Growth and Predictive Model of Wild-type Salmonella spp. on Temperature and Time during Cut and Package Processing in Cold Pork Meats

This study presents the influence on growth properties determined using a novel predictive growth model of wild-type Salmonella spp. KSC 101 by variations in the temperature and time during cut packaging in cold, uncooked pork meat. The experiment performed for model development included an arrangement of different temperatures ($0^{\circ}C$, $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$, and $20^{\circ}C$) and time durations (0, 1, 2, and 3 hours) that reflect actual pork-cut and packaging processes. No growth was observed at $0^{\circ}C$ and $5^{\circ}C$, whereas some growth was observed at $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$, and $20^{\circ}C$, with a mean increase of only 0.34 log CFU/g. The growth observed at $20^{\circ}C$ was more robust than that observed at $15^{\circ}C$, but the difference was not statistically significant (p > 0.05). However, compared with PMP (Pathogen Modeling Program), the wild-type Salmonella spp. KSC 101 showed a more rapid growth. We used the Gompertz 4 parameter equation as the primary model, and the exponential decay formula as the secondary model. The estimated $R^2$ values were 0.99 or higher. The developed model was evaluated by comparison of the experimental and predictive values, and the values were in agreement with the ${\pm}0.5$ log CFU/g, although the RMSE (Root mean square error) value was 0.103, which indicates a slight overestimation. Therefore, we suggest that the developed predictive growth model would be useful as a tool for evaluating sanitation criteria in pork cut-packaging processes.

냉장돈육 가공공정 온도와 시간에서의 Wild-type Salmonella spp.의 성장특성 및 예측모델

본 연구에서는 멸균처리공정이 없는 돈육 포장공정을 대상으로 작업장에서 직접 분리한 야생균주인 Salmonella spp. KSC101를 작업장의 온도와 시간을 주요 변수로 하여, 이들 현장에서의 Salmonella spp. KSC101의 성장 특성을 파악하고, 이를 수학적으로 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 돈육포장공장 현장을 반영하여 온도는 0, 5, 10, 15, $20^{\circ}C$로, 시간은 0, 1, 2, 3시간으로 하였으며, $0^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서는 성장이 발생하지 않았으며, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$, $20^{\circ}C$에 는 약간의 성장이 있었으나 증가수준은 평균 0.34 log CFU/g정도였고, $20^{\circ}C$에서 성장율이 더 높았으나 $15^{\circ}C$와는 통계적으로는 유의하지 않았다(p < 0.05). 하지만 PMP와 비교시 야생균주인 Salmonella spp. KSC101의 성장이 더 빠른 것으로 나타났다. 이들 실험결과를 바탕으로 1차 모델은 Gompertz 4 parameter식을, 2차 모델은 Exponential decay식을 이용하여 성장예측모델을 개발하였으며, $R^2$값은 0.99이상으로 나타났다. 개발된 모델에 대한 검증으로 RMSE를 이용하였으며, 값이 0.103으로 양(+)의 방향으로 약간 초과 예측하는 것으로 나타났으나, 최종적으로 실험값과 예측값이 ${\pm}0.5$ log cfu/g 내에서 일치하고 있어, 본 연구에서 개발된 모델은 추후 냉장돈육 포장공정에서 위생관리기준 설정에 대한 과학적 근거자료로 활용할 수 있을 것이다.