제주도 양식 넙치에서 분리한 병원균 3종에 대한 Mixed Oxidant 및 차아염소산나트륨 살균능 측정

Abstract

Marine pathogenic microorganisms, such as Streptococcus parauberis, Edwardsiella tarda and Vibrio harveyi, are potential sources of death of fish farm in the jeju island. Therefore, efficient disinfection of seawater has been required in the fish aquaculture. Ozone and germicidal ultraviolet light irradiation are efficient and have gained acceptance as water treatment processes. However, these methods are expensive and not suitable for large-scale treatment. Chlorination, not only the addition of hypochlorite or chlorine dioxide but also electro chlorination, is the most commonly used method of disinfection since it is a cost-effective approach for waste water treatment. Marine pathogenic microorganisms are in activated by mixed oxide owing to denaturation of constituent proteins critical to their integrity and/or function, and that this denaturation is caused primarily by covalent oxidative modification of their tryptophan and tyrosine residues. This study was conducted to investigate the disinfection effect of mixed oxide on fish pathogenic bacteria (Streptococcus parauberis, Edwardsiella tarda and Vibrio harveyi) isolated from infected olive flounder (Paralichthys olivaceus) in fish farm of jeju island. These bacteria were exposed to the respective reaction times (0, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 min) under conditions of concentration to Mixed Oxidant(0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 MO)and Sodium hypochlorite(0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 ppm). The survival ratios of all tested microorganisms decreased with treatment time. The result of this study, effective concentration of MO is more sodium hypochlorite than increased over time. So, MO is more effect than sodium hypochlorite of sterilized of influent seawater. Streptococcus parauberis of gram positive was higher sensitivity than Vibrio harveyi and Edwardsiella tarda of gram negative. It seems to be very reasonable way to maintain a constant chlorite concentration of validity in electrolysis.

제주 양식넙치의 연간 생산량은 2010년 21,370톤에 비해 2015년에는 27배나 증가한 27,142톤으로 해마다 증가하는 추세이다. 생산량이 증가함에 따라 제주 양식 넙치의 연간 폐사량 또한 2010년 4,519톤에 비해 2015년에는 53.31배 증가한 6,928톤으로 해마다 증가하고 있는 추세이다. 넙치가 폐사하는 환경적 원인에는 저수온, 저염분, 고염분, 저수온, 고수온 및 용존산소량의 변화 등이 있다. 이러한 넙치 폐사의 환경요인으로는 인위적으로 조절가능하여 비교적 용이하게 관리가 가능한 편이지만, 이러한 관리가 충분히 이루어진다고 하더라도 유입수에 의해 발생하는 질병을 차단하는 것은 현재의 양식장 시설에서는 매우 어려운 과제로 여겨지고 있다. 질병 감염의 종류에는 바이러스성, 병원성 세균, 기생충성 질병이 있으며, 그 중 병원성 세균에 의한 피해가 가장 발생하고 있는 실정이다. 병원성 세균 중 Streptococcus parauberis, Vbrio haryeyi 및 Edwardsiella tarda는 제주도 내 가장 많이 발병 되는 병원균으로 알려져 있다. 현재 해수를 살균하는 방법에는 오존, 자외선 및 염소 살균이 있으며, 자외선과 오존의 경우에는 병원균 표면에만 살균작용이 일어나며 처리 비용이 높아 대량 처리 할 때에는 적합하지 않아 학교 조리시설 및 기구 멸균에 사용되고 있다. 반면, 염소는 농도 및 처리 시간에 따라 살균력이 증가하며 가격이 저렴하고 대량 소독에 용이한 것으로 알려져 양식장 내 유입수를 살균하는 합리적인 방법이다. 본 실험에서는 전기분해장치에서 발생하는 복합적인 염소 종인 Mixed oxidant (MO)과 일반적으로 사용되는 염소 종인 차아염소산나트륨을 비교하였다. MO (0.5, 1.0, 1.5 및 2.0 MO) 및 차아염소산나트륨(0.5, 1.0, 1.5 및 2.0 ppm) 농도 및 정치시간 (0, 5, 10, 15, 20, 25 및 30 분) 별로 반응시킨 후 본 실험에서 가장 효과적이라고 판단된 Sodium thiosulfate를 살균능에 관여하는지 검증 후 균 희석액에 첨가하였으며 동정한 실험균의 생균수를 측정하기 위하여 agar plating법을 이용하였다. 도말한 배지는 25 ℃에서 24시간 배양한 다음 배지에 형성된 실험균의 colony를 ml당 반응균의 수로 측정하 였고 SPSS통계 프로그램을 통해 유의적인 차이를 확인하였다. 병원성 세균 첨가에 따른 MO 및 차아염소산나트륨의 각 시간 별 유효농도는 발색법을 원리로 하는 chlorine pocket photometer를 이용하여 측정하였다. 또한 본 실험에 사용한 염소 희석에 멸균해수가 염소농도와 관여하는지 추가적으로 측정을 실시하였다. MO는 복합적인 염소 종을 포함하고 있어 차아염소산나트륨보다 효과적으로 병원균으로 살균하는 것으로 판단되며, 이러한 살균력에 대한 병원균의 내성은 일반적으로 세포벽의 구조에 따라 변화 한다고 보고하고 있다. 본 연구에서도 그람음성균인 V. harveyi 및 E. tarda 에서 그람양성균인 S. parauberis에서 MO에 대한 내성이 높게 나타난 것으로 판단된다. 살균에 따른 염소 종 및 병원균에 따라 에너지 요구량이 변화한다고 보고 있으며 염소는 살균과정 중 세포막 파괴 및 DNA 손상에 따른 에너지 요구량이 증가함에 따라 염소 농도가 감소한다고 보고하고 있다. 본 실험에서도 기존의 연구와 동일하게 MO 및 차아염소산나트륨 희석액의 농도가 병원균과 접촉 후 유효농도가 감소하는 것으로 나타났으며, 동일한 농도에서 차아염소산나트륨 보다 MO가 차아염소산 및 차아염소산이온 등과 같은 유효염소를 포함하고 있어 에너지 효율이 높은 살균제인 것으로 판단된다. 따라서 해양 내 잠재적으로 포함된 유입수를 살균시에 차아염소산나트륨보다 MO가 효과적이며 MO는 전기분해장치 내 유효염소농도를 일정하게 유지가능하여 보다 넙치 폐사를 저감시키는 효율적인 유입수 살균방법으로 적합하다고 판단되어졌다.