Comparative Analysis of Detection Methods for Food-borne Pathogens in Fresh-cut Agricultural Materials

The consumption of fresh-cut agricultural materials is increasing due to increased public interest in health and the increase of single-person households. Most fresh-cut agricultural materials can be eaten without heating, thus easily exposing the consumer to food-borne pathogens. As a result, food-borne diseases are increasing worldwide. In the analysis of food-borne pathogens, it is important to detect the strains, but this is time consuming and laborious. Alternative detection methods that have been introduced, include polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE), which is performed without prior culturing. Samples of fresh-cut agricultural materials, such as vegetables, were analyzed by the culture-based method. In 129 samples, non-pathogenic Escherichia coli (3.9%), Bacillus cereus (31.8%), Clostridium perfringens (5.4%), Yersinia enterocolitica (0.8%), and enterohemorrhagic E. coli (0.8%) were detected. Eight samples contaminated with bacteria were randomly selected, further analyzed by PCR-DGGE, and compared with the culture-based method. Two cases detected non-pathogenic E. coli by PCR-DGGE only, despite a lack of detection by the culture method. It was supposed there was possibility of sample loss during its 10-fold dilution for appropriate cultivation. In the detection of high-risk food-borne pathogens, it was found that the detection limit was lower in PCR-DGGE than in the culture-based method (10 CFU/g). This suggests that PCR-DGGE can be alternatively used to detect strains. On the other hand, low-risk food-borne pathogens seem to have higher detection limits in PCR-DGGE. Consequentially, this study contributes to the improvement of food-borne pathogen detection and the prevention of its related-diseases in fresh-cut agricultural materials.

신선 농산물내 식중독균 검출 방법의 비교 분석

건강에 대한 관심 증대와 1인 가구 증가라는 사회구조적인 변화로 이용하기 편리한 농산물에 대한 소비가 증가하고 있다. 대부분의 신선 농산물은 가열하지 않고 섭취하는 경우가 많기 때문에 식품 매개 병원체에 쉽게 노출될 수 있어 세계적으로 과채류가 원인인 식중독 사고의 보고가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 신선 농산물의 미생물학적 품질을 평가하고 식중독균 검출 방법을 비교 분석하고자 하였다. 신선 농산물 중 채소류 129건을 구입하여 배양기반 방법으로 식중독균을 분석한 결과, non-pathogenic Escherichia coli (3.9%), Bacillus cereus (31.8%), Clostridium perfringens (5.4%), Yersinia enterocolitica (0.8%), enterohemorrhagic E. coli (0.8%)가 검출되었다. 이러한 식중독균의 분석에는 증균 배양과정이 중요하게 작용을 하며 균주의 순수 분리 및 확인 동정에까지 상대적으로 많은 시간과 노력이 요구된다. 따라서 증균 배양의 과정 없이 식중독균을 신속하게 검출 할 수 있는 PCR-DGGE를 수행하여 배양 기반의 분석법과 비교하였다. 비병원성 대장균은 배양 기반 방법에서 검출되지 않았음에도 PCR-DGGE에서는 검출된 경우가 2건이 있었다. 본 연구에서 사용한 대장균 정량 분석방법은 시료를 10배 희석한 후 배양하는 과정에서 시료의 손실 가능성과 검출 한계가 높은 단점으로 PCR-DGGE가 균종의 확인에 더욱 용이할 것으로 보였다. 저위해성 식중독균은 배양 기반 방법보다 PCR-DGGE에서 검출 한계가 높은 것으로 보였다. 고위해성 식중독균은 배양 기반 방법보다 PCR-DGGE (10 CFU/g)에서 검출 한계가 낮아 균종 확인과 검출에 용이하다고 판단되었고 이를 통해 채소류에서 고위해성 식중독균의 잠재적 위험성을 확인하였다. 본 연구의 결과는 신선 농산물의 미생물 위해 평가와 기준 설정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며 신선 농산물 관련 식중독균 검출 방법의 개선과 식중독 발생 예방에 기여할 것으로 기대한다.