학술논문

Inactivation of Escherichia coli O157:H7 in biofilm on food-contact surfaces by sequential treatments of aqueous chlorine dioxide and drying
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
Food-contact surface
Escherichia coli O157:H7
Biofilm
Chlorine dioxide
Drying
Language
English
Abstract
We investigated the efficacy of sequential treatments of aqueous chlorine and chlorine dioxide and drying in killing Escherichia coli O157:H7 in biofilms formed on stainless steel, glass, plastic, and wooden surfaces. Cells attached to and formed biofilm on wooden surfaces at significantly (P ≤ 0.05) higher levels compared with other surface types. The lethal activities of sodium hypochlorite (NaOCl) and aqueous chlorine dioxide (ClO₂) against E. coli O157:H7 in biofilm on various food-contact surfaces were compared. Chlorine dioxide generally showed greater lethal activity than NaOCl against E. coli O157:H7 in biofilm on the same type of surface. The resistance of E. coli O157:H7 to both sanitizers increased in the order of wood > plastic > glass > stainless steel. The synergistic lethal effects of sequential ClO₂ and drying treatments on E. coli O157:H7 in biofilm on wooden surfaces were evaluated. When wooden surfaces harboring E. coli O157:H7 biofilm were treated with ClO₂ (200 μg/ml, 10 min), rinsed with water, and subsequently dried at 43% relative humidity and 22℃, the number of E. coli O157:H7 on the surface decreased by an additional 6.4 log CFU/coupon within 6 h of drying. However, when the wooden surface was treated with water or NaOCl and dried under the same conditions, the pathogen decreased by only 0.4 or 1.0 log CFU/coupon, respectively, after 12 h of drying. This indicates that ClO₂ treatment of food-contact surfaces results in residual lethality to E. coli O157:H7 during the drying process. These observations will be useful when selecting an appropriate type of food-contact surfaces, determining a proper sanitizer for decontamination, and designing an effective sanitization program to eliminate E. coli O157:H7 on food-contact surfaces in food processing, distribution, and preparation environments.
본 연구에서는 스테인리스 스틸, 유리, 플라스틱, 그리고 나무 표면에 바이오필름을 형성한 Escherichia coli O157:H7에 대한 이산화염소와 건조의 순차적 처리의 살균시너지 효과를 확인하였다. E. coli O157:H7은 다른 표면과 비교하여 나무 표면에서 유의적으로 (P ≤ 0.05) 높은 개체수가 부착되거나 바이오필름을 형성하였다. 다양한 식품 접촉 표면에 바이오필름을 형성한 E. coli O157:H7에 대해 수용액 상태의 이산화염소와 차아염소산나트륨의 사멸 효과를 비교한 결과, 일반적으로 이산화염소가 같은 표면에 바이오필름을 형성한 E. coli O157:H7에 대해 차아염소산나트륨보다 더 좋은 살균효과를 나타내었다. 같은 종류의 살균소독제에 대하여 E. coli O157:H7의 저항성은 나무 > 플라스틱 > 유리 > 스테인리스 스틸의 순서로 증가하였다. 마지막으로, 나무 표면에서 바이오필름을 형성한 E. coli O157:H7에 대한 이산화염소와 건조의 순차적 처리를 통한 사멸 시너지 효과를 확인하였다. E. coli O157:H7의 바이오필름을 포함한 나무 표면에 이산화염소 (200 μg/ml, 10분)를 처리하고 물로 헹군 뒤, 순차적으로 43%의 상대습도와 22℃의 온도에 노출시켰을 때, E. coli O157:H7의 개체 수는 6시간 건조 후 추가적으로 6.4 log CFU/coupon만큼 감소하였다. 그러나 나무 표면을 물 또는 차아염소산나트륨으로 처리하고 같은 조건하에 건조시켰을 때는 12시간 뒤 각각 0.4 또는 1.0 log CFU/coupon 밖에 감소하지 않았다. 이는 식품 접촉 표면에 이산화염소를 처리한 결과, 이어지는 건조과정에서 E. coli O157:H7에 대하여 살균시너지효과가 있다는 것을 나타낸다. 이러한 결과들은 적절한 식품 접촉 표면을 선정 및 오염을 저감화하기 위한 살균소독제를 결정하고, 식품 가공, 분배, 준비하는 환경에서 E. coli O157:H7을 제거하는 효과적인 살균 소독 프로그램을 설계하는 데에 있어 유용한 정보가 될 것이다.