그림 1: 진균 포자 자실체

미생물 포자란 무엇입니까? 넓게 말하면 포자는 미생물이 스트레스, 굶주림, 공격에 처했을 때 사용하는 생존 메커니즘입니다. 식물의 씨앗과 꽃가루가 좋은 비교 대상입니다. 식물의 씨앗은 자손 식물을 탄생시킬 수 있지만 적합한 발아 조건이 될 때까지는 휴면 상태를 유지합니다. 씨앗은 두 가지 기본적인 기능을 갖습니다. 하나는 씨앗에 저장된 유전자 물질을 보호하는 것이고, 다른 하나는 모식물에서 퍼저나가는 것을 돕는 것입니다. 세균 포자의 기능도 이와 동일합니다.

포자를 형성하는 것은 세균만이 아닙니다. 영양분이 충분하면 곰팡이가 균사형 덩어리(균사체)로 존재합니다. 균사라고 부르는 곰팡이의 개별 가닥이 소화 효소를 주위 영양분으로 밀어냅니다. 먹을 것이 풍부한 환경에서 영양분을 흡수합니다. 영양분이 적거나 다른 스트레스 요인(예를 들어 습기 부족)을 만나면 곰팡이의 성장 방법이 바뀝니다. 균사체의 스트레스 부위에 있는 균사가 공기 속으로 성장하는 자실체를 형성하기 시작합니다. 자실체의 좋은 예로 버섯과 독버섯을 들 수 있는데, 이러한 자실체는 같은 목적을 갖습니다. 수십만 개의 곰팡이 포자를 생성하여 공중에 살포합니다. 일부는 확산을 돕기 위해 자체 기상 조건을 만들기도 합니다. 예를 들어 버섯은 수증기를 방출하여 주변 공기를 식히고 자신이 살포한 포자를 움직이게 해 확산을 용이하게 합니다.

곰팡이 포자는 경쟁이 없거나 영양분이 많은 곳으로 유기체를 살포하도록 진화했습니다. 또한 곰팡이 포자는 식물의 씨앗이나 세균 포자와 비슷한 방법으로 오랜 시간 동안 환경에서 생존하도록 튼튼함을 갖추고 있습니다. 곰팡이 포자는 주요 유기체의 '자손'으로 볼 수 있습니다. [그림 1 참조]

또한 일부 세균 종류는 환경 스트레스에 대응해 포자를 만드는 능력이 있습니다. 두 가지 유형의 세균 포자가 있는데, 하나는 외생포자이고 다른 하나는 내생포자입니다. 외생포자는 미생물 낭종이라고도 하며 이 글에서 초점을 둘 내생포자만큼 저항력이 강하지는 않습니다. 모든 세균이 내생포자를 생성하지는 아닙니다. 퍼미큐티스 문에 속하는 것들만 내생포자를 생성하는데, 예를 들면 바킬루스와 클로스트리디아가 있습니다.

특정한 큰 구조, 즉 과실체에서 나오는 곰팡이 포자와 달리, 내생포자는 세균 세포 안에서 형성됩니다(외생포자는 세균 세포 밖에서 형성). 내생포자는 일반적으로 환경에 영양분이 부족하기 때문에 생성되고, 이것은 세포에서 생존 수단을 촉발합니다. 곰팡이 포자와 달리, 내생포자 생성은 자손을 만들기 위한 수단이 아니고 개별 세균 세포를 보호하기 위한 수단입니다.

세균 내생포자는 일단 형성되고나면 회복력이 엄청나게 높습니다. 과학자들이 1만 년 이상 묵은 포자를 일상적으로 분리해 복구할 수 있다고 언급한 과학 문헌이 다수 있습니다. 이보다는 드물지만 4000만년 전(최초 인류가 지구에서 진화하기 3200만 년 전)의 생존 포자를 복구한 적도 있습니다. 무려 25000만 년 전에 살았던 바킬루스 포자를 복구했다는 과학 보고도 하나 있습니다. 이것은 지구에 공룡이 돌아다니기도 전입니다.

그림 2: 포자

세균 내생포자는 그 본성에 따라 외부 환경의 공격에 대한 저항력이 높습니다. 오늘날 멸균 및 화학 소독 방법도 여기에 포함됩니다. 내생포자는 화학물질이나 기타 야채 세포를 쉽게 죽일 수 있는 프로세스에 대해 더 높은 저항력을 갖습니다.

그림 3: 포자의 저항력

곰팡이 포자와 바실러스 포자 모두 매우 혹독한 환경에서도 퍼지거나 살아남을 수 있어 소독제를 사용해 이러한 오염물을 처리하려 할 때 종종 혼란이 발생할 정도입니다. 그 결과, 제약산업에서 표면의 미생물성 생물 부하를 제거하려고 할 때 혼란이 일어납니다.

다음의 네 가지는 적합한 소독을 위한 유용한 '길잡이'가 될 것입니다.

1. 곰팡이 포자는 야채 세포보다 더 회복력이 높지만 세균 내생포자보다 저항력이 크게 떨어집니다. 수많은 다목적 살세균제에는 진균포자류 분해 이상의 효과가 있습니다. 따라서 청정실에서 진균포자를 억제 또는 제거하려고 할 때 살포자제 사용은 필요하지 않을 것입니다.
2. 세균을 생성하는 내생포자는 종류마다 서로 다른 저항력을 갖습니다. 식품 및 헬스케어 산업에서 클로스트리디아 종(박테리아)은 중요한 병원성 미생물입니다. 해당 환경에 그러한 미생물이 있으면 위험하며 반드시 제거해야 합니다. 제약산업에서는 바실러스 종 검사가 더 중요한데, 그 이유는 클로스트리디아보다 저항력이 더 높기 때문입니다. 바실러스 종의 세균 내생포자를 제거하려면 살포자 소독제를 사용해야 하며 이러한 것을 제거할 수 있다면 클로스트리디아도 제거됩니다.
3. 저는 고객이 일상 순환 전략 차원에서 사용할 살포자 소독제를 갖추지 못하고 있는 것을 종종 목격합니다. 그 이유 중 하나가 포자 형성 세균 집단은 환경 요인 변화에 대응해 모두 동시에 포자를 형성할 것이라고 믿기 때문입니다. 이러한 다목적 살세균제에 노출된 야채 세포는 죽지만 실상, 세균 집단에서 서로 다른 시기에 내생포자가 생성됩니다. 이것은 세포 연령, 스트레스 노출 또는 집단 내의 위치 등 다양한 요인 때문입니다. 다시 말하면 살세균 소독제를 정기적으로 사용하더라도 여전히 포자가 생성되고 청정실 환경에 잔존할 것이라는 뜻입니다.
4. 업계에서 종종 직면하는 마지막 실패 요인은 살포자제를 자주 사용하지 않고 포자 생성 세균이 검출된 후에만 사용(예방보다는 대응)한다는 점입니다. 이렇게 하는 이유는 다양하지만, 주로 그러한 공격성 화학물질로 인한 작업자 보건안전 위험과 시설 손상 가능성 때문입니다. 포자 생성 세균에 수동적인 접근법을 취하면 중요 구역에 그러한 세균이 발생하고 제품에 침투할 위험이 생깁니다. 살포자제와 다목적 소독제를 선행적으로 순환 사용하면 오염을 유발하는 포자 생성 세균의 위험을 줄일 수 있습니다.

결론적으로, 세균과 곰팡이는 가혹한 환경 조건에 대응해 증식과 생존을 돕는 수단을 갖도록 진화했습니다. 사업장에서 소독제를 사용할 때 이러한 회복력을 이해할 필요가 있습니다. 소독제 검증에 사용하는 유기물 선정과 시설에서 일상적으로 사용하는 소독제를 선정할 때 주의를 기울여야 합니다. 이콜랩은 이를 위한 기술 지침을 제공합니다.