[논문]신기술 이용 식중독균 신속검출법 개발 동향 분석

김현주; 김용수; 정명섭; 오덕환; 전향숙; 하상도

신기술 이용 식중독균 신속검출법 개발 동향 분석
Trends in Rapid Detection Methods for Food-borne pathogenic Microorganisms by Using New Technologies 원문보기

한국식품위생안전성학회지 = Journal of food hygiene and safety, v.25 no.4, 2010년, pp.376 - 387

김현주 (중앙대학교) , 김용수 (한국보건산업진흥원) , 정명섭 (한국보건산업진흥원) , 오덕환 (강원대학교) , 전향숙 (한국식품연구원) , 하상도 (중앙대학교)

초록
AI-Helper

식품으로부터 식중독세균을 검출하는 대부분의 전통적인 방법들은 분리하고자 하는 미생물에 적합한 선택배지에 의존할 수밖에 없다. 이러한 선택배지들은 높은 경제성에도 불구하고 오래 걸려 때를 놓치게 되는 소요 시간이 항상 걸림돌로 작용하고 있으며, 하나의 선택배지로 한의 균만을 선택적으로 분리해 내는 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 최소화하기 위하여 IMS 등 면역학적 또는 분자생물학적 기법들을 접목시키고 있고, 증균에서 분리와 확인을 동시에 할 수 있는 package 형태의 제품들이 시판되고 있다. 또한 이러한 제품 중 일부는 국제표준기구로부터 인증을 받았고 대부분 chromogenic 기질을 함유한 선택배지들이 포함되어 있을 만큼 신뢰도가 높다고 할 수 있다. 그러나 선택배지 자체만은 이들 단점을 해결할 수 없어 항체를 활용한 신속, 간편하고 환경친화적인 ELISA법, 검출장비가 불필요하여 가장 신속, 간편하게 현장에서 사용하도록 기술을 향상시킨 paper-strip kit나 ELISA 분석 시 직면하는 시료의 matrix effect를 최소화할 수 있다는 장점을 지닌 형광면역분석법(fluoroimmunoassay)등 새로운 기술이 용도에 맞게 다양하게 개발되고 있다. 또한 동시진단 능력이 우수한 현장 진단형 시스템이 개발될 경우, 향후 신 시장 창출, 바이오칩 기술발전, 식중독균을 포함한 위해 미생물의 동시진단 및 역학조사 등에 지대한 기여를 할 것으로 판단된다. 식품에서 식품위해미생물 검출에 있어서 가장 이상적인 방법은 검출 과정이 간단하고 경제적이며 정확하여야 한다는 것이다. 또한 정량적 결과 산출이 가능하여야 하고, 자동화된 방법으로 전환이 가능하여야 산업에 적용될 수 있다는 것인데, 이러한 이상적인 검출방법은 현재까지 존재하지 않는다. 다만, 여러 방법들이 각각의 장점을 갖고 있을 뿐이다. 즉, 현실적 대안은 현재까지 개발된 각각의 방법을 목적과 대상에 따라 시의적절하게 병용 사용하여야 한다는 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, speedy, convenient and easy detection technologies have been developed rapidly and on the contrary, studies on development of traditional detectors applying biochemical characteristics has gradually been decreased. This review examined trend in current studies on detection of food-borne pathogenic microorganisms in the fields of selective media, immuno-assay, Polymerase Chain Reaction (PCR), microarray, terahertz spectroscopy & imagination and so on. Most traditional methods to detect the organisms from food matrix rely on selective media and such a method have disadvantages like long time requirement and distinguishing one species only from each selective medium although they are highly economical. Various new convenient methods such as Enzyme Linked Immuno-sorbent Assay (ELISA), paper-strip kit, fluoroimmunoassay etc. have been developed. The most ideal method for detecting food-borne pathogenic microorganisms in foods should be accurate, convenient, rapid and economical. Additionally, it is needed that capabilities of quantitative analysis and automation to be applied to industries.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 고에서는 현재까지의 식중독 원인미생물 진단기술의연구동향을 선택배지법, 면역기법, PCR 기법, microarray 기법, 테라헤르츠 분광/영상을 이용한 검출법, 기타 원리의 방법 등으로 나누어 살펴보고자 한다.

제안 방법

현 시점에서는 육안으로 판별이 어려운 탄저균과 소맥분 등 분말의 구별을 시도한 Ch0i 등의 연구가 있다. 10-300GHz 범위 내에서 투과 및 반사의 측정 방식을 사용하여 설탕, 전분, #균체 분말의 반사계수와 굴절률정보를 얻어 이들을 구분하였다.
품질이 떨어지는 물질을 사용하여 소비자를 속이는 변조 (adulteration) 행위가 문제시되고 있는 가짜참기름의 경우 테라헤르츠 분광을 이용하여 투사 또는 반사 방식으로 식물성 기름 시료의 테라헤르츠 펄스 파형을 측정함으로써 진위 여부를 효과적으로 감별해낼 수 있다는 보고가 있었다. 또한 밀가루를 감별하는데, 테라헤르츠파가 사용된 적이 있는데 0.1-2.0 테라헤르츠 범위 내에서 각기 다른 수분 함유량(8, 12, 18%)을 측정하고 예측모델을 구축한 다음 소맥분의 수분함량을 측정함으로써 구분하였다.

성능/효과

특히 인체에 많이 포함된 물에는 강하게 흡수되고 금속에는 반사되는 특징이 있어 이를 이용하여 의복이나 구두, 봉투, 포장 내에 있는 화학물질이나 금속을 개봉하지 않고 비접촉으로 검출할 수 있다. 따라서 이러한 테라헤르츠파의특성을 활용하면 포장된 상태에서 다양한 크기와 밀도를가진 식품 이물의 검색이 가능하고, 물질 고유의 투과, 흡수, 반사 특성을 이용하여 검색된 식품 이물질의 성분 동정도 가능하다. J6rdens과 Koch48^ 초콜렛 속에 혼합되어 있는 직경 1mm의 금속 나사, 유리 파편 등의 이물에 대해테라헤르츠 분광과 영상분석을 실시하여 검출한 바 있다.
또한, 샘플의 조합을 달리하여 군집을 해석하고자 할 때에도 추가적인 실험 없이 기존의 peak 프로파일 데이터를 비교함으로써 간단히 수행할 수 있으며, 존재량이 적은 미생물 종까지 검출해 낼 수 있는 장점이 있다 그러나 단점으로, peak의 베이스라인이 안정되지 못 할 경우, peak가 아닌 것까지 모두 peak로 간주해 버림으로써 미생물 종 다양성을 과다하게 평가하는 오류를 범할 수 있으며, 사용한 primer와 제한효소의 종류에 따라 군집해석 결과가 달라질 수 있다. 따라서 T-RFLP법은 복잡한 군집구조를 가지는 시료의 해석에는 적합하지 않으며, 종 다양성이 크지 않은 미생물 군집의 해석에 적용하는 것이 바람직하다.

후속연구

그러나 선택배지 자체만은 이들 단점을 해결할 수 없어 항체를 활용한 신속, 간편하고 환경친화적인 ELISA법, 검출장비가 불필요하여가장 신속, 간편하게 현장에서 사용하도록 기술을 향상시킨 paper-strip kit나 ELISA 분석 시 직면하는 시료의 matrix effect를 최소화할 수 있다는 장점을 지닌 형광면역분석법 (fluoroinununoassay)등 새로운 기술이 용도에 맞게 다양하게 개발되고 있다. 또한 동시진단 능력이 우수한 현장 진단형 시스템이 개발될 경우, 향후 신 시장 창출, 바이오칩 기술발전, 식중독균을 포함한 위해 미생물의 동시진단 및 역학조사 등에 지대한 기여를 할 것으로 판단된다. 식품에서식품위해미생물 검출에 있어서 가장 이상적인 방법은 검출과정이 간단하고 경제적이며 정확하여야 한다는 것이다.
식품에서식품위해미생물 검출에 있어서 가장 이상적인 방법은 검출과정이 간단하고 경제적이며 정확하여야 한다는 것이다. 또한 정량적 결과 산출이 가능하여야 하고, 자동화된 방법으로 전환이 가능하여야 산업에 적용될 수 있다는 것인데, 이러한 이상적인 검출방법은 현재까지 존재하지 않는다. 다만, 여러 방법들이 각각의 장점을 갖고 있을 뿐이다.
우수한 감별력과 재현성을 가지고 다양한 역학 자료와 높은 유전적 상관관계를 제시함으로써 여러 유전학적 molecular typing 방식 중 gold standard 로 인식되고 있다"1. 특히 이 기법은 전기영동에 의한 banding pattern을 분석함으로써 특정 식중독균에 의한 식중독 발생이 서로 다른 유래의 식품 분리주간 유전적 상관성을 확인하여 오염원을 파악하는 기초 자료로 활용될 수 있다. PFGE 는 균주 간 유전적 상관성을 쉽게 알 수 있고 실험실 간에 재현성이 우수하다.
다시 말해 기존 방법과는 비교도 안 될 정도로 조작이 간편화 될 가능성이 있다는 것이다. 현재로서는아직까지 연구 예가 적으므로, 앞으로 다양한 바이러스나 세균류에 테라헤르츠 기술을 적용해보고 테라헤르츠 파에 대한 바이러스나 세균류의 응답에 관한 데이터베이스를 구축할 필요가 있다. 현 시점에서는 겉으로 판별이 어려운 탄저균과 소맥분 등의 무해한 분말의 구별이 충분히 가능하다는 보고가 있다免

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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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