[논문]대구.경북지역 초등학교 급식에 공급되는 식재료의 제조.가공단계별 미생물 평가

김윤화; 류경; 이연경

대구.경북지역 초등학교 급식에 공급되는 식재료의 제조.가공단계별 미생물 평가
Microbiological Safety During Processing of Food Ingredients Supplied to Elementary School Food Services in Daegu and Gyeongbuk Provinces 원문보기

대한영양사협회 학술지 = Journal of the Korean dietetic association, v.15 no.2, 2009년, pp.152 - 167

김윤화 (경북대학교 식품영양학과) , 류경 (영남대학교 식품영양학과) , 이연경 (경북대학교 식품영양학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to evaluate changes in the microbiological safety of food ingredients supplied to elementary school food services during processing. For this purpose, fifteen food ingredients and twelve factories were chosen in the provinces of Daegu and Gyeongbuk. Total plate counts and coliform counts were reduced in the ingredients after washing, but they increased after packing. After packing, the following levels of total plate counts and coliforms were detected, respectively: peeled bellflower roots ($1.2{\sim}3.6{\times}10^6$, $3.1{\sim}4.6{\times}10^5$ CFU/g), blanched vegetables ($5.6{\times}10^3{\sim}2.0{\times}10^5$, <5~$1.5{\times}10^4$ CFU/g), soybean curd (<5~$5.4{\times}10^3$, <5~$2.2{\times}10^3$ CFU/g), buckwheat starch jelly (<5, <5 CFU/g), soybean sprouts ($1.2{\times}10^6{\sim}1.8{\times}10^7$, $2.4{\times}10^5{\sim}4.3{\times}10^6$ CFU/g), mackerel ($2.2{\times}10^2$, $1.3{\times}10^2$ CFU/g), chicken ($3.8{\times}10^4$, $6.7{\times}10^2$ CFU/g), pork ($6.7{\times}10^2$, <5 CFU/g), and beef ($9.4{\times}10^2{\sim}5.2{\times}10^4$, <5~$2.1{\times}10^3$ CFU/g). Generally, the microbiological safety of the food ingredients was better during the processing stage than during the other stages, with the exception of packing. Staphylococcus aureus, E. coli, and Bacillus cereus were detected in small amounts on the peeled bellflower roots, chicken, and pork, respectively. These results indicate that peeled bellflower roots, chicken, and pork need to be sanitized at the washing stage and cross contamination must be prevented at the packing stage.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 식재료의 제조·가공 각 단계에서 식중독 발생 원인을 규명하여 학교급식에서의 식중독 발생에 대한 과학적이고 근원적인 관리가 이루어지도록 하기 위하여 학교에 공급되는 식재료 중 식중독 고위험군에 속하는 전처리 채소, 두채류, 어육류, 두부, 묵의 제조 ․ 가공 단계를 규명하고, 각 단계에서 채취한 식재료의 미생물 오염도를 평가하여 미생물 안전성을 향상시키기 위한 방안을 제안해 보고자 하였다.
본 연구는 초등학교에 공급되는 식재료의 안전한 생산과 가공을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 주요 식재료 10품목, 15개 제품에 대하여 12개 공장을 선택하여 제조․ 가공단계별로 미생물 평가를 실시하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

β-hemolysis(+), gram(+), catalase(+), coagulase(+) 시험 후 API Staphylococcus aureus(Biomérieux, France)를 이용하여 확인하였고, 평균 집락 수에 희석배수를 곱하여 정량화 하였다.
β-hemolysis(+), gram(+), motility(+), catalase(+) 검사 후 API Listeria(Biomérieux, France)를 사용하여 확인하였다.
β-hemolysis(+), gram(-), motility(+), oxidase(+), indole(+) 검사 후 API 20E(Biomérieux, France)를 사용하여 확인하였다.
평균 집락 수에 희석배수를 곱하여 정량화 하였고, 독소형성 유무는 boiling 법으로 DNA를 추출하여 설사를 유발하는 hbl A gene(Jang 등 2006)을 PCR(polymerase chain reaction)로 확인하였다. PCR 증폭은 GeneAmp PCR system 9700(Applied Biosystem)을 사용하였으며, Primer 및 중합효소 연쇄반응 조건은 Table 1과 같다.
β-hemolysis(+), gram(+), catalase(+), coagulase(+) 시험 후 API Staphylococcus aureus(Biomérieux, France)를 이용하여 확인하였고, 평균 집락 수에 희석배수를 곱하여 정량화 하였다. Staphylococcal enterotoxins A, B, C and D kit(Oxoid, Japan)를 사용하여 독소의 유형을 확인하였다.
TPC와 같은 방법으로 전처리하여 희석한 후(10-1∼10-2) 1 mL의 희석액을 duplicate E. coli 3M PetrifilmTM Plate에 접종하여 35℃에서 24∼48시간 배양하여 거품을 형성하는 푸른색 집락을 계수하였다.
Xylose Lysine Desoxycholate(XLD) agar(Oxoid, UK)에 접종 후 35℃에서 24시간 배양한 뒤 β-hemolysis(+), gram(-), motility(+), oxidase(+), indole(+)인 집락을 API 20E(Biomérieux, France)를 사용하여 확인하였다.
분홍색의 둥근 환을 가진 집락을 β-hemolysis(+), gram(+), motility(+) 검사 후 API 20E(Biomérieux, France)와 API 50CHB(Biomérieux, France)를 이용하여 확인하였다.
제조·가공 각 공정별 시료는 작업시간에 공장을 방문하여 주요 각 단계별 끝 지점에서 3곳 이상에서 250 g 씩을 무균적으로 채취하고 아이스박스로 운반하여 4시간 이내에 실험하였다.
직경 2∼4 mm인 청록색의 서당 비분해 집락에 대하여 gram(-), motility(+), oxidase(+), indole(+) 검사 후 API 20E(Biomérieux, France)를 사용하여 확인하였다.
한 평판 당 30∼300개의 집락을 보인 petri dishes를 선택하여 colony forming units per gram(CFU/g)로 표시하였다.

대상 데이터

연구대상 업체는 대구․ 경북지역 식품가공공장 중에서 거래하는 단체급식소의 수와 전체 매출량에 따라 대규모와 중소규모 업체 12곳으로 하였다. 식재료 선정은 수분활성도 0.85 이상, pH 4.6 이상, 상온에 보관하면 쉽게 상하는 식품, 고단백식품, 토양에 오염된 농산물, 싹이 나는 식품 등을 기준(교육과학기술부 2004, FDA 2005)으로 하였으며, 전처리 채소, 두부 ․ 묵류, 두채류, 절단생선, 육류 등 10개 품목, 15개 제품을 2006년 11월부터 2007년 5월까지 채취하였다.
연구대상 업체는 대구․ 경북지역 식품가공공장 중에서 거래하는 단체급식소의 수와 전체 매출량에 따라 대규모와 중소규모 업체 12곳으로 하였다. 식재료 선정은 수분활성도 0.

이론/모형

채취된 샘플은 식품공전(2005)의 방법을 기준으로 실시하였고, Total plate count(TPC), Coliform groups, Escherichia coli, Salmonella species, Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Vivrio parahaemolyticus와 Staphylococcus aureus를 정성 또는 정량 분석하였다.
분홍색의 둥근 환을 가진 집락을 β-hemolysis(+), gram(+), motility(+) 검사 후 API 20E(Biomérieux, France)와 API 50CHB(Biomérieux, France)를 이용하여 확인하였다. 평균 집락 수에 희석배수를 곱하여 정량화 하였고, 독소형성 유무는 boiling 법으로 DNA를 추출하여 설사를 유발하는 hbl A gene(Jang 등 2006)을 PCR(polymerase chain reaction)로 확인하였다. PCR 증폭은 GeneAmp PCR system 9700(Applied Biosystem)을 사용하였으며, Primer 및 중합효소 연쇄반응 조건은 Table 1과 같다.

성능/효과

1. 두 회사 박피도라지 원재료의 일반세균 초기오염도가 7.0×105∼5.2×106 CFU/g로 높았고, 세척 공정 후 소량 감소하였다가 포장공정을 거치면서 다시 증가하여 완제품의 일반세균 수가 106 CFU/g, 대장균군 105 CFU/g로 평가되었다.
2. 콩나물은 재배일수가 증가함에 따라 일반세균 수가 대체로 증가하는 경향을 보였고, 세척공정 후 감소하였다가 포장 후 다시 소량 증가하여 완제품의 일반세균 수는 1.2×106∼1.8×107 CFU/g, 대장균군이 2.4×105∼4.3×106 CFU/g로 검출되어 미생물 오염도가 매우 높았다.
3. 절단고등어는 세척하면서 해동을 시키기 때문에 해동 후와 완제품의 일반세균과 대장균군 수는 10² CFU/g로 비슷하였다가 성형, 세척공정을 거친 후 감소되었다. 하지만 염지, 숙성, 포장 단계를 거치면서 소량 증가하여 다시 해동 후 수준과 비슷하였고, 다른 병원성 미생물들은 검출되지 않았다.
4. 절단 닭고기는 원료육의 입고에서부터 일반세균 3.6×103 CFU/g, 대장균군 9.0×10 CFU/g, 대장균 2.0×10 CFU/g, S. aureus 2.1×10 CFU/g가 검출되었고, 완제품에서도 일반세균 3.8×104 CFU/g, 대장균군 6.7×102 CFU/g, 대장균 2.6×102 CFU/g, S. aureus 4.2×10 CFU/g 검출되었다.
5. K사 두부의 경우는 끓이는 공정 후 포장하지 않은 상태에서 1, 2차의 식히는 공정을 거치는 동안 오염되어 완제품에서 5.4×103 CFU/g의 일반세균과 2.2×103 CFU/g의 대장균군이 검출되어 식품공전의 기준에 미달되었으나 다른 2개 업체의 두부는 미생물 품질이 우수한 것으로 조사되었다.
A사 박피도라지의 원재료 일반세균이 5.2×106 CFU/g, 대장균군은 3.6×106 CFU/g이었고, 세척 공정 후 일반세균은 3.3×105 CFU/g, 대장균군은 1.7×105 CFU/g, 포장공정 후 일반세균 3.6×106 CFU/g, 대장균 4.6×105 CFU/g 검출되었다.
B사 박피도라지의 원재료 일반세균은 7.0×105 CFU/g, 대장균군은 3.3×105 CFU/g 검출되었으나 세척공정 후에는 일반세균이 5.5×105 CFU/g, 대장균군이 2.4×105 CFU/g 검출되었고, 포장공정 후 일반세균이 1.2×106 CFU/g, 대장균군이 3.1×105 CFU/g 검출되어 포장공정을 거치는 동안 소량 증가하는 경향을 보였다.
L사의 묵은 메밀을 갈고 난 후 일반세균 수가 8.9×102 CFU/g으로 증가하였는데 이것은 기계의 오염으로 인한 것으로 생각되며, 데치고 끓이는 공정 동안 살균되어 완제품에서는 일반세균과 대장균이 ＜5 CFU/g로 검출되어 식품공전의 미생물 기준에 적합한 것으로 평가되었다.
국거리용 쇠고기는 여러 작업 단계를 거치면서 미생물 수가 증가하여 완제품의 일반세균 9.4×102∼5.2×104 CFU/g, 대장균이 ＜5∼2.1×103 CFU/g 검출되었고, 다른 병원성 미생물은 검출되지 않았다.
데친 나물은 데침과 세척 공정 후에도 일반세균의 수가 103∼104 CFU/g이었고, 대장균군도 검출되었으며, 포장 공정을 거친 후에는 소량 증가하였다.
데친나물은 완제품에서 일반세균이 5.6×103∼2.0×105 CFU/g, 대장균군이 ＜5∼1.5×104 CFU/g 검출되었고, 기타 병원성 미생물은 검출되지 않아 만족할 만한 수준이었다.
데친나물은 일반세균 108 CFU/g, S. aureus가 104 CFU/g로 박피도라지와 마찬가지로 원부재료에서 오염도가 매우 높았지만 A사 데친 취나물의 세척 공정 후에는 1.1×104 CFU/g의 일반세균과 4.2×102 CFU/g의 대장균군이 검출되었고, B사 데친 고사리에서는 일반세균이 4.6×103 CFU/g, 대장균군이 ＜5 CFU/g검출되었다.
두부와 묵은 끓이는 공정 후 일반세균과 대장균군 모두 ＜5 CFU/g로 검출되지만 K사 두부의 경우는 끓이는 공정 후 포장하지 않은 상태에서 1, 2차의 식히는 공정을 거치는 동안 오염되어 완제품에서 5.4×103 CFU/g의 일반세균과 2.2×103 CFU/g의 대장균군이 검출되어 식품공전의 기준에 부적합하였다.
또한 L사의 묵은 메밀을 갈고 난 후 일반세균수가 8.9×102 CFU/g으로 증가하였는데 이것은 기계의 오염으로 인한 것으로 생각되며, 데치고 끓이는 공정 동안 살균되어 완제품에서는 일반세균과 대장균이 ＜5 CFU/g로 검출되어 식품공전의 미생물 기준에 적합한 것으로 평가되었다.
cereus는 곡류, 야채 등에서 많이 검출되며 식품일반에서 보통 10∼10³ CFU/g 범위가 검출되고, 10⁶ CFU/g 이상일 때 식중독을 유발하는 것으로 알려져 있다(Kim 등 2006b). 본 연구에서는 1개 업체의 원도라지에서 검출되었으나 세척공정을 거친 후에는 검출되지 않았고, 1개 업체의 콩나물에서 설사형의 독소를 형성하는 B. cereus가 원재료에서부터 완제품까지 검출되었다. Kim 등(2002)의 콩나물 연구에서는 17개의 샘플 중 12개에서 B.
본 연구에서는 수산물의 일반세균 수는 일반적으로 신선어육으로 인정되는 총균수 105 이하로 검출되었고, Kim 등(2008)의 염장고등어의 제조직 후 총균수 5.3×105∼7.6×105 CFU/g 보다도 매우 낮은 오염수준을 보여 수산물의 미생물 품질이 우수한 것으로 평가되었다.
본 연구의 완제품 박피도라지의 오염도는 Ha & Ryu(2005)의 서울지역 초등학교에 납품되는 전처리 도라지의 검수 시 일반세균 수 4.2×105 CFU/g, 대장균군 수 0.9×102 CFU/g 보다 높은 오염 수준을 보였고, A사 도라지의 S. aureus 오염도도 Ha & Ryu(2005)의 0.21×102 CFU/g 보다 높았다.
cereus의 관리를 위해서는 원료콩을 세척하는 초기공정에서부터 재배공정, 재배 후의 세척공정에서 균에 대한 관리와 세척효과를 높이기 위한 공정에 대한 연구가 필요하다고 생각된다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 재배기간 동안 균의 증식을 억제하기 위한 원료콩의 세척과 소독, 작업환경에 대한 철저한 관리, 콩나물의 세척 및 소독관리, 포장실의 환경 및 개인위생에 대한 관리가 요구되었다.
재배일 수가 증가함에 따라 일반세균 수가 대체로 증가하는 경향을 보였고, 세척공정 후 감소하였다가 포장 후 다시 소량 증가하여 완제품의 일반세균 수는 1.2×106∼1.8×107 CFU/g, 대장균군이 2.4×105∼4.3×106 CFU/g로 검출되어 미생물 오염도가 높은 편이었다.
절단 닭고기는 원료육의 입고에서부터 일반세균이 3.6×103 CFU/g, 대장균군이 9.0×10 CFU/g, 대장균이 2.0×10 CFU/g, S. aureus가 2.1×10 CFU/g 검출되었고, 완제품에서도 일반세균 3.8×104 CFU/g, 대장균군 6.7×102 CFU/g, 대장균 2.6×102 CFU/g, S. aureus 4.2×10 CFU/g 검출되었다.
지육작업 후 H사 국거리용 쇠고기의 일반세균이 1.0×10 CFU/g, 대장균군이 ＜5 CFU/g 검출되었고, I사 1차 평가에서는 일반세균이 5.4×103 CFU/g, 대장균군이 5.4×102 CFU/g, I사 2차 평가에서는 일반세균이 1.6×103 CFU/g, 대장균군이 ＜5 CFU/g 검출되었으나 여러 작업 단계를 거치면서 미생물 수가 증가하여 H사 완제품의 일반세균이 1.2×104 CFU/g, 대장균군이 2.0×10 CFU/g, I사 1차 평가에서 일반세균이 5.2×104 CFU/g, 대장균군이 2.1×103 CFU/g, 2차 평가에서 일반세균이 9.4×102 CFU/g, 대장균군이 ＜5 CFU/g 검출되었다.
지육작업 후 돼지고기의 일반세균 2.2×103 CFU/g, 대장균군 4.0×10 CFU/g, S. aureus 2.3×10 CFU/g 검출되었고, 완제품에서는 일반세균 6.7×102 CFU/g, 대장균군 ＜5 CFU/g, S. aureus 4.8×10 CFU/g 검출되었다.
지육작업 후 돼지고기의 일반세균이 2.2×103 CFU/g, 대장균군이 4.0×10 CFU/g, S. aureus가 2.3×10 CFU/g 검출되었고, 완제품에서는 일반세균 6.7×102, 대장균군 ＜5, S. aureus가 4.8×10 CFU/g 검출되었다.
진공포장 공정 후에는 일반세균이 소량 증가하여 A사 완제품에서는 2.0×105 CFU/g, 대장균군이 1.5×104 CFU/g 검출되었고, B사 완제품에서는 일반세균이 5.6×103 CFU/g, 대장균군이 ＜5 CFU/g검출되었고, 기타 병원성 미생물은 검출되지 않았다.
하지만 세척 후 일반세균 수 6.9×105 CFU/g, 대장균군 수 1.1×103 CFU/g 보다는 높은 오염수준을 보였다.
4×10² CFU/g 검출되었으나 A∼D형의 독소는 확인되지 않았다. 황색포도상구균 수는 식품공전의 기준인 1 g 당 100 이하에 부적합한 것으로 평가되었다. B사 도라지는 원부재료에서 설사를 유발하는 독소를 형성하는 B.

후속연구

cereus는 100℃에서 5분 이상 가열을 해도 생존하는 포자를 생성하므로(ICMSF 1980) 작업장, 원부재료, 포장 전 완제품의 세척 공정에서 철저한 세척과 소독공정이 이루어져야 할 것이다. 또한 작업자의 철저한 작업관리, 선별 및 세척, 포장 공정 단계에서 작업대의 청결과 작업자의 복장, 위생장갑 등의 청결 착용 등에 대해 철저한 위생교육이 실시되어야 할 것이다. 포장이 완료된 완제품은 공장에서 냉장보관 되었다가 냉장온도를 유지하면서 유통업체를 거쳐 학교로 배송되는데 S.
monocytogenes가 검출되었다. 본 연구에서는 검출되지 않았지만 선행연구 자료에서 검출된 균과 본 연구 결과에서 소량 검출된 B. cereus의 관리를 위해서는 원료콩을 세척하는 초기공정에서부터 재배공정, 재배 후의 세척공정에서 균에 대한 관리와 세척효과를 높이기 위한 공정에 대한 연구가 필요하다고 생각된다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 재배기간 동안 균의 증식을 억제하기 위한 원료콩의 세척과 소독, 작업환경에 대한 철저한 관리, 콩나물의 세척 및 소독관리, 포장실의 환경 및 개인위생에 대한 관리가 요구되었다.
본 연구를 통하여 초등학교급식 식재료의 안전한 생산을 위해 다음과 같은 제언을 하고자 한다. 원부재료의 오염정도가 완제품의 미생물 품질에 영향을 미치므로 모든 식재료의 원부재료에 대한 미생물관리가 선행되어야 할 것이고, 박피도라지, 콩나물은 세척공정을 거친 후에도 오염수준이 높으므로 생산 단계에서 살균공정이 포함되어야 하므로 콩나물 재배 및 가공공장에서도 HACCP system을 실시하여 관리하여야 할 것으로 사료된다. 육류의 가공단계에서 작업량의 증가에 따라 오염도가 높아지므로 작업 중 작업대의 청결관리와 기계 및 도구의 철저한 세척과 소독이 요구되며, 포장공정을 거치는 동안 오염도가 증가하므로 교차오염을 막기 위하여 포장실의 환경과 작업자에 대한 철저한 위생관리가 이루어져야 할 것이다.
aureus는 15∼80%에서 독소가 형성되고(Lawrynowicz-Paciorek 등 2007), A∼J형의 독소에 의해 식중독이 유발되는데 그 중 A∼D형의 독소가 가장 많이 생성된다(Hui 등 1994). 이번 연구에서 박피 도라지와 닭고기, 돼지고기에서 S. aureus가 원재료에서부터 완제품까지 검출되어 원부재료에 대한 철저한 관리와 작업 공정 중 위생장갑의 착용, 철저한 세척 및 소독, 작업대에 대한 청결과 소독이 요구되었다. Nam(2006)의 연구에서는 쇠고기에서 독소를 형성하지 않는 S.
또한 작업자의 철저한 작업관리, 선별 및 세척, 포장 공정 단계에서 작업대의 청결과 작업자의 복장, 위생장갑 등의 청결 착용 등에 대해 철저한 위생교육이 실시되어야 할 것이다. 포장이 완료된 완제품은 공장에서 냉장보관 되었다가 냉장온도를 유지하면서 유통업체를 거쳐 학교로 배송되는데 S. aureus, B. cereus는 냉장식품에서도 생존가능한 병원성 미생물(Dufrenne 등 1995; Choma 등 2000)이므로 제조 ․ 가공단계에서 병원성 미생물에 대한 관리가 더욱더 강조되어야 할 것이다.
1×10² CFU/g, 대장균군이 검출되지 않은 Yoo 등(2000)의 연구결과와 비교할 때 본 연구의 묵도 미생물 품질이 우수한 것으로 나타났다. 하지만 본 연구를 통하여 두부, 묵류의 가공공정 중 원재료의 관리, 분쇄용기구, 작업대 등의 철저한 위생관리와 식힘 공정 중의 냉각수의 관리 및 살균 공정에 대한 철저한 관리가 요구되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	학교급식 식재료로 닭고기의 특징은?	닭고기는 담백한 맛과 단백질이 풍부한 주요 식재료이지만 닭고기 특징으로 인해 미생물 오염도가 높은 식재료이다. Kim & Kim(2007)의 연구에서도 HACCP 업체에서 생산된 닭고기에서 S.
	학교급식에서 콩나물 식중독 위험이 적은 이유는?	이러한 결과는 소량으로 균이 존재하는 경우 시료채취 시 균질화 되지 않은 샘플링이나 소량 채취에 기인할 것으로 유추된다. 콩나물은 재배특성 상 미생물 오염도가 높은 식재료이지만 학교급식에서 콩나물은 대부분이 가열공정을 거쳐 제공되므로 식중독의 위험은 적을 것이다. 그러나 Kim & Chae(2005)의 연구에서 원부재료의 미생물 오염이 가열공정 후에도 상당히 전이되었고, 작업 중 교차오염의 원인이 될 수 있으므로 공장에서 세척공정 후 적절한 살균공정과 철저한 위생관리가 이루어져야 할 것이다.
	Total plate count는 어떻게 분석하였는가?	채취한 시료 25 g에 225 mL 인산완충희석액을 가하여 균질화한 후 이 중 1 mL을 시험원액으로 하여 각 단계(10-2∼10-6)별로 희석하여 사용하였다. 각 단계의 희석액 1 mL을 duplicate petri dishes에 넣고 15 mL Plate Count Agar(cooled to 45±1℃)(Oxoid, UK)를 혼합하여 굳힌 후 35℃에서 24∼48시간 동안 배양하였다. 한 평판 당 30∼300개의 집락을 보인 petri dishes를 선택하여 colony forming units per gram(CFU/g)로 표시하였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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