개념 한 쪽
미생물은 물과 영양 조건이 맞을 때 증식한다. 식품에서는 수분활성도와 생육곡선 단계가 부패와 안전을 판단하는 기준이 된다. 수분활성도 요구량과 세균수 변화를 구분해 이해한다.
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출제기준 단원 「미생물의 영양 및 증식」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 식중독 발생 조건 판별 | 1 | 세균 부착만으로 발병한다는 절대적 설명을 가려내기 |
| 생육곡선 시기 구분 | 1 | RNA와 DNA 변화 양상으로 유도기를 식별하기 |
| 초기부패 세균수 판단 | 1 | 부패 시작 시점의 1g당 세균수 수준을 고르기 |
미생물이 증식하려면 이용 가능한 물이 필요하다. 식품에서 그 물의 이용 가능성을 수분활성도로 나타낸다. 수분활성도가 높을수록 미생물이 이용할 수 있는 물이 많다는 뜻한다. 미생물마다 생육에 필요한 최소 수분활성도가 다르다. 일반적으로 세균이 가장 높은 수분활성도를 요구하고, 효모가 그다음이며, 곰팡이는 더 낮은 수분활성도에서도 견딘다. 세균은 0.90, 효모는 0.88 수준의 최소 수분활성도를 기준으로 설명한다. 따라서 같은 식품이라도 오염 미생물의 종류에 따라 부패 양상이 달라진다.
생육곡선은 미생물이 새 환경에 들어간 뒤 세포 수가 변하는 과정을 단계로 나눈다. 유도기에는 세포 분열이 아직 일어나지 않아 DNA 양이 일정하게 유지된다. 대신 분열 준비를 위한 RNA 양은 증가한다. 대수기에는 세포가 활발히 분열하므로 DNA와 RNA가 함께 증가한다. 정상기에는 생장 속도와 사멸 속도가 균형을 이루고, 사멸기에는 세포 수가 감소한다. 이 단계 구분은 식품에서 미생물 증식 상태를 해석하는 바탕이 된다.
식품의 초기 부패는 관능적 변화가 시작되는 시점으로 판단한다. 이때 1g당 세균수가 10의 7제곱에서 10의 8제곱 수준에 이른다. 식중독 발생은 세균이 식품에 붙는 것만으로 정해지지 않는다. 증식에 알맞은 온도와 습도, 충분한 시간, 감염량, 섭취자의 면역 상태가 함께 작용한다. 일부 세균은 특정 식품과 특수한 관계를 가진다. 따라서 어떤 경우라도 세균 부착만으로 식중독이 발생한다는 설명은 성립하지 않는다.
곰팡이 독소 발생 조건도 기질과 환경을 함께 본다. 아스페르길루스 플라브스는 곡물과 견과류 같은 탄수화물 기질에서 아플라톡신을 생산한다. 이 곰팡이는 25~30℃와 상대습도 80% 이상의 따뜻하고 습한 조건에서 번식한다. 육류 단백질은 아플라톡신 생성의 주요 기질로 보지 않는다. 저장 곡물의 부패를 판단할 때는 곰팡이 속과 독소의 연결을 함께 확인한다.
미생물 제어에서는 사멸 범위도 구분한다. 살균은 대부분의 병원균을 죽이는 처리를 뜻하고, 멸균은 영양세포와 포자까지 모두 사멸시키는 처리를 뜻한다. 두 용어는 미생물 사멸의 완전성에서 차이를 가진다.
수분활성도 문제에서는 미생물별 요구량의 높낮이를 뒤바꾸는 선지가 함정이 된다. 세균이 가장 높은 수분활성도를 요구하고 곰팡이가 가장 낮은 쪽에서 견딘다는 원리를 적용한다. 효모의 최소 수분활성도는 0.88 수준으로 기억하고, 0.60이나 0.55처럼 지나치게 낮은 값을 효모의 생육 기준으로 고르지 않는다.
생육곡선 문제에서는 유도기의 DNA와 RNA 변화를 혼동하게 만든다. 유도기는 분열 전 적응기이므로 DNA는 일정하고 RNA는 증가한다. 대수기는 세포 분열이 활발한 시기이므로 DNA와 RNA가 함께 증가한다. 초기 부패 문제에서는 1g당 세균수가 10의 7제곱에서 10의 8제곱에 이르는 시점을 찾는다. 식중독 발생 조건 문제에서는 부착만으로 발병한다는 절대적 표현을 먼저 의심한다.
식중독 발생조건에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ① · 문제는 식중독 발생 조건 중 틀린 설명을 찾는 문제이다. 단순히 병원균이 식품에 부착된 것만으로는 발병을 단정할 수 없고, 증식 환경(온도·습도), 감염량, 숙주의 감수성 등 여러 요인이 함께 작용해야 식중독이 발생한다.
식중독은 세균 부착만으로는 발생하지 않으며, 증식 조건과 감염 경로 등 복합적 요인이 충족되어야 한다.
미생물의 생육곡선에서 세포내의 RNA는 증가하나 DNA가 일정한 시기는?
정답 ① · 미생물의 생육 곡선 중 유도기(lag phase)에서는 세포가 새로운 환경에 적응하기 위해 세포 내에 단백질 합성 등을 위한 RNA가 증가하지만 세포 분열은 일어나지 않으므로 DNA 양은 일정하게 유지됩니다. 따라서 RNA는 증가하나 DNA가 일정한 시기는 유도기에 해당합니다.
유도기(lag phase)는 세포 분열 전 적응기로 RNA는 증가하나 DNA는 일정하다.
일반적으로 식품의 초기부패 단계에서의 1g당 세균수는 어느 정도인가?
정답 ④ · 식품의 초기 부패 단계는 일반적으로 세균수가 1g 당 10^7 ~ 10^8 (천만 ~ 일억 개) 수준에 도달했을 때 시작되는 것으로 간주합니다. 이는 식품의 관능적 변질이 뚜렷하게 나타나는 시점이며, 위생기준치를 초과하는 수준입니다.
식품 초기 부패는 세균수가 1g당 1000만~1억 개(10^7~10^8)에 도달했을 때 시작된다.
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