Antimicrobials in human medicine are classified by The World Health Organization (WHO) into three groups: critically important antimicrobials (CIA), highly important antimicrobials (HIA), and important antimicrobials (IA). CIA are antibiotic classes that satisfy two main criteria: that they are the sole or the only available limited therapeutic option to effectively treat severe bacterial infections in humans (Criterion 1), and infections where bacteria are transmitted to humans from non-human sources or have the potential to acquire resistance genes from non-human sources (Criterion 2). WHO emphasizes the need for cautious and responsible use of the CIA to mitigate risk and safeguard human health. Specific antimicrobials within the CIA with a high priority for management are reclassified as “highest priority critically important antimicrobials (HP-CIA)” and include the 3rd generation of cephalosporins and the next generation of macrolides, quinolones, glycopeptides, and polymyxins. The CIA list is the scientific basis for risk assessment and risk management policies that warrant using antimicrobials to reduce antimicrobial resistance in several countries. In addition, the CIA list ensures food safety in the food industry, including for the popular food chain companies McDonald's and KFC. The continuous update of the CIA list reflects the advancement in research and emerging future challenges. Thus, active and deliberate evaluation of antimicrobial resistance and the construction of a list that reflects the specific circumstances of a country are essential to safeguarding food security.

Salmonella는 전세계적으로 식중독을 유발하는 주요 원 인 균으로서, 식중독을 유발하는 Salmonella를 신속하게 검출하는 방법은 식품 안전을 위한 중요한 도구이다. Realtime PCR은 식중독균을 검출하기 위한 신속검사법으로 널 리 사용되어 왔다. 최근에는 NBS LabChip real-time PCR 이라는 새로운 시스템이 칩타입으로 조작이 간편하며 초 고속의 real-time PCR 시스템이라는 보고가 있었다. 본 연 구에서는 살모넬라의 신속한 검출을 위하여 NBS LabChip real-time PCR에 기반하여 real-time PCR 반응 시간이 20 분 이내인 검출법을 확인하고자 하였다. 프라이머와 프로 브 설계를 위해 두 개의 타겟 유전자(invA, stn)가 선택되 었으며, 특이도와 민감도(검출한계)를 평가함으로 개발된 검출법을 검증하고자 하였다. 본 연구에서는 특이도 검증을 위해 Salmonella 균주 42주와 Non-Salmonella 균주 21 주를 포함하였으며, 본 방법으로 Salmonella 42주에 대해 서만 정확하게 검출이 가능하였다. 검출한계는 살모넬라 genome DNA 기준으로 101 copies/μL 였으며, 소시지에서 는 4시간 증균 이후 접종균수로서 101CFU/g 에서 102 CFU/ g까지 검출이 가능하였다. 본 연구에서 개발된 검출법은 신속한 식중독 원인조사에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 단일 시료를 검사하는 식품공전의 방법을 통계적 개념인 n, c, m, M을 도입하여 국제기준에 발 맞춘 시스템을 확립하고자 식품 중 미생물 오염실태 조사 및 기준·규격 재평가를 실시하였다. 즉석섭취·편의식품 류에 대한 미생물의 오염도 조사를 위한 모니터링을 실시 하였으며, 이를 바탕으로 통계적 개념을 도입하여 새로운 기준·규격을 마련하고자 하였다. 즉석섭취·편의식품류 총 2,040건(즉석섭취식품 630건, 즉석조리식품1,020건, 신 선편의식품390건)을 구입하여 일반세균수, 대장균군, E. coli, B. cereus, S. aureus, C. perfringens 에 대한 모니터 링을 진행하였다. 즉석섭취·편의식품류의 일반세균수는 평균 2.10 log CFU/ g, 대장균군은 평균 −0.60 log CFU/g, E.coli은 평균 −1.33 log CFU/g, B.cereus은 평균 −1.23 log CFU/g으로 검출되었 으며, S.aureus은 신선편의식품에서만 평균 −1.35 log CFU/ g, C. perfringens은 즉석조리식품에서만 평균 −1.37 log CFU/g 검출되었다. 일반세균수, B. cereus, S. aureus, C. perfringens은 현 기준규격을 초과하지 않은 것으로 나타났으나, 신선편의식품에 한하여 E. coli 는 34건이 식품기 준 및 규격을 초과 하였다. 즉석섭취·편의식품류의 모니 터링 결과를 바탕으로 Newsamplesplan 2 프로그램을 활용하여 이론적 규격을 도출하였다. 오염 분포도가 넓어 사 실상 규격 마련의 실효성이 없는 것으로 파악되었고, 대장균은 즉석섭취식품 및 즉석조리식품에서 n=5 c=1 m=0 M=10으로, 신선편의식품에서는 n=5 c=1 m=10 M=100으로 이론적 규격이 필요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 축산식품인 편육을 대상으로 황색포도상 구균의 성장예측모델을 개발하였다. 편육에서 황색포도상 구균의 성장패턴은 4, 10, 20, 37oC의 보관온도에서 측정 되었으며, 황색포도상구균은 각각의 저장 온도에서 모두 증가하는 것으로 나타났다. 편육에 오염된 황색포도상구 균의 생육결과를 토대로 Baranyi model을 이용하여 유도 기(LPD)와 최대성장률(μmax)을 산출한 결과, 유도기는 4, 10, 20, 37oC에서 212.81, 79.67, 3.12, 2.21 h으로 온도에 반비례한 것으로 나타났고 최대성장률은 같은 보관온도에 서 0.004, 0.009, 0.130, 0.568 log CFU/g/h으로 온도에 비 례한 것으로 조사되었다. 2차 모델은 μmax의 경우, square root model, LPD는 polynomial equation을 사용하여 산출 하였고, 개발한 모델의 적합성을 평가하기 위해 통계적 지 표인 RMSE 값을 계산한 결과, 비교적 0에 가까운 0.42로 도출되어 모델이 적합한 것으로 확인되었다. 따라서 개발된 모델이 편육에 대한 황색포도상구균의 성장 예측모델로 사용 가능하다고 판단되어지며, 편육에서의 식중독을 예방하고 미생물학적 위생관리기준을 설정하는데 기초자 료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

인수공통 감염증의 하나인 톡소포자충의 검출을 위해서는 대부분은 ELISA 법이 사용 되고 있으나, 충체가 사멸 된 후에도 양성반응이 나타나는 등 사용에 제한이 있다. 반면 유전자 검출법은 현재 감염상태를 확인 할 수 있기 때문에 식중독 원인조사 등에 적합하다고 판단되어 이를 활용하여 본 연구를 진행하였다. 톡소포자충의 유전정보를 통해 529 repeat region의 염기서열을 얻고, 프라이머 및 TaqMan 프로브를 설계하여 real-time PCR을 이용한 검 출법을 개발하였다. 검출한계(lower limit of detection) 및 적정곡선을 확인한 결과 10 genomic DNA copy가 검출한 계로 확인되었고, 정량을 위한 곡선은 101~106 DNA copies 까지 0.999의 R2값을 나타내었다. 개발된 검출법의 증폭효 율을 비교하기 위해 B1 gene 타겟 프라이머 세트와 타입 별 검출한계를 비교한 결과, type 1, 2, 3 톡소포자충에서 같거나 더 나은 검출한계를 보였다. 또한 식품에서 주로 분리되는 식중독 세균 14종 및 원충 3종에 대해 특이도를 비교한 결과, 모두 음성으로 나타났다. 개발된 검출법을 식육검체에 적용하였을 때 type 1, 2, 3에서 모두 원활한 검출결과를 보여 증폭방해물질이 존재하지 않은 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 개발된 유전자검출법은 국내 유통 중인 식육에서 인수 공통감염 원충의 하나인 톡소포 자충의 감염 여부를 확인하는 사전적 모니터링의 방법으로 활용될 예정이다.

본 연구는 제외국의식중독균별저감화사례를조사, 비교하여 정보를 획득하고 식중독균 저감화 매뉴얼을 작성하며 저감화 정책방안을 제시하기 위한 기반 자료 확보를 목적 으로 수행하였다. 선진 외국(미국, 덴마크, 일본)의 식중독 저감화 정책의 현황 및 사례조사에는 인터넷 자료, 관련 기관 전문가 인터뷰를 통하여 조사하였다. 미국의 신선농산물에서 미생 물학적 위험요소 저감화(FDA), 미국 분쇄쇠고기에서 E. coli O157:H7의 저감화(USDA), 덴마크의 닭고기, 돼지고기, 계란에서 살모넬라 저감화, 일본의 어패류에서 장염비 브리오 저감화 프로그램을 사례 연구로 제시하였으며 이들 국가의 저감 프로그램의 배경, 전략, 효과를 조사하고 장단점 분석을 실시하고 시사점을 도출하였다. 이들 제외 국 정책 사례 연구와 국제기구 CODEX의 위해관리 체계 를 결합하고 국내 현실을 반영하여 식중독 저감화 관리 매뉴얼로 저감 프로그램에 관한 일반 모델을 다음 순서로 제시하였다: 1) 위해관리 초기판단, 2) 식중독 저감화 프 로그램 계획, 3) 대안 확인 및 선택, 4) 대안 실행(이해당 사자별 역할 설정 및 대안 방법 적용), 5) 감시 활동, 6) 중간 재검토, 7) 목적 달성 때까지 대안 실행 지속적 실시 (만일 대안이 효과가 없으면 대안을 대체하거나 수정하여 식중독 저감화 목표 달성 시까지 실시), 8) 최종 평가에 보건에 미치는 영향을 확인하고 필요시 비용 편익 분석 실시. 본 연구를 통해서 제시된 식중독 저감화 정책에 관한 시사점 및 식품안전의 이해당사자별 역할별로 도출된 식 중독 저감화 정책 모델 및 매뉴얼은 미생물학적 위해관리를 수행하는데 향후 활용될 수 있다.

Predictive mathematical models were developed for predicting the kinetics of growth of Listeria monocytogenes in smoked salmon, which is the popular ready-to-eat foods in the world, as a function of temperature (4, 10, 20 and 30℃). At these storage temperature, the primary growth curve fit well (r² = 0.989~0.996) to a Gompertz equation to obtain specific growth rate (SGR) and lag time (LT). The Polynomial model for natural logarithm transformation of the SGR and LT as a function of temperature was obtained by nonlinear regression (Prism, version 4.0,GraphPad Software). Results indicate L. monocytogenes growth was affected by temperature mainly, and SGR model equation is 365.3-31.94*Temperature+0.6661*Temperature^2 and LT model equation is 0.1162-0.01674*Temperature+0.0009303*Temperature^2. As storage temperature decreased 30℃ to 4℃, SGR decreased and LT increased respectively. Polynomial model was identified as appropriate secondary model for SGR and LT on the basis of most statistical indices such as bias factor (1.01 by SGR, 1.55 by LT) and accuracy factor (1.03 by SGR, 1.58 by LT).

In this study, predictive mathematical models were developed to predict the kinetics of Listeria monocytogenes growth in the mixed fresh-cut vegetables, which is the most popular ready-to-eat food in the world, as a function of temperature (4, 10, 20 and 30oC). At the specified storage temperatures, the primary growth curve fit well (r2 = 0.916~0.981) with a Gompertz and Baranyi equation to determine the specific growth rate (SGR). The Polynomial model for natural logarithm transformation of the SGR as a function of temperature was obtained by nonlinear regression (Prism, version 4.0, GraphPad Software). As the storage temperature decreased from 30oC to 4oC, the SGR decreased, respectively. Polynomial model was identified as appropriate secondary model for SGR on the basis of most statistical indices such as mean square error (MSE = 0.002718 by Gompertz, 0.055186 by Baranyi), bias factor (Bf = 1.050084 by Gompertz, 1.931472 by Baranyi) and accuracy factor (Af = 1.160767 by Gompertz, 2.137181 by Baranyi). Results indicate L. monocytogenes growth was affected by temperature mainly, and equation was developed by Gompertz model (−0.1606 + 0.0574*Temp + 0.0009*Temp*Temp) was more effective than equation was developed by Baranyi model (0.3502 − 0.0496*Temp + 0.0022*Temp* Temp) for specific growth rate prediction of L. monocytogenes in the mixed fresh-cut vegetables.

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) has been recognized as a significant food-borne pathogen around the world. In this study, we investigated the prevalence and antimicrobial resistance of V. parahaemolyticus isolated from raw fishes. A total of 64 samples of raw fishes purchased from a traditional seafood market in Seoul, Korea. were examined for the presence of V. parahaemolyticus using intestines, gills, and fins. Twenty five grams of all samples were enriched in 225ml of alkaline peptone water at 37℃ for 24h and then streaked onto thiosulfate citrate bile sucrose agar. Suspected colonies were inoculated into triple sugar iron agar for biochemical screening test and were finally confirmed with API 20NE strip. Antimicrobial resistance tests were performed with disc diffusion method in accordance with National Committee for Clinical Laboratory Standard. Thirty three V. parahaemolyticus strains were isolated from raw fishes among 33 out of 64 (51.6%). Among 33 isolates, 16 isolates (48.5%) were resistant to ampicillin, 7 isolates (21.2%) were resistant to amikacin, and all isolates were not resist to other antibiotics such as amoxicillin & clavulanic acid, sulfamethoxazole & trimethopenem, ciprofloxacin, cefotaxime and cefepime. Although the prevalence of V. parahaemolyticus was high in raw fishes compared to other studies, antimicrobial resistance rate of the isolates was relatively low. These results could be useful information for risk assessment of V. parahaemolyticus in raw fishes.

식품으로부터 다양한 병원 미생물을 신속 검출하기 위하여 다양한 검출 원리를 이용한 키트들이 개발·시판되고 있다. 검사키트는 신속, 정확하고 간단하게 사용할 수 있으므로 검사기관이나 실험실 뿐 아니라 식품회사에서 QC 또는 QA를 수행하기 위하여 사용이 증가되고 있는 추세이다. 이에 본 연구에서 E. coli O157:H7의 단클론항체를 이용하여 면역크로마토그래피법에 의해 개발한 E. coli O157:H7 검출 키트(Donga Co, Korea, D-kit)에 대한 검출감도 및 특이성을 확인하고 식품 시료에 적용 가능성을 평가하였다. 면역크로마토그래피법에 의해 개발?시판되고 있는 Reveal E. coli O157:H7 (Neogen Co., USAm R-kit)와 VIP EHEC kit (Biocontrol INC., USA, V-kit)를 비교 키트로 사용하였다. E. coli O157:H7 표준균주를 사용하여 실시한 검출감도 확인시험 결과 R-kit 및 D-kit는 104/㎖의 농도에서 양성으로 확인되었고 10³/㎖에서도 약한 양성 반응을 보였으나, V-kit는 10?/㎖ 농도로 검출감도가 낮았다. 또한 배양액을 가열하여 kit에 적용하는 것이 가열하지 않은 경우보다 검출감도를 높일 수 있었다. E. coli O157:H7 분리 22주, verotoxin 생성 E. coli 7주 E. coli 분리주 40주 및 38종의 장내세균에 대한 특이성 시험 결과 세 가지 키트 모두에서 동일한 결과를 보였는데, 시험균주 107주 중 3주를 제외한 모든 균에서 음성의 결과를 보여 특이성을 확인하였다. 세 키트에 위양성 반응을 보인 것은 E. coli O157:H19, E. coli O157:H18 및 Salmonella galinarium으로 이들 혈청형과 O157:H7 사이에는 유사한 혈청학적 특성이 존재하는 것으로 추정되었다. 이상의 실험결과로 D-kit는 E. coli O157:H7을 검출하는데 감도 및 특이성 면에서 기존 키트인 R-kit 및 V-kit와 같이 유용한 것으로 확인되었다.

국내 유통식품에서 verotoxin(VT)을 생성하는 대장균의 오염도를 조사하고 이로 인한 식중독의 발생을 사전에 예방하기 위하여 1997년부터 1999년 사이 햄버거. 식육 및 채소류에서 VT생성 대장균의 분포조사를 실시하였으며, 이 결과 분리된 대장균에 대한 분자생물학적 특성을 조사하였다 식육, 햄버거 및 채소류 총 1,700건의 식품 중에서 VT를 생성하는 대장균이 검출된 것은 3건으로 매우 낮은 검출율을 보였는데, 분리주의 혈청형은 각각 026 : H4, 0157 : H7 및 055 : Hl2였다. 혈청형 026 : H4 분리주는 VT I과 VT II를 생성하였고,055 : Hl2주는 VT I을 각각 생성하였으며, 두 분리주에서 eae유전자와 60 MDa plasmid DNA는 검출되지 않았다. 혈청형 0157 : H7주는 VT II를 생성하였고 60 MDa plasmid DNA는 검출되었으나 eae유전자는 확인되지 않았다. 따라서 분리된 VT생성 대장균들은 eae 유전자가 검출되지 않아 질병유발 가능성은 낮은 것으로 추정되었다. 항생제 내성능에서 혈청형 0157 : H7 분리주는 ampicillin과 streptomycin에 내성을 나타낸 반면, 혈청형 026 : H4주와 혈청형 055 : Hl2주는 ampicillin, carbenicillin, cephalothin, trimethoprim/sulfamethoxazole과 tetracycline에 내성을 보여 분리주의 다재내성능을 확인하였다 세포배양액으로 실시한 vero cell과 HeLa cell에 대한 세포독성능은 3주의 분리주에서 확인되었다.