Chlorine dioxide (ClO2) has recently emerged as an ideal disinfectant and has shown a wide range of antimicrobial activities in various pathogenic microorganisms. In this study, the virucidal effect of ClO2 at low concentration (0.02 ppm) and higher concentration (0.06 – 0.09 ppm) against Adenovirus and Herpesvirus was evaluated based on the NF T 72-281 and ASTM 1053-11 standard methods at different exposure times. The virus suspension was dried onto the carrier and then exposed to gaseous ClO2 (gClO2) at 22 ± 2∘C. For Adenovirus, exposure at a low concentration of ClO2 at the middle height resulted in the average log10 reduction of 0.95, 2.65, and 5.30 after 1, 3, and 6 h post-exposure (pe), respectively. Moreover, more than 4-log10 reduction was achieved at 4 and 6 h pe with higher concentrations of ClO2. On the other hand, the antiviral activity of gClO2 at the middle height was also effective against Herpesvirus. In particular, at 1 h pe, a less than 4-log10 reduction was observed at all examined concentrations of ClO2, whereas exposure for 3 and 6 h (with low concentration) or 2 h (with higher concentration) inactivated completely viruses attached to the carrier. These results suggested that ClO2 fumigation is a potential alternative method for disinfecting healthcare facilities, high-containment laboratories, and households with a safe concentration for human health.

본 연구에서는 병원균인 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Salmonella Typhimurium 그리고 Escherichia coli O157:H7을 이산화염소수와 전해수에 0분, 2분, 4분, 6분, 8분 및 10분간 반응시켜 이산화염소수와 전해수의 살균 효과를 확인하고, 그람 양성균(B. cereus, S. aureus)과 그 람 음성균(S. Typhimurium, E. coli O157:H7)의 민감성 비 교를 실시하였다. B. cereus, S. aureus, S. Typhimurium 그 리고 E. coli O157:H7의 이산화염소수에서의 D값은 1.85±0.64, 2.06±0.85, 2.26±0.89 그리고 2.59±0.40분으로 나 타났고 전해수의 경우 각각 2.13±0.32, 1.64±0.64, 1.71±0.32 그리고 1.86±0.36분으로 나타났다. 각 용액에 처리한 10분 간 모든 균주에서 꾸준한 감소 추세를 나타내었으며 각 용액에서 각 균주의 D값은 서로 유의적인 차이는 보이지 않았다 (P>0.05). 이산화염소수와 전해수의 살균력을 비교 한 결과 D값은 유의적인 차이가 나타나지 않았으나, pH 와 유효염소농도 모두 이산화염소가 전해수보다 낮은 값 을 보였다. 살균·소독을 실시할 대상의 pH에 대한 민감성 과 같은 특성을 고려하여 최적의 살균제를 선택하고, 최 적의 농도를 결정하여 식품 산업에 적용하기 위한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

Aspergillus flavus (A. flavus) and Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) are the main fungi that cause stonebrood in honey bees. Additionally, these fungi cause the declines of honey bee population and the economic loss in the beekeeping industry. In this study, the efficacy of a disinfectant, composed to chlorine dioxide (10%, w/v) and quaternary ammonium compound (12.5%, w/v), was evaluated against A. flavus and A. fumigatus. A fungicidal efficacy test by broth dilution method was used to determine the lowest effective dilution of the disinfectant following exposure to test fungi for 30 min at 4°C. The disinfectant and test fungi were diluted with low and high organic matter (OM) suspension according to treatment condition. On low OM condition, the fungicidal activity of the disinfectant against A. flavus and A. fumigatus was all 2.0 fold dilutions. On high OM condition, the fungicidal activity of the disinfectant against A. flavus and A. fumigatus was all 1.25 fold dilutions. The recommended dilution ratio of the disinfectant in low and high OM was 1.6 and 1.0 fold dilution, respectively. As the disinfectant possesses fungicidal efficacy against A. flavus and A. fumigatus, the disinfectant can be used to prevent the stonebrood in honey bees.

Recently, improvement of eggshell hygiene has emerged as an important issue in food industry. Various studies have continued to examine methods for controlling egg-borne pathogen, and among such methods, for table eggs, washing (with UV irradiation) is the most commonly used method. However, this method was not sufficient to control egg microbial contamination. Therefore, the purpose of this study was to verify whether it is appropriate to use ClO2 gas, which has been proven safe in this experiment model, as an alternative to the conventional washing (with UV irradiation) method. As a result, we have identified a range of optimal effectiveness in response to exposure concentrations and time of ClO2 gas. Through experimental models that reflect differences in farm size, a microbial reduction effect of approximately >2 log CFU/eggshell was achieved at 40ppm/8h for small farms, and 160ppm/30min for large farms, indicating greater effectiveness than the conventional method. However, in large-scale experiment, when bulk eggs were stacked and exposed to ClO2 gas, eggs in the depths showed a lower effect by approximately 0.8~1.5 log CFU/eggshell, as compared to the eggs in the upper section. For further study, if technical improvements are achieved in the future studies allowing the gas to better penetrate the depths of stacked eggs, it will be a model that can be more useful to the field.

본 연구는 이산화염소 가스를 생성하는 앰플을 이용하여 6.5 L 용기에서 살균효과와 소취효과를 확인하였고, 소독장 에서 이산화염소 가스 농도의 변화 및 S. aureus KCTC 1916 와 E. coli KCTC 1682에 대한 살균 효과를 확인하였고, 소독장안에서 작업화 내부의 살균 효과 또한 확인하였다. 앰플은 6.5 L 용기에서 S. aureus KCTC 1916와 E. coli KCTC 1682에 대해 살균 효과가 있었다. 또한 포름알데히드에 대 해서는 소취효과가 없었지만 암모니아와 페놀에는 효과가 있었다. 이산화염소 가스의 최대 농도는 앰플의 수가 많아 질수록 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 앰플 4개는 최대 2.8 ppm, 6개일 때는 최대 4.6 ppm이었으며, 앰플 12개를 이 용하였을 때는 이산화염소 가스 농도를 측정할 수 없었지만 앰플 수와 농도가 비례적으로 상승하는 것을 고려하여 최대 8.5~9.0 ppm 으로 추정할 수 있었다. 또한 순환팬을 가동하게 되면 5배 이상의 농도 감소가 발생하였다. S. aureus KCTC 1916는 24시간 처리하였을 때 앰플 4개는 0.49 log CFU/plate, 6개는 1.2 log CFU/plate 그리고 12개는 2.98 log CFU/plate 감소되었다. E. coli KCTC 1682는 24시간을 처리하였을 때 4개, 6개, 12개 순서로 0.16 log CFU/plate, 2.68 log CFU/plate, 6.06 log CFU/plate 감소하였다. 작업화 내부에 대해 24시간 동안 처리하였을 때 앰플 6개를 사용한 경우 S. aureus KCTC 1916와 E. coli KCTC 1682 는 각각 1.22 log CFU/plate, 2.10 log CFU/plate 감소하였고 12개로 처리한 것은 2.69 log CFU/ plate, 4.41 log CFU/plate 감소하였다.

본 연구는 수출 딸기 ‘매향’의 상품성 유지를 위한 이산화염소 가스 농도 및 처리 효과를 구명하고자 수행되었다. 과피의 착색이 60±5%로 진행된 딸기를 수확한 후 10oC로 설정된 저온저장고에서 이산화염소 가스를 무처리(대조구), 0.2와 0.4mg·L-1의 농도에 각각 30분간 노출 시킨 처리, 저장기간 동안 이산화염소 가스를 0.4mg·L-1 의 농도로 지속적으로 노출시킨 처리로 총 4가지 처리를 수행하였다. 딸기의 무게 손실률, 경도, 당도, 색도, 잿빛곰팡이 발생률, 품질 등급을 저온저장고에 저장하면서 16일간 3일 간격으로 조사하였다. 무게 손실률은 이산화염소 가스 0.2mg·L-1 처리에서 지속적으로 높았고, 이산화염소 가스가 지속적으로 처리됐을 때 무게 손실률은 다른 처리들에 비해 낮은 경향을 보였다. 경도는 저장 13일째 이산화염소 가스 0.2와 0.4mg·L-1 처리에서 유의적으로 높았다. 당도는 지속적인 이산화염소 가스 처리에서 낮은 경향을 보였다. 색도는 이산화염소 가스 농도 및 처리 방법에 따른 경향성을 보이지 않았다. 지속적인 이산화염소 가스 처리에서 저장 13일째까지는 잿빛곰팡이가 발생하지 않았다. 품질 등급은 이산화염소 처리구에서 대조구에 비해 낮은 경향을 보였다. 결과적으로 수확 후 저장기간 동안 수출 딸기 ‘매향’에 이산화염소 가스를 지속적으로 처리함으로써 무게 손실률과 잿빛곰팡이 발생률을 감소시킬 수 있었다. 하지만 과실의 품질 등급을 유지 시킬 수 있는 방안에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

본 연구는 절화장미에 대한 ClO2의 꽃잎침지 처리의 잿빛곰팡이병 억제 효과를 알아보고자 수출 절화장미 ‘Beast'’ ‘Brut’, ‘Hera’, ‘Soleo’, ‘Vital’, ‘Dominica’, ‘Mentha’, ‘Miss Holland’, ‘Pitahaya’, ‘Wildlook’를 이용하여 현장평가를 실시하였다. 잿빛곰팡이 접종 후 생산 및 공선단계에서 ClO2 5μL･L-1를 2초 꽃잎침지 처리 후 관행적 수출 유통단계를 거친 결과, ‘Brut’와 ‘Soleo’에서 생산단계에서만 ClO2 꽃잎침지 처리한 처리구보다 생산과 공선단계에서 모두 처리한 처리구에서 잿빛곰팡이병 억제효과가 높았다. ClO2 꽃잎침지 처리에 따른 품질검증을 위하여 화색, 전해질용출률, 방향성을 분석한 결과 10품종 모두 처리간 차이가 없어 화색, 전해질용출률, 방향성에는 영향을 거의 주지 않는 것을 알 수 있었다. 잿빛곰팡이 접종 유무에 따른 ClO2 꽃잎침지 처리 효과를 알아보고자 실험한 결과, 잿빛곰팡이병 처리구에서는 높은 발병률을 보였으며, ‘Dominica’와 ‘Mentha’에서는 ClO2 꽃잎 침지처리가 수치적으로 잿빛곰팡이병 발병률은 낮았으나 통계적 유의차는 없었다. 결론적으로 ClO2 꽃잎침지 처리는 10품종 중 3품종에서만 잿빛곰팡이병을 억제시켜, 처리 농도와 처리 시간 및 건조시간에 대한 추가 연구가 필요할 것이다. 또한 ClO2 꽃잎침지 처리가 절화장미의 화색, 조직손상, 방향성에 영향을 주지 않아 수출유통과정의 적용 가능성을 확인하였으며, 장미 수출 시 ClO2 꽃잎 침지 처리는 생산단계보다는 공선단계에서 적용 가능성이 높다는 것을 알 수 있었다.

수출 시 장미의 절화수명을 효과적으로 연장시켰던 친환경 살균물질인 ClO2의 적용 가능성과 수출 유통 환경분석을 위해 실험을 수행되었다. 일본 수출절화 장미 ‘Wildlook’의 수출유통단계에 따른 온･습도를 측정한 결과, 로즈피아 선별 및 포장 단계에서는 26~27℃/RH 40~43%, 로즈피아 저장고단계에서는 1~6℃/RH 35~64%, 부산 운송단계에서는 17~22℃/RH 48~73%, 일본 배 운송단계에서는 5~11℃/RH 54~70%, 일본경매장 및 소매점단계에서는 13~28℃/RH 46~81%로 총 5단계로 고온과 저온이 반복되었으며, 습도는 35%이상이었다. 각 단계별 평균 온･습도는 26.9℃/RH 41.6%, 2.3℃/RH 56.6%, 20. 3℃/RH 58.2%, 6.9℃/RH 65.6%, 23.9℃/RH 69.45%로, 고온과 저온이 반복되었고 습도는 지속적으로 높아졌다. 관행 수출방식(박스당 30송이, 절화 60cm) 절화에 물과 ClO2 5μL･L-1 약 800mL을 공선장 포장단계에서 보존용액 처리 후 소매점에서 절화수명실험을 한 결과, 절화수명은 물과 ClO2처리구에서 각각 12.6일, 11.6일로 유의차가 없었다. 결론적으로 장미는 수확 후 일본 수출 시 운송 3일 동안 고온과 저온이 반복되는 것을 알 수 있었으며, 습도는 운송시간이 경과 될수록 높아지는 것을 알 수 있었다. 또한 수출보존용액으로 ClO2를 처리하였지만 대조구와 차이가 없었으므로 수출 절화 장미의 보존용액 처리에 ClO2 적용을 위해서는 적정 농도를 찾는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

다양한 식재료의 소독재로 사용되는 이산화염소(ClO2)는 이 물질이 갖는 높은 산화력에 기인된다. 이산화염소가 해충에 대한 방제 가능성이 제기되었고, 이에 대한 실증 시험은 이 물질의 살충기작을 증명하여 주었다. 그러나 이 물질의 살충 기작은 밝혀지지 않았다. 본 연구는 이산화염소의 훈증처리에 따라 곤충 체내에서 일어나는 산화적 스트레스를 항산화효소의 발현 유발에 따라 가능성을 찾았다. 다시 이산화염소를 처리하고 세포내에 존재하는 활성산소(reactive oxygen species: ROS)를 정량화한 결과 ROS의 급격한 증가를 관찰하였다. Vitamin E와 같은 항산화제를 이산화염소와 처리할 경우 살충력은 크게 낮아져 산화적 스트레스에 기인된 살충기작을 뒷받침하여 주었다. 이러한 ROS 유발은 다양한 생리현상을 일으키는 분자를 교란하여 곤충의 신경, 면역, 행동 및 발육 생리를 저해는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 산화적 스트레스에 의해 살충효과를 일으키는 새로운 해충 방제제의 개발을 제시하고 있다.

Chlorine dioxide gas is a relatively new sanitizer in the food industry and has more accessibility than its aqueous form. Depending on the generation method of ClO2, there can be byproducts like chlorite and chlorate ions that can decrease the disinfectant efficacy and purity of ClO2. Recently, a new technology has been developed that generates chlorine dioxide without using chlorine gas. This new electrochemical method generates gaseous chlorine dioxide from aqueous sodium chlorite (NaClO2). Unlike earlier methods, there is reduced generation of byproducts, including chlorite and chlorate. Additionally, the purity of ClO2 obtained by this method can be as high as 98%. The aim of this study was to evaluate the effect of ClO2 gas, generated by the electrochemical method, against the foodborne microorganisms occurring on slaughter equipment and livestock carcasses. Using AISI 304 stainless steel in livestock processing equipment, the disinfectant effect of chlorine dioxide gas, in presence of organic matter such as yeast extract and feces, on E. coli and S. typhimurium contamination, was examined. Both E. coli and S. typhimurium counts were reduced by more than 5 log cycles in presence of 2.5% and 5% feces. When beef, pork skin, and chicken wings were treated with chlorine dioxide gas, despite significant differences in comparison with the control group, the microbial count was reduced by less than 2 log cycles. Overall, our results confirmed the applicability of gaseous chlorine dioxide as a disinfectant in livestock processing equipment and livestock products.

이산화염소(ClO2)는 높은 산화력으로 여러 미생물의 소독제로 널리 사용되어 왔다. 최근 훈증처리가 가능한 제형으로 개발되면서 이산화염소의 해충 방제 적용 가능성이 제기되었고, 실제로 의학 및 저곡해충에 대한 살충력이 입증되었다. 그러나 기존의 살충제와 다른 형태의 화학 구조를 지닌 이산화염소에 대한 살충기작은 알려진 바가 없었다. 이산화염소에 대한 노출은 곤충으로 하여금 산화적 스트레스를 유발하였다. 이는 항산화효소의 발현이 증가로 이어졌으며, 여기에 항산화제를 처리할 경우 이산화염소의 살충력을 크게 둔감시켰다. 실제로 이산화염소에 노출된 곤충은 체내 활성산소량이 크게 증가하였다. 후속 연구는 곤충 체내로 들어간 이산화염소가 활성산소를 증가시키고 다양한 분자종말점을 변형시켜 신경, 면역, 행동 및 발육 생리를 교란한다는 살충기작 모델을 제시하게 되었다.

Chlorine dioxide gas is a relatively new sanitizer in the food industry that has more accessibility than its aqueous form. Depending on the method by which ClO2 gas is generated, there can be byproducts like chlorite and chlorate ions, which can decrease its disinfectant effect and purity. Recently, new technology that generates chlorine dioxide without using chlorine gas has been developed to remove those defects. This new electrochemical method generates gaseous chlorine dioxide from aqueous sodium chlorite (NaClO2). The present study was conducted to evaluate the effects of ClO2 gas generated by an electrochemical method against foodborne microorganisms. To accomplish this, ClO2 gas at different concentrations (1, 5, 10 and 20 ppm) was applied to E. coli and S. Typhimurium for different exposure times (1, 5, 10, 15 and 20 min) under room temperature conditions at <40% relative humidity. The results revealed ClO2 gas was highly effective for the inactivation of E. coli and S. Typhimurium and showed a reduction in populations of over 5 log CFU/ml under ambient conditions with low relative humidity (30–40%). In conclusion, ClO2 gas treatment is highly applicable to control of foodborne pathogens.

본 연구는 기구등에 오염된 E. coli와 S. aureus를 제어 하기 위해 이산화염소의 농도별 접촉시간에 따른 살균소 독력을 평가하여 살균예측모델을 개발하였다. E. coli의 경우 초기균수가 9.13 log CFU/mL이었고, 청정조건에서 5 ppm으로 1분, 3분, 5분 처리한 결과 각각 0.04, 0.07, 0.10 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 20 ppm을 처리한 결 과 각각 0.74, 0.79, 0.84 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 또한 CCD에 의한 최대농도 35 ppm으로 처리한 결과 각각 2.49, 2.70, 3.65 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. S. aureus의 경우 초기균수가 8.70 log CFU/mL이었고, 청정조건에서 5 ppm으로 1분, 3분, 5분 처리한 결과 각각 0.14, 0.28, 0.36 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 20 ppm을 처리한 결과 각각 0.66, 0.79, 0.90 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 또한 CCD에 의한 최대농도 35 ppm 으로 처리한 결과 각각 4.59, 5.25, 5.81 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 따라서 이산화염소의 살균소독력 평 가결과는 E. coli와 S. aureus에 대하여 식품의약품안전처 살균소독력 기준에 모두 만족하는 것으로 나타났다. 살균 예측모델의 경우, R2값이 모두 0.98 이상으로 두 균주에 대해 모두 높은 적합성을 보였다. 본 연구에서 개발된 이산화염소의 살균예측모델을 식품산업 적용을 위한 기초자 료로 활용함으로써 E. coli와 S. aureus를 적절한 농도와 접촉시간으로 제어할 수 있을 것으로 사료된다.

이산화염소 훈증 처리는 저곡해충에 대한 방제 가능성을 가지고 있다. 특히 체내로 독성 가스의 침투력을 높이기 위해 기문의 개방화를 유 도하면 이 훈증 가스 처리 효과를 증가시킬 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 본 연구는 이산화염소 훈증 처리에 감수성을 보이는 화랑곡나방 (Plodia interpunctella)을 대상으로 기문 개방 활동을 분석하였다. 화랑곡나방 유충의 기문은 모두 9쌍으로 앞가슴에 1쌍 그리고 복부에 8쌍을 각 각 지니고 있다. 이들은 몸 내부에 가로 및 세로기관지와 연결된 구조를 지녔다. 기문 개방 유무는 염색액 침투 방법으로 판정하였으며 이를 토대 로 분석한 결과 주변 온도 증가에 따라 기문 개방화는 약 60% 까지 증가하였다. 특히 이산화탄소에 노출되면 기문개방화는 약 95%까지 증가하였 다. 반면에 이산화염소에 노출되면 화랑곡나방 유충의 기문은 대부분 닫혀 기문개방율이 약 25%로 줄었다. 이산화염소 처리에 이산화탄소를 추 가한 결과 기문개방율은 이산화탄소 단독 처리만큼 크게 증가하였다. 이를 토대로 두 혼합 가스를 처리하여 살충효과를 분석한 결과 이산화염소 단독 처리에 비해 혼합처리가 현격하게 높은 살충력을 나타냈다.

곤충의 혈액순환은 심장 박동에 의해 도움을 받는다. 다양한 생리적 변화는 심장 박동 조절을 수반하게 된다. 심장박동에 대한 교란은 곤충 의 생존을 위협하게 된다. 본 연구는 활성산소를 유발하여 살충력을 발휘하는 이산화염소가 혈액순환계에 미치는 영향을 심장박동을 통해 분석하 였다. 화랑곡나방(Plodia interpunctella) 유충의 등핏줄은 몸의 윗면 중앙에 위치하고 후방으로 복부 10번째 마디에서 시작하여 전방으로 첫 번째 가슴 마디까지 연결된 관 구조를 나타냈다. 등핏줄의 수축과 이완은 주로 복부 3-10번째 마디에 위치한 등핏줄에서 일어났으며 이 부위에 5개의 심실이 관찰되었다. 심장박동빈도는 25°C에서 분당 평균 118.6회의 수축 리듬을 보였다. 그러나 온도에 따라 심장박동빈도는 현격한 변화를 보 였다. 혈강에 이산화염소를 다양한 농도로 투여한 경우 심장박동빈도는 약제 농도 증가에 따라 감소하였다. 이산화염소(100 ppm)을 훈증 처리할 경우 노출 시간의 경과에 따라 심장박동리듬이 현격하게 감소하였다. 이러한 이산화염소의 심장박동 억제효과는 활성산소 저해제인 비타민 E와 함께 주입할 경우 회복되는 현상을 나타냈다. 이상의 결과는 이산화염소가 화랑곡나방의 심장박동에 억제효과를 주었으며 이러한 억제효과는 이 물질이 유발하는 활성산소에 기인된 것으로 해석된다.

본 연구는 영양부추의 미생물학적 안전성을 확보하기 위하여 이산화염소와 차아염소산나트륨을 이용하여 미생물의 저감효과를 분석하고, 최적의 영양부추와 소독제의 비율을 결정하기 위하여 수행하였다. 이를 위하여 영양부추에 E. coli, Salmonella spp., S. aureus, B. cereus을 7.0 log CFU/g 정도로 접종 한 후 이산화염소는 3, 5, 10, 25, 100 ppm 차아염소산나트륨은 100, 150, 200 ppm에서 5, 10, 30, 60분간 처리하였으며, 또한 유기물이 이산화염소와 차아염소산나트륨의 효과에 미치는 영향을 분석하기 위해 영양부추와 소독제를 1 : 2, 1 : 4, 1 : 9, 1 : 19 비율로 처리 하여 소독제의 효과를 분석하였다. 그 결과, 소독제의 농도에 따른 저감효과는 차아염소산나트륨 150 ppm, 이산화 염소 50 ppm으로 30분간 처리시 일반세균수는 2.0 log CFU/ g 정도 감소효과를 나타내었으며, 식중독세균은 차아염소 산나트륨 100 ppm, 이산화염소 3 ppm에서 약 2.0 log CFU/g 정도 감소효과를 보였다. 한편, 이산화염소의 경우 50 ppm 으로 30분간 영양부추를 처리할 경우 탈색 등 상품성이 저하되어 현장 적용이 어렵다고 판단되었다. 또한 영양부 추와 소독제 처리 비율에 따른 미생물 저감효과는 일반세 균의 경우 1 : 4에 비하여 1 : 9에서 유의적으로 높은 저감 효과를 보였다(p < 0.05). 확립된 기술을 영양부추 생산농 장에 적용한 결과 일반세균수의 경우 2.7 log CFU/g, 대장 균군의 경우 4.0 log CFU/g의 감소효과를 보였다. 따라서 영양부추를 세척이후 차아염소산나트륨 150 ppm에서 1 : 9 정도의 비율로 30분간 침지하면 미생물 안전성을 향상시 킬 수 있으며, 최종 소비자에게 보다 안전한 부추의 공급이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 수출 딸기 중 병원성 E. coli와 Salmonella spp.를 제어하기 위하여 이산화염소 가스 농도, 상대습도, 시간에 따른 이산화염소 가스의 미생물 저감효과를 조사하였다. 병원성 E. coli, salmonella spp.를 접종한 딸기에 이산화염소 가스 농도(10, 20, 30, 40, 50 ppmv), 상대습도(50, 70, 90%), 처리시간(0, 5, 10, 20, 30분)에 대한 삼요인 실험을 하였다. 그 결과, 각 처리 조건 간의 상호작용이 나타났으며 미생물 저감효과는 상대습도가 가장 높은 조건인 90%에서 이산화염소 가스 농도와 처리시간의 값이 증가할수록 높아지는 경향이 있었다. 상대습도 90%, 이산화염소 가스 농도 50 ppmv에서 처리시간에 따른 미생물 저감화 효과는 5분 동안 처리하였을 때 병원성 E. coli와 Salmonella spp.이 각각 0.5, 0.7 log CFU/g 정도 감소하였으나 20분간 처리하였을 때는 각각 2.07과 2.28 log CFU/g 정도 감소하였다. 따라서 본 연구는 수출 딸기 중병원성 E. coli와 Salmonella spp.를 제어하기 위한 최적의 이산화염소가스 처리 조건을 확립한 결과로서 수출 딸기의 미생물 안전성 향상에 기여할 수 있으리라 사료된다.

이산화염소는 살충효과를 지니며, 이는 이 물질이 발생시키는 활성산소에 기인된다. 살충효과를 주는 주요 원인으로 이산화염소의 세포독 성에 주목하고 있다. 본 연구는 이산화염소가 유발하는 세포독성이 활성산소에 기인한 아폽토시스 유발로 가설을 세우고 이를 검증하였다. 화랑 곡나방(Plodia interpunctella) 유충에 이산화염소를 주입한 결과 전체혈구수의 뚜렷한 감소를 보였고, 이후 처리 유충은 사망하였다. 아폽토시스 세포치사과정을 규명하기 위해 TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase nick end translation) 분석법을 적용하였다. 곤충 세포주의 하나인 Sf9 세포에 서로 다른 이산화염소를 처리하고 TUNEL 분석법으로 관찰한 결과 처리 농도에 비례하여 아폽토시스 비율이 증가하였다. 다 음으로 서로 다른 농도의 이산화염소를 화랑곡나방 유충에 주입하고 혈구 세포를 TUNEL 분석법으로 관찰한 결과 이산화염소는 처리 농도에 비례하여 아폽토시스 유발을 나타냈다. 그러나 항산화제인 비타민 E를 이산화염소와 함께 처리하면 비타민 E의 농도에 비례하여 이산화염소의 아폽토시스 유발을 억제하고 이에 따라 살충률도 감소하였다. 이러한 결과는 이산화염소에 기인한 세포독성은 활성산소에 기인한 아폽토시스 유 발로 이뤄졌다는 것을 제시하고 있다.

이산화염소는 병원미생물에 대한 소독제로 사용되고 있다. 최근 저곡해충에 대한 이산화염소의 산화적 스트레스에 의한 살충력이 확인되 었다. 그러나 이산화염소의 산화적 스트레스에 의한 대상 곤충의 체내 분자 종말점에 대해서는 알려지지 않았다. 본 연구는 화랑곡나방(Plodia interpunctella)의 아세틸콜린에스터레이즈가 이산화염소의 분자표적으로 가정하고 노출에 따른 이 효소의 활성을 분석하였다. 아세틸콜린에스 터레이즈 활성은 화랑곡나방 발육 시기에 따라 상이했다. 화랑곡나방 5령 유충에서 치사를 일으킬 수 있는 이산화염소 농도 처리는 아세틸콜린에 스터레이즈 활성을 뚜렷하게 증가시켰다. 또한 훈증제 형태의 이산화염소 처리에서도 아세틸콜린에스터레이즈 활성 증가가 유발되었다. 화랑곡 나방 5령 유충은 음성주광성을 보이는 데, 이산화염소 처리는 이 선천성 행동을 교란하였다. 이러한 결과는 아세틸콜린에스터레이즈가 이산화염 소 처리에 따른 산화적 스트레스의 분자표적 가운데 하나라는 것을 제시하고 있다.