0.1 to 600 MPa at different temperatures was investigated. Two different high-pressure treatments were adopted to evaluate the effect of pH on the inactivation of B. cereus, at the stage of sporulation (media) and pressure treatment (suspension media). B. cereus spores sporulated at pH 6.0 showed more resistance to inactivation by HHP at 20℃, 40℃, and 60℃ than those sporulated at pH 7.0 and 8.0. B. cereus spores sporulated at pH 6.0 may have some changes in spore structure comparing to those at pH 7.0. The initiation of B. cereus spores germination was more sensitive to pressure around 300 MPa at 20℃. Increasing processing temperatures during HHP enhanced the effect of sporulation media (environment) pH on the inactivation of B. cereus spores. ; 본 연구는 포자 형성균인 B. cereus (KCTC 1012) 균주를 사용하여 고압처리시 pH가 포자에 미치는 영향을 분석하였다. 포자형성단계에서 pH 4.5, 6, 7, 8로, 고압처리단계에서 현탁액의 pH 4.5, 6, 7, 8로, 온도 (20℃, 40℃, 60℃)를 조절하여 고압 (150 MPa, 300 MPa, 450 MPa, 600 MPa)에서 B. cereus 포자의 불활성과 발아개시의 변화를 분석하였다. pH 배지환경에 따라 B. cereus (KCTC 1012) 영양세포에서 80~90% 포자 생성 시간은 pH 6의 경우 60시간, pH 7의 경우 36시간, pH 8의 경우 48 시간이 소요되었다. pH 4.5의 경우 포자가 생성되지 않았다. 고압하에서 sporulation pH (pH 6, 7, 8)가 B. cereus 포자 불활성에 미치는 영향은 압력처리온도 20℃의 경우, pH 변화에 따라 그 차이가 ~0.5 log cycles였지만 압력처리온도 40℃와 60℃의 경우, pH 7에서 생성된 포자는 pH 6에서 생성된 포자와 비교할 때 300 MPa 이상의 압력처리에서 1.5 log cycles 이상의 차이를 보였다. sporulation pH가 B. cereus 포자 발아개시에 미치는 영향은 pH 변화에 따라 압력처리온도 20℃에서 300 MPa의 압력처리에서 포자의 발아개시가 가장 민감했다. 고압하에서 pH 6과 pH 7에서 형성된 포자를 비교하면 압력처리온도 40℃의 경우 450 MPa 이상에서, 압력처리온도 60℃의 경우 300 MPa 이상에서 1.5 log cycles이상의 차이를 보였다. sporulation pH (pH 6, 7, 8)별 B. cereus 포자는 고압하에서 압력처리온도 40℃, 60℃의 경우, 압력이 증가할수록 포자의 불활성과 발아개시는 점차적으로 증가하였다. 고압에서 suspension pH (pH 4.5, 6, 7, 8)가 B. cereus 포자 불활성에 미치는 영향은 pH 4.5의 경우 포자 불활성이 가장 컸던 suspension pH 7과 비교할 때, 압력처리온도 20℃의 경우 300 MPa 이상에서 0.8 log cycles, 압력처리온도 40℃와 60℃의 경우 2.0 log cycles 이상의 차이를 보이며 고압하에서 저항성을 보였다. 그러나 suspension pH 6, 7, 8의 경우 포자 불활성의 차이는 ~0.5 log cycles로 미미하였다. 고압에서 suspension pH (pH 4.5, 6, 7, 8)가 B. cereus 포자 발아개시에 미치는 영향을 살펴보면, suspension pH 4.5와 pH 6, 7, 8을 비교할 때, 각 압력처리구간에서, 압력처리온도 20℃의 경우 ~0.5 log cycles, 압력처리온도 40℃의 경우 1.5 log cycles 이상, 압력처리온도 60℃의 경우 ~2.5 log cycles의 차이를 보였다. 고압하에서 suspension pH (pH 4.5, 6, 7, 8)에 따라 압력처리온도 20℃의 경우 압력처리 300 MPa에서 포자의 발아개시가 가장 컸던 경우를 제외하고, 압력처리온도 40℃와 60℃로 압력처리온도가 증가할수록 포자의 불활성과 발아개시는 점차적으로 증가하였고, 압력처리온도가 20℃에서 40℃로 증가했을 때 포자의 불활성이 가장 컸다. 본 연구는 포자 형성균인 B. cereus (KCTC 1012) 균을 고압하에서 pH가 포자에 미치는 영향을 분석한 결과, sporulation pH가 포자불활성에 미치는 영향이 suspension pH에 의한 영향보다 현저하였다. 고압하에서 sporulation pH 6과 suspension pH 6의 포자를 비교할 때 sporulation pH 6에서 가장 늦게 생성되었던 포자가 저항성이 컸다. 따라서 포자 형성시의 pH가 고압에서 포자의 저항성에 비교적 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다.