건강에 대한 관심이 높아지고 과일과 채소가 풍부한 식 사는 암 및 비만 등의 질병을 감소시키는 것이 널리 보고 되고 있어 그 소비가 점점 증가하고 있는 추세이며¹⁾ 이와 관련된 농산물의 위생 및 안전 관리에 대한 중요성도 증 가하고 있다. 신선농산물은 재배과정에서의 용수, 토양 및 주변환경과 수확단계에서의 작업자 및 비위생적인 작업환 경에 존재하는 미생물에 의해 오염될 가능성이 높다²⁾. 미 국에서는 cantaloupe, tomato, parsley, alfalfa sprout, scallions, radish sprout, 사과주스, 오렌지 주스 등에서 식중독 균이 검출된 바 있으며, 이러한 신선농산물이 원인이 되어 식 중독이 발생한 사례가 있다^3-4).

이처럼 신선농산물에 대한 안전성 문제가 빈번하게 발 생하고 딸기, 방울토마토, 오이와 같이 껍질을 벗기지 않 고 섭취하는 신선농산물의 경우 위생 및 안전 관리에 대 해 더욱 주의할 필요가 있다. 특히, 딸기는 표면에 부착된 미생물을 제거하기 어려우며⁵⁾, 외부 환경·개인위생과 수 확 및 선별 시 사용되는 시설과 도구 등이 미생물의 오염 원으로 될 수 있고, 과실의 특성으로 인해 수확 후 세척 등의 과정 없이 출하·유통되기 때문에 Escherichia coli O157:H7, Salmonella Typhimurium, Salmonella Newport, Hepatitis A와 같은 식중독 균에 대한 오염가능성은 늘 문 제점으로 제기되고 있으며 이에 대한 미생물 관리 방안이 필요하다⁶⁾. 실제로 2011년 미국에서는 E. coli O157:H7에 오염된 딸기에 의해 10명의 환자가 발생하였고 그 중 한 명이 사망하는 사고가 발생하였다.

신선 농산물의 미생물을 감소시키는 방법으로 세척과 가 스를 처리하는 방법이 주로 이용되고 있는데 딸기의 경우 세척 방법은 사용이 불가하므로 이산화염소⁷⁾, 염소⁸⁾, 그리 고 오존⁹⁾ 등을 이용하는 화학적 살균 처리 방법이 많이 사 용되고 있으나 염소처리는 발암물질을 생성시킬 수 있으 며, 이산화염소와 염소 모두 농도가 높을수록 미생물 억 제에는 긍정적이지만 품질저하가 동반되어 나타나기 때문 에 주의해야 한다^10,12). 오존가스는 농산물의 종류에 따라 살균효과가 차이를 보이며 딸기에는 그 효과가 미흡한 것 으로 보고되었다¹³⁾. 따라서 본 연구에서는 딸기의 수확단 계와 유통단계에서의 미생물오염 정도를 파악하고 이 결 과를 토대로 딸기의 미생물 오염 저감 및 예방을 위한 관 리점(control point)으로 작업자의 장갑 교체와 유통단계의 온도조건에 대한 연구를 수행하였다.

Materials and Methods

미생물 모니터링 및 관리점 확인

본 연구를 위하여 2017년 1월부터 4월까지 딸기를 수확 하는 농장 4곳을 선정하여 작물(딸기), 재배환경(농업용수, 토양) 및 작업도구로 작업자의 장갑, 수확용 바구니와 그 바닥의 신문지를 대상으로 총29점의 시료를 수집하였고, 유통되는 딸기 중 미생물 오염 정도를 확인하기 위해서 2017년 3월에 경남 진주에 위치한 3곳의 대형유통매장에 서 판매 중인 딸기 시료를 구입하여 미생물 평가에 사용 하였다. 수확농가와 유통매장에서 수집된 시료는 총 32점 이었으며, ice box를 이용하여 실험실에 운반하였다(Table 1).

수확단계의 농장에서 시료를 수집하는 방법은 다음과 같 이 딸기는 수확 후 선별 중인 것을 500 g씩 수집하였으며, 재배환경인 농업용수는 멸균 채수병을 이용하여 각 농가 에 사용되는 지표수를 대상으로 약 1 L 채수하였다. 토양 은 농가의 땅 3곳을 지정하여 토양의 표토를 혼합한 후 각 시료당 3 kg이 되도록 멸균 팩에 담았다. 수확 및 선별에 사용되는 작업자 장갑과 수확바구니 및 신문지는 10 × 10 cm 의 면적대를 사용하여 Swab kit (3M e·swab, 3M China Ltd., Shanghai, China)로 swabbing하였다. 유통 중인 딸기 는 대형유통매장에서 판매하는 제품을 구입하여 ice box 에 담아 차량으로 2시간 이내에 실험실로 운반하여 분석 에 사용하였다.

모든 시료는 일반세균과 위생지표세균(대장균군, 대장균) 그리고 효모 및 곰팡이를 대상으로 분석하였고, 채취된 모 든 시료는 clean bench 내에서 실험을 진행하였다. 딸기와 토양은 25 g 취하여 멸균된 0.85% 생리식염수 225 mL를 넣고 균질화 시켜 사용하였으며, 작업도구와 농업용수는 별다른 전처리 과정 없이 강하게 혼탁하여 사용하였다. 전 처리 된 시료를 1 mL 취하여 9 mL의 생리식염수에 넣고 단계별로 희석한 후 일반세균(total aerobic bacteria)¹⁴⁾과 대 장균(E. coli) 및 대장균군(coliform)¹⁵⁾, 효모와 곰팡이¹⁶⁾ 검 출이 가능한 3M Petri film (3M, St Paul, MN, USA)에 접 종하여 37°C에서 일반세균은 48시간, 대장균 및 대장균군 은 24시간, 효모와 곰팡이는 25°C에서 3~5일 인큐베이터 안에 배양 한 후 계수하였다. 모든 세균 수는 log₁₀ CFU 값으로 환산하여 나타내었다.

이상의 모니터링 방법과 추가로 현장 방문조사를 통해 서 수확 후 단계에서 수확도구를 포함한 개인위생, 포장 등 선별환경에 적용 가능한 미생물관리를 통해 딸기의 미 생물 저감화를 위한 단계를 선정하고 이에 대한 방안을 모색하였다.

수확단계에서 작업장갑의 교체를 통한 미생물 예방 및 저감화

모니터링 한 농가 4곳 중 1곳을 선정하여 수확 후 딸기 의 선별 및 포장단계에서 장갑교체를 통한 미생물 오염을 예방 및 저감하기 위한 방법을 모색하였다. 총 3시간동안 장갑을 교체하지 않은 장갑과 작업 종료 시 선별된 딸기 를 대조구로, 작업 3시간 중 매 1시간마다 교체한 각 장 갑과 그 장갑으로 선별된 딸기를 실험구로 나누어 미생물 의 오염 정도를 비교 분석하였으며, 분석 방법으로 아래 의 식을 이용하여 실험구와 대조구의 미생물 오염 증가율 을 확인하기 위해 작업 전 장갑과 딸기의 일반세균 수를 기준으로 작업 후 장갑과 딸기 균 수를 비교하는 식을 사 용하였다.

실험에 사용한 실험구 및 대조구의 장갑과 딸기는 멸균 된 시료 채취용 팩에 담아 얼음을 채운 ice box에 담고 실 험실로 냉장 운반 후 사용하였다.

{(작업 후 장갑 또는 딸기 중 일반세균 수) − (작업 전 장 갑 또는 딸기 중 일반세균 수)} / (작업 전 장갑 또는 딸기 중 일반세균 수) × 100 (%)

작업 장갑교체의 사후관리

시중에 판매되고 있는 면장갑을 구입하여 작업자가 주 로 사용하는 오른쪽 엄지, 검지, 중지 3부분에 딸기에서 배양된 일반세균을 임의로 농도로(평균 5.40 ± 0.27 log₁₀ CFU/g) 100 μL씩 각각 분주하여 멸균된 Petri dish 위에 1~2시간 충분히 말린 후 세척제(수돗물, 세제, 락스, 비누) 를 이용하여 세척하는 방법과 삶는 방법 등으로 살균력에 대해 비교하였다. 세제를 이용한 세척 액은 일반 마트에 서 판매되고 있는 제품을 구입하여 0.5 g을 수돗물 500 mL 로 녹여 준비하였다. 락스를 이용한 세척 액은 제조자의 사용방법에 따라 락스 원액을 30배의 수돗물로 희석하여 준비하였다(500 mL). 비누는 수돗물에 적신 장갑에 충분 히 문지른 후 추가로 수돗물을 500 mL이 되도록 부어 세 척 액으로 사용하였다. 수돗물을 이용한 세척은 다른 세 척제를 첨가하지 않고 장갑에 수돗물을 500 mL 첨가하여 세척 액으로 사용하였다. 세척은 세척 액에 담근 후 60초 동안 손을 사용하여 주물러 세척한 후 수돗물로 헹구어 건조시킨 후 미생물 분석에 사용하였다. 삶는 방법은 끓 는 수돗물에 장갑을 넣은 후 60초 동안 삶은 후 위의 방 법과 동일하게 헹구고 건조 후 미생물 분석에 사용하였다.

유통환경 중 온도에 따른 미생물 저감화 효과

일반적으로 딸기는 수확 후 실온과 냉장 조건에서 유통 되고 있다. 실제로 본 연구에서 대형유통매장에서 수집된 딸기를 냉장과 실온에 진열된 것을 구입해 사용하였다. 따 라서, 온도를 달리한 유통환경이 딸기의 미생물 오염에 미 치는 영향을 확인하기 위해 농가에서 수확된 딸기를 70% 에탄올로 살균한 후 농장의 딸기에서 증균 된 일반세균액 을 임의의 농도(평균 5.40 ± 0.27 log₁₀ CFU/g)로 오염시킨 후 4°C와 20°C에 각각 멸균된 시료채취용 팩에 보관하였 으며 1일, 3일, 5일 동안 저장한 후 일반세균 수를 분석하 였다.

Results and Discussion

수확단계 및 유통 중인 딸기의 미생물학적 평가와 미생물 오염 저감을 위한 주요 관리점 확인

딸기의 미생물 오염 예방 및 저감을 위한 방안 모색에 앞서 수확단계 딸기농장의 딸기, 용수, 토양, 작업자의 장 갑, 바구니, 신문지 그리고 유통단계의 딸기에 대한 미생 물 오염 정도를 모니터링 하였다. 수확 중인 딸기농가는 4곳(A, B, C, D)으로 딸기(작물)의 모니터링 결과 일반세 균은 평균 3.28 ± 0.98 log₁₀ CFU/g 이었으며, 대장균과 대 장균군은 검출되지 않았다. 토양 모니터링 결과 일반세균 평균 7.12 ± 0.61 log₁₀ CFU/g으로 가장 높게 나타났으나, 일반적인 토양의 미생물 수가 평균 6.0-8.0 log₁₀ CFU/g 로 보고되고 있는 점을 감안한다면¹⁷⁾ 비교적 안전한 수준을 나타냈다. 토양의 대장균군은 평균 3.39 ± 0.99 log₁₀ CFU/ g 수준이었으며, 대장균은 평균 1.41 ± 0.81 log₁₀ CFU/g 수 준이었다. 농업용수는 총 3곳의 시료를 수집하였다. A(양 액재배) 농가와 B(토경재배) 농가가 동일한 농장주이기 때 문에 B농가와 C농가를 포함한 총 3곳이며, 모든 시료는 5 m 미만의 농업용수를 사용하고 있었다. 용수의 일반세 균은 평균 3.08 ± 0.55 log₁₀ CFU/g, 대장균군은 평균 3.13 ± 1.40 log₁₀ CFU/g이었으며 대장균은 검출되지 않았다. 장갑 의 일반세균은 평균 6.06 ± 1.80 log₁₀ CFU/g, 대장균군은 평균 2.06 ± 0.87 log₁₀ CFU/g, 대장균은 불검출로 오염수 준이 높게 나타났다. 수확용 바구니는 일반세균이 평균 4.23 ± 0.91 log₁₀ CFU/g, 수확용 바구니 바닥의 신문지는 일반세균이 평균 3.49 ± 0.28 log₁₀ CFU/g 이었으며 바구니 와 신문지의 대장균 및 대장균군은 검출되지 않았다. 실 제로 농장에서 사용하는 바구니는 세척여부를 확인 할 수 없었고 수확부터 선별까지 딸기와 직접 접촉하는 수확바 구니 바닥의 신문지는 ‘14년에 발행된 신문지로 교체하지 않고 계속 사용된 것으로 추정되어 농장에서 사용하고 있 는 장갑을 포함한 작업도구를 관리하는 방안도 필요할 것 으로 판단되었다(Fig. 1). 유통되는 딸기의 미생물 모니터 링 결과, A 유통 마트의 딸기는 4°C의 냉장보관 상태였으 며 B, C 딸기는 20°C에서 상온보관 상태였다. B, C 유통 마트의 딸기 일반세균 수는 평균 2.6 log₁₀ CFU/g 이었으 며, 대장균과 대장균군에 대해서는 검출되지 않았다. 냉장 보관 된 A 유통 마트의 딸기는 1.85 log₁₀ CFU/g으로 상 온 보관 딸기에 비해 일반세균 수가 약 1.0 log₁₀ CFU/g 수준 낮게 나타났다. 유통되고 있는 딸기 모두 대장균과 대장균군에 대해서는 검출되지 않았으며, 효모와 곰팡이 는 상온보관에 비해 냉장보관의 경우 약 2.0 log₁₀ CFU/g 으로 낮은 경향을 보였다.

수확단계의 딸기 농장에서 장갑의 경우 하루 종일 사용 하는 곳이 많았고 장갑을 교체 하더라도 위생의 개념이 아닌 딸기의 진물에 의해 딱딱해져 딸기 과실을 손상시킬 우려가 있을 때 교체하는 경우가 대부분이었다. 모니터링 결과 수확단계에서는 장갑의 오염도가(일반세균 평균 6.06 ± 1.80 log₁₀ CFU/g) 높아 이에 의한 교차오염이 예상되므로 이를 미생물 오염 최소화 및 예방을 위한 관리점으로 선 정하였으며, 딸기 농가의 경우, 딸기 중의 미생물 오염은 재배단계의 환경영향보다 수확단계에서 사용되는 작업도 구나 작업자의 개인위생관리가 더 중요할 것을 판단되어 수확과 선별, 포장에 사용되는 작업자 장갑의 주기적인 교 체를 통해 미생물의 오염을 최소화 및 예방 하고자 하였다.

유통단계에서는 수확단계의 딸기 평균 미생물 수와 비 교했을 때 유통 상의 딸기 미생물 오염도는 낮게 확인되 었다. 유통되는 딸기의 오염수준 모니터링 결과 냉장보관 상태(4°C)의 딸기가 상온보관(20°C) 딸기보다 신선도가 오 래 유지될 뿐만 아니라 냉장온도에 의해 미생물이 상대적 으로 열악한 환경조건에 노출되었기에 오염수준이 감소된 것으로 판단되어 유통단계의 온도가 미생물의 오염을 저 감화하는데 중요한 관리점으로 확인되었다(Table 2).

수확단계의 작업장갑 교체를 통한 저감화

딸기농장에 대한 미생물 평가를 통해 딸기의 미생물 오 염 최소화와 예방을 위해서는 개인위생과 작업장갑의 관 리 필요성을 확인할 수 있었다. 특히, 선별과 포장에 사용 되는 작업자 장갑의 경우 작업 후 미생물의 오염이 상당 히 증가하는 것으로 확인되어 이에 의한 딸기로의 교차오 염이 우려되었다. 따라서, 딸기 농장에서 사용되는 작업자 의 장갑을 주기적으로 교체하여 딸기의 수확, 선별 및 포 장 단계에서 미생물의 오염을 예방 하기 위해 작업 1시간 마다 장갑을 교체하도록 하여 교체하지 않은 장갑과 미생 물 오염 정도와 각 장갑으로 선별된 딸기의 미생물 오염 정도를 비교 분석하였다. 즉, 총 3시간동안 장갑을 교체하 지 않은 장갑과 작업 종료 시 선별된 딸기를 대조구로, 작 업 3시간 중 매 1시간마다 교체한 각 장갑과 그 장갑으로 선별된 딸기를 실험구로 나누어 미생물의 오염 정도를 비 교하였다. 그 결과, 대조구 장갑의 경우 작업 전의 일반세 균 오염수준이 평균 3.09 ± 0.27 log₁₀ CFU/g 수준에서 작업 후 5.39 ± 1.67 평균 log₁₀ CFU/g 수준으로 크게 증가였다. 반면 장갑을 주기적으로 교체한 실험구 장갑은 작업 전 3.58 ± 0.38 평균 log₁₀ CFU/g수준에서 평균 4.13 ± 0.32 log₁₀ CFU/g 수준으로 대조구에 비해 상대적으로 낮은 증가 폭 을 확인할 수 있었다. 대조구 장갑으로 마지막에 선별한 딸기의 일반세균 수는 작업 전 평균 0.77 ± 1.09 log₁₀ CFU/ g에서 작업 후 평균 2.56 ± 2.20 log₁₀ CFU/g으로 다소 높 은 증가를 확인하였으며, 실험구 장갑을 이용하여 마지막 으로 선별한 딸기 일반세균 수는 작업 전 평균 1.26 ± 0.91 log₁₀ CFU/g에서 평균 1.63 ± 0.64 log₁₀ CFU/g으로 확인되 어 대조구 딸기에 비해 낮은 미생물 오염을 확인하였다 (Fig. 2). 추가로 실험구와 대조구의 미생물 오염 증가율을 확인하기 위해 일반세균 수를 기준으로 장갑과 딸기에 대 하여 장갑 교체와 미교체 일반세균의 증가율을 수치화한 결과 대조구와 실험구의 장갑에서 미생물 증가율은 각각 74.43%, 15.36% 증가하였으며, 딸기의 경우 대조구와 실 험구 장갑에 의해 선별되었을 때 각각 232.47%, 29.37% 으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이는 장갑의 작업 전 과 비교 시 작업 후의 오염수준 차이가 클수록 값이 증가 하며, 값이 클 수록 미생물의 오염 정도가 증가되었음을 의미한다. 그러므로 장갑의 미교체와 주기적으로 교체하 는 방법을 비교했을 때 장갑을 1시간마다 교체한 경우가 3시간 또는 미교체일 때 보다 장갑의 미생물 오염도가 낮 았으며 이것은 작업자 장갑에 의한 딸기로의 교차오염을 예방할 수 있는 방법으로 판단된다(Table 3).

따라서 주기적인 장갑교체에 의한 미생물학적 평가 결 과 장갑의 주기적 교체가 지속적인 사용이나 미교체가 비 해 딸기의 미생물 오염 예방과 최소화에 있어 작업장갑을 최소 1시간 이하의 주기로 교체는 효과적으로 나타났다. 추가로 수확과 선별에 사용되는 작업바구니는 딸기와 바 로 접촉이 되는 작업도구임에도 불구하고 세척과정 없이 수개월 및 수년 동안 사용되어 오는 것으로 확인되었다. 이러한 작업도구의 비위생적인 관리에 의해 딸기로의 교 차오염이 발생할 수 있기 때문에 수확단계의 농장에서는 장갑 및 작업도구에 대한 위생적인 관리가 필요한 것으로 판단되며 이에 대한 중요성과 인식변화 및 개선 등의 노 력이 필요하겠다.

작업 장갑교체의 사후관리

수확단계의 딸기 농장에서는 대부분 선별 및 포장 단계 에서 작업자의 장갑을 교체하지 않고 사용 후 비위생적으 로 관리된 장갑을 재사용하는 경우가 빈번하게 관찰되었 다. 딸기의 미생물 오염 최소화와 예방을 위해서는 장갑 의 관리가 매우 중요한 것으로 앞서 모니터링 결과에서도 확인이 되었고, 작업자 장갑을 1시간 단위로 교체하는 것 이 미생물의 오염을 최소화하는데 효과가 큰 것으로 확인 되었다. 이를 현장에 적용하기 위해 장갑의 주기적인 교 체에 의해 발생하는 교체된 작업자 장갑에 대한 관리도 필요하다고 판단되어 재사용이 가능하면서 사용된 장갑의 미생물을 효과적으로 제거할 수 있는 위생적인 세척방법 을 비교하였다. 그 결과, 시판되고 있는 락스로 세척한 장 갑에서 일반세균뿐 아니라 대장균 및 대장균 군 효모와 곰팡이가 모두 검출되지 않아 높은 세척효과를 확인 할 수 있었으며, 삶은 장갑은 일반세균 1.0 log₁₀ CFU/g 제외 한 대장균 및 대장균군과 효모곰팡이 모두 검출되지 않았 다. 그 외 세제와 빨래비누, 일반 수돗물에 세척한 결과 4.7-5.8 log₁₀ CFU/g 수준으로 높게 나타나 장갑에 오염된 미생물을 효과적으로 제어하기 위해 가장 효과가 좋은 세 척방법은 락스와 삶는 방법으로 판단되었다(Fig. 3). 이상 의 결과를 토대로 작업에 사용된 장갑은 재사용할 필요가 있기 때문에 농가에서 장갑을 재활용하기 위해서는 농가현 장에서 손쉽고 빠르게 실시할 수 있는 방법이 필요하다. 연 구결과에서 확인된 가장 효과적인 방법인 락스와 삶아서 세척하는 것 둘 다 장갑 자체의 초기 균 수를 제어하면서 조작이 간단한 세척 방법이기 때문에 농가에서 쉽게 실천 할 수 있는 방법으로 판단된다. 따라서 소비자에게 도달 까지 세척단계 없이 수확 및 유통되는 딸기의 미생물학적 오염을 예방 및 최소화하기 위해서는 수확 시 사용되는 작업자 장갑의 주기적인 교체와 세척을 실시하여 장갑을 깨끗한 상태로 작업하고 실제 사용하는 장갑 이외의 작업 도구(수확바구니 등)도 주기적인 세척을 통해 관리할 필 요성이 있다.

유통환경 중 온도에 따른 미생물 저감화 효과

대형유통 마트에서 판매되는 딸기의 미생물 오염도 모 니터링 결과 상온과 냉장 보관된 딸기의 미생물 오염 수 준이 차이가 났고, 유통되고 있는 딸기는 선별 및 포장 단 계에서의 딸기 평균 미생물 수준보다 낮은 미생물 오염수 준을 확인할 수 있었다. 따라서 유통환경 중 온도에 따른 딸기에 오염된 미생물의 생육변화를 확인하기 위해 임의 로 오염시킨 딸기를 실온과 냉장조건으로 5일간 보관하면 서 미생물의 차이를 비교하였다. 그 결과 4°C의 유통과정 에서 일반세균의 균 수가 1일차 3.75 ± 0.44 log₁₀ CFU/g 에서 5일차에는 1.54 ± 0.62 log₁₀ CFU/g으로 상당히 감소 하는 경향을 나타났다. 대장균과 대장균군은 검출되지 않 았으며 효모와 곰팡이 또한 1.0 log₁₀ CFU/g 수준 이하로 다소 감소했다. 실온보관 한 딸기는 5일차에 가장 낮은 일 반세균 3.48 ± 0.15 log₁₀ CFU/g으로 냉장유통 조건보다는 다소 천천히 감소하였으며, 대장균과 대장균군은 불검출 되었고 효모는 6.94 ± 0.50 log₁₀ CFU/g 수준으로 크게 증 가하였다(Table 4). 딸기를 일반적인 유통온도인 실온과 냉 장 조건에서 1일~5일 동안 보관한 결과, 냉장보관 한 딸 기가 상온보관의 딸기보다 총 균 수가 감소했으며 효모와 곰팡이의 수도 감소하는 경향을 보였다. 따라서 유통단계 에서 cold chain 시스템을 도입한다면 최종적으로 소비자 에게 도달 시 딸기자체의 균 수 감소에 긍정적인 영향을 나타낼 것으로 판단 된다. 이러한 방법은 딸기 농장뿐만 아니라 수확 시 장갑을 이용하거나 수확 후 세척 없이 유 통되는 신선농산물의 미생물 오염 예방 및 저감화에 적용 이 가능할 것으로 생각된다.