제11장 미생물을 제어하기 위한 물리화학적 방법에는 어떤 것들이 있을까?

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1 제11장 미생물을 제어하기 위한 물리화학적 방법에는 어떤 것들이 있을까?

2 11.1 미생물 제어 (1) 미생물 제어의 일반적인 고찰 미생물을 제어하는 방법들은 오염균들을 파괴하거나 제거하는 오염제거 절차의 일반적 범주에 속한다. 열, 방사선, 소독제, 방부제 등

3 11.1 미생물 제어 (2) 미생물들의 상대적 저항성 최고 저항성: 프리온, 세균의 내생포자
중간 저항성: 원생동물의 피낭; 일부 곰팡이의 생식포자; 일부 바이러스들 최저 저항성: 대부분의 세균 체세포; 곰팡이의 포자와 균사; 외피로 싸인 바이러스; 효모; 원생동물의 영양체

4 11.1 미생물 제어 (3) 미생물 제어의 용어와 방법들 멸균
멸균은 바이러스를 포함한 모든 살아있는 미생물들을 파괴하거나 제거하는 과정 이러한 살균과정을 거친 어떤 물질은 무균이라고 부른다. 살미생물제 살세균제는 내생포자 상태에 있는 것들을 제외한 세균들을 파괴하는 화학물질이다. 살진균제는 곰팡이의 포자, 균사 그리고 효모를 죽일 수 있는 화학물질 살바이러스제는 바이러스들 특히 생체 조직에 있는 바이러스들을 불활화시키는 것으로 알려진 화학물질 살포자제는 세균의 내생포자들을 파괴할 수 있는 제재로 살포자제는 모든 미생물 중 가장 저항성이 강한 내생포자를 파괴할 수 있기 때문에 멸균제로 사용될 수 있다.

5 11.1 미생물 제어 (3) 미생물 제어의 용어와 방법들 미생물의 생장을 억제시키는 제재
정세균제들은 조직이나 환경에 있는 물체들에 존재하는 세균들의 생장을 억제하고 정진균 화학물질들은 곰팡이의 생장을 억제한다. 몸에 있는 미생물들을 제어하기 위해 사용되는 물질들 (방부제 및 약물들)은 미생물 생장 억제 효과를 가지고 있는데 그 이유는 많은 살미생물 화합물들이 사람 세포에 대해 매우 독성이 강하기 때문이다. 살균제, 소독, 방부법 살균제는 병원성 미생물들을 죽이는 화학 제재를 말하는 것으로 살미생물제라 하기도 하며 살균제는 무생물이나 살아있는 조직에 사용될 수 있지만 통상 저항성이 있는 미생물세포들을 죽일 수는 없다. 소독은 체세포인 병원균들은 파괴할 수 있지만 세균의 내생포자들은 파괴하지 못하는 화학 제재나 물리적 공정의 사용을 말한다. 방부법에서 방부제라고 하는 화학 제재들은 체세포 상태의 병원균들을 파괴하거나 억제하기 위해 노출된 신체 표면, 상처 및 수술 자리에 직접 적용된다.

6 11.1 미생물 제어 (3) 미생물 제어의 용어와 방법들 미생물의 수를 줄이는 방법
많은 경우에 미생물 개체군의 규모 또는 미생물의 분량을 줄이는 데 초점을 맞추는 것이 더 중요하다. 위생처리는 부스러기, 미생물 및 독소들을 제거하는 정화 기술을 말하며 이러한 방법으로 감염이나 부패에 대한 가능성을 줄일 수 있다. 비누와 세척제 등 오염 제거의 대상이 생체 조직일 경우, 기계적인 방법을 통해 미생물의 분량을 줄이는 것을 균제거라고 한다. 손을 닦는 것, 알코올로 문지르는 것, 살균 비누나 살균수로 상처를 닦는 것 등

7 11.1 미생물 제어 (4) 미생물 사멸이란 무엇인가? 사멸은 한 생물의 생동적인 과정들을 영원히 종식시키는 것을 포함하는 현상 사멸제들이라 해도 반드시 미생물세포의 전체적인 형상을 변화시키지는 않는다. 최적 생장 조건에서도 증식기능을 영구적으로 상실하는 것이 사멸의 미생물학적인 정의로 받아들여진다.

8 11.1 미생물 제어 (4) 미생물 사멸이란 무엇인가? 사멸률에 영향을 미치는 인자들
미생물의 수. 오염균의 분량이 클수록 파괴하는데 더 많은 시간이 필요하다. 개체군에 있는 미생물들의 성질. 소독과 멸균에서 대부분의 실제적인 경우는 목적 개체군이 단일 종의 미생물로 이루어진 것이 아니라 세균, 곰팡이, 포자 및 바이러스들의 혼합체로서 넓은 범위의 미생물적 저항성을 나타낸다.

9 11.1 미생물 제어 (4) 미생물 사멸이란 무엇인가? 환경과 온도와 pH
제재의 농도. 자외선조사는 260 nm에서 가장 효과적이며 대부분의 소독제들은 더 높은 농도에서 활성이 더 높다. 제재의 작용방식 용매, 방해하는 유기물질 그리고 저해제들의 존재. 침, 혈액 및 변 등은 방해물질

10 11.1 미생물 제어 (4) 미생물 사멸이란 무엇인가? 미생물 제어에서의 실질적인 관심
대단히 다양한 물질들이 멸균을 필요로 할 수 있다. 고무와 같이 내구력이 있는 것들에서부터 혈청과 같이 민감한 용액 등 건강관리에 관여된 사람들 (기능인, 간호사, 의사, 제조업자 등) 비용, 효과 그리고 폐기 방법과 같은 것들을 고려하는 것은 중요하다.

11 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식
11.1 미생물 제어 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식 물리적 및 화학적 제재들의 세포 표적들은 네 가지 일반적 범주로 나뉜다. 세포막 원형질막 세포의 합성 공정 (DNA, RNA) 단백질

12 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식
11.1 미생물 제어 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식 제재들의 세포막에 대한 영향 세포막은 세균과 곰팡이 세포들의 구조적인 완전함을 유지시켜 준다. 여러 가지 형태의 화학 제재들은 세포막의 합성을 차단하거나 세포막을 분해 또는 세포막의 표면을 파괴함으로써 세포막에 손상을 입힌다. 페니실린. 세척제들과 알코올은 특히 그람음성균들에서 세포막을 분해할 수 있다. 세포의 원형질막에 영향을 주는 제재들 계면활성제라고 하는 세척제들은 세포 원형질막의 표면장력을 떨어뜨리기 때문에 살미생물제로 작용한다. 원형질막의 단단한 중간 면을 열어젖혀서 누출 지점을 만들어 해로운 화학물질들은 세포 내로 스며들어가게 하고 중요한 이온들은 바깥으로 빠져 나오도록 한다.

13 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식
11.1 미생물 제어 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식 단백질과 핵산합성에 영향을 주는 제재들 미생물의 생명유지는 효소와 구조분자로 기능할 수 있는 단백질들을 질서정연하게 계속적으로 공급할 수 있는가에 달려있다. 클로람페니콜 항생제는 세균들의 리보좀에 결합하여 펩티드 결합이 형성되는 것을 중단시킨다. 이 항생제가 있으면 많은 세균세포들의 경우 생장과 물질대사에 필요한 단백질의 생성이 저해를 받아서 증식이 억제된다. 감마, UV 또는 X선 방사는 DNA를 영구적으로 불활성화시키는 돌연변이를 일으킨다. 포름알데하이드와 에칠렌옥사이드와 같은 화학물질들은 DNA와 RNA 기능을 방해한다.

14 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식
11.1 미생물 제어 (5) 항미생물제들은 어떻게 작용하는가: 작용 양식 단백질의 기능을 변성시키는 제재 어떤 제재들의 항미생물적 특성들은 단백질들을 분해하거나 변성시키는 능력으로부터 온다. 단백질이 변성되는 한 가지 원인은 수분이 많은 열에 의한 응집이다. 강한 유기용매와 페놀류와 같은 화학물질들 또한 단백질들을 응집시킬 수 있다. 금속이온들과 같은 다른 항미생물제들은 단백질의 활성부위에 부착하여 단백질이 기질과 상호작용하는 것을 방해한다.

15 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 항미생물적인 물리적 제재들 중에서 가장 돋보이는 것이 열이고 덜 널리 사용되는 다른 제재들로는 방사선, 여과, 초음파 그리고 냉각 등이 있다. 대체로 온도를 올리는 것은 살미생물적인 반면, 온도를 내리는 것은 정미생물적이다. 열의 작용 양식과 상대적 효과 습열과 건열은 작용 양식뿐만 아니라 그 효력 또한 다르다. 습열은 더 낮은 온도에서 더 짧은 시간 동안 처리해도 건열과 동일한 효과를 이룸 세포의 많은 구조물들이 손상받고 물질대사를 빠르게 영구적으로 정지시켜버리는 단백질들의 응집과 변성 건조열은 세포를 탈수시켜 물질대사반응들에 필요한 물을 제거할 뿐만 아니라 단백질 구조를 변화시킨다. 매우 높은 온도에서 건열은 세포들을 산화시켜서 재로 태운다.

16 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 포자와 체세포들의 열저항성 및 열사멸
세균의 내생포자들은 가장 높은 저항성을 나타내며 체세포 상태의 세균과 곰팡이들은 습열과 건열 모두에 가장 저항성이 약하다. 보통 포자들의 파괴는 그 저항성이 포자에 따라 매우 다르지만 끊는점 이상의 온도를 필요로 한다.

17 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 체세포들은 포자와 같은 정도는 아니지만 열에 대한 감수성이 다양하다.
습한 열의 경우 세균의 사멸시간은 50도 3분간에서부터 60도 60분간까지의 범위에 있다. 바이러스들은 55도에서 2~5분부터 60도에서 600분 동안에 이르기까지의 내성을 가질 만큼 열에 대한 저항성이 높다. 세균, 효모, 곰팡이, 원생동물, 벌레 및 바이러스 등 모든 열 저항성이 없는 형태들은 80도에서 20분간의 처리에 의해 파괴된다.

18 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 열 사용에서의 실질적인 중요점들: 열사멸 측정
적절한 멸균은 온도와 처리시간 모두를 고려할 필요가 있다. 일반적으로 온도가 높아질수록 더 짧은 처리시간을 요하며 더 낮은 온도가 되면 더 긴 처리시간을 필요로 한다. 10분 이내에 모든 미생물들을 죽이는 데 필요한 가장 낮은 온도로 정의되는 열사멸점이다. 부패하기 쉬운 많은 물질들은 습열로 처리된다. 통조림 공장의 최대 관심사는 보툴리누스 식중독의 원인균이 생장하는 것을 막는 것이다. 상업적인 통조림 공장들은 저산성 식품들을 121도 30분 동안 열처리하는데 이것이 이런 식품들의 멸균처리 방법이다.

19 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 습열 제어의 통상적인 방법들 압력증기 무압력 증기 끊는 물 저온살균

20 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 압력증기 멸균 고압습윤멸균기: 121도 20분
유리기구들, 옷감, 고무, 액체, 종이, 배지들, 플라스틱류 습기에 반발하는 물질들을 (기름, 왁스, 파우더) 멸균하기 위해서는 효과적이지 못하다.

21 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 무압력 증기 고온에 견딜 수 없는 선택적 물질들은 간헐멸균법의 적용
흘러가는 증기에 30분~60분간 처리 3일 동안 연속으로 반복 혈청, 달걀 또는 탄수화물 같은 것들을 포함하고 있는 열에 민감한 배양 배지 및 어떤 통조림 식품들의 처리에 가장 흔하게 사용된다. 끊는 물: 소독 100도에서 한 번 처리하는 것으로 저항성 있는 모든 세포들을 다 죽일 수 없기 때문에 이 방법은 멸균이 아니라 소독에만 목적을 두고 있다. 가정에서 물을 끊이는 것은 아기들을 위한 물건들, 음식 그리고 병실에서 나온 용기들, 침구들 및 의류들의 위생처리 및 소독에는 상당히 믿을만한 방법이다.

22 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 무압력 증기 고온에 견딜 수 없는 선택적 물질들은 간헐멸균법의 적용
흘러가는 증기에 30분~60분간 처리 3일 동안 연속으로 반복 혈청, 달걀 또는 탄수화물 같은 것들을 포함하고 있는 열에 민감한 배양 배지 및 어떤 통조림 식품들의 처리에 가장 흔하게 사용된다. 끊는 물: 소독 100도에서 한 번 처리하는 것으로 저항성 있는 모든 세포들을 다 죽일 수 없기 때문에 이 방법은 멸균이 아니라 소독에만 목적을 두고 있다. 가정에서 물을 끊이는 것은 아기들을 위한 물건들, 음식 그리고 병실에서 나온 용기들, 침구들 및 의류들의 위생처리 및 소독에는 상당히 믿을만한 방법이다.

23 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 저온살균법: 음료들의 소독
우유, 과일주스, 맥주 및 포도주와 같은 신선한 음료들은 수집 및 가공되는 동안 쉽게 오염된다. 저온살균법은 감염과 부패을 일으킬 가능성이 있는 원인균들을 죽이는 반면, 액의 향미와 식품 가치는 그대로 남아있을 만큼 열이 가해지도록 하는 기술이다. 액을 71.6도에서 15초 동안 처리하거나 63~66도에서 30분 동안 처리하는 특수한 열교환기를 필요로 한다. 대부분의 바이러스들을 불활성화시키고 체세포 상태의 세균과 곰팡이의 97~99%를 파괴할 수 있지만 내생포자들이나 내열성 미생물들을 죽이지는 않는다.

24 11.2 물리적 제어방법 (1) 미생물 제어제로서의 열 건열: 뜨거운 공기와 소각
화염이나 전기 열선에 의한 소각은 아마 모든 열처리 중에서 가장 엄밀한 방법이다. 접종용 백금이와 바늘에 있는 미생물 샘플들을 분젠 버너를 이용해서 소각하는 것은 미생물학 실험실에서는 흔히 있는 실제적인 일이다. 건조오븐은 실험실이나 병원에서 습열로는 잘 멸균하지 않는 내열성 품목들에 사용된다.

25 11.2 물리적 제어방법 (2) 저온과 건조의 영향 저온처리의 근본적인 이점은 식품의 가공과 저장 동안 식품에 있는 미생물들의 생장을 느리게 하는 것이다. -70도~-135도까지 범위의 냉동온도는 세균, 바이러스 및 곰팡이의 배양균들을 장기간 보존할 수 있는 환경을 제공해준다. 어떤 호냉성 생물들은 냉동온도에서도 아주 천천히 생장하고 독성이 있는 산물들을 계속 분비할 수 있다. 체세포들은 정상적인 실내 공기에 노출되면 서서히 탈수된다. 건조는 미생물의 생장을 뒷받침해 줄 수 있는 물의 양을 줄이기 때문에 식품 보존을 위한 중요한 수단이 될 수 있다. 냉동건조는 미생물들과 다른 세포들을 생존해 있는 상태로 여러 해 동안 보존할 수 있는 통상적인 방법이다.

26 11.2 물리적 제어방법 (3) 미생물 제어제로서의 방사선 방사선 이용
방사선: 원자의 활동으로부터 방출되어서 물질이나 공간을 통해 높은 속도로 퍼져나가는 에너지 감마선, X-선, 자외선 그림 11.7 세포에 대한 방사선의 영향.  (a) 전리방사선은 고체 장벽을 뚫고 들어간 다음, 세포에 포격하여 세포 내로 들어가 분자들로부터 전자들을 이탈시킬 수 있다. DNA의 파괴는 대량의 돌연변이를 유발시킨다. (b) 비전리방사선은 세포에 들어가서 분자들에 타격을 가하여 분자들을 들뜨게 한다. DNA에 대한 영향은 비정상적인 결합의 형성에 의한 돌연변이이다. (c) 비전리방사선은 고체장벽을 뚫고 들어갈 수 없다.

27 11.2 물리적 제어방법 (3) 미생물 제어제로서의 방사선 전리 대 비전리 방사선의 작용양식 방사선조사 또는 방사선피폭
세포가 피폭을 받으면 전리방사선 (ionizing radiation): 방사선이 원자로부터 궤도의 전자를 이탈시키면 그 방사선은 이온들을 형성하도록 함. 민감한 목표물이 DNA. 돌연변이 발생. 또한 세포소기관들에서의 화학적 변화와 독성물질들의 생성. 감마선, X-선 및 고속 전자들 비전리방사선 (nonionizing radiation): 원자들을 더 높은 에너지 상태로 끌어올림으로써 여기 상태 (excited state)로 만들지만 원자들을 이온화하지는 않는다. 원자여기 (atomic exitation)는 DNA와 같은 분자들 내에 비정상적인 결합을 형성시켜 돌연변이 원인이 된다.

28 11.2 물리적 제어방법 (3) 미생물 제어제로서의 방사선 전리방사선: 감마선과 X선 및 음극선
전리방사선은 사용하기에 더 안전하고 더 경제적인 것이 되어 왔으며 그 응용은 빠르게 진행되었다. 열이나 화학물질에 민감한 물질들을 멸균하기에 매우 효과적인 대체 방법이다. 방사선조사는 저온멸균의 한 형태 감마선 기계, X선 기계, 음극선 기계 조사량은 5~50킬로그레이 (kiloGrays)의 범위에서 사용 액체와 대부분의 고체물질들에 침투할 수 있지만 감마선이 가장 잘 침투하며 X-선이 중간, 음극선의 침투력이 가장 약하다.

29 11.2 물리적 제어방법 (3) 미생물 제어제로서의 방사선 전리방사선의 응용 식품은 제한된 경우에 한해서 방사선 처리
방서선조사는 식품에서 비타민B1의 양을 조금 감소시킬 수도 있지만 이런 정도의 변화는 중요치 않을 만큼 미미하다. 방사선조사가 까다로운 식품: 달걀의 흰자위는 우유같이 변해 액체상태가 되고 포도는 뭉개지고 알팔파의 씨앗은 발아하지 않는다. 식품은 방사선조사 공정에 의해 방사능을 띠게 하지 않는다. 추가 이점은 식품 부패의 원인이 되는 미생물들이 병원균들과 함께 죽게 되어 보존기간을 연장시켜준다. 전리방사선의 주된 장점들은 속도, 높은 침투력, 그리고 열이 없다는 것이다. 주된 단점은 종사자들이 방사선에 노출될 수 있다는 잠재적 위험 그리고 어떤 물질들에 손상을 입힐 가능성이다.

30 11.2 물리적 제어방법 (3) 미생물 제어제로서의 방사선 비전리방서선: 자외선
자외선은 약 100~400 nm까지의 파장 범위 위에 있다. 240~280 nm 파장에서 가장 치사율이 높다. 자외선은 낮은 에너지 상태 때문에 전리방사선 만큼 침투력이 높지않다. 공기는 쉽게 통과, 액체는 약간 통과, 고체는 빈약하게 통과 자외선이 세포를 통과할 때, 초기에는 DNA에 의해 흡수

31 11.2 물리적 제어방법 (3) 미생물 제어제로서의 방사선
피리미딘 염기들에서 일어나는 피리미딘이합체라고 하는 비정상적인 결합을 형성 DNA 복제와 전사를 방해함으로써 생장억제와 세포의 사멸 자유라디칼이라고 하는 독성이 있는 광화학적 산물들을 생성시켜 세포를 분해시킴 자외선은 곰팡이의 세포와 포자, 세균의 체세포, 원생동물과 바이러스들을 파괴하기 위한 강력한 도구

32 11.2 물리적 제어방법 (3) 미생물 제어제로서의 방사선 자외선의 응용 자외선은 멸균보다는 소독에 적용
공기 중의 자외선 소독은 수술 후의 감염장소, 호흡 비말에 의한 감염 전파 방해 그리고 식품가공공장과 도살장에서 미생물들의 생장억제에 효과적 액체의 자외선조사는 직접 살균등에 노출되는 얇고 흐르는 막 내부로 액체를 분산시킬 수 있는 장비를 이용 백신과 혈장에서 오염균들을 제거하는데 효과적 단점은 유리, 금속, 옷감, 플라스틱 및 종이와 같은 고체물질들에 대한 빈약한 침투력 햇볕에 피부가 손상되는 일 즉, 각막 손상 및 피부주름을 포함하여 사람의 조직에 과잉으로 조사되었을 경우의 해로운 영향

33 (4) 여과에 의한 멸균: 미생물을 제거하기 위한 기술들
11.2 물리적 제어방법 (4) 여과에 의한 멸균: 미생물을 제거하기 위한 기술들 여과는 공기와 액체들로부터 미생물들을 제거하기 위한 효과적인 방법 미생물학적 여과기들은 초산 셀룰로즈, 폴리카보네이트 그리고 다양한 플라스틱 물질들 (테플론, 나일론)로 만들어진 얇은 막들, 숯, 규조토, 고령토 여과기들은 일정한 구멍들로 이루어짐

34 (4) 여과에 의한 멸균: 미생물을 제거하기 위한 기술들
11.2 물리적 제어방법 (4) 여과에 의한 멸균: 미생물을 제거하기 위한 기술들 여과 멸균의 응용 여과기 멸균은 혈청과 그 외 혈액제품들, 백신, 의약품, 정맥주사용액, 효소 그리고 배지를 포함하여 열에 견딜 수 없는 액체들을 멸균하는 데 사용된다. 여과는 향미를 변화시키지 않고 우유와 맥주를 멸균하기 위해 대체수단으로 사용 여과는 질병을 일으킬 수 있는 수용성 분자들 (독소들)을 제거할 수 없는 단점을 가지고 있다. 여과는 감염과 부패의 일반적인 원인이 되는 공기운반 오염균들을 제거할 수 있는 효율적인 방법 고성능 공기여과기, 즉 헤파 필터 (HEPA filter, high-efficiency particulate air filter)는 병실과 무균실에 멸균 공기를 공급하기 위해 널리 사용

35 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (1) 살미생물적 화학물질의 선정 소독제, 방부제, 멸균제, 균제거제 또는 보존제
용매로서 순수한 물을 포함한 용액을 수용성이라 하는 반면, 순수한 알코올이나 물-알코올 혼합액에 용해되는 것들을 정기제 또는 팅크제라고 한다.

36 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (1) 살미생물적 화학물질의 선정 낮은 농도에서의 신속한 작용
물이나 알코올에서의 용해도와 장기 안정성 사람과 동물의 조직에 대한 독성은 없는 넓은 스펙트럼의 살미생물적인 작용 누진적인 또는 계속적인 작용을 유지하기 위한 무생물 표면의 침투 유기물에 의한 불활성화에 대한 내성 부식시키거나 염색시키지 않는 특성 위생처리와 탈취에 대한 특성 용이한 수급 글루타르알데하이드와 과산화수소가 이러한 이상적인 조건에 근접

37 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (1) 살미생물적 화학물질의 선정
화학적 오염제거 공정들의 세가지 수준은 고, 중, 저

38 (2) 화학물질을 이용하여 살균작용에 영향을 주는 인자들
11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (2) 화학물질을 이용하여 살균작용에 영향을 주는 인자들 살균제의 영향을 조절하는 인자들은 처리되어야 하는 미생물들의 성질, 처리되어야 하는 물질들의 성질, 오염의 정도, 처리 시간 그리고 살균제의 화학적 작용을 포함 희석에서는 적은 부피의 액체 화학물질(용질)이 적절한 비율은 이루도록 더 큰 부피의 용매에 희석된다. 살균제 효능에 기여하는 다른 인자는 처리(노출)시간이다.

39 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들
두드러진 제재들로는 할로겐, 중금속, 알코올, 페놀류 화합물, 산화제, 알데하이드, 세척제, 그리고 가스들 할로겐 항미생물 화합물들 할로겐은 비금속 원소들의 집단인 불소, 브롬, 염소 그리고 요오드 염소와 요오드가 주로 사용됨 염소와 그 화합물들 액체, 염소가스, 하이포아염소산염, 클로라민들 하이포아염소산이 시스테인 아미노산의 황화수소 작용기를 산화시키고 수많은 효소들에 존재하는 이황화결합들을 방해 염소는 세균과 내생포자들, 곰팡이, 바이러스들도 죽인다. 염소화합물들은 염소보다 덜 효과적이며 빛, 알칼리성 pH 및 과량의 유기물에 노출되면 비교적 불안정

40 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 소독과 방부법에서의 염소화합물들
기체 염소와 액체 염소는 음용수, 오물 그리고 농업 및 산업체와 같은 공급원으로부터 나오는 폐수의 대규모 소독에 거의 예외 없이 사용되고 있다. 물에 있는 대부분의 체세포 상태의 병원성 미생물들을 제거 통상적인 가정용 표백제는 하이포아염소산나트륨의 묽은 용액이며 모든 방면의 소독제, 탈취제, 그리고 염색 제거제로 사용 클로라민은 상수원의 처리에서 순수 염소에 대한 대체제로서 빈번히 적용 요오드와 그 화합물 요오드는 물에 용해되면 갈색의 용액이 되는 흑청색의 화학물질 미생물들의 세포 내로 빠르게 침투하여 세포내 단백질들의 이황화결합들을 방해함으로써 여러 가지 물질대사 기능들을 저해 요오드가 염소에 비해 유기물질에 의한 불활성화에 덜 민감 적절한 처리시간과 적당한 요오드 농도가 사용되면 모든 부류의 미생물들이 사멸

41 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 요오드의 응용
물이나 70% 알코올에 용해된 묽은 요오드용액 (2~3%)은 수술하기 전 수술부위의 국부적인 방부제로 그리고 화상을 입거나 감염된 피부의 소독제로 사용 5~10%의 강한 요오드용액은 플라스틱 기구, 온도계 및 절단용 칼날과 같은 무생물의 소독을 위해 사용 요오드포아는 요오드와 폴리비닐알코올과 같은 중합체의 복합물 수술과 주사를 하기 전 피부와 점막들을 소독하기 위해, 수술 시 손 세정에, 화상을 처리하기 위해, 그리고 장비들과 표면을 소독하기 위해 사용 순수한 요오드는 눈에 독성이 있지만 베타딘용액은 신생아들의 눈의 감염을 방지할 수 있는 효과적인 수단이며 선택에 따라 항생제와 질산화은을 대체할 수 있다는 것

42 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 페놀과 그 유도체들
페놀은 코울타르의 증류로부터 나오는 자극성이 있고 독성이 있는 화합물 페놀용액들은 제한된 경우에만 사용 방향족 탄소환들로 구성 크레졸, 염화페놀, 비스페 고농도에서는 세포 독성물질 세포막과 원형질막을 급속하게 파괴하며 단백질을 침전

43 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 페놀화합물들의 응용
하수구, 시궁창 및 동물 사육장들의 소독을 위해 사용 크레졸은 병원에서 중간 또는 낮은 수준의 소독을 위해 비누와 복합된 단순 페놀 유도체 비스페놀은 상업, 병원 및 가정에서 널리 적용 오토페닐페놀은 소독제인 에어로졸 분무의 주된 구성성분 헥사클로로펜은 세정용 비누의 흔한 첨가물이었으나 피부를 통해 흡수되어 신경손상을 일으키는 원인 다이클로로페녹시페놀은 소독제와 방부제로 작용

44 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 클로르헥시딘
염소와 두 개의 페놀환을 포함하고 있는 복잡한 유기 염소 세포의 원형질막과 단백질 구조 둘 다를 표적 손세정, 수술시의 절개와 주사를 위한 피부의 처리 그리고 몸전체의 세정을 위해 사용 산부인과의 방부제, 신생아의 목욕, 상처의 균제거제, 점막 세정제 그리고 안구용 용액의 보존제로도 사용

45 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 항미생물제로서의 알코올
알코올들은 하나 이상의 –OH 작용기를 가진 무색의 탄화수소들이다. 에틸알코올과 이소프로필알코올만이 미생물 제어에 적합 50% 및 그 이상의 농도들은 막지질을 용해시키고 세포의 표면장력을 파괴하며 원형질막의 보전을 위태롭게 한다. 원형질에 들어간 알코올은 응집을 통해서 단백질들을 변성시키지만 단지 50~95%까지의 알코올~물용액에서만 일어난다. 순수 알코올 (100%)은 세포들을 탈수시키고 생장을 억제하지만 일반적으로 단백질 응집제는 아니다. 알코올의 응용 피부의 균제거제로서의 일상적인 작용 소독용 알코올인 이소프로필알코올은 에탄올보다 더 살미생물적 이소프로필알코올의 증기를 들어마시는 것은 신경계에 해로운 영향을 줄 수 있기 때문에 이것은 소독과 피부 세정에서 주의 깊게 사용되어야 함

46 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 과산화수소와 관련 살균제들
과산화수소는 빛, 금속들, 또는 카탈레이즈 효소의 존재에서는 물과 산소가스로 분해되는 무색의 부식성 액체 희석된 용액들까지도 수개월의 저장 기간 동안 활성을 유지 초과산화물 라디칼처럼 세포들에 대한 독성과 반응성이 높다. 대부분의 미생물 세포들은 물질대사 과정에서 과산화수소를 불활성화시키는 카탈레이즈효소를 생산하지만 소독과 방부처리 동안 세포 내로 들어가는 과산화수소의 양을 다 중화할 수 없다.

47 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 과산화수소의 응용
방부제 역할을 하는 3% 과산화수소는 피부와 상처의 세정, 욕창의 치료 및 구강 세정을 포함한 다양한 수요들에 적용 소프트 콘택트렌즈, 수술용 이식물, 플라스틱 장비, 가정용품, 침구류, 그리고 실내 장식물들을 위한 범용성의 소독제 액체 화학 멸균제들이 들어있는 저온멸균상자가 개발 과산화수소와 비슷한 효력은 오존

48 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 표면작용을 가진 화합물들: 세척제들
비누와 같은 음이온 세척제들은 제한된 살미생물력을 가짐 훨씬 더 살미생물적인 세척제들은 양전기를 띤 화합물들, 특히 4차 암모늄화합물들이다. 양전하를 띤 말단은 음전기를 우세하게 띤 세균의 표면 단백질들과 결합하는 반면 길고 전기를 띄지 않은 탄화수소 사슬은 세척제로 하여금 세포의 원형질막을 분해하도록 한다. 결국 세포의 원형질막은 선택적 투과성을 잃어버리고 그 결과 세포는 죽게 된다. 그람양성세균, 바이러스, 곰팡이, 그리고 조류들에 효과

49 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 세척제와 비누의 응용
4차 암모늄화합물들로는 염화벤잘코니움, 제피란, 염화세틸피리디니움 비누는 기름에 있는 지방산을 나트륨염이나 칼륨염과 결합하여 만든 알칼리성 화합물 임질, 뇌막염 및 매독의 원인균들과 같은 민감한 것들만 파괴 비누는 클로로헥시딘이나 요오드와 같은 제재들과 혼합되면 더 큰 살균력을 얻게 됨

50 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 중금속화합물들
수은, 은, 금, 구리, 비소와 아연 미동량작용: 대단히 적은 양에서도 항미생물적 효과를 나타냄 수은, 은 그리고 대부분의 다른 금속들은 단백질의 작용기에 결합하고 이들을 불활성화시켜서 물질대사가 급속하게 정지상태가 되도록 함으로써 항미생물적 효과를 나타냄 결점 금속들은 적은 양이라 할지라도 섭취 및 흡입 또는 파부를 통해 흡수되면 미생물세포에 독성이 있는 것과 같은 이유로 사람에게도 독성이 있다. 알레르기 반응을 일으킴 대량의 생명채액과 노폐물들은 이들의 작용을 중화 미생물들은 금속에 대한 저항성을 만들어낼 수 있음

51 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 중금속들의 응용
티메로살과 니트로메르솔과 같은 묽은 유기수은팅크제들은 약한 방부제이자 감염방지제들이며 이들은 치료를 지연시킬 수 있기 때문에 결코 상처 난 피부에 사용되지 않아야 한다. 은 설파이아진 연고는 의류에 가해지만 2~3도 화상 환자들에서의 감염을 효과적으로 방지 콜로이드 상태의 은 제재들은 유순한 살균연고들이거나 입, 코, 눈 및 질에 대한 세정제

52 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 살균제로서의 알데하이드
말단 탄소에 –CHO 작용기를 가지고 있는 유기물질들을 알데하이드라고 부른다. 글루타르알데하이드와 포름알데하이드 글루타르알데하이드는 순한 냄새를 가진 노란색의 산성 액체. 중합체를 잘 형성. 세포 표면에 있는 단백질들을 교차결합시키는 것을 포함 세포 내에 있는 효소들의 활성을 비가역적으로 파괴 포름알데하이드는 물에 쉽게 용해되어 포르말린이라고 하는 수용액을 만드는 예리하고 자극적인 가스. 극심한 독성 오토-프탈알데하이드는 고수준 소독제. 사람 피부에 있는 단백질들을 포함한 여러 가지 단백질들을 염색시키는 경향

53 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 알데하이드들의 응용
글루타르알데하이드는 열에 의해 손상을 받는 물질들을 멸균하는 데는 더 순한 화학물질 포르말린 팅크제는 수술용 기기들에 대한 소독제로서 제한적으로 사용되고 있으며 포르말린 용액들은 물고기 기생충들을 죽이기 위해서 그리고 양식업에서 조류와 곰팡이의 생장을 제어하기 위해 응용되고 있다. 시체방부처치액에 있는 활성 구성성분의 하나이다.

54 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 가스멸균제와 가스소독제
화학적인 증기, 가스 그리고 에어로졸들을 가지고 무생물 물질들을 처리하는 것은 열이나 액체 화학물질들을 대체할 수 있는 다양한 방법들을 제공해준다. 증기와 에어로졸들로는 산화에틸렌, 산화프로필렌 그리고 이산화염소 산화에틸렌은 실내온도에서 가스 상태로 존재하는 무색의 물질. DNA와 단백질의 작용기들과 격렬하게 반응. 폭발성. 직접 접촉은 폐, 눈, 점막들에 손상. 발암물질 염화이산화물은 멸균제로 사용. 단백질들을 파괴

55 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 가스와 에어로졸의 응용
미리 포장된 의료장치들, 수술용 물품들, 주사기들 그리고 일회용 페트리 접시들을 안전하게 멸균 산화에틸렌은 설탕, 양념, 건조식품 및 의약품들을 소독하는데 사용

56 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 항미생물제재로서의 염료
염료는 염색 기술과 배지에서의 선택제 및 분별제로서 중요한 역할 크리스탈 바이올레트 및 말라카이트 그린과 같은 아닐린 염료들은 그람양성균과 여러 가지 곰팡이들에 대해서는 활성이 매우 높기 때문에 이들은 피부감염들을 치료하기 위한 용액들과 연고들에 함유 염료는 염색 기능이 있고 활성범위가 좁기 때문에 계속해서 제한적으로 응용될 것

57 11.3 미생물 제어를 위한 화학적 제재들 (3) 화학적 작용기에 따른 살균제의 범주들 산과 알칼리
매우 낮거나 높은 pH 조건들은 미생물세포들을 파괴하거나 억제 가성소다 수용액은 청정제, 세척제 및 탈취제들의 일반적인 구성성분 유기산들은 식품의 보존에 널리 사용 초산은 세균들의 생장을 억제하기 위한 피클 제조용 절임제로 사용 프로피온산은 곰팡이들의 생육을 지연시키기 위해 빵과 과자류에 함유 유산은 혐기성 미생물들이 생육을 방지하기 위해 음료, 시럽 및 마가린에 첨가