본 연구에서는 양봉농가에서 대량 생산이 가능하고 영양이 풍부한 꿀벌 수벌번데기를 새로운 식품원료로 사용하기 위하여 유해 미생물과 곰팡이독소에 대한 안전성 시험을 수행하였다. 검사 시료는 국내 3지역의 양봉농가에서 직접 생산한 수벌번데기를 채취 후 곧바로 냉동 운반하여 동결건조하여 사용하였다. 식품공전 시험법에 따라 대장균군(Coliforms), 살모넬라(Salmonella spp.), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 장출혈성대장균(Enterohemorrhage Escherichia coli)에 대한 검출 여부를 조사한 결과 280개의 벌통에서 채취한 수벌번데기 전부에서 전혀 검출되지 않았다. 또한 곰팡이 독소인 아플라톡신$B_1$(aflatoxin), 오크라톡신 A (ochratoxin), 데옥시니발레놀(deoxynivalenol) 그리고 제랄레논(zearalenone)이 수벌번데기에서 전혀 검출되지 않았다. 따라서 벌통 내 소비에서 채취하여 곧 바로 냉동보관 한 수벌번데기는 유해 미생물과 곰팡이 독소로부터 안전한 것으로 확인되어 식품원료로 사용이 가능할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 양봉농가에서 대량 생산이 가능하고 영양이 풍부한 꿀벌 수벌번데기를 새로운 식품원료로 사용하기 위하여 유해 미생물과 곰팡이독소에 대한 안전성 시험을 수행하였다. 검사 시료는 국내 3지역의 양봉농가에서 직접 생산한 수벌번데기를 채취 후 곧바로 냉동 운반하여 동결건조하여 사용하였다. 식품공전 시험법에 따라 대장균군(Coliforms), 살모넬라(Salmonella spp.), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 장출혈성대장균(Enterohemorrhage Escherichia coli)에 대한 검출 여부를 조사한 결과 280개의 벌통에서 채취한 수벌번데기 전부에서 전혀 검출되지 않았다. 또한 곰팡이 독소인 아플라톡신 $B_1$(aflatoxin), 오크라톡신 A (ochratoxin), 데옥시니발레놀(deoxynivalenol) 그리고 제랄레논(zearalenone)이 수벌번데기에서 전혀 검출되지 않았다. 따라서 벌통 내 소비에서 채취하여 곧 바로 냉동보관 한 수벌번데기는 유해 미생물과 곰팡이 독소로부터 안전한 것으로 확인되어 식품원료로 사용이 가능할 것으로 사료된다.
In this study, safety investigations on harmful microorganisms and mycotoxins were conducted on honeybee drone pupae as a new food material, which is rich in nutrients and capable of being mass produced in apiaries. The honeybee drone pupae produced in apiaries were collected from three different re...
In this study, safety investigations on harmful microorganisms and mycotoxins were conducted on honeybee drone pupae as a new food material, which is rich in nutrients and capable of being mass produced in apiaries. The honeybee drone pupae produced in apiaries were collected from three different regions in Korea and frozen immediately. Subsequently, the samples were subjected to freeze-drying. According to the Korean Food Code test method, coliforms, Salmonella species, Staphylococcus aureus, and enterohemorrhagic Escherichia coli were not detected in 280 honeybee drone pupas. In addition, mycotoxins, aflatoxin $B_1$, ochratoxin A, deoxynivalenol, and zearalenone were not detected. Therefore, it is proposed that the honeybee drone pupae collected from the beehives and immediately frozen as safe from harmful microorganisms and mycotoxins and can be used as a food material.
In this study, safety investigations on harmful microorganisms and mycotoxins were conducted on honeybee drone pupae as a new food material, which is rich in nutrients and capable of being mass produced in apiaries. The honeybee drone pupae produced in apiaries were collected from three different regions in Korea and frozen immediately. Subsequently, the samples were subjected to freeze-drying. According to the Korean Food Code test method, coliforms, Salmonella species, Staphylococcus aureus, and enterohemorrhagic Escherichia coli were not detected in 280 honeybee drone pupas. In addition, mycotoxins, aflatoxin $B_1$, ochratoxin A, deoxynivalenol, and zearalenone were not detected. Therefore, it is proposed that the honeybee drone pupae collected from the beehives and immediately frozen as safe from harmful microorganisms and mycotoxins and can be used as a food material.
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문제 정의
꿀벌의 수벌은 로열젤리와 화분 그리고 벌꿀이 먹이원으로서 자연에서 얻어지는 천연물이다. 그러나 밀원 상태가 좋지 않고 많은 먹이원이 필요할 경우엔 천연화분이 아닌 대용화분으로 사양하는 경우도 일부 있을 수 있기 때문에 곰팡이독소에 대한 안전성도 평가하고자 하였다.
따라서 본 연구는 양봉농가에서 쉽게 생산할 수 있는 수벌번데기를 식품 소재화하기 위하여 식약처 「새로운 식품원료 안전성 평가 가이드라인」에 따라 수벌번데기 원료에 대한 유해미생물 및 곰팡이독소 검출 여부를 분석하여 새로운 식재료로써 안전하게 사용될 수 있는 기초 정보를 제공하고자 하였다.
그러나 아직까지 곤충을 식품원료로 사용하기 위한 유해 미생물의 종류와 기준은 마련되지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 유해 미생물이 수벌번데기에서 검출되는지를 평가하고자 하였다.
제안 방법
장출혈성대장균(Enterohemorrhage Escherichia coli) 분석은 식품공전의 장출혈성대장균 분석법에 따라 mTSB (modified tryptone soy broth) 배지 225 mL에 수벌 번데기 25 g을 넣고 36℃에서 24시간동안 배양한 배양액 1 mL를 취하여 세척한 후 멸균증류수 200 µL를 섞어 10분간 끓인 다음 원심분리하여 상등액 5 µL를 주형 DNA로 사용하였다. PCR 분석은 VT1, VT2 프라이머를 사용하여 수행하였고 최종산물 반응액을 2% agarose로 전기영동한 다음 UV를 이용하여 반응생성물(VT1: 180 bp, VT2: 255 bp)을 확인하여 장출혈성대장균의 검출여부를 평가하였다.
2차 배양액을 XDL (xyloselysine desoxycholate) agar에 접종한 다음 36℃에서 24시간동안 배양하여 배지에서 분홍색 집락형성 여부를 확인하여 살모넬라의 검출여부를 평가하였다. 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 분석은 식품공전의 황색포도상구균 정성시험법에 따라 10% 염화나트륨 용액을 첨가한 TSB (tryptic soy broth) 배지 225 mL에 수벌번데기 25 g을 넣고 36℃에서 24시간동안 배양하여 난황첨가 만니톨 식염한천배지에 접종한 다음 다시 36℃에서 24시간동안 배양한 후 황색 불투명 집락을 나타내고 주변에 혼탁한 백색 환의 집락형성을 확인하여 황색포도상구균의 검출여부를 판단하였다. 장출혈성대장균(Enterohemorrhage Escherichia coli) 분석은 식품공전의 장출혈성대장균 분석법에 따라 mTSB (modified tryptone soy broth) 배지 225 mL에 수벌 번데기 25 g을 넣고 36℃에서 24시간동안 배양한 배양액 1 mL를 취하여 세척한 후 멸균증류수 200 µL를 섞어 10분간 끓인 다음 원심분리하여 상등액 5 µL를 주형 DNA로 사용하였다.
대상 데이터
본 시험에 사용된 서양종꿀벌(Apis mellifera L.)의 수벌 번데기는 충남 청양, 전북 김제, 경남 창녕의 양봉농가에서 2017년 5월에서 6월, 그리고 2018년 4월 중에 생산된 것을 사용하였다(Table 1, Fig. 1).
식중독 세균과 유해독소 잔류 여부는 한국기능식품연구원(성남, 한국)에 의뢰하여 분석하였다. 대장균군(Coliforms) 분석은 식품공전의 대장균군 BGLB (brilliant green lactose bile broth, Hardy diagnostics, CA, USA) 배지법에 따라 수벌번데기 25 g에 9배의 정제수를 넣고 균질화 한 후 균질액 1 mL를 BGLB 배지에 접종하고 36℃에서 48시간동안 배양한 다음 BGLB 배지(Hardy diagnostics, CA, USA)가스의 발생여부에 따라 대장균군을 확인하였다.
이론/모형
곰팡이 독소인 아플라톡신(aflatoxin) 분석은 식품공전의 아플라톡신 분석법에 따라 추출, 정제, 유도체화 및 HPLC 분석을 통하여 아플라톡신 B1을 확인하였다. 즉, 수벌번데기 25 g에 1% 염화나트륨 용액 100 mL을 첨가하여 균질화한 후 1% 트윈 20 용액을 가하여 추출하였고 추출액 20 mL를 면역친화성컬럼에 주입하여 해당 물질을 정제하였다.
식중독 세균과 유해독소 잔류 여부는 한국기능식품연구원(성남, 한국)에 의뢰하여 분석하였다. 대장균군(Coliforms) 분석은 식품공전의 대장균군 BGLB (brilliant green lactose bile broth, Hardy diagnostics, CA, USA) 배지법에 따라 수벌번데기 25 g에 9배의 정제수를 넣고 균질화 한 후 균질액 1 mL를 BGLB 배지에 접종하고 36℃에서 48시간동안 배양한 다음 BGLB 배지(Hardy diagnostics, CA, USA)가스의 발생여부에 따라 대장균군을 확인하였다. 살모넬라(Salmonella spp.
0 mL/min 및 주입량 40 µL이었으며, 이동상은 아세토니트릴·물·초산(99:99:2, v/v/v) 혼합용액을 사용하였다. 데옥시니발레놀(Deoxynivalenol) 분석은 식품공전의 데옥시니발레놀 분석법에 따라 수벌번데기 20 g을 아세토니트릴·메탄올·물(25:25:50, v/v/v) 100 mL에 첨가하고 균질화한 다음 원심분리하여 상등액을 정제용 컬럼에 주입하고 물로 세척한 후 아세토니트릴로 용출시켰다. 수집한 용출액은 질소로 농축하고 아세토니트릴·물 혼합액 1 mL를 가하여 녹인 후 여과한 것을 분석시료로 사용하였다.
1~12분까지(A) 30%로 설정하였다. 오크라톡신 A (ochratoxin) 분석은 식품공전의 오크라톡신 A 분석법에 따라 수벌번데기 25 g을 아세토니트릴·물(60:40, v/v) 100 mL에 첨가하고 균질화한 다음 여액에 PBS를 혼합하여 면역친화성컬럼 크로마토그래피를 실시하고, 용출액을 질소농축한 후 아세토니트릴·물·초산(99:99:2, v/v/v) 혼합용액 1 mL을 첨가하여 분석시료로 사용하였다. 오크라톡신 A의 HPLCFLD (Agilent 1260) 분석은 검출파장 Ex = 333 nm, Em =460 nm, 컬럼 C18 UG120 (4.
7 mL/min 및 주입량 40 µL이었으며, 이동상은 아세토니트릴(solvent A)과 물(solvent B)을 사용하여 0~4분까지 (A) 10~20%, 4~20분까지 (A) 20%로 설정하였다. 제랄레논(Zearalenone) 분석은 식품공전의 제랄레논 분석법에 따라 수벌번데기 25 g을 염화나트륨 2 g, 트윈 20 1 mL 및 추출용액 100 mL를 첨가하고 균질화한 다음 원심분리하여 상등액을 정제용 컬럼에 주입하고 물로 세척한 후 메탄올로 용출시켰다. 수집한 용출액은 질소로 농축하고 아세토니트릴·메탄올·물(10:55:35, v/v/v) 혼합액 1 mL를 가하여 녹인 후 여과한 것을 분석시료로 사용하였다.
성능/효과
그 결과 검사한 모든 시료에서 어떠한 곰팡이독소도 검출되지 않았다(Table 3). 건전한 꿀벌의 벌통은 무균상태를 유지하는 것으로 알려져 있는데 꿀벌이 식물로부터 채집한 강력한 살균 및 방부효과를 갖는 프로폴리스를 사용하여 벌집의 출입구와 빈틈을 메워서 벌집 내부를 보강하여 벌집속을 무균상태로 만들어 유해한 미생물의 침입을 방지한다고 알려져 있다16).
수벌번데기를 새로운 식품원료로 사용하기 위하여 유해 미생물인 대장균군, 살모넬라, 황색포도상구균 및 장출혈성대장균의 검출 여부를 확인한 결과 모두 검출되지 않았다(Table 2). 모든 시료에서 대장균군, 살모넬라, 황색포도상구균 및 장출혈성대장균이 검출되지 않은 것으로 확인되어 수벌번데기의 생산 단계에서 유해 미생물의 감염은 안전한 것으로 사료된다. 이는 기존의 봉개 된 벌집은 무균상태로 유지된다는 보고와 일치하는 것으로 확인되었다.
이는 기존의 봉개 된 벌집은 무균상태로 유지된다는 보고와 일치하는 것으로 확인되었다. 수벌번데기는 봉개 된 소비를 칼로 베어 깨끗한 비닐 팩에 옮겨 곧바로 냉동보관 하는 과정에서는 유해 미생물의 감염에 안전한 것으로 확인되었다.
수벌번데기를 새로운 식품원료로 사용하기 위하여 유해 미생물인 대장균군, 살모넬라, 황색포도상구균 및 장출혈성대장균의 검출 여부를 확인한 결과 모두 검출되지 않았다(Table 2). 모든 시료에서 대장균군, 살모넬라, 황색포도상구균 및 장출혈성대장균이 검출되지 않은 것으로 확인되어 수벌번데기의 생산 단계에서 유해 미생물의 감염은 안전한 것으로 사료된다.
후속연구
하지만 단백질, 아미노산 등 다양한 영양성분을 지닌 수벌번데기의 보관 및 유통 상태에 따라 세균과 곰팡이 오염은 피할 수 없을 것으로 생산 이후 보관과 이동 시에 미생물 오염 방지를 위한 청결과 냉동상태 유지가 중요하리라 생각된다. 따라서, 향후 보관 기간과 이동 방법에 따른 유해 미생물오염도를 비교 관찰할 필요가 있다.
본 연구에서도 벌집 속에서 채집한 수벌번데기로부터 세균 및 곰팡이 오염이 관찰되지 않았는데 이는 선행연구의 결과와 일치하였다. 하지만 단백질, 아미노산 등 다양한 영양성분을 지닌 수벌번데기의 보관 및 유통 상태에 따라 세균과 곰팡이 오염은 피할 수 없을 것으로 생산 이후 보관과 이동 시에 미생물 오염 방지를 위한 청결과 냉동상태 유지가 중요하리라 생각된다. 따라서, 향후 보관 기간과 이동 방법에 따른 유해 미생물오염도를 비교 관찰할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
수벌을 기능석 식품원료로써 산업화하기에 경제성이 높은 이유는?
따라서 수벌은 식품원료로서 이용 가치가 높을 뿐 만 아니라 기능성식품으로 개발 가능성이 높다. 무엇보다도 수벌은 양봉농가에서 쉽게 생산 가능하며 생산방법이 확립되어 있다는 점에서 산업화하기에 경제성이 높다. 수벌의 성충은 여왕벌 보다는 체구가 작고, 일벌 보다는 2~3배 체구가 크다14).
벌집 속 수벌번데기에서 세균 및 곰팡이 오염이 관찰되지 않을 수 있었던 건전한 꿀벌의 벌집이 무균상태를 유지할 수 있는 이유는?
그 결과 검사한 모든 시료에서 어떠한 곰팡이독소도 검출되지 않았다(Table 3). 건전한 꿀벌의 벌통은 무균상태를 유지하는 것으로 알려져 있는데 꿀벌이 식물로부터 채집한 강력한 살균 및 방부효과를 갖는 프로폴리스를 사용하여 벌집의 출입구와 빈틈을 메워서 벌집 내부를 보강하여 벌집속을 무균상태로 만들어 유해한 미생물의 침입을 방지한다고 알려져 있다16). 본 연구에서도 벌집 속에서 채집한 수벌번데기로부터 세균 및 곰팡이 오염이 관찰되지 않았는데 이는 선행연구의 결과와 일치하였다.
서양종꿀벌의 수벌이 쓸모없는 존재로 알려진 이유는?
서양종꿀벌(Apis mellifera L.)의 수벌은 일벌이나 여왕벌과 달리 외적을 방어하기 위한 벌침을 갖고 있지 않으며, 여왕벌과 교미하는 일 외에는 아무것도 안 하고 식량만 소비하기 때문에 수벌은 쓸모없는 존재로 알려져 있다. 그러나 수벌은 일본과 중국 등 아시아지역과 유럽 등지에서는 식용으로 사용되어 초콜릿, 제과, 주류 및 기능성식품의 원료로 사용되고 있으며 우리나라에서도 고문헌인 『신농본초경(神農本草經)』이나 『본초강목(本草綱目)』에 수벌을 섭식하였다는 기록이 남아있다12,13).
참고문헌 (16)
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