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ISSN : 1229-1153(Print)
ISSN : 2465-9223(Online)
Journal of Food Hygiene and Safety Vol.33 No.1 pp.38-43
DOI : https://doi.org/10.13103/JFHS.2018.33.1.38

Changes of Microbial Populations on Major Leafy Vegetables Cultivated by Different Methods from Production to Washing Stages

Soh-Young Oh, Ki-Woong Nam1, Deok-Hoon Yoon*
Institute of International Agriculture, Technology and Information, Hankyong National University, Anseong, Korea
1Department of Horticultural Life Science, Hankyong National University, Anseong, Korea
Correspondence to: Deok-Hoon Yoon, Hankyong National University, #327, Jungang-ro, Anseong-si, Gyeonggi-do 17579, Korea 82-31-678-4643, 82-31-678-4644tropagri@hknu.ac.kr
20170926 20171016 20180110

Abstract

A few authors have already investigated microbial contamination of leafy vegetables in distribution condition and examined the effect of temperature abuse on microbial safety or product quality. But this study analyzed proliferation of indicator microorganisms and food poisoning bacteria in real situation in Korean agroindustry and investigated washing effect of micobial contamination on leaf surface. Leafy vegetables were found to be contaminated with aerobic bacteria at 0.1~0.32 × 103 CFU/g. Staphylococcus aureus and Bacillus cereus were detected in leafy vegetables at 0~0.54 × 103 CFU/g. However, Salmonella spp., Coliforms, Clostridium spp. and Listeria spp. were not detected in any samples. Indicator microorganisms and food poisoning bacteria on leafy vegetables increased at room temperature when simulatively distributed condition. After clean-up, the indicator microorganisms and food poisoning bacteria of kimchi cabbage, lettuce and perilla leaf were decreased to a very low level. This study suggests that it is necessary to improve the level of hygiene management such as use of cold chain system and hygiene management of transport tools during the distribution process for fresh leafy vegetables.


재배방법별 주요엽채류의 생산단계에서 세척단계까지 미생물상의 변화

오 소영, 남 기웅1, 윤 덕훈*
국립한경대학교 국제농업기술정보연구소
1국립한경대학교 원예생명과학과

초록


    Rural Development Administration
    PJ010820

    한국인의 식생활에서 배추, 상추 등의 엽채류는 소비가 많은 주요 작물이며, 소비자의 생활수준 향상과 건강한 먹 거리에 대한 관심이 높아지면서 최소가공 농산물의 소비 가 증가하고 있고 이에 따라 신선채소 섭취에 따른 인체 위해성이 증가되고 있다1). 농산물의 안전성은 생산 및 수 확후 과정에서 물리적, 화학적, 생물학적 위해요소의 관리 가 요구되는데, 친환경농업의 확산에 따라 잔류농약 등 화 학적 위해요소는 크게 감소된 반면, 가축분 퇴비 등의 사 용이 증가되면서 미생물적 위해요소의 관리가 중요해지고 있다2). 국내에서는 신선농산물을 매개로 하는 식중독 사 고가 공식적으로 보고된 바는 없다3). 그러나, 병원성 미생 물은 엽채류의 생산과정에서 토양, 관개용수, 농자재, 야생 동물, 작업자 등에 의해 오염될 수 있고, 수확 후 가공, 유 통 중 교차오염이 일어날 수 있으며4), 엽채류에 오염된 병 원성미생물은 유통 및 보관과정 중 증식이 가능하다5). 엽 채류는 가식부위인 잎의 표면구조상 씻는 과정에서 병원 성미생물이 쉽게 제거가 되지 않는 특성을 가지고 있어6) 생식용 채소와 관련된 식중독 사고는 농산물로 인한 식중 독 사고의 많은 부분을 차지하고 있다7). Bacillus cereus는 자연에 널리 분포하며 다양한 식품으로부터 분리될 수 있 고 105 cells/g 이상이 포함된 식품을 섭취하게 되면 식중 독을 유발하는 것으로 알려져 있으며8) 대장균군은 위생지 표균으로 다른 식중독 세균의 감염 가능성을 시사한다9). 또한 미국, 유럽 등에서 Listeria moncytogenes, Salmonella 등에 의한 식중독 발생사례들이 보고되고 있다10,11). 시기 별로 생산지와 판매지에서 수집한 엽채류의 미생물 오염 도를 분석하고 시기별 유통 온습도 조사와 보관온도가 대 상 작물에 존재하는 미생물 밀도변화에 미치는 영향을 검 정한 결과 생산지와 판매지의 미생물 오염도는 생산지에 비해 판매지에서 높게 나타나는 경우가 많았는데12), 수확 한 엽채류를 5~25°C에서 7일까지 보관하면서 일반세균, 대장균군, 대장균, 식중독 세균 등을 분석한 결과 신선편 이 엽채류의 오염세균 증식을 저해하기 위하여 가능한 낮 은 온도로 보관하는 것이 바람직하다고 하였다5).

    최근 엽채류에 대한 미생물상의 변화에 대한 연구가 많 이 진행되어 왔으나, 대부분 생산단계, 유통과정 및 소비 단계까지의 연결성이 없이 대부분 각 단계별로 수행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 주요 엽채류에 대하여 유기 농산물과 관행농산물로 구분하여 생산단계에서 부터 수확 후 모의유통과 세척단계까지 각 단계별 미생물상의 변화 를 조사함으로써 단계별 미생물적 안전성 관리방안을 수 립하고 개선방안을 도출하는 기초자료로 활용하고자 수행 하였다.

    Materials and Methods

    시료채집

    엽채류(배추, 상추, 깻잎)의 위생지표균 및 유해미생물 오염도 조사를 위하여 2015년부터 2016년까지 강원(배추), 충북(상추), 충남(깻잎)의 관행 및 유기농가에서 2주 간격 으로 엽채류 시료를 채집하였다. 상추는 매년 6월부터 10 월까지 총 18회 시료를 수집하였으며, 깻잎은 매년 6월부 터 12월까지 총 24회 시료를 수집하였고, 배추는 매년 4 월부터 10월까지 총 18회 시료를 수집하였다. 모든 시료 는 유기농가와 관행농가로 구분하여 각각 3농가에서 5개 씩 시료를 수집하였으며, 총 시료수는 상추는 540점, 깻잎 은 720점, 그리고 배추는 540점 이었다. 모든 시료는 멸 균장갑을 끼고 채집하였으며, 채집 직후 멸균백에 담아 아 이스박스를 이용하여 실험실로 운반하여 분석에 사용하였 다. 유통단계의 미생물오염도를 조사하기 위하여 농가가 직접 수확한 시료를 수확바구니에 담아 상온으로 실험실 로 이동하여 포장비닐백 또는 망에 넣어 24시간동안 상온 처리 후 4°C에서 10일간 모의유통하며 미생물상을 분석하 였다. 소비단계의 미생물상을 조사하기 위하여 모의유통 (24시간 상온 후 4°C)을 거친 시료를 흐르는 물에 5~10초 간 세척한 후 미생물상 분석에 이용하였다.

    위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사

    수집한 엽채류의 호기성세균(AC, total aerobic bacteria), 대장균군(CC, coliforms), 효모 및 곰팡이(YM, yeast and mold) 등 위생지표세균과 식중독 유발가능성이 있는 Bacillus cereusStaphylococcus aureus, Clostridium spp., Salmonella spp., Listeria spp.를 정량적으로 분석하였다. 정량적 분석 을 위해 각 작물 시료 10 ± 1 g을 stomacher bag에 넣고 1:10(w/v) 비율로 0.1% peptone water를 더해 5분간 고루 문질렀다. 호기성세균은 3M PetrifilmTM aerobic count plate (3M, Maplewood, MN, USA)에 균질화한 시료 1 mL를 분 주하여 35°C에서 48시간 배양 후, 형성된 붉은색 집락 (colony)을 계수하였다. 대장균군은 3M PetrifilmTM coliform count plate (3M, USA)에 시료 1 mL를 분주하여 35°C에 서 24시간 배양 후, 기포를 가진 붉은색 colony를 계수하 였다. 효모 및 곰팡이는 3M PetrifilmTM yeast and mold (3M, USA)에 시료 1 mL를 분주하여 25°C에서 48시간 배 양 후, 파란색의 colony를 계수하였다. 본 연구에 사용한 3M petrifilm 실험법은 AOAC 및 AFNOR 공인 실험법이 다(AOAC Certificate #061301, #2014.01). B. cereus 오염 도 조사를 위해 균질화한 희석용액 100 uL를 Mannitol Egg Yolk Polymyxin Agar에 각각 분주하여 도말하여 37°C 배 양기에서 24시간 동안 배양한 후 분홍색 집락주위에 밝은 환(clear zone)이 나타나는 단일 집락수를 계수하였다. S. aureus의 오염도 조사를 위해 균질화한 희석용액 100 uL 를 Baird-Parker (BP, Oxoid, Hampshire, UK)에 분주하여 도말한 후 37°C의 배양기에서 48시간 동안 배양 후 검은 집락주위에 밝은 환(clear zone)이 나타나는 단일 집락을 계수하였다. 최종 동정은 계수한 평판에서 전형적인 집락 을 선발하여 Nutrient Agar배지에 접종하고 37°C에서 24 시간 배양한 후 VITEK (VITEK-2 compact)을 사용하였고 대조군으로 S. aureus 표준 균주 ATCC 25923을 사용하였 다. Clostridium spp. 오염도 조사를 위해 C. bifermentans, C. perfringens, C. septicum을 포함한 Clostridium을 확인 할 수 있는 선택배지인 Difco Differential Reinforced Clostridial Agar (Difco, USA)에 균질화한 희석용액 100 uL 를 분주하여 도말한 후 37°C 배양기에서 72시간 동안 배 양한 후 검정색의 반점이 나타나는 단일 집락수를 계수하 였다. Salmonella의 경우 Salmonella Express Plate (SALX) PetrifilmTM (3M, USA)에 균질화한 희석용액 1 mL씩 치상 하여 40°C 배양기에서 24시간 동안 배양한 후 적색콜로니 에 황색존이나 가스방울이 있는 집락을 Salmonella 종으로 추정하여 계수하였다. 확정실험은 3M petrifilm Salmonella Express Disc와 반응시켜 Salmonella로 추정된 집락이 디 스크반응 후 진한청색콜로니 또는 붉은 가운데 진청색침 전물이 나타나면 Salmonella로 확정하여 계수하였다. Listeria monocytogenes의 오염도 조사를 위해 균질화한 희석용액 100 uL를 Oxford agar (Oxoid, UK) 배지에 분주하여 도말 하여 37°C 배양기에서 48시간 동안 배양한 후 검정색을 중심으로 회색 균체가 나타나는 단일 집락수를 계수하였다.

    Results and Discussion

    배추의 단계별 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사

    유기 및 관행 배추의 미생물상을 생산과정, 모의유통(상 온 24시간 후 4°C 10일), 세척 후 까지 단계별로 각각 분 석하였다. 생산과정 중에는 생육기간 중 온도 등의 환경 조건에 따라 미생물의 증식에 대한 영향을 최소화하기 위 하여 정식 후 4주 후부터 수확기까지 2회를 조사하였으 며, 모의유통은 실제 유통조건과 비슷하게 유지하기 위하 여 배추를 수확하여 산지에서 실험실까지 상온으로 이동 하여 24시간 후 4°C에서 10일간 보관하면서 2일 간격으 로 표면미생물을 조사하였다. 그리고 모의유통에 이어서 흐르는 물에서 10초간 세척한 후 풍건하여 미생물상을 조 사하였다. 사전연구를 통해 흐르는 물(5, 10, 15초)과 고인 물(1회, 2회, 3회)로 표면미생물의 세척효과를 시험한 결 과 미생물 제거효과가 가장 우수한 조건은 흐르는 물에서 5초(깻잎)와 10초(배추, 상추)로 세척하는 것이었다(Data not Shown). 각 단계의 미생물 검출량은 전체 조사한 값 의 평균값으로 나타내었다.

    유기 및 관행 배추의 생산단계부터 세척 후까지 위생지 표균의 밀도를 분석한 결과는 Fig. 1과 같다. 위생지표세 균은 인체의 유해성과 직접적 연관성은 적으나 생산, 유 통 등의 위생조건 등을 결정하는 미생물 오염의 지표로 사용된다. 생산단계에서 호기성 세균의 밀도는 0.1~0.32 × 103 CFU/g 이었으나 모의유통과정에서는 1.55~3.37 × 103 CFU/g로 증가되었는데, 이는 생산 후 유통단계에서 저온 저장고에 들어가기 전 상온으로 이동 및 보관을 한 결과 로 판단된다. 모의유통 후 흐르는 물에 10초간 세척한 후 호기성 세균은 0.1~1.98 × 103 CFU/g로 다시 감소하였다. 대장균군과 곰팡이는 0.05 × 103 CFU/g이하로 생산, 유통, 세척까지 모든 단계에서 매우 낮은 수준이었으며, 유기와 관행 배추간의 차이는 없었다. Yu 등13)은 세척 전·후 농산 물 표면의 세균수는 재배농법과 상관없이 평균 25배 감소 한다고 하였다.

    유기 및 관행 배추의 생산단계부터 세척 후까지 식중독 유발 가능성이 있는 S. aureus, B. cereus, Salmonella, Clostridium, 그리고 Listeria의 밀도 변화를 분석하였다(Fig. 2). B. cereus는 10°C이하의 온도에서는 거의 증식하지 않 는데14), 유기 배추의 생산지에서 S. aureusB. cereus의 검출량은 0~0.54 × 103 CFU/g이었으며 모의유통중에는 0.01~0.77 × 103 CFU/g이 검출되었다. 관행 배추의 경우 생 산단계에서 S. aureusB. cereus의 검출량은 0.03~0.42 × 103 CFU/g이었으며 모의유통중에는 검출되지 않았다. Salmonella, Clostridium은 유기, 관행 모두 전 단계에서 검 출되지 않았고, Listeria는 유기, 관행 모두 모의유통과정 에서 0.01~0.02 × 103 CFU/g이 검출되었다. 이는 수확 후 교차오염에 의한 결과로 예상된다. Salmonella의 경우 생 장가능 온도범위가 7~45.6°C로 알려져 있고, Clostridium 은 15°C이하에서는 증식이 불가능 한 것으로 알려져 있는 반면 Listeria는 −0.4~45°C 범위에서 증식이 가능한 것으로 알려져 있다17). 따라서 본 연구에서는 모의유통중 4°C로 유지 하였으므로 Listeria만 유통 중 증식, 검출된 것으로 판단된다.

    상추의 단계별 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사

    생산현장에서 수집한 유기 및 관행 농산물에서의 일반 성 세균과 병원성 세균의 오염정도는 거의 차이가 없고15), 유통중인 채소류에서 일반세균은 유기와 관행 농산물 사 이에 비슷한 경향을 보이며 병원성 미생물은 검출되지 않 는다16). 유기 및 관행 상추의 위생지표균을 조사한 결과 (Fig. 3) 생산단계에서는 0.33~0.45 × 103 CFU/g이었으며 모 의유통중에는 4.69~6.68 × 103 CFU/g로 크게 증가하였다가 세척 후에는 0.62~3.10 × 103 CFU/g로 감소하였다. 대장균 군과 곰팡이는 0.5 × 103 CFU/g 이하로 검출되어 매우 낮 은 수준이었으며 생산단계에서 세척까지 증가와 감소 경 향은 호기성균과 유사하였다. 배추와 마찬가지로 유기 및 관행의 차이는 없었다.

    유기 및 관행 상추의 단계별 식중독균 오염도를 조사한 결과 생산단계에서 S. aureus는 0.01~0.07 × 103 CFU/g, B. cereus는 0~0.01 × 103 CFU/g이 검출되었고, Salmonella, Clostridium, Listeria는 검출되지 않았다(Fig. 4). 모의유통 중 S. aureus는 0.03~0.04 × 103 CFU/g, B. cereus는 0.08~ 0.31 × 103 CFU/g이었으며 세척후 각각 0~0.01 × 103 CFU/ g, 0.01~0.11 × 103 CFU/g로 감소하였다. Clostridium은 유 기 및 관행 모두에서 전 과정에서 검출되지 않았으며, SalmonellaListeria는 생산지에서는 검출되지 않았으나 유통과정 중 각각 1.42~2.92 × 103 CFU/g, 0~0.07 × 103 CFU/ g이 검출되었고 세척 후 0.02~2.0 × 103 CFU/g이하로 감소 하였다.

    깻잎의 단계별 위생지표세균 및 유해미생물 오염도 조사

    유기 및 관행 깻잎의 위생지표세균을 단계별로 분석한 결과(Fig. 5) 호기성 세균의 경우 생산단계에서는 0.01~0.33 × 103 CFU/g이 검출되었으며, 모의유통중에는 1.87~2.08 × 103 CFU/g이 검출되었으나 세척 후에는 0.06~1.77 × 103 CFU/g로 감소되었다. 깻잎에서 대장균군과 곰팡이는 전 단계에서 0.1 × 103 CFU/g이하로 검출량이 매우 낮은 수준 이었다.

    유기 및 관행 깻잎에서 식중독균의 오염도를 조사한 결 과(Fig. 6), 유기 깻잎의 경우 생산단계에서 S. aureus, Salmonella, Clostridium, Listeria는 검출되지 않았으나 B. cereus만 0.24 × 103 CFU/g 수준으로 검출되었다. 모의유통 중에는 S. aureusListeria가 0.01 × 103 CFU/g 수준으로 검출되었으나 매우 낮은 수준이었고, 세척 후에는 검출되 지 않았다. 관행 깻잎의 경우 생산단계에서는 조사 대상 인 모든 식중독균이 검출되지 않았으며, 모의유통중 B. cereus, Salmonella, Clostridium, Listeria가 각각 0.1 × 103 CFU/g, 0.33 × 103 CFU/g, 1.56 × 103 CFU/g, 0.37 × 103 CFU/ g이 검출되었고, 세척 후에는 모두 0.01 × 103 CFU/g 이하 로 검출되었다.

    유기 및 관행 엽채류의 생산 유통 단계별 미생물상 변화

    유기 및 관행 농법으로 생산된 주요 엽채류를 대상으로 생산단계에서부터 모의유통을 거처 세척 후까지 위생지표 균 및 식중독균의 밀도 변화를 조사한 결과, 재배방법과 엽채류의 종류에 관계없이 생산단계에서보다 유통과정에 서 크게 증가하였으며 세척 후에는 감소하는 경향을 나타 내었다. Kim 등12)과 Cho 등5)은 신선엽채류에서 미생물은 유통기간 중 검출량이 증가하였다고 하였으며, Kim 등12) 은 5, 10, 20, 30, 37°C의 일정한 온도조건에서 24시간 보 관하였을 때 20°C미만의 온도에서는 미생물 검출량이 변 화가 없다고 하였는데 이는 본 연구에서 저온의 모의유통 중 미생물량의 증감이 나타나지 않았던 결과와 일치한다. S. aureus, B. cereus, Sallmonella, Listeria, Clostridium 등 의 식중독균의 최소발병량은 사람의 건강상태에 따라 차 이는 있으나 일반적으로 105~108 cells/g으로 알려져 있는 데17), 본 연구에서 생산단계 및 유통 중 검출량은 최소발 병량 이하로 안전한 수준이었다. 그러나 모의유통 중 검 출량의 증가는 수확후 상온으로 운반하고 포장재 내부 습 도가 90% 이상으로 24시간 이상 유지되었기 때문으로 유 통 중 교차감염 또는 생산단계에서 낮은 수준으로 검출되 었던 미생물의 증식으로 판단되는 바 신선 엽채류는 수확 후 저온을 유지시킨 상태로 유통을 하는 저온유통시스템 (cold chain) 등의 유통시스템 관리가 필요할 것으로 사료 된다. 또한 신선 엽채류의 수확시에는 작업도구 등의 위 생관리가 필요하며 유통단계에서는 운반도구, 운반차량 등 에 대한 위생관리수준의 향상이 필요하다.

    국문요약

    본 연구에서는 농법별 주요 엽채류의 생산단계에서 부 터 수확된 농산물의 모의유통과 세척단계까지 동일 개체 를 대상으로 미생물상의 변화를 비교하여 단계별 미생물적 안전성 관리방안을 수립하고 개선방안을 도출하고자 수행 하였다. 생산 및 유통중 위생지표균 및 식중독 균의 검출 량을 조사한 결과 호기성 세균을 제외한 조사대상 미생물 은 발병량 이하로 안전한 수준이었다. 생산단계에서 검출 되지 않거나 낮은 수준이었던 위생지표균 및 식중독균의 검출량은 엽채류의 종류, 재배방법에 관계없이 생산단계 보다 모의유통 중 증가하였으나, 세척단계에서 다시 감소 하는 경향을 나타내었다. 생산과정에서 검출되지 않았던 미생물이 모의유통중 검출된 것은 수확후 처리과정 중 교 차오염으로 예상되며, 생산단계에서 낮은 수준으로 검출 되었던 미생물의 증가는 유통과정 중 증식한 결과로 판단 된다. 따라서 유통단계에서는 저온유통시스템의 확대 적 용과 운반도구 등에 대한 위생관리 수준을 향상시키기 위 한 노력이 필요하다.

    Acknowledgement

    본 연구는 농촌진흥청 공동연구사업(과제번호: PJ010820) 의 지원에 의해 이루어진 것입니다.

    Figure

    JFHS-33-38_F1.gif

    Change of sanitary indicator bacteria from leaf surface of Kimchi cabbage from different locations by organic and conventional farming. AC: Total Aerobic Bacteria, CC: Coliforms, YM: Yeast & Molds.

    JFHS-33-38_F2.gif

    Change of food poisoning bacteria from leaf surface of Kimchi cabbage from different locations by organic and conventional farming.

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    Change of sanitary indicator bacteria from lettuce surface from different locations. AC: Total Aerobic Bacteria, CC: Coliforms, YM: Yeast & Molds.

    JFHS-33-38_F4.gif

    Change of food poisoning bacteria from lettuce surface according to the type of cultivation method.

    JFHS-33-38_F5.gif

    Change of sanitary indicator bacteria from perilla leaf surface from different locations. AC: Total Aerobic Bacteria, CC: Coliforms, YM: Yeast & Molds.

    JFHS-33-38_F6.gif

    Change of food poisoning bacteria from perilla leaf surface according to the type of cultivation method.

    Table

    Reference

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