국내 유통 고춧가루의 병원성 대장균 오염 및 대장균 저감화 방법 Efficient Treatment Methods for Reducing Escherichia coli Populations in Commercially-Available Red Pepper Powder in Korea원문보기
국내에서 생산 유통 중인 50개의 시료 고춧가루에서 병원성 대장균 오염도 조사를 실시하였다. 병원성 대장균의 확인은 분자생물학적 방법인 PCR(polymerase chain reaction)법을 사용하였으며 4종류의 병원성 대장균(EAEC, EPEC, EHEC, ETEC)의 검출은 각각 target gene을 검출할 수 있는 primer와 반응시켜 시료 중 병원성 대장균의 종류를 확인하였다. 실험 결과 시료 50점 중 1점에서 병원성 대장균이 검출되었으며 오염도는 2%이며, 병원성 대장균의 종류는 EAEC(장관 부착성 대장균, enteroadherent E. coli )형으로 확인되었다. 고춧가루 시료에 대장균 표준균주를 인위적으로 접종 후 시료에 알코올을 농도별로 희석하여 처리하고 선택배지를 사용하여 대장균수를 확인한 결과, 대조군은 대장균 수가 $1.2{\times}10^6$ cfu/mL로 검출되었고, 알코올 10% 처리하여 10분 경과하였을 경우 대장균 수는 $1.1{\times}10^6$ cfu/mL이었으나, 시료에 알코올 20% 이상의 농도로 처리한 실험군은 백배희석 시료에서 대장균이 검출되지 않았다. 이에 고춧가루에 20%이상 농도로 10분 이상 알코올 침지 처리는 대장균 살균에 효과가 있었다. 또한, 대장균 표준군주를 접종한 시료에 UV를 시간별로 구분하여 조사 후 선택배지를 사용하여 대장균 수를 확인한 결과 대조군의 대장균 수는 $5.0{\times}10^5$ cfu/mL이었으나 45분간 UV를 조사 후 확인한 대장균 수는 $1.0{\times}10^3$ cfu/mL이었고, 60분과 120분의 UV 조사 시 백배 희석한 시료에서 대장균은 검출되지 않았다. UV 조사 시 45분 경과시에 대장균 수는 $10^2$ cfu/mL 감소되었고, 60분 이상 UV조사 시 백배희석 시료에서 대장균이 검출되지 않아 고춧가루 시료의 오염 감소에 효과가 있었다.
국내에서 생산 유통 중인 50개의 시료 고춧가루에서 병원성 대장균 오염도 조사를 실시하였다. 병원성 대장균의 확인은 분자생물학적 방법인 PCR(polymerase chain reaction)법을 사용하였으며 4종류의 병원성 대장균(EAEC, EPEC, EHEC, ETEC)의 검출은 각각 target gene을 검출할 수 있는 primer와 반응시켜 시료 중 병원성 대장균의 종류를 확인하였다. 실험 결과 시료 50점 중 1점에서 병원성 대장균이 검출되었으며 오염도는 2%이며, 병원성 대장균의 종류는 EAEC(장관 부착성 대장균, enteroadherent E. coli )형으로 확인되었다. 고춧가루 시료에 대장균 표준균주를 인위적으로 접종 후 시료에 알코올을 농도별로 희석하여 처리하고 선택배지를 사용하여 대장균수를 확인한 결과, 대조군은 대장균 수가 $1.2{\times}10^6$ cfu/mL로 검출되었고, 알코올 10% 처리하여 10분 경과하였을 경우 대장균 수는 $1.1{\times}10^6$ cfu/mL이었으나, 시료에 알코올 20% 이상의 농도로 처리한 실험군은 백배희석 시료에서 대장균이 검출되지 않았다. 이에 고춧가루에 20%이상 농도로 10분 이상 알코올 침지 처리는 대장균 살균에 효과가 있었다. 또한, 대장균 표준군주를 접종한 시료에 UV를 시간별로 구분하여 조사 후 선택배지를 사용하여 대장균 수를 확인한 결과 대조군의 대장균 수는 $5.0{\times}10^5$ cfu/mL이었으나 45분간 UV를 조사 후 확인한 대장균 수는 $1.0{\times}10^3$ cfu/mL이었고, 60분과 120분의 UV 조사 시 백배 희석한 시료에서 대장균은 검출되지 않았다. UV 조사 시 45분 경과시에 대장균 수는 $10^2$ cfu/mL 감소되었고, 60분 이상 UV조사 시 백배희석 시료에서 대장균이 검출되지 않아 고춧가루 시료의 오염 감소에 효과가 있었다.
This study was conducted to investigate the level of contamination of pathogenic Escherichia (E.) coli in 50 types of red pepper powders collected domestically. Pathogenic E. coli was confirmed using real-time PCR to confirm the 4 types of EAEC, EPEC, EHEC and ETEC. One sample out of 50 was contamin...
This study was conducted to investigate the level of contamination of pathogenic Escherichia (E.) coli in 50 types of red pepper powders collected domestically. Pathogenic E. coli was confirmed using real-time PCR to confirm the 4 types of EAEC, EPEC, EHEC and ETEC. One sample out of 50 was contaminated with pathogenic E. coli. The type of pathogenic E. coli detected in the sample was EAEC. This study was also conducted to determine the effect of alcohol treatment on the reduction of E. coli populations in red pepper powder. The amount of E. coli in the control was $1.2{\times}10^6$ cfu/mL. The amount of E. coli in 10 minutes immersion treatment with 10% alcohol was $1.1{\times}10^6$ cfu/mL. In samples treated with over 20% alcohol, E. coli was not detected. This showed that 10 minutes of immersion in over 20% alcohol might be effective to reduce E. coli. This study was also conducted to determine the effect of UV irradiation on E. coli reduction. The number of E. coli in the control group was $5.0{\times}10^5$ cfu/mL. However, the number of E. coli in 45 min of the UV irradiated sample decreased to $1.0{\times}10^3$ cfu/mL, by $10^2$ cfu/mL. In contrast, E. coli was not detected in an over 60 min UV irradiated sample in $10^{-2}dilution$. This study showed that over 20% alcohol treatment and UV irradiation for 60 min was effective to control E. coli in red pepper powder.
This study was conducted to investigate the level of contamination of pathogenic Escherichia (E.) coli in 50 types of red pepper powders collected domestically. Pathogenic E. coli was confirmed using real-time PCR to confirm the 4 types of EAEC, EPEC, EHEC and ETEC. One sample out of 50 was contaminated with pathogenic E. coli. The type of pathogenic E. coli detected in the sample was EAEC. This study was also conducted to determine the effect of alcohol treatment on the reduction of E. coli populations in red pepper powder. The amount of E. coli in the control was $1.2{\times}10^6$ cfu/mL. The amount of E. coli in 10 minutes immersion treatment with 10% alcohol was $1.1{\times}10^6$ cfu/mL. In samples treated with over 20% alcohol, E. coli was not detected. This showed that 10 minutes of immersion in over 20% alcohol might be effective to reduce E. coli. This study was also conducted to determine the effect of UV irradiation on E. coli reduction. The number of E. coli in the control group was $5.0{\times}10^5$ cfu/mL. However, the number of E. coli in 45 min of the UV irradiated sample decreased to $1.0{\times}10^3$ cfu/mL, by $10^2$ cfu/mL. In contrast, E. coli was not detected in an over 60 min UV irradiated sample in $10^{-2}dilution$. This study showed that over 20% alcohol treatment and UV irradiation for 60 min was effective to control E. coli in red pepper powder.
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문제 정의
그러나 식중독 발생과 직결된 병원성 대장균의 오염도 조사 자료는 전무하다. 따라서 국내에서 유통 중인 고춧가루에서 병원성 대장균의 오염정도와 종류를 정확히 파악하고자 본 연구를 실시하였다. 또한, 본 연구에서는 오염된 고춧가루의 병원성 대장균을 저감화할 수 있는 방법으로 고춧가루 시료에 E.
따라서 국내에서 유통 중인 고춧가루에서 병원성 대장균의 오염정도와 종류를 정확히 파악하고자 본 연구를 실시하였다. 또한, 본 연구에서는 오염된 고춧가루의 병원성 대장균을 저감화할 수 있는 방법으로 고춧가루 시료에 E. coli ATCC 11775를 배양 후 인위적으로 오염시켜 일정 농도로 희석한 알코올을 이용하였으며 또한 세척하는 것과 분쇄까지 공정을 마친 제품에 UV를 조사하여 병원성 대장균이 어느 정도 저감화될 수 있는지 두 가지 방법의 효율성을 파악하여 고춧가루 살균처리 방법이 대장균의 오염감소에 미치는 효과에 관한 자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
1.5 mL tube에 시료액의 상층액 500μL, binding buffer와 iso-propanol을 500 μL씩 넣고 column에 750 μL을 넣고, 20,000×g으로 2분간 원심분리 하고 column을 통과한 여과액은 버린 후 동일한 column에 남은 시료액 750 μL을 이용하여 반복 진행하여 DNA를 추출하였다.
대장균이 검출되지 않은 시료 2 g을 채취하여 멸균된 일회용 패트리디쉬(DM: 900 mm)에 담은 후 표준균주 E. coli ATCC 11775(31.9 cfu/vial)(BTF Pty Ltd.)를 EC broth (Merck Co.)에 접종하여 35±2 ℃에서 24시간 증균시킨 배양액의 대장균수는 4.0×106 cfu/mL이고 이 배양액 1 mL를 고춧가루 시료에 넣은 후, 대장균이 접종된 고춧가루 시료에 99.9% ethanol(Merck Co.)과 0.85% NaCl 용액을 이용하여 각 농도별로 희석 제조한 용액 10 mL을 처리하고 10분, 30분, 1시간 침지 후 시간별로 처리한 후 침지시간에 따른 대장균 수를 측정하였다.
또한 시료 2 g을 멸균된 일회용 패트리디쉬에 담고 표준균주 E. coli ATCC 11775(31.9 cfu/vial)(BTF Pty Ltd)를 접종하여 35±2 ℃, 24시간 증균시킨 배양액을 1 mL(4.0×106 cfu/mL) 접종시켰으며, UV 조사는 크린벤치(LA2-6A3, Esco)의 UV lamp(40 W)를 이용하였으며 UV lamp와 패트리디쉬와 거리는 715 mm이며 5분, 15분, 30분, 45분, 1시간, 2시간 시간별로 UV를 조사 후 시료의 대장균 수를 확인하였다.
병원성 대장균의 오염도 조사를 위한 RT-PCR(7500 fast real-time PCR, The Applied Biosystems Inc, Forster City, CA, USA)를 사용하였고 병원성대장균 저감화 효율 실험에는 대장균의 저감화 방안 실험의 UV처리는 크린벤치 (LA2-6A3, Esco, Singapore)의 UV lamp(40 W * 1 set)를 사용하였다.
국내에서 생산 유통 중인 50개의 시료 고춧가루에서 병원성 대장균 오염도 조사를 실시하였다. 병원성 대장균의 확인은 분자생물학적 방법인 PCR(polymerase chain reaction)법을 사용하였으며 4종류의 병원성 대장균(EAEC, EPEC, EHEC, ETEC)의 검출은 각각 target gene을 검출할 수 있는 primer와 반응시켜 시료 중 병원성 대장균의 종류를 확인하였다. 실험 결과 시료 50점 중 1점에서 병원성 대장균이 검출되었으며 오염도는 2%이며, 병원성 대장균의 종류는 EAEC (장관 부착성 대장균, enteroadherent E.
병원성대장균 오염도 조사 시 시료의 전처리는 PowerPrep DNA extraction from food and feed kit(E0002, Kogenebiotech Co. Ltd., Seoul, Korea)를 사용하여 DNA를 추출하였다.
0×106 cfu/mL) 접종시켰으며, UV 조사는 크린벤치(LA2-6A3, Esco)의 UV lamp(40 W)를 이용하였으며 UV lamp와 패트리디쉬와 거리는 715 mm이며 5분, 15분, 30분, 45분, 1시간, 2시간 시간별로 UV를 조사 후 시료의 대장균 수를 확인하였다. 스토마커 백에 대장균을 인위적으로 오염시킨 시료와 각 농도별로 알코올을 넣어 침지하고 시간이 경과에 따른 시료 및 자외선 처리 후의 시료를 1 g 취하여 시험관 일반희석법을 시행하고 각 희석단계별로 배지에 도말하여 균수를 확인하였다. 이때 선택배지인 Brilliance Chromogenic E.
Template DNA의 경우 안정화를 위하여 50℃에서 2분, 초기 denaturation 과정을 위하여 95℃에서 10분간 수행하였고, DNA 증폭을 위하여 denaturation 과정으로 95℃에서 15초, primer annealing과 extension 과정으로 60℃에서 1분간, 35회 반복 실시하였다. 음성 대조군으로는 template DNA를 넣지 않고 DW를 사용하였으며, 양성 대조군은 kit에 구성된 control DNA C를 사용하였다.
이때 선택배지인 Brilliance Chromogenic E. coli/coliforms Media(Oxoid Ltd.)에 도말하여 35±2 ℃에 2일간 배양하여 cfu(colony forming uni)를 결정하여 대장균 수의 감소 정도를 확인하였다.
추출한 미생물의 DNA 중 병원성 대장균의 확인을 위하여 RT-PCR 분석용 primer와 시료 중 추출한 template DNA, 2×real-time PCR master mix, DW를 혼합 조성 후 PCR을 시행한다.
대상 데이터
국내에서 생산 유통 중인 50개의 시료 고춧가루에서 병원성 대장균 오염도 조사를 실시하였다. 병원성 대장균의 확인은 분자생물학적 방법인 PCR(polymerase chain reaction)법을 사용하였으며 4종류의 병원성 대장균(EAEC, EPEC, EHEC, ETEC)의 검출은 각각 target gene을 검출할 수 있는 primer와 반응시켜 시료 중 병원성 대장균의 종류를 확인하였다.
병원성 대장균 검출을 위한 primer로는 PowerChek pathogen real-time PCR kit(Kogenebiotech Co. Ltd.)인 EAECaggR, east(R0121), EPEC-bfpA, eaeA(R0122), E. coli 4-plexⅠ-stx1, stx2, LT, ST(R0131)를 사용하였다. Kit는 primer, 2×real-time PCR master mix로 구성되어 있다.
병원성 대장균의 오염도 조사 및 저감화 실험을 위한 시료로서 2011년도에 생산되어 국내 시장 유통 중인 고춧가루 총 50점을 미생물 분석 채취요령에 따라 멸균 백과 스푼을 사용하여 500 g의 시료를 채취하고 이중 10 g을 미생물 실험에 사용하였다.
병원성대장균 저감화 효율 실험에는 Escherichia(E.) coli의 표준균주 Bioball ATCC 11775(31.9 cfu/vial)(BTF Pty Ltd, Sydney, Australia)를 사용하였으며 대장균의 증균을 위한 배지로는 EC broth(Merck Co., Darmstadt, Germany) 를 사용하였고 선택배지로는 Brilliance Chromogenic Media E. coli/coliforms(Oxoid Ltd., Cambridge, England)를 사용 하였다. 대장균 접종 시료에 알코올 처리 실험에는 ethanol HPLC급(Merck Co.
성능/효과
10% 농도의 알코올 처리시 침지 시간이 10분 경과하였을 때 시료의 대장균 수는 1.1×106 cfu/mL이었고, 20% 이상 농도의 알코올에 10분간 침지한 시료는 백배 희석 시에 대장균이 검출되지 않았다.
0×103 cfu/mL이었고, 60분과 120분의 UV 조사 시 백배 희석한 시료에서 대장균은 검출되지 않았다. UV 조사 시 45분 경과 시에 대장균 수는 102 cfu/mL 감소되었고, 60분 이상 UV 조사 시 백배희석 시료에서 대장균이 검출되지 않아 고춧가루 시료의 오염 감소에 효과가 있었다.
고춧가루 시료에 대장균 표준균주를 인위적으로 접종 후 시료에 알코올을 농도별로 희석하여 처리하고 선택배지를 사용하여 대장균수를 확인한 결과, 대조군은 대장균 수가 1.2×106 cfu/mL로 검출되었고, 알코올 10% 처리하여 10분 경과하였을 경우 대장균 수는 1.1×106 cfu/mL이었으나, 시료에 알코올 20% 이상의 농도로 처리한 실험군은 백배희석 시료에서 대장균이 검출되지 않았다.
cfu/mL까지 감소하였으며, UV 살균시간을 60분 이상 실시하였을 경우 백배 희석시료에서 대장균은 검출되지 않았다. 그러므로 UV 살균시간을 5분 정도 실시하면 대장균 수는 102 cfu/mL 정도 감소시킬 수 있었고, 60분 이상 UV 조사 시는 대장균을 102 cfu/mL 이하로 살균할 수 있었다. 이상의 실험에서 한국 음식의 주요 향신료인 고춧가루에 오염된 대장균의 종류를 확인하였으며, 인위적인 오염으로 알코올 처리 및 UV 조사 등의 다양한 요인에 의하여 미생물의 감수성이 다르기에 본 실험 결과는 알코올이나 UV를 이용하여 고춧가루를 살균하는 공정에 기준이 될 수 있는 유용한 정보가 될 것이다.
또한 알코올 처리 후 30분이 경과하였을 때, 알코올을 처리하지 않은 대조구의 대장균 수는 1.7×106 cfu/mL이며, 10% 알코올로 처리 시 대장균 수는 1.0×106 cfu/mL였으며, 20% 농도 이상의 알코올에 침지한 시료는 10분 침지의 경우와 마찬가지로 대장균이 검출되지 않았다.
또한, 대장균 표준군주를 접종한 시료에 UV 를 시간별로 구분하여 조사 후 선택배지를 사용하여 대장균 수를 확인한 결과 대조군의 대장균 수는 5.0×105 cfu/mL이었으나 45분간 UV를 조사 후 확인한 대장균 수는 1.0×103 cfu/mL이었고, 60분과 120분의 UV 조사 시 백배 희석한 시료에서 대장균은 검출되지 않았다.
2011년 국내 다양한 지역에서 유통 중인 50개의 시료를 수집하여 고춧가루에 오염된 병원성 대장균의 확인과 대장균 종류에 따른 각각의 primer/probe를 이용하여 검사한 결과는 Table 1과 같았다. 본 실험에서 EPEC(장관 병원성 대장균, enteropathogenic E. coli)형, EHEC(장관 출혈성 대장균, enteroheamorrhagic E. coli)형, ETEC(장관 독소원성, enterotoxigenic E. coli)형은 검출되지 않았으나, 고춧가루 시료 1점에서 EAEC(장관 부착성 대장균, enteroadherent E. coli)형이 양성으로 확인되었다.
본 실험에서는 알코올 살균을 농산물에 적용하여 실시하였고 고춧가루를 20% 이상의 농도의 알코올 액에 10분 이상 침지 시 백배희석 시료에서 음성으로 나타나 대장균으로 인한 식중독의 예방에 효과가 있을 것으로 사료된다.
본 실험에서도 UV 살균시간을 5분간 실시하였을 시 102 cfu/mL 정도가 감소하였고 이후 살균시간을 늘려 45분 실시한 경우는 대장균 수는 103 cfu/mL까지 감소하였으며, UV 살균시간을 60분 이상 실시하였을 경우 백배 희석시료에서 대장균은 검출되지 않았다. 그러므로 UV 살균시간을 5분 정도 실시하면 대장균 수는 102 cfu/mL 정도 감소시킬 수 있었고, 60분 이상 UV 조사 시는 대장균을 102 cfu/mL 이하로 살균할 수 있었다.
병원성 대장균의 확인은 분자생물학적 방법인 PCR(polymerase chain reaction)법을 사용하였으며 4종류의 병원성 대장균(EAEC, EPEC, EHEC, ETEC)의 검출은 각각 target gene을 검출할 수 있는 primer와 반응시켜 시료 중 병원성 대장균의 종류를 확인하였다. 실험 결과 시료 50점 중 1점에서 병원성 대장균이 검출되었으며 오염도는 2%이며, 병원성 대장균의 종류는 EAEC (장관 부착성 대장균, enteroadherent E. coli)형으로 확인되었다. 고춧가루 시료에 대장균 표준균주를 인위적으로 접종 후 시료에 알코올을 농도별로 희석하여 처리하고 선택배지를 사용하여 대장균수를 확인한 결과, 대조군은 대장균 수가 1.
2×103 cfu/g으로 나타나 고춧가루에 오염된 대장균군은 101～105 cfu/g 큰 차이가 있었다. 이중 1점의 시료에서 검출된 colony를 API kit로 사용하여 동정한 결과는 대장균 양성으로 확인되었으며, 시료 5점 중 1점(20%)이 대장균 양성으로 나타나 고춧가루 중 병원성 대장균에 관한 검출이 필요하다고 하였다.
표준균주를 접종한 고춧가루에 UV를 조사하지 않은 대조군의 대장균 선택배지를 이용하여 대장균 수를 확인한 결과 5.0×105 cfu/mL이었고, 5분간 UV를 조사 후 확인한 대장균 수는 3.0×103 cfu/mL, 15분간 UV를 조사하여 확인한 대장균 수는 2.0×103 cfu/mL, 30분간 UV를 조사한 후 확인한 대장균 수는 1.0×103 cfu/mL, 45분간 UV를 조사하여 확인한 대장균 수는 1.0×103 cfu/mL이었다.
후속연구
그러므로 UV 살균시간을 5분 정도 실시하면 대장균 수는 102 cfu/mL 정도 감소시킬 수 있었고, 60분 이상 UV 조사 시는 대장균을 102 cfu/mL 이하로 살균할 수 있었다. 이상의 실험에서 한국 음식의 주요 향신료인 고춧가루에 오염된 대장균의 종류를 확인하였으며, 인위적인 오염으로 알코올 처리 및 UV 조사 등의 다양한 요인에 의하여 미생물의 감수성이 다르기에 본 실험 결과는 알코올이나 UV를 이용하여 고춧가루를 살균하는 공정에 기준이 될 수 있는 유용한 정보가 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고추는 언제 우리나라에 전래되었습니까?
고추(Capsicum annuum L.)는 가지과에 속하는 식물로 남미 아마존강 유역이 원산지이며 유럽을 거쳐 우리나라에는 약 400여 년 전에 전래되었다(1). 단일작목으로 농업 총생산의 4.
대장균은 어디에 서식합니까?
일반 대장균과 병원성 대장균 사이에는 항원성에 차이가 있어, 균체를 구성하는 항원성분(균체항원: O항원, 협막 항원: K항원, 편모 항원: H항원)의 면역학적 특이성에 의해 구별되어 180여 종류의 O항원, 100종류의 K항원, 56종류의 H항원으로 분류하고 있다. 대장균은 동물 장관 내에 주로 서식하는 통성혐기성균으로 갓 태어난 신생 동물의 위장 관내에 서식하고 숙주의 공생관계를 유지하거나 질병을 유발한다. 대장균은 숙주의 면역 방어기전이 저하되거나 위장관 계통의 방어벽이 손상을 입었을 경우 장 점막에서 대량 증식하고 감염을 유발하여 요로계 감염, 창상 감염, 폐렴, 뇌막염, 패혈증을 일으킨다.
주정살균제품에 대한 법적 규정은 어떠합니까?
식품업계에서도 우동, 냉면 등의 제품에서 알코올을 적용하여 살균을 하고 있으며 이를 주정살균제품으로 구분한다(19). 또한 식품위생법의 식품 등의 기준 및 규격 고시에서 제1총칙 중 ‘주정처리라 함은 식품의 제조공정상 주정을 사용하여 제품을 침지하거나 분사하는 등의 방법을 말한다’라고 명시되어 있으며, ‘규격 적용품목으로는 빵 또는 떡류와면류이고 제조 및 가공 기준 시 주정처리(주정 1% 이상 사용) 제품은 잔류 주정에 의한 품질변화가 없도록 하여야 한다’라고 명시되어 있으며, 면류의 규격의 세균 수는 1 g당 1,000,000 이하(주정처리제품에 한한다)와 1 g당 100,000 이하(살균제품에 한한다)로 구분하여 정의되고 또한 대장균은 음성(주정처리제품에 한한다)으로 대장균군은 음성(살균제품에 한한다)으로 주정살균에 관하여 법적 규정들이 제시되어 있다(19)
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