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ISSN : 1229-1153(Print)
ISSN : 2465-9223(Online)
Journal of Food Hygiene and Safety Vol.35 No.5 pp.477-488
DOI : https://doi.org/10.13103/JFHS.2020.35.5.477

Distribution of Foodborne Pathogens from Garlic Chives and Its Production Environments in the Southern Part of Korea

Jieun Jung1, Kwang Kyo Oh1, Seung-Mi Seo1, SuIn Yang1, Kyu-Seok Jung2, Eunjung Roh3, Jae-Gee Ryu1*
1Microbial Safety Team, Agro-food Safety & Crop Protection Department, National Institute of Agricultural Science (NIAS), Rural Development Administration (RDA), Wanju, Korea
2Gyeonggi-do Agricultural Research & Extension Services, 283-33 Byeongjeomjungang-ro, Hwaseong, Korea
3Crop protection Division, Department of Agro-food safety and Crop protection, National Institute of Agriculture Sciences (NAS), Rural Development Administration, Wanju, Korea
*Correspondence to: Jae-Gee Ryu, Microbial Safety Team, Agro-food Safety&Crop Protection Department, National Institute of Agricultural Science, Rural Development Administration, 166 Nongsaengmyeongro, Iseo-myeon, Wanju-gun, Jeonbuk 55365, Korea TEL: +82-63-238-3403, Fax: +82-63-238-3840 E-mail: jgryu@korea.kr
September 21, 2020 October 2, 2020 October 19, 2020

Abstract


Recently, foodborne illness outbreaks linked to fresh produce are being increasingly reported in the United States, the EU, and Korea as well. Some of this increase may be due to improved surveillance, increase in consumption, change in consumers’ habits, and complex distribution systems. Garlic chive is a green, fresh-cut vegetable consumed year-round as a nutrition-rich herb in Korea. It is also prone to contamination with foodborne pathogens during pre-harvest, as amendment with high amounts of livestock manure or compost to soil is required in its cultivation. Our aim in this study was to evaluate microbial contamination of garlic chives, garlic chives cultivation soil, compost, and irrigation water in the southern part of Korea. Samples were collected in A, B, and C regions in 2019 and 2020, and 69, 72, 27, and 40 of garlic chives, soil, compost, and irrigated water, respectively, were analyzed for the presence of sanitary indicator bacteria (total aerobic bacteria, coliforms and Escherichia coli), Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, pathogenic E. coli, E. coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella spp. In A, B, and C regions, levels of total aerobic bacteria, coliform, B. cereus, and S. aureus on all samples were between 1.14 and 8.83 log CFU/g, 0.43 and 5.01 log CFU/g, 0.41 and 5.55 log CFU/g, and 1.81 and 6.27 log CFU/g, respectively. B. cereus isolated from garlic chives and environmental samples showed β-hemolysis activity. Incidence of S. aureus in garlic chive and its production environments in 2020 was different from 2019. In this study, B. cereus and S. aureus were the only pathogenic microorganisms detected in all samples. As a result, this work suggests that continuous monitoring in the production and pre-harvest environment is required to improve hthe hygiene and safety of garlic chive.



남부지방 부추와 재배환경의 식품매개병원균의 분포

정 지은1, 오 광교1, 서 승미1, 양 수인1, 정 규석2, 노 은정3, 류 재기1*
1국립농업과학원 농산물안전성부 유해생물팀
2경기도농업기술원
3국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과

초록


본 연구는 남부 3지역에서 시설재배 3농가 총 9농가를 선 정하여 2019년과 2020년도 재배 중인 부추와 부추 재배 토 양, 퇴비, 농업용수의 미생물 오염도를 조사하였다. 부추, 토 양, 퇴비, 농업용수에서 위생지표세균(일반세균수, 대장균군, 대장균)과 B. cereus, S. aureus를 조사하였다. 2019년 채취해 온 시료의 오염도를 조사한 결과 A지역 일반세균수는 6.15- 8.82 log CFU/g, 대장균군은 2.75-4.88 log CFU/g, 21.58-37.95 MPN/100mL, B. cereus는 1.79-5.86 log CFU/g으로 검출되었 다. B지역 일반세균수는 6.41-8.44 log CFU/g, 대장균군은 1.57-2.82 log CFU/g, B. cereus는 2.48-6.00 log CFU/g으로 검 출되었다. C지역 일반세균수는 6.42-7.74 log CFU/g, 대장균 군은 2.39-5.73 log CFU/g, 14.45-2419.6 MPN/100 mL, B. cereus는 1.48-5.56 log CFU/g으로 검출되었다. C지역 III농가 토양에서 대장균이 1.86 log CFU/g으로 검출되었다. 2020년 채취해온 시료의 오염도를 조사한 결과 A지역 일반세균수는 2.83-8.20 log CFU/g, 대장균군은 0.28-4.03 log CFU/g, B. cereus는 0.41-5.30 log CFU/g, S. aureus는 0.40-4.85 log CFU/ g이 검출되었다. B지역 일반세균수는 0.84-7.25 log CFU/g, 대장균군은 3.13-3.56 log CFU/g, B. cereus는 1.69-2.82 log CFU/g, S. aureus는 2.44-3.78 log CFU/g이 검출되었다. C지 역 일반세균수는 2.04-8.83 log CFU/g, 대장균군은 0.43-4.04 log CFU/g, B. cereus는 0.70-4.93 log CFU/g, S. aureus는 1.81- 6.27 log CFU/g이 검출되었다. 부추는 토양과 퇴비로부터의 오염, 농업용수로부터의 오염, 농업용수로 오염된 토양과 퇴 비로의 오염 등 다양한 경로를 통해 B. cereus가 오염될 수 있다. β-hemolysis 활성을 지니는 B. cereus가 부추와 재배환 경시료로부터 분리되었기에 B. cereus의 오염 예방이 중요하 다. 반면에 병원성 E. coli, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella spp.은 검출되지 않았다. B. cereusS. aureus의 오염을 줄이기 위해 농작물 재배 시 작물과 토양과 퇴비의 접촉을 최소화하기 위해 멀칭 재배와 농업용수의 관리, 사용 후 퇴비 관리 등 재배 환경을 관리하는 것이 미생물 오염도 를 줄이는데 효과적일 것으로 판단된다. 또한 농산물로 인한 식중독 사고를 예방하기 위해 작물과 재배환경의 모니터링 연구와 작업자의 위생 관리에 대한 지속적인 연구가 필요하다.



    Rural Development Administration
    PJ0126762019

    부추(Allium tuberosum Rott1)는 파속에 속하는 다년생 채 소로 백합과에 속하는 Allium속 식물로 엽경채류로 분류된 다1,2). 기온이 18-20°C이고 토양 수분 80-90%, 토양 습도 80%, 일조량이 많을수록 부추의 품질이 향상되며, 부추는 연중 재배가 가능하며 생육 20일 후면 수확이 가능하고 보 통 4-5회 수확을 한다1,2). 국내 부추 주산지는 양주, 양평, 남 양주 등 중부지방과 포항, 경주, 함안 등 남부지방에서 집 중 재배되고 있으며, 부추는 크게 노지재배와 시설재배로 나뉘어 노지재배는 4월부터 10월까지 수확을 하고 시설재 배는 10월 하순부터 4월까지 수확한다1). 남부지방을 중심으 로 10월 하순부터 5월 상순까지 하우스재배하며 남부지방 에서 수확된 겨울 부추는 그 시기에 전국적으로 유통된다1).

    우리나라 국민의 소득 향상 및 1인 가구의 증가, 간편식 시장의 성장으로 인해 과일과 채소의 수요가 증가하고 있 다3). 과일과 채소의 소비가 증가되면서 다양한 종류의 과일 과 채소로 인한 식중독이 발생되고 있다. 2014년부터 2018 년까지 국내 여름철 식중독 발생 통계 자료에 따르면 병원 성대장균(52%), Campylobacter (12%), Salmonella (11%) 등 병원성균에 의해 식중독이 발생하고 있으며 그 중 병원성 대장균은 채소류(29%), 육류(14%), 지하수(8%) 등 다양한 원인식품으로 인해 식중독이 발생되고 있다4). 병원성대장균 외에도 신선편의 샐러드와 유기농 채소류, 신선 채소류에서 Staphylococcus aureus, Bacillus cereus 등 다양한 균의 검출 이 보고되고 있다5,6). 미국 식품의약국(FDA)에서 적양파, 샐 러드, 새싹채소, 혼합된 과일, 멜론 등 채소와 과일로 인해 매년 세균성 식중독 환자가 있으며 Listeria monocytogenes, Escherichia coli, E. coli O157:H7, Salmonella spp. 등의 세균 이 검출되었다고 보고하였다7). 미국 질병통제 예방센터(CDC) 에서 보고된 바에 따르면, 냉동 채소류, 알팔파 새싹, 로메 인상추, 복숭아, 양파에서 L. monocytogenes, E. coli O157:H7, Salmonella Enteritidis, Salmonella Newport 등의 검출이 보고 되었다8). 이와 같이 농산물에 의한 식중독 사고는 매년 발 생하고 있으며, 부추와 같이 생으로 먹는 신선 채소류는 식 중독 세균에 의한 식중독사고가 발생될 우려가 상존하고 있 다. 부추는 토양과 접촉하여 자라는 작물로 토양서식균인 B. cereus가 재배환경 관리상태에 따라 부추로 오염될 수 있으 며, 특히 미부숙 가축분 퇴비를 사용하게 되면 퇴비에 생존 하고 있는 병원성 E. coli 등 식품매개 병원성세균이 부추에 오염될 수 있다9).

    신선 농산물은 생으로 섭취하거나 최소한의 가공 처리 후 바로 섭취하기에 미생물을 가장 우려하며 식중독 발생을 야 기시킬 수 있다10). 신선 농산물인 부추는 세척 후 바로 섭 취하기에 재배, 유통, 보관 단계에서 오염된 식중독 세균으 로 인한 식중독 발생 우려가 있으므로 미생물 안전에 주의 가 필요하다. 부추의 식중독 세균의 오염도6,11)와 부추와 재 배 토양의 병원성 균의 오염도9), 부추 재배 토양과 농업용 수의 오염도11)와 같이 부추의 오염실태에 대한 연구는 수행 되었지만, 부추와 토양, 퇴비, 농업용수 등 재배 환경의 오 염실태와 부추의 병원성 균주의 오염원 등 부추와 재배 환 경과의 관계에 대해서는 아직 연구가 미미한 편이다. 따라 서, 부추의 집단 재배지 중 겨울 재배 주산지인 남부지방의 3지역 총 9개 농가에서 부추와 부추재배 토양, 퇴비, 농업 용수를 수집하여 식중독 병원성 미생물 오염 실태를 조사 및 파악하고 주요 오염원을 구명하고자 하였다.

    Materials and Methods

    검체 채취 대상 및 방법

    2019년 2월과 5월, 2020년 6월에 부추 주산지인 남부지 방의 A, B, C 3지역, 지역별 3농가, 총 9개 시설재배 농 가에서 부추 66개 시료와 부추가 재배되고 있는 토양 72 개 시료, 퇴비 39개 시료, 농업용수 43개 시료를 채취하 였다. 부추 채취 시 교차 오염을 방지하기 위해 라텍스 장 갑과 멸균된 가위를 이용하여 부추를 수집하였으며 부추 와 토양, 퇴비는 멸균 백에 농업용수는 멸균된 채수병에 넣어 냉장 상태로 실험실로 운반한 후 부추와 환경시료의 식중독 병원성 세균 오염도 조사를 실시하였다.

    시료의 정량적 분석

    식품 기준 및 규격의 미생물시험법12)에 의거하여 미생 물 실험을 수행하였다. 부추와 토양, 퇴비의 위생지표세균 (일반세균수, 대장균군, 대장균)은 건조필름배지(3M Petrifilm aerobic count plate, 3M Petrifilme E.coli/Coliform count plate, 3M, St. Paul, MN, USA)를 이용하여 colony를 계수 하였다. 농업용수의 일반세균수는 건조필름배지(3M Petrifilm aerobic count plate)를 이용하여 colony를 계수하였고, 농 업용수의 대장균군과 대장균 분석을 위하여 Colilert 18 (IDEXX Laboratories, Westbrook, ME, USA) kit13)와 건조 필름배지를 이용하여 농업용수의 대장균군과 대장균을 측 정하였다.

    병원성 E. coli, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella spp. 정성적 분석

    병원성 E. coli의 오염도를 확인하기 위해 채취한 시료 25 g을 BPW (Buffered Peptone Water, Difco, Sparks, MD, USA) 225 mL에 넣어 균질화한 뒤 37°C에서 3시간 배양 후 EC medium (Oxoid Ltd., Basingstroke, Hamsphire, UK)에 증균배양액을 1 mL분주한 후 18-24시간 배양하였 다. E. coli O157:H7은 시료 25 g에 mEC (EC medium modified, Difco, Sparks, MD, USA) 225 mL에 넣어 균질 화한 후 37°C에서 18-24시간 배양하였다. L. monocytogenesSalmonella spp.은 LEB (Listeria Enrichment Broth, Difco, Sparks, MD, USA)와 BPW에서 1차 증균한 배양액 1 mL를 FB (Fraser Broth Base, Difco, Sparks, MD, USA) 와 RV (Rappaport-Vassiliadis R10 Broth, Difco, Sparks, MD, USA)에 분주하여 2차 증균하였다. 병원성 E. coli, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella spp. 각각 의 증균 배양액을 EMB (Eosin Methylene Blue Agar, Levine, Oxoid Ltd., Basingstroke, Hamsphire, UK), SMA (MacConkey Sorbitol Agar, Difco, Sparks, MD, USA), OA (Oxford medium base, Difco, Sparks, MD, USA), XLD (Xylose Lysine Desoxycholate Agar, Difco, Sparks, MD, USA)배지에 획선도말하고 35±2°C에서 24시간 배양 하였다. 의심 colony는 TSA에 1,2차 순수 분리한 후 PCR Detection Kit (KogeneBiotech, Seoul, Korea)을 사용하여 식중독 병원균 여부를 확인하였다(Table 1). 모든 의심 집 락에 대한 PCR 검정 결과 음성인 경우 ND (not detected) 로 표시하였다.

    B. cereus의 정량 및 정성적 분석

    B. cereus의 정량 및 정성 분석을 실시하였다. 채취한 시 료 25 g을 BPW 225 mL에 넣어 균질화한 후 MYP (Mannitol Egg Yolk Polymyxin Agar, Oxoid Ltd., Basingstroke, Hants, UK) 배지에 도말하여 28°C에서 24시 간 배양한 후 의심되는 colony를 계수하였다. 의심 colony 는 TSA (Tryptic Soy Agar, Difco, Sparks, MD, USA)에 1, 2차 단일 colony 분리한 후 PCR Detection Kit (KogeneBiotech, Korea)을 사용하여 B. cereus 균주 확인 및 식중독 병원균 여부를 확인하였다(Table 1). 모든 의심 집락에 대한 PCR 검정 결과, 양성인 결과만을 계수하였 으며, 음성인 경우 ND (not detected)로 표시하였다.

    B. cereus의 염기서열 분석 및 계통수 작성

    부추와 재배환경 시료로부터 분리된 B. cereus의 유전학 적 계통수(phylogenetic tree) 작성을 통한 분리 균주 간에 관계를 확인하고자 마크로젠에 의뢰하여 16S rRNA 염기서 열을 분석하였다. 분석된 16S rRNA 염기서열은 BioEdit을 사용하여 multiple sequence alignment 후 molecular evolutionary genetics analysis (MEGA, version X, Institute of Molecular Evolutionary Genetics, Pennsylvania State University, State College, PA, USA)을 사용하여 계통수를 작성하였다.

    B. cereus의 β-hemolysis 활성

    B. cereus의 β-hemolysis 활성은 Hwang 등14)의 방법을 수 정하여 측정하였다. B. cereus 의심 균주를 7% sheep blood 를 첨가한 sheep blood agar (Oxoid Ltd., Basingstroke, Hants, UK)에 계대하여 37°C에서 24시간 배양 후 colony 주변에 clear zone 형성 유무를 통해 β-hemolysis 활성을 확 인하였다.

    S. aureus의 정량 및 정성적 분석

    S. aureus의 정량 및 정성 분석을 실시하였다. 정량 분 석을 위해 채취한 시료 25 g을 BPW 225 mL에 넣어 균질 화한 뒤 BPA (Baird-Parker Agar, Difco, Sparks, MD, USA)배지에 도말하여 37℃에서 24시간 배양한 후 의심되 는 colony를 계수하였다. 정성 분석을 위해 시료 25 g을 10% NaCl 포함된 TSB 225mL에 넣어 균질화한 후 37°C에 서 18-24시간 배양하였다. 증균액을 BPA 배지에 획선 도말 한 후 37°C에서 24시간 배양한 후 의심되는 colony를 TSA 에 1,2차 순수 분리한 후 PCR Detection Kit (KogeneBiotech, Seoul, Korea)을 사용하여 식중독 병원균 여부를 확인하였 다(Table 1). 모든 의심 집락에 대한 PCR 검정 결과, 양성 인 결과만을 계수하였으며, 음성인 경우 ND (not detected) 로 표시하였다.

    Results and Discussion

    부추와 재배환경의 일반세균 수 오염도

    부추와 재배토양, 퇴비, 농업용수 시료는 A지역 3농가와 B지역 3농가에서 2019년 2월과 2020년 6월에 채취하였고, C지역 3농가에서는 2019년 5월과 2020년 6월에 채취하였다. 2019년 A, B, C지역 일반세균수 측정 결과는 Table 2와 같 다. 부추에서는 7.20±0.55, 6.92±0.58, 7.26±0.32 log CFU/g, 토양에서는 6.26±0.14, 7.32±0.29, 6.61±0.19 log CFU/g, 퇴 비에서는 7.69±0.93, 8.30±0.19, 7.74±0.96 log CFU/g이었다. 농업용수의 일반세균수는 측정하지 않았다. 2020년 A, B, C 지역 일반세균수 계수한 결과는 Table 2와 같다. 부추에서 는 7.17±0.42, 6.29±0.49, 7.35±0.43 log CFU/g이 계수되었 으며, 토양에서는 6.76±0.11, 6.48±0.43, 6.74±0.18 log CFU/g이며, 퇴비에서는 8.23±0.12, 7.25±0.41, 8.83±0.02 log CFU/g이었으며, 농업용수에서는 2.83±1.38, 1.14±1.10, 2.04±0.16 log CFU/100 mL이 계수되었다. 일반호기성세균 의 밀도는 식품의 생산, 가공 및 유통사의 위생조건 및 잠 재적 식품 부패 등을 판정할 수 있는 지표로 사용되고 있 다15). World Health Organization (WHO)은 신선 채소에 대 해 총 호기성 세균수 오염한도를 107 CFU/g으로 설정하였 으며, 홍콩은 총 호기성 세균수의 오염한도를 설정하지 않 았다16,17). Seol 등18)이 보육시설과 유치원 급식에 보급되는 부추의 일반세균 수를 조사한 결과, 4.76-5.93 log CFU/g 이 검출되었으며, Bae 등6)이 유통 중인 부추를 조사한 결 과 4.15-7.91 log CFU/g이 검출되었다. 본 연구에서 조사 한 부추의 일반세균은 107 CFU/g의 밀도로 앞선 연구 결 과에 비해 다소 높은 일반세균 밀도를 보였으며, WHO의 신선 채소 세균수 오염한도보다도 높은 밀도를 보였다. 부 추는 세척 후 바로 섭취하는 경우가 많으므로 부추 내 일 반세균수가 많이 존재하면 품질 저하 및 식중독균의 생존 에 유리할 수 있으므로 재배 및 수확, 저장 등 주의가 필 요하다. Yang 등9)이 부추와 부추 재배 토양의 일반세균수 를 조사한 결과, 토양보다 부추에서 더 많은 일반세균수 가 검출되었다고 보고하였다. A지역과 C지역의 부추에서 부추 재배 토양보다 높은 일반세균수가 계수되었으며, 퇴 비의 일반세균수는 부추보다 높았다.

    부추와 재배환경의 대장균군과 대장균 오염도

    토양과 퇴비 등으로 인한 부추의 장내세균 오염도를 알 아보기 위해 부추와 토양, 퇴비, 농업용수의 대장균군과 대장균 오염도를 조사하였다. 2019년 수집한 시료의 대장 균군을 조사한 결과는 Table 2와 같다. A 지역 부추에서 3.14±2.37 log CFU/g, 토양에서 3.17±0.76 log CFU/g, 농 업용수에서 22.98±21.27 MPN/100 mL이 계수되었다. B 지역 부추에서 1.88±1.09 log CFU/g, 토양에서 2.64±0.47 log CFU/g, 농업용수에서 3.10±3.64 MPN/100 mL이 계수 되었다. C 지역 부추에서 5.01±1.07 log CFU/g, 토양에서 3.23±0.81 log CFU/g, 농업용수에서 1217.03±1285.62 MPN/100 mL이 계수되었다. 2019년 남부지방에서 채취한 시료 간의 대장군균 밀도를 비교한 결과, 부추와 토양은 유의적 차이가 없었지만, 부추와 농업용수는 유의적 차이 가 있었다. 2019년 남부지방에서 채집한 퇴비에서는 대장 균군이 검출되지 않았다. 2020년 채취한 시료의 대장균군 을 조사한 결과는 Table 2와 같다. A 지역 부추에서 2.96±0.30 log CFU/g, 토양에서 4.03±0.46 log CFU/g, 퇴 비에서 0.67±0.21 log CFU/g, 농업용수에서 0.28±0.67 log CFU/100 mL이 계수되었다. B 지역 부추에서 3.13±0.93 log CFU/g, 토양에서 3.56±1.42 log CUF/g이 계수되었지 만, 퇴비와 농업용수에서는 검출되지 않았다. C 지역 부 추에서 4.04±0.66 log CFU/g, 토양에서 3.51±0.30 log CFU/g, 농업용수에서 0.43±0.44 log CFU/100 mL이 계수 되었지만, 퇴비에서는 검출되지 않았다. 대장균군은 물과 농산물, 식품에서의 분변 오염 지표로 사용되고 있다15). 본 연구에서 채취한 시료의 대장균군을 시료별로 비교한 결 과 A와 B 지역의 모든 농가 부추는 토양보다 낮은 대장 균군 균수가 검출되었지만, C 지역 3 농가 모두 부추에서 토양보다 높은 대장균군 균수가 검출되었다. 3지역의 농 업용수에서 대장균군이 모두 검출되었으며, C지역의 한 농가에서 다른 농가에 비해 높은 대장균군 균수가 검출되 었다(data not shown). Yang 등9)과 Park 등11)은 부추 재배 토양보다 부추에서 더 높은 대장균군이 검출되었다고 보 고하였다. 대장균군은 토양과 퇴비, 농업용수 등 재배환경 에서 다양한 경로로 농작물에 오염된다19). 부추에서 더 높 게 대장균군이 검출된 이유로 토양 이외 재배기간 동안 오염된 농업용수의 사용, 토양과 다른 이물질로 오염된 작 업도구의 사용 등 작업환경에 의해 부추가 토양보다 대장 균군의 균수가 높은 것으로 판단된다. A지역은 유통퇴비 와 자가제조퇴비를, B지역은 자가제조퇴비를, C지역은 유 통퇴비를 사용한다. 2020년 A지역 자가제조 퇴비에서 0.67±0.21 log CFU/g 농도의 대장균군이 계수되었지만, 2019년 A지역 퇴비에서 대장균군이 검출되지 않았고, B 와 C지역 퇴비에서는 2019년과 2020년 모두 대장균군이 검출되지 않았다. 2020년 A지역의 대장군균이 검출된 퇴비 의 부숙도는 4-5단계로 부숙이 완료되지 않은 퇴비였다. 자 가제조 퇴비생산 과정의 비위생적인 관리로 인해 대장균 군이 검출된 것으로 판단된다. 부숙이 완료된 퇴비의 사 용과 위생적인 퇴비 생산환경 관리가 필요하다.

    2019년 채취한 시료의 대장균을 정량분석한 결과, A와 B 지역의 부추와 토양, 퇴비에서 모두 불검출되었지만, A 지역 농업용수에서 1.0 MPN/100 mL, B 지역 농업용수에 서 <1.0 MPN/100 mL가 계수되었다. C 지역의 경우 부추 와 퇴비에서는 불검출되었지만, 토양에서 1.78±0.33 log CFU/g, 농업용수에서 1.0 MPN/100 mL가 계수되었다(Table 2). 2019년 C지역 토양에서 분리한 colony를 PCR을 통해 병원성 유전자를 확인한 결과, VT2 유전자가 확인되었다 (Fig. 1). 2020년 채취한 시료의 대장균을 정량분석한 결과, A지역 농업용수에서 1.0 CFU/100 mL가 검출된 것을 제외 하고 3지역 모두 부추, 토양, 퇴비, 농업용수에서 불검출되 었다(Table 3). 2020년 A 지역 농업용수에서 분리한 E. coli 1 colony를 PCR을 통해 병원성 유전자 유무를 확인한 결 과, 병원성 유전자가 확인되지 않았다(Fig. 1).

    부추와 재배환경의 병원성 미생물 오염도

    부추와 재배 토양, 퇴비, 관개수의 병원성 미생물 오염 도를 조사하였다. 병원성 미생물을 검출하기 위하여 각 시 료를 증균 배지와 선택 배지에서 배양하고, 배양 후 의심 colony는 PCR을 통해 확인하였다. 3 지역의 병원성 E. coli, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella spp.을 측정한 결과, E. coli, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella spp.는 불검출되었지만, B. cereusS. aureus 는 부추와 토양, 퇴비, 농업용수에서 검출되었다(Table 3). 2019년 채취한 시료에서의 B. cereus 검출율은 A지 역 부추에서 20%, 토양에서 93.3%, 퇴비에서 66.7% 검 출되었고, B지역 부추에서 6.7%, 토양에서 93.3%, 퇴비 에서 100% 검출되었으며, C지역 부추에서 13.3%, 토양 에서 60% 검출되었다. 2020년 채취한 시료에서의 B. cereus 검출율은 A지역 부추에서 55.6%, 토양에서 100%, 퇴비에서 77.8%, 농업용수에서 66.7%였으며, B지역 부 추에서 50%, 토양에서 100%, 퇴비에서 33.3%검출되었 고, C지역 부추에서 33.3%, 토양에서 100%, 퇴비에서 33.3%, 농업용수에서 33.3% 검출되었다. 2019년 채취한 시료에서의 S. aureus 검출율은 A지역 부추에서 6.7%, 토양에서 6.7%였으며, B지역과 C지역에서는 검출되지 않았다. 2020년 채취한 시료에서의 S. aureus 검출율은 A지역 토양에서 44.4%, 퇴비에서 11.1%, 농업용수에서 22.2%였으며, B지역 토양에서 11.1%, 퇴비에서 66.7% 검출되었으며, C지역 부추에서 16.7%, 토양에서 44.4%, 퇴비에서 66.7%가 검출되었다. 본 연구에서 병원성 E. coli, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, Salmonella spp. 등이 검출되지 않았지만, 식중독을 유발하는 B. cereusS. aureus 등이 검출되었다. 하지만, 식품 기준 및 규격보다 낮은 밀도의 B. cereusS. aureus가 부추 에서 검출되었다.

    부추와 재배환경의 B. cereus 오염도

    2019년 채취한 부추와 부추 재배 토양, 퇴비의 B. cereus 의 오염도를 정량 분석한 결과는 Table 4와 같다. A지 역의 B. cereus를 측정한 결과, 부추에서 1.79±0.19 log CFU/g, 토양에서 5.55±0.30 log CFU/g, 퇴비에서 4.48±0.00 log CFU/g이 계수되었다. B지역의 경우, 부추 에서 1.48 log CFU/g, 토양에서 5.51±0.49 log CFU/g, 퇴비에서 2.86±0.37 log CFU/g이 계수되었다. C지역의 경우, 부추에서 1.48±0.00 log CFU/g, 토양에서 5.13±0.43 log CFU/g, 계수되었지만, 퇴비에서는 검출되 지 않았다. 3 지역 모두 농업용수에 대한 B. cereus의 정 량적 분석은 수행하지 않았다. 2019년 채취한 부추의 B. cereus 밀도는 토양과 퇴비보다 유의적으로 낮았다. 2020 년 채취한 부추와 토양, 퇴비, 농업용수의 B. cereus를 측정한 결과, A 지역 부추에서 2.65±0.57 log CFU/g, 토 양에서 5.30±0.31 log CFU/g, 퇴비에서 1.47±1.14 log CFU/g, 농업용수에서 0.41±0.23 log CFU/100 mL가 계 수되었다. A지역 부추의 B. cereus 밀도는 토양보다는 유의적으로 낮았지만, 퇴비와 농업용수보다는 유의적으 로 높았다. B 지역 부추에서 1.69±0.17 log CFU/g, 토 양에서 4.89±0.32 log CFU/g, 퇴비에서 2.82±0.00 log CFU/g이 계수되었으며, 농업용수에서는 불검출되었다. B 지역 부추의 B. cereus 밀도는 토양과 퇴비에 비해 유의 적으로 낮았다. C 지역 부추에서 3.49±0.13 log CFU/g, 토양에서 4.93±0.28 log CFU/g, 퇴비에서 0.70±0.00 log CFU/g, 농업용수에서 0.73±0.10 log CFU/100 mL이 계 수되었다(Table 4). C지역 부추의 B. cereus 밀도는 토양 보다 유의적으로 낮았지만, 퇴비와 농업용수보다 유의적 으로 높았다. B. cereus는 흔히 토양에 존재하여 농작물 을 오염시키며, 사람에게 구토나 설사를 일으키는 식중 독 세균이다20). 이전 보고된 연구에서 부추, 깻잎, 상추, 고추, 셀러리 등 농산물 내 B. cereus 밀도는 0.2-2.8 log CFU/g이었으며21,22), Yang 등9) 부추의 B. cereus 오염도 를 조사한 결과 2.14-4.15 log CFU/g이 검출되었다고 보 고하였다. 본 연구에서 채취해온 9농가 부추의 B. cereus 의 오염 밀도는 2019년 1.48-1.79 log CFU/g, 2020년 1.69-3.49 log CFU/g이었다. 식품 기준 및 규격에 의하 면 그대로 또는 단순조리과정을 거쳐 섭취할 수 있는 즉 석 섭취 및 편의식품류의 경우 103 CFU/g 이하로 검출 되어야 한다고 규정하고 있다23). 영국의 ready-to-eat (RTE) 식품에 대한 B. cereus의 기준은 103 CFU/g미만 인 경우 섭취 안전, 103-105 CFU/g인 경우 섭취 경계, 105 CFU/g 이상인 경우 섭취 위험으로 설정하고 있다24). 유럽식품안전청(Europen Food Safety Authority) 보고서 에 의하면 식품 내 B. cereus 오염농도가 105 CFU/g 이 상이면 구토형 또는 설사형 식중독을 발병하지만, 103- 105 CFU/g 농도에서도 식중독이 발병할 수도 있다고 보 고하였다25). 식품 섭취 전 B. cereus가 생성한 독소로 인 해 구토형 식중독이 발병되지만, 식품 섭취 후 장관에서 B. cereus가 독소를 생성하여 설사형 식중독이 발병된다. 육제 품과 수프, 채소, 소스 등의 식품 내 B. cereus는 설사형 식중독을 유발시키는 B. cereus는 주로 육제품과 수프, 채소, 소스 등에서 주로 발견되었다24). 본 연구에서 조 사된 2019년과 2020년 부추의 오염 밀도는 1.48-3.49 log CFU/g으로 2020년 C지역을 제외한 다른 농가의 부 추의 B. cereus 밀도는 식품 기준 및 규격의 B. cereus 기준보다 낮았지만, 온·습도 등의 병원균 생육에 유리한 환경조건은 농산물과 농업용수 내 병원균 밀도를 증가 시킬 수 있으며, 토양과 농업용수 내 병원균의 다양성에 변화를 줄 수 있다26). 이러한 이유로 재배단계에서 낮은 B. cereus 균수가 유통 및 소비단계에서 증식할 가능성이 있으며, 낮은 오염밀도에서 식중독이 발생할 수 있기에 식중독 발생의 잠재적 위험성이 있다. 따라서, 남부지방 부추의 B. cereus 오염의 지속적인 모니터링이 필요하다 고 판단된다.

    2019년과 2020년 채취한 부추와 토양, 퇴비, 농업용수 시료에서 B. cereus가 모두 검출된 A 지역의 16S rRNA 염기서열을 분석하여 오염원을 파악하였다. A지역 부추와 환경시료에서 분리한 B. cereus의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과(Fig. 2), 부추와 토양, 부추와 퇴비에서 분리 한 B. cereus의 염기서열 유사도가 높으며, 토양과 농업용 수에서 분리한 B. cereus의 염기서열 유사도가 높았다. 시 료 염기서열 간의 유사도가 높았다. 2019년 부추에서 1.79±0.19 log CFU/g, 토양에서 5.55±0.30 log CFU/g, 퇴 비에서 4.48±0.00 log CFU/g 검출되었다. 2020년 부추에 서 2.65±0.57 log CFU/g, 토양에서 5.30±0.31 log CFU/g, 퇴비에서 1.47±1.14 log CFU/g, 농업용수에서 0.41±0.23 log CFU/100 mL 검출되었다. 염기서열의 유사도와 B. cereus 오염 밀도를 미루어 보아 B. cereus에 오염된 토양 과 퇴비에 사용으로 부추가 오염되거나 오염된 농업용수 의 관개로 인한 토양이 오염되어 부추가 오염된 것으로 판단된다. B. cereus의 병원성 유전자의 서열분석과 계통 분석을 수행하면 더 명쾌한 오염경로의 구명이 가능할 것 으로 사료된다. Kim 등27)의 연구결과에 의하면 B. cereus 로 오염된 상추의 오염원을 토양이라고 보고하였으며, 오 염된 상추는 22일 동안 B. cereus 밀도가 유지되었다고 보 고하였다. B. cereusS. aureus, E. coli 등 병원성균은 토 양, 분변, 농업용수, 먼지, 작업자, 작업 도구 등 다양한 경 로로 채소와 과일에 오염된다고 보고되었다28). 본 연구에 서는 하우스 내 먼지와 작업자, 작업도구 등 환경시료의 B. cereus 오염 실태를 조사하지 않았다. 향후 하우스 내 부의 먼지와 공기, 작업자와 장갑, 작업도구 등 B. cereus 의 오염 실태를 조사하여 부추의 B. cereus의 오염원과 오 염경로를 구명할 필요가 있다.

    부추와 재배환경으로부터 분리한 B. cereus의 β-hemolysis 활성

    2019년과 2020년 채취한 부추와 부추 재배환경 시료로 부터 분리한 B. cereus 164균주의 β-hemolysis 활성을 조 사하였다. Haemolysin BL (HBL)은 B. cereus가 생성하 는 설사형 식중독을 야기시키는 장독소로 β-hemolysis 활 성을 통해 HBL을 확인할 수 있으며, B. cereus 균주 중 30- 70%는 HBL 유전자를 보유하고 있다고 할 수 있다14,25,29). β-Hemolysis 활성을 가지는 균주는 혈액세포를 용혈시켜 colony 주변으로 clear zone이 형성된다(Fig. 3)14). 부추와 재 배환경 시료로부터 분리한 B. cereus는 164균주 중에서 103 균주에서 β-hemolysis 활성이 확인되었다. 분리된 B. cereus 의 62.8% 균주가 β-hemolysis 활성을 지녔다(Table 5). 2019 년 A와 C지역 부추에서 검출된 B. cereus는 100% β- hemolysis 활성을 지니며, 2020년 A지역 부추에서 66.7%, B지역 부추에서 80% β-hemolysis 활성을 지니는 B. cereus 를 검출하였다. 2019년도 A지역과 B지역 토양과 퇴비, C 지역 토양에서 β-hemolysis 활성을 지닌 B. cereus가 검출 되었으며, 2020년도 A와 C지역 토양과 퇴비, 농업용수, B 지역 토양과 퇴비에서 β-hemolysis 활성을 지닌 B. cereus 가 검출되었다. 이전 보고된 연구에 따르면 B. cereus 오염 된 토양과의 접촉을 통해 농작물이 B. cereus에 오염된다 고 보고하였다9,27,30). 본 연구의 결과를 미루어 보아 오염된 토양 및 퇴비와의 접촉과 오염된 농업용수의 관수로 인하 여 부추가 오염된 것으로 판단된다. 부추는 주로 가열하지 않고 세척 후 바로 섭취하기에 HBL 유전자를 지닌 B. cereus에 오염 밀도는 중요하다. 따라서, 부추가 재배기간 동안 환경으로부터 B. cereus가 교차 오염이 발생하지 않 도록 취급에 주의할 필요가 있다.

    부추와 재배환경의 S. aureus 오염도

    2019년과 2020년 3지역의 3농가씩 총 9개 시설재배 농가에서 채취해온 부추와 토양, 퇴비, 농업용수의 S. aureus 오염도를 조사하였다. 2019년 채취한 부추와 농업 용수의 S. aureus 오염도를 분석한 결과, 3지역 모두 검 출되지 않았다(Table 6). 2019년에 채취한 토양과 퇴비의 S. aureus 오염 밀도는 조사하지 않았다. 2020년 채취한 부추와 토양, 퇴비, 농업용수에서 S. aureus 오염밀도를 조사한 결과, A와 B 지역 부추에서는 불검출되었으며, C 지역 부추에서 1.81 log CFU/g이 검출되었다. A 지역 토 양에서 2.62±0.78 log CFU/g, 퇴비에서 4.85 log CFU/g, 농업용수에서 0.40 log CFU/100 mL가 검출되었으며, B 지역 토양에서 2.44 log CFU/g, 퇴비에서 3.78±0.25 log CFU/g이 검출되었다. C 지역 토양에서 2.50±0.24 log CFU/g, 퇴비에서 6.27±0.61 log CFU/g이 검출되었다(Table 5). 식품 기준 및 규격에 따르면 즉석섭취식품, 신선편의 식품, 즉석조리식품의 규격은 102 CFU/g 미만으로 규정 하고 있다23. Jo 등5) 새싹 채소 샐러드와 혼합 채소 샐러 드에서 S. aureus가 검출되었으며, Kim 등22에 따르면 국 내 농산물의 S. aureus 오염도를 조사한 결과, 상추, 양배 추, 셀러리에서 0.01-1.3 log CFU/g이 검출되었다고 보고 하였다. 2019년과 2020년 채취한 부추에서는 S. aureus가 불검출되거나 식품 기준 및 규격보다 다소 낮은 균수가 검출되었다. 하지만 토양과 퇴비에서 다소 높은 S. aureus 균수가 검출되었으며, 농업용수에서 낮은 균수의 S. aureus 가 검출되었다. 농업용수와 작업자에 의한 교차오염으로 신선 농산물은 S. aureus에 오염된다31. 본 연구에서 채 취한 부추의 S. aureus 오염은 오염된 토양 및 퇴비와의 접촉과 오염된 농업용수의 관수에서 기인한 것으로 사료 된다.

    Acknowledgement

    본 연구는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업과학기술연 구개발사업(과제:PJ0126762019)의 지원에 의해 수행되었 으며, 이에 감사드립니다.

    Figure

    JFHS-35-5-477_F1.gif

    PCR reactions of E. coli isolates. L: size maker, +: positive control (VT1; 637 bp, LT; 530 bp, VT2; 297 bp, ST; 167 bp), -: negative control, 1-3: soil isolates from C region in 2019, 4: irrigation water from A region in 2020.

    JFHS-35-5-477_F2.gif

    Phylogenetic tree based on almost complete 16S rRNA sequences (>1,500 bp) of Bacillus cereus isolates from garlic chives and cultivated environments in A region. Strains in the same row are the genetic similarity. L7, L8: isolates from garlic chive, S8-2, S9-1, S9-3: isolates from soil, C5-2, C6-1, C6-2: B. cereus isolates from compost, W8-1, W9: isolates from irrigation water.

    JFHS-35-5-477_F3.gif

    β-Hemolysis activity of Bacillus cereus isolates garlic chive and its production environments on sheep blood agar. (A): negative isolate, (B)-(F): positive isolates.

    Table

    Pathogenic gene used PCR method in this study

    Population density of total aerobic bacteria, coliforms, and E. coli in garlic chives and its production environments in 2019 and 2020

    <sup>1)1)</sup>Number of samples.
    <sup>2)</sup>Total Aerobic Bacteria.
    <sup>3)</sup>Not detected.
    <sup>4)</sup>Not tested.
    <sup>5)</sup>MPN/100 mL in 2019, log CFU/100 mL in 2020.
    <sup>6)</sup>Colifrom detection range in irrigation water.
    <sup>7)</sup>CFU/100 mL.
    *All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. <sup>a-c</sup>Values with different letter of same category are significantly different at <i>P</i><0.05 by a Turkey’s multiple rage test.

    Incidence of foodborne pathogens in garlic chives and its production environments in the southern part of Korea

    <sup>1)>1)</sup>Number of samples.
    <sup>2)</sup>Not detected.
    <sup>3)</sup>Not tested.

    Population density of B. cereus in garlic chives and its production environments in 2019 and 2020

    <sup>1)</sup>Number of samples.
    <sup>2)</sup>Not tested.
    <sup>3)</sup>Not detected.
    *All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. <sup>a-c</sup>Values with different letter of same category are significantly different at <i>P</i><0.05 by a Turkey’s multiple rage test.

    Distribution of Bacillus cereus isolates showing β-hemolysis isolated from garlic chives and its production environments

    <sup>1)</sup> PCR positive/isolated strain.
    <sup>2)</sup>β-hemolysis activity positive/PCR positive strain.
    <sup>3)3)</sup>Not detected.

    Population density of S. aureus in garlic chives and its production environments in 2019 and 2020

    <sup>1)</sup> Number of samples.
    <sup>2)</sup>Not detected.
    <sup>3)</sup>Not tested.
    *All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations.

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