식중독(식품 매개 질병)은 전 세계적으로 심각한 공중 보건 문제와 경제적 손실을 초래한다. 최근 몇 년 간 새로이 발생한 식중독은 주로 동식물에서 유래하는 새로운 박테리아, 바이러스, 원생 동물, 곰팡이독, 그리고 프리온 에서 발생했다. 유해 박테리아, 바이러스, 기생충 또는 화학 물질이나 자연 발생 독소 등으로 오염된 불안전한 음식의 섭취는 질병의 발병률과 사망률을 높인다. 그러나 특정 병원성 또는 화학적 위험요인, 불충분한 보고 사례, 감염 전염 방식 및 시기 진단 등에 대한 식품 소재 귀인(歸因)의 어려움 때문에 식중독의 발병률과 부담을 추정하는 것은 전 세계적으로 큰 도전이며 식중독을 통제하 는 것은 매우 어렵다. 그러므로 종합적인 식품 안전 전략 및 정책의 시행, 관리 감독 강화, 탄력적인 건강 시스템 보장, 안전한 식품 보장 및 식품 매개 질병 예방을 위한 교육 및 훈련 강화에 대해 모두가 책임져야 한다.
본 연구에서는 비브리오 패혈증 예방과 치료에 유용한 항생제를 제시하기 위해 V. vulnificus의 독소유전자 분포와 항생제 내성을 분석하였다. 2015년부터 2017년까지 3년간 전남지역에서 발생한 비브리오 패혈증 환자로부터 분리되어 보관된 18균주와 전남지역에서 채취된 어패류 및 횟집 수족관수에서 분리된 5균주, 총 23균주를 대상으로 하였다. 실험에 사용된 V. vulnificus 23균주 모두 V. vulnificus로 재확인되었다. V. vulnificus 균주의 독소유전자를 분석한 결과, 23균주 중 19균주(82.6%)에서 RtxA 독소 유전자가 확인되었고, 23균주 모두에서 viuB와 vvhA 독소 유전자가 검출되었다. 이러한 결과는 독소유전자의 검출율이 기존 보고에 비해 높은 것이며, 실험에 사용한 모든 V. vulnificus 균주가 1개 이상의 독소유전자를 보유한 것으로 생선회 섭취와 상처를 통한 비브리오 패혈증 감염의 위험성이 상존하고 있었다. 따라서 횟집 종사자 등에 대한 비브리오 패혈증 예방 교육이 필요한 것으로 판단되었다. V. vulnificus에 대한 항생제 내성 실험결과 cefoxitin 항생제에 94.4%가 내성을 나타내었고, chloramphenicol과 tetracycline 등 14종의 항생제에 감수성을 나타내었다. 비브리오 패혈증 치료에 chloramphenicol과 tetracycline 항생제를 사용하는 현 치료법이 유용한 것으로 판단되었다.
잡곡의 Fusarium 곰팡이독소의 오염 조사를 위해, 총 244개 잡곡시료(귀리, 수수, 율무, 기장)를 수확기 포장에서 2017년과 2018년에 수집하였다. 데옥시니발레놀(DON), 니발레놀(NIV), 제랄레논(ZEA)은 면역친화컬럼법과 UPLC를 이용하여 분석하였으며, 푸모니신(FUM)은 QuEChERS 방법과 LC-MS를 이용하여 분석하였다. 잡곡 시료 중 귀리의 NIV 오염수준은 120.0-3277.0 μg/kg로 다른 잡곡에 비해 가장 높았다. 율무에서는 DON이 최대 730.0 μg/kg 검출되었다. 기장의 NIV과 ZEA의 오염빈도는 각각 61.5% 와 57.9%로 높았으나 평균 오염량은 각각 75.6 μg/kg과 21.5 μg/kg로 안전한 수준이었다. 잡곡 시료 중 수수는 DON, ZEA, FUM의 오염빈도가 가장 높았으며, 2 종 이상의 Fusarium 독소 중복 오염률이 70.0%로 잡곡 평균 29.9%에 비해 높았다. 잡곡 재배포장에서 Fusarium 독소 오염을 안전하게 관리하기 위하여 독소 발생 모니터링과 함께 오염예방기술 개발 연구가 수행되어야 할 필요가 있다.
국내에 유통되는 식품용 기구 및 용기·포장 중 4종류(유리제, 도자기제, 법랑 및 옹기류)의 재질, 총 198건을 수거하여 식품으로 이행 가능성이 있는 중금속(납, 카드뮴, 비소 및 안티몬)에 대하여 이행량을 ICP-MS 로 조사하였다. 식품유사용매는 4% 초산을 사용하여 25oC를 유지하면서 24시간 방치한 액을 시험용액으로 하였으며, 시험법 검증을 위하여 검량선, 검출한계, 정량한계, 회수율, 정밀성 및 측정불확도를 산출하였다. 이행량 조사 결과 유리제의 경우 납과 카드뮴은 각각 N.D.-752.21 μg/L, N.D.- 1.99 μg/L 이고, 도자기제는 납, 카드뮴 및 비소가 각각 N.D.-1,955.86 μg/L, N.D.-74.06 μg/L, N.D.-302.40 μg/L 이며, 법랑의 납, 카드뮴 및 안티몬은 각각 N.D.-4.48 μg/L, N.D.- 7.00 μg/L, N.D.-52.00 μg/L 이였다. 그리고 옹기류의 납, 카드뮴 및 비소는 각각 N.D.-13.68 μg/L, N.D.-0.04 μg/L, N.D.-6.71 μg/L 수준으로 확인 되었다. 이와 같은 결과를 근거로 유리제 등으로부터 식품으로 이행 가능한 중금속의 위해도는 총 섭취량대비 4.83% 이하로 비교적 안전한 것으로 판단된다. 또한, 본 연구결과는 국내에서 유통중인 유리제 등의 식품용 기구 및 용기·포장은 모두 국내의 기준·규격에 적합함을 확인하였다.
장과류의 방사능 안전성 확보를 위해 2016년부터 2018년까지 경기도 내 유통 중인 장과류 및 가공식품 15품목 258건을 수거하여 방사능 오염을 분석하였다. 방사능 분석은 게르마늄 감마핵종 분석기를 이용하였으며, 인공 방사성 물질인 요오드(131I)와 세슘(134Cs, 137Cs)을 분석하였다. 모든 제품에서 131I와 134Cs은 MDA (Minimum Detectable Activity)값 이상으로 검출되지 않았고, 39건에서 0.69-808.90 Bq/kg 범위로 137Cs이 검출되었다. 국내산 제품 6건은 0.70- 3.29 Bq/kg 범위에서 검출되었지만, 원재료는 모두 수입산 이었다. 수입산 제품 33건은 0.69-808.90 Bq/kg 방사능 농도를 나타내었으며, 폴란드산 블루베리 분말 제품 1건(808.90 Bq/kg) 및 링곤베리 분말 제품 2건(103.93, 188.46 Bq/kg)은 국내 방사성 세슘의 허용 기준을 초과하였다. 이러한 결과는 식품 안전 확보를 위해 수입산 장과류와 장과류 가공식품에 대한 방사능 검사 강화와 함께 수입 과정에서 더 철저한 관리가 필요한 것으로 판단된다.
패류 중 소비량이 높은 굴에서의 고병원성 Vibrio균(V. vulnificus와 V. cholerae)의 식중독 발생 가능성을 분석하기 위하여 위해평가를 실시하였다. 남해권역, 서해권역, 수도권에서 유통되고 있는 굴 88개를 채취하여 V. vulnificus 와 V. cholerae의 오염실태를 조사하고, 생굴에서의 V. vulnificus와 V. cholerae의 생장 경향을 관찰하였다. 2017 년의 국민건강영양조사 데이터를 활용하여 생굴의 섭취자 비율 및 섭취량을 조사하였으며, 생굴 섭취로 인한 V. vulnificus와 V. cholerae의 식중독 발생 가능성을 분석하기 위해 @RISK를 통해 위해평가를 실시하였다. 88개의 생굴에서 V. vulnificus와 V. cholerae는 검출되지 않아 Beta distribution과 자연로그를 이용한 식을 통해 초기오염수준을 추정하였다. 그 결과 두 세균 모두 -3.6 Log CFU/g으로 생굴에 오염되어 있는 것으로 추정되었다. 생굴에 bioaccumulation된 V. vulnificus와 V. cholerae는 생장하지 않고 초기 접종 수준을 유지하는 것으로 확인되었다. 생굴을 섭취했다고 응답한 사람은 7,167명 중 25명이었으며, 따라서 섭취자 비율은 0.35%로 나타났다. 섭취량에 대한 최적확률분포는 exponential distribution으로 나타났으며 생굴의 평균 섭취량은 66.8 g으로 확인되었다. V. vulnificus와 V. cholerae의 용량-반응 모델은 Beta-Poisson model을 사용하였다. 이상의 데이터를 이용하여 위해평가 시뮬레이션을 개발하고 분석하였다. 초기오염수준으로 오염된 생굴을 바로 섭취함으로써 발생할 수 있는 식중독 발생 가능성은 V. vulnificus의 경우 평균 9.08×10-15, V. cholerae는 8.16×10-13이며, 섭취자 비율이 식중독 발생 가능성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
본 연구는 원주시 내 대형 초밥 뷔페에서 제공되는 초밥, 회 등 26개 수산물 가공품을 대상으로 DNA 바코드를 분석하여 원재료의 종을 동정하였다. DNA 바코드 증폭을 위하여 미토콘드리아의 16S ribosomal RNA 및 cytochromec oxidase subunit I 유전자 부위를 증폭하는 프라이머 세트를 이용하여 증폭된 PCR 산물의 염기서열을 분석하였다. 확보한 염기서열은 BLAST Search를 이용하여 미국국 립보건원 GenBank에 등록되어있는 생물 종의 염기서열과 비교하여 염기서열 유사도와 매칭 점수를 고려하여 최종 종을 동정하였다. 모니터링 결과 분석 제품의 58%는 제품명과 사용된 원재료가 일치하였지만, 27%에서는 불일치가 관찰되었다. 초메기초밥에는 가이양(Pangasianodon hypophthalmus)이 꽃돔회에는 붉평치(Lampris guttatus)가 사용되었으며, 날치알군함 및 청어알무침에는 열빙어 (Mallotus villosus) 알이 사용되었음을 확인하였다. 타코와 사비군함 및 오징어간장소스에 사용된 원재료는 주꾸미 (Amphioctopus fangsiao) 및 남방주꾸미(Amphioctopus membranaceus)로 각각 동정되었다.
본 연구에서는 V. vulnificus와 V. cholerae를 중심으로 국내에서 유통되는 우렁쉥이에 대한 위해평가를 실시하였다. 위험성 확인 단계에서 병원성 비브리오균의 위험성에 대해 조사하였고, 노출평가 단계에서는 초기오염도를 산출 하기 위하여 네 권역에서 우렁쉥이의 병원성 비브리오균 오염실태를 조사하였다. 또한 대형할인마트, 시장 및 횟집 에서 관리자와의 면담을 통하여 유통 시간을 조사하였으며, 시료의 품온 및 진열대 온도를 직접 측정하여 유통 온도를 수집하였다. 예측모델 개발을 위하여 병원성 비브리오 균을 혼합하여 우렁쉥이에 접종 후 다양한 온도(7oC, 10oC, 15oC, 20oC)에 저장하면서 시간대별로 꺼내어 세균 의 생장 및 사멸을 확인하였다. 섭취자 비율 및 섭취량은 2016년 국민건강영양조사 원시자료를 활용하여 산출하였으며 용량-반응모델 선정을 위하여 문헌조사를 실시하였고, 최종적으로 수집된 데이터들을 활용하여 시나리오를 구성하였다. 오염실태 조사 결과 V. vulnificus는 검출되지 않았으며 V. cholerae는 101개의 시료 중 1개에서 양성으로 검출되었다. 유통환경조사 결과 우렁쉥이는 최소 1시간, 최대 48시간까지 진열되는 것으로 조사되었고 0-10oC 로 유통되는 것을 확인하였다. 예측모델 개발 결과 모든 온도(7oC, 10oC, 15oC, 20oC)에서 병원성 비브리오균은 점차 사멸하는 경향을 띄었으며 개발된 모델의 적합성 검증 결과 RMSE값이 0에 가까워 개발된 모델이 우렁쉥이에서 병원성 비브리오 균의 균주 변화를 묘사하기에 적합하다 고 판단되었다. 섭취자 비율 및 섭취량은 0.26% 및 65.13 g 으로 나타났으며 용량-반응 모델은 Beta-Poisson 모델을 사용하였다. 최종적으로 @RISK Fitting 프로그램을 활용하여 위해도를 추정한 결과, 우렁쉥이를 섭취하였을 경우 1일 1인에게서의 V. vulnificus로 인한 식중독 발생 확률은 평균 2.66×10-15, V. cholerae로 인한 식중독 발생 확률은 평균 1.02×10-12으로 추정되었다. 또한 민감도 분석결과 섭취자 비율이 위해도에 가장 큰 양의 상관관계를 나타내는 것으로 조사되었다. 해당 연구결과는 국내 우렁쉥이 유통 과정에서 병원성 비브리오균에 대한 안전한 수산물을 생산하는데에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 위해 평가 결과는 국내 수산물에서 V. vulnificus와 V. cholerae 에 대한 기준·규격을 설정하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 고추의 수확 및 유통 단계에서 미생물 오염 수준과 그 발생원인을 확인하였고, 이를 바탕으로 수확 단계에 사용된 작업자 장갑의 교체와 온도 관리 및 소형 플라즈마 발생장치를 사용하여 신선 고추에 대한 미생물 오염에 저감화 방안을 모색하고자 하였다. 작업자 장갑 미교체 시 3시간 기준으로 작업 전과 후의 일반세균 미생물 오염증가율이 약 190% 증가하는 것으로 확인되었고, 이에 반해 교체한 작업자의 장갑의 미생물 오염증가율은 15% 증가하는 것으로 나타났다. 유통과정 중 보관 온도는 냉장 보관 보다 상온 보관일 때 미생물 오염 수준이 더 높은 것으로 나타나 냉장 보관이 미생물 오염 예방 에 더 효과적인 것으로 나타났다. 추가로 소형 플라즈마를 이용하였을 때 초기 균 수 대비 5일차에서 일반세균 3.0 log CFU/g 감소, 대장균군, 효모/곰팡이는 불검출로 나타났고 플라즈마 발생장치 없는 경우 5일차에 대장균군이 2.1 log CFU/g 수준으로 검출되어 소형 플라즈마 발생장 치가 보관 및 유통과정 중의 미생물의 저감에 효과적일 것으로 판단되었다. 이상의 결과로 볼 때 수확단계에서 미생물학적 위해요소 발생원인 중 하나인 작업자의 장갑을 주기적으로 교체하고 현장에서 쉽게 수행 가능한 냉장 유통 방법과 신선 고추의 수확 후 보관 및 유통 중에 소형 플라즈마 장치를 이용한다면 고추의 미생물 오염을 감소 시키는데 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 또한 고추 이외에도 다른 신선농산물의 수확, 선별 단계나 유통단계에 미생물의 오염을 예방 또는 저감화 하는데 이용이 가능할 것으로 생각된다.
본 연구는 저온살균(60oC, 5-20분)과 대기압플라즈마(5- 20분)를 병용한 고춧가루 중의 E. coli 저감화 및 시너지 효과를 조사하였다. 저온살균 단일처리시 대장균의 불활 성화는 최대 2 log10 CFU/g(=99% 감소) 이상 나타내었으며, 대기압플라즈마 5, 10, 15, 및 20분간 단일처리 하였을 때 각각 0.4, 0.8, 0.9 및 1.4 log10 CFU/g 감소되었다. 저온 살균 및 대기압플라즈마 단독 처리만으로는 만족할 만한 미생물 저감화효과를 얻을 수 없었기에 저온살균 처리 후, 대기압플라즈마를 병용처리 하여 대장균의 불활성화는 1- 6 log10 CFU/g 이상 감소되었다. 그러나, 저온살균과 대기 압플라즈마 병용처리에 따른 관능적 품질 (색, 이취, 맛, 조 직감 및 전체적인 기호도)에 대한 유의적인 차이는 관찰 되지 않았다(P>0.05). 따라서 고춧가루의 미생물학적 안전성 확보를 위해 저온살균과 대기압플라즈마 단독처리보다 이 둘의 병용처리가 E. coli의 확실한 저감화 효과를 유도 하고 식품 고유의 품질특성을 유지하는데 효과적이었음을 본 연구를 통해 확인되었다.
백합은 항산화, 항균효능 및 만성폐쇄성폐질환에도 효능이 있고, 비수리는 항균, 항산화, 항노화, 피부 미백, 피부 광노화 개선 효과 등의 다양한 약리적 효능이 있다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 백합 및 비수리를 열수와 20- 80% 주정으로 추출한 추출물을 대상으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 항산화 소거능을 조사하여 백합 추출물과 비수리 추출물의 혼합 비율을 선정하였으며, 혼합한 추출물을 이용하여 음료를 제조한 후 10, 25, 35oC에서 6개월 동안 저장하면서 조사포닌 및 총 플라보노이드 함량 변화 및 이화학적 특성을 조사하였다. 백합·비수리를 함유하는 음료를 각 온도별로 6개월 동안 저장한 후에 pH는 약간 감소하였으며, 산도는 약간 증가하였다. 저장 기간 중 당도와 고형분 함량은 크게 변화하지 않았다. DPPH 라디칼 소거능은 2개월 동안 저장하는 동안에는 초기의 활성과 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 온도에 따라 4개월 후와 6개월 후에는 다소 감소하였다. 6개월 동안 저장하는 동안에 명도(L값)와 적색도(a값)는 큰 변화가 없었으나, 황색도(b값) 35oC에서 6개월 저장한 후에 약간 감소하였다. 조사포닌 함량은 저장 2개월까지는 큰 함량의 변화를 나타내지 않았으나, 저장 4개월과 6개월 후에는 감소하는 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 저장 1개월이 지났을 때 저장온도에 상관없이 약 1/2로 감소하였으며, 그 후 6개월까지 일정하게 유지되었다. 백합구근 추출물과 비수리 추출물을 함유한 음료는 6개월 동안 저장하는 동안에 일반세균과 대장균군은 검출되지 않았다.
쌀 소비 촉진과 쌀가공품의 다양화를 위해 쌀가루를 이용한 이소말토올리고당 제조에 대해 연구하였다. 최적 반응 조건을 확립하기 위해서 상업용 효소인 Termamyl 2X, Maltogenase L, Promozyme D2, Fungamyl 800L, Trnasglucosidase L을 사용하였고, 당류는 HPLC-CAD를 이용하여 말토올리고당과 이소말토올리고당을 동시분석하여 제조 조건별로 당의 구성 및 함량을 확인하였다. 액화반응의 최적화 조건을 탐색하기 위해 효소의 농도 (0.025%, 0.05%, 0.075%, 0.1%)와 시간(1 h, 2 h)에 변화를 주어 반응시켰으며, 가수분해 정도를 확인하기 위해 액화액의 환원당 함량을 측정하였다. 그 결과 Termamyl 2X 를 0.075% 첨가하여 2시간 동안 반응하였을 때 환원당 함량이 138.26 g/L로 가장 높았다. 당화·전이반응의 최적화 조건을 확인하기 위해 효소의 종류, 효소농도, 효소반응시간을 달리하여 이소말토올리고 당을 제조하였다. Maltogenase L, Promozyme D2, Transglucosidase L을 동시에 첨가하여 반응시켰을 때 isomaltose와 panose를 많이 생산하면서 총 이소말토올리 고당의 함량이 가장 높게 나타났다. 그리고 효소의 첨가량을 결정하기 위해 각각 농도에 변화를 주어 시간별로 당 함량을 검토하였다. 그 결과, Maltogenase L은 0.0015%, Promozyme D2는 0.05-0.1%, TransglucosidaseL은 0.1%를 첨가하였을 때, glucose의 함량은 감소되고 중합도가 높은 이소말토올리고당의 함량은 증가하는 효과가 있었다. 최적 효소반응시간 결정을 위해 6시간마다 생성물의 변화를 관찰한 결과, 36시간에 총 이소말토올리고당이 75.36 g/L로 가장 높은 것으으로 확인되었다. 최적 조건으로 제조된 이소말토올리고당은 18 brix였고, isomaltose 35.11 g/L, panose 11.97 g/L, isomaltotriose 19.95 g/L, isomaltotetraose 7.46 g/L, isomaltopentaose 1.05 g/L 이 생성되었으며, 총당 중 이소말토올리고당의 비율은 56.37%였다.
본 연구의 목적은 oleic acid로 지방생성이 유도된 HepG2 세포에서 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 간 세포 내 지방생성에 미치는 영향을 구명하는 것이다. 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물에 의한 HepG2 세포 내 지방 축적의 변화를 확인하기 위하여 배양된 세포에 oleic acid로 지방 축적을 유도하고 추출물에 의한 중성지방생성 억제 효과를 측정하였으며 추출물을 처리하지 않은 대조군과 추출물을 처리한 실험군의 지방합성 및 축적에 관련된 유전자와 단백질 발현량을 RT-PCR과 Western blot을 통하여 측정하였다. Oil Red O와 Nile Red 염색을 통하여 추출물의 처리로 HepG2 세포 내 중성지방 축적이 억제된 것을 확인하였다. RT-PCR에 의하여 mRNA 발현량을 측정한 결과, oleic acid에 의하여 지방 생성이 유도된 대조군에 비하여 모든 추출물 처리군의 SREBP-1c와 SREBP-1a 유전자 발현량이 유의적으로 감소되었다. Western blot을 실시하여 p-AMPK, p-SREBP1, PPARα, FAS 단백질의 발현량을 측정한 결과, 간에서 지질대사에 관여하는 주요 인자인 SREBP1 단백질의 발현은 추출물의 처리 농도에 따라 유의하게 감소하였으며 지방산의 생합성 경로에 관여하는 주요 효소인 FAS의 단백질 발현향은 모든 처리 농도에서 현저하게 감소된 것이 확인되었다. 본 연구 결과는 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 간세포 내에서 중성지방의 축적을 억제시키고 지질 합성에 관련된 유전자 및 단백질의 발현을 억제시킴으로써 간 세포 내 지질 축적을 완화할 수 있는 기능성 소재로의 활용가치가 높다고 판단된다.