농업생명과학연구 45(6) pp.163-173 Journal of Agriculture & Life Science 45(6) pp.163-173 농산물우수관리제도 (GAP) 적용을 위한 고추농가의 미생물학적 위해도 평가 남민지 1 허록원 2 이원경 2 김경열 2 정도영 3 김정숙 4 심원보 4* 정덕화 2,4 1 한국보건산업진흥원HACCP지원사업단, 2 경상대학교 응용생명과학부(BK 21 program), 3 경상대학교 식품공학과, 4 경상대학교 농업생명과학연구원 접수일(2011년 07월 05일), 수정일(2011년 11월 29일), 게재확정일(2011년 12월 20일) Microbiological Hazard Analysis of Hot Pepper Farms for the Application of Good Agricultural Practices (GAP) System Min-ji Nam 1 Rok-Won Heo 2 Won-Gyeong Lee 2 Kyeong-Yeol Kim 2 Do-Yeong Chung 3 Jeong-Sook Kim 4 Won-Bo Shim 4* Duck-Hwa Chung 2,4 1 Korea Health Industry Development Institute, Dept. of HACCP Promotion Daejeon 301-722, Korea 2 Div. of Applied Life Science(BK 21 program), Graduate School, Gyeongsang National Univ., Jinju 660-701, Korea 3 Dept. of Food Science and Technology, Gyeongsang National Univ., Jinju 660-701, Korea 4 Insti. of Agric. & Life Sci., Gyeongsang National Univ., Jinju 660-701, Korea 초록 Received: JUL. 05. 2011, Revised: NOV. 29. 2011, Accepted: DEC. 20. 2011 본 연구에서는 고추재배 농가에 대한 농산물우수관리제도(Good agricultural practices, GAP) 적용을 위한 미생물학적 위해분석을 수행하였다. 경북 청송에 위치한 고추재배 농가 3곳을 선정한 후 재배환 경 도구, 작물, 작업자 및 공중낙하균에 대하여 시료를 수집하였고, 위생지표세균, 병원성 미생물 및 곰팡이를 분석하였다. 그 결과, 일반세균, 대장균군 및 곰팡이는 3 곳의 농가에서 각각 0.7~6.2, 0.2~4.7, 0.4~4.3 log CFU 수준으로 확인되었고 총 90점의 시료 중 4점의 시료(작물 잎 1점, 농업용 수 1점 및 토양 2점)에서 대장균이 검출되었다. 병원성 미생물 Staphylococcus aureus의 경우 B 농가의 작업복에서만 1.0 log CFU/100 cm 2 로 검출되었고, Bacillus cereus는 B와 C 농가의 재배환경 도구와 작업자에서 1.0~2.5 log CFU 수준으로 확인되었다. 그러나 다른 병원성 미생물의 경우는 모든 시료에 서 검출한계이하의 수준으로 검출되었다. 이상의 결과로 볼 때 농가에서 재배되고 있는 고추에 대한 잠 재적인 미생물학적 위해가 확인되었고, 이를 최소화할 수 있는 관리시스템, 예를 들면 GAP와 같은 관리 시스템이 미생물학적 위해로부터 고추의 안전성 확보를 위해 적용되어야 할 것으로 판단된다. 검색어 - 미생물학적 위해, 고추, 농산물우수관리제도(GAP) ABSTRACT The objective of this study was to determine microbiological risk factors in hot pepper farms for the application of good agricultural practices (GAP). Samples were collected from cultivation environments and utensils, plants, workers, and air at 3 hot pepper farms located in Cheongsong, Korea and were tested to detect sanitary indications [aerobic plate bacteria (APC), coliform, and Escherichia coli], foodborne pathogens, and fungi. APC, coliform, and fungi were detected at the levels of 0.7~6.2, 0.2~4.7, and 0.4~4.3 log CFU, respectively, in the three farms. Four (4.4%; l leaf, l irrigation water, and 2 soil) of 90 samples collected were revealed to be E. coli positives. For foodborne pathogens, Staphylococcus aureus was only detected at 1.0 log CFU/100 cm 2 in the worker's cloth of B farm, and Bacillus cereus was detected at the levels 1.0~2.5 log CFU in the cultivation environments and utensils and worker of B and C farms. However, other pathogens were not detected. The results demonstrated potential microbiological risks for hot pepper cultivated in the farms. Therefore, a management system to minimize the microbial risk such as GAP is required to ensure the safety of hot pepper. Key words - Microbiological risk, Hot pepper, Good agricultural practices(gap) *Corresponding author: Won-Bo Shim Tel: +82-55-772-1903 Fax: +82-55-757-5485 E-mail: dbqlrhd@hanmail.net
164 Journal of Agriculture & Life Science 45(6) Ⅰ. 서 론 고추(Capsicum annum L.)는 가지과(Solanaceae) 에 속하는 1년초 단일작목으로 약 400년 전 국내에 도입되어 채소작물 중 가장 많은 재배면적을 차지하 고, 식품첨가용 향신료 및 조미료 등 한국인의 식생 활에 중요한 위치를 차지하고 있다(Jeong et al., 2007). 또한 매운 맛 성분인 capsaicin 및 dihydrocapsaicin과 붉은색소 성분인 capsanthin, capsorubin, β-carotene, β-cryptoxanthin 및 zeaxanthin 등은 항암효과, 혈중LDL산화 억제효과 및 항균작용 등의 생리활성도 보고되고 있다(Yang et al., 2007). 고추의 재배기간은 다른 작물보다 상대적으로 길 고, 초기 생육기에 강우가 잦으며, 온도가 높은 계절 을 거치게 되므로 다양한 병해충이나 미생물에 감염 될 위험성이 높다(Vos & Duriat, 1995). 특히, 미생 물은 주변의 환경조건뿐만 아니라 토양, 오염된 관 개용수, 비위생적인 개인위생 및 생산기술에 의해 농산물로 교차오염 될 가능성이 높기 때문에 미생물 학적인 관리가 요구된다. 실제로 정부는 안전한 농 산물을 생산하기 위한 방안으로 유기 농산물 생산, 친환경 농산물 생산 및 생산 이력제 등과 같은 정책 들을 적용하는 등의 많은 노력을 기울여 왔지만, 이 러한 기존의 안전농산물 관리제도는 대부분 화학적, 물리적 위해요소 위주로 관리되어 생물학적 위해요 소 관리가 부족한 것으로 지적되어 왔다(Chung, 2007). 국외에서는 오래 전부터 유기농법 및 재래농 법으로 생산한 농작물의 생물학적 위해성과 잔류 농 약 분포 등을 조사하여 소비자들에게 정보를 제공하 고 있으나, 우리나라의 경우는 농약 및 중금속 오염 정도에 대한 연구만이 활발히 이루어져 오고 있을 뿐 생산단계에서 최종 소비단계까지 생물학적 위해 요소에 대한 체계적인 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다(Kim et al., 2009). 최근 미국 질병관리센터(Center for disease control; CDC)의 보고서에 따르면 1996년부터 2005 년 사이 미국인의 과채류 섭취량은 9% 증가한 반면, 이로 인한 식중독 발병률은 39% 증가한 것으로 보고 하였고, 신선채소류와 샐러드에 Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes 및 Salmonella 등과 같은 병원성 미생물이 오염된 사례와 식중독 발생사례 등이 빈번하게 보고되었다(Hedberg et al., 1999; Beuchat et al., 2001). 국내의 경우 다행히 신선편의채소류에 의한 식중독 발생사례는 아직까지 발표된 바는 없지만, 2003년과 2004년에는 과채류 및 그 가공품, 그리고 즉석 샐러드에서 식중독 발생 과 황색포도상구균의 검출 등이 각각 보고되어 병원 성 미생물에 의한 식중독발생 위험을 효율적으로 관 리 및 제어할 수 있는 종합적인 안전시스템 확립이 요구되고 있는 실정이다(KFDA, 2004). 이러한 요구 로 정부에서 농산물우수관리제도(Good agricultural practices; GAP)를 도입하였으며, 이에 위해요소중점 관리제도(Hazard analysis critical control point; HACCP)원리를 접목하여 농산물의 재배환경, 재배과 정, 수확 및 수확 후 과정 중에 발생 가능한 농식품 위해요소를 분석하여 집중적으로 관리할 수 있는 제 도를 마련하고자 노력하고 있다(Kim, 2009). 그러나 현재 GAP 기준이 고시되어 GAP 제도가 시행되고 있으나 GAP 제도의 출발부터 HACCP원리에 기초한 GAP 시스템이 정립되지 못해 기존의 안전농산물관 리제도와 혼선을 빚어왔고, 또한 각 농가에서 구체적 으로 실행할 수 있는 실천세부내용 역시 부족하여 수정 보완해야 할 부분이 많은 실정이다. 특히, 생물 학적 위해요소 관리를 포함하여 HACCP 원리에 기 초한 GAP 시스템의 구축이나 이와 관련된 연구논문 이 국내 외에서는 거의 없는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 고추농가를 대상으로 미생물 학적 위해분석을 실시함으로써 고추의 GAP 모델개 발에 필요한 생물학적 위해요소의 기초정보를 제공 하고자 한다. Ⅱ 재료 및 방법 2.1 고추재배농장 선정 및 시료채취 본 연구를 위하여 2009년 6월부터 9월 사이 경상 북도 청송군에 소재하는 고추농장 3곳을 선정하였 고, 선정된 고추농장을 대상으로 재배환경 작업도 구(토양, 농업용수, 마대자루), 작물(고추, 잎, 줄 기), 개인위생(손, 장갑, 작업복) 및 공중낙하균 등 4가지 항목으로 분류하여 총 90점의 시료를 채취하 였으며, 미생물 검사를 위한 시료 채취는 다음과 같
Nam et al. : Microbiological Hazard Analysis of Hot Pepper Farms for the Application of Good Agricultural Practices (GAP) System 165 이 실시하였다(Table 1). 먼저 토양의 경우, 농산물 우수관리제도(Good agricultural practices; GAP) 분석기준 및 토양오염공정시험법에 준하여 각 필지 당 선정된 임의의 지점에서 지그재그 형으로 10개 지점의 토양을 모두 혼합하여 각 시료당 약 3 kg이 되도록 멸균된 시료채취용 팩에 수집하였고(Kim, 2009), 농업용수는 각 농가에서 사용하고 있는 지하 수를 대상으로 멸균채수병에 약 2 L씩 채수하였다. 표면검체 시료인 마대자루와 장갑, 작업복은 작업에 사용되고 있는 것을 대상으로 채취가능한 면적 또는 10 x 10 cm의 면적대로 Swab kit(3m e swab, 3M China Ltd., Shanghai, China)를 사용하여 swabbing 하였고(Beuchat, 1996), 작업자의 손은 멸균 시료팩에 50 ml의 멸균 생리식염수를 붓고 손 을 씻어서 검액을 채취하는 glove juice법에 준하여 시료를 채취하였다(Choi, 2005). 그리고 고추, 잎 및 줄기는 앞서 토양의 시료채취와 동일한 방법을 적용하여 멸균된 시료채취용 팩에 25개씩을 채취하 였다. 채취된 모든 시료는 얼음을 채운 시료보관용 아이스박스에 담아 실험실로 냉장 운반하여 4시간 이내에 실험을 실시하였다. Table 1. Collected samples and the number of samples used for microbiological analysis from 3 farms Samples Steps Sampling methods The number of samples Pepper Sterilized sample bag 9 Leaf Sterilized sample bag 9 Trunk Sterilized sample bag 9 Soil Sterilized sample bag 9 Cultivation environments Irrigation water Sterilized plastic bottle 9 and utensil Sack Swabbing 9 Hand Glove juice 9 Workers hygiene Glove Swabbing 9 Cloth Swabbing 9 Airborne - 9 Total 90 2.2 시료 전처리 채취된 모든 시료는 교차오염 인자를 차단하기 위 해 clean bench에서 무균적으로 처리되었고, 일반세 균, 대장균군, 대장균 등의 위생지표세균과 곰팡이 분석을 위한 전처리 과정은 다음과 같다. 먼저, 토양 은 멸균된 시약스푼을 이용하여 stomacher pack에 10 g을 취하여 멸균된 0.85% 생리식염수 90 ml와 혼합하고 균질화시킨 후 분석에 사용하였고, 농업용 수는 별다른 전처리과정 없이 원액을 사용하였다. 마대자루, 장갑 및 작업복과 같이 swabbing된 표면 검체시료와 glove juice법에 의해 수집된 작업자 손 시료의 경우는 별다른 전처리과정 없이 강하게 진탕 하여 본 실험에 사용하였다. 그리고 고추, 잎 및 줄 기는 각각 5개(장, g)씩 stomacher pack에 취하여 0.85% 생리식염수와 혼합한 후 마사지 또는 균질화 시켜 미생물 검사에 사용하였다. 또한, 병원성 미생물 측정을 위하여 표면검체시료 와 작업자 손의 glove juice 액은 각각 1 ml를 취하 여 각 병원성 미생물의 증균배지 9 ml에 접종하였 고, 토양, 고추 및 잎 등의 고체 시료는 10 g(개, 장)을 각각의 증균배지 90 ml와 혼합하여 균질화 시켰다. 2.3 위생지표세균 및 곰팡이 측정 고추농장의 재배환경에 대한 전반적인 위생상태를 확인하기 위해 일반세균, 대장균군, 대장균 등의 위 생지표세균과 곰팡이에 대한 검사를 다음과 같이 실 시하였다. 먼저, 일반세균과 대장균군 검사를 위하여 전처리된 시료 1 ml를 취하여 9 ml 멸균된 0.85% 생리식염수를 이용하여 단계희석법으로 희석한 후, 각 희석검액에서 1 ml를 3개의 petridish에 접종하 였다. 그 후 일반세균 측정을 위해서는 plate count
166 Journal of Agriculture & Life Science 45(6) agar(pca, Difco, Becton Dickinson and Company, Sparks, MD, USA)를, 대장균군 측정을 위해서는 desoxycholate lactose agar (DLA, Difco) 를 각각 15 ml 정도 petridish에 분주하고, 시료와 배지를 잘 혼합하여 굳혔다. 고형화된 배지는 확산 집락을 방지하기 위해 각각의 배지 5 ml씩 중층하 여 37 o C에서 48시간 배양한 후 일반세균은 흰색 콜 로니, 대장균군은 붉은색 콜로니를 각각 계수하였다. 그리고 대장균은 전처리된 시료 1 ml를 EC broth (Oxoid, UK)에 접종하여 37 o C에서 24시간 동안 증 균과정을 거친 후 durham 발효관에 가스가 포집된 양성관에 한하여 선택배지인 eosin methylene blue agar (EMB, Difco)에 도말하여 37 o C에서 24시간 배 양하였다. 배양된 시료 중 녹색의 금속성 광택을 띄 는 집락만을 선택적으로 tryptic soy agar(tsa, Difco)에서 배양시킨 후 다시 API 20E (biomérieux SA, Marcy ÍEtoile, France)를 이용하 여 재확인하였다. 또한, 곰팡이도 앞선 일반세균 및 대장균군 측정방 법과 동일하게 전처리된 시료 1 ml를 멸균된 0.85% 생리식염수를 이용하여 단계희석한 후 각 희석검액 에서 0.1 및 1 ml를 취하여 rose bengal agar (RBA, Difco)에 도말하여 28 o C에서 72시간 배양한 후 특정 colony를 계수하였으며, 모든 세균수는 log 10 CFU값으로 환산하여 나타내었다. 2.4 병원성 미생물 측정 1) Escherichia coli O157, Listeria monocytogenes 및 Salmonella spp. 주요한 식중독세균인 E. coli O157, L. monocytogenes 및 Salmonella spp.는 식품공전에 준하여 다음과 같이 증균 및 분리배양, 그리고 확인 시험 과정을 거쳐 오염여부를 확인하였다(KFDA, 2008). 먼저, E. coli O157의 경우 전처리된 시료를 mec broth에 첨가한 후, 37 에서 24시간 동안 증 균배양 하였고, 증균배양액 중 양성으로 의심되는 시료를 대상으로 macconkey sorbitol agar (SMA, Difco)에 접종하여 37 o C에서 24시간 동안 배양하였 다. 배양 후 sorbitol을 분해하지 않는 무색집락을 대상으로 PowerCheck TM Escherichia coli O157 (verotoxin 2) Detection Kit를 이용하여 PCR로 1차 확인하였고, 양성으로 의심되는 시료만을 선택적으 로 API 20E (biomérieux)를 이용하여 오염여부를 재확인하였다. 그리고 L. monocytogenes는 전처리 된 시료를 fraser broth 10 ml에 접종하여 증균한 후, 그 증균배양액 중 양성으로 의심되는 시료에 대 하여 oxford agar에 접종하여 30 에서 24시간 배 양하였다. 배양 후 의심집락을 대상으로 PowerCheck TM Listeria monocytogenes Detection Kit를 이용하여 PCR로 1차 확인을 거친 후, 양성으 로 의심되는 시료만을 선택적으로 API 20E (biomérieux)를 사용하여 동정하였다. 또한, Salmonella spp.도 앞서 설명한 E. coli O157 및 L. monocytogenes와 동일한 방법으로 전처리된 시료를 Rappaport-Vassiliadis broth 10 ml에 접종하여 증 균한 후, 그 증균배양액 중 양성으로 의심되는 시료 에 대하여 xylose lysine desoxycholate agar (XLD, Difco)에 접종하여 37 에서 24시간 배양하였으며, 의심되는 집락을 E. coli O157 및 L. monocytogenes와 같이 PowerCheck TM Salmonella spp. Detection Kit를 이용하여 PCR로 1차 확인을 거친 후, 양성으로 의심되는 시료만을 선택적으로 API 20E (biomérieux)를 이용하여 오염여부를 재확 인하였다. 2) Staphylococcus aureus 및 Bacillus cereus S. aureus 및 B. cereus 역시 앞서 설명된 E. coli O157, L. monocytogenes 및 Salmonella spp.와 같 이 식품공전에 준하여 분석을 실시하였다. 먼저, 전 처리된 시료 1 ml를 취해 멸균된 생리식염수를 이 용하여 10진 단계희석법으로 희석한 후 각 희석 검 액 0.1 및 1 ml씩을 취하여 S. aureus와 B. cereus 분석을 위해 baird-parker agar (BPA, Difco)와 mannitol-egg yolk polymyxin agar (MYP, Difco) 에 각각 도말하여 37 o C에서 48시간 동안 배양하였 다. 배양된 집락을 대상으로 제조사의 메뉴얼에서 제시한 특정 집락을 대상으로 각각 계수하였고, 계 수한 각 평판에서 5개의 전형적인 집락을 선별하여 TSA에 접종한 후 37 o C에서 24시간 동안 배양하였 다. 배양 후, DNA polymerase, dntp Mixture,
Nam et al. : Microbiological Hazard Analysis of Hot Pepper Farms for the Application of Good Agricultural Practices (GAP) System 167 reaction buffer, loading dye 등이 포함된 PCR PreMix Kit (i-startaq)를 이용하여 PCR로 1차 확 인을 하였고, 양성으로 의심되는 시료만을 선택적으 로 API Staph (biomerieux)와 API 50CHB (biomerieux)를 적용하여 각각 오염여부를 재확인하 였다. 2.5 공중낙하균 측정 고추농장 주위환경에 의한 교차오염 여부를 판단 하기 위하여 위생지표세균, 병원성 미생물 및 곰팡 이를 대상으로 공중낙하균을 측정하였다. 고추가 재 배되고 있는 각 농장의 필지에 각 미생물에 대한 선 택배지의 뚜껑을 열고, 15분간 방치한 후 배지의 뚜 껑을 닫은 후, parafilm으로 밀봉하여 37 o C에서 48 시간(단, 곰팡이는 28 o C에서 72시간)배양하였다. 특 히, E. coli와 병원성 미생물의 경우, 배양된 colony 중 제조사의 메뉴얼에서 제시한 특정 집락을 대상으 로 앞서 설명한 바와 같이 PCR 및 API kit로 재확 인하였으며, 모든 세균수는 log 10 CFU값으로 환산하 여 나타내었다. Ⅲ 결과 및 고찰 3.1 위생지표세균 및 곰팡이 측정 1) 재배환경 및 작업도구 고추재배과정에서 가장 중요한 재배요소인 토양과 농업용수, 그리고 마대자루를 대상으로 위생지표세 균과 곰팡이 오염도를 분석한 결과는 다음 Table 2 와 같다. 먼저, 토양에 대한 일반세균은 전체적으로 약 5.7~6.2 log CFU/g(평균 6.0 log CFU/g) 수준 으로 검출되었으며, 일반적으로 토양에는 약 6.0~8.0 log CFU/g 수준의 미생물이 존재하는 것 으로 보고되고 있어 본 연구에서 검출된 토양의 오 염수준은 비교적 양호한 것으로 판단된다(Kim, 2005). Kim et al.(2006)의 연구에 의하면 토마토농 장의 토양에서 일반세균이 평균 6.45 log CFU/g 수 준으로 검출된 것으로 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 더욱이 토양미생물은 공중질소 의 고정화로 작물에 질소를 공급하고, 유용한 물질 의 순환조절기능뿐만 아니라 생물학적 방제 및 비료 의 기능을 갖고 있는 등 작물의 생육과정에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어 있다(Cho et al., 1996). 그러므로 작물의 정상적인 생육을 위해서는 작물과 미생물간의 유기적인 상호작용이 필요하고, 유해 미생물의 작용을 억제하기 위해 일정수준의 미 생물이 존재해야 되는 점을 감안해 볼 때, 일반세균 에 의한 토양의 안전성을 평가하는 것은 무리가 있 는 것으로 판단된다(Kim, 2005). 대장균군을 분석한 결과, 토양에서 약 4.4~4.7 log CFU/g(평균 4.5 log CFU/g) 범위로 검출되어 세 농장 모두 비슷한 오염수준을 나타내었으며, 정성 분석된 대장균은 B 와 C 농장의 토양에서 각각 1 점씩 검출되어 약 22.2%(2/9)의 검출률을 나타내었다(Table 3). 토양 내 곰팡이는 약 4.0~4.3 log CFU/g(평균 4.1 log CFU/g) 수준으로 검출되었지만 일반적으로 작물에 병을 일으키는 병원균의 약 90% 이상이 유해곰팡이 인 것을 감안한다면 적절한 관리가 요구된다. 따라 서 토양으로부터 고추의 안전성 확보를 위해서는 적 절한 퇴비사용으로 분변오염을 방지하고, 부직포나 짚 등으로 고추와 토양과의 접촉을 방지하는 등 적 절한 관리가 필요한 것으로 판단된다. 농업용수의 경우는 일반세균과 대장균군이 각각 0.7~3.3과 0.2~1.7 log CFU/mL 수준으로 각각 검 출되었고, 대장균은 A 농장에서만 1점(1/9, 11.1%)이 검출되었으며, 곰팡이는 세 농장 모두 0.4 log CFU/ ml 이하의 수준으로 확인되었다. Rangarajan et al.(2008) 등에 의하면 농식품은 오염된 원수나 세척 수에 의해 유해 미생물의 교차오염 가능성이 높아 적절한 관리로 위험성을 줄이도록 권장하고 있으며, Norman(1961)은 오염된 관개용수의 사용이 농산물 에서 병원성 미생물의 검출률을 증가시킨다고 보고 하였다. 고추가 신선편의 농산물로 많이 이용되는 점을 고려한다면 농업용수에 의한 교차오염을 방지 하기 위해 환경부령 먹는 물 수질기준과 검사 등에 관한 규칙(MERK, 2009)(일반세균:2.0 log CFU/ ml; 대장균군 및 대장균:불검출)에 준하는 것이 가 장 효과적이지만, 농산물의 농업용수는 재배단계에서 사용되고, 수확 후 단계의 세척수가 아닌 점 등을 고 려해 볼 때 이는 현실적으로 적절하지 않은 기준으로 판단되므로 다양한 관점에서 합리적인 기준마련이
168 Journal of Agriculture & Life Science 45(6) Table 2. Determination of sanitary indication bacteria and fungi for the samples collected from 3 hot pepper farms C u l t i v a t i o n environments and utensils Workers hygiene Samples Soil Irrigation water Sack Pepper Leaf Trunk Hand Glove Cloth (Unit : mean ± standard deviation; Log CFU/g, ml, 100 cm 2, pepper, leaf, trunk, g) Bacteria 1) ND : Not detected (Detection limit : 1 log CFU/g, 100 cm 2, or < 1 CFU/mL) Microbial counts Farms A B C Average APC 5.7±0.3 6.2±0.3 6.0±0.4 6.0±0.3 Coliform 4.4±0.7 4.7±0.9 4.4±1.2 4.5±0.2 Fungi 4.3±0.5 4.1±0.3 4.0±0.6 4.1±0.2 APC 2.2±0.9 3.3±0.9 0.7±0.8 2.1±1.3 Coliform 1.4±0.8 1.7±0.4 0.2±0.3 1.1±0.8 Fungi 0.4±0.4 ND 1) 0.4±0.7 0.3±0.2 APC 3.4±1.4 4.0±1.8 4.9±1.1 4.1±0.8 Coliform 2.1±1.2 4.2±-0.6 3.4±2.9 3.2±1.1 Fungi 2.9±0.3 2.7±2.1 3.2±1.6 2.9±0.3 APC 4.2±0.5 4.4±0.5 4.8±0.3 4.5±0.3 Coliform 3.8±0.4 3.8±0.8 4.2±0.6 3.9±0.2 Fungi 1.0±0.9 1.9±0.4 2.4±0.5 1.8±0.7 APC 1.9±1.7 3.6±1.9 3.5±1.3 3.0±1.0 Coliform 3.0±1.3 3.4±0.5 3.2±1.3 3.2±0.2 Fungi 2.5±1.5 2.8±0.2 2.7±0.6 2.7±0.2 APC 3.6±0.9 4.0±0.7 4.4±0.5 4.0±0.4 Coliform 4.1±0.8 3.9±1.1 4.4±0.2 4.1±0.3 Fungi 2.2±0.6 2.3±0.3 2.5±1.0 2.3±.0.2 APC 3.7±1.0 5.0±1.2 3.7±0.4 4.1±0.8 Coliform 2.0±1.9 3.8±1.7 2.3±2.0 2.7±1.0 Fungi 2.4±1.9 3.4±0.8 3.6±1.2 3.1±0.6 APC 3.7±0.7 4.1±0.9 2.9±1.3 3.6±0.6 Coliform 2.5±0.8 3.5±0.7 2.5±1.3 2.8±0.6 Fungi 3.3±0.6 3.0±0.8 2.8±0.7 3.0±0.3 APC 3.5±1.0 3.9±0.2 2.3±1.1 3.2±0.8 Coliform 2.8±1.0 3.2±0.5 1.7±1.2 2.5±0.8 Fungi 3.0±1.3 2.3±0.5 2.2±1.2 2.5±0.4 Table 3. Determination of E. coli for the samples collected from 3 hot pepper farms Cultivation environments and utensil Workers hygiene Samples 1) - : Negative sample by PCR and API kit 2) + : Positive sample by PCR and API kit Farms A B C Isolation rate (%) Pepper - 1) - - 0/9 Leaf - + 2) - 1/9 Trunk - - - 0/9 Soil - + + 2/9 Irrigation water + - - 1/9 Sack - - - 0/9 Hand - - - 0/9 Glove - - - 0/9 Cloth - - - 0/9
Nam et al. : Microbiological Hazard Analysis of Hot Pepper Farms for the Application of Good Agricultural Practices (GAP) System 169 필요할 것으로 판단된다. 더불어 농업용수의 안전성 을 확보하기 위해서는 수원주위에 축산폐물의 유입 이나 동물의 접근을 방지하고 정기적인 수질검사를 실시하는 등의 적극적인 대응자세가 중요할 것으로 판단된다. 또한, 작업도구 중 대부분 농가의 수확과정에서 고추를 담고 보관하는 용도로 많이 사용되는 마대자 루를 대상으로 미생물 분석을 실시한 결과, 일반세 균은 3.4~4.9 log CFU/100 cm 2, 대장균군은 2.1~4.2 log CFU/100 cm 2 범위로 분리되었고, 곰 팡이는 평균 2.9 log CFU/100 cm 2 수준으로 검출되 었으며, 대장균은 모든 시료에서 불검출 되었다. 작 업에 사용되는 기구 및 기기에 대하여 일반세균과 대장균군이 각각 2.70 log CFU/100 cm 2 (500 CFU/100 cm 2 )와 1 log CFU/100 cm 2 (10 CFU/100 cm 2 ) 미만으로 검출되어야 안전한 수준인 것으로 보 고한 Harrigan & McCance(1976)의 기준과, 신선편 의 농산물 기준을 고려해서 Solberg et al.(1990) 등 이 제시한 식품 접촉 용기의 잠정적 위험수준인 10 CFU이하/12.4 cm 2 (161 CFU/200 cm 2 =2.2 log CFU/200 cm 2 1.1 log CFU/100 cm 2 )에 대해서도 그 기준을 만족하지 못하는 것으로 확인되었다. FDA(2009)에 의하면 오염된 수확용기 및 기구들은 쉽게 유해미생물을 농산물로 옮길 수 있는 것으로 보 고하고 있어 작업도구에 의한 교차오염을 방지하기 위해서는 사용된 자루에 대해 적절한 세척과 소독을 실시하여 보관하는 등의 현실적으로 실천 가능한 올 바른 관리방안이 모색되어야 할 것으로 판단된다. log CFU/leaf 수준으로 검출되었고, 대장균은 B 농 장의 잎에서만 1점이 분리되었으며, 곰팡이는 전체적 으로 2.5~2.7 log CFU/leaf수준으로 오염된 것으로 확인되었다. 또한 줄기에서는 일반세균(3.6~4.4 log CFU/g)과 대장균군(3.9~4.4 log CFU/g)이 곰팡이 (2.2~2.5 log CFU/g)보다 평균 약 1.7 log CFU/g 정도 더 높은 수준으로 검출되었으며(Table 2), 대장 균은 검출되지 않았다(Table 3). 대장균군이 검출되 었다고 반드시 분변에 오염되었다고 하기에는 다소 무리가 있지만, 이 균들이 검출되면 같은 장내세균 과에 속하는 병원성 미생물인 Salmonella나 Shigella 등과 같은 균이 존재할 가능성을 추정할 수 있기 때문에 철저한 관리가 요구된다(Kim, 2009). 이상의 고추, 잎 및 줄기에 대한 미생물 분석 결 과, 농작물을 재배함에 있어 작물의 모든 부위는 미 생물과 밀접한 관계를 가지고 있는 것으로 생각되며, 유해 미생물은 작물의 건강상태나 부주의한 환경조 건에 따라 작물에 대단히 큰 피해를 유발시킬 것으 로 판단된다. 그러나 우리나라는 지금까지 생물학적 위해요소에 관한 연구보다는 농산물에 존재하는 농 약 및 중금속 오염에 관한 연구 위주로 이루어져왔 기 때문에 생물학적 위해성을 비교평가하기 위한 자 료가 부족한 실정이다. 따라서 최근 사회적 문제로 대두되고 있는 농산물 관련 식중독 사고발생의 원인 인 유해 미생물에 기인한 피해 방지를 위해 생물학 적 위해요소에 대한 체계적인 연구와 주기적인 모니 터링이 수행되어 안전한 고추 생산을 위한 기초자료 가 필요할 것으로 판단된다. 2) 작물 고추농장에서 재배 중인 고추, 잎 및 줄기에 대하 여 위생지표세균과 곰팡이를 대상으로 미생물 검사 를 실시한 결과, 고추의 경우는 일반세균과 대장균 군이 각각 4.2~4.8과 3.8~4.2 log CFU/pepper 수 준으로 검출되었고, 곰팡이는 1.0~2.4 log CFU/ pepper로 분리되었으며, 다른 농장에 비해 C 농장에 서 일반세균, 대장균군 및 곰팡이가 비교적 높은 수 준으로 검출되었다. 고추는 가식부이고, 생식으로 섭 취되는 빈도가 높기 때문에 미생물학적 안전성 확보 를 위한 철저한 위생관리가 요구된다. 그리고 고춧 잎은 일반세균과 대장균군이 각각 평균 3.0과 3.2 3) 개인위생 고추농장 작업자의 개인위생 실태를 조사한 결과, 작업자의 손에서 일반세균과 대장균군이 평균 4.1과 2.7 log CFU/hand로 각각 검출되었고, 그 중 B 농 장 작업자에게서 일반세균과 대장균군이 약 5.0과 3.8 log CFU/hand로 각각 검출되어 가장 높은 오염 도를 나타내었다. 장갑의 경우도 역시 B 농장(4.1 log CFU/100 cm 2 )이 다른 농장(A; 3.7 log CFU/100 cm 2, C; 2.9 log CFU/100 cm 2 )에 비해 더 높은 오염도를 나타내었다(Table 2). 또한, 작업 복은 대장균을 제외한 일반세균, 대장균군 및 곰팡 이가 평균 2.5~3.2 log CFU/100 cm 2 범위로 검출
170 Journal of Agriculture & Life Science 45(6) 되었으며, 작업복도 B 농장의 시료에서 높은 수준으 로 확인되어 부적절한 개인위생관리에 따른 식용부 (고추)로의 교차오염이 우려되었다. Martin et al.(2004)은 오염된 작업자의 손이나 작업복이 병원 성 미생물의 식품이나 최종제품으로 교차오염을 발 생시킬 수 있는 직접적인 운반체로서의 역할을 할 수 있다고 보고하였고, 미국 식품의약품안전청(FDA, 2009)은 식중독을 일으키는 미생물의 경로 중 작업 자에 의한 교차오염이 상당부분을 차지한다고 지적 하였다. 또한 미국 질병관리센터(CDC, 2009)에서는 알맞은 손 씻기가 교차오염이나 감염의 발생을 사전 에 차단할 수 있는 가장 효과적인 방법이라 하여 알 맞은 손 씻기의 습관을 가장 중요한 것으로 보고하 였다. 따라서 각 농장에서는 작업자를 대상으로 주 기적인 위생교육 등으로 개인위생 개념과 태도를 향 상시키고, 스스로 개인위생의 필요성에 대한 인식전 환이 필요할 것으로 생각된다. 그리고 농장주는 세 척제, 종이타월 및 건조대 등이 갖춰진 별도의 위생 시설을 마련하여 작업 전 후나 화장실 사용 후에 손씻기 등 작업자의 올바른 습관을 배양시키고, 장 갑이나 작업복의 소독, 세척 및 보관에 대한 노력도 기울어야 할 것이다. 3.2 병원성 미생물 측정 병원성 미생물인 E. coli O157, L. monocytogenes, Salmonella spp., S. aureus 및 B. cereus의 오염 도를 분석한 결과, 정성 분석된 E. coli O157, L. monocytogenes 및 Salmonella spp.는 Table 4에서 보는 바와 같이 세 농장에서 수집된 모든 시료에서 불검출 되었고, 정량분석을 실시한 S. aureus와 B. cereus의 경우는 1.0 log CFU/100 cm 2 과 2.5 log CFU/g or 100 cm 2 or hand 이하의 수준으로 각각 검출되어 병원성 미생물의 오염수준은 비교적 양호 한 것으로 확인되었다(Table 5). 특히, 개인위생과 관련된 중요한 병원성 미생물인 S. aureus는 B 농장 의 작업복에서만 약 1.0 log CFU/100 cm 2 으로 검출 되었을 뿐 다른 시료에서는 검출되지 않아 오염도는 비교적 낮은 것으로 생각된다. 그러나 Hatakka et al.(2000)과 Kim et al.(2006)의 연구에 의하면, S. aureus가 개인위생과 관련된 손, 코, 피부 및 작업 복에서 자주 검출되었고, 사람의 25~50%가 S. aureus 보균자이며, 사람에서 분리된 균주의 15~20%는 enterotoxin 생산주인 것으로 보고하여 개인위생 불량에 의한 교차오염 가능성은 높은 것으 로 판단된다. 그리고 토양상재균인 B. cereus의 경 우는 토양, 마대자루, 작업자 손, 장갑 및 작업복 등 다양한 시료에서 1.0~2.5 log CFU/g or hand or 100 cm 2 수준으로 검출되었고, 그 중 B와 C 농장의 토양에서 각각 2.0 및 2.5 log CFU/g으로 검출되어 토양 내 B. cereus에 의한 교차오염이 우려되었다. Table 4. Detection of E. coli O157, L. monocytogenes and Salmonella spp. for the samples collected from 3 hot pepper farms Samples Cultivation environments and utensil Workers hygiene Bacteria 1) - : Negative sample by PCR and API kit Farms A B C Isolation rate (%) E. coli O157-1) - - 0/27 L. monocytogenes - - - 0/27 Salmonella spp. - - - 0/27 E. coli O157 - - - 0/27 L. monocytogenes - - - 0/27 Salmonella spp. - - - 0/27 E. coli O157 - - - 0/27 L. monocytogenes - - - 0/27 Salmonella spp. - - - 0/27
Nam et al. : Microbiological Hazard Analysis of Hot Pepper Farms for the Application of Good Agricultural Practices (GAP) System 171 Table 5. Determination of S. aureus and B. cereus for the samples collected from 3 hot pepper farms Bacteria S. aureus B. cereus Cultivation environments and utensil Workers hygiene Cultivation environments and utensil Workers hygiene Samples (Unit : Log CFU/pepper, leaf, trunk, hand, g, ml, 100 cm 2 ) Microbial counts (mean ± standard deviation) Farms A B C Average Pepper ND 1) ND ND ND Leaf ND ND ND ND Trunk ND ND ND ND Soil ND ND ND ND Irrigation water ND ND ND ND Sack ND ND ND ND Hand ND ND ND ND Glove ND ND ND ND Cloth ND 1.0±1.9 ND 0.3±0.6 Pepper ND ND ND ND Leaf ND ND ND ND Trunk ND ND ND ND Soil ND 2.0±1.4 2.5±1.2 1.5±1.3 Irrigation water ND ND ND ND Sack ND ND 2.1±1.6 0.7±1.2 Hand ND 1.2±1.5 ND 0.4±0.7 Glove 1.4±0.4 ND ND 0.5±0.8 Cloth ND 1.0±1.9 ND 0.3±0.6 1) ND : Not detected (Detection limit : 1 log CFU/pepper, leaf, trunk, g, 100 cm 2, or <1 CFU/mL, <50 CFU/hand) 실제 Kim et al.(2009)은 B. cereus가 곡류 등 농산 물에서 높은 비율로 오염되고 있고, 고추나 토마토 와 같은 농산물에서 S. aureus와 B. cereus 등 병원 성 미생물의 부착력이 강하여 단순한 세척으로는 제 거될 수 없는 것으로 보고하였다. 그리고 표면에서 조직 속으로 침투할 뿐만 아니라 약산성에서 내산성 을 획득하여 조직 속에서 증식이 가능하므로 고추의 안전성확보를 위해서는 재배단계에서 수확 후 유통 단계까지 각별한 주의와 관심이 요구된다(Bell et al, 1991). 비록 본 연구에서는 E. coli O157, L. monocytogenes 및 Salmonella spp.가 모든 시료에 서 불검출되었지만, Oh et al,(2004)은 지금까지 국 내의 신선편의 농식품에 의해 발생된 식중독 사고의 병원균으로는 Salmonella spp., E. coli O157:H7, Shigella, Campylobacter, B. cereus 순이었으며, L. monocytogenes는 0.5%가 분리되는 등 병원성 미생물에 의한 오염률은 지속적으로 증가하는 것으 로 보고하였다. 따라서 병원성 미생물에 의한 농산 물의 오염은 식중독을 야기할 수 있는 잠재적 가능 성을 배제할 수 없기 때문에 안전성 확보를 위한 작 업자의 노력이 필요할 것으로 판단된다. 3.3 공중낙하균 고추농장에 대한 공중낙하균을 분석한 결과, Table 6에서 보는 바와 같이 일반세균과 곰팡이가 1.1~1.6 및 0.5~0.8 log CFU/plate 범위로 검출되 어 수확 후 관리시설 등의 밀폐된 공간 보다는 비교 적 양호한 것으로 판단된다. 그러나 재배과정에 있 어 공중낙하균에 의한 오염정도는 주변의 환경조건 에 따라 크게 좌우될 수 있어 지속적인 모니터링 연 구사업을 통하여 기초자료를 확보할 필요성이 있을 것으로 판단된다.
172 Journal of Agriculture & Life Science 45(6) Table 6. Evaluation of air-borne bacteria from 3 hot pepper farms (Unit : Log CFU/plate) Bacteria Microbial counts( Mean ± standard deviation) Farms Average A B C APC 1.2±0.6 1.1±0.8 1.6±0.5 1.3±0.3 Coliform ND 1) ND ND ND E. coli ND ND ND ND S. aureus ND ND ND ND B. cereus ND ND ND ND E. coli O157 ND ND ND ND L. monocytogenes ND ND ND ND Salmonella spp. ND ND ND ND Fungi 0.5±0.5 0.7±0.8 0.8±0.7 0.7±0.2 1) ND : Not detected (Detection limit : <1 CFU/plate) Ⅴ. 감사의 글 본 논문은 농촌진흥청 공동연구사업(과제번호: PJ007392)의 지원에 의해 이루어 졌으며, 허록원과 이원경은 교육과학기술부 BK21 프로그램의 장학금 을 수혜 받았음. Literature Cited Bell, W. A. and R. F. Marpuis. 1991. Adaptation of Streptococcus mutans and Enterococcus hirae to acid stress in continuous culture. Appl. Environ. Microbiol. 57: 1134-1138. Beuchat, L. R.1996. Listeria monocytogenes incidence on vegetables. Food Cont. 7: 222-228. L. R. Beuchat, L. R. Harris, J. Linda, T. E. Ward, and T. M. Kajs. 2001. Development of a proposed standard method for assessing the efficacy of fresh produce sanitizers. J. Food Protect. 64: 1103-1109. CDC. 2004. Center for disease control: Outbreaks of Salmonella infections associated with eating Roma tomatoes-united states and Canada, Available from: http://www.cdc.gov. Accessed August 11. 2009. Cho, S. J., C. J. Park, and D. I. Oem. 1996. Soil science, Hyangmunsa Co., Seoul, Korea, pp109-128. Choi, J. W., S. Y. Park, J. H. Yeon, M. G. Lee, D. H. Chung, K. H. Lee, M. G. Kim, D. H. Lee, K. S. Kim, and S. D. Ha.2005. Microbial Contamination Levels of Fresh Vegetables Distributed in Markets. J. Food Hyg. Safety. 20: 43-47. Chung, D. H. 2007. Application of good agricultural practices (GAP) of vegetables and their safety. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 25: 42. FDA. 2009. Food and Drug Administration : Guidance for industry, Guide to minimize microbial food safety hazard for fresh fruits and vegetables. Available from: http://csan.fda.gov. Accessed September 26. Harrigan, W. F., and M. E. McCance. 1976. Laboratory methods in food and dairy microbiology. Academic Press Inc. Ltd., N. Y., USA. Hatakka, M., K. J. Bjorkoth, K. Asplund, N. Maki- Petays, and H. J. Korkeala. 2000. Genotypes and enterotoxicity of Staphylococcus aureus isolated from the hands and nasal cavities of flight-catering employees. J. Food Prot. 63: 1487-1491. Hedberg, C. W., F. G. Angulo, K. E. White, C. W. Langkop, W. l. Schell, M. G. Stobierski, A. Schuchat, Besser, J. M., S. Dietrich, L. Helsel, P. M. Griffin, J.
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