책임교수 소개

[학력]

• 2018

  서울대학교, 농생명공학부 (식품생명공학) 박사

• 2015

  서울대학교, 농생명공학부 (식품생명공학) 석사

• 2013

  서울대학교, 식품생명공학과 학사

실험실 구성원

• 연구책임자 : 김상순
• 석사과정 : 홍용건, 권승욱
• 학사과정 : 이진주, 권은애

연구분야 소개

(1) 주요 연구분야

식품 안전에 있어서 주요한 미생물학적 위해 인자를 검출하고 제어하는 연구를 진행한다. 구체적으로는 식품에서 포자를 형성 (그림 1)하여 저항성을 높이는 미생물을 효과적으로 발아 (germination)시키고 제어할 수 있는 방안에 대해서 살펴보고자 한다. 식품의 특성에 따라서 내생 포자를 제어할 수 있는 방안이 다르기 때문에 식품의 종류에 따른 효과적인 제어 방법을 탐색한다.

그림 1. 내생 포자 구조의 예시

(2) 연구주제

◆ Bacillus cereus ATCC 14579 내생 포자 제어를 위한 새로운 기술의 개발

과학의 급속한 발전에도 불구하고 여전히 미생물에 의한 여러 식중독 사고가 발생하고 있다. 식중독을 일으킬 수 있는 병원성 미생물로 Escherichia coli O157:H7, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, B. cereus, norovirus 등이 보고 되었으며 이를 제어하기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있다. 여러 병원성 미생물 중에서 B. cereus는 지하수, 토양이나 환경으로부터 식품이나 가공기기 등에 오염될 수 있으며 이를 통해 인체 내로 감염되어 식중독을 일으킬 수 있다. 최근에도 국내외에서 B. cereus에 의한 환자와 사망자가 보고된 바 있기 때문에 식품에서 유해 미생물인 B. cereus를 효과적으로 제어하는 것은 중요하다. 하지만 B. cereus가 극한 환경에 노출되면 포자를 형성하면서 저항성을 높이기 때문에 일반적인 열처리 및 비가열 처리로는 제어하는 데 한계가 있다.

◆ Bacillus cereus ATCC 14579 발아법 비교

B. cereus 포자를 germination 시킬 수 있는 여러 방법이 보고되었다. B. cereus 포자를 germination 시킬 수 있는 대표적인 germinant로서 ʟ-alanine과 inosine이 있으며 이 두 가지 물질이 다른 아미노산이나 germinant에 비해서 효과적이라고 알려져 있다. 하지만 germination 정도는 B. cereus의 strain에 따라서 그리고 germination에 이루어지는 샘플에 따라서 편차를 보인다.연구에서 이용하고자 하는 균주인 B. cereus ATCC 14579의 경우에는 ʟ-alanine, inosine 뿐 아니라 disodium 5’-inosinate (IMP)나 ʟ-cysteine, ʟ-threonine, ʟ-glutamine과 같은 다른 germinant에 의해서도 효과적으로 germination 될 수 있다는 보고가 있었다. 또한, germinant를 개별적으로 처리하는 것보다는 병행해서 처리하는 것이 여러 receptor와의 결합을 통해 germination 효과를 증대시킬 수 있다. 따라서 B. cereus ATCC 14579 포자를 효과적으로 germination 시킬 수 있는 새로운 방법을 찾는 것이 포자를 제어하는 데 앞서 중요한 과정이 될 것이다. 더 나아가서 germination을 시키는 방법이나 germinant의 종류에 따라서 열 처리 및 비가열처리에 대한 저항성이 어떻게 달라지는지 확인하는 것이 추후 조합 처리법을 개발하는데 있어 선행 연구로서 중요할 것이다. (그림 2).

그림 2. Germination level 확인 방법의 예시

◆ Bacillus cereus ATCC 14579 제어 방법 연구

식품이나 식품 가공설비 표면에서 B. cereus를 제어하기 위한 다양한 기술의 도입되고 있다. 2000년대 초반에는 germination에 효과가 있다고 알려진 고압 처리와 열처리를 조합하여 B. cereus 포자를 저감하고자 하는 시도가 많이 보고 되었지만 2010년 이후에는 superheated steam, UV-C irradiation, pulsed electric field, thermosonication이나 ClO₂ 가스 처리 등의 다양한 기술을 독립적으로 또는 병행하여 활용하여 B. cereus를 제어하고자 하는 시도가 보고 되었다. 처리 기술에 따라서 또는 식품 샘플 별로 저감 효과에 차이를 보이기는 했지만 공통으로 보고된 사항은 한 가지 기술을 적용하는 것보다는 두 가지 이상의 기술을 조합(hurdle technology)하여 처리하는 것이 효과적이라는 것이다. 이러한 보고들을 고려할 때 앞으로도 식품 내 또는 가공설비 표면에서 B. cereus 포자를 제어하고자 하는 다양한 조합 처리 기술이 도입될 것으로 생각되며 저감 효율을 증대시킬 가능성이 남아있다. 따라서 germination 시킨 B. cereus와 아직 dormant 하게 존재하는 포자를 효과적으로 제어하기 위한 조합 처리 방법을 모색하고자 한다.

대표 연구성과

◆ 논문 (최근 3년)

• 1) Won Choi, Sang-Soon Kim, Sang-Hyun Park, Jun-Bae Ahn, Kang, D.H.*. 2020. 01. Numerical analysis of rectangular type batch ohmic heater to identify the cold point. Food Science & Nutrition. In press.
• 2) Sang-Soon Kim, Soo-Hwan Kim, Sang-Hyun Park, Kang, D.H.*. 2020. 01. Inactivation of Bacillus cereus spores on stainless steel by combined superheated steam and UV-C irradiation treatment. Journal of Food Protection. 83(1). 13-16.
• 3) Sang-Soon Kim, Minjung Shin, Jun-Won Kang, Do-Kyun Kim, Kang, D.H.*. 2020. 01. Application of the 222 nm krypton-chlorine excilamp and 280 nm UVC light-emitting diode for the inactivation of Listeria monocytogenes and Salmonella Typhimurium in water with various turbidities. LWT-Food Science and Technology. 117. 108458.
• 4) Sang-Soon Kim, Jihun Park, Heesoo Park, Haknyeong Hong, Kang, D.H.*. 2020. 01. Combined ohmic heating and krypton-chlorine excilamp treatment for the inactivation of Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, and Escherichia coli O157:H7 in apple juice. Journal of Food Safety. In press.
• 5) Jae-Ik Lee, Sang-Soon Kim, Kang, D.H.*. 2019.01. Susceptibility of Escherichia coli O157:H7 grown at low temperature to the krypton-chlorine excilamp. Scientific Reports.9:563.
• 6) Youngje Jo, Hyeryeon Bae, Sang-Soon Kim, Choongjin Ban, Sang Oh Kim, Young Jin Choi*. 2019.04. Inactivation of Bacillus cereus ATCC 14579 spore on garlic with combination treatments of germinant compounds and superheated steam. Journal of Food Protection. 82(4):691-695
• 7) Sang-Soon Kim, Sang-Hyun Park, Soo-Hwan Kim, Dong-Hyun Kang*. 2019.08. Synergistic effect of ohmic heating and UV-C irradiation for inactivation of Escherichia coli O157:H7, Salmonella Typhimurium and Listeria monocytogenes in buffered peptone water and tomato juice. Food Control. 102:69-75.
• 8) Sang-Hyun Park, Won Choi, Sang-Soon Kim, Dong-Hyun Kang*. 2019. 09. CFD simulation for designing a chlorine gaseous sanitizer treatment system. Food and Bioproducts Processing. 117. 388-395.
• 9) Soo-Hwan Kim, Sang-Hyun Park, Sang-Soon Kim, Dong-Hyun Kang*. 2019. 09. Inactivation of Staphylococcus aureus biofilms on food contact surfaces by superheated steam treatment. Journal of Food Protection. 82(9). 1496-1500.
• 10) Sang-Soon Kim, Jae-Ik Lee, Dong-Hyun Kang*. 2019.09. Resistance of Escherichia coli O157:H7 ATCC 35150 to ohmic heating as influenced by growth temperature and sodium chloride concentration in salsa. Food Control. 103:119-125
• 11) Jegon Lee, Sang-Soon Kim, Kyujeong Sim, Kang, D.H., and Youn, H.J.*. 2018. 01. Application of inorganic particles modified with polyvinylamine to produce antibacterial paper. BioResources. 13(1):241-255.
• 12) Sang-Soon Kim, Sang-Hyun Park, Kang, D.H.*. 2018. 07. Application of continuous-type pulsed ohmic heating system for inactivation of foodborne pathogens in buffered peptone water and tomato juice. LWT - Food Science and Technology. 93:316-322.
• 13) Jun-Won Kang, Sang-Soon Kim, Kang, D.H.*. 2018. 07. Inactivation dynamics of 222 nm krypton-chlorine excilamp irradiation on Gram-positive and Gram-negative foodborne pathogenic bacteria. Food Research International.109:325-333.
• 14) Sang-Soon Kim and Kang, D.H.*. 2017. 03. Synergistic effect of carvacrol and ohmic heating for inactivation of E. coli O157:H7, S. Typhimurium, L. monocytogenes, and MS-2 bacteriophage in salsa. Food Control. 73:300-305.
• 15) Sang-Soon Kim, Won Choi and Kang, D.H.*. 2017. 05. Application of low frequency pulsed ohmic heating for inactivation of foodborne pathogens and MS-2 phage in buffered peptone water and tomato juice. Food Microbiology. 63:22-27.
• 16) Sang-Soon Kim and Kang, D.H.*. 2017. 10. Combination treatment of ohmic heating with various essential oil components for inactivation of food-borne pathogens in buffered peptone water and salsa. Food Control. 80:29-36.
• 17) Sang-Soon Kim, Youngje Jo and Kang, D.H.* 2017. 12. Combined inhibitory effect of milk fat and lactose for inactivation of foodborne pathogens by ohmic heating. LWT-Food Science and Technology. 86:159-165.