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문제 정의
- 본 실험에서는 건강기능식품의 원료로 사용 가능한 식물성 원료에 대한 미생물의 정성적 분석 및 알로에 분말 제품을 대상으로 하여 미생물의 정량적 분석과 알로에 분말 제품의 PSL을 이용한 방사선 조사가능성 여부를 검지하였다. 식물성 원료에서 B.
- 본 연구에서는 시중 유통 중인 일부 건강기능성식품의 식물성 원료 및 알로에분말 제품을 대상으로 미생물 분석을 하고 알로에 분말 제품의 경우 PSL을 이용하여 방사선 조사 가능성 여부를 확인하고자 한다.
제안 방법
- cereus의 정성분석은 정량 분석을 할 수 있는BAM(Bacteriological Analysis Manual)의 방법을 이용하였으며, API kit(Biomerieux, Korea)를 사용하여 생화학적 분석을 하였다. 또한 완제품의 방사선 조사 예비 Screening에는 Pulsed PSL System(SURRC, UK)을 사용하였다.
- 건강기능식품의 공통기준 및 규격 3. 제조기준 10)에 준하여2) 음성이어야 하는 살모넬라(Salmonella spp), 황색포도상구균(Staph. aureus), 대장균(E. coli), 바실러스 세레우스(B. cereus)의 식중독균을 정성, 정량분석하였다.
대상 데이터
- 선택하였다.7) 건강기능식품에 관한 법률'에서 방사선 조시를 허용하고 있어, 미생물학적 위해가 적을 것으로 사료되는 알로에 분말제품을 시료로 선정하였다.2)
- 식이섬유제품, 가시오가피 제품 등 식물성 원료를 주원료로 하는 제품의 부작용 발생빈도가 상대적으로 높은 제품의 사용 가능한 식물성 주부원료를 선택하였다.7) 건강기능식품에 관한 법률'에서 방사선 조시를 허용하고 있어, 미생물학적 위해가 적을 것으로 사료되는 알로에 분말제품을 시료로 선정하였다.
- 실험에 사용한 14종 37개 품목의 식물성 원료는 경동약령시장(서울)에서 구입하였으며, 건강기능식품 중 알로에 분말제품 4개 품목은 대리점에서 구입하였으며, 시약은 1급 시약을 사용하였다.
이론/모형
- 식물성 원료에 대한 미생물 검사는 세균수, 대장균군 수를 측정하였고, 대장균 (Escherichia coli: E.coli), 황색포도상구균 (Staphylococcus aureus: Staph. aureus), 살모넬라 (Salmonella spp.)와 바실러스 세레우스균(Bacillus cereus: B. cereus)의 정성분석은 식품공전의 방법을 이용하였으며 API kit(Biomerieux, Korea)를 사용하여 생화학적 분석을 하였다. 건강기능식품 완제품의 미생물 분석은 세균수, 대장균군수를 즉정하였고, E.
- coli, Staph, aureus, Salmonella spp.와 B. cereus의 정성분석은 정량 분석을 할 수 있는BAM(Bacteriological Analysis Manual)의 방법을 이용하였으며, API kit(Biomerieux, Korea)를 사용하여 생화학적 분석을 하였다. 또한 완제품의 방사선 조사 예비 Screening에는 Pulsed PSL System(SURRC, UK)을 사용하였다.
성능/효과
- 알로에 분말제품의 미생물학적 위해요소 - 알로에 분말 제품 4종의 시료를 대상으로 세균수와 대장균군수, 식중독균 수를 2회 측정한 결과, 알로에 A의 세균수는 " cFU/g이었으며, 대장균군수는 103 CFU/g이었다(Table 3). 시료 중 알로에 A품목을 제외하고는 2회 반복 측정에서 세균수와 대장균군 수 모두 검출 한계에서 불검출되었으며, E.
- coli와 Salmonella spp., Staph, aureuse: 검출되지 않았으며, 구기자, 백출, 산수유, 운지, 천궁, 황기, 알로에, 인삼의 8종 12개 품목에서 B. 가 검출되었다(Table 2). API kit (Biomerieux, Korea)를 이용한 미생물 동정 결과, Serratia ficaria, Enterobacter cloacae, Enterobacter sakazakii, Entero- bacter amnigenus, Enterobacter vulneris, K.
- 또한 최근 방사선 조사식품의 실용화에 있어서 엄격한 조사관리와 조사마크에 관련한 요구사항이 논란의 소지가 있다.4) 본 연구에서 PSL을 이용하여 제품의 방사선 조사가능성 여부를 검지한 결과 positive(양성), intermediate, negative(음성)의 결과로 기록하였지만, 현재 PSLe 시료의전처리가 간단하고 신속한 결과를 얻을 수 있는 장점이 있지만, 시료의 보관상태와 저장기간, 시료의 종류에 따라 측정치가 많이 달라지며, 측정시의 편차가 크게 나타나며 조사선량은 예측하기 어려우므로 정확한 검지 방법이라고는 말할 수 없다. Hwang 등6)은 시료별, 선량별, 조사 후 경과시간 등에 따른 PSL반응을 계속 검토하여 신속한 결과를요하는 수입 농산물 통관 관리 현장에서 방사선 조사 여부를 일차적으로 검지하는데 활용하는 방안을 제시하고 있다.
- 있다. PSL을 이용하여 알로에 분말제품의 방사선조사 가능성을 monitoring한 결과, 3회 반복 측정시 알로에 A 시료에서는 488-827 Photon counts로 negative였다. 알로에 B 시료는 17362-65220 Photon ' counts로 결과는 positive였으며 알로에 C시료는 3762-4417로 결과는 intermediate라고 기록하였다.
- , Citrobactere] 대장균군 Staphylococcus xylosus, Micrococcus spp. Staphylococcus sciuri, Staphylococcus cohnii, Bacillus cereus, Bacillus pumilus, Bacillus subtilis 의 균을 동정하였다.
- 결과적으로, 시료는 E. coli와 Salmonella spp., Staph.
- 71 log10 CFU/g의 분포를 보였다. 국내산 원료 중 대장균군이 가장 많이 검출된 시료는 5.71 log10 CFU/g으로 알로에였으며, 산수유와 영지는 2.48 log10 CFU/g으로 가장 적게 검출되었다.
- 64 log10 CFU/g정도로 비교적 적은 양의 균이 검출되었다. 국내산 원료 중에는 인삼이 6.60 log10 CFU/g으로 가장 균이 많았으며, 오가피, 오미자, 운지, 영지가 3.48 log10 CFU/g으로 균이 적게 검출되었다. 중국산 원료 14개 품목의 세균수는 3.
- 26 log10 CFU/g의 대장균군이 검출되었다. 국내산 원료는 구기자와 영지, 운지를 제외하고는 모든 시료에서 중국산 원료보다 0.5 log10 CFU/g에서 4.1 log10 CFU/g까지 많이 검출되었다.
- 미생물의 검출한계 수준인 1 log10 CFU/g 이하에서 정성분석을 통한 해당 균의 존재 유무를 확인하지 않고 정량적으로 분석을 한 것이기에 불검출이라도 균이 존재하지 않는 음성을 뜻하는 것이 아니고 1 log10 CFU/g 이하로 존재가 가능하나 확인이 불가능한 것을 뜻한다. 국내산 원료의 세균수는 3.48-6.60 log10 CFU/g 검출되었으며, 구기자, 맥문동, 애엽(쑥), 알로에 , 인삼이 6.27-6.60 log10 CFU/g으로 비교적 많은 양의 균이 검출되었다. 백출, 영지, 오가피, 오미자, 표고, 황기는 3.
- cereus가 검출되었다. 균이 자라지 않은 시료는국내산, 영지 2개, 오미자 1개, 표고 1개 품목으로 총 4품목이었으며, 중국산은 산수유, 오미자, 표고, 황기 모두 4개 품목이었다. Ueda"에 의하면 B.
- 대장균군의 분석에서 중국산 원료의 경우 검출 한계에서 불검출된 시료가 14개 품목 중 5개였으며, 나머지는 2.48-4.26 log10 CFU/g의 대장균군이 검출되었다. 국내산 원료는 구기자와 영지, 운지를 제외하고는 모든 시료에서 중국산 원료보다 0.
- , Staph, aureuse] 식중독균으로부터 완전히 안전하다는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한 B. cereus도 분석 결과에는 검출되지 않았다고 하였으나, 검출되지 않은 시료가 B. cereus 음성이라고 단정할 수는 없을 것으로 판단된다.
- 알로에 분말제품의 세균수 및 대장균군 수, 식중독균수에 대한 Table 3와 Table 4, Table 5의 방사선 조사 가능성 여부에 대한 결과를 종합해보면, Table 3 와 Table 4에서 알 수 있듯이 알로에 B, D시료에서는 검출한계에서 어떠한 균도 검출되지 않았으며, 또한 동일한 시료를 배양한 배지에서 어떠한 균도 자라지 않았고, PSL에 의한 Photon countsE. 방사선 조사 가능성이 positive으로 나타난 것으로 미루어 방사선처리에 의해 미생물학적 위해가줄어들 수 있었다고 사료되었다. Intermediate의 결과가 나온알로에 C의 경우 더 정확한 검사를 위해 TL이나 ESR 등을 이용하여 정밀한 검사가 필요하다.
- 60 log10 CFU/g으로 비교적 많은 양의 균이 검출되었다. 백출, 영지, 오가피, 오미자, 표고, 황기는 3.48-3.64 log10 CFU/g정도로 비교적 적은 양의 균이 검출되었다. 국내산 원료 중에는 인삼이 6.
- 대장균군수는 103 CFU/g이었다(Table 3). 시료 중 알로에 A품목을 제외하고는 2회 반복 측정에서 세균수와 대장균군 수 모두 검출 한계에서 불검출되었으며, E. coli 등 식중독균은 4개 제품 모두 선택적인 배지에서 균이 자라지 않았다(Table 4). 알로에 분말제품의 특성상, 작업장의 분진 등에 의한 미생물 오염이 가능해 보이나, Table 3와 Table 4 에서와 같이 알로에 B, 알로에 C, 알로에 D 같이 모든 균이 검출 한계에서 불검출로 나온 이유는 알로에 분말제품의 경우, 건강기능식품에 관한 법률, 에서 7 KGy까지 방사선 조사를 허용하고 있기 때문에 방사선 조사의 가능성이 있을 수 있다.
- Hwang 등6) 에 의하면 조사선량과 시료의 특성에 따라 차이는 있으나, 방사선 조사 직후의 PSL로 측정한 Photon counts는 조사 후 15일의 Photon counts보다 높다고 나타났다. 시료의 유통기한을 알아본 결과 알로에 A가 2005년이었으며, 나머지 시료들은 모두 2006년이었으며 시료 중 유통기한에 가장 가까운 알로에 A의 경우 원료로 사용되는 알로에베라겔 분말과 배아효소 모두 방사선 조사가 허용된 식품인 점을 고려할 때, 방사선 조사의 가능성이 있다고 사료되지만, Table 5에서 negative의 결과가 나오는 것은 저장기간의 영향도 있을 것이라고 사료된다. Table 5에서 보여지듯이 측정값의 편차가 매우 크고, 조사후 시간이 경과함에 따라 Photon counts가 변화하며, 빛이나저장장소 주변물질에 의한 cross-contamination에 의한 측정치 변화도 가능하므로 이 방법만을 가지고는 방사선 조사 여부라던가, 방사선 조사선량을 예측하기는 어려우며, 이 방법은 현재 주로 신속한 결과로 1차적인 screening 역할에 이용되고 있으며 TL이나 ESR 등에 의한 정밀한 2차적 검지가 필요하다고 사료된다.
- 식물성 원료의 세균수 및 대장균군수 -식물성 원료 총 14종 37개 품목을 대상으로 세균수와 대장균군수를 두 번 측정하여 평균을 낸 결과(Table 1), 세균수는 37개 품목에서 3-6 logeCFU/g으로 검출되었으며, 대장균군수는 검출한계 (<10 CFU/g)에서 불검출된 6개 품목을 제외한, 나머지 31개 품목에서는 2-5 log10 CFU/g으로 검출되었다. 미생물의 검출한계 수준인 1 log10 CFU/g 이하에서 정성분석을 통한 해당 균의 존재 유무를 확인하지 않고 정량적으로 분석을 한 것이기에 불검출이라도 균이 존재하지 않는 음성을 뜻하는 것이 아니고 1 log10 CFU/g 이하로 존재가 가능하나 확인이 불가능한 것을 뜻한다.
- 알로에 분말제품의 방사선 조사가능성 검지 결과 -PSL 은 스위스에서 건조 상태의 수입품에 대하여 방사선 조사여부를 예비 모니터링하는 방법으로 사용되고 있으며, 700 Photon counts 이하는 비조사, 700-5000 Photon counts 이면, 방사선 조사 가능성을 의심할 수 있으며, 5000 Photon counts 이상이면 방사선 조사 가능성이 높은 것으로 판단하고 있다. PSL을 이용하여 알로에 분말제품의 방사선조사 가능성을 monitoring한 결과, 3회 반복 측정시 알로에 A 시료에서는 488-827 Photon counts로 negative였다.
- 알로에 D시료 역시 24155-35821 Photon counts로 positive였다(Table 5). 알로에 분말제품의 세균수 및 대장균군 수, 식중독균수에 대한 Table 3와 Table 4, Table 5의 방사선 조사 가능성 여부에 대한 결과를 종합해보면, Table 3 와 Table 4에서 알 수 있듯이 알로에 B, D시료에서는 검출한계에서 어떠한 균도 검출되지 않았으며, 또한 동일한 시료를 배양한 배지에서 어떠한 균도 자라지 않았고, PSL에 의한 Photon countsE. 방사선 조사 가능성이 positive으로 나타난 것으로 미루어 방사선처리에 의해 미생물학적 위해가줄어들 수 있었다고 사료되었다.
- 06 log10 CFU/g 검출된 운지를 제외하고, 나머지는 3 log10-4 log10 CFU/g정도의 세균수를 보였다. 원산지별 미생물의 세균수측정 결과를 비교해보면, 영지, 운지, 황기를 제외하고는 검출된 세균수가 중국산 원료보다 국내산 원료에서 많은 것을 확인하였다.
- 원산지별로는 국내산 원료 중 백출, 산수유, 운지, 천궁, 황기, 알로에, 인삼의 7종 10개 품목에서 식중독균인 B. cereus가 검출되었으며, 중국산 원료는 구기자와 운지 2개 품목에서 B. cereus가 검출되었다. 균이 자라지 않은 시료는국내산, 영지 2개, 오미자 1개, 표고 1개 품목으로 총 4품목이었으며, 중국산은 산수유, 오미자, 표고, 황기 모두 4개 품목이었다.
후속연구
- 시료의 유통기한을 알아본 결과 알로에 A가 2005년이었으며, 나머지 시료들은 모두 2006년이었으며 시료 중 유통기한에 가장 가까운 알로에 A의 경우 원료로 사용되는 알로에베라겔 분말과 배아효소 모두 방사선 조사가 허용된 식품인 점을 고려할 때, 방사선 조사의 가능성이 있다고 사료되지만, Table 5에서 negative의 결과가 나오는 것은 저장기간의 영향도 있을 것이라고 사료된다. Table 5에서 보여지듯이 측정값의 편차가 매우 크고, 조사후 시간이 경과함에 따라 Photon counts가 변화하며, 빛이나저장장소 주변물질에 의한 cross-contamination에 의한 측정치 변화도 가능하므로 이 방법만을 가지고는 방사선 조사 여부라던가, 방사선 조사선량을 예측하기는 어려우며, 이 방법은 현재 주로 신속한 결과로 1차적인 screening 역할에 이용되고 있으며 TL이나 ESR 등에 의한 정밀한 2차적 검지가 필요하다고 사료된다.16)
- 필요하다. 또한 식품조사기술에 관련된 기준의 준수를 유도하기 위해서 피조사체 식품 자체를 분석하여 조사 여부를 확인/검지(identification/detection)하는 것이 필요하다?) 주요검출기술은 식품군마다 다소 차이가 있으며, 물리적인 방법에는 열발광법(TL, Thermoluminescence), 광여기발광법혹은 광자극발광기, Photostimulated luminescene, PSL), 전자스핀 공명법 (ESR, Electron Spin Resonance), 점도계, 전기저하법(임피던스), 시차열량분석법(DSC) 등이 있는데5) 그 중 PSLe 열에 의해 생기는 유기물의 발광을 피함으로써 시료의 전처리가 필요하지 않고 비파괴 검사로써 시료를 단시간내에 수차례 검사할 수 있으며 장치도 비교적 저렴하다는 장점이 있다.6)
- cereus의 경우 포자를 형성하므로 미생물학적 위해 가능성이 상존한다. 식중독균 외에 동정된 균으로 미루어 원료 생산에 GAP(Good Agriculture Practice)의 적용이 요구되며 작업장 및 작업자의 위생상태가 불량할 것으로 판단되며, 작업장의 청결 및 작업자의 개인위생에 대한 대비책이 마련되어야 할 것으로 판단된다. 그러나 이 실험에서는 한정된 시료를 대상으로 하였으므로 품목에 따라 식중독균의 분포의 차이가 있을 수 있으며, 실험 자체가 정성 분석으로서, 선택배지에 자란 모든 균을 동정한 것이 아니므로, E.
- 외국의 경우, ICMSF(The International Com- mision on Microbiological Specification for Foods), 영국,호주, 뉴질랜드 등에서는 식품 별로 세균 수 및 대장균군 수에 대한 정량적 규격 및 식중독 균에 관한 정량적 가이드라인을 적용하고 있다. 우수건강기능식품의 생산을 위해GMP(Good Manufacruting Practice)의 적용으로 식품의 미생물학적 위해 뿐만 아니라 작업장에서 오염가능성이 있는미생물학적 위해도 줄어들 수 있을 것이다. 그러나 아직 원료의 구입부터 완제품의 생산까지 미생물학적 위해에 관한규정이 없으며, 현재의 규격도 정량적이 아닌 정성적 규격으로 미생물에 대한 관리가 힘들어 어려움을 겪고 있다.
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