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한국식품위생안전성학회지 KCI 등재 Journal of Food Hygiene and Safety

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권호

Vol.38 No.5 (2023년 10월) 15

1.
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Rapid and accurate detection of pathogenic bacteria is crucial for various applications, including public health and food safety. However, existing bacteria detection techniques have several drawbacks as they are inconvenient and require time-consuming procedures and complex machinery. Recently, the precision and versatility of CRISPR/Cas system has been leveraged to design biosensors that offer a more efficient and accurate approach to bacterial detection compared to the existing techniques. Significant research has been focused on developing biosensors based on the CRISPR/Cas system which has shown promise in efficiently detecting pathogenic bacteria or virus. In this review, we present a biosensor based on the CRISPR/Cas system that has been specifically developed to overcome these limitations and detect different pathogenic bacteria effectively including Vibrio parahaemolyticus, Salmonella, E. coli O157:H7, and Listeria monocytogenes. This biosensor takes advantage of the CRISPR/Cas system's precision and versatility for more efficiently accurately detecting bacteria compared to the previous techniques. The biosensor has potential to enhance public health and ensure food safety as the biosensor’s design can revolutionize method of detecting pathogenic bacteria. It provides a rapid and reliable method for identifying harmful bacteria and it can aid in early intervention and preventive measures, mitigating the risk of bacterial outbreaks and their associated consequences. Further research and development in this area will lead to development of even more advanced biosensors capable of detecting an even broader range of bacterial pathogens, thereby significantly benefiting various industries and helping in safeguard human health
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2.
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세계적으로 버섯에 대한 소비는 매년 증가하고 있으며 한국에서는 느타리버섯, 양송이버섯, 팽이버섯이 주로 유 통되고 있다. 하지만, 버섯의 재배와 가공 과정에서 미생 물 오염을 예방하기 위한 대안의 부재로 인하여 Listeria monocytogenes와 같은 병원성 미생물의 오염이 검출되고 있으며 버섯에 의한 식중독 및 리콜 사례가 다수 보고되 고 있다. 버섯에서 오염된 미생물을 저감화하는 방법으로 는 화학적 및 물리적 처리, 또는 이들을 결합하여 사용하는 병용처리 방법이 이용되고 있다. 화학적 처리로는 염소 혼 합물, 과산화아세트산, 4차 암모늄이온 화합물이 주로 사용 되고 있으며 오존과 전해수를 이용한 방법도 최근에 개발 되었다. 물리적 처리로는 초음파, 방사선조사, 콜드 플라즈 마 기술이 이용되고 있으며, 병용처리 방법으로는 자외선/ 염소 혼합물, 오존/유기산, 초음파/유기산 등이 연구되었다. 본 리뷰에서는 국내에서 소비되는 버섯의 종류와 그에 대한 미생물 오염도를 조사하고, 버섯에 오염된 미생물을 제 어할 수 있는 기술에 대하여 조사하여, 정리하였다.
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3.
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본 연구는 패류 독소 중 기억상실성 독성을 유발하는 domoic acid의 분석법 개선, 검증 및 분석적용성을 살펴보 았다. SAX 카트리지 정제, 검체 및 추출용매 양의 변경 과 더불어 이동상을 용매구매 조건으로 변경시킨 분석법 은 지중해담치, 홍게 그리고 멸치의 세 가지 매트릭스를 대상으로 세 농도에 대하여 식품공전법과 비교하여 유효 성을 검증하였다. 그 결과 변경된 분석법은 LOD 0.02-0.03 mg/kg, LOQ 0.05-0.09 mg/kg, 일내 및 일간 정확도 86.2- 100.4%와 일내 및 일간 정밀도 0.2-4.0%로 CODEX가이 드라인을 만족하는 우수한 분석능을 나타내었다. 특히 변 경된 시험법에서는 domoic acid와 유사한 머무름 시간을 갖는 방해물질이 검출되지 않아 위양성 결과를 방지할 수 있을 것으로 생각된다. 더 나아가 본 분석법이 국내 유통 중인 수산물을 대상으로 적용될 수 있는지 확인하고자 식 품공전의 기억상실성 패독 분석법과 함께 수산물에 적용 하여 분석하였다. 그 결과 5종의 수산물 87건 중 공전시 험법으로 분석했을 때 domoic acid가 검출된 시료는 없었 으나 변경된 분석법을 통하여 멸치 1건에 대하여 0.14 mg/ kg의 domoic acid이 미량 검출되었다. 따라서 본 연구에 서 확립된 분석법은 수산물 중 domoic acid 분석에 활용 이 가능할 것으로 보인다.
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4.
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본 연구는 OECD TG No. 458, 22Rv1/MMTV_GR-KO 전사 활성화 분석법을 포함한 세포 기반 분석법을 사용하 여 식품 및 생활용품에 포함된 파라벤과 트리클로산의 인 간 안드로겐 수용체를 매개하는 내분비계 교란 가능성을 확인하는 것을 목표로 한다. 4가지 파라벤(메틸-, 에틸-, 프 로필-, 부틸-)은 OECD TG No.458에서 AR 길항제로 확 인된 반면, 파라벤의 AR 길항 효과는 S9 간 분획물이 있 는 경우 나타나지 않았다. 트리클로산 역시 AR 길항제로 분류되었으며, 트리클로산에 의해 유도된 AR 길항 효과 는 S9 간 분획물이 존재할 때 제 1상+2상 대사에서 유의 하게 감소되었다. 파라벤과 트리클로산에 의해 유도되는 AR 길항 기전은 세포질 내 AR 이량화를 차단하여, 리간 드 결합 AR이 핵으로의 전위를 억제함으로써 AR 매개 내분비 교란 효과를 나타냈다. 이러한 결과는 4가지 파라 벤과 트리클로산이 AR 이량화 저해를 통한 AR 길항 효 과를 나타내는 AR 매개 내분비 교란 가능성을 가지고 있 으나, 간 대사 효소가 존재할 경우 내분비 교란 효과는 감 소됨을 시사한다.
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5.
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본 연구는 국내 유통 조미건어포 27건 중 프로피온산, 안 식향산, 소브산 함량을 분석하였다. 식품의약품안전처 식 품공전의 분석 방법으로 GC-FID를 이용하여 프로피온산 을 분석하였고 HPLC-DAD를 이용하여 안식향산과 소브 산을 분석하였다. 그 결과 총 27건 중 프로피온산은 16건 (검출률 59%), 안식향산은 불검출, 소브산은 7건(검출률 26%)이 검출되었다. 조미건어포에서 프로피온산은 ND- 125.10 mg/kg의 농도로 검출이 되었으며 이는 미생물 최 소저해농도 이하의 수치로 보존 효과를 나타낼 수 없는 농도로 보여 의도적으로 첨가되지는 않았을 것으로 사료 된다. 또한, 소브산의 경우 소르빈산 칼륨이 표기된 시료 에서만 검출되었으며 표기된 시료 8건 중 7건에서만 검출 이 되었다. 소브산 검출 시료의 경우 658.18 mg/kg의 농도 까지 검출이 되었으며, 이는 그 사용 기준에 적합한 수치 였다. 본 연구는 향후 조미건어포에 대한 안전 관리를 위 한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
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6.
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아미노글리코사이드계 항생제(Aminoglycosides, AGs) 는 그람음성균과 양성균에 광범위하게 작용하는 동물용 의약품으로, 최근 배양육에 사용된다고 알려져 있어, 안 전성 관리를 위한 분석법 마련이 반드시 필요하다. AGs 는 고극성 화합물로 성분 간의 분리를 위해 이온쌍 시 약(ion-pairing reagent, IPR)을 사용하고 있으나 IPR을 이동상에 첨가하는 기존 분석방법의 경우 용매가 흐르 는 동안 질량분석기로 주입되는 IPR로 인해 기기적인 문 제가 발생할 가능성이 높아, IPR를 바이알에 직접 첨가 하는 분석방법을 검토하였다. 본 연구에서 10종 AGs 성 분에 대한 분석방법을 확인하고 유효성을 검증하였다. 검출한계와 정량한계는 각각 0.0001-0.0038 mg/kg 와 0.004-0.011 mg/kg의 범위로 나타났으며, 0.01-0.5 mg/ kg 범위 내의 직선성(R2)은 0.99 이상이었다. AGs의 시 료 회수율을 확인하고자 소고기와 세포배양배지(cell culture medium) 매질에서 회수율과 상대표준편차로 나 타낸 정밀도를 확인한 결과 각각 70.7-120.6% 및 0.2 to 24.7%로 나타났다. 기존의 이동상에 IP 첨가 방법과 비 교하였을 때 유사한 수준으로 양호하였다. 검증된 AGs 분석법은 국내 유통되는 닭고기, 소고기, 돼지고기 15품 목과 배양육 배지 첨가제 6품목에 적용해보았다. 그 결 과 국내 유통되는 육류 15품목 모두 AGs 성분이 검출 되지 않았으나, 세포배양배지에서 streptomycin은 695.85- 1152.71 mg/kg, dehydrostreptomyci은 6.35-11.11 mg/kg 로 검출되었다. 따라서 IRR을 바이알에 직접 첨가하는 LC-MS/MS 방식은 육류, 세포배양배지, 배지첨가제 중 AGs 분석 및 안전성 평가를 위한 기초자료로 활용될 것 으로 기대된다.
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7.
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본 연구는 계란의 품질 유지를 위한 온도변화의 영향을 평가하고 실제 유통 환경에서 난각에 Salmonella Enteritidis 가 오염된 비세척란의 적절한 온도 관리 방법을 결정하고 자 하였다. Salmonella Enteritidis가 접종된 비세척란은 총 7일간 25oC 항온보관 및 5가지의 다른 온도변화조건에서 보관하였다. 온도변화조건은 계란을 초기 25oC에서 보관 중 온도를 10oC 또는 35oC로 변화하였다. 보관 중 기실의 높이, 중량감소율, 비중 및 농후난백 비율을 1일 간격으로 평가하였다. 기실의 높이, 중량감소율, 비중은 25oC 보관 3일 및 4일차에 10oC로 온도를 낮추었을 때 초기값이 유 의적으로 보존되었다. 농후난백 비율은 초기 값과 비교하 였을 때 보관 조건에 따른 유의한 차이를 나타내지 않았 다. 이러한 결과는 25oC 보관 3일 및 4일차에 10oC로 낮 추는 것이 실제 유통 시 비세척란의 안전관리에 적합함을 시사하였다.
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8.
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프로바이오틱스 제품에 대한 수요가 지속적으로 증가하 고 있으며, Lactobacillus 균주가 가장 대중적인 프로바이 오틱스로 널리 사용되고 있다. 프로바이오틱스는 기준에 적합한 균수의 확보가 중요하며 제조원가나 시간 등을 낮 추기 위해 배양법의 개발이 필요하므로 Lactobacillus 생 산을 위한 배양 조건이 최적화되었다. 반응표면방법론에 의한 통계적 최적화에서 반응 변수에 영향을 미치는 독립 변수의 최적 조건은 Lactobacillus acidophilus의 경우 22.55 시간(배양시간), 25oC(배양온도), 3.41%(프리바이오틱스 농 도); Lactiplantibacillus plantarum의 경우 24시간, 30.86oC, 2.00%; Lacticaseibacillus rhamnosus의 경우 66.67시간, 35oC, 3.41%이었다. Lactobacillus의 최적 배양조건은 예측 한 결과와 실제 결과가 밀접하게 일치하는 것을 확인하였 다. 이러한 데이터는 수율 높은 Lactobacillus를 생산하는 데 중요한 포인트를 제공할 것이다.
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9.
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본 연구에서는 시가독소 생성 대장균(STEC)을 검출하 기 위해 식품공전의 polymerase chain reaction (PCR)검사 법과 loop-mediated isothermal amplification (LAMP)를 비 교하였다. PCR 및 LAMP의 검출 한계(LOD) 및 정량화 한계(LOQ), 민감도, 특이성 및 효율성을 평가하기 위해 다 양한 식품에 STEC를 접종하였다. LOD는 PCR의 경우 104 CFU/mL 이하, LAMP의 경우 103 CFU/mL 이하로 측정되 었다. LOQ 값은 PCR과 LAMP 간에 차이가 없었다. 그러 나 4가지 식품군에서 민감도는 양념육이 최대 11.1%, 간 소고기가 최소 8.1% 차이가 났다. LAMP는 네 가지 음식 유형 모두에 대해 높은 민감도와 100% 특이도를 보였다. 따라서 LAMP는 식품 유형에 따라 검출률이 비슷하고 특 이도와 민감도가 식품공전 PCR보다 우수하기 때문에 STEC 에 대한 신뢰할 수 있는 분자 검출 방법이다.
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10.
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본 연구에서는 강한 내열성을 가지는 비병원성 Bacillus atrophaeus, Bacillus subtilis, Geobacillus stearothermophilus 포자의 열 저항성을 분석하여 레토르트 식품 제조 시 직 접적인 멸균 여부 판정에 사용 가능성을 평가하고자 하였 다. B. subtilis 포자의 D121-value는 2.9±0.1분이었으며, Zvalue는 43.0±1.4oC로 나타났다. G. stearothermophilus 포 자의 D121-value는 4.3±0.1분이었으며, Z-value는 25.0±1.6oC 로 나타났다. B. atrophaeus 포자의 D121-value는 3.7±0.1분 이었으며, Z-value는 35.8±1.4oC로 나타났다. B. subtilis, G stearothermophilus와 B. atrophaeus 포자의 D121-value는 모 두 레토르트 식품 멸균 확인에 사용되는 C. botulinum 포 자의 D121-value 보다 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과 를 종합하여 볼 때 레토르트 식품 멸균 시 병원성 포자형 성균인 C. botulinum 대신 B. subtilis, G. stearothermophilus, B. atrophaeus 포자를 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 또 한 기존 세균발육 실험에 소요되는 13일보다 단시간인 2- 3일에 멸균 여부를 확인할 수 있을 것으로 판단된다.
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축산물 중 잔류허용기준이 설정되어 관리하고 있는 농약 azocyclotin, cyhexatin, fenbutatin oxide는 대표적인 유 기주석계 살비제이다. 기존 시험법은 가스크로마토그래피 를 사용하여 정량한계가 높고 분석 시 재현성이 떨어져 이에 대한 개선이 필요한 실정으로 본 연구에서는 비교적 간편하며 시간이 적게 소요되는 QuEChERS법을 활용하여 azocyclotin, cyhexatin, fenbutatin oxide의 시험법을 마련하 고자 하였다. 1% 아세트산을 함유한 아세트산에틸:아세토 니트릴(1:1) 혼합액을 이용하여 진탕 추출 후 d-SPE로 정 제하고 이를 농축 후 LC-MS/MS를 이용한 시험법을 개발 하였다. Azocyclotin, cyhexatin 및 fenbutatin oxide의 결정 계수(R2)는 0.99 이상으로 높은 직선성을 확인하였으며 정 량한계는 0.01 mg/kg으로 높은 감도를 나타내었다. 대표 축산물 5종(소, 돼지, 닭, 계란, 우유)에서 LOQ(0.01 mg/ kg), MRL(0.05 mg/kg), MRL 10배(0.5 mg/kg)의 농도에서 회수율 실험을 한 결과 평균 회수율이 76.4-115.3% 및 84.4-110.8%이었으며, 상대표준편차는 25.3% 이하로 나타 났다. 본 연구는 Codex 가이드라인(CAC/GL 40-1993, 2003) 및 ‘식품의약품안전처 식품의약품안전평가원의 식 품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인(2016)’에 적합한 수준임을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 확립한 시험법은 축산물 중 잔류할 수 있는 azocyclotin, cyhexatin, fenbutatin oxide의 안전관리를 위한 공정시험법으로 활용 가능할 것으로 판단된다.
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12.
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본 연구는 국내 가정에서 사용하고 있는 냉장고 및 냉 동고의 온도 분포에 대한 현황을 파악하기 위하여 냉장고 대상 25가구, 냉동고 대상 25가구를 선정하고 온도 측정 을 시행하였다. 가정용 냉장 및 냉동고의 실제 공간상의 온도 분포 조사 결과, 냉장고 대상 가구에서 측정된 온도 는 최저 -8.2oC, 최고 15.8oC, 평균 3.73oC로 조사되었으며, 공간 위치별 온도 분포는 문 보관 칸 5.06±1.69oC, 내부 벽면 4.18±1.19oC, 내부 보관함 3.41±1.36oC로 내부 보관함 의 온도가 가장 낮았고, 각 위치에서 상단 및 하단의 유의 적인 온도 차이는 문 보관 칸에서만 확인되었다(P<0.01). 냉 동고 대상 가구에서 측정된 온도는 최저 -30.3oC, 최고 0.7oC, 평균 -17.95oC로 조사되었으며, 공간 위치별 온도 분포는 문 보관 칸 -17.19±1.68oC, 내부 벽면 -17.81±1.07oC, 내부 보관함 -18.78±1.72oC로 냉장고 결과와 동일하게 내부 보 관함의 온도가 가장 낮고, 문 보관 칸에서만 상·하단의 유 의적인 온도 차가 확인되었다(P<0.01). 냉장·냉동고 내에 서 위치별 최대 온도 차이는 각각 2.18oC, 2.02oC로 확인 되었으며, 결론적으로 냉장·냉동고 전체의 온도가 일정하 게 유지되는 것이 아니며, 보관되는 위치별로 유의적인 편 차가 존재하는 것으로 나타났다. 이에 따라 냉장·냉동고 제조사와 공공기관에서 식품별 권장 보관 위치를 고객들 에게 적극적으로 권고하고, 각 가정에서는 온도 변화에 민 감한 식품을 보관할 경우 문쪽 보관을 지양하는 등 보관 관리 의식을 가져야 할 것으로 사료된다.
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비브리오패혈증균은 세계에서 치사율이 50%에 달하는 가장 치명적인 수인성식품매개 병원균으로 해수에서 흔히 있으며, 특히 따뜻한 계절에 발생한다. 본 연구는 제주도 의 해수, 유통 수산물, 수족관물에서 분리한 비브리오패혈 증균에 대해서 RT-PCR을 이용한 독소 유전자, Vitek을 이 용한 항생제 내성, PFGE를 이용한 유전적 특성을 조사하 였다. 총 487개의 시료를 조사한 결과 비브리오패혈증균 46주(중복 균주 포함)가 해수에서 44주, 유통수산물에서 1 주, 수족관물에서 1주 분리되었다. rtxA, viu와 같은 독소 유전자는 각각 8주(17.4%), 9주(19.6%) 검출되었고, vvhA 와 같은 독소 유전자는 모든 균주에서 검출되었다. 항생 제 내성 실험결과 cefoxitin 항상제에 대해서 100% 내성 이 나타났다. 비브리오패혈증균 46주에 대한 PFGE 분석결과 총 6유형이 100% 상동성을 보였고, 유사도는 81.3- 98.0%로 나타났다. 수산물과 수족관물에서 분리된 비브리 오패혈증균은 해수와의 상동성 결과 유사도는 불일치로 나타났고 지역과 시료 사이에는 유사성이 없었다. 독소 유 전자를 가진 비브리오패혈증균에 의한 식중독 환자가 제 주도에서 발생한 점을 고려해볼 때, 해수, 유통 수산물, 수 족관물에서 분리한 비브리오패혈증균에 대한 모니터링이 지속되어야 할 것으로 보인다.
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본 연구에서는 기존 식품첨가물 분석법에서 합으로써 분 석되는 락색소를 laccaic acid A, B, C, E 4가지 성분으로 분류하고 개별적으로 정량 할 수 있는 분석법을 확립하였 다. Natural red 25를 사용하여 구조적으로 비슷한 laccaic acid A와 B를 1차적으로 분취한 후 2차로 A와 B를 분리 했다. 같은 방식으로 C와 D를 1차, 2차에 걸쳐 각각의 개 별 표준품으로 사용하였다. 락색소 불검출 시료 3가지 시료 (햄, 토마토 주스, 고추장)를 확보하여 0.05-107.2 μg/mL 범 위에서 결정계수(r2) 0.995 이상의 직선성을 확인하였다. 3 가지 시료에서 정밀도와 정확성을 측정한 결과, 일내 정 밀도는 0.2-12.3%, 정확도는 90.6-112.7% 범위 내에서 확인 되었으며 일간 정밀도는 0.3-13.3%, 정확도는 90.3-113.0% 범위내로 확인 되었다. 락색소를 사용하는 식품과 사용 금 지 식품에 대해 회수율을 측정한 결과, 사용 가능 식품에서 는 91.6-114.9% 범위의 회수율을 보였으며, 사용 불가 식품 의 경우 92.5-113.5% 범위의 회수율을 보였다. 락색소의 검 출 한계는 3가지 시료에서 검출한계 0.01-0.15 μg/mL, 정량 한계 0.02-0.47 μg/mL로 확인되었다. 락색소의 4가지 성분중 laccaic acid A와 C에 대한 측정 불확도를 산출한 결과, laccaic acid A의 측정 불확도는 13.65±0.39 mg/kg(신뢰수준 95%, K=2), laccaic acid C의 측정 불확도는 4.19±0.39 mg/kg(신뢰 수준 95%, K=2)로 비교적 낮은 측정불확도 값을 산출하 였다. 따라서 본 연구에서는 식품 중 락색소의 개별 분석 과 정성 및 정량분석을 위해 유효성이 검증된 분석법을 확립으로 식품 중 잔류물질 기준규격 설정 및 관리에 참 고 자료가 될 수 있고, 향후 매트릭스 효과에 따른 laccaic acid 개별 분석과 개별 활성 및 독성시험 연구의 근거 지 표가 될 수 있다고 판단된다.
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국내 소비자들의 식품 영양성분에 대한 관심이 계속적 으로 증가하고 있지만 영양성분과 관련된 식품의 소비자 선호도 분석 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 대국민 정보 서비스인 식품영양성분 데이터베이스 플랫폼에 수집 된 빅데이터의 로그분석을 수행하여 소비자들이 영양학적 측면에서 관심을 가지는 식품에 대한 선호도 결과를 제시 하였다. 수집 기간은 2020년 1월부터 2022년 12월까지의 3개년으로 설정하여 총 2,243,168건의 식품명 검색어가 수 집되었으며, 식품명을 병합하여 품목대표 식품명으로 가 공하였다. 분석도구는 R프로그램을 이용하였으며, 영양정 보를 확인하고자 하는 식품명의 검색 빈도를 전체 기간 및 계절별로 분석하였다. 전체 기간 동안 빈도수 분석 결 과, 한국인이 일반적으로 자주 섭취하는 쌀밥, 닭고기, 달 걀의 빈도수가 가장 높았다. 계절성에 따른 선호도 분석 결과, 봄과 여름에는 대체적으로 국물이 없고 뜨겁지 않 은 음식의 빈도수가 높았으며, 가을과 겨울에는 국물이 있 고 따뜻한 음식의 빈도수가 높았다. 또한, 외식업체에서 계절식품으로 판매하는 냉면, 콩국수 등과 같은 식품의 빈 도수도 계절성을 가지는 것으로 확인되었다. 이러한 결과 는 소비자들이 일반적으로 자주 섭취하는 식품의 영양정 보에 관심을 가지는 패턴을 확인할 수 있었으며, 소비 트 렌드와 간접적인 연관성을 가진다는 점에서 외식업계에서 계절별 마케팅 전략 수립 시 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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