2023학년도 2학기 출석수업과제물
| 교과목명 | 식품미생물학 |
| 학 과 | 생활과학부(식품영양학전공) |
| 학 번 | 202333-360034 |
| 성 명 | 황상규 |
| 소속대학 | 서울지역대학(남부학습센터) |
| 연락처 | |
| 과제유형 | 출석수업과제물 |
| 과제 | [식품미생물학 온라인 출석 중간과제물] 1. 수분활성도와 미생물 생육의 관계에 대해 설명하고, 실생활에서 수분활성도를 낮추어 식품의 저장성을 높인 예로는 어떠한 것들이 있는지 쓰시오. 2. 세대시간이 20분인 세균 1개가 2시간 후에 도달하는 개체수를 계산하시오. 3. 미생물의 생육곡선과 생육단계별 특성에 대해 설명하시오. 4. 3단계 희석시료(0.1, 0.01, 0.001)를 각각 5개씩 시험하였을 때 양성시험관수가 3-2-0일 경우, 검체 1 mL 또 는 1 g 중 대장균수를 산출하시오 (최확수표 출처 표기 및 컴퓨터 화면 앞 본인 얼굴이 포함된 사진 반드시 첨 부). [주의사항] - 자유형식으로 하되 표지 제외하고 A4 3장 이내로 작성 - 최확수표 출처 명기 및 검색 결과물 앞에서 본인 얼굴이 보이도록 사진을 찍어 첨부 |
| 1. 수분활성도와 미생물 생육의 관계에 대해 설명하고, 실생활에서 수분활성도를 낮추어 식품의 저장성을 높인 예로는 어떠한 것들이 있는지 쓰시오. |
미생물은 생육을 위해 적절한 수분을 필요로 하는데, 미생물이 생육하기 위해 수분은 단순한 수분함량보다는 다른 영양소 및 조건에 따라 평형상태에서의 수분량을 의미하는 수분활성도(water activity, Aw)가 더 의미를 갖는다.
“미생물이 이용할 수 있는 물의 양”인 수분활성도는 임의의 온도에서 그 식품이 갖는 수증기압에 대한 그 온도에서 순수한 물이 갖는 최대 수증기압의 비율로 나타내는데, 순수한 물의 수분활성도는 1이며, 식품의 수분활성도는 0에서 1사이에 존재한다. 식품에 존재하는 물은 얼음과 같은 결정 형태나 소금, 설탕 등의 극성 성분과 전기화확적 결합을 하므로 평형상태를 유지하기 위한 식품의 수증기압이 감소하여 수분활성도 값이 낮아진다. 따라서 건조, 농축, 염장, 당절임, 냉동과 같은 가공방법은 수분활성도를 낮추어 미생물의 생육을 억제한다.
미생물이 생육하기 위해서는 최소한의 수분활성도가 필요하며, 생육에 필요한 최소 수분활성도는 미생물의 종류에 따라 차이가 있다. 일반적으로 수분활성도가 감소할수록 미생물의 증식이 저해되며, 높은 수분활성도에서 세균이 생육하기 쉽고, 효모, 곰팡이 순서로 증식이 가능하다. 대부분의 세균은 수분활성도가 0.0, 효모는 0.8, 곰팡이는 0.6 이상에서 생육이 가능하지만, 호염성 세균이나 개건성 곰팡이, 내삼투압성 효모 등은 더 낮은 수분활성도에서도 증식이 가능하다.
식품 내에는 자유수가 존재하는데, 자유수는 식품의 구성성분과 결합하여 있지 않고 모세관을 자유로이 유동하는 물이므로 탈수 작용이나 건조에 의해 쉽게 제거되며, 0℃ 이하에서 잘 얼게 되는 보통 형태의 물을 말하는 것으로 이 자유수의 양을 낮추는 것이 수분활성도를 낮추는 것이다. 건조는 자유수를 제거하여 수분활성도를 낮추는 방식이고, 염장이나 당절임은 식품 중에 있는 자유수를 소금이나 설탕에 결합시켜 결합수로 전환시킴으로써 수분활성도를 낮추는 방식이다.
실생활에서 수분활성도를 낮추어 식품의 저장성을 높인 예로는 황태, 마른오징어, 육포, 곶감 등은 원재료인 육류나 해산물, 과일이 갖는 식품이 갖는 수분을 “건조”과정으로 통해 식품내에 자유수를 제거시킴으로 장기간 저장이 가능한 식품이다. 또, 간고등어나 딸기잼, 매실청 등은 식품에 소금이나 설탕을 “첨가”하며, 식품 내에 자유수를 결합수로 전환시켜 식품의 수분활성도를 낮춘 식품이다.
| 2. 세대시간이 20분인 세균 1개가 2시간 후에 도달하는 개체수를 계산하시오. |
세대시간(generation time)을 이용하여 분열법에 의한 최종 균수를 구하는 공식은
| 최종 균 수 = 2ⁿ × 최초의 균 수 (n = 분열 횟수) |
세대기간이 20분인 세균 1개가 2시간 후일때
2시간동안 분열횟수는 2시간 * 60분 / 20분 * = 6회 이므로,
최종 균 수는 26 × 1 = 64개
| 3. 미생물의 생육곡선과 생육단계별 특성에 대해 설명하시오. |
생물의 생장은 세포의 구성성분이 늘어나는 과정이라 볼 수 있지만, 미생물의 경우 그 크기가 작아서 세포 수를 측정함으로써 생장을 측정한다. 미생물의 증식을 측정할 때는 보통 회분배양 방식을 이용한다. 이 방법은 일정량의 배양액이 담긴 밀폐된 배양용기에 미생물을 배양하는 방법으로 배양 중 미생물 개체 수는 증가하지만, 새로운 배지가 첨가되지 않으므로 영양물질이 감소하고, 배양생성물 양은 증가하게 된다. 회분배양 조건에서 배양시간의 경과에 따라 세포 수를 측정해 나타낸 그래프를 미생물의 생육곡선이라고 하고, 그 형태는 S자를 옆으로 눕혀 놓은 형태를 띠며, 이 미생물의 생육곡선은 유도기, 대수기, 정지기, 사멸기의 생육단계가 존재한다.
유도기는 미생물을 새로운 배양액에 접종하면 세포가 즉시 증가하지는 않고 일정 시간 적응기간을 갖는데, 이 시기를 유도기라하며 증식을 위해 필요한 효소, 리보솜, 핵산과 같은 분자들을 합성하고 에너지를 생성하는 시기이다. 유도기는 균의 종류나 배지의 상태, 배양조건에 따라 다르다.
대수기는 세포가 일정 비율로 분열하고 생균 수가 대수적으로 증가하는 시기로서, 세대시간이 전 배양 기간 중 가장 짧고 일정하다. 물리, 화학적 처리에 민감해서 항생물질과 같은 화학물질에 가장 민감한 시기이며 열처리나 소독제 처리로 쉽게 사멸된다. 대수기의 세포는 세포량을 증가시키면서 단백질과 핵산을 만들기 위한 아미노산과 뉴클레오타이드를 합성하는데, 이러한 일차 대사물질을 생산하는 시기이므로 영양증식기라고도 한다.
정지기는 산소와 영양분이 고갈되고 용존산소가 부족해지며 유해물질이 축적되면서 자라는 세포와 죽는 세포 수가 비슷해져 생균 수가 일정하게 유지되는 시기이다. 세포 수는 최고에 도달한 상태이나 영양분 결핍과 노폐물 축적이라는 환경변화로 인해 세포는 내생포자를 형성하거나, 화학물질 또는 방사선에 내성을 가지도록 세포벽과 세포막 조성에 변화가 생긴다. 이때 세포는 다른 효소와 단백질을 만들기 시작해 항생제와 같은 새로운 이차 대사물질을 생산하므로 특이생산기라고도 한다.
사멸기에는 자라는 세포는 감소하고 죽는 세포가 증가하면서 생균 수가 줄어드는 시기이다. 이 시기는 영양소 결핍이나 유해 대사물 축적과 같이 생장 환경이 더욱 악화되고, 미생물 세포가 죽은 후 세포 내 효소의 작용에 의해 세포 내 여러 물질들이 분해되는 자가분해 현상이 일어나며 세포는 대수적으로 사멸된다.
| 4. 3단계 희석시료(0.1, 0.01, 0.001)를 각각 5개씩 시험하였을 때 양성시험관수가 3-2-0일 경우, 검체 1 mL 또 는 1 g 중 대장균수를 산출하시오 (최확수표 출처 표기 및 컴퓨터 화면 앞 본인 얼굴이 포함된 사진 반드시 첨 부). |
(1) 대장균수 : 14 MPN / ml
(2) 식품공전 출처 : https://various.foodsafetykorea.go.kr/fsd/#/ext/Document/FC
■ 참고문헌
(1) 김승민· 김선아, 식품미생물학, 한국방송통신대학교출판문화원, 2020
(2) 식품의약품안전처, 식품분야 공전 온라인 서비스, https://various.foodsafetykorea.go.kr/fsd/#/ext/Document/FC
