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1 발간등록번호 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products

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3 차례 1 용어설명 2 요 약 5 제1장위해평가개요 위해평가의목적 위해평가의범위및수행방법 위해평가의범위 위해평가수행방법 알가공품 8 제2장위해평가 알가공품알가열성형제품중황색포도상구균위해평가 위험성확인 (Hazard Identification) 8 (1) 황색포도상구균의개요 16 (2) 식품에서의오염현황 19 (3) 식중독발생현황 23 (4) 국내 외관리현황 위험성결정 (Hazard Characterization) 26 (1) 장독소의최소인체위해용량 27 (2) 황색포도상구균의최소인체위해용량 노출평가 (Exposure assessment) 29 (1) 노출시나리오 29 (2) 알가공품알가열성형제품중황색포도상구균오염도 30 (3) 알가공품알가열성형제품섭취량및섭취빈도 30 (4) 알가공품알가열성형제품중황색포도상구균생육예측모델 32 (5) 황색포도상구균생육과장독소생성영향요인 38 (6) 유통중소요시간및노출온도에따른황색포도상구균의변화 39 (7) 구매후이동에따른황색포도상구균의변화 40 (8) 섭취단계구운 ( 삶은 ) 계란중황색포도상구균오염도

4 위해도결정 (Risk Characterization) 42 (1) 알가열성형제가공품 ( 구운 / 삶은계란 ) 을통한황색포도상구균섭취량 42 (2) RISK 발생수준 43 (3) 초기오염도에따른황색포도상구균섭취량예측 43 (4) 민감도분석 알가공품알가열성형제품중클로스트리디움퍼프린젠스 위해평가 위험성확인 (Hazard Identification) 44 (1) 클로스트리디움퍼프린젠스의개요 47 (2) 축산물에서의오염현황 48 (3) 식중독발생현황 49 (4) 국내외관리기준 위험성결정 (Hazard Characterization) 50 (1) 최소인체위해용량 51 (2) 클로스트리디움퍼프린젠스용량-반응모델 노출평가 (Exposure assessment) 52 (1) 노출시나리오 52 (2) 알가열성형제공품중클로스트리디움퍼프린젠스오염도 53 (3) 알가공품알가열성형제품섭취량및섭취빈도 53 (4) 알가열성형제품중클로스트리디움퍼프린젠스생육예측모델 55 (5) 유통중소요시간및노출온도에따른변화 57 (6) 구매후이동에따른변화 58 (7) 섭취단계구운 ( 삶은 ) 계란중클로스트리디움퍼프린젠스오염도 위해도결정 (Risk Characterization) 59 (1) 알가열성형제품을통한클로스트리디움퍼프린젠스섭취량 60 (2) Risk 발생수준 61 (3) 초기오염도에따른클로스트리디움퍼프린젠스섭취량예측 61 (4) 민감도분석 63 제3장결 론 64 제4장참고문헌

5 표차례 6 표 1. 알가공품의유형분류및제품종류 11 표 4. 주요포도상구균생화학적특성 12 표 5. 황색포도상구균의 Phage type 14 표 8. BHI 배지 (Brain Heart Infusion broth) 에서 ph, 산소, 온도에따른황색포도상구균장독소생성을위한수분활성도 17 표 9. 국내황색포도상구균의오염현황 18 표 10. 국외황색포도상구균의오염현황 19 표 11. 국내원인물질별식중독발생현황 20 표 12. 미국의황색포도상구균에의한식중독발생현황 22 표 13. 일본의황색포도상구균에의한식중독원인식품의오염도및 장독소형 23 표 14. 영국의황색포도상구균에의한식중독원인식품의오염도및 장독소형 24 표 15. 국외황색포도상구균관리기준 27 표 16. 황색포도상구균장독소의최소인체위해용량 28 표 17. 최소인체위해용량의장독소를생성하는황색포도상구균의 농도 29 표 18. 알가공품알가열성형제품의단계별노출평가시나리오 32 표 19. 알가공품알가열성형제품에서황색포도상구균의 2차생장 예측모델 34 표 20. ph 변화에따른황색포도상구균생육변화및장독소 생성능 35 표 21. Aw 변화에따른황색포도상구균의생육변화및장독소 생성능

6 37 표 22. 온도변화에따른황색포도상구균의생육변화및장독소생성능조사 43 표 23. 알가공품알가열성형제품 ( 구운 삶은계란 ) 의황색포도상구균에의한위해발생가능성 43 표 24. 초기오염도에따른섭취단계의황색포도상구균오염도에측값 46 표 25. 클로스트리디움퍼프린젠스생장조건 ( 식품의약품안전처, 2013; Juneja 외, 2006) 46 표 26. 독소생성에따른클로스트리디움퍼프린젠스분류 (Sigrid Brynestad et al, 2002) 48 표 27. 국내축산물중클로스트리디움퍼프린젠스검출현황 48 표 28. 국내클로스트리디움퍼프린젠스식중독발생현황 ( 식품의약품안전처, 2015a) 49 표 29. 국외클로스트리디움퍼프린젠스식중독발생현황 (CDC, 2015b; OzFoodNet, , 2015; ESR, ) 50 표 30. 클로스트리디움퍼프린젠스의국내기준 ( 식품의약품안전처, 2016) 50 표 31. 클로스트리디움퍼프린젠스의국외기준 51 표 32. 클로스트리움퍼프린젠스에대한최소인체위해용량분포 ( 식품의약품안전처, 2012) 51 표 33. 클로스트리움퍼프린젠스의용량-반응모델 52 표 34. 알가열성형제품중구운 ( 삶은 ) 계란의단계별노출평가시나리오 54 표 35. 알가열성형제품에서클로스트리디움퍼프린젠스의최대성장속도및유도기 55 표 36. 알가열성형제품에서클로스트리디움퍼프린젠스의 2차생장예측모델 60 표 37. 알가공품의클로스트리디움퍼프린젠스에의한위해발생가능성 61 표 38. 초기오염도에따른섭취단계의황색포도상구균오염도예측값

7 그림차례 8 그림 1. 황색포도상구균의전자현미경사진 10 그림 2. 배지에따른황색포도상구균 28 그림 3. 최소인체위해용량의장독소를생성하는황색포도상구균의 농도 29 그림 4. 유통중구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균오염도 30 그림 5. 구운 ( 삶은 ) 계란제품섭취량 38 그림 6. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관온도 38 그림 7. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관시간 39 그림 8. 마켓보관시구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균 오염도변화 39 그림 9. 구운 ( 삶은 ) 계란제품구매후이동시온도 40 그림 10. 구운 ( 삶은 ) 계란제품구매후이동시간 40 그림 11. 구매후이동에따른구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균 오염량변화 41 그림 12. 가정에서의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관온도 41 그림 13. 가정에서의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관시간 42 그림 14. 가정보관시구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균 오염도변화 44 그림 15. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균에의한위해영향 관계 45 그림 16. 클로스트리디움퍼프린젠스의전자현미경사진 52 그림 17. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스 초기오염도 53 그림 18. 구운 ( 삶은 ) 계란제품섭취량 56 그림 19. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관온도

8 56 그림 20. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관시간 56 그림 21. 마켓보관시구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스 오염도변화 57 그림 22. 구운 ( 삶은 ) 계란제품이동온도 57 그림 23. 구운 ( 삶은 ) 계란제품이동시간 58 그림 24. 구매후구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스 오염도변화 58 그림 25. 가정의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관온도 59 그림 26. 가정의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관시간 59 그림 27. 가정보관후구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스 오염량변화 60 그림 28. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스에의한 위해발생가능성 62 그림 29. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스에의한 위해영향관계

9 용어설명 1 용어설명 산소요구도 : 미생물의생육에있어산소의필요여부를의미하며호기성, 미호기성, 통성혐기성, 혐기성등으로구분 생육 : 발달하여성숙기에도달하는과정을의미하는생장과발육의준말 생육곡선 - 성장률 (Growth rate) : 단위시간당미생물의증식속도 - 유도기 (Lag phase) : 미생물이증식하지않고새로운환경에적응하는시기 - 대수기 (Exponential phase) : 미생물이대수적으로증식하는시기 - 정체기 (Stationary phase) : 미생물의일부는사멸하고다른일부는증식하여농도가유지되는시기 - 사멸기 (Death phase) : 살아있는미생물수가감소하는시기 생육예측모델 : 미생물의생육변화를수학적모델에의해정량화하는예측미생물학을기반으로다양한조건에서미생물의생육에대해예측하는모델 수분활성도 (Water activity, Aw) : 임의의온도에서용액의수증기압 (P) 에대한순수한물 ( 용매 ) 의수증기압 (Po) 의비로정의되며, 식품중미생물이생육에이용가능한수분의양을의미함 집락형성단위 (Colony-Forming Unit, CFU) : 미생물의균수등군집개체수의측정단위 ( 예. 100 CFU/g = 2 Log CFU/g = 1 g 당 100) 최소인체위해용량 (Infectious dose) : 미생물이인체에위해를일으키는데요구되는최소량

10 2 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 요 약 본위해평가는알가열성형제품중황색포도상구균 (Staphylococcus aureus) 및클로스트리디움퍼프린젠스 (Clostridium perfringens) 에대하여합리적인미생물정량기준설정의과학적근거를제시하고알가열성형제품중황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해관리방안제시를목적으로수행되었다. 본위해평가에서는국내에서널리섭취되고있는알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 에대한오염도모니터링자료및독성정보, 알가공품의제조및유통환경조사자료, 소비자의섭취단계행동양상자료등을이용하였다. 알가열성형제품중황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스의정량적노출평가를수행하기위하여온도에따른생육변화를정량적으로측정하여구운 ( 삶은 ) 계란제품에대한생육예측모델을개발하였다. 또한생육예측모델과식품섭취량조사자료를이용한노출시나리오분석을통해구운 ( 삶은 ) 계란제품중황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스에대한초기오염도와보관시간및보관온도에따른섭취단계의황색포도상구균및섭취량을정량적으로분석하여관리기준설정의기초자료로제공하고자하였다. 본연구에서수행된주요연구결과는다음과같다.

11 요약 3 알가열성형제품에서의황색포도상구균위해평가 국내에서판매되는알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 430건중황색포도상구균의오염도를조사한결과 2건의시료에서검출되었다. 알가열성형제품중구운 ( 삶은 ) 계란에서생장예측모델을개발했으며, 생장패턴을확인하였다. 50대주요축산식품의섭취량및섭취패턴조사 (1,500명) 에따르면우리나라국민은 100명중약 2.2명이하루에알가열성형제품 ( 구운 삶은계란 ) 을섭취하고, 1회평균섭취량은 70.56g인것으로조사되었다. 시뮬레이션을통한구운 ( 삶은 ) 계란중황색포도상구균초기오염도는비교적낮은것으로 ( 평균 Log CFU/g) 나타났으며, 유통단계에서황색포도상구균오염도는증가하는것으로예측되었다 ( 평균 1.82 Log CFU/g). 가정에서의보관중황색포도상구균의오염도는구매단계와유사한수준 ( 평균 1.82Log CFU/g) 으로추정되었다. 알가열성형제품의섭취에의해발생할수있는황색포도상구균식중독발생위해도를시뮬레이션을통해추정한결과, 현재의유통환경과소비수준에서알가열성형제품을섭취하였을때 1일 1인에게서황색포도상구균에의한식중독발생확률은 0~95% 구간에서 0%, 99% 지점까지의누적구간에서 로나타났다. 다시말해, 95% 에해당하는대부분의소비자에대해서는식중독발생확률이 0에가까우나, 일부극단섭취패턴을갖는소비자에게는 의식중독발생확률이있다는것을알수있다.

12 4 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 알가열성형제품에서의클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 430건에서클로스트리디움퍼프린젠스균의오염도를조사한결과검출되지않았다. 알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 에서생장예측모델을개발했으며, 생장패턴을확인하였다. 50대주요축산식품의섭취량및섭취패턴조사 (1,500명) 에따르면우리나라국민은 100명중약 2.2명이하루에알가열성형제품 ( 구운 삶은계란 ) 을섭취하고, 1회평균섭취량은 70.56g인것으로조사되었다. 시뮬레이션을통한구운 ( 삶은 ) 계란제품중클로스트리디움퍼프린젠스초기오염도는무척낮은 ( 평균 -3.0, 최대 log CFU/g) 것으로나타났으며, 유통과정중약간증가 ( 평균 2.88, 최대 Log CFU/g) 하는것으로예측되었다. 가정에서의보관후섭취시점에서의오염도는 ( 평균 2.88, 최대 Log CFU/g) 구매단계와유사한수준으로예측되었다. 알가열성형제품의섭취에의해발생할수있는클로스트리디움퍼프린젠스식중독발생위해도를시뮬레이션을통해추정한결과, 현재의유통환경과소비수준에서알가열성형제품을섭취하였을때 1일 1인에게서클로스트리디움퍼프린젠스에의한식중독발생확률은평균 ± 으로추정되어, 식중독발생가능성은매우낮은것으로추정되었다.

13 제 1 장위해평가개요 5 제 1 장위해평가개요 1.1 위해평가의목적 본위해평가는최근식생활패턴과단백질섭취증가등의사회적트랜드변화로소비가증가되고있는알가열성형제품중황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스에대한위해도결정을통해정량적기준규격설정의과학적근거를제시하고, 나아가식중독및식품사고의사전예방을위한미생물위해관리방안을마련하는것을목적으로한다. 1.2 위해평가의범위및수행방법 위해평가의범위본위해평가는알가공품중알가열성형제품을대상으로실시하였다. 알가열성형제품의제조, 보관, 유통및판매단계에서의온도관리및오염도를파악하고, 보관시간등소비자의행동양상을조사하였다. 또한보관온도등다양한요인을조사하여황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스생육예측모델을개발하고시나리오별노출량을산출하였다 위해평가수행방법정량적미생물위해평가 (Quantitative Microbial Risk Assessment, QMRA) 는식품을통해발생하는병원성미생물과관련된자료를수집 분석하고, 그결과를이용하여특정집단혹은국민전체에대한건강상의영향을결정짓는일련의과정이라할수있다. 이보고서는알가열성형제품의관리현황을파악하고유통중인알가열성형제품의미생물오염도를확인한후다양한환경조건에서알가열성형제품에오염된황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스의생육예측모델개발과시나리오분석을통한위해관리기준의타당성검토등을통해도출되었다.

14 6 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 1.3 알가공품 알가공품의개요가. 정의및공정알가공품이란알이나알의내용물에따른식품또는식품첨가물등을가한것이거나분리, 건조, 냉동, 가열, 발효, 숙성등의방법으로가공한것으로전란액, 난황액, 난백액, 전란분, 난황분, 난백분, 알가열성형제품, 염지란및피단등 9종으로분류된다. 유통판매되는알가공품은냉동, 냉장, 실온등다양한형태로판매되고있다. 표 1. 알가공품의유형분류및제품종류 유형분류 종류 1 전란액 2 난황액 3 난백액 4 전란분 5 난황분 6 난백분 7 알가열성형제품 8 염지란 9 피단 나. 알가공품의현황농림축산식품부와한국농촌경제연구원의통계에우리나라 1인당계란소비량은 2000년 184개, 2010년 236개, 2014년 254개로매년증가하고있으며생산량또한 2010년 57만 7500톤, 2014년 63만 7600톤으로증가하는추세이다.

15 제 1 장위해평가개요 7 국내에서제조되는알가공품생산량은 2015년 11만 3000톤이며액란 ( 전란액, 난황액, 난백액 ) 이주류를이루고, 가열성형제품 ( 구운계란, 삶은계란 ) 과염지란이그뒤를이으며피단의경우, 소량이지만생산이이루어지고있다. 이중국내소매시장에서소비자에게주로유통판매되는알가공품은알가열성형제품과염지란이며액란제품의경우대부분식품공장에서제빵제과의원료, 어묵과육가공품의결착제등에많이이용되어진다. 다. 알가공품의위험성최근국내축산식품및가공품조합에대한위해도연구 ( 윤기선외, 2015) 에따르면알가공품및식용란에서살모넬라에대한식중독발생위험도가가장높은순위로선별되었으며알가공품및식용란에서의황색포도상구균또한식중독발생에대한장기적관리가필요하다고나타내었다. 알가공품의영양적요소들은미생물증식을유발할수있으며식용란의내부오염및난각등에존재하는식중독균들은유통과정중증식과교차오염수준을높일수있다. 구운계란의경우대부분실온판매로써황색포도상구균등에오염되어있을경우위험도가높으며, 메추리알의경우난각이얇을뿐아니라피각된상태로유통되어미생물증식의위험도가높다. 액란은알가공품중열처리등의가공공정이부족한경우가많으며유통기간이짧아충분한위생관리가필요하다.

16 8 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 제 2 장위해평가 2.1 알가열성형제품중황색포도상구균위해평가 위험성확인 (Hazard Identification) (1) 황색포도상구균의개요가. 특징황색포도상구균 (Staphylococcus aureus) 은동물과사람의피부, 코점막등자연계에널리분포하며비운동성의구형그람양성세균으로장독소를생성하여식중독과피부의화농, 중이염, 방광염등화농성질환을일으킨다. 호기조건에서잘증식하지만혐기조건에서도생존하는통성혐기성균이며단백질, 탄수화물이많은식품에오염될가능성이높다. 일반적으로각종배지에서잘발육할뿐아니라여러가지탄수화물을발효하여백색, 오렌지색또는황색의색소를생산하며용혈작용과혈장응고작용을한다. 병원성이있는균은용혈작용과혈장응고작용이있는것으로알려져있지만혈장응고작용이없는균에서도병원성이나타나고있다. 다른미생물과공존시생존경쟁력이낮아식중독가능성은낮지만조리된음식에오염될경우빠른증식력을보이며장독소를생성하므로식중독발생확률이높아진다. 그림 1. 황색포도상구균의전자현미경사진

17 제 2 장위해평가 9 1) 온도황색포도상구균의생육온도는 7~48 C 이며최적생장온도인 35~40 C 에서식중독의원인이되는장독소가가장활발히만들어진다. 황색포도상구균의장독소는 120 C로 20분간가열해도완전히파괴되지않고, 218~248 C 에서 30분간가열하면활성을잃는다. 35~40 C 호기적인상태에서황색포도상구균의세대수 (generation time) 1) 은 20분이하이며, 20 C 에서는 1~2시간, 15 C에서는 5~10시간, 10 C 에서는 12~24시간정도걸리며혐기적인상태에서는이보다훨씬느리다. 2) ph 황색포도상구균의최적 ph는 7.0~7.5이며 ph 4.0~10.0까지성장할수있다. ph 4.3 이하에서는사멸한다. 3) 산소요구도황색포도상구균은혐기적상태보다호기적상태에서훨씬빠른성장을보이며장독소생성도빠르게일어난다. 따라서진공또는혐기성가스팩포장식품에서의성장은공기주입식완충포장식품에비해훨씬느리다. 4) 수분활성도황색포도상구균의최저생육수분활성도 (AW) 는 0.86이며 0.07~0.16 의수분활성도에서도생존이가능하다. 5) 내염성내염성을가지고있어 NaCl 7.5% 함유배지에서도잘증식하며, 15% 에서도증식한다. 6) 식중독원인식품유가공품, 식육가공품, 어육가공품등의단백질식품외에김밥, 도시락크림빵, 떡등의탄수화물식품도주요식중독원인식품으로알려져있다. 1) 배가시간 (doubling time) 으로도불리며, 미생물이두배로성장하는데걸리는시간을나타냄

18 10 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 7) 배지에따른균의특성황색포도상구균은보통한천배지 (nutrient agar) 에서 1~2mm 구경의원형, 노란빛을띠는광택성집락을형성하며색소생성은변화가심해백색에서황금색에이르기까지배양조건에따라다양하다. 혈액한천배지 (blood agar) 에서의집락은보통한천배지의집락보다크고, 만니톨식염배지 (mannitol salt agar) 에서는식염내성이고만니톨을분해하여황색으로발육되며, 텔루라이트배지 (potassium terllurite agar) 에서는텔루라이트를환원하여흑색집락으로발육된다. 식품공전에서황색포도상구균분리배양에이용되는 Baird-Parker w/rpf 한천배지에서는텔루라이트를환원하여흑색집락을나타낼뿐아니라배지의 lecithin을분해하여불투명한환을생성함으로써 coagulase 생성능을확인할수있다. Blood agar Barid-parker+RPF 그림 2. 배지에따른황색포도상구균 8) 생화학적특성황색포도상구균은다양한탄수화물을분해하여발효시켜산을형성하며, 가스는생성하지않는다. 또한카탈라아제 (catalase) 양성이며, 리보뉴클레아제 (Deoxyribonuclease, DNase) 및코아굴라제 (Coagulase) 생성능이있다. 여러항생물질에대해내성을획득하며 penicillin, methicillin, gentamicin, streptomycin, erythromycin 등의항생물질에대해내성을나타낸다.

19 표 4. 주요포도상구균생화학적특성 당분해능 ( 이용능 ) 코아굴라제 (Coagulase) * 토끼혈장 써모누클레아제 (Thermostable Nuclease, TNase) 헤몰리시스 (Hemolysis) 아세토인 (Acetoin) 자당 (Sucrose) 트리할로스 (Trehalose) 만니톨 (Mannitol) 알칼라인포스파타아제 (Alkaline phosphatase) 노보비오신 (Novobiocin) (1.6 μg /ml) S. aureus S S. intermedius + + V /- + S S. chromogenes /- + S S. hyicus +/ S S. epidermidis S S. capitis V S S. hominis V S S. warneri V - S S. haemolyticus V - S S. cohnii V R S. saprophyticus R S. carnosus V + + S S. xylosus V V R + : >80% positive; - : >80% negative; +/- : weak; V : variable; S : sensitive; R : resistant

20 12 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 나. 분류황색포도상구균에의한식중독진단및역학조사에는코아굴라제형과파지 (Phage) 형혈청형으로분류된다. 황색포도상구균이생성하는코아굴라제는균동정에중요한성상인데, 항원특이성에의해 I~VIII형으로나누어진다. 또한국제적으로가장널리사용되고있는황색포도상구균의파지형별법에는 4군, 23 종류의파지가사용된다. Enterotoxin 생산균주는대부분 phage typing의결과 Ⅲ군에속하고있다. 하지만 Ⅰ,Ⅱ군의균들도사람에게화농을일으킨다. 표 5. 황색포도상구균의 Phage type 독소형 Phage type Ⅰ 29, 52, 52A, 79, 80 Ⅱ 3A, 3C, 55, 71 Ⅲ 6, 43E, 47, 53, 54, 75, 77, 83A, 84, 85 잡형 81, 94, 85, 96 다. 황색포도상구균장독소의특징황색포도상구균은다수의독소및효소를생산하지만식중독의주요원인이되는것은장독소 (Staphylococcal Enterotoxins, SEs) 이다. 포도상구균장독소는 16가지 (A, B, C1, C2, C, D, E, G, H, I, J, K, L, M, N and O) 가확인된상태이며일반적으로 1µg이면식중독을일으킬수있으며이는황색포도상구균이 10 5 ~10 6 cell/g 수준까지자라야한다. 1) 유형및화학적성상황색포도상구균장독소는세포로부터분비되는독소로열에안정된수용성단백질이다. 26~30 kda의낮은분자량과 5.7~8.6의등전점 2) 을가지는단일사슬단백질로항원특이성에따라주로 SEA~SEE 의독소형으로분류하나그외에도다양한장독소가존재한다. 2) 등전점 (Isoelectric point, pi) : 아미노산, 단백질등의양성전해질또는콜로이드입자의전하가 0 이될때의 ph

21 제 2 장위해평가 13 황색포도상구균장독소는단백질이면서도키모트립신 (Chymotrypsin), 트립신 (Trypsin), 파파인 (Papain) 등의단백질분해효소에의해불활성화되지않으며, ph 2 이하에서펩신 (Pepsin) 에의해겨우분해될정도로안정된물질이다. 따라서식품과함께섭취된장독소는위산이나생체가분비하는단백질분해효소에의해파괴되지않는다. 2) 구조분자구성은 2개의하프시스틴 (Half cystine) 잔기 (Residue) 와 1~2개의트립토판 (Tryptophan) 잔기에의해특징지어지며, SEA, SED, SEE의경우매우비슷한분자구성을가지고있다. SEA, SEB, SEC1, SEC2, SEC3, SED, SEE에대한유전자 (ent 3) A, entb, entc1, entc3, entd, ente) 염기서열과 SEA, SEB, SEC1의아미노산서열은밝혀졌다. 3) 내열성황색포도상구균은일반적으로 80 C에서 30분간가열하면죽는다하지만장독소의경우, 단백질이지만매우높은내열성을갖기때문에 120 C로 20분간가열해도완전히파괴되지않으며, 라드 (Lard) 등의기름을사용하여 218~248 C 에서 30분간가열해야활성을잃는다. 이에따라건조, 냉장, 냉동등의대부분의유통조건에서안정하며방사선처리에도잘사멸되지않아감염형식중독과달리열처리나방사선조사처리를한식품을섭취할경우에도식중독발생확률이있다. 4) 식중독발병량황색포도상구균은세포독소 (alpha, beta, gamma, delta, 루코시딘 (Leukocidin)), 표피용해독소 (Epidermolytic toxin), 장독소등다양한독소와세포외효소들을생성한다. 식중독을유발하는황색포도상구균장독소의양은체중과면역학적상태등개인의감수성에따라다양하게나타난다. 지원자들을대상으로다양한용량의장독소를투여한연구에서성인의경우 ED50 4) 가 SEA, SEB는 0.2 μg /kg, 3) 엔테로신 (Enterocin) : Enterococcus faecium 에서생성되는박테리오신의종류. 플라스미드 ( 환상 DNA) 에유전정보가수록된광범위박테리오신박테리오신 (Bacteriocin) : 그람음성세균과그람양성세균에의해생성되는단백질또는단백질과탄수화물의복합체로구성된항균성단백질

22 14 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products SEC 는 10~20 μg /kg 으로확인되었다. 5) 장독소생성에영향을주는환경요인장독소생성은배지나식품의 ph, 염화나트륨의농도, 온도, 시간, 산소등에의해영향을받는다. 장독소생성에적합한 ph는약 6.5~7.5이며, 이보다산성또는알칼리성이되면장독소생성능이나빠지며, ph가 5 이하또는 9 이상이면장독소합성이저지된다. 황색포도상구균은염화나트륨에대해내성이있으나, 염화나트륨이 10% 이상첨가된배지에서는장독소생성이현저히억제되어최적 (6.5~7.5) 의 ph에서는 6일후에미량의장독소가생성되지만, ph 6.5에서는 10일이지나도장독소가생성되지않는다. 장독소생성에적합한온도는 16~43 C인데, 10 C에서 27일후에장독소가생성되었다는보고도있다. 식품중장독소생성에대하여온도와시간의관계를보면 6 C 이하에서는 4주, 9 C에서는 7일이내에는장독소가생성되지않았고, 18 C에서는 3일, 25~30 C 에서는 5시간이내에식중독을일으키기에충분한양의장독소가생성되었다는보고도있다. 장독소생성을위해요구되는수분활성도는표8와같다. 표 8. BHI 배지 (Brain Heart Infusion broth) 에서 ph, 산소, 온도에따른 황색포도상구균장독소생성을위한수분활성도 ph 5.0 ph 6.8 Aw 호기혐기호기혐기 22 C 37 C 22 C 37 C 22 C 37 C 22 C 37 C SEA SEB SEC * 검출한계 (Limit of enterotoxin detection) : 50 ng/ml 4) The 50% Emetic Dose, ED 50 : 일정조건하에서실험대상의 50% 에구토를유발하는용량

23 제 2 장위해평가 15 라. 역사및유래황색포도상구균은 1880년파스퇴르 (Pasteur) 가화농부위에서처음발견하여화농성질환의원인균으로알려졌다. 황색포도상구균에의한식중독은 1884년본 (Vaughn) 에의해체다치즈 (cheddar cheese) 를원인식품으로하는식중독으로최초로보고되었다. 1914년바더 (Barder) 는필리핀에서발생한급성위장염이유방염에걸린젖소가생성한우유에의한것임을보고하였고, 최초로황색포도상구균을분리하였다. 또한바더는임상실험을통해급성위장염을일으킨식중독의원인이황색포도상구균의감염에의한것이아니라균이증식하면서생성시킨독성물질에의한것임을최초로보고하였다. 1930년댁 (Dack) 등은식중독에서분리한황색포도상구균의배양액중에서구토를일으키는독소의존재를증명하였으며, 독소의명칭을장독소라하였다. 같은해에조단 (Jordan) 도치즈에서분리한황색포도상구균을우유로배양하고그우유를임상실험자에게마시게하여똑같은식중독증상이일어나는것을확인함으로써황색포도상구균에의한식중독은장독소에의해일어나는것을입증하였다. 황색포도상구균에의한식중독은 2차세계대전이후특히 1955년에초등학교급식탈지분유를원인식품으로 1,900명이상의환자가발생한대규모식중독사건에의해주목받게되었으며, 현재까지황색포도상구균은장염비브리오 (Vibrio parahaemolyticus), 살모넬라 (Salmonella spp.) 등과함께주요식중독원인균중하나로나타나고있다. 마. 식중독의주요임상증상황색포도상구균에의한식중독의증상은구토, 설사및심한복통을유발하는급성위장염등이다. 구토증상은장독소가장의신경수용체에작용하여구토중추를자극하기때문에발생한다. 설사는 1일수차례의수양성이며, 심하면설사가 1일 10회이상일어나기도하기때문에탈수와함께쇠약, 허탈, 의식장애, 혈압강하등의증상이수반된다. 잠복기는 2~6시간이고, 임상증상은장독소섭취량과개체감수성에따라다르게나타나며치사율은낮고 24~28시간내에회복된다. 바. 식중독예방법황색포도상구균은건강한사람의피부등에도상재하며공기, 토양등의자

24 16 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 연계에광범위하게분포하고있어완전한예방이어렵다. 따라서일상적으로는주변환경을위생적으로관리하여감염원을제거하고, 환자에대해서는병원내 2차감염대책을마련하고, 외과적처치와기구관리에서의무균화가필요하다. 황색포도상구균에의한식중독은가열조리후바로먹은식품이나살균우유등에의해서도발생되는데이는황색포도상구균장독소가 100 C로 30분간가열해도파괴되지않고, 218~248 C 로 30분간가열해야파괴되는수준의내열성을갖고있어보통의조리에의해서는제거할수없기때문이다. 따라서원료의오염방지와충분한열처리및신속한섭취가중요하며, 식품은 10 C 이하의저온에서보관하고, 조리시화농성질환자에의한오염을방지하는등주의가필요하다. (2) 식품에서의오염현황가. 국내오염현황국내에서판매되는식품중황색포도상구균오염에관한모니터링자료는다음표 9과같다. 대형마트, 도매시장, 노점상등다양한장소에서판매되는식품의황색포도상구균의오염빈도는판매장소에따라다양하게나타났다.

25 제 2 장위해평가 17 표 9. 국내황색포도상구균의오염현황 시료명판매장소오염수준참고문헌 Dried Seasoned Fish Fresh Vegetables and Fruits 대형마트 19%(15/81), 조등, 2011 도매시장 8.0%(15/187) 홍등, 2012 Beef and Pork 식육판매업소 Beef-1.3%(2/154) Pork-0.7%(1/138) 손등, 2013 Street Food 길거리노점상 7.8%(28/360) 서영호, 2014 Semi-dried persimmon 23.5%(8/34) Traditional Dried Persimmon 농가 Dried persimmon 29.5%(18/61) 최등, 2014 Sliced dried persimmon 40%(4/10) Sauce 백화점, 식품매장불검출 (0/32) 강등, 2014 Ice Cream 대형마트불검출 (0/166) 고등, 2014 김밥전문점 5.6%(2/36) Kimbab 급식소 11.6%(5/43) 편의점 2.7%(1/37) 대형할인매장불검출 (0/19) 이등, 2015 나. 국외오염현황 국외여러나라의식품중황색포도상구균모니터링자료는다음표 10 과 같다.

26 18 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 표 10. 국외황색포도상구균의오염현황 국가시료명오염수준참고문헌 United Kingdom America Greece Georgia Ready-to-eat salad vegetable Ready-to-eat sauce 0.2%(3/1208) Turkey 19.4%(7/36) Pork 18.2%(10/55) Chicken 17.8%(8/45) Beef 6.9%(2/29) 0.8%(12/1213) R.J. Meldrum ea al., 2009 B.M. Hanson et al., 2011 Beef 65.6%(63/96) Lubna S. Abdalrahman Pork 43.3%(43/99) et al., 2015 Cheese salad 45%(9/20) Roe salad 30%(6/20) Tzatziki 15%(3/20) Egg plant salad 45%(9/20) D. Sergelidis et al., 2012 Retail pork 45%(45/100) Charlence R. Jackson et Retail beef 63%(63/100) al.,2013 South Africa Ready-to-eat chicken 44%(44/100) Iran China Fresh marine shrimp 22%(16/75) Frozen marine shrimp 37%(28/75) Fresh farm shrimp 16%(12/75) Frozen farm shrimp 25%(18/75) Raw milk 20.2%(50/248) Fresh meat 28.1%(36/128) Frozen food 21.3%(13/61) Processed soybean products 8.8%(6/68) Sausage 0.56%(2/350) Meat with Sauce 0.88%(21/2374) Fried meat 2.35%(2/85) cooked dried meat 0.31%(2/641) Smoked meat 0.85%(5/588) Malaysia Sushi and Sashimi 26%(52/200) Egypt Raw milk 75%(30/40) Damietta cheese 65%(26/40) Kareish cheese 40%(16/40) Ice cream 40%(16/40) Yogurt 30%(12/40) Luncheon 42.5%(17/40) Beef burger 27.5%(11/40) Minced meat 70%(28/40) Fresh sausage 45%(18/40) J.W. Oguttu et al., 2014 N. Arfatahery et al., 2015 Minghui song et al., 2015 S. Yang et al., 2016 Suat Moi Puah et al., 2016 Maha Abdou Al-Ashmawy et al., 2016 Reda Z. Tarabees et al., 2016

27 제 2 장위해평가 19 (3) 식중독발생현황황색포도상구균에의한식중독은다른세균, 특히바실러스세레우스에의한식중독과의유사한증상에따른오진단또는잘못된실험분석등다양한이유에의해정확히판단하기어렵기때문에보고율이상당히낮은편이다. 가. 국내식중독발생현황 11~ 16년황색포도상구균에의한식중독발생양상을보면발생건수및환자수가감소하는경향을보이나, 평균 7.4건 ( 환자수평균 97.6명 ) 의식중독을일으키며병원성대장균, 노로바이러스, 살모넬라등과함께주요식중독원인물질로보고되고있다 ( 표 11). 표 11. 국내원인물질별식중독발생현황 세균 바이러스 발생수 ( 건 ) 환자수 ( 명 ) 총계 ,058 4,958 7,466 5, 계 ,268 2,741 5,701 3, 바실러스세레우스 (Bacillus cereus) 캠필로박터제주니 (Camphylobacter jejuni) 클로스트리디움보툴리즘 (Clostridium botulism) 클로스트리디움퍼프리젠스 (Clostridium perfrigens) 병원성대장균 (Pathogenic E.coli) 살모넬라 (Salmonella) 황색포도상구균 (Staphylococcus aureus) 장염비브리오 (Vibrio parahaemolyticus) , ,844 1,089 1,784 2, , 기타 계 ,687 1, , 노로바이러스 (Norovirus) ,665 1, , 기타 화학물질 자연독 원인불명 , , * 식품의약품안전처식중독통계시스템 원인물질별식중독발생현황 (2015)

28 20 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 나. 국외식중독발생현황미국질병통제예방센터 (Center for Disease Control and Prevention, CDC) 의 10~ 15년 Foodborne Outbreak Online Database(FOOD) 통계자료를참조하여황색포도상구균에의한식중독환자수, 원인식품및발생장소를분석하였다 ( 표 12). 연간환자수는비슷한양상을보이며, 식중독발생장소는가정과단체급식에서많이발생한것으로나타났다. 표 12. 미국의황색포도상구균에의한식중독발생현황 년월지역 ( 주 ) 환자수 ( 명 ) 원인식품 발생장소 코네티컷 21 치킨알프레도기타 플로리다 4 셰프샐러드 ( 상추, 토마토등각종야채에치즈, 닭고기, 햄얹은샐러드 ) 플로리다 3 쿠바샌드위치 ( 햄, 소시지많음 ) 가정 버지니아 67 랩샌드위치 ( 고기, 야채를토르티아로감싼샌드위치 ) 가정 연회장 5 미시간 3 돼지고기소시지레스토랑 6 미시간 11 감자샐러드가정 7 오레곤 6 치킨타코가정 10 테네시 39 밥, 닭고기 ( 불명 ) 12 일리노이 9 초콜릿케이크가정 일리노이 10 케이크음식점 사우스캐롤라이나 50 칠면조직장 ( 카페테리아외 ) 5 펜실베니아 4 ( 불명 ) ( 불명 ) 6 7 미네소타 13 감자샐러드가정 테네시 27 돼지고기바비큐, 구운야채가정 메릴랜드 18 새우볶음밥기타 텍사스 31 볶음밥, 폭찹, 스프링롤직장 ( 카페테리아외 ) 오레곤 7 홀랜다이즈소스 ( 버터, 달걀노른자, 식초로만든소스 ) 레스토랑 8 펜실베니아 7 델리트레이가정 9 조지아 24 ( 불명 ) 기타 사우스캐롤라이나 68 돼지고기바베큐기타 11 일리노이 6 흰크림등이발린 2 겹초콜릿케이크레스토랑 1 뉴욕 4 볶음밥가정 테네시 6 ( 불명 ) 레스토랑 5 뉴욕 56 영양밥교회, 사원등종교시설 6 푸에르토리코 6 케이크가정 7 오클라호마 35 Perlo( 상어종류 ) 직장 ( 카페테리아외 ) 콜로라도 60 훈제칠면조기타 9 사우스캐롤라이나 20 돼지고기바베큐레스토랑 10 푸에르토리코 59 칠면조덮밥기타 11 뉴욕 8 ( 불명 ) 가정

29 제 2 장위해평가 21 년월지역 ( 주 ) 환자수 ( 명 ) 원인식품 1 오하이오 33 보리밥을곁들인치킨 발생장소 교회, 사원등종교시설 1 아이오와 15 치킨테트라찌니케어센터 4 캔사스 26 돼지고기, 카니타스, 살사, 토마틸로가정 5 버지니아 4 돼지고기바베큐가정 7 뉴저지 14 펜네보드카캠프 11 사우스캐롤라이나 23 칠면조고기, 그라비소스학교 12 하와이 139 스파케티학교 5 플로리다 4 ( 불명 ) 레스토랑 6 메릴랜드 46 계란샐러드 / 계란샐러드샌드위치교도소 7 플로리다 8 ( 불명 ) 레스토랑 8 플로리다 214 계란롤, 해산물등교도소, 레스토랑 9 테네시 8 돼지고기, 바베큐기타 11 뉴욕 16 ( 불명 ) 레스토랑 11 텍사스 20 마카로니와치즈, 칠면조등연회장 11 노스캐롤라이나 27 ( 불명 ) 레스토랑 11 인디아나 5 ( 불명 ) 레스토랑 12 플로리다 141 칠면조고기연회장 12 미주리 43 칠면조고기기타 12 푸에르토리코 24 돼지고기가정집, 연회장 12 인디아나 10 ( 불명 ) 레스토랑 1 로드아일랜드주 2 ( 불명 ) 레스토랑 2 캘리포니아 4 ( 불명 ) 레스토랑 5 로드아일랜드주 3 햄레스토랑 5 유타 58 햄, 버섯스프와밥기타 6 플로리다 11 돼지고기, 칠면조고기레스토랑 6 사우스캘로라이나 4 ( 불명 ) 레스토랑 6 앨라배마주 86 닭고기보육기관 7 뉴욕 45 마카로니와치즈음식공급자 7 사우스캘로라이나 16 닭고기 종교기관 8 캘리포니아 6 돼지고기 가정 10 웨스트버지니아 31 햄 가정 10 일리노아 21 ( 불명 ) 음식공급자 10 플로리다 4 ( 불명 ) 레스토랑 일본과영국의황색포도상구균에의한식중독원인식품의오염도및장독소 형을다음표 13 과 14 에나타내었다.

30 22 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 표 13. 일본의황색포도상구균에의한식중독원인식품의오염도및장독소형 원인식품 오염도 (Log CFU/g) 장독소 분리균주 + / - 독소형오염도 ( μg /g) 코아굴라제형엔테로신형 계란구이 7 + SEA Ⅶ enta 계란샌드위치 Ⅱ entb 계란지짐 7 -(ns) - - Ⅶ enta 계란초밥 구운계란 8 + SEA Ⅶ enta - + SEA 0.1 Ⅲ enta Ⅶ enta - + SEA 0.1 Ⅶ enta 꼬치경단 Ⅶ enta 떡류 7 + SEA, SEB SEA: 0.04/ SEB: 0.01 Ⅱ enta 로스햄 5 + SEA 0.02 Ⅱ enta 모란떡 - + SEA 0.1 Ⅶ enta 베이컨 6 + SEA 0.5 Ⅲ enta Ⅶ * 샌드위치 6 -(ns) - - Ⅶ enta - ++ SEA Ⅲ enta 샐러드 3 -( 불명 ) - Ⅵ 불명 유부초밥 6 + SEA 0.1 Ⅶ enta, entb 9 + SEA 1.28 Ⅲ enta Ⅶ * Ⅱ entd Ⅲ * 7 + SEA 0.64 Ⅶ enta 주먹밥 7 + SEA 0.01 Ⅲ * Ⅲ enta Ⅶ enta, entb 7 -(ns) - - Ⅶ enta, entb 6 + SEA 0.32 Ⅶ enta - + SEA 0.1 Ⅶ enta 튀긴계란 8 + SEA Ⅲ enta(entd) (ns) : 비특이응집반응을나타낸것 ; * : 시험하지않음

31 제 2 장위해평가 23 표 14. 영국의황색포도상구균에의한식중독원인식품의오염도및장독소형 원인식품 오염도 (Log CFU/g) 식품중의장독소 5) 분리균의장독소생성 바닐라슬라이스 3.11 SEA enta 뷔페의식사 enta, entb 비프롤 6.6 불검출 enta, entd 소시지롤 enta, entd 양치즈 불검출 SEA - 콘비프 6.6 SEA, SEB enta, entb 할로우치즈 불검출 SEA - 햄 9.17 SEA enta 9.08 SEA enta, entd 햄롤 7.69 SEA enta, entd 훈연베이컨 9 SEA, SED enta, entd (4) 국내 외관리현황가. 국내관리현황우리나라는식품의기준및규격전부개정고시에서식품일반의기준및규격에따르면식육, 살균또는멸균처리하였거나더이상의가공, 가열조리를하지않고그대로섭취하는가공품에서는특성에따라살모넬라, 황색포도상구균, 장염비브리오, 클로스트리디움퍼프린젠스, 리스테리아모노사이토제네스, 장출혈성대장균등식중독균이 n=5, c=0, m=0/25g으로되어있다. 다만, 일부식품에서장염비브리오, 황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스에한해 n=5, c=1 또는 2, m=10, M=100 등의정량규격을운영하고있으나알가공품은정량규격미설정식품으로분류, 현재음성규격이적용되고있다. 나. 국외관리현황 1) 영국영국에서는 1990년에제정된식품안전법 (Food Safety Act) 의문제점을보완하기위해 1999년 식품규격법 (Food Standard Act) 을제정하고, 이법에근거하여 2000년식품기준청 (The Food Standard Agency, FSA) 을신설하여 5) 역수신라텍스응집법 (Reversed Passive Latex Agglutination, RPLA) : 장독소단백질검출법

32 24 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 식품위생및식중독대책등을관리하고있다. 이법규의주요특징은식품생산자나판매자가식중독예방을위한사전예방적인태도를취할것을요구하는점이다. 대부분의식품법규는지역당국의관할로집행되며, 식품안전위해요소는위해분석제도를통해관리되고있다. 2) 호주, 뉴질랜드호주와뉴질랜드는식품중미생물한계기준 (Microbiological Limits for Food Standard 1.6.1) 을통해건강상위해를미칠수있는식품기인성미생물의최대허용기준과샘플링방법등을규정하고있다. 호주뉴질랜드식품기준청 (Food Standards Australia New Zealand, FSANZ) 의가이드라인에서는 4 Log CFU/g 이상의황색포도상구균은식중독을일으킬수있는잠재적위해성을가진다고제시하고있다 ( 표 15). 국제식품미생물규격위원회 (International Commission on Microbiological Specifications for Food, ICMSF) 에서식품의미생물검사시수학적확률에기초를둔로트개념을도입한샘플링방법을제시하였다. 이는로트마다의품질을평가, 판정하는방법으로 n, c, m, M값에따라합격 (Acceptable), 조건합격 (Marginally acceptable), 불합격 (Defective) 의판정을내리게된다. 표 15. 국외황색포도상구균관리기준 국가식품명기타정보 Sampling plan 1) Numerical values 2) n c m M Food safety criteria (Staphylococcal enterotoxins) Cheeses, milk powder and whey powder, as referred to in the coagulase-positive staphylococci criteria 5 0 Not detected in 25g Cheeses made from raw milk European commission Milk and dairy products (Coagulase-positive stapylococci) Cheeses made from milk that has undergone a lower heat treatment than pasteurisation and ripened cheeses made from milk or whey that has undergone pasteurisation or a stronger heat treatment Unripened soft cheeses (fresh cheeses) made from milk or whey that

33 제 2 장위해평가 25 국가식품명기타정보 Sampling plan 1) Numerical values 2) n c m M has undergone pasteurisation or a stronger heat treatment Milk poeder and Whey powder Fishery products (Coagulase-positive stapylococci) Shelled and shucked products of cooked crustaceans and molluscan shellfish Raw milk cheese (Staphylococcal enterotoxins) 5 0 Not detected in 25g Australia and New Zealand Packaged cooked cured.salted meat (Coagulase-positive stapylococci) All comminuted fermented meat which has not been cooked during the production process (Coagulase-positive stapylococci) Cooked crustacea/raw crustacea (Coagulase-positive stapylococci) Powdered infant formula products 5 1 not detected in 1g 10/g Milk and Dairy products Yogurt and other fermented milk Fruits and vegetables, nuts and seeds Fermented vegetables, Ready to Eat(e.g. Kimchi) Philippine Bakery products Frozen Bakery products(ready to eat/to be cooked)with low acid or high aw fillings or toppings Dried Animal products Meat and Meat products Fish and Fish products Cooked poultry Meat, Frozen to be reheated before eating (e.g. prepared frozenmeals) Fresh Frozen Fish and Cold-Smoked Fish

34 26 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 국가식품명기타정보 Sampling plan 1) Numerical values 2) n c m M Spices, Soup, Sauces, Salads and Protein products Spices(ready to eat) FDA Dried, Salted Fish Heat Treated Fermented Sausage /g 10 4 Meat products Raw Fermeneted Sausage 5 1 Non-Fermented Ready-to-eat Sausage / g Deboned Poultry Products(Precooked) Canada Butter Cheese From pasteurized Milk Dairy Products Cheese From unpasteurized Milk Cheese(Staphylococcal enterotoxins) not applicable Fish and Fish products All types of fish and fish products (Coagulase-positive stapylococci) 위험성결정 (Hazard Characterization) (1) 장독소의최소인체위해용량황색포도상구균의위해도평가를위해국내외문헌자료와선행위해평가연구자료를조사하여평가의기준이될장독소용량을선정하였다. 국제적학회지에개제된문헌자료, 국내외관련기관의지침에따라수행된연구자료및교차검증이가능한다양한자료들중황색포도상구균장독소와관련된인체역학자료와독성자료를조사한결과, 황색포도상구균장독소가인체에위해를줄수있는장독소용량은 100 ng이라는연구보고를찾을수있었다. Reiser(1974) 은식품중장독소의위해용량을 100 ng라고보고하였으나, Bergdoll(1967) 은동물 ( 원숭이 ) 에영향을미치는장독소용량을 5~20 μg으로

35 제 2 장위해평가 27 보고하였고, 이외에도 Donnelly(1968) 은우유에서 100 ng, Freed(1982) 은탈지우유에서 20~100 ng, Brunner(1992) 은식품에서 50 ng이라고보고했다. 또한 Aitichou(2004) 는 100 ng 이상의황색포도상구균장독소를섭취하면독성쇼크 (Toxic shock) 가발생할수있다고하였다. 따라서본평가에서는황색포도상구균의장독소용량에관한문헌을검토하여빈번하게다루어지고관련문헌이많은장독소용량인 100 ng 을장독소의최소인체위해용량으로결정하였다 ( 표 16). 표 16. 황색포도상구균장독소의최소인체위해용량 문헌 장독소용량 Aitichou M. et al. (2004), Mol. Cell. Probes. <1 μg ( 독성쇼크 ) Balaban N. & Rasooly A. (2000), Int. Food Microbiol. Balaban N.& Rasooly A. (2001), Int. Food Microbiol. 100 ng / human 100 ng / human Barg N.L & Harris T.(1997), Toxinmediated Syndromes. <1 μg ( 독성쇼크 ) Bergdoll M.S (1967), MIT Press. 5~20 μg / animal Brunner K. G et al (1992) J. Food Science. 50 ng ( 식품 ) Donnelly et al (1968), Appl. Microbiol. 100 ng ( 우유 ) Evenson M.M. et al (1988), Int. Food Microbiol. 100 ng / human Freed R.C et al (1982), Appl. Envion. Microbiol. 20~100 ng ( 탈지우유 ) Reiser R. et al (1974), Appl., Microbiol. 100 ng ( 식품 ) Sapsford K.E. et al (2005), Appl. Environ. Microbiol μg /kg/bw (2) 황색포도상구균의최소인체위해용량황색포도상구균장독소의최소인체위해용량은 100 ng이며이농도의장독소를생성하는황색포도상구균의농도를밝히기위한선행연구가진행되어왔고, 다양한연구결과에서이를 4~8 Log CFU/g로언급하고있는것으로조사되었다. 조사된연구결과를방사형그래프로나타내보면, 장독소 100 ng을생성하기위한황색포도상구균의농도를 5 Log CFU/g로보고하는문헌이가장많았다 ( 표 17). 따라서본평가에서는황색포도상구균의최소인체위해용량을 5 Log CFU/g로설정하였다 ( 그림 3).

36 28 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 그림 3. 최소인체위해용량의장독소를생성하는황색포도상구균의농도 표 17. 최소인체위해용량의장독소를생성하는황색포도상구균의농도 식품 황색포도상구균농도 (Log CFU/g) 참고문헌 ( 불명 ) 5 Leggett, H.C. et. al. (2012) 육류, 가금류, 달걀샐러드 5 Merck Millipore (2012) 치즈 5 Fox, P.F. et al. (2000) 해산물 5 Ward, D. et al. (1997) 샐러드, 우유, 가금류 >5 USFDA (2012) 식품 >5 American society for microbiology (2008) 햄, 가금류, 달걀 5~6 Ramanathan, H. (2010) 샐러드, 빵류 >6 Albrecht, J.A. (2012) 육류, 빵류 5~8 Stevenypark (2011)

37 제 2 장위해평가 노출평가 (Exposure assessment) (1) 노출시나리오알가열성형제품중가장소비가많은구운 ( 삶은 ) 계란제품에대해노출평가및위해도평가를진행하였다. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의경우, 대부분상온으로유통되며, 다른알가공품에비해비교적긴유통기한을가지고, 추가조리를하지않고바로섭취하는패턴을가지고있어서본연구의대상으로선정하였다. 노출평가는제조직후, 판매 / 구매및섭취단계로나누어시나리오를수립하여수행하였다. 표 18. 알가열성형제품의단계별노출평가시나리오 Senario Stage Temperature range( ) Storage time(h) Stage 1 Retail market Stage 2 Transfer to home Stage 3 Home storage (2) 알가열성형제품중황색포도상구균오염도구운 ( 삶은 ) 계란 430건중황색포도상구균은 2건의시료에서정성적시험에의해검출되었고베타분포등의통계적기법을활용하여통계처리한결과최소 -6.63, 평균 -2.58, 최대 log CFU/g으로나타났다 ( 그림 4). 그림 4. 유통중구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균오염도

38 30 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products (3) 알가열성형제품섭취량및섭취빈도식품섭취량은 50대주요축산식품의섭취량및패턴조사 ( 식약처, 2015) 의조사결과를이용하였으며, 알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 의섭취량 (70.2± g14.2) 을적용하였다 ( 그림 5). 그림 5. 구운 ( 삶은 ) 계란제품섭취량 (4) 알가열성형제품중황색포도상구균생육예측모델미생물생육예측모델은가장기본적으로는시간에따른미생물변화를나타내는 1차모델과온도등다른요인에따른변화를나타내는 2차모델이있다. 주로미생물의증식속도와유도기를모델로나타내며 1차모델로 Baranyi model, Logistic, Gompertz model 등이사용되며 2차모델은 1차모델의변수에대한환경인자 ( 온도등 ) 의영향을나타낸다. 본평가에는구운 / 삶은계란을대상으로황색포도상구균생장예측모델을개발하였으며 2011년정책과제 즉석섭취편의식품의 Staphylococcus aureus 저감화를위한위해관리연구 에서개발된황색포도상구균장독소생성예측모델을활용하였다. 활용된예측모델은황색포도상구균생육과가장연관성이높은온도요인만을고려하여개발되었다.

39 제 2 장위해평가 31 가. 1차모델개발 1차모델로는 Baranyi model (Baranyi & Robert, 1994) 을이용하였으며, 온도별행동패턴결과를바탕으로최대성장률 (μmax; maximum specific growth rate, log CFU/g/h), 유도기 (LPD; lag phase duration, h), 초기세균수 (N0;; the initial bacterial counts, log CFU/g), 최대생장세균수 (Nmax; the final bacterial counts, log CFU/g) 를계산하였다. [Baranyi model] exp m ax m ax ln exp m ax m ax m ax : maximum specific growth rate : the initial bacterial counts m ax : the final bacterial counts exp m ax : a parameter defining the initial physiological state of the cells : time 알가열성형제품구운 ( 삶은 ) 계란에서황색포도상구균은저장온도 (4, 10, 20, 30, 37 C) 에서 4 C 를제외하고모두증가하였으며최대성장속도는 0.7 Log CFU/g/h, 최소유도기는 1.42 h 로나타났다 ( 표 18). 표 18. 알가열성형제품에서황색포도상구균의최대성장속도및유도기 구분알가공품 ( 구운 / 삶은계란 ) 최대성장속도 (μmax, Log CFU/g/h) ± ± ± ± ±3.23 유도기 (LPD, h) ± ± ±0.11

40 32 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 나. 2 차모델개발 1 차모델에서얻어진유도기와성장률값을아래의식에적용하여유도기와 성장률각각에대해온도요인을고려한 2 차모델을개발하였다. [Square root model] m ax m in m ax : maximum specific growth rate : slope of linear equation : storage temperature m in : theoretical minimum temperature [Polynomial equation] : lag phase duration : constant : constant : constant : storage temperature 1차모델에서계산해낸 μmax, LPD 값을 2차모델의변수값으로사용하여 2차모델을개발한것은아래와같다. 온도변화에따른유도기와성장률의 2차생육예측모델은아래와같으며, 유도기는온도에반비례하고성장률은온도에비례하여증가하는것으로나타났다 ( 표 19). 표 19. 알가열성형제품에서황색포도상구균의 2 차생장예측모델 식품군 알가공품 ( 구운 / 삶은계란 ) 예측모델 μmax 0.5 = (Temp ) Ln(LPD)= Temp Temp (5) 황색포도상구균생육과장독소생성영향요인황색포도상구균의생육과장독소생성은 ph, Aw, 온도등각각의환경요인에의해영향을받으며, 각요인의독립적영향보다는여러가지요인들의복합적인작용에더큰영향을받는다. 식약처의연구결과 (2011년) 독립적인요인의경우, 온도에의한영향이가장큰것으로나타났다.

41 제 2 장위해평가 33 가. ph 변화에따른황색포도상구균의생육변화및장독소생성능황색포도상구균의생육변화와장독소생성능은 ph에의존하는경향을나타냈으며, 황색포도상구균장독소생성최적 ph 범위는 7~7.5 이었고이에비해낮아지거나높아질수록장독소생성에필요한균체가많아지고배양시간이길어지며, ph 5 이하에서는장독소생성이없었다 ( 표 20, 그림 7). 나. Aw 변화에따른황색포도상구균의생육변화및장독소생성능황색포도상구균의생육변화와장독소생성능은 Aw에의존하는경향을나타낸다. 장독소 A는 Aw 0.93 이상에서생성되었고장독소 B는 Aw 0.96에서만생성되었다. 장독소 A의경우, Aw가 0.95일때가장낮은균체농도 (6.07 Log CFU/g) 에서도가장빨리 (12시간) 생성되는것으로나타나최적의 Aw로확인되었다. 따라서 Aw가 0.95보다높거나낮으면장독소생성에더많은균체나시간이필요한것으로나타났으며, Aw 0.92 이하에서는균체와시간이증가하더라도장독소 A가생성되지않았다 ( 표 21, 그림 8).

42 표 20. ph 변화에따른황색포도상구균생육변화및장독소생성능 시간 (h) ph P A B P A B P A B P A B P A B P A B P A B ± ± ± ± * P : 황색포도상구균오염도 (Log CFU/g) ; A : 장독소 A ; B : 장독소 B

43 표 21. Aw 변화에따른황색포도상구균의생육변화및장독소생성능 시간 (h) Aw P A B P A B P A B P A B P A B P A B P A B P A B ± ± ± ± * P : 황색포도상구균오염도 (Log CFU/g) ; A : 장독소 A ; B : 장독소 B

44 36 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 다. 온도변화에따른황색포도상구균의생육변화및장독소생성능황색포도상구균의생육변화와장독소생성능은온도에의존하는경향을나타냈으며, 10 C에서는균의생육이현저하게저하되었으며 35일후황색포도상구균이 7.24 Log CFU/g까지자랐을때에도장독소는전혀생성되지않았다. 따라서황색포도상구균은최적온도로갈수록낮은균체농도에서도장독소를생성하지만 10 C 이하에서는균체농도에상관없이전혀장독소를생성하지않았다 ( 표 22).

45 표 22. 온도변화에따른황색포도상구균의생육변화및장독소생성능조사 일 (day) 온도 (Temperature, C) P A B P A B P A B P A B P A B P A B ± ± ± ± * P : 황색포도상구균오염도 (Log CFU/g) ; A : 장독소 A ; B : 장독소 B

46 38 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products (6) 유통중소요시간및노출온도에따른황색포도상구균의변화소비자에게판매되기전구운 ( 삶은 ) 계란제품은 C 의실온조건에서보관되어지는것으로조사되었다 ( 그림 6). 보관제품들은대부분 168시간내에판매가이루어지고최대 480시간까지보관되어지는것으로나타났다 ( 그림 7). 마트에보관중인황색포도상구균의오염도는최소 5.18, 평균 1.82, 최대 8.8 log CFU/g으로초기오염도에비해높은수준으로증가함을나타났다 ( 그림 8). 그림 6. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관온도 그림 7. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관시간

47 제 2 장위해평가 39 그림 8. 마켓보관시구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균오염도변화 (7) 구매후이동에따른황색포도상구균의변화마트등에서구매되어진식품의이동은 25 C이하에서 2시간이내로이루어진다는선행연구결과를반영하였다. 이동후황색포도상구균의오염도는마트보관단계와유사한최소 5.18, 평균 1.82, 최대 8.8 log CFU/g으로나타났다 ( 그림 9). 그림 9. 구운 ( 삶은 ) 계란제품구매후이동시온도

48 40 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 그림 10. 구운 ( 삶은 ) 계란제품구매후이동시간 그림 11. 구매후이동에따른구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균오염량변화 (8) 섭취단계에서구운 ( 삶은 ) 계란중황색포도상구균오염도섭취단계에서구운 ( 삶은 ) 계란의황색포도상구균오염도는판매 / 구매단계의황색포도상구균의오염도, 보관온도, 프로그램을활용해도출하였다. 마트등에서구매되어이동된식품은가정에서 C 에서 ( 그림 12) 최대 48시간동안보관된후섭취되는것으로나타났고 ( 그림 13) 이시점의황색포도상구균오염도는마트보관단계와동일한최소 5.18, 평균 1.82, 최대 8.8 log CFU/g으로나타났다 ( 그림 14).

49 제 2 장위해평가 41 그림 12. 가정에서의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관온도 그림 13. 가정에서의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관시간

50 42 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 그림 14. 가정보관시구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균오염도변화 위해도결정 (Risk Characterization) (1) 알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 을통한황색포도상구균섭취량알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 을통한황색포도상구균의섭취량은섭취단계에서황색포도상구균의오염도, 섭취량, 10,000회이상의반복시행 (Iterations) 을통해최종결과를도출하였다. 한사람이하루에한번구운 ( 삶은 ) 계란을먹을때섭취하게되는황색포도상구균의수는평균 15 CFU/g 수준이었다. (2) RISK 발생수준황색포도상구균에대한용량-반응모델은 Rose 외 (1999) 의 exponential model(r= ) 을적용하였다. 황색포도상구균은 enterotoxin 에의해식중독이발생하므로, enterotoxin을고려하여위해평가를실시한연구도있으나 (Heidinger 외, 2009), 본연구에서는황색포도상구균세균수를고려하여위해평가를수행하였다. 시뮬레이션 (10,000 회의반복시행 ) 을통해위해수준을추정한결과, 현재의유통환경과소비수준에서구운 ( 삶은 ) 계란을섭취하였을때 0~95% 까지구간에서는 1일 1인식중독발생확률이 0으로나타났다. 다만, 99% 지점까지의누적식중독발생확률은 로나타났으며, 이는 95% 에해당하는대부분의인구에대해서는식중독발생확률이 0에가까우나, 일부극단

51 제 2 장위해평가 43 섭취자들에대해서는상대적으로높은식중독발생확률을보이는것으로해석될수있다 ( 표 23). 상온으로유통되는알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 의특성상한마리의균이라도오염되어있을경우유통을거쳐소비자에게도달하는시간동안식중독을유발할수있는장독소를생성할수있는균수로까지증식이가능하다. 표 23. 알가열성형제품 ( 구운 삶은계란 ) 의황색포도상구균에의한위해발생가능성 구분 5% 25% 50% 95% 99% Probability (illness/person/day) (3) 초기오염도에따른황색포도상구균섭취량예측매장보관단계에서황색포도상구균의초기오염도가 1, 2, 3 Log CFU/g라는극단가정하에현재의유통환경에서섭취단계의오염량을예측하였다. 그결과, 초기오염도가 1, 2, 3 Log CFU/g 일때최소인체위해농도인 5 Log CFU/g 이상성장가능한것으로예측되어, 황색포도상구균에오염된알가열성형제품이상온에서유통되면균이빠르게증식하여위해성이증가할우려가크다고예측되었다 ( 표 24). 따라서, 현규격 n=5, c=0, m=0/25g 은유지하는것이적절한것으로사료된다. 표 24. 초기오염도에따른섭취단계의황색포도상구균오염도에측값 초기오염도 (Log CFU/g) 섭취단계오염도 (log CFU/g) 최소값평균값최대값 (4) 민감도분석민감도분석을통한알가열성형제품섭취에따른황색포도상구균의위해수준에대한표준화회귀계수 (regression coefficients) 를분석한결과구운 ( 삶은 ) 계란제품의섭취량및섭취빈도가가장큰회귀관계가있는것으로나

52 44 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 타났고, 마트의보관시간, 보관온도순으로영향을미치는것으로나타났다 ( 그림 15). 구운 ( 삶은 ) 계란제품의보다안전한유통을위해서는마트에서의유통시간을단축하거나, 상온유통제품을냉장유통으로전환하는등의노력이필요하다고사료된다. 그림 15. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의황색포도상구균에의한위해영향관계 2.2 알가열성형제품중클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 위험성확인 (Hazard Identification) (1) 클로스트리디움퍼프린젠스의개요가. 특징클로스트리디움퍼프린젠스는혐기성의그람양성간균으로포자를형성한다. 토양, 하천과하수등자연환경, 사람과동물 ( 주요포유동물 ) 의장관 / 분변및식품등에널리분포하며, 포자는오염된곳에서오랫동안존재한다. 영양세포가포자를형성하는과정에서독소를생산하여식중독을일으키는균으로독소는 A, B, C, D, E형의 5 유형으로분류하며, 주로사람의식중독에관여하는것은 A형과 C형이다. 국제미생물기준설정위원회 (International Commission on Microbiological Specification for Foods, ICMSF) 에서식중독균위해성분류에서 C. perfringens type A( 식중독의주요원인균주 ) 는가장낮은위해정도인 moderate 로분류하고있다. 클로스트리디움퍼프린젠스에의한

53 제 2 장위해평가 45 식중독은육류섭취가많으며조리한다음보관한후먹는습성이있는서양에서많으며대량의식품을조리하여저장하는집단급식에서발생가능성이높다. 위해정도에따른 4가지분류 : severe hazard for general population / severe hazard for restricted population / serious hazard / moderate 그림 16. 클로스트리디움퍼프린젠스의전자현미경사진 1) 온도생장최적온도는 43~47 C 로일반세균보다높은편이나, 15 C 이하나 52 C이상의온도에서는거의증식하지않는다. 포자와독소생성의최적온도는 37 C이다. 포자를생산하는과정중에발생하는독소는열에약해 74 C 에서파괴된다. 2) ph 최적 ph는 6.0~7.0 이며생장가능 ph의범위는 5.0~9.0, 독소의최적생장 ph는 6.5~7.3이다. 3) 수분활성도최적수분활성도는 0.95~0.96이다. 4) 염도 일반적으로아질산나트륨과소금은균의성장을억제하지만염농도 5.0~ 8.0% 에서도생장이가능하다.

54 46 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 표 25. 클로스트리디움퍼프린젠스생장조건 ( 식품의약품안전처, 2013; Juneja 외, 2006) 조건 최저 최적 최고 온도 (oc) ph 수분활성도 염도 (%) 나. 분류영양세포가포자를생산하는과정중에독소 (Clostridium perfringens enterotoxin, CPE) 를생산하며, 이독소에의해식중독이발생한다. 이독소는열에약해 74 C에서파괴된다. 생산되는독소 ( 알파, 베타, 입실론, 아이오타 ) 에따라다섯가지 (A~E형) 로분류한다 ( 표 22). A형은주로알파독소를분비하며 B형은알파독소, 베타독소, 입실론독소를분비하고 C형은알파독소와베타독소를분비하며 D형은알파독소와입실론독소를분비하고 E형은알파독소와아이오타독소를분비한다 (McDonel, 1980). 건강한사람의장관에도존재하기때문에클로스트리디움퍼프린젠스에의한식중독으로진단하려면발병후 48시간내에최소분변 1 그램당 10 6 이상의포자가발견되어야한다. 표 26. 독소생성에따른클로스트리디움퍼프린젠스분류 (Sigrid Brynestad et al, 2002) type α-toxin β-toxin ε-toxin ι-toxin enterotoxin A B C D E gene genetic location plc cpb1 iap etx cpa cpb2 ibp chromosome plasmid plasmid plasmid cpe plasmid/ chromosome

55 제 2 장위해평가 47 다. 역사및유래클로스트리디움퍼프린젠스는 C. welchii( 웰치균 ) 으로불려졌던균으로 1890년대에영국, 독일, 프랑스에서각각개별적으로발견되었고, 임상시료에서분리되는클로스트리디움속중에서가장많은비중을차지한다. 사람의가스괴저, 패혈증을비롯한각종감염증을일으키며, 식품중에서도증식하여식중독을유발한다. 영국에서는 1941년경부터이균에의한것으로보이는식중독사례가보고되기시작했고, 1943년 Knox 등이식중독균임을확인하였다. McClung 는 1945년미국에서이균에의한것으로추정되는 4건의사례를보고하였다. 1953년 Hobbs 등은식중독원인균은클로스트리디움퍼프린젠스의특정균주에국한된다는것을증명하였다 ( 식품의약품안전처, 2013a). 라. 식중독증상및치료영양세포가증식하면서장독소 (enterotoxin) 를생성한후, 소장에서특이적인수용체와결합하면위장내에형태적변화, 설사, 복통등을일으킨다. 잠복기는 8~12시간이며, 설사, 복통, 통상적으로가벼운증상후회복된다. 증상은 24시간이면사라지나, 경미한증상이남아 1주 ~2주가량지속된다. 치료를위해서는충분히수분을섭취하며심각한경우정맥주사를통해수분과전해질을공급해주고, 항생제치료는권장되지않는다 ( 식품의약품안전처, 2013a). 마. 식중독예방법육류등의식품은중심부온도가 63 ~ 74 C 이상이되도록완전히조리한다. 조리후보관은 60 C 이상에서하거나, 5 C 이하에서보관한다. 남은음식은 74 C 이상에서다시가열한후섭취하도록한다. 남은음식은최대한빠르게냉동하여보관한다 ( 식품의약품안전처, 2013a). (2) 축산물에서의오염현황가. 축산물국내에서판매되는축산물에서클로스트리디움퍼프린젠스의오염수준에관한모니터링자료는다음표 27와같다. 김주영외 (2012) 는돼지고기와쇠고기각각 233개의시료를채취하여클로스트리디움퍼프린젠스오염도를조사한결과돼지고기의경우 0.9%, 쇠고기의경우 2.6% 로나타났다.

56 48 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 박현정외 (2012) 는 2010년 2월부터 11월까지육가공장에서제조시 1차및 2차가열을실시한햄류 53 개소시지류 37 개품목총 1,080 개의시료를채취하여클로스트리디움퍼프린젠스오염도조사를실시하였다. 조사결과, 3 개제조회사의햄류 3 개에서검출되었고 ( 검출률 0.5%), 소시지류에서는검출되지않았다. 이중 1차가열살균만을처리한제품은 1 개이며 (0.2%), 2차가열살균까지처리한제품은 2 개 (0.4%) 로나타났다. 표 27. 국내축산물중클로스트리디움퍼프린젠스검출현황 종류시료수 ( 개 ) 양성시료수 ( 개 ) 오염도 (%) 참고문헌 돼지고기 쇠고기 소시지류 햄류 김주영외, 2005 박현정외, 2012 (3) 식중독발생현황가. 국내식중독발생현황식품의약품안전처의식중독통계자료를살펴보면, 2002년부터 2014년까지발생건수와환자수는점차증가하였으며, 2014년클로스트리디움퍼프린젠스식중독발생건수는 28 건, 환자수는 1,689 명인것으로보고되었다 년이후에는발생건수는감소하였지만발생건수에비해다소많은환자수를나타내고있다 ( 표 28). 이는클로스트리디움퍼프린젠스의식중독발생장소가학교, 기업등의급식이이루어지는곳으로대규모식중독사태로이어지는확률이높기때문이다. 표 28. 국내클로스트리디움퍼프린젠스식중독발생현황 ( 식품의약품안전처, 2015a) 연도 발생건수 환자수 ,

57 제 2 장위해평가 49 나. 국외식중독발생현황미국의질병관리본부 (Centers for Disease Control and Prevention, CDC)(2015b) 통계자료에의하면, 2013년식중독발생건수는확정건수와의심건수를모두합하여총 818 건이었고그중클로스트리디움퍼프린젠스식중독의발생건수는 27 건으로전체식중독발생건수에서약 4% 정도의비율을차지하였다. 호주의식중독발생통계에서는클로스트리디움퍼프린젠스독소에의한식중독이계속적으로발생하였으며 2011년까지그비율이 5~10% 정도로비교적높게나타나다가최근 2012, 2013년에들어발생비율이 2% 정도로낮아진경향을확인할수있었다. 클로스트리디움퍼프린젠스독소식중독의주요원인식품은밝혀진바가거의없고, 일부만이치킨커리, 로스트비프, 치킨브리또등으로추정되고있다 (OzFoodNet, 2015). 뉴질랜드에서발생한 2011년클로스트리디움퍼프린젠스식중독사고는 4 건이며환자수는 56 명이었다 (ESR, 2012). 2012년에도 4 건이었으며환자수는감소하여 18 명이었으나 (ESR, 2013), 2013년도에는클로스트리디움퍼프린젠스식중독이 9 건발생하였고이로인한 208 명의환자가발생하여전년도에비해급증한것으로나타났다. 발생한사고의원인식품은로스트포크, 치킨커리, 파스타등이었다 (ESR, 2014)( 표 29). 표 29. 국외클로스트리디움퍼프린젠스식중독발생현황 (CDC, 2015b; OzFoodNet, , 2015; ESR, ) 국가 건수비율건수비율건수비율건수비율건수비율 미국 호주 뉴질랜드 (4) 국내외관리기준가. 국내관리기준국내에서는최근들어축산가공식품을중심으로정량기준이마련되고있다 ( 표 30).

58 50 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 표 30. 클로스트리디움퍼프린젠스의국내기준 ( 식품의약품안전처, 2016) 국가 한국 규격기준및규제 < 축산물의가공기준및성분규격 > - 식육 ( 제조, 가공용원료는제외한다 ), 살균또는멸균처리하였거나더이상의가공, 가열조리를하지않고그대로섭취하는가공식품은불검출 - 생햄및발효소시지, 자연치즈및가공치즈에서 n=5, c=2, m=10, M=100 - 햄류및소시지류, 식육추출가공품에서 n=5, c=1, m=10, M=100 이며, 멸균제품은 n=5, c=0, m=0/25 g < 식품공전 > - 장류 ( 메주제외 ), 고춧가루또는실고추, 김치류, 젓갈류, 절임식품, 조림식품, 복합조미식품, 향신료가공품, 식초카레분및카레 ( 액상제품제외 ) 에서 100 이하 /g( 멸균제품은음성이어야함 ) - 이외에식품및개별규격이정하여지지아니한식품중더이상의가공, 가열조리를하지않고그대로섭취하는가공식품에서음성 최종개정일 ( 고시일, 작성일 ) 식품의기준및규격전부개정고시 ( ) 나. 국외관리기준 클로스트리디움퍼프린젠스에대한제외국의기준및규격은표 31 과같다. 표 31. 클로스트리디움퍼프린젠스의국외기준 국가 식품 기준 (cfu/g) 적용시점 제도 Canada Spices m=10000 M= (n=5 c=2) Manufacturing level Guidelines France Vegetables m=100 M=1000(100g; n=5 c=2) End of shelf life Mandatory Netherlands All foods < Consumption Mandatory New Zealand Herbs m=100 M=1000(n=5 c=2) Not specified Guidelines New Zealand Spices m=100 M=1000(n=5 c=2) Not specified Guidelines Norway Sauces m=100 M=1000(n=5 c=2) Not standardized Guidelines South Africa Dried spices Not detectable in 20g Retail Mandatory Switzerland All foods (not ready to eat) < Swiss food manual Mandatory 위험성결정 (Hazard Characterization) (1) 최소최소인체위해용량오염된식품으로인한클로스트리디움퍼프린젠스의감염량은약 10 5 ~10 8 cells/g 정도로조사되었다 ( 식품의약품안전처, 2012)( 표 32). 국내박명수 (2014) 의연구에서는국내주요식중독원인세균에대한정량적미생물위해

59 제 2 장위해평가 51 평가연구에필요한최소인체위해용량을조사하기위하여, 메타분석 (metaanalysis) 을통한식중독세균들의최소인체위해용량을분석하였다. 클로스트리디움퍼프린젠스의최소인체위해용량은최소값 10 2 cells/g, 최대값 10 8 cells/g, 중위수 10 7 cells/g, 5th percentile 10 2 cells/g, 25th percentile 에서 75th percentile 까지 10 6 ~10 8 cells/g, 95th percentile 10 8 cells/g의최소인체위해용량분포를나타내었으며, 메타분석을통한클로스트리디움퍼프린젠스의최소인체위해용량은상대빈도값이가장높은 10 7 cells/g을최소인체위해용량으로선정하였다. 이는 Leggett 외 (2012) 가보고한약 10 5 ~10 8 cells/g 수준과비슷한결과로나타났다. 표 32. 클로스트리움퍼프린젠스에대한최소인체위해용량분포 ( 식품의약품안전처, 2012) 식품유형 최소인체위해용량 (spores/g) 참고문헌 Leggett 외, 2012 가금육, 우유 >500 Schmidt, 2005 육류, 채소, 허브류, 날가공품 (raw processed foods) >10 6 cells or >10 6 spores/g FDA, 2012 육류 >10 7 Brynestad 외, 2002 육류, 그레이비 >10 8 Kothary 외, 2001 물 10 8 Burrows and Renner, 1999 생식품 (raw foods) 10 8 Ward 외, 1997 식품 10 8 Granum 외, 1995 (2) 클로스트리디움퍼프린젠스용량-반응모델클로스트리디움퍼프린젠스에의한식중독발생확률을추정하기위하여클로스트리디움퍼프린젠스의용량-반응관계를나타낼수있는 Golden 외 (2009) 의 Exponential model 1) 을활용하였다 ( 표 33). 표 33. 클로스트리움퍼프린젠스의용량 - 반응모델 변수모델참고문헌 r= Exponential Golden 외, ) 지수함수모델 ; P(d)=1-exp(-rd)

60 52 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 노출평가 (Exposure assessment) (1) 노출시나리오알가열성형제품중구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스노출평가는제조직후, 판매 / 구매및섭취단계로나누어시나리오를수립하여수행하였다. 표 34. 알가열성형제품중구운 ( 삶은 ) 계란의단계별노출평가시나리오 Senario Stage Temperature range( ) Storage time(h) Stage 1 Retail market Stage 2 Transfer to home Stage 3 Home storage (2) 알가열성형제품중클로스트리디움퍼프린젠스오염도구운 ( 삶은 ) 계란 430 시료중클로스트리디움퍼프린젠스는 0개의시료에서검출되었고, 베타분포등의기법을활용하여통계처리한결과초기오염도는최소 6.87, 평균 3.02, 최대 log CFU/g으로나타났다 ( 그림 17). 그림 17. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스초기오염도

61 제 2 장위해평가 53 (3) 알가열성형제품섭취량및섭취빈도식품섭취량은 50대주요축산식품의섭취량및패턴조사 ( 식약처, 2015) 의조사결과를이용하였으며, 생장예측모델에서최대증식속도를나타낸알가열성형제품의섭취량 (70.2±14.2g) 을적용하였다 ( 그림 18). 그림 18. 구운 ( 삶은 ) 계란제품섭취량 (4) 알가열성형제품중클로스트리디움퍼프린젠스생육예측모델 가. 1 차모델개발 1 차모델로는 Baranyi model (Baranyi 와 Robert, 1994) 을이용하였으며, 온도별행동패턴결과를바탕으로최대성장률 (μmax; maximum specific growth rate, log CFU/g/h), 유도기 (LPD; lag phase duration, h) 초기 세균수 (N0; the initial bacterial counts, log CFU/g), 최대생장세균수 (Nmax; the final bacterial counts, log CFU/g) 를계산하였다. [Baranyi model] exp m ax m ax ln exp m ax m ax m ax : maximum specific growth rate : the initial bacterial counts m ax : the final bacterial counts exp m ax

62 54 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products : a parameter defining the initial physiological state of the cells : time 알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 에서클로스트리디움퍼프린젠스는저장온도 (4, 10, 15, 20, 30, 37 C) 에서 4, 10 C 를제외한모두증가하였으며속도의차이 는있었으나생장패턴은유사하게나타났다.( 표 35). 표 35. 알가열성형제품에서클로스트리디움퍼프린젠스의최대성장속도및유도기 구분 구운 ( 삶은 ) 계란 최대성장속도 (μmax, Log CFU/g/h) ± ± ± ± ±5.47 유도기 (LPD, h) ± ± ±0.75 나. 2 차모델개발 1 차모델에서얻어진유도기와성장률값을아래의식에적용하여유도기와 성장률각각에대해온도요인을고려한 2 차모델을개발하였다. [Square root model] m ax m in μ m ax : maximum specific growth rate : slope of linear equation : storage temperature m in : theoretical minimum temperature [Polynomial equation] : lag phase duration : constant : constant : constant

63 제 2 장위해평가 55 : storage temperature 1차모델에서계산해낸 μmax, LPD 값을 2차모델의변수값으로사용하여 2차모델을개발한것은아래와같다. μmax는 square root model, LPD는 polynomial 모델을사용하였다. 온도변화에따른유도기와성장률의 2차생육예측모델은아래와같으며, 유도기는온도에반비례하고성장률은온도에비례하여증가하는것으로나타났다 ( 표 36). 표 36. 알가열성형제품에서클로스트리디움퍼프린젠스의 2 차생장예측모델 식품군 구운계란 예측모델 μmax0.5= (Temp ) Ln(LPD)= Temp Temp (5) 유통중소요시간및노출온도에따른변화판매전구운 ( 삶은 ) 계란제품은 10~25 C의실온조건에서보관되어지는것으로조사되었다 ( 그림 19). 보관제품들은대부분 168시간내에판매가이루어지고최대 480시간까지보관되어지는것으로나타났다 ( 그림 20). 마트에보관중인클로스트리디움퍼프린젠스의오염도는최소 6.68, 평균 2.88, 최대 log CFU/g으로초기오염도와유사한수준으로나타났다 ( 그림 21).

64 56 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 그림 19. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관온도 그림 20. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의마트보관시간 그림 21. 마켓보관시구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스오염도변화

65 제 2 장위해평가 57 (6) 구매후이동에따른변화마트등에서구매되어진식품의이동은 25 C이하에서 2시간이내로이루어진다는선행연구결과를반영하였다 ( 그림 22, 23). 이동후클로스트리디움퍼프린젠스의오염도는마트보관단계와유사한최소 6.68, 평균 2.88, 최대 1.26 log CFU/g으로나타났다 ( 그림 24). 그림 22. 구운 ( 삶은 ) 계란제품이동온도 그림 23. 구운 ( 삶은 ) 계란제품이동시간

66 58 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 그림 24. 구매후구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스오염도변화 (7) 섭취단계에서구운 ( 삶은 ) 계란중클로스트리디움퍼프린젠스오염도섭취단계에서구운 ( 삶은 ) 계란의클로스트리디움퍼프린젠스오염도는판매 / 구매단계의크로스트리디움퍼프린젠스의오염도, 보관온도, NY, USA) 프로그램을활용해도출하였다. 마트등에서구매되어이동된식품은가정에서 10 ~ 25 C 에서 ( 그림 25) 최대 48시간동안보관된후섭취되는것으로나타났고 ( 그림 26) 이시점의클로스트리디움퍼프린젠스오염도는마트보관단계와동일한최소 6.68, 평균 2.88, 최대 log CFU/g으로나타났다 ( 그림 27). 그림 25. 가정의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관온도

67 제 2 장위해평가 59 그림 26. 가정의구운 ( 삶은 ) 계란제품보관시간 그림 27. 가정보관후구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스오염량변화 위해도결정 (Risk Characterization) (1) 알가열성형제품을통한클로스트리디움퍼프린젠스섭취량알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 을통한클로스트리디움퍼프린젠스의섭취량은섭취단계에서의오염도, 섭취량, 10,000회이상의반복시행 (Iterations) 을통해최종결과를도출하였다. 한사람이하루에한번알가열성형제품을먹을때섭취하게되는클로스트리디움퍼프린젠스의수는평균 Log CFU/g으로낮은수준

68 60 알가열성형제품에서의황색포도상구균및클로스트리디움퍼프린젠스위해평가 Risk Assessment of Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens in processed egg products 이었으며극단섭취량도최대 CFU/g 수준으로최소인체위해용량 (10 7 CFU /g) 에미치지못하는매우낮은수준으로나타났다 ( 그림 28). (2) Risk 발생수준시뮬레이션을통해위해수준을추정한결과, 현재의유통환경과소비수준에서알가열성형제품 ( 구운 / 삶은계란 ) 을섭취하였을때 1일 1인에게서클로스트리디움퍼프린젠스에의한식중독발생확률은최대 ± 으로추정되었다 ( 그림 32). 10,000 회의반복시행에서 99% percentile 지점까지 1일 1인식중독발생확률이 로나타나현재유통조건하에클로스트리디움퍼프린젠스에대한위해도는매우낮은것으로사료된다 ( 표 37). 알가공품의클로스트리디움퍼프린젠스현규격 n=5, c=0, m=0/25g' 은적절히지켜지는것으로나타났다. 그림 28. 구운 ( 삶은 ) 계란제품의클로스트리디움퍼프린젠스에의한위해발생가능성 표 37. 알가공품의클로스트리디움퍼프린젠스에의한위해발생가능성 구분 5% 25% 50% 95% 99% Mean Probability (illness/person/day)

69 제 2 장위해평가 61 (3) 초기오염도에따른클로스트리디움퍼프린젠스섭취량예측매장보관단계에서클로스트리디움퍼프린젠스의초기오염도가 1, 2, 3 Log CFU/g라는가정하에현재의유통환경에서섭취단계의오염량을예측하였다. 그결과, 초기오염도가 3 Log CFU/g일때에도섭취단계에서황색포도상구균오염량이최대 3.61 Log CFU/g까지만증식하는것으로예상되어식중독발병의최소오염도인 8 Log CFU/g에미치지못하는것으로나타났다. 따라서, 현재의유통환경에서황색포도상구균에의한식중독발생가능성은낮은것으로나타났으며, 위해성과규격조화등을고려하였을때 정량규격설정 ' 을고려하는것이적절할것으로사료된다 ( 표 38). 표 38. 초기오염도에따른섭취단계의황색포도상구균오염도예측값 초기오염도 (Log CFU/g) 섭취단계오염도 (log CFU/g) 최소값평균값최대값 (4) 민감도분석민감도분석을통한알가열성형제품섭취에따른클로스트리디움퍼프린젠스의위해수준에대한표준화회귀계수 (regression coefficients) 를분석한결과, 알가열성형제품의섭취량및섭취빈도가가장큰회귀관계가있는것으로나타났고, 초기오염도, 마트에서의보관온도순으로영향을미치는것으로나타났다.