Marine microalgal biotoxins can accumulate in seafoods, posing significant risk to human health. These toxins include tetrodotoxin (TTX) and can cause paralytic shellfish poisoning (PSP), diarrhetic shellfish poisoning (DSP), and amnesic shellfish poisoning (ASP). With accelerating climate change, the frequency and intensity of harmful algal blooms capable of producing biotoxins have increased. In South Korea, the Ministry of Food and Drug Safety (MFDS) regulates traditional toxins, including TTX and toxins causing PSP, DSP, and ASP. In contrast, the U.S. Food and Drug Administration (FDA) and European Food Safety Authority (EFSA) have established regulatory standards for a broader spectrum of marine biotoxins, including yessotoxins (YTXs), brevetoxins (BTXs), azaspiracids (AZAs), and ciguatoxins (CTXs), to ensure seafood safety. To effectively address this global concern, the MFDS launched an R&D project entitled "Establishment of the Safety Management System for Marine Biotoxins" (2020–2024). This project focused on enhancing analytical methods to detect unregulated toxins, assessing contamination levels, and developing rapid detection techniques. The project proposal emphasizes the need to establish a comprehensive monitoring system to mitigate future risks, particularly as climate change expands the range of toxic marine species. This project aims to advance our understanding of marine biotoxin contamination and strengthen seafood safety measures in South Korea by aligning them with international standards. This special issue compiles knowledge accumulated and technical advancements related to marine biotoxins, stemming from the outcomes of this project. It includes 12 papers describing analyses of various regulated and unregulated marine biotoxins, the current prevalence of seafood contamination, toxicity assessments, rapid analytical methods, and the state of safety management.

마비성 패류독소 중독증(paralytic shellfish poisoning; PSP)은 삭시톡신과 그 유사체로 오염된 패류를 섭취했을 때 발생하며, 저림, 구토 등의 증상에서부터 근육 마비와 심각한 경우 호흡 마비로 이어져 사망에 이를 수 있다. 독 성등가계수(toxic equivalency factors; TEFs)는 다양한 마 비성 패류독소의 독성을 표준화하여 위험성을 평가하는 데 사용된다. 마비성 패류독소를 검출하기 위해 사용되던 마우스 생체 실험(mouse bioassay; MBA)에 대한 윤리적 문제가 제기되면서 고성능액체크로마토그래피와 같은 기 기 분석법으로의 전환이 시도되고 있지만, 유사체들의 적절 한 TEF를 설정하기 위해서는 여전히 동물 모델을 통한 생 체 내 독성 데이터가 필수적이다. 본 연구에서는 동물 수를 줄이면서도 신뢰할 수 있는 경구투여 독성 결과를 얻기 위 해 삼단계 반응표면-경로 (three-level RSP) 설계를 사용했다. 인증 표준 물질을 이용하여 각 독소의 초기 용량과 조정 계 수를 결정하고 시험을 진행했으며, STX.2HCl, NeoSTX, dcSTX, GTX1&4, GTX2&3, dcGTX2&3의 반수치사량 (및 TEF) 값은 각각 451.3 (1.00), 306.5 (1.47), 860.9 (0.52), 644.5 (0.70), 915.3 (0.49), 2409.3 (0.19)로 나타났다. 도출된 TEF 값은 2016년 WHO에서 권고한 TEF 값뿐만아니라, 이 전에 보고된 경구 투여 반수치사량을 기반으로 한 TEF 값 과 강한 상관관계를 보였다. 본 연구는 마비성 패류독소 뿐 만 아니라 신규 미관리 해양생물독소에 대해 적절한 TEF를 설정하는 데 있어 삼단계 반응표면경로 설계를 윤리적 우 려와 신뢰할 수 있는 독성 데이터의 필요성 사이에서 효과 적으로 균형을 맞출 수 있는 방법으로 제안한다.

펩타이드형 독소인 마이크로시스틴(microcystins, MCs) 과 노둘라린(nodularin, NOD)은 남조류라고도 알려진 시 아노박테리아에 의해 생성되는 2차 대사산물로, 독소에 오 염된 물, 토양 및 비료를 사용함으로써 농산물 내에 축적 되고 이를 사람이 섭취함으로써 건강상 위해가 발생할 수 있다. 최근 MCs과 NOD의 농산물 내 오염에 대한 관심 이 대두되며 국내외에서 여러 분석법을 기반으로 농산물 내 오염 수준을 조사하고 있다. 하지만 아직까지 수행된 연구가 많지 않으며, 특히 펩타이드형 독소 중 MCs의 분 석 연구에 치중되어 있거나 오염 취약 지역에서 재배한 농산물이 주로 오염도 조사에 사용되는 등 연구에 한계가 있으므로 MCs과 NOD의 관리를 위해서는 보다 많은 체 계적인 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 체 계적인 모니터링 및 안전관리의 기반을 마련하기 위해 MCs 및 NOD의 이화학적 특성, 독성, 분석법, 오염사례 및 관리현황에 대해 기술하였다.

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.

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.

메주와 누룩은 한국 전통 발효 식품에 사용되는 스타터로, Aspergillus속 곰팡이나 aflatoxin에 노출되기 쉽다. 본 연구에서는 우리나라에서 시판되는 57개의 메주 시료와 18개의 누룩 시료로부터 Aspergillus 속 곰팡이를 분리하고 동정하였다. 분리주의 aflatoxin 생성 가능성을 평가하기 위하여 multiplex PCR을 통해 aflatoxin 생합성 유전자 (aflO, aflP, aflR)를 확인하고, 이들 분리주에 의해 생성되는 aflatoxin 함량을 HPLC로 조사하였다. 뿐만 아니라 시판 메주와 누룩 시료 중 aflatoxin 함량을 분석하였다. 그 결과, 메주 시료로부터 130개, 누룩 시료로부터 47개 균주가 분리되어 총 177개의 분리주를 확인 및 동정하였다. 각 각 메주와 누룩으로부터 분리된 19.2% (25/130), 10.6% (5/ 47)의 분리주가 3 종류의 aflatoxin 생합성 유전자를 모두 보유하였으며, 그 중 메주로부터 분리된 5개의 분리주가 실제 로 aflatoxin을 생성하였다. 시판 메주와 누룩 시료 중 aflatoxin 함량을 분석한 결과, 88% (51/58)의 메주 시료의 aflatoxin 오염 수준은 모두 검출한계 미만으로 나타났고, 누룩 또한 시료의 39% (7/18)가 검출한계 미만으로 확인되었다. 메주와 누룩에서 분리된 분리주 중 aflatoxin 생합성 유전자를 모두 보유하거나 배지 상에서 aflatoxin 생성을 보여준 aflatoxigenic 균주는 존재하였으나 유통되고 있는 시료에서 aflatoxin 오염 빈도는 낮은 수준임을 확인할 수 있었다.

This study examined the methods used in household doenjang (Korean soybean paste) production. Nine hundred fortythree responses were obtained using a nationwide, questionnaire-based survey (2018-2019) with non-probabilistic snowballing sampling. Consistent with previous studies, the respondents were primarily over the age of 50 years (97.1%) and female (97.9%). In addition to soybeans, the most used ingredients were red pepper (85.8%) and charcoal (85.5%), which most respondents obtained through direct farming (50.4-59.9%). Seasonal production occurred later in the higher latitude regions (Gyeonggi-do, Gangwon-do, Chungcheong-do) (p < 0.01), which have lower average temperatures, and the fermentation period was shorter in the lower latitude regions (Jeolla-do, Gyeongsang-do, Jeju-do) (p < 0.01), which have higher average temperatures. There were no significant regional differences in the season when doenjang was made, with most production occurring during January and February (81.1%). Most respondents (71.3%) made doenjang using homemade meju (soybean block used as a starter) in a traditional way to allow the microorganisms to be naturally inoculated. These results could be used as a basis for future research on topics such as starter development, standardized production, and safety of household doenjang.

T-2 toxin and HT-2 toxin, belong to type A trichothecences, are the most toxic mycotoxins among the trichothecene family. These mycotoxins are commonly found in cereals such as maize, wheat, barley, oats and rice, and their occurrence in food can be of concern. This review investigated the current trends of patents and researches on T-2 toxin and HT-2 toxin pertaining to natural occurrence, toxicity, metabolism, risk assessment, analytical and screening methods, and reduction/detoxification techniques. As compared with other Fusarium mycotoxins, there are limited data for natural occurrence and risk assessment, and regulatory limit and official analytical methods on T-2 toxin and HT-2 toxin in domestic and foreign countries. In particular, selective deacetylation at the C3 and/or C4 positions of T-2 toxin by carboxyesterase present in foods was reported to cause the disappearance of T-2 and the extremely high HT-2 recoveries. Currently, regulatory limits for T-2 and HT-2 are under discussion in EU. For enforcement purposes it is essential to have available precise and reliable analytical methods applicable at the regulatory levels for the T-2 toxin and HT-2 toxin and relevant commodities. In addition, a further study on natural occurrence, risk assessment and reduction/detoxification techniques will be recommended.

In this study, two duplex real-time PCR approach with melting curve analysis is presented for the detection of Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Salmonella spp. and Staphylococcus aureus, which are important food-borne bacterial pathogens usually present in fresh and/or minimally processed vegetables. Reaction conditions were adjusted for the simultaneous amplification and detection of specific fragments in the β-glucuronidase (uidA, E. coli), thermonuclease (nuc, S. aureus), hemolycin (hly, L. monocytogenes) and tetrathionate reductase (ttr, Salmonella spp.) genes. Melting curve analysis using a SYBR Green I real-time PCR approach showed characteristic Tm values demonstrating the specific and efficient amplification of the four pathogens; 80.6 ± 0.9 ℃,86.9 ± 0.5 ℃, 80.4 ± 0.6 ℃ and 88.1 ± 0.11 ℃ for S. aureus, E. coli O157:H7, L. monocytogenes and Salmonella spp.,respectively. For all the pathogens, the two duplex, real-time PCR was equally sensitive to uniplex real-time PCR,using same amounts of purified DNA, and allowed detection of 10 genome equivalents. When our established duplex real-time PCR assay was applied to artificially inoculated fresh lettuce, the detection limit was 10³ CFU/g for each of these pathogens without enrichment. The results from this study showed that the developed duplex real-time PCR with melting curve analysis is promising as a rapid and cost-effective test method for improving food safety.