Studies on Salmonella enteritidis Contamination in Chicken Egg using Confocal Scanning Laser Microscopy

Confocal Scanning Laser Microscopy 를 이용한 계란에서의 Salmonella enteritidis 오염 연구

The structural function of three egg membrane layers and cuticle layer, and the effectiveness of 5 film coatings (chitosan, starch, gelatin, dextrin, mineral oil) on the prevention of Salmonella enteritidis penetration was investigated using confocal scanning laser microscopy (CSLM). Diameters of outer membrane fibers, inner membrane fibers and limiting membrane particles in eggshell were $1.5{\sim}7.2$, $0.8{\sim}2.0$ and $0.1{\sim}1.4\;{\mu}m$, respectively and average thicknesses were 10.0, 3.5, $3.6\;{\mu}m$, respectively. Average thickness of cuticle layer was $6.0\;{\mu}m$ and cuticle layer covered $40{\sim}80%$ of total eggshell surface. Average coating films thickness for chitosan, starch, gelatin, dextrin and mineral oil were 2.2, 2.5, 3.9, 3.6 and $5.0\;{\mu}m$, respectively. After immersion process eggshell surface was almost completely covered by coating films. Chitosan coating was most effective among 5 film coatings in inhibiting growth of Salmonella enteritidis. Penetration process of Salmonella enteritidis through eggshell was investigated by multicolor imaging using CSLM and plate counting. Cuticle layer was the most important structure in blocking the penetration. Among 5 film coatings, chitosan showed the best and similar effectiveness with cuticle layer.

CSLM 기술을 이용하여 Salmonella enteritidis에 의한 계란 오염 과정을 관찰하여 난막의 3중막 구조, cuticle 층 그리고 5가지 필름 피복의 침투 방어효과를 조사하였다. 난막을 구성하는 fiber의 지름은 각각 outer membrane $1.5{\sim}7.2\;{\mu}m$, inner membrane $0.8{\sim}2.0\;{\mu}m$이었고, limiting membrane을 구성하는 입자의 지름은 $0.1{\sim}1.4\;{\mu}m$이었으며, 두께는 각각 평균 10.0, 3.5, $3.6\;{\mu}m$이었다. 난각과 접해 있는 outer membrane은 다음 층인 inner membrane과 부분적으로 중첩되어있고, limiting membrane의 입자들은 매우 밀집되어 inner membrane과 중첩된 상태로 존재하였다. Cuticle층은 전체 계란 표면적 중 $40{\sim}80%$ 를 덮고 있었으며, 두께는 평균 $6.0\;{\mu}m$이었고 피복 필름들의 평균 두께는 자각 mineral oil $5.0\;{\mu}m$, dextrin $3.6\;{\mu}m$, gelatin $3.9\;{\mu}m$, starch $2.5\;{\mu}m$, chitosan $2.2\;{\mu}m$이었다. 필름 피복에 의한 Salmonella enteritidis 생육 억제효과를 관찰한 결과, chitosan이 가장 효과적이었다. 그리고 trisodium phosphate (TSP), cetylpyridinium chloride (CPC) 처리, 5종의 필름 피복 처리와 무처리한 계란표면에 Salmonella enteritidis를 접종한 후 내부 전이 과정을 CSLM을 이용하여 다색영상화(multi-color imaging)와 시간당 투과 균수에 대한 plate count로 비교한 결과, 난각이나 3중막 구조의 난막보다는 cuticle 층이 Salmonella균의 오염을 차단하는데 결정적인 역할을 하는 것으로 나타났으며, chitosan 피복이 cuticle 층과 비슷한 효과를 보였다. 따라서 피복 필름중에서 chitosan이 최외부 방어막인 cuticle층이 결손된 난각 부위를 피복하는데 가장 적합할 것으로 사료된다.