주식회사 히타치(Hitachi) 제작소(이하, 히타치)와 주식회사 히타치 엔지니어링·엔드·서비스(Hitachi Engineering & Service)는 최근 식품 안전 위생을 위해 식품 등에 포함되는 세균수를 간단하게 단시간에 자동 계측할 수 있는 카세트식 세균수 자동 계측 장치를 개발하였다.

이 장치는 세균수를 형광 염색해 계측하는 ‘플로 사이토미터법(Flow Cytometer Method)’을 이용한 것으로, 세균을 계측하기 위한 전체 공정을 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술로 형성한 미세 유로의 계측부를 일회용 카세트에 탑재함으로써 계측의 자동화를 실현한 것이다.

이에 의해 시료 원액을 주입한 카세트를 장치에 삽입하는 것만으로 지금까지 1~2일 걸려 있던 음식 시료 중 세균수 계측에서 벗어나 90분 이내에 자동 계측하는 것이 가능하게 되었다.

플로 사이토미터법은 미세한 입자를 유체에 분산시켜 그 유체를 가늘게 흘려 입자를 광학적으로 분석하는 방법이며, MEMS는 입체적인 미세 가공 기술을 이용하여 고기능을 가진 미세한 입체 구조로부터 구성된 시스템으로 기계, 전자, 빛, 화학 등의 다양한 기능을 집적화한 미세 디바이스 전반을 일컫는다.

최근 식품의 안전성 확보나 품질관리에 대한 사회적인 관심이 높아짐으로써 식품 미생물 검사의 중요성이 증가하고 있다. 종래 식품 등의 미생물 검사에서는 한천 배지(寒天培地)로 세균을 배양하고 생존하고 있는 균을 산정하는 배양법이 이용되고 있지만 배양법으로 세균을 볼 수 있는 상태로 하기 위해 24~48시간의 배양 시간이 필요하기 때문에 간편하게 단시간에 계측하는 것이 힘들었다.

따라서 히타치는 간편하게 자동 계측이 가능하고 보다 신속한 세균수 계측의 실현을 목표로 이번에 식품 전용 카세트식 세균수 자동 계측 장치를 개발하였다.

본 장치는 세균수를 형광 염색하여 계측하는 ‘플로 사이트미터법’을 이용하기 있기 때문에 세균을 배양할 필요가 없으면서 수작업의 프로세스를 자동화함으로써 간편하게 단시간에 식품 등에 포함되는 세균수를 계측하는 것이 가능하다.

이번에 개발된 카세트식 세균수 자동 계측 장치의 특징은 MEMS 기술의 미세 가공을 이용하여 미세 유로(치수 : 길이 2 mm×폭 100 m×깊이 20 m)의 계측부를 형성하여 일회용 카세트에 탑재함으로써 송액 기구의 간략화 및 세척기구가 필요하지 않게 되었다는 점이다.

이렇게 함으로써 장치 소형화를 도모하면서 ‘플로 사이트미터법’을 채용하는 것이 가능하게 되었다. ‘플로 사이트미터법’으로 세균수를 직접 계측하기 때문에 세균 배양이 필요 없게 되어 본 장치는 90분 이내에 계측을 완료할 수 있다.

그리고 시료 원액의 식품 쓰레기 제거 및 세균 염색 등 사전 처리로부터 세균수 계측까지의 공정에 필요한 필터 여과부, 염색 용기, 미세 유로의 계측부 등 요소들이 하나의 일회용 카세트에 집약되었다.

카세트는 세균 염색의 형광 색소를 1회 계측에 필요한 분량만 내장하고 있기 때문에 사용자는 시료 원액을 주입한 카세트를 장치에 삽입하는 것만으로 작업이 완료되어 장치가 전자동으로 사전 처리와 계측을 할 수 있다.

홍순우 기자/ kip@packnet.co.kr