[논문]국내 생산단계 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사

김원일; 조아라; 이주한; 김세리; 박경훈; 남기웅; 윤요한; 윤덕훈; 오소영; 이문행; 류재기; 김황용

doi:10.13103/jfhs.2013.28.4.324

국내 생산단계 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사
Survey of Microbial Contamination of Tomatoes at Farms in Korea 원문보기

한국식품위생안전성학회지 = Journal of food hygiene and safety, v.28 no.4, 2013년, pp.324 - 329

김원일 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 조아라 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 이주한 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 김세리 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 박경훈 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 남기웅 (국립한경대학교 국제농업기술정보연구소) , 윤요한 (숙명여자대학교 생활과학대학 식품영양학과) , 윤덕훈 (국립한경대학교 국제농업기술정보연구소) , 오소영 (국립한경대학교 국제농업기술정보연구소) , 이문행 (충청남도 농업기술원 부여토마토시험장) , 류재기 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 김황용 (농촌진흥청 국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀)

초록
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본 연구는 생산단계 토마토를 국내 5개 지역 소재의 18개 농가에서 총 90점의 시료를 수집하여 위생지표세균 및 유해미생물의 오염도를 분석하였다. 또한 주산지 1개 지역의 4개 농가를 대상으로 시기별(3, 4, 5, 6월) 위생지표세균 및 유해미생물의 오염도 변화를 조사하였다. 생산단계 토마토의 위생지표세균 중 일반호기성세균은 최소 0.48 - 최대 6.15 Log CFU/g 범위로 나타났고, Coliforms는 최소 ND - 최대 3.37 Log CFU/g 범위로 나타났다. B. cereus의 경우에는 90개 시료 중 6개의 시료에서 검출되었고 모두 1 LogCFU/g 이하인 것으로 나타났다. 시기별로는 3월에 일반호기성세균, Coliforms, B. cereus가 평균적으로 각각 2.70, 0.56, 1.58 Log CFU/g으로 나타났고, 이들 모두 4, 5, 6월로 시기가 지남에 따라 오염도가 통계적으로 유의하게 낮아지는 것으로 나타났다. 본 연구에서 수행한 S. aureus, E. coli, E. coli O157:H7, Salmonella spp., L. monocytogenes 오염도 조사에서는 이들 모두 불검출로 나타났다. 본 연구는 국내 생산단계 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도를 조사하고 시기별 오염도 변화 양상을 관찰하여, 농식품 안전성 확보 및 국내 토마토의 미생물위해성평가(Microbiological Risk Assessment)의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated and evaluated contamination levels of bacteria on tomatoes at farms stage to evaluate potential hazards associated with fresh tomatoes. A total of 170 samples, 90 samples from 5 sampling sites from 18 farms and 80 samples from 1 sampling site from 4 farms every month for four months, were analyzed to enumerate aerobic bacterial counts, coliforms, E. coli, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, E. coli O157:H7, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes. Aerobic bacterial counts ranged from 0.48 to 6.15 Log CFU/g, with the lowest and the highest bacterial cell counts recorded for A site and E site, respectively. Thirty five percent of the samples from the E site contained more than 2 Log CFU/g. Six samples (6.6%) of 90 samples contained B. cereus less than 1 Log CFU/g. In addition, the contamination level of indicator bacteria and B. cereus in tomatoes were higher on March than on April, May and June (P < 0.05). S. aureus, E. coli, E. coli O157:H7, Salmonella spp. and L. monocytogenes were not detected in the tomato samples. The microbial contamination levels of tomatoes determined in this study may be used as the data for microbiological risk assessment.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내의 토마토 안전성 확보를 위한 연구로는 판매단계 토마토의 생물적 위해요소 분석¹⁵⁾, GAP 실천 모델 확립을 위한 토마토 재배환경 및 수확 후처리시설의 생물적 위해요소 분석^16,17) 등에 대한 연구가 수행되었으나, 생산단계 토마토의 생물학적 위해요소 분석에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 국내 생산단계 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염 실태와 시기별 오염도의 변화 양상을 파악하고자 수행하였다.
. 본 연구에서는 국내 토마토의 전반적인 위생지표세균 오염도를 파악 \하기 위해 총 5지역(18개 농가)에서 수집한 생산단계 토마토의 일반호기성세균, Coliforms의 오염도를 분석하였다(Table 1). 대상 지역 및 농가의 토마토의 일반호기성세균 오염도는 0.

제안 방법

30℃ 배양기에서 24시간 동안 배양한 후 B. cereus로 의심되는 colony의 수를 세었고, 시료당 5개의 의심되는 colony를 MYP 배지에 계대배양하여 전형적인 colony 형태를 육안으로 재확인 한 후 Nutrient Agar (NA, BD, USA) 배지에 순수분리 하였다.
수집한 토마토 시료에 대해 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus의 오염도를 정량적으로 분석하였다. B. cereus 오염도 조사를 위해 균질화한 희석용액을 0.25 mL씩 4개의 Mannitol Egg Yolk Polymyxin Agar (MYP, OXOID, UK)에 각각 분주하여 도말하였다. 30℃ 배양기에서 24시간 동안 배양한 후 B.
cereus 수를 최초에 측정하였던 추정 colony의 수에 대입해 최종 세균수를 산정하였다. S. aureus 오염도 조사를 위해 균질화한 희석용액을 0.25 mL씩 4개의 Baird-Parker (BP, OXOID, UK)에 각각 분주하여 도말한 후 37℃의 배양기에서 48시간 동안 배양하였다. S.
S. aureus로 의심되는 colony를 Nutrient Agar에 순수분리한 후 VITEK® 2 (BIOMERIEUX, France)를 이용해 분석·동정하여 S. aureus 진위를 판별하였다.
Preenrichment를 위해서 토마토 시료를 stomacher bag에 넣고 1:3(w/v) 비율로 Buffered Peptone Water (OXOID, UK)용액을 더해 37℃ 배양기에서 24시간 동안 증균배양하였다. Selective enrichment를 위해 각 세균의 선택적 증균배지인 TSB (BD, USA) +10%NaCl, Fraser Listeria (OXOID, UK), E. coli (EC, OXOID, UK), modified E. coli (mEC, OXOID, UK), Rappaport-Vassiliadis R-10 (RV, OXOID, UK)가 9 mL이든 시험관에 증균용액 1 ml를 첨가한 후 RV, EC, mEC는 42℃, Fraser, TSB (+10% NaCl)은 37℃의 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양한 후 각 세균의 선택배지인 BP, Oxford agar, Eosin-Methylene Blue agar (EMB, OXOID, UK), Sorbitol Macconkey agar (SMA, OXOID, UK), Xylose lysine deoxycholate agar (XLD, OXOID, UK) 고체배지로 멸균된 백금이를 사용하여 분리하였으며 각 세균의 생장에 적절한 온도의 배양기에서 배양하였다.
본 연구는 생산단계 토마토를 국내 5개 지역 소재의 18개 농가에서 총 90점의 시료를 수집하여 위생지표세균 및 유해미생물의 오염도를 분석하였다. 또한 주산지 1개 지역의 4개 농가를 대상으로 시기별(3, 4, 5, 6월) 위생지표 세균 및 유해미생물의 오염도 변화를 조사하였다. 생산단계 토마토의 위생지표세균 중 일반호기성세균은 최소 0.
72℃에서 2분으로 하였고 2번에서 4번 과정은 30 cycle로 설정하였다. 반응 후 증폭산물의 전기영동을 통하여 target gene인 cry1 (138bp), groEL (250bp), ces (405bp)의 band 유무를 판별하였다. 판별된 B.
coli Count Plate, 3M, USA)에 분주한 후 37℃ 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 건조 배지 상에서 푸른색 또는 붉은색 균체에서 기포가 발생된 대장균군 및 대장균 집락의 수를 계수하였다.
배양한 후 각 세균의 선택배지인 BP, Oxford agar, Eosin-Methylene Blue agar (EMB, OXOID, UK), Sorbitol Macconkey agar (SMA, OXOID, UK), Xylose lysine deoxycholate agar (XLD, OXOID, UK) 고체배지로 멸균된 백금이를 사용하여 분리하였으며 각 세균의 생장에 적절한 온도의 배양기에서 배양하였다. 배양한 후 각 선택배지별로 병원균으로 의심되는 균주를 육안으로 선별하여 colony를 NA배지에 순수분리하였다. 분리한 균주는 정확한 동정을 위해 VITEK® 2 (BIOMERIEUX, France)를 이용해 최종 동정하였다.
coli (mEC, OXOID, UK), Rappaport-Vassiliadis R-10 (RV, OXOID, UK)가 9 mL이든 시험관에 증균용액 1 ml를 첨가한 후 RV, EC, mEC는 42℃, Fraser, TSB (+10% NaCl)은 37℃의 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양한 후 각 세균의 선택배지인 BP, Oxford agar, Eosin-Methylene Blue agar (EMB, OXOID, UK), Sorbitol Macconkey agar (SMA, OXOID, UK), Xylose lysine deoxycholate agar (XLD, OXOID, UK) 고체배지로 멸균된 백금이를 사용하여 분리하였으며 각 세균의 생장에 적절한 온도의 배양기에서 배양하였다. 배양한 후 각 선택배지별로 병원균으로 의심되는 균주를 육안으로 선별하여 colony를 NA배지에 순수분리하였다.
본 연구는 생산단계 토마토를 국내 5개 지역 소재의 18개 농가에서 총 90점의 시료를 수집하여 위생지표세균 및 유해미생물의 오염도를 분석하였다. 또한 주산지 1개 지역의 4개 농가를 대상으로 시기별(3, 4, 5, 6월) 위생지표 세균 및 유해미생물의 오염도 변화를 조사하였다.
cereus로 의심되는 colony의 수를 세었고, 시료당 5개의 의심되는 colony를 MYP 배지에 계대배양하여 전형적인 colony 형태를 육안으로 재확인 한 후 Nutrient Agar (NA, BD, USA) 배지에 순수분리 하였다. 분리된 균주들 중에서 B. cereus와 유사한 특성을 가진 B. thuringiensis를 구별하기 위해 B. cereus Detection Kit (JSBC050, Jinsung Uni-tech, Korea)를 이용하여 B. cereus와 B. thuringiensis의 공통 유전자인 groEL gene, B. cereus만 가지고 있는 ces gene, B. thuringiensis만 가지고 있는 cry1 gene 유무를 판별해 B. cereus 진위를 검정하였다. 분석과정으로는 각 균주의 chromosomal DNA를 boiling 방법 (100℃, 10분)으로 template DNA 추출한 후 Micro-tube에 master mixture(멸균수 14.
분리한 균주는 정확한 동정을 위해 VITEK® 2 (BIOMERIEUX, France)를 이용해 최종 동정하였다.
cereus 진위를 검정하였다. 분석과정으로는 각 균주의 chromosomal DNA를 boiling 방법 (100℃, 10분)으로 template DNA 추출한 후 Micro-tube에 master mixture(멸균수 14.875, buffer 2.5, dNTP 0.5, cry1 forward primer 1, cry1 reverse primer 1, groEL forward primer 1, groEL reverse primer 1, ces forward primer 1, ces reverse primer 1, Taq polymerase 0.125 uL) 24 uL와 template DNA 1 uL를 혼합한 후 중합효소연쇄반응 장비(C1000TM Thermal Cycler, Biorad, USA)를 이용하여 특정 염기서열을 증폭하였다. 반응조건은 1.
수집한 토마토 시료에 대해 Bacillus cereus와 Staphylococcus aureus의 오염도를 정량적으로 분석하였다. B.
시기별로 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 변화를 조사하였다. 시료 수집 시기를 토마토 과실의 주요 수확기인 3월에서 6월까지로 하였고, 토마토 재배력 및 위생관리의 편차를 줄이기 위해 4개 농가의 동일한 필지에서 시료를 수집·분석하였다.
시료 수집 시기를 토마토 과실의 주요 수확기인 3월에서 6월까지로 하였고, 토마토 재배력 및 위생관리의 편차를 줄이기 위해 4개 농가의 동일한 필지에서 시료를 수집·분석하였다.
토마토 시료는 완숙되어 출하가 가능한 과실을 대상으로 채취하였고, 방울토마토의 경우에는 3개의 과실을 1점, 완숙토마토의 경우에는 1개의 과실을 1점으로 하여 1개 농가당 5점씩, 총 90점의 시료를 수집·분석하였다. 시료를 수집할 때에는 교차오염을 방지하고 미생물 밀도 변화를 최소화하기 위하여 멸균된 장갑을 착용하여 폴리에틸렌 재질의 봉투에 시료를 채취한 후, 즉시 냉장박스에 보관하여 실험실로 이송하여 12시간 내에 분석하였다.
위생지표세균인 일반호기성세균과 대장균군/대장균의 오염도를 정량적으로 분석하였다. 토마토 시료를 stomacher bag에 넣고 방울토마토는 1:3(w/v), 완숙토마토는 1:2(w/v)의 비율로 0.
일반호기성세균수 측정을 위해 Pulsifier로 균질화한 희석용액 1 mL을 취해 건조배지(Aerobic Count Plant, 3M, Minn, USA)에 분주한 후 30℃ 배양기에서 48시간 동안 배양하여 나타난 colony의 수를 계수하였다.

대상 데이터

국내 생산단계 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사를 위해 경북 소재 2지역(7개 농가), 전북 소재 1지역(4개 농가), 경남 소재 1지역(3개 농가), 광역시 1지역(4개 농가)으로 총 5개 지역(18개 농가)에서 토마토(Lycopersicon esculentum) 시료를 수집하였다. 토마토 시료는 완숙되어 출하가 가능한 과실을 대상으로 채취하였고, 방울토마토의 경우에는 3개의 과실을 1점, 완숙토마토의 경우에는 1개의 과실을 1점으로 하여 1개 농가당 5점씩, 총 90점의 시료를 수집·분석하였다.
방울토마토 3개 농가, 완숙토마토 1개 농가의 토마토를 대상으로 위와 같은 방법으로 채취하여 총 80점의 시료를 수집·분석하였다.
충남 소재 한 지역의 4개의 동일한 농가에서 3, 4, 5, 6월에 각 월별 1회씩 토마토 시료를 수집하였다. 방울토마토 3개 농가, 완숙토마토 1개 농가의 토마토를 대상으로 위와 같은 방법으로 채취하여 총 80점의 시료를 수집·분석하였다.
토마토 시료는 완숙되어 출하가 가능한 과실을 대상으로 채취하였고, 방울토마토의 경우에는 3개의 과실을 1점, 완숙토마토의 경우에는 1개의 과실을 1점으로 하여 1개 농가당 5점씩, 총 90점의 시료를 수집·분석하였다.

데이터처리

시기별 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사로부터 얻은 결과값에 대해 일원배치분산분석(one-way ANOVA)법으로 시기별 오염도 차이를 비교하였고, 분산 분석 결과가 유의한 수준일 경우(p < 0.05), LSD법으로 다중검정을 실시하였다.
반응 후 증폭산물의 전기영동을 통하여 target gene인 cry1 (138bp), groEL (250bp), ces (405bp)의 band 유무를 판별하였다. 판별된 B. cereus 수를 최초에 측정하였던 추정 colony의 수에 대입해 최종 세균수를 산정하였다. S.

성능/효과

coli O157:H7, Salmonella spp., L. monocytogenes 모두 불검출로 나타났다. 생산단계 토마토의 안전성 향상을 위해서는 멀칭 등 토양피복을 통해 교차오염을 예방하고, 적절한 퇴비를 시용하여 토양이 오염되지 않도록 관리하는 것이 필요하다고 판단된다.
coli O157:H7, Salmonella spp., L. monocytogenes 오염도 조사에서는 이들 모두 불검출로 나타났다. 본 연구는 국내 생산단계 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도를 조사하고 시기별 오염도 변화 양상을 관찰하여, 농식품 안전성 확보 및 국내 토마토의 미생물위해성 평가(Microbiological Risk Assessment)의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
monocytogenes은 검출되지 않았다(data not shown). B. cereus는 총 90개 시료 중 6개(6.7%)의 시료에서 검출되었고, 정량적으로 모두 1 Log CFU/g 이하의 비교적 낮은 오염도를 나타냈다(data not shown). B.
이와 관련하여 직접적인 연구결과는 보고된 바가 없지만, 토양은 관개, 범람, 부적절한 퇴비 시용 등 여러 경로를 통해 병원성 미생물에 오염될 수 있다고 알려져 있다³²⁾. 간접적으로 본 연구의 시료수집 대상 농가인총 22개 농가 중에서 수경재배(3개 농가)의 일반호기성세균, Coliforms, B. cereus의 오염도가 각 평균 2.14, ND, 0.15 Log CFU/g으로 토경재배(19개 농가)의 각 평균 2.97, 0.38, 0.27 Log CFU/g에 비해 비교적 낮은 것으로 나타났다(data not shown). Barak과 Liang³³⁾은 Salmonella enterica와 같은 인체병원균을 토양에 인위적으로 접종하였을 때 6주 이상 생존이 가능하여 이것이 토마토 식물체의 과실, 잎, 줄기 등의 지상부로 오염되어 장기간 생존이 가능하다는 것을 보고하였다.
본 연구에서는 국내 토마토의 전반적인 위생지표세균 오염도를 파악 \하기 위해 총 5지역(18개 농가)에서 수집한 생산단계 토마토의 일반호기성세균, Coliforms의 오염도를 분석하였다(Table 1). 대상 지역 및 농가의 토마토의 일반호기성세균 오염도는 0.48-6.15 Log CFU/g, Coliforms의 오염도는 N.D. (Not detected)-3.37 Log CFU/g 범위인 것으로 나타났다. 평균적으로는 일반호기성세균은 2.
또한 주산지 1개 지역의 4개 농가를 대상으로 시기별(3, 4, 5, 6월) 위생지표 세균 및 유해미생물의 오염도 변화를 조사하였다. 생산단계 토마토의 위생지표세균 중 일반호기성세균은 최소 0.48- 최대 6.15 Log CFU/g 범위로 나타났고, Coliforms는 최소 ND - 최대 3.37 Log CFU/g 범위로 나타났다. B.
cereus의 경우에는 90개 시료 중 6개의 시료에서 검출되었고 모두 1 Log CFU/g 이하인 것으로 나타났다. 시기별로는 3월에 일반호기성세균, Coliforms, B. cereus가 평균적으로 각각 2.70, 0.56, 1.58 Log CFU/g으로 나타났고, 이들 모두 4, 5, 6월로 시기가 지남에 따라 오염도가 통계적으로 유의하게 낮아지는 것으로 나타났다. 본 연구에서 수행한 S.
시료 수집 시기를 토마토 과실의 주요 수확기인 3월에서 6월까지로 하였고, 토마토 재배력 및 위생관리의 편차를 줄이기 위해 4개 농가의 동일한 필지에서 시료를 수집·분석하였다. 위생지표세균 중 일반호기성세균의 경우에는 3, 4, 5, 6월에 각각 1.30-4.25, 1.30-5.05, 1.30-5.32, 1.30-3.24 Log CFU/g 범위로 나타났고, 평균값은 각각 2.70, 2.92, 2.48, 2.03 Log CFU/g으로 시기가 지날수록 일반세균의 오염도는 유의하게 낮아지는 것으로 나타났다(Table 2). Coliforms와 B.
37 Log CFU/g 범위인 것으로 나타났다. 평균적으로는 일반호기성세균은 2.81 Log CFU/g, Coliforms는 0.31 Log CFU/g인 것으로 나타났다. 개별 농가간 토마토의 위생지표세균 오염도는 통계적으로 같거나 유의한 차이가 있는 것으로 나타났는데(data not shown), 이는 시료수집 당시 토마토 재배 농가의 재배형태(토양재배, 수경재배 등), 작물생육 단계, 작물 생육환경(기온, 습도 등), 재배환경 특성(토양, 관개수 등), 작업자위생 등의 농가별 특성에 따른 차이인 것으로 판단된다.

후속연구

monocytogenes 오염도 조사에서는 이들 모두 불검출로 나타났다. 본 연구는 국내 생산단계 토마토의 위생지표세균 및 유해미생물 오염도를 조사하고 시기별 오염도 변화 양상을 관찰하여, 농식품 안전성 확보 및 국내 토마토의 미생물위해성 평가(Microbiological Risk Assessment)의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Salmonella enterica와 같은 병원성 미생물은 어떤 특징이 있는가?	이들의 오염경로를 명확하게 밝히는 것은 어렵지만6), 농산물은 생산과정에서 토양, 관개용수, 야생동물, 곤충 등에 의해 오염될 수 있고, 수확, 수확 후 처리, 가공, 포장 등의 처리과정 중에서도 교차오염이 일어날 수 있는 것으로 알려져 있다8). Salmonella enterica와 같은 병원성 미생물이 토양에서뿐만 아니라 꽃, 잎, 줄기 등 토마토 식물체에서 오랫동안 생존이 가능하고, 식물체 내부로 침투할 능력이 있는 것으로 알려져 있다9,10,11,12). 또한 Salmonella, E.
	토마토에 다량 함유된 라이코펜은 어떤 기능이 있는가?	국민들의 생활 수준 향상 및 건강에 대한 관심이 고조되면서 별도의 조리과정 없이 섭취하는 신선 농산물의 소비량이 계속해서 증가하고 있다1,2). 그 중에서 토마토는 대표적인 신선 섭취 농산물로써 미국 타임지가 선정한 ‘몸에 좋은 10가지 식품’ 중 하나로 카로티노이드류 중 라이코펜(lycopene)이 다량 함유되어 있어 세포의 산화를 막아 노화를 억제하고, 항암효과, 심혈관질환 예방, 혈당저하 효과가 있는 것으로 알려져 있는 건강식품이다3). 2000년대 국내 토마토 생산량은 연간 약 35만 톤으로 80년대에 비해서는 약 6.
	농산물에 병원성 미생물이 오염되는 경로에는 무엇이 있는가?	이와 같이 과거에 비해 최근에 문제가 발생되는 원인으로써는 농산물 재배법 및 재배환경의 변화, 소비자의 식습관, 증가하는 신선 농산물의 수입량 증가 등인 것으로 알려져 있다7). 이들의 오염경로를 명확하게 밝히는 것은 어렵지만6), 농산물은 생산과정에서 토양, 관개용수, 야생동물, 곤충 등에 의해 오염될 수 있고, 수확, 수확 후 처리, 가공, 포장 등의 처리과정 중에서도 교차오염이 일어날 수 있는 것으로 알려져 있다8). Salmonella enterica와 같은 병원성 미생물이 토양에서뿐만 아니라 꽃, 잎, 줄기 등 토마토 식물체에서 오랫동안 생존이 가능하고, 식물체 내부로 침투할 능력이 있는 것으로 알려져 있다9,10,11,12).

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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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