최근 건강에 대한 관심이 높아지면서 소비자들은 유기농산물에 더 많은 관심을 가지게 되었다. 그러나 유기농 식품은 식중독사고의 오염원이 될 수 있는 가축분 퇴비나 액비 등을 사용하므로 병원성 미생물 오염에 취약할 수 있다. 본 연구는 국내 유통 중인 채소류와 친환경 농자재로 널리 사용되는 가축분 퇴비, 액비, 유기질 비료를 구입하여 일반 세균수, 대장균군, 대장균, Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, 그리고 Bacillus cereus 등 병원성 미생물의 오염도를 분석하고 미생물적 안전성을 평가하고자 수행하였다. 국내 유통 중인 깻잎, 상추, 토마토, 오이에서의 일반 세균수와 대장균군수는 유기농산물, 무농약농산물, 일반농산물간의 유의한 차이가 없었다. 대장균은 유기농 상추, 무농약 상추, 일반 상추, 무농약 오이에서 검출되었다. S. aureus는 일반 토마토에서만 검출되었고, B. cereus는 모든 대상 작물의 유기농산물, 무농약농산물, 일반농산물에서 계절별로 골고루 확인되었다. Salmonella spp., E. coli O157:H7, L. monocytogenes 등은 어떤 채소에서도 검출되지 않았다. 유기농산물과 일반농산물의 미생물적 오염도를 비교?분석한 결과 유의적 차이가 확인되지 않았다. 연구대상 가축분 퇴비 110종, 가축분 액비 56종, 유기질 비료 28종의 일반 세균수는 가축분 퇴비, 액비, 유기질 비료에서 각각 5.0~9.6 log CFU g-1, 2.7~8.5 log CFU g-1, 3.1~7.0 log CFU g-1 범위였다. 가축분 퇴비에서 대장균군과 대장균은 각각 22종 (20%), 5종 (5%)의 시료에서 검출되었고, 가축분 액비에서 대장균군과 대장균은 총 56종의 시료 중 각각 14종 (25%), 8종 (14%)의 시료에서 검출되었다. 유기질 비료에서 대장균군과 대장균은 총 56종의 시료 중 각각 4종 (14%), 1종 (4%)의 시료에서 검출되었다. 총 110 종의 가축분 퇴비시료 중 9종 (8%)에서 B. cereus가 확인되었고, 1종 (0.9%)에서 C. sakazakii가 검출되었다. Salmonella spp., E. coli O157:H7, S. aureus, L. monocytogenes 등은 전혀 검출되지 않았다. 총 56 종의 가축분 액비시료 중 26종 (46%)에서 B. cereus가 확인되었고, Salmonella spp., E. coli O157:H7, L. monocytogenes, S. aureus, C. sakazakii 등은 어떤 시료에서도 검출되지 않았다. 총 28종의 유기질 비료에서는 병원성 미생물이 전혀 검출되지 않았다. Salmonella enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, S. aureus의 생존에 온도와 가축분 퇴비 종류가 미치는 영향을 조사한 결과, S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, S. aureus는 55℃에서 하루 만에 사멸하였고 온도가 낮을수록 더 오래 생존하였다. 여러가지 온도조건 (10, 25, 35℃), 토양, 가축분 퇴비가 섞인 토양 등에서 S. enterica와 E. coli O157:H7가 L. monocytogenes와 S. aureus보다 생존능이 높았다. 또한, 모든 병원성 미생물은 토양과 퇴액비가 섞인 토양에서 장시간 생존하였으며 S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, S. aureus는 돈분퇴비보다 계분퇴비에서 더 오래 생존하였다. 본 연구에서는 신선 채소, 가축분 퇴비, 액비, 유기질 비료 등의 미생물학적 오염도를 보여주었다. 또한, 이 결과는 가축분 퇴비, 액비 등의 농자재를 안전하게 사용하기 위해서 포장 작업자에게는 적절한 처리작업이나 시간 관리에 필요한 정보를 제공하는 데 이용될 수 있다. 신선 채소로 전이될 수 있는 병원성 미생물의 위험성을 줄이기 위해서는 가축분 퇴비, 액비의 병원성 미생물 관련 기준을 설정하는 것이 중요하다.
While searching for healthier diets, people became more attentive to organic produce. However, organic foods may be more susceptible to microbiological contamination because of the use of livestock manure composts and organic fertilizers, potential sources of pathogenic bacteria. This study was undertaken to assess the microbiological quality and prevalence of pathogens in fresh vegetables, livestock manure compost, organic fertilizer produced in Korea. Perilla leaf, lettuce, tomato, and cucumber were analyzed for the presence of total aerobic bacteria, Escherichia coli, coliforms, Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, and Bacillus cereus. The total aerobic bacteria and coliforms counts in organic vegetables, pesticide-free vegetables, conventional vegetables were not significantly different (p<0.05). E. coli was detected in organic lettuce, pesticide-free lettuce, conventional lettuce, pesticide-free cucumber, and S. aureus was detected in conventional tomato. B. cereus contamination was found in organic, pesticide-free, conventional vegetables. Salmonella spp., E. coli O157:H7, and L. monocytogenes were not detected from any vegetable samples. Comparative analyses of the microbial counts of organic and conventional vegetables showed that organic vegetables don’t have greater counts. In microbiological analysis of livestock manure composts, liquid pig manure, and organic fertilizers, the total aerobic plate counts in livestock manure composts, liquid pig manure, and organic fertilizers were in the range of 5.0 to 9.6 log CFU g-1, 2.7 to 8.5 log CFU g-1, and 3.1 to 7.0 log CFU g-1, respectively. In livestock manure composts, coliforms and E. coli were detected in samples obtained from 22 (20%) and 5 (5%) companies, respectively, in the range of 1.4 to 6.7 log CFU g-1 and 2.3 to 5.6 log CFU g-1. In liquid pig manure, coliforms and E. coli were detected in samples obtained from 14 (25%) and 8 (14%) companies, respectively, in the range of 1.0 to 4.7 log CFU g-1 and 1.0 to 4.2 log CFU g-1. In organic fertilizers, coliforms and E. coli were detected in samples obtained from 4 (14%) and 1 (4%) companies, respectively, in the range of 1.0 to 3.2 log CFU g-1 and 1.8 log CFU g-1. B. cereus and C. sakazakii were detected in 9 (8%) and 1 (0.9%) out 110 compost samples, respectively, while other pathogens were not detected. In 26 (46%) out 56 liquid pig manure, B. cereus was detected, while other pathogens were not detected. In 28 organic fertilizers, no pathogens were detected. The complete composting process can result in the elimination of pathogens in livestock manure compost, liquid pig manure, and organic fertilizer. The objective of the last study was to investigate effect of temperature and manure type on survival of S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. aureus in livestock manure compost. S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. aureus persisted for up to 1 day in livestock manure compost at 55℃. The results indicate that S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. aureus persisted longer under low temperature condition. S. enterica and E. coli O157:H7 survived longer than L. monocytogenes and S. aureus at three different temperatures (10, 25, and 35℃), soil, and livestock manure compost amended soil. It is noted that S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. aureus survived long in soil, manure compost amended soil, and liquid manure amended soil. S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. aureus survived longer in chicken manure compost than in pig manure compost. This research provides information regarding microbiological quality of fresh vegetables, livestock manure compost and organic fertilizer. This study will provide useful and practical guidelines to applicators of soil in deciding appropriate handling and time frames for land application of livestock manure compost for sustainable agriculture. Results from these studies provide useful information in identifying manure handling practices to reduce the risk of S. enterica, E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. aureus transmission to fresh produce.
목차
1장. 서론 12장. 연구사 41절. 신선 채소류의 소비와 식중독 위험성 42절. 신선채소류의 미생물 오염실태 53절. 가축분 퇴비와 액비의 미생물 오염실태 74절. 가축분 퇴비와 토양에서 병원성 미생물 생존 93장. 관행 및 유기농 신선채소 미생물 오염도 및 Bacillus cereus의 유전적 다양성 분석 111절. 서언 112절. 재료 및 방법 131. 검체 채취 대상 및 방법 132. 일반세균수, 대장균군, 대장균의 정량적 분석 153. Staphylococcus aureus의 정성적 분석 154. Bacillus cereus의 정성적 분석 165. Salmonella spp.의 정성적 분석 166. Escherichia coli O157:H7의 정성적 분석 177. Listeria monocytogenes의 정성적 분석 178. Bacillus cereus의 항생제 내성 조사 189. PFGE를 이용한 Bacillus cereus의 유전적 다양성 분석 191) 시험균주 및 제한효소 192) Plug 제조 193) Restriction endonuclease digestion 204) Pulsed-field gel electrophoresis 205) Pulsotype 분석 2110. 통계처리 213절. 결과 및 고찰 221. 봄 수집 채소의 미생물 오염도 221) 일반 세균수 오염도 222) 대장균군 오염도 253) 병원성 미생물 오염도 272. 여름 수집 채소의 미생물 오염도 301) 일반 세균수 오염도 302) 대장균군 오염도 323) 병원성 미생물 오염도 343. 가을 수집 채소의 미생물 오염도 361) 일반 세균수 오염도 362) 대장균군 오염도 383) 병원성 미생물 오염도 404. 겨울 수집 채소의 미생물 오염도 421) 일반 세균수 오염도 422) 대장균군 오염도 443) 병원성 미생물 오염도 465. 계절별 미생물 오염도 비교 분석 481) 일반 세균수 오염도 비교 분석 482) 대장균군, 대장균 오염도 비교 분석 506. 분리된 B. cereus의 항생제 내성 및 유전적 다양성 분석 521) 항생제 내성 분석 522) B. cereus의 유전적 다양성 분석 594장. 가축분 퇴비, 액비, 유기질 비료의 미생물 오염도 641절. 서언 642절. 재료 및 방법 661. 검체 채취 대상 662. 일반세균수, 대장균군, 대장균의 정량적 분석 683. Staphylococcus aureus의 정성적 분석 684. Bacillus cereus의 정성적 분석 695. Salmonella spp.의 정성적 분석 696. Escherichia coli O157:H7의 정성적 분석 707. Listeria monocytogenes의 정성적 분석 708. Cronobacter sakazakii의 정성적 분석 719. 통계처리 713절. 결과 및 고찰 731. 가축분 퇴비의 미생물 오염도 731) 일반 세균수, 대장균군, 대장균 오염도 732) 병원성 미생물 오염도 772. 가축분 액비의 미생물 오염도 801) 일반 세균수, 대장균군, 대장균 오염도 802) 병원성 미생물 오염도 823. 유기질 비료의 미생물 오염도 841) 일반 세균수, 대장균군, 대장균 오염도 842) 병원성 미생물 오염도 865장. 가축분 퇴비, 액비, 가축분 퇴비 처리 토양 중 병원성미생물 생존 881절. 서언 882절. 재료 및 방법 901. 가축분 퇴?액비 및 토양 내 병원성 미생물 생존실험 901) 가축분 퇴?액비와 실험토양 902) 식중독균 접종액 923) 온도에 따른 식중독균 생존 조사 924) 퇴비종류에 따른 식중독균 생존 조사 935) 토양 및 가축분 퇴?액비가 섞인 토양의 식중독균 생존 조사 936) 식중독균의 분리 및 계수 932. DRT 측정식 943. 통계처리 943절. 결과 및 고찰 951. 가축분 퇴비에서 온도에 따른 병원성 미생물 생존변화 951) Salmonella enterica의 생존특성 952) Escherichia coli O157:H7의 생존특성 983) Listeria monocytogenes의 생존특성 1024) Staphylococcus aureus의 생존특성 1052. 가축분 퇴비종류에 따른 병원성 미생물 생존변화 1071) Salmonella enterica의 생존특성 1072) Escherichia coli O157:H7의 생존특성 1103) Listeria monocytogenes의 생존특성 1124) Staphylococcus aureus의 생존특성 1143. 토양 및 가축분 퇴비에서의 병원성 미생물 생존변화 1161) 토양에서 병원성 미생물 생존능 차이분석 1162) 가축분 퇴비가 섞인 토양에서 병원성 미생물 생존능 차이분석 1184. 가축분 액비에서 병원성 미생물 생존변화 1211) Salmonella enterica의 생존특성 1212) Escherichia coli O157:H7의 생존특성 1233) Listeria monocytogenes의 생존특성 1254) Staphylococcus aureus의 생존특성 1276장. 종합고찰 및 결론 129참고문헌 134부록 153Summary 166