본 연구의 목적은 식품으로서 천일염에서 생물학적(병원성미생물), 물리적(미세플라스틱) 위해요소에 대한 안전성 확보를 위한 것이다. 생물학적 위해요소 분석을 위해 전남 지역의 천일염전 4곳을 선정하여 천일염 생산 과정에서 미생물 분포도를 분석하고, 해수・염수・천일염에 병원성미생물(Escherichia coli, Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, Shigella sonnei)을 인위적으로 접종하여 생존성을 확인하였다. 염전들의 생산 공정별로 Tryptic soy agar(TSA)에서 확인한 일반미생물수는 염도가 낮은 저수지와 1차 증발지에서 4.0×103~ 3.1×103 CFU/mL의 범위로 검출되었고, 증발 단계를 거치면서 감소하여 염도가 높은 결정지에서 4.4×102~1.2×102 CFU/mL 범위로 검출되었다. 해양 미생물 증식배지인 Marine agar(MA)에서 확인한 해양유래 미생물도 염도가 낮은 저수지와 1차 증발지에서 4.1×104~5.7×103 CFU/mL의 범위로 높게 검출되었으며, 일반미생물과 유사하게 증발 단계에 감소하여 결정지에서는 1.5×103~1.2×103 CFU/mL 범위로 검출되었다. 천일염의 경우 조사 염전에서 채취한 모든 시료에서 미생물은 검출되지 않았다. TSA와 MA에서 각각 분리된 colony의 16S rRNA 염기서열 분석 결과, TSA에서 저수지부터 결정지까지 분리된 미생물중 Bacillus는 모든 생산 단계에서 검출되었다. 1차 증발지에서는 Morganella morganii, 2차 증발지에서 Vibrio alginolyticus만 확인되었고, 두 균주는 단백질을 함유한 식품의 부패나 발효 및 숙성 과정에서 biogenic amine을 생성하는 미생물로 보고되었다. MA에서 저수지부터 결정지까지 분리된 미생물중 해양미생물인 Pseudoalteromonas sp.가 모든 생산 단계에서 검출되었다. Formasa sp., Joostella sp., Zhouia sp.가 저수지에서만 확인되었고, 1차 증발지에서는 Nitrincola sp., 2차와 3차 증발지에서 각각 Ruegeria sp.와 Oceanospirillum sp., 결정지에서는 Thalassospira sp.가 확인되었다. 인위적으로 병원성미생물을 접종하여 생존여부를 확인한 결과 천일염에서 E. coli, E. coli O157:H7, S. Typhimurium, S. sonnei는 10~20 ℃에서 점차 감소하나 장기간 생존 가능한 것으로 나타났고, 30 ℃ 이상에서는 저장 기간 중 사멸하는 것으로 확인되었다. S. aureus와 L. monocytogenes는 10~40 ℃ 범위에서 점차 감소하지만 생존 가능한 것으로 확인되었다. 천일염 생산 공정에서 적용된 함수정화장치의 다양한 재질과 공극 크기의 필터 사용에 따른 천일염의 품질도 비교하였다. 전남 소재 8개소 염전의 천일염 생산 공정 중 저수지, 1차 증발지, 2차 증발지, 함수창고에서 채취한 시료의 Raman spectroscopy spectrum을 분석한 결과 polypropylene(PP)과 polystyrene(PS)이 분포하는 것으로 확인되었고, 전체적으로 PP가 PS보다 높은 비율로 확인되었다. 또한, 염수에 인위적으로 PP, PS, styrofoam(ST)을 첨가한 후 다양한 종류와 크기의 함수정화장치 필터(50 ㎛ fiber filter, 5, 10, 20 ㎛ star plated filter, 6 ㎛ paper disk filter, 5 ㎛ polypropylene disk filter)를 거친 후 Particle size analyzer를 이용하여 염수에 남은 미세플라스틱의 크기별 함량을 분석하였다. 여러 필터로 여과한 염수는 대조구와 비교하여 미세플라스틱이 모두 감소하였다. 여과 필터 중 6 ㎛ paper disk filter로 여과 처리한 염수에서 98.6%의 저감 효과로 가장 높게 나타났으며, 5 ㎛ polypropylene disk filter의 저감 효과는 68.7%로 나타났다. 이는 6 ㎛ paper disk filter는 cellulose 재질로 서로 엉겨 붙어있는 구조로 흡착 및 여과 효과가 높으나, 5 ㎛ polypropylene disk filter는 격자형 구조로 되어있어 여과시 압력에 의해 pore size가 늘어나고, 흡착 효과가 낮아 나타난 것으로 판단된다. Star plated filter 사이즈 5, 10, 20 ㎛는 각각 94.1%, 89.6%, 87.7%로 감소되는 것으로 나타났다. Fiber filter 50 ㎛는 가장 큰 pore size를 가지고 있지만 93.4%로 높은 감소율을 나타내는데 fiber filter는 다층구조로 포집공간을 극대화하였기 때문에 흡착, 여과 효과가 높은 것으로 판단된다. Paper disk filter, star plated filter, fiber filter로 여과하여 제조한 천일염이 대조군과 비교하여 PP와 PS의 검출 비율이 감소하여 저감화 효과를 나타내었다. 산업적 적용 가능한 함수정화장치에 필터를 활용한 결과로는 천일염의 생산량은 대조군 대비 3.5~9.9% 증가하였고, 50 ㎛ fiber filter와 5, 10 ㎛ star plated filter로 여과한 염수로 제조한 천일염은 3 mm 이상 굵은 입자 분포도가 50% 이상으로 확인되었다. 염화나트륨 함량은 84.36~87.52%로 식품위생법상 식품규격기준에 따른 천일염의 염화나트륨 함량 70% 이상의 기준에 모두 적합하였다. 불용분과 사분 함량은 0.01%, 0.02~0.04%로 식품규격기준 불용분 0.15% 이하, 사분 0.2% 이하의 규격기준에 모두 적합하였다. 전남지역 염전 4곳의 천일염 생산 공정에서 미생물 분포를 조사한 결과 해수를 저장하는 저수지부터 천일염 생산 원료인 염수를 저장하는 해주까지 다양한 미생물이 존재하였으나, 생산된 천일염에서는 확인되지 않았다. 인위적으로 접종한 병원성미생물의 생존 가능성을 분석한 결과 해수・염수・천일염에서 일부는 특정한 조건에서 생존이 가능하였다. 하지만 천일염 제조 공정에서는 해수・염수에 존재하는 일반 미생물은 결정화 과정 중 온도, 햇빛 등의 영향으로 자연 사멸되나, 생산된 천일염의 저장・유통 과정중에 미생물이 유입(교차오염 등)되면 일정 온도 및 기간 동안 미생물이 생존 가능하므로 천일염의 사용 및 소비 형태에 따라 미생물학적 위생 관리가 필요할 것으로 판단된다. 염전에서 천일염 생산 단계별 미세플라스틱을 조사한 결과 천일염 공정에서 미세플라스틱은 검출되어졌고, 함수정화장치에 적용한 다양한 필터들은 염수에서의 미세플라스틱 감소에 효과적이었다. 뿐만 아니라, 염수에서의 필터의 적용은 천일염 생산량을 증가시키고, 색도 및 입자크기 등 품질도 향상시켰다. 결론적으로, 천일염 생산 환경에서 함수정화 장치를 통한 최적의 시너지 효과를 주기위해서 star plated filter를 1차 필터, paper disk filter나 fiber filter를 2차 필터로 사용하면 미세플라스틱으로부터 안전하고 품질이 향상된 천일염 생산을 기대할 수 있으리라 여겨진다.

The purpose of this study is to secure safety against biological (pathogenic microorganisms) and physical (microplastic) hazards in solar salt as food. For the analysis of biological hazards, four salterns in Jeonnam province were selected to analyze the distribution of microorganisms in the production process of solar salt, and pathogenic microorganisms (Escherichia coli, Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, Shigella sonnei) were artificially inoculated to confirm viability. For each production process of saltern, the number of general microorganisms identified in tryptic soy agar (TSA) was detected in the range of 4.0×103 to 3.1×103 CFU/mL in low-salinity reservoir and primary evaporation fields, and decreased through the evaporation step. It was detected in the range of 4.4×102 ~ 1.2×102 CFU/mL in crystallization ponds with high salinity. Marine-derived microorganisms identified in marine agar (MA), a marine microbial growth medium, were also detected at a high level in the range of 4.1×104 to 5.7×103 CFU/mL in low-salinity reservoirs and primary evaporation ponds. It was detected in the range of 1.5×103 ~ 1.2×103 CFU/mL in crystallization pond. In the case of solar salt, microorganisms were not detected in all samples collected from the investigated saltern. As a result of 16S rRNA sequencing analysis of colonies isolated from TSA and MA, Bacillus was detected in all stages of production among microorganisms isolated from reservoirs to crystallization ponds in TSA. Only Morganella morganii in the first evaporation pond and Vibrio alginolyticus in the second evaporation pond were identified, and the two strains are reported as microorganisms that produce biogenic amine during the process of spoilage, fermentation, and aging of food containing protein. Among the microorganisms isolated from the low-salinity reservoir to the crystallization pond in MA, Pseudoalteromonas sp., a marine microorganism, was detected in all production stages. Formasa sp., Joostella sp., and Zhouia sp. were identified only in the low-salinity reservoir, Nitrincola sp. in the 1st evaporation pond, Ruegeria sp. and Oceanospirillum sp. in the 2nd and 3rd evaporation ponds, respectively, and Thalassospira sp. in the crystallization pond. As a result of checking survival by artificially inoculating pathogenic microorganisms, E. coli, E. coli O157:H7, S. Typhimurium, and S. sonnei in solar salt gradually decreased at 10 ~ 20 ℃, but they were found to be viable for a long time. It was confirmed that they died during the storage period above 30 ℃. S. aureus and L. monocytogenes were confirmed to be viable, although gradually decreasing in the range of 10 to 40 °C. The quality of solar salt according to the use of filters of various materials and pore sizes of the brine purification device applied in the solar salt production process was also compared. As a result of analyzing the Raman spectroscopy spectrum of samples collected from low-salinity reservoirs, primary evaporation ponds, secondary evaporation ponds, and concentrated brine storage tank during the solar salt production process of eight saltern in Jeonnam province, polypropylene (PP) and polystyrene (PS) were found to be distributed. Overall, PP was identified at a higher rate than PS. After artificially adding PP, PS, and styrofoam (ST) to the concentrated brine, they were passed through brine purifier device filter of various types and sizes (50 ㎛ fiber filter, 5, 10, 20 ㎛ star-plated filter, 6 ㎛ paper disk filter), and then the content of microplastics remaining in the brine by size was analyzed using a particle size analyzer. All of the microplastics in brine filtered through various filters were reduced compared to the control group. Filtering with a 6 ㎛ paper disk filter showed the highest microplastic reduction effect of 98.6%, and the reduction effect of a 5 ㎛ polypropylene disk filter was 68.7%. The 6 ㎛ paper disk filter is made of cellulose material and has a high adsorption and filtration effect, but the 5 ㎛ polypropylene disk filter has a lattice structure, so the pore size increases due to the pressure during filtration, reducing the adsorption effect. It is judged to be star-plated filter sizes of 5, 10, and 20 μm showed reductions of 94.1%, 89.6%, and 87.7%, respectively. Fiber filter 50 ㎛ has the largest pore size, but shows a high reduction rate of 93.4%. Since the fiber filter maximizes the collection space with a multi-layer structure, it is judged that the adsorption and filtration effect is high. Solar salt prepared by filtering with a paper disk filter, star-plated filter, and fiber filter showed a reduction effect by reducing the detection rate of PP and PS compared to the control group. As a result of using filters for industrially applicable brine purification device, the production of solar salt increased by 3.5~9.9% compared to the control group, and solar salt prepared through a 50 ㎛ fiber filter and 5, 10 ㎛ star-plated filter confirmed that the distribution of particles larger than 3 mm was more than 50%. The sodium chloride content was 84.36~87.52%, and all of them met the standard of 70% or more of sodium chloride content of solar salt according to the food standard under the Food Sanitation Act. The insoluble content and sand content in solar salt were 0.01%, 0.02~0.04%, and they all met the food standard guidelines for insoluble content of 0.15% or less and 0.2% or less. As the above, as a result of investigating the distribution of microorganisms in the solar salt production process of four saltern in Jeonnam province, various microorganisms existed from low-salinity reservoirs for storing seawater to storage tank for concentrating brine, but they were not identified in the produced solar salt. As a result of analyzing the viability of pathogenic microorganisms artificially inoculated into seawater, concentrated brine, and solar salt, it was confirmed that all seawater, concentrated brine, and solar salt were viable during the study period at some storage temperatures. Various microorganisms present in seawater and concentrated brine naturally die under the influence of temperature and sunlight during the salt crystallization process. If cross-contamination with microorganisms occurs during the storage and distribution of produced solar salt, microorganisms can survive for a certain temperature and period, so it is judged that microbiological hygiene management is necessary depending on the use and consumption of solar salt. As a result of investigating microplastics at each stage of solar salt production in saltern, microplastics were detected in the solar salt process, and various filters applied to brine purification devices were effective in reducing microplastics. In addition, the application of the filter in concentrated brine increased the production of solar salt and improved the quality such as color and particle size. In conclusion, it is believed that if star-plated filter is applied to the brine purification device as the primary filter and paper disk filter or fiber filter as the secondary filter in the current solar salt production environment, safe and improved solar salt will be produced from microplastics.