본 연구에서는 PCR법을 이용하여 농산물 중 enterotoxin 생성 Clostridium perfringens를 신속 분석할 수 있도록 전처리법을 확립하고자 수행하였다. 이를 위하여 C. perfringens 포자를 상추, 토마토, 고추, 들깻잎에 102, 103, 104, 105, 106, 107 spore/g 농도로 포자를 접종하였다. 포자가 접종된 농산물들은 pulsifier, stomacher, sonicator로 처리하고 boiling법 혹은 상용화 된 kit로 DNA를 추출한 후 PCR법을 수행하고 검출한계를 비교하였다. 그 결과, 3가지 전처리법에 있어서는 pulsifier가, DNA 추출에 있어서는 상용화된 DNA 추출 kit를 활용하는 것이 농산물 중 C. perfringens의 검출한계를 10-100배 낮출 수 있었다. 특히 들깻잎, 방울토마토처럼 전처리 방법에 따른 탁도의 변화가 큰 농산물은 전처리법과 DNA 추출법이 PCR 반응에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과를 통해 볼 때 PCR법을 이용한 농산물 중 C. perfringens 를 검출하는데 있어 검출감도를 높이기 위해서는 pulsifier 를 이용하여 전처리하고 상용화된 DNA 추출 kit를 사용하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

본 연구는 국내산 곶감의 미생물 및 aflatoxin에 대한 안전성을 평가하여 곶감의 안전관리의 기초자료로 활용하고자 수행하였다. 본 연구를 위하여 반건시 34농가, 건시 61 농가, 감말랭이 10 농가에서 수집하여 수분활성도와 당도, 위생지표세균 (일반세균수, 대장균군, E. coli)과 병원성미생물(Escherichia coli O157:H7, Salmonella spp., Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus), aflatoxin을 조사하였다. 감말랭이, 건시, 반건시의 수분활 성도는 각각 0.81, 0.86, 0.91 였으며 당도는 감말랭이 54.9%, 건시 49.5%, 반건시 40.5%로 당도와 수분활성도는 반비례 하였다. 곶감의 일반세균수는 감말랭이 3.93 ± 0.96 log CFU/g, 건시 2.12 ± 0.93 log CFU/g, 반건시 1.50 ± 1.08 log CFU/g로 감말랭이의 오염도가 가장 높았다. 또한 S. aureus는 감말랭이 40.0%, 건시 29.5%, 반건시 23.5%의 시료에서 검출되었고, E. coli는 건시 6.6%, 반건시 2.9% 의 시료에서 검출되었다. B. cereus는 건시 39.3%, 반건시 20.6%의 시료에서 검출되었고 검출 수준은 0.7~2.3 log CFU/ g이었다. Aflatoxin의 경우는 ELISA법으로 분석했을 때 감 말랭이, 건시, 반건시에서 각각 30%, 4.9%, 2.9%가 검출 되었고 검출농도는 1.0~1.1 ppb 이었다. ELISA법에서 양 성시료를 대상으로 UPLC로 재분석한 결과 aflatoxin은 검 출되지 않았다. 본 연구의 결과로 미루어 볼 때 안전한 곶 감 생산을 위한 위생관리기술의 개발과 곶감생산 농가의 지속적인 위생교육이 필요하다고 사료된다.

본 연구는 polyvinyl chlroride (PVC)와 stainless steel 표면에서 B. cereus의 온·습도에 따른 생존율을 조사하고, B. cereus이 오염된 작업대 표면에서 상추로의 교차오염도 조사를 통하여 B. cereus에 오염된 작업대가 상추의 미생물 학적 안전성에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 작업대 재질별 B. cereus의 생존은 온도 20oC, 30oC, 습도 43%, 69%, 100%에서 각각 노출 시켰을 때, 습도 43%, 69% 조 건에서 24시간 이내에 전체 세포수는 약 3.53~4.00 log CFU/ coupon이 감소한데 반해 포자수는 약 3.00 log CFU/coupon 수준을 일정하게 유지하였다. 한편 온도 30oC, 상대습도 100%에서는 노출 12시간 후에 포자수가 2.29~2.59 log CFU/ coupon정도 증가하였다. 유기물이 작업대 표면에 존재 시, B. cereus의 감소 속도가 느렸다. B. cereus에 오염된 작업 대에 상추를 접촉시키고 상추의 오염도를 조사한 결과, 상 추 표면에 수분이 존재할 때 B. cereus오염된 작업대 표면에서 B. cereus의 이동수준이 상추에 수분이 없을 때 보다 10배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 B. cereus에 오염된 작업대는 상추의 안전성에 직접적인 영향을 미칠 수 있어 작업 후에 세척, 소독을 통하여 작업대를 위생적으로 관리하는 것이 필요하다.

본 연구는 농산물 중 식중독세균 검출을 위한 시료 전처리 법을 확립하기 위하여 전처리용액, 전처리 시간, 전처리용액과 시료의 비율에 따른 회수율을 비교하였다. 이를 위하여 양상추, 들깻잎, 오이, 고추, 방울토마토에 E. coli O157:H7, S. Typhimurium, L. monocytogenes, S. aureus, B. cereus를 6.0 log CFU/ cm2로 접종하고 0.1% 펩톤수와 D/E broth로 처리하였다. 또한 처리시간은 30, 60, 90, 120초, 시료와 전처리용액의 비율은 1 : 2, 1 : 4, 1 : 9, 1 : 19로 각각 처리하였다. 그 결과, D/E broth로 처리하였을 때 0.1% 펩톤수로 처리하였을 때에 비하여 전반적으로 식중독균의 회수율이 높았다(P < 0.05). 특히 방울토마토의 경우, D/E broth로 처리한 구의 S. Typhimurium의 수는 0.1% 펩톤수로 처리한 구 보다 1.05 log CFU/cm2 높았다(P < 0.05). 또한 들깻잎, 양상추, 오이, 고추, 토마토와 전처리용액의 최적 비율은 1 : 9, 1 : 4, 1 : 2, 1 : 2, 1 : 2였다. 한편, 처리시간에 따른 회수율의 유의적인 차이는 없었다. 따라서 본 연구 결과를 통 해 볼 때 농산물 중 식중독균 검출을 위한 전처리용액은 D/E broth가 적절한 것으로 판단되며 표면적에 따라 시료와 전처리 용액의 비율을 결정하는 것이 분석의 정확성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 polyvinyl chroride (PVC)와 stainless steel 표면에서 E. coli O157:H7의 부착, 바이오필름형성, 온·습도에 따른 생존율을 조사하고, E. coli O157:H7이 오염된 작업대 표면에서 상추로의 교차오염도 조사를 통하여 E. coli O157:H7에 오염된 작업대가 상추의 미생물학적 안전성에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 작업대 표면 재질인 PVC와 stainless steel에 E. coli O157:H7 배양액을 1시간 노출시켰을 때, PVC의 경우, stainless steel 보다 10배 정도 부착력이 높았으나, 6시간째는 두 재질간의 차이가 없었다. 또한, E. coli O157:H7의 바이오필름 형성은 TSB > 10% 상추추출액 > 1% 상추추출액 > phosphate buffer 순이었으며, 재질별로는 PVC에서 바이오필름형성능이 높은 것으로 나타났다. 온도 20oC, 30oC, 습도 43%, 69%, 100% 에서 각각 노출 시켰을 때, E. coli O157:H7은 온도 30oC, 습 도 43%, 69% 조건에서 12시간 내에 약 5.0 log CFU/coupon이 감소한데 반해, 상대습도 100%에서는 농도의 큰 변화 없이 5 일 이상 생존이 지속되었다. 또한, 유기물이 작업대 표면에 존재 시, E. coli O157:H7의 감소 속도가 느렸다. E. coli O157:H7 에 오염된 작업대에 상추를 접촉시키고 상추의 오염도를 조사한 결과, 상추 표면에 수분이 존재할 때 오염된 작업대 표면에서 E. coli O157:H7의 이동수준이 상추에 수분이 없을 때 보다 10 배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 E. coli O157:H7에 오염된 작업대는 상추의 안전성에 직접적인 영향을 미칠 수 있어 작업 후에 세척, 소독을 통하여 위생적으로 관리하는 것이 필요하다.

Five kinds of selective media, such as mannitol salt agar (MSA), Baird-Parker agar (BPA), Baird- Parker supplemented with rabbit plasma fibrinogen (BPA+RPF), CHROMagar Staphylococcus aureus (CSA), and Petrifilm Staph Express count system (Petrifilm), were compared to recommend the optimum selective media for isolation of Staphylococcus aureus from agricultural products. Seventy four target and non target bacteria were inoculated on five selective media to analyze sensitivity and specificity. In the recovery test of injured S. aureus cells, S. aureus was exposed to acid (1% lactic acid for 10 min), heat (60oC for 90s), and cold (−20oC for 1h) conditions. And artificially contaminated agricultural products (iceberg lettuce, green pepper, and cherry tomato) was enumerated on five selective media. The sensitivity of BPA+RPF, CSA, Petrifilm, MSA, and BPA were 100%, 100%, 100%, 90.5%, 90.5%, respectively. In addition, the specificity of BPA+RPF, CSA, MSA, BPA and Petrifilm were 100%, 100%, 84.6%, 75.0%, 67.3%, respectively. However, no difference among five selective media was observed in recovery on injured S. aureus cell and enumeration from agricultural products. This results suggest that BPA+RPF and CSA are the optimum media for detection of S. aureus from agricultural products.

본 연구를 통해 논, 시설재배 밭 토양, 쓰레기장, 하천 및 호수의 퇴적 토양 등 22개소에 서 분리한 총 6종의 광합성세균 중 호기 ․암 배양이 가능한 Rhodobacter sphaeroides PS-24 를 분리하였다. 형태학적 특징으로는 그람음성의 막대모양으로, 운동성이 있었다. 분리균주 의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과 Rhodobacter sphaeroides ATH2.4.1과 99%의 상동성을 나타내었으며, 본 연구에서 Rhodobacter spharoides PS-24로 명명하여 연구를 수행하였다. 선별균주를 modifed Van niel's yeast 배지에서 배양 후 생성된 carotenoid를 추출한 결과 12.03±0.15 mg/L의 함량이 측정되었으며, 반응표면분석법 중 Plackett burman 분석방법과 Box-Behnken 분석방법을 통해 carotenoid 생산에 영향을 미치는 요인을 분석하고 농도를 최 적화하였다. 분석결과 각각의 독립변수 yeast extract –0.4144 (1.23 g/L), Na2CO3 0.8541 (3.71 g/L)와 MgSO4 1.00 (1.00 g/L)의 농도를 선정하였으며, 이를 바탕으로 배지 조성을 최적화 한 결과 yeast extract 1.23 g, sodium acetate 1 g, NH4Cl 1.75 g, NaCl 2.5 g, K2HPO4 2 g, MgSO4 1.0 g, mono-sodium glutamate 7.5 g, Na2CO3 3.71 g, NH4Cl 3.5 g, CaCl2 0.01 g/ liter로 선정하였다. 최적배지를 대상으로 5 L, 50 L, 500 L scale-up을 진행한 결과 최종 carotenoid 는 각각 17.98 mg/L, 18.03 mg/L, 18.11 mg/L로 조사되었다. 최적배지의 경우 modified Van niel's yeast 배지보다 약 1.5배 많은 carotenoid를 생산하였으며, 대량배양을 통한 scale-up 과 정 시 carotenoid의 생산량은 크게 변화하지 않는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구를 바 탕으로 산업적으로 다양하게 사용되고 있는 carotenoid를 생산하는 광합성세균 Rhodobacter spharoides PS-24를 개발하였으며, 본 연구를 바탕으로 유기농축산에 사용이 가능한 기능성 미생물제제를 개발하고자 한다.