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미생물이야기 미생물과 화학약품
2013-08-07 14:04:09
이엠생명과학연구원

화학약품

 
 
  • 살균(sterilization) : 모든 미생물을 완전히 사멸시키는 조작
  • 소독(disinfection) : 병원미생물을 사멸시키는 조작
  • 항미생물성 물질(antimicrobial substance) : 미생물을 사멸시키거나 또는 발육을 억제하는 물질
    • 살균제(sterilizers) : 살균작용을 하는 물질
    • 소독제(disinfectants) : 소독작용을 하는 물질
    • 방부제(antiseptics) : 생리적 활동을 억제하고 생육을 저해하는 물질
    • 보존료(chemical preservatives) : 식품에 첨가하여 저장성을 높여주는 방부제
    • 화학요법제(chemotherapeutics) : 생체에 대한 독성은 약하고 병원균에 강한 독성이 있어 치료에 사용되는 물질
    • 항생물질(antibiotics) : 미생물 또는 기타 생물에 의해서 생산되는 항미생물성 물질
    • 항균제(antibacterical agent) : 세균에 효과가 있는 물질
    • 항진균제(antifungal agent) : 곰팡이, 효모에 효과가 있는 물질
    • 항바이러스제(antiviral agent) : 바이러스에 효과가 있는 물질
  • 항미생물성 물질의 작용
    • 살균작용(bacteriocidal action) : 미생물을 사멸시키는 작용
    • 용균작용(bacteriolytic action) : 미생물을 용해하는 작용
    • 정균작용(bacteriostatic action) : 증식을 억제하는 작용
    • 일반적으로 농도가 낮을 때에는 정균작용을 나타내고 농도가 높을 때에는 살균작용을 나타낸다.
  1. 살균제
 
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  2. 산, 알칼리
    • 미생물에 따라 생존이 가능한 pH 범위를 벗어나게 하여 살균작용을 나타낸다.
    • 산의 살균작용은 해리상수에 비례하지만 유기산은 해리상수로부터 기대되는 것보다 강한 살균작용을 나타낸다.
      • 음이온도 살균작용과 관련이 있다.
      • 지방산은 알킬기의 탄소수가 증가하면 살균작용이 강해지며 이것은 계면활성작용의 증대와 관계가 있다.
      • 초산, 구연산, 젖산 등의 유기산은 인체에 대한 독성은 낮으나 살균력이 높아 식품에 방부의 목적으로 이용된다.
  3. 중금속염
    • 금속이온은 단백질 변성작용이 강한 순으로 독성이 강하다.
    • 혈청, 우유 등의 가용성 단백질이 존재하면 효력이 크게 저하된다.
    • 승홍(HgCl2), 질산은(AgNO3)이 중금속류의 대표적인 살균제
  4. 할로겐 화합물
    • 각종 요오드제는 상처의 살균에 사용
    • 차아염소산(HClO), 차아염소산나트륨(NaClO), 차아염소산칼슘(Ca(OH)ClO), sodium dichloroisocyanurate 등의 염소제는 상하수도의 살균, 식품제조가공용 기계, 기구, 용기 및 포장의 소독 등의 목적에 사용된다.
    • 살균제로 사용되는 할로겐 화합물은 강한 산화력이 있다.
  5. 산화제
    • 과산화수소, 과망간산칼륨을 사용
  6. 알데히드
    • 강한 단백질 변성작용
    • formaldehyde(HCHO, formalin)가 소독이나 백신 제조에 이용된다.
  7. 알코올류
    • 강한 단백질 변성작용
    • 지방족 알코올 중에서는 C8의 것이 가장 살균력이 강하다.
    • 에틸알코올은 70% 부근에서 가장 살균력이 높다.
    • Isopropanol도 휘발성이 약해서 흔히 이용된다.
    • 피부, 기구류의 소독에 주로 사용된다.
  8. 페놀류
    • 강한 단백질 변성작용
    • Phenol(석탄산), cresol 등의 1, 2가 페놀, 안식향산 유도체, 할로겐화 페놀 등이 사용된다.
  9. 계면활성제(surface active agents, surfactants)
    • 제 4급 암모늄화합물 형의 양성 계면활성제(양성비누, cationic detergent)는 강한 살균력을 나타낸다.
      • 4개의 R 중 1개는 장쇄상의 지방산기(C8H17 또는 C18H37)이다.
        X는 Cl, Br과 같은 할로겐이거나 황산기 또는 초산기이다.
    • 양성비누는 독성이 적고 미량으로 효과가 있으며 무미, 무취이므로 손의 살균, 조리대, 식기 등의 소독에 이용된다.
    • 양성비누는 단백질 등의 유기물이 존재하면 효력이 크게 저하되는 것이 결점이다.
  10. 기타 화합물
    • Methylene blue, proflavine(acriflavin), acrinol(rivanol) 등의 색소가 사용되며 빛을 조사하였을 때 강한 살균작용을 나타낸다.
    • Nitrofurazone이나 nitrofurylacrylamide(AF-2) 등은 과거에 식육제품, 어육제품 등에 살균제로 사용되었으나 발암성이 있어 식품첨가물로 사용이 금지되었다.
  11. 가스상 유기물(Ethylene oxide, propylene oxide)
    • 영양세포 뿐만 아니라 포자에 대해서도 효과가 크고 바이러스에 대해서도 효력이 있다.
    • 건조한 천연조미료의 살균, 의료기계, 기구 또는 침구, 의복 등의 소독 등에 널리 이용된다.
  2. 보존료
 
  • 식품의 방부, 보존의 목적으로 식품에 첨가하는 물질
  • 식품에 첨가할 수 있는 보존료라도 높은 농도에서는 인체에 유해하므로 식품위생법에 종류와 사용기준이 정해져 있으며 반드시 허용 범위내에서 사용하여야 한다.

     

  • 보존제의 항균성
    보 존 제 곰팡이 효모 호기성
    포자
    형성균
    혐기성
    포자
    형성균
    젖산균 Gram
    양성균
    (무포자)
    Gram
    음성균
    (무포자)
    비고
    Benzoic acid 산성일수록 유효. pH 6 이상에서는 실용성 없음
    Sorbic acid × × 산성 일수록 유효. pH 7 이상에서는 실용성 없음
    Dehydroacetic acid 산성 일수록 유효. 곰팡이, 효모에 강력
    p-Hydroxybenzoic acid ester pH의 영향 없음. 고형물의 존재시 효력 저하
    Propionic acid × × × 산성일수록 유효. 효력은 전반적으로 약함

      ◎ : 강력, ○ : 보통, ▽ : 미약, × : 효과없음

  1. Dehydroacetic acid 및 sodium dehydroacetate
    • 곰팡이, 효모, Gram 양성세균에 대하여 pH 5.5, 0.025∼0.05%에서 생육을 저지한다.
    • pH가 낮을수록 효력이 커지며 중성 가까이에서도 비해리형 분자가 남기 때문에 어느 정도 효력이 있다.
    • 단백식품 중에서 약간 효력이 저하되며 각종 중금속과 난용성염을 생성하여 식품을 착색하는 결점이 있다.
    • 과산화수소 등 산화제가 남아 있으면 분해되어 초산, 아세톤, 탄산가스로 된다.
  2. Sorbic acid 및 potassium sorbate
    • 맛이나 냄새가 거의 없고 독성이 약하다(LD50=10.50g/kg).
    • Sorbic acid는 물에 난용성이나 칼륨염은 수용성이다.
    • 산성일수록 정균효과가 크고 중성일수록 효력은 저하된다.
    • 곰팡이, 효모 및 호기성세균에 대해서 pH 5.0∼5.5, 0.05∼0.1%로 생육을 저지한다.
    • 젖산균, Clostridium속 등의 혐기성세균에 대해서는 효력이 거의 없다.
  3. Benzoic acid 및 sodium benzoate
    • 물에 난용이나 가온하면 용해된다.
    • 곰팡이, 효모 및 세균에 대한 작용은 그다지 강하지 않다.
    • 효력을 충분히 발휘하기 위해서는 식품이 산성이어야 한다.
    • pH 3.5, 0.125%에서 포도상구균을 사멸시킨다.
  4. p-Hydroxybenzoic acid의 에스테르류
    • Ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl 등의 에스테르가 사용된다.
    • 모두 물에 거의 불용이지만 알코올에 녹는다.
    • 곰팡이 및 효모에 대해서 생육저지작용과 살균작용이 상당히 강하다.
    • Gram 음성 간균, 젖산균에 대해서는 효력이 약하다.
    • 에스테르를 구성하는 측쇄의 알킬기의 탄소수가 많을수록, 소수성이 클수록 항균력이 증가된다.
    • 에스테르형이므로 효력은 pH에 따라 크게 변동하지 않고 pH 4.5∼6.5의 범위에서 거의 같다.
  5. Sodium propionate 및 calcium propionate
    • 곰팡이를 pH 4.5∼5.5. 0.2∼0.4%(propionic acid로서)에서 저해한다.
    • Bacillus속에 대해서는 pH 5.5, 0.2% 정도에서 효과가 있다.
    • 효모에 대해서는 효과가 없다.
    • 빵 및 생과자의 곰팡이와 rope균(Bacillus subtilis)의 방지에 사용된다.



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