[논문]겉보리의 저장온도와 수분함량이 붉은곰팡이병균과 곰팡이독소 오염에 미치는 영향

함현희; 이경아; 이데레사; 한상현; 홍성기; 이수형; 류재기

doi:10.13103/jfhs.2017.32.4.321

겉보리의 저장온도와 수분함량이 붉은곰팡이병균과 곰팡이독소 오염에 미치는 영향
Effects of Storage Temperature and Grain Moisture Content on the Contaminaton of Fusarium and Fusariotoxin in Hulled Barley Grains 원문보기

한국식품위생안전성학회지 = Journal of food hygiene and safety, v.32 no.4, 2017년, pp.321 - 328

함현희 (국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 이경아 (국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 이데레사 (국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 한상현 (국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 홍성기 (국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 이수형 (국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀) , 류재기 (국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀)

초록
AI-Helper

붉은곰팡이는 곰팡이독소를 생성하는 식물병원균으로 수확된 보리 알곡에 잔존하여 저장 중 적절한 환경이 조성되면 곰팡이독소를 생성할 수 있다. 저장 중 겉보리의 저장온도와 곡물수분함량이 붉은곰팡이와 곰팡이독소 오염에 미치는 영향을 알아보기 위해 전라도에서 수집한 겉보리 시료 3점의 수분함량을 14%와 20%로 조절한 후 온도조절이 되지 않는 상온창고와 $12^{\circ}C$ 이하로 온도를 조절한 저온창고에 각각 저장하였다. 창고의 온도와 습도를 실시간으로 측정하면서 1, 3, 6, 12개월 후 시료의 수분함량, 붉은곰팡이와 곰팡이독소의 오염 정도를 조사하였다. 창고의 온 습도 조사결과 상온창고는 월별 평균온도가 최저 $3^{\circ}C$에서 최고 $29^{\circ}C$였으며, 평균습도는 58~70% 인 반면 저온창고는 평균온도가 $3{\sim}13^{\circ}C$ 였으며, 평균습도는 62~74% 였다. 시료의 수분함량은 상온창고에서 감소하였으나 저온창고에서는 초기수분함량 14% 시료는 수분함량이 증가하였고, 초기수분함량 20% 시료는 감소하였다. 붉은곰팡이 오염립은 상온창고에서 저장기간이 경과할수록 감소하였으나 저온창고에서는 시료의 수분함량이 높아 감소폭이 적었다. 곰팡이독소는 대부분의 시료에서 저장 12개월 후에는 상온창고에서 니발레놀이 더 많이 검출되었으나 1, 3, 6개월에는 뚜렷한 차이가 없었다. 따라서 겉보리의 건조가 덜 된 경우 저온창고에 보관하는 것이 붉은 곰팡이의 오염을 줄이는데 효과적이며, 겉보리를 1년이상 장기 저장할 경우 저온창고에 보관해야 니발레놀의 오염을 줄일 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Fusarium graminearum is a mycotoxigenic plant pathogen, which could remain in harvested barley grains and produces mycotoxins at preferable conditions during storage. To elucidate the factors affecting contamination of Fusarium and Fusariotoxin in hulled barley during storage, three hulled barley grain samples were collected from Jeolla province. Moisture content of each sample was adjusted to 14% and 20%, respectively, then stored in two warehouses where temperature was controlled differently: one controlled below $12^{\circ}C$, and the other with no control. While monitoring temperature and relative humidity of warehouses hourly, grain moisture content, Fusarium occurrence, and mycotoxin level was analyzed at 1, 3, 6, and 12 month after storage. The average monthly temperature and relative humidity ranged $3{\sim}29^{\circ}C$, and 58~70% in warehouse without temperature control, whereas $3{\sim}13^{\circ}C$ and 62~74% in warehouse controlled below $12^{\circ}C$. Grain moisture content of the samples decreased in both warehouses except 14% samples which increased in the warehouse with temperature control. Fusarium frequency of the contaminated grains decreased continuously in the warehouse without temperature control. But in the warehouse below $12^{\circ}C$, Fusarium decreasing rate was slower because of high grain moisture content. In most samples, nivalenol was detected more in the warehouse without temperature control after 12 month but there was little difference after 1, 3, and 6 month. Therefore, it will be efficient to store hulled barley in the warehouse controlled below $12^{\circ}C$ to reduce Fusarium contamination when the barley is not dried properly. In addition, when storage period exceeds 12 month, it is recommended to store hulled barley in a warehouse controlled below $12^{\circ}C$ to reduce nivalenol contamination.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구에서는 실제 곡물저장창고에서 저장온도와 곡물수분함량이 곰팡이와 곰팡이독소 오염에 미치는 영향을 알아보았다. 2015년 수확한 겉보리를 수분함량 14% 와 20%로 조절하여 각각 상온과 저온의 곡물저장창고에서 1년간 저장하면서 저장 중 창고의 온도와 습도를 실시간으로 측정하고, 그에 따른 겉보리의 수분함량 변화를 1, 3, 6, 12개월 마다 모니터링 하였다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 실제 곡물저장창고에서 저장온도와 곡물수분함량이 곰팡이와 곰팡이독소 오염에 미치는 영향을 알아보았다. 2015년 수확한 겉보리를 수분함량 14% 와 20%로 조절하여 각각 상온과 저온의 곡물저장창고에서 1년간 저장하면서 저장 중 창고의 온도와 습도를 실시간으로 측정하고, 그에 따른 겉보리의 수분함량 변화를 1, 3, 6, 12개월 마다 모니터링 하였다. 또한 조사 시기별, 수집 시료별 붉은곰팡이병균, DON 및 NIV량의 변화를 조사하여 저장창고의 온도와 곡물수분함량이 저장 중 겉보리의 붉은곰팡이 및 DON과 NIV 오염량에 미치는 영향을 밝히고자 하였다.
2015년 수확한 겉보리를 수분함량 14% 와 20%로 조절하여 각각 상온과 저온의 곡물저장창고에서 1년간 저장하면서 저장 중 창고의 온도와 습도를 실시간으로 측정하고, 그에 따른 겉보리의 수분함량 변화를 1, 3, 6, 12개월 마다 모니터링 하였다. 또한 조사 시기별, 수집 시료별 붉은곰팡이병균, DON 및 NIV량의 변화를 조사하여 저장창고의 온도와 곡물수분함량이 저장 중 겉보리의 붉은곰팡이 및 DON과 NIV 오염량에 미치는 영향을 밝히고자 하였다.

대상 데이터

전라도 지역 3곳에서 2015년에 수확한 겉보리를 1 kg씩 수집하여 실험에 사용하였으며, 각각의 시료이름은 IS1, YG 및 IS2라고 하였다. 수집한 겉보리 시료는 각 600 g을자연건조 또는 습도 100%에서 1주일간 저장하여 수분함 량을 각각 14%와 20%로 조절하였고 곡물수분측정계(HMM-700E, Hanyeong System, Seoul, Korea)를 이용하여 시료의 수분함량을 측정하였다.

데이터처리

05에서 유의성을 검정하였다. 또한 창고 간 붉은곰팡이 및 곰팡이 독소 오염의 차이가 있는지 알아보기 위해 t-test를 하고, p < 0.05에서 유의성을 검정하였다.
창고 온도와 곡물 수분함량의 2요인(각 요인 별 2 level) 요인설계에 따른 2요인 분산분석(SAS 9.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 하였으며, 유의수준 p < 0.05에서 유의성을 검정하였다. 또한 창고 간 붉은곰팡이 및 곰팡이 독소 오염의 차이가 있는지 알아보기 위해 t-test를 하고, p < 0.

성능/효과

이와 같이 실제 저장 환경에서는 창고의 온·습도, 곡물의 수분함량이 끊임없이 변화하고 본 연구에서 조사한 두 요인 외에 다른 요인도 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 따른 곰팡이나 독소의 오염 양상을 해석하고 예측하는 것이 쉽지 않다. 위의 결과를 종합해보면, 건조가 덜 된 겉보리의 경우 저온창고에 보관하는 것이 붉은곰팡이의 오염을 줄일 수 있으나 곰팡이독소의 오염량을 줄이는 데는 한계가 있을 수 있으며, 건조한 겉보리의 경우, 상온이나 저온창고 어느 곳에 보관하더라도 붉은곰팡이나 곰팡이독소 오염량에 큰 차이가 없었으나 12개월 이상 장기보관 시에는 저온창고에서 보관해야 곰팡이독소의 오염량을줄일 수 있다는 결론을 내릴 수 있다. 따라서 겉보리를 저 장할 때 온도나 수분함량을 곰팡이 생육에 불리하도록 조절하는 것이 곰팡이독소 오염 예방에 가장 중요하며, 이를 위해 특히 여름철에는 붉은곰팡이의 생존과 곰팡이독소 생성에 적합한 온도인 25~30^oC가 되지 않도록 주의하고, 수확 후 곡물을 14% 이하로 건조하여도 저장 환경에 따라 곡물수분함량이 증가할 수 있으므로 창고의 습도관리에 유의해야 할 것이다.

후속연구

위의 결과를 종합해보면, 건조가 덜 된 겉보리의 경우 저온창고에 보관하는 것이 붉은곰팡이의 오염을 줄일 수 있으나 곰팡이독소의 오염량을 줄이는 데는 한계가 있을 수 있으며, 건조한 겉보리의 경우, 상온이나 저온창고 어느 곳에 보관하더라도 붉은곰팡이나 곰팡이독소 오염량에 큰 차이가 없었으나 12개월 이상 장기보관 시에는 저온창고에서 보관해야 곰팡이독소의 오염량을줄일 수 있다는 결론을 내릴 수 있다. 따라서 겉보리를 저 장할 때 온도나 수분함량을 곰팡이 생육에 불리하도록 조절하는 것이 곰팡이독소 오염 예방에 가장 중요하며, 이를 위해 특히 여름철에는 붉은곰팡이의 생존과 곰팡이독소 생성에 적합한 온도인 25~30^oC가 되지 않도록 주의하고, 수확 후 곡물을 14% 이하로 건조하여도 저장 환경에 따라 곡물수분함량이 증가할 수 있으므로 창고의 습도관리에 유의해야 할 것이다. 또한 저온창고의 경우, 습도가 높아 전력공급 중단 등으로 온도가 상승하면 곰팡이가 급증할 수 있으므로 온도관리를 철저히 하고, 겨울철인 12 월~2월에는 상온창고와 저온창고 모두 온도가 12^oC 이하이나 습도는 오히려 상온창고가 더 낮아 붉은곰팡이의 생존에 불리한 환경이므로, 저온창고의 가동을 중단하여 전기를 절약하는 것이 더욱 효율적일 수 있다.
따라서 겉보리를 저 장할 때 온도나 수분함량을 곰팡이 생육에 불리하도록 조절하는 것이 곰팡이독소 오염 예방에 가장 중요하며, 이를 위해 특히 여름철에는 붉은곰팡이의 생존과 곰팡이독소 생성에 적합한 온도인 25~30^oC가 되지 않도록 주의하고, 수확 후 곡물을 14% 이하로 건조하여도 저장 환경에 따라 곡물수분함량이 증가할 수 있으므로 창고의 습도관리에 유의해야 할 것이다. 또한 저온창고의 경우, 습도가 높아 전력공급 중단 등으로 온도가 상승하면 곰팡이가 급증할 수 있으므로 온도관리를 철저히 하고, 겨울철인 12 월~2월에는 상온창고와 저온창고 모두 온도가 12^oC 이하이나 습도는 오히려 상온창고가 더 낮아 붉은곰팡이의 생존에 불리한 환경이므로, 저온창고의 가동을 중단하여 전기를 절약하는 것이 더욱 효율적일 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	겉보리가 곡물의 겉껍질에 주로 축적되는 곰팡이 독소 오염에 노출되기 쉬운 원인은 무엇인가?	곰팡이독소는 곡물의 겉껍질에 주로 축적되기 때문에 보리의 경우 쌀보리보다 겉보리에 오염량이 더 많을 수 있다3,4). 특히 겉보리는 보리차 또는 엿기름을 만들 때 이용 되며, 이 때 겉껍질을 그대로 이용하기 때문에 비교적 곰팡이독소 오염에 노출되기 쉽다. 보리는 일반적으로 9월하순~11월 중순(추파성 품종) 또는 2월 중순~3월 중순(춘파성 품종)에 파종하여 재배하고, 5월 하순~6월 중순경 비가오지 않는 날 수확하며, 그 후 수분함량을 14% 이하로 건조하여 저장하였다가 가공 및 포장하여 판매하게 된다5).
	곰팡이독소란 무엇인가?	곰팡이독소는 곰팡이가 생성하는 2차대사산물로 인축에 독성을 나타내고, 열에 안정하여 잘 파괴되지 않으며, 지금까지 400여종이 보고되어 있다. 이 중 데옥시니발레놀(deoxynivalenol, DON)과 니발레놀(nivalenol, NIV)은 보리,밀, 쌀 등에서 붉은곰팡이병균(Fusarium graminearum, F.
	사람이나 동물이 곰팡이독소 중 데옥시니발레놀과 니발레놀에 오염된 곡물을 섭취할 경우, 나타나는 증상은 무엇인가?	asiaticum 등)이 작물의 생육기, 특히 개화기에 감염된 이후 주로 오염된다. 사람이나 동물이 DON이나 NIV에 오염된 곡물을 섭취할 경우 어지럼증, 구토, 설사, 두통, 열 등이 발생할 수 있으며 NIV의 독성이 DON 보다 더 강한 것으로 알려져 있다1,2).

참고문헌 (25)

Minervini, F., Fornelli, F. and Flynn, K.M.: Toxicity and apoptosis induced by the mycotoxins nivalenol, deoxynivalenol and fumonisin $B_1$ in a human erythroleukemia cell line. Toxicol. In Vitro, 18, 21-28 (2004).

상세보기
Wegulo, S.N.: Factors influencing deoxynivalenol accumulation in small grain cereals. Toxins, 4, 1157-1180 (2012).

상세보기
Legzdina, L. and Buerstmayr, H.: Comparison of infection with Fusarium head blight and accumulation of mycotoxins in grain of hulless and covered barley. J. Cereal Sci., 40, 61-67 (2004).

상세보기
Clear, R., Patrick, S., Nowicki, T., Gaba, D., Edney, M. and Babb, J.: The effect of hull removal and pearling on Fusarium species and trichothecenes in hulless barley. Can. J. Plant Sci., 77, 161-166 (1997).

상세보기
Choi, J., Park, J., Park, G., Kim, Y., Lee, M., Oh, Y. et al.: Barley. Rural Development Administration, Suwon, pp. 1-229 (2013).
Gonzalez Pereyra, M.L., Rosa, C.A., Dalcero, A.M. and Cavaglieri, L.R.: Mycobiota and mycotoxins in malted barley and brewer's spent grain from Argentinean breweries. Lett. Appl. Microbiol., 53, 649-655 (2011).

상세보기
Medina, A., Valle-Algarra, F.M., Mateo, R., Gimeno-Adelantado, J.V., Mateo, F. and Jimenez, M.: Survey of the mycobiota of Spanish malting barley and evaluation of the mycotoxin producing potential of species of Alternaria, Aspergillus and Fusarium. Int. J. Food Microbiol., 108, 196-203 (2006).

상세보기
Ryu, J.G., Lee, S.H., Son, S.W., Lee, S.H., Nam, Y.J., Kim, M.J., Lee, T. and Yun, J.C.: Natural occurrence of Fusarium head blight and its mycotoxins in 2010-harvested barley and wheat grains in Korea. Res. Plant Dis., 17, 272-279 (2011).

원문보기 상세보기
Kim, J.C., Kang, H., Lee, D.H., Lee, Y. and Yoshizawa, T.: Natural occurrence of Fusarium mycotoxins (trichothecenes and zearalenone) in barley and corn in Korea. Appl. Environ. Microbiol., 59, 3798-3802 (1993).

상세보기
Tanaka, T., Hasegawa, A., Yamamoto, S., Lee, U.S., Sugiura, Y. and Ueno, Y.: Worldwide contamination of cereals by the Fusarium mycotoxins nivalenol, deoxynivalenol, and zearalenone. 1. Survey of 19 countries. J. Agric. Food Chem., 36, 979-983 (1988).

상세보기
Lugauskas, A., Raila, A., Zvicevicius, E., Railiene, M. and Novosinskas, H.: Factors determining accumulation of mycotoxin producers in cereal grain during harvesting. Ann. Agric. Environ. Med., 14, 173-186 (2007).

상세보기
Wawrzyniak, J., Ryniecki, A. and Gawrysiak-Witulska, M.: Kinetics of mould growth in the stored barley ecosystem contaminated with Aspergillus westerdijkiae, Penicillium viridicatum and Fusarium poae at 23- $30^{\circ}C$ . J. Sci. Food Agric., 93, 895-901 (2013).

상세보기
Hope, R., Aldred, D. and Magan, N.: Comparison of environmental profiles for growth and deoxynivalenol production by Fusarium culmorum and F. graminearum on wheat grain. Lett. Appl. Microbiol., 40, 295-300 (2005).

상세보기
Ramirez, M.L., Chulze, S. and Magan, N.: Temperature and water activity effects on growth and temporal deoxynivalenol production by two Argentinean strains of Fusarium graminearum on irradiated wheat grain. Int. J. Food Microbiol., 106, 291-296 (2006).

상세보기
Mylona, K., Sulyok, M. and Magan, N.: Relationship between environmental factors, dry matter loss and mycotoxin levels in stored wheat and maize infected with Fusarium species. Food Addit. Contam., 29, 1118-1128 (2012).

상세보기
Abramson, D., Hulasare, R., White, N.D.G., Jayas, D.S. and Marquardt, R.R.: Mycotoxin formation in hulless barley during granary storage at 15 and 19% moisture content1. J. Stored Prod. Res., 35, 297-305 (1999).

상세보기
Lee, S.H., Lee, J.K., Nam, Y.J., Lee, S.H., Ryu, J.G. and Lee, T.: Population structure of Fusarium graminearum from maize and rice in 2009 in Korea. Plant Pathol. J., 26, 321-327 (2010).

원문보기 상세보기
Nicolaisen, M., Suproniene, S., Nielsen, L.K., Lazzaro, I., Spliid, N.H. and Justesen, A.F.: Real-time PCR for quantification of eleven individual Fusarium species in cereals. J. Microbiol. Methods, 76, 234-240 (2009).

상세보기
http://vicam.com/manuals?EID101427190&CID12063156.
Kim, S., Jo, S., Kang, C., Kim, G., Kim, H., Kim, W. et al.: Barley & Wheat, GAP production guide. National Institute of Agricultural Sciences, Jeonju (2014).
White, N., Hulasare, R. and Jayas, D.: Effects of storage conditions on quality loss of hull-less and hulled oats and barley. Can. J. Plant Sci., 79, 475-482 (1999).

상세보기
Birzele, B., Prange, A. and KrAmer, J.: Deoxynivalenol and ochratoxin A in German wheat and changes of level in relation to storage parameters. Food Addit. Contam., 17, 1027-1035 (2000).

상세보기
Choi, S., Jun, H., Bang, J., Chung, S.H., Kim, Y., Kim, B.S., Kim, H., Beuchat, L. and Ryu, J.H.: Behaviour of Aspergillus flavus and Fusarium graminearum on rice as affected by degree of milling, temperature, and relative humidity during storage. Food Microbiol., 46, 307-313 (2015).

상세보기
Schrodter, R.: Influence of harvest and storage conditions on trichothecenes levels in various cereals. Toxicol. Lett., 153, 47-49 (2004).

상세보기
Krska, R. and Molinelli, A.: Mycotoxin analysis: state-of-theart and future trends. Anal. Bioanal. Chem., 387, 145-148 (2007).

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증