New Technologies for the Removal of Bacteriophages Contaminating Whey and Whey Products as Cheese by-Products: A Review

치즈 부산물인 유청과 유청 제품에 감염된 박테리오파지 제거를 위해 새롭게 개발된 기술: 총설

In general, whey obtained from various cheese batches is being reused, so as to improve the texture and to increase the yield and the nutrient value of the various final milk-based products. In fact, re-usage of whey proteins, including whey cream, is a common and routine procedure. Unfortunately, most bacteriophages can survive heat treatments such as pasteurization. Hence, there is a high risk of an increase in the bacteriophage population during the cheese-making process. Whey samples contaminated with bacteriophages can cause serious problems in the cheese industry. In particular, the process of whey separation frequently leads to aerosol-borne bacteriophages and thus to a contaminated environment in the dairy production plant. In addition, whey proteins and whey cream reused in a cheese matrix can be infected by bacteriophages with thermal resistance. Therefore, to completely abolish the various risks of fermentation failure during re-usage of whey, a whey treatment that effectively decreases the bacteriophage population is urgently needed and indispensable. Hence, the purpose of this review is to introduce various newly developed methods and state-of-the-art technologies for removing bacteriophages from contaminated whey and whey products.

치즈시장이 심각한 국제경쟁을 직면하게 되면서 최적화된 생산과정은 유제품회사가 성공하기 위해 더 중요해졌다. 치즈 배치로부터 생성되는 유청(whey)은 최종 생산품의 산출량 증가, 질감 개선, 영양가 증진을 하기 위한 목적으로 유제품 생산과정 중에 종종 재사용된다. 유청크림(whey cream)과 미립자 유청 단백질(particulated whey protein)은 흔하게 재활용된다. 그러나 이 물질들 내에 저온살균 처리 후에도 남아있는 대부분의 박테리오파지(bacteriophage)가 치즈 제조 과정 중에 들어가 높은 수치로 증식할 위험이 있다. 유청분리는 종종 aerosol-borne 파지를 생성하여 공장 생산과정을 오염시키기 때문에, 박테리오파지에 의한 유청오염은 치즈 생산과정에 문제를 일으킬 수 있으며, 또한 치즈주형으로 재사용되는 유청과 유청 단백질 내에는 내열성 파지(thermo-resistant phage)가 존재할 수 있다. 수분이 제거된 치즈로부터 생성된 유청의 경우, 파지에 의해 $10^9$파지/mL까지 감염될 수 있다. 유청배치를 농축시켰을 경우에는 파지 역가(phage titer)가 10배까지 증가하게 되는데, 이 수치까지 도달하게 되면 파지를 완전히 제거하는 것은 불가능해진다. 유청 재활용 과정 중에 발생하는 발효실패를 방지하기 위해서는 유청 내 존재하는 파지의 수를 감소시키는 처리법이 필요하다. 따라서 열처리, 자외선(UV), 막여과 등의 기술을 사용하여 유청 내의 파지를 불활성화시키는 처리법에 대해 중점적으로 연구자 진행되고 있는 분야이다. 열로 파지를 불활성화시키는 방법이 가장 흔히 사용되는 처리법이지만 내열성 파지를 열로 불활성화 시킬 경우에 자연산 유청 단백질이 받게 되는 부정적인 영향으로 인해 이 처리법의 사용에는 제한이 있다. 따라서 온도를 높이고 시간을 늘리는 방법보다는 다른 결합된 처리법을 사용하여 유청 내의 파지를 제거해야 것이 요구되어진다. 열처리를 막여과 또는 UV와 함께 사용할 경우, 유청 내의 파지 수를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 사료되어진다.