미생물의 생장최적온도 및 가열살균 원리 모든 미생물은 생육가능한 온도 범위가 있으며, 증식온도 범위에 따라서 미생물은 저온미생물 내저온성 중온성미생물 고온성미생물 초고온성미생물 모든 미생물은 생육가능한 온도 범위가 있으며, 증식온도 범위에 따라서 미생물은 크게 저온성균, 중온성균 및 고온성균으로 나눈다. 미생물은 최적온도 범위 내에서 가장 활발히 자라고 최적온도를 벗어남에 따라 증식 속도가 점차 저하된다. 특히 생육최고온도 이상으로 가열하면 미생물은 생육능력을 상실하는데 이를 미생물의 사멸이라고 하며, 식품의 가열살균은 바로 이러한 원리를 이용한 것이다.
목적 살균과 멸균의 구분 저장성 향상 (부패균 90% 살멸) 위생성 확보 (병원성 결핵균, 식중독 균 사멸) 품질보존 저온살균 (Pasteurization) - 저온(100℃이하)으로 유해 병원성 미생물 파괴. (LTLT, HTST) - 주로 시유와 같이 병원성 미생물만을 사멸시키고자 할 경우, 과즙과 같이 강한 가열처리로는 품질의 손상이 큰 경우에 적용. 고온살균 (Sterilization) - 고온(100℃이상)으로 생존 미생물을 완전히 사멸무균 (UHT) - 식품의 안정성, 저장성은 증대하나, 신선도, 영영가는 손실. 목적 저장성 향상 (부패균 90% 살멸) 위생성 확보 (병원성 결핵균, 식중독 균 사멸) 품질보존 (각종 효소 불활성)
가열살균의 종류 종류 온도 시간 장점 저온 살균법: LTLT법 (Low Temperature Long Time) 62-63℃ 30분간 - 비용이 적게들고 간편함 - 비 효율성 고온 단시간 살균법:HTST법 (High Temperature Short Time) 72-75℃ 15-30초간 - 연속적 살균 가능 - 비타민 손실 등 품질 변화가 적다. - 우유나 과즙에 보편적 사용 초고온 살균법:UHT법 (Ultra High Temperature) 120-140℃ 1-2초간 (10℃이하로 냉각해서 포장한 다음 4℃ 냉장) - 증기 가열살균 - 미생물 완전 사멸 가능 - 영양소 파괴 및 화학적 변화 극소화
가열살균 공정의 발전 LTLT HTST UHT 1970년 초 1980년대 현재 Quantity Quality & Safety
주요 식품미생물의 내열성(참고자료) 구분 균 종 온도(℃) 시간(min) 무아포 간균 구 균 유산균 아포형성간균 표 5.2.1] 주요 식품미생물의 내열성 구분 균 종 온도(℃) 시간(min) 무아포 간균 구 균 유산균 아포형성간균 Pseudomanas fragi Salmonella Typhi Escherichia coli Staphylococcus aureus Streptococcus thermophilus Lactobacillus bulgaricus Bacillus subtilis B. cereus B. anthracis B. megaterium Clostridium botulinum Cl. perfringens Cl. sporogenes 60 71 100 1.1 4.3 10.0 18.8 30.0 6.0~17.0 6.0 5.0~10.0 16.0 300.0 10시간 효 모 곰팡이(일반) (일 반) 균 계 균 핵 50~60 82~85 10~15.0 5~10.0 1000
미생물 생육조건(참고자료) 미생물은 영양소, 수분, 온도, pH, 산소, 삼투압 등의 환경이 갖추어졌을 때 증식, 발육되는 것이다. 구분 내용 영양소 탄소원, 질소원, 무기염류, 비타민, 발육소 등이 필요하다. 수분 미생물의 몸체를 구성하는 성분이 되며, 생리기능을 조절 (세균 약 50%, 곰팡이 16%, 13% 이하로 되면 발육증식이 억제) 온도 세균은 0℃ 이하와 80℃ 이상에서는 발육하지 못하고 고온에서보다 저온에서 저항력이 강하다. 산소 ․호기성균 : 산소를 필요로 하는 균(곰팡이, 효모, 식초산균) ․혐기성균 : 산소를 필요로 하지 않는 균(낙산균) - 통성혐기성균 : 산소에 관계없이 어느 편에서도 발육이 가능한 균(젖산균) - 편성혐기성균 : 산소를 절대적으로 기피하는 균 pH (수소이온농도) 곰팡이와 효모 : pH 4.0～6.0(약산성) 세균 : pH 6.5～7.5(중성 또는 약알칼리성)에서 잘 자란다. 삼투압 식염용액의 경우 보통 1～2% 정도의 농도에서 미생물의 생육은 저해되지만, 내염성 미생물은 10～20% 농도에서도 생육이 가능하다.