미생물 위해성 평가 방법론을 이용하여 살모넬라 발생 수를 추정하고, 기존의 연구 결과와 비교하여 그 활용 가능성에 대해 알아보았다. 살모넬라균의 오염수준은 국내에 발표된 각종 문헌(1997∼2000)과 관련 기관의 모니터링 자료(1999∼2001)를 수집하여 추정하였고, 식품 섭취 량은 2001 국민건강영양조사, 용량-반응 모델은 외국에서 발표된 연구 결과를 이용하였다. 각 변수를 시뮬레이션을 통해 추정한 결과 1년 동안 국내에서 발생 가능한 살모넬라 환자 수는 753,368명으로 나타났는데, 이는 보고된 환자수의 약 115배로 WHO의 추정배수보다는 낮은 결과를 보였다. 이상의 결과를 볼 때, 미생물 위해성 평가 방법은 식중독 발생 환자 수를 추정하고 식중독 관리에 있어서의 우선순위를 결정하는 데 이용이 가능한 것으로 보인다. 그러나 아직까지 검증 방법이 확립되어 있지 않고, 식중독균의 오염농도, 식품 섭취량, 용량-반응 관계, 유통ㆍ보관ㆍ조리 등의 실태에 관한 연구가 좀더 필요할 것으로 생각된다.
미생물 위해성 평가 방법론을 이용하여 살모넬라 발생 수를 추정하고, 기존의 연구 결과와 비교하여 그 활용 가능성에 대해 알아보았다. 살모넬라균의 오염수준은 국내에 발표된 각종 문헌(1997∼2000)과 관련 기관의 모니터링 자료(1999∼2001)를 수집하여 추정하였고, 식품 섭취 량은 2001 국민건강영양조사, 용량-반응 모델은 외국에서 발표된 연구 결과를 이용하였다. 각 변수를 시뮬레이션을 통해 추정한 결과 1년 동안 국내에서 발생 가능한 살모넬라 환자 수는 753,368명으로 나타났는데, 이는 보고된 환자수의 약 115배로 WHO의 추정배수보다는 낮은 결과를 보였다. 이상의 결과를 볼 때, 미생물 위해성 평가 방법은 식중독 발생 환자 수를 추정하고 식중독 관리에 있어서의 우선순위를 결정하는 데 이용이 가능한 것으로 보인다. 그러나 아직까지 검증 방법이 확립되어 있지 않고, 식중독균의 오염농도, 식품 섭취량, 용량-반응 관계, 유통ㆍ보관ㆍ조리 등의 실태에 관한 연구가 좀더 필요할 것으로 생각된다.
The number of foodborne salmonellosis was estimated by using microbial risk assessment(MRA) methodology and the possibility of application was studied through comparison with previous results. The contamination levels of Salmonella sp. were estimated by using published domestic studies(1997∼2000) an...
The number of foodborne salmonellosis was estimated by using microbial risk assessment(MRA) methodology and the possibility of application was studied through comparison with previous results. The contamination levels of Salmonella sp. were estimated by using published domestic studies(1997∼2000) and monitoring data (1999∼2001) from food-safety related institutes. Data on food consumption came from the 2001 National Health and Nutrition Survey, and dose-response models from studies in other countries. Simulation results showed that there were 753,368 cases of salmonellosis in Korea in 1 year, which is about 115 times that reported in previous years and lower than the WHO's estimation increase. From these results, microbial risk assessment is likely to be available for estimation of the number of foodborne illnesses and determination of the order of priority in food-safety management. Butthe verification methods are not established and most of the data on contamination levels of foodborne bacteria, food consumption, and dose-response relationships have not been established. In addition, the actual conditions of circulation, storage and cooking must be studied further.
The number of foodborne salmonellosis was estimated by using microbial risk assessment(MRA) methodology and the possibility of application was studied through comparison with previous results. The contamination levels of Salmonella sp. were estimated by using published domestic studies(1997∼2000) and monitoring data (1999∼2001) from food-safety related institutes. Data on food consumption came from the 2001 National Health and Nutrition Survey, and dose-response models from studies in other countries. Simulation results showed that there were 753,368 cases of salmonellosis in Korea in 1 year, which is about 115 times that reported in previous years and lower than the WHO's estimation increase. From these results, microbial risk assessment is likely to be available for estimation of the number of foodborne illnesses and determination of the order of priority in food-safety management. Butthe verification methods are not established and most of the data on contamination levels of foodborne bacteria, food consumption, and dose-response relationships have not been established. In addition, the actual conditions of circulation, storage and cooking must be studied further.
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문제 정의
전체 식품에 대한 살모넬라균의 발생수준(p)은 표본수를 n, 양성으로 판명된 표본수를 s라고 할 때 s/n로 나타낼 수 있다. 그러나 이들 결과는 실험 시기, 시료선정 등 실험방법에 차이가 있어 불 확실성을 내포하므로 이에 대한 신뢰구간을 구하였다.
따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하고 좀더 정확한 추정을 위한 방법으로서 미생물 위해성 평가(microbial risk assessment ; MRA) 방법론을 이용하여 살모넬라(salmonellosis) 발생수를 추정하고, 기존의 연구 결과와 비교하여 그 활용 가능성을 알아보고자 하였다.
이러한 정성 적 자료로부터는 우선 특정 식품에서의 균의 발생수준(prevalence)을 알 수 있다. 따라서 이 발생 수준을 바탕으로 하고, 여기에 균이 존재한다면 그 오염농도(concentration)는 어느 정도인가를 추정하면 특정 식품 전체에서의 균의 오염수준 (contamination level)을 알 수 있으므로 다음과 같은 방법으로 구하였다.
가설 설정
식품에서의 미생물 검사는 식품공전이나 미생물 시험법에 의해 25g의 시료를 사용하도록 되어 있으며, 조사된 자료에서도 대부분 이를 밝히고 있다. 그러나 사용한 시료의 양에 대해 언급이 없거나 25g이 아닌 몇몇 자료에 대해서는 25g을 사용한 것으로 가정하였고, 따라서 모든 자료에 대해 위의 식을 이용하여 오염농도를 추정하였 다
LR이란 귀무가설의 확률(L0)과 대립가설의 확률(LA)의 비 (LO/LA)말하는 것이다. 여기서 귀무가설은 그 자료가 하나의 동일한 평균값을 갖는다는 것이고, 대립가설은 각각 다른 평균값을 갖는다는 것이다. 결정방법은 -2 InA가 자유도 1인 X2 값보다 작을 때의 범위가 신뢰구간 이 되며Charles N.
제안 방법
Contamination level = Prevalence x Concentration 또한 변이성(variability)과 불확실성 (uncertainty) 을 보정해 주기 위해 각 변수를 점 추정치(point estimates)/} 아닌 확률분포(probability distribution) 로 제시하였다.
또한 불확실성과 변이성을 고려하기 위해 통계적인 fitting 절차를 거쳐 적합한 확률분포를 적용시켰다. fittinge @RISK 프로그램을 이용하였고, 본 연구에서는 이용 가능한 자료로부터 표본수와 양성표본수를 알 수 있으므로 6분포를 적용 하였다.。분포는 각 시행이 독립적으로 이루어지며 시행의 수 n 가운데 기대한 사건(성공/실패)이 s번 일어났을 경우 어떤 사건이 발생할 확률을 결정하는데 사용되며, Beta(a, [3)로 나타낸다.
국내 살모넬라 발생에 관한 자료를 조사하여 유해를 확인하였다.
그러나 화학물질과 달리 식중독균은 매일 섭취된 양이 축적되어 영향을 미치기보다는 각각의 섭취량이 독립적으로 작용하여 영향을 미치게 되므로 여기에서는 첫 번째 방법을 사용하였다. 또한 현재까지 미생물 위해성 평가에서도 계속적인 노출에 대해서는 첫 번째 방법의 이용이 권장되고 있다(김길생 등 1998).
최소값을 구하였다. 따라서 범위(min., max.) 와 범위 내에서의 mle가 추정될 수 있는 경우에 사용이 가능한 triangular 분포를 Triangular(min., mle, max.)로 나타내어 적용하였다(박경진 2001).
미생물 위해성 평가 방법론을 이용하여 살모 넬라 발생수를 추정하고, 기존의 연구 결과와 비교하여 그 활용 가능성에 대해 알아보았다. 살모 넬라균의 오염수준은 국내에 발표된 각종 문헌 (1997~2000)과 관련 기관의 모니터링 자료(1999~2001) 를 수집하여 추정하였고, 식품 섭취량은 2001 국 민건강영양조사, 용량-반응 모델은 외국에서 발표된 연구결과를 이용하였다.
하한값에 대해서도 P 분포를 적용하여 각각 그 평균을 구한 후 이를 최대 . 최소값으로 하여 fitted。분포를 최종적으로 적용하였다.
미생물 위해성 평가 방법론을 이용하여 살모 넬라 발생수를 추정하고, 기존의 연구 결과와 비교하여 그 활용 가능성에 대해 알아보았다. 살모 넬라균의 오염수준은 국내에 발표된 각종 문헌 (1997~2000)과 관련 기관의 모니터링 자료(1999~2001) 를 수집하여 추정하였고, 식품 섭취량은 2001 국 민건강영양조사, 용량-반응 모델은 외국에서 발표된 연구결과를 이용하였다. 각 변수를 시뮬레이션을 통해 추정한 결과 1년 동안 국내에서 발생 가능한 살모넬라 환자수는 753, 368명으로 나타났는데, 이는 보고된 환자수의 약 115배로 WHO의 추정배수보다는 낮은 결과를 보였다.
식품 섭취량 자료로는 2001 국민건강영양조사 를 이용하였는데, 균의 오염수준을 나타내는 자료가 대부분 정확한 식품명을 표기하기보다는 전체적인 식품의 유형으로 나타나 있고, 한 사람이 하루에 섭취하는 모든 식품량을 고려하기 위하여, 조사된 식품에서의 균량을 그 식품이 속하는 식품군의 균량으로 적용하였다. 그리고 식중독의 주요 원인 식품으로 검사가 많이 이루어진 김밥, 도시락은 국민건강영양조사에 따로 분류되어 있지 않으므로 곡류에 포함시켰다.
식품 섭취량도 위의 변수들과 마찬가지로 분포로서 나타내어야 하는데, 평균 이외에는 이용 가능한 값이 없으므로 하나의 값으로 적용시킬 수 있는 포아슨 분포를 이용하였다. 포아슨 분포는 어떤 공간이나 시간에 있어 확률적으로 일어나는 사상을 발생횟수에 따라 나타내었을 때 사용되는 분포로, 평균과 분산이 동일하기 때문에 모수。) 1개로 나타낼 수 있으며, Poisson(X)로 나타내어진다<이승욱 1991).
식품을 통해 섭취되는 식중독균의 양(ingestion level)을 추정하는 단계이므로, 식품에서의 오염 수준(contamination level)과 해당 식품의 섭취량 (food consumption)이용하여 다음과 같은 방법으로 추정하였다.
이것을 연간 국내에서 발생하는 총 살모넬라 발생수로 추정하였다. 우선 한 사람의 연간 식중독 위해도는 매일의 위해에 1년 동안 계속적으로 노출된다는 것을 의미하므로, 단일 노출에 의한 위해도로부터 계속적인 노출에 의한 위해도를 산 출하였다.
유해 결정 단계에서 추정된 값은 한 사람이 하루에 발생 가능한 위해도(risk)를 나타낸 것이다. 이것을 연간 국내에서 발생하는 총 살모넬라 발생수로 추정하였다. 우선 한 사람의 연간 식중독 위해도는 매일의 위해에 1년 동안 계속적으로 노출된다는 것을 의미하므로, 단일 노출에 의한 위해도로부터 계속적인 노출에 의한 위해도를 산 출하였다.
표본비율(P)을 알고 있을 때 그 신뢰구간을 구하는 방법 중, 본 연구에 이용된 자료와 같이 n 이 크지 않은 경우에 활용이 가능한 누적이항분포(cumulative binomial distribution)이용하여 다음과 같이 구하였다」)
대상 데이터
한 사람의 연간 식중독 위해도(R)가 결정되면 여기에 국내 총인구수(total population number)를 이용하여 국내에서 연간 발생하는 식중독 환자수 (E)를 다음과 같이 추정하였다. 국내 총인구수는 본 연구의 노출평가에 이용된 자료가 대부분 1999년과 2000년의 결과이므로, 통계청의 자료를 이용하여 1999년의 46, 616, 677명과 2000년의 47, 008, 111명의 대략적인 중간값인 47, 000, 000명을 이용하였다.6)
살모넬라 발생에 대한 자료로는 본 연구에서 이용한 데이터의 시험기간인 1998년부터 2000까지의 식중독 발생 현황(Table 2)을 이용하였다. 평균 1 년 동안의 살모넬라 식중독 발생건수는 397건이고, 발생 환자수는 6, 537명으로 나타났다.
식품에서의 살모넬라균 발생에 관한 자료는 국내에 발표된 각종 문헌(1997~2000)과 관련 기관의 식중독균 발생에 관한 모니터링(1999~2001) 자료를 이용하였다.
데이터처리
또한 불확실성과 변이성을 고려하기 위해 통계적인 fitting 절차를 거쳐 적합한 확률분포를 적용시켰다. fittinge @RISK 프로그램을 이용하였고, 본 연구에서는 이용 가능한 자료로부터 표본수와 양성표본수를 알 수 있으므로 6분포를 적용 하였다.
l과 같다. 시뮬레이션은 확률분포로 나타낸 각 변수를 @RISK 4.5(Palisade Corp. 2002) 프로그램을 이용하여 행하였다.
이론/모형
따라서 여기에서는 지금까지 살모넬라균에 대해 연구되어진 모델 중에서 Rose et al.(1995)의 모델을 이용하였다.
일반적으로 자연에서 일어나는 측정 가능한 특성의 대부분은 정규분포에 적용시킬 수 있으므로 식품 섭취량도 정규분포를 이용하여 나타내는 것이 가능하다. 그러나 정규분포로 나타내기 위해서는 평균과 더불어 표준편차가 존재해야 하는데, 현 자료에는 제시되어 있지 않으므로 포아슨 분포를 이용하였다.
역학조사 결과에서도 환자 발생률에 대해서는 어느 정도 조사가 되어 있으나, 선행된 식중독균의 노출에 대해서는 검출 여부만을 확인할 뿐 노출량에 대해서는 조사가 이루어 지지 않았다. 따라서 국내의 자료 중에서는 이용 가능한 것이 없으므로 외국에서 연구되어진 용량 -반응 모델(dose-response model)을 이용하였다.
따라서 여기에서는 Latin Hypercube sampling, 반복시행횟수 (iterations) 는 20, 000번, generator seed는 random 방법을 사용하여 최종적인 시뮬레이션 결과로 이용하였다.
이 원리를 이용하기 위해서는 우선 식중독균의 분포를 가정해야 한다. 식중독균의 분포는 각각의 미생물 개체가 균일하고(homogeneous) 임의적(random)으로 분포한다고 보는 포아슨 분포 (Poisson distribution)를 이용하였다. 이는 지금까지 이루어진 개별 식품에 대한 미생물 위해성 평가에서도 기본전제가 되었던 가정이며, 5)식중독 균 뿐만 아니라 일반적인 미생물 위해성 평가에서도 미생물의 분포를 나타내는 방법으로 이용되고 있다(Haas et al.
식품에서의 살모넬라균 오염농도는 특정 분포를 가정할 수 있을 때 가장 좋은 추정치는 그 확률을 최대로 할 때의 값(maximum likelihood estimator ; mle)이 된다는 원리(Principle of maximum likelihood) 를 이용하였다{Haas et al. 1999; Haas et al. 1999).
오염농도의 신뢰구간은 LR(likelihood ratio ; A) 을 이용하였다. LR이란 귀무가설의 확률(L0)과 대립가설의 확률(LA)의 비 (LO/LA)말하는 것이다.
성능/효과
살모 넬라균의 오염수준은 국내에 발표된 각종 문헌 (1997~2000)과 관련 기관의 모니터링 자료(1999~2001) 를 수집하여 추정하였고, 식품 섭취량은 2001 국 민건강영양조사, 용량-반응 모델은 외국에서 발표된 연구결과를 이용하였다. 각 변수를 시뮬레이션을 통해 추정한 결과 1년 동안 국내에서 발생 가능한 살모넬라 환자수는 753, 368명으로 나타났는데, 이는 보고된 환자수의 약 115배로 WHO의 추정배수보다는 낮은 결과를 보였다. 이상의 결과를 볼 때, 미생물 위해성 평가 방법은 식중독 발생 환자수를 추정하고 식중독 관리에 있어서의 우선순위를 결정하는데 이용이 가능한 것으로 보인다.
오염농도에 대한 결과는 Table 5와 같다. 결과 발생수준과 마찬가지로 육류 및 그 제품에서의 오염농도(Q00033 orgjg)가 곡류 및 그 제품 (0.00018 org./g)보다 높게 나타났다.
주로 표 본수가 많을 때 이용되며, 특히 자료가 한쪽으로 치우친面ghly skewed) 경우나 매우 낮은 확률을 갖는 자료에 사용할 수 있다. 두 번째 방법은 Latin Hypercube sampling으로 Monte Carlo sampling 과는 달리 확률분포를 균일하게 나누어 그 중에서 다시 표본을 임의적으로 추출하므로, 더 적은 시행으로 빠르고 정확하게 적합한 분포에 도달할 수 있다.
오염농도 . 오염수준과 달리 식품 섭취량이 많은 곡류 및 그 제품(0.00334 org./person/day)육류 및 그 제품(0.00258 org./ person/day)보다 높게 나타났으며, 전체적인 균 섭취량은 0.00592 org./person/day로 나타났다.
위해도와 마찬가지로 곡류 및 그 제품(424, 663/year) 이 육류 및 그 제품(328, 705/year)보다 높게 나타났으며, 전체적으로 는 1년에 발생 가능한 환자수는 753, 368명으로 나타났다. 이를 1998년부터 2000년까지 우리 나 라에서 발생한 살모넬라 식중독 발생 환자수 (Table 2)와 비교해보면 평균 약 115배임을 알 수 있는데, 이는 WHO의 추정배수 300~350보다 는 낮은 수준이다. 또한 Figure 2, 3에 곡류와 육류에서의 발생 환자수에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다.
이상의 결과를 볼 때 미생물 위해성 평가 방법은 식중독 발생 환자수를 추정하고, 더 나아가 식중독 관리에 있어서의 우선순위를 결정하는데 이용이 가능한 것으로 보인다. 그러나 아직까지 미생물 위해성 평가 방법의 이용에는 다음과 같은 문제점들이 해결되어야 한다.
각 변수를 시뮬레이션을 통해 추정한 결과 1년 동안 국내에서 발생 가능한 살모넬라 환자수는 753, 368명으로 나타났는데, 이는 보고된 환자수의 약 115배로 WHO의 추정배수보다는 낮은 결과를 보였다. 이상의 결과를 볼 때, 미생물 위해성 평가 방법은 식중독 발생 환자수를 추정하고 식중독 관리에 있어서의 우선순위를 결정하는데 이용이 가능한 것으로 보인다. 그러나 아직까지 검증 방법이 확립되어 있지 않고, 식중독균의 오염농도, 식품 섭취량, 용량-반웅 관계, 유통 .
후속연구
이 과정에서 식 중독균은 쉽게 증식 또는 사멸할 수 있기 때문에 이에 대한 고려도 이루어져야 정확한 오염수준을 추정할 수 있다. 그러나 이들 과정에 대한 실태 조사가 이루어진 것이 거의 없어 추정에 많은 영향을 미쳤을 것으로 생각되며, 이는 향후 미생물 위해성 평가에도 고려되어야 할 사항이므로 실태 연구가 절실히 요구된다.
물론 개별적으로 이루어지는 위해성 평가 과정을 전 식품의 식중독균으로 확대하여 실시한 것이라는 점에서는 이용의 가능성이 인정되지만, 개별적인 과정을 전체로 확대했을 때 일어 날 수 있는 방법적 혹은 통계적 오류에 대해서는 통제가 되고 있지 않다. 따라서 이를 증명할 수 있는 검증 방법이 확립된다면, 몇몇 기초자료만으로 식중독 발생 환자수를 추정할 수 있는 방법이 될 것이다.
보관 . 조리 등의 실태에 관한 연구가 좀더 필요할 것으로 생각된다.
또한 식품군의 분류가 현실적으로 많이 섭취 되는 식품 형태를 반영하지 않고 있어 적용에 어려움이 있었다. 특히 김밥, 도시락과 같은 복합조 리식품은 식중독의 위해도가 매우 높은 식품으로, 이들에 대한 섭취량이 따로 조사되어진다면 좀더 정확한 추정이 가능할 것이다. 본 연구에서도 발생수준, 오염농도, 오염수준과 달리 균 섭취 량에서 곡류가 육류에 비해 높게 나타났는데, 이것은 이들 복합조리식품을 모두 곡류로 분류한 데서 오는 결과일 것이다.
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