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미생물이야기 미생물의 증식에 미치는 환경요인
2013-08-07 13:36:52
이엠생명과학연구원
  • 미생물은 생활에 적합한 환경과 부적당한 환경이 있으며 미생물의 증식과 생리적 성질은 주어진 환경에 따라서 달라진다.
  • 미생물의 종류에 따라 적합한 환경이 있으므로 인위적으로 특정 미생물에게 적합한 환경을 만들어 왕성하게 증식시켜 유용하게 이용할 수도 있고, 증식을 억제하거나 사멸케 하는 조건을 이용하여 방부나 살균의 목적을 효과적으로 이룰 수 있다.
  • 미생물의 증식에 미치는 환경요인
    • 화학적인 요인 : 수분, pH, 산소, 식염, 화학물질 등
    • 물리적인 요인 : 온도, 광선, 압력, 삼투압 등
    • 생물적인 요인 : 공생, 길항 등
  1. 생육과 수분활성
 
  • 미생물이 생육하기 위해서는 일정 이상의 수분이 존재하여야 한다.
  • 세포내에서 물의 존재 형태
    • 결합수(bound water) : 단백질이나 탄수화물 등 세포성분과 직접 결합한 안정된 물
    • 자유수(free water) : 일반적인 이동이 자유로운 물
  • 미생물이 이용할 수 있는 물의 형태 : 자유수, 대단히 약하게 결합한 일부의 결합수
      잼은 수분이 20∼30%로 함수량이 많으나 높은 농도로 함유되어 있는 설탕 분자에 의해 물이 강하게 결합되어 있어 곰팡이가 번식하기 어렵지만 건조된 곡류는 수분이 훨씬 적은 12∼18%이지만 이용할 수 있는 수분이 더 많아서 곰팡이에 의해 변패된다.
  • 수분활성(water activity, Aw)
    • 물질 중에 존재하는 수분 중에서 미생물이 이용할 수 있는 수분의 양을 나타내는 척도
    • Aw = P / P0  여기서
      • P<sub>0</sub> : 순수한 물의 수증기압
        P : 물질내 수분의 수증기압
     
    식품을 밀폐용기 안에 두면 식품의 수분은 용기내의 상대습도(relative humidity, RH)와 평형을 유지하게 되며, 이것을 100으로 나눈 값이 그 식품의 수분활성이 된다.
        Aw = RH /100

     

    • 수분활성은 수용액 중의 용질농도에 따라 달라지고 용질농도가 높아지면 저하된다.
    • 삼투수분활성(osmotic water activity)
      • 미생물세포가 수중에 부유하여 용존하는 용질과 상호관계를 유지하고 있을 때, 용질의 농도에 의해 결정되는 수분활성
    • 기질수분활성(matric water activity)
      • 고체의 기질(matrix) 표면에 미생물세포가 존재하여 기질에 흡착되어 있는 물을 이용하는 경우의 수분활성
  • 식품의 Aw가 관련 미생물의 생육 최저 Aw 이상인 경우에만 번식할 수 있다.
  • Aw를 낮추는 방법
    1. 식염, 설탕 등 용질의 첨가
    2. 농축, 건조에 의한 수분의 제거
    3. 냉동, 온도강하에 의한 Aw의 저하
    4.  



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