• 제목/요약/키워드: Pathogenic E. coli O-157

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Molecular characterization and functionality of rumen-derived extracellular vesicles using a Caenorhabditis elegans animal model

  • Hyejin Choi;Daye Mun;Sangdon Ryu;Min-jin Kwak;Bum-Keun Kim;Dong-Jun Park;Sangnam Oh;Younghoon Kim
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제65권3호
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    • pp.652-663
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    • 2023
  • The rumen fluids contain a wide range of bacteria, protozoa, fungi, and viruses. The various ruminal microorganisms in the rumen provide nutrients by fermenting the forage they eat. During metabolic processes, microorganisms present in the rumen release diverse vesicles during the fermentation process. Therefore, in this study, we confirmed the function of rumen extracellular vesicles (EVs) and their interaction with the host. We confirmed the structure of the rumen EVs by transmission electron microscope (TEM) and the size of the particles using nanoparticle tracking analysis (NTA). Rumen EVs range in size from 100 nm to 400 nm and are composed of microvesicles, microparticles, and ectosomes. Using the Caenorhabditis elegans smart animal model, we verified the interaction between the host and rumen EVs. Exposure of C. elegans to rumen EVs did not significantly enhance longevity, whereas exposure to the pathogenic bacteria Escherichia coli O157:H7 and Staphylococcus aureus significantly increased lifespan. Furthermore, transcriptome analysis showed gene expression alterations in C. elegans exposed to rumen EVs, with significant changes in the metabolic pathway, fatty acid degradation, and biosynthesis of cofactors. Our study describes the effect of rumen EV interactions with the host and provides novel insights for discovering biotherapeutic agents in the animal industry.

식초절임 무의 HACCP 시스템 적용을 위한 미생물학적 위해 분석 (Microbiological Hazard Analysis for HACCP System Application to Vinegared Pickle Radishes)

  • 권상철
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.69-74
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    • 2013
  • 본 연구는 식초절임 무의 HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point)시스템 구축을 위하여 생물학적 위해요소분석을 위한 목적으로 2012년 2월 1일~6월 31일까지 약 150일 동안 수행하였다. 일반적인 식초절임 무 제조업체의 제조공정을 참고로 하여 공정도를 작성하였으며, 식초절임 무의 원료 농산물(무), 용수, 첨가물과 포장재료에 입고, 보관, 정선, 세척, 표피제거, 절단, 선별, 충진, 내포장, 금속검출, 외포장, 보관 및 출하공정에 대하여 작성하였다. 원료 무의 세척 전, 세척 후의 Coliform group, Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Bacillus cereus, Listeria Monocytogenes, E. coli O157:H7, Clostridium perfringens, Yeast 와 Mold를 측정한 결과 Bacillus cereus는 세척 전 $5.00{\times}10$ CFU/g이었으나, 세척 후 검출되지 않았으며, Yeast 와 Mold 는 세척 전 $3.80{\times}10^2$ CFU/g, 세척 후 10 CFU/g로 감소되었으며 나머지 병원성균은 검출되지 않았다. 조미액의 pH(2~5)별 미생물의 변화를 시험한 결과 모든 균이 검출되지 않은 pH 3~4를 조미액의 pH로 결정하였다. 작업장별 공중낙하균 (일반세균수, 대장균, 진균수) 시험결과 내포장실, 조미액가공실, 세척실, 보관실의 미생물수는 10 CFU/Plate, 2 CFU/Plate, 60 CFU/Plate 그리고 20 CFU/Plate 가 검출되었다. 종사자 손바닥 시험결과 일반세균수 346 $CFU/Cm^2$, 대장균군 23 $CFU/Cm^2$로 높게 나타나 개인위생관리에 대한 교육 및 훈련이 요구 되었다. 제조설비 및 기구의 표면오염도를 검사한 결과 모든 시료에서 대장균군은 검출되지 않았고, 일반세균은 PP Packing machin과 Siuping machine (PE Bulk)에서 가장 많은 $4.2{\times}10^3CFU/Cm^2$, $2.6{\times}10^3CFU/Cm^2$ 검출되었다. 위의 위해분석 결과 병원성미생물을 예방, 감소 또는 제거할 수 있는 조미액 가공 공정이 CCP-B (Biological)로 관리되어야 하고, 한계기준은 pH 3~4로 결정하였다. 따라서 전통한과생산에의 HACCP 모델 적용을 위한 미생물학적 위해도 평가에서와 같이 조미액 가공 공정의 관리기준 및 이탈시 조치방법, 검증방법, 교육 훈련과 기록관리 등 철저한 HACCP 관리계획이 필요할 것으로 생각된다.

주요 식중독 원인 미생물들에 대한 용량-반응 모델 연구 (A Study on Dose-Response Models for Foodborne Disease Pathogens)

  • 박명수;조준일;이순호;박경진
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.299-304
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    • 2014
  • 본 연구는 정량적 미생물 위해평가(Quantitative microbial risk assessment: QMRA)에 절대적으로 필요하지만 국내의 경우 관련 정보 및 자료가 부족한 주요 식중독 원인 미생물에 대한 용량-반응모델(dose-response models) 관련 자료를 수집 정리하여 가장 적합한 용량-반응 모델을 분석 및 선정하였다. 1980년부터 2012년까지 식중독 발생과 관련이 있는 26종의 세균, 9종의 바이러스, 8종의 원생동물관련 용량-반응 모델 및 위해평가 자료들을 중심으로 국내 NDSL (National Digital Science Library), 국외 PubMed, ScienceDirect database에서 총 193개의 논문을 추출하여 정리하였다. 조사된 자료로부터 세균별, 바이러스별, 원생동물별 용량-반응 모델의 미생물 위해평가 활용여부를 확인하고, 위해평가에 활용된 모델들을 메타분석(meta-analysis)에서 사용되고 있는 Relative frequency (fi, 상대빈도 값)를 계산하여 가장 적정한 용량-반응 모델을 제시하였다. 주요 식중독 원인 미생물들인 Campylobacter jejuni, pathogenic E. coli O157:H7 (EHEC / EPEC / ETEC), Listeria monocytogenes, Salmonella spp., Shigella spp., Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus, Vibrio cholera, Rota virus, Cryptosporidium pavum의 적정 용량-반응 모델은 beta-poisson (${\alpha}=0.15$, ${\beta}=7.59$, fi = 0.72), beta-poisson (${\alpha}=0.49$, ${\beta}=1.81{\times}10^5$, fi = 0.67) / beta-poisson (${\alpha}=0.22$, ${\beta}=8.70{\times}10^3$, fi = 0.40) / beta-poisson (${\alpha}=0.18$, ${\beta}=8.60{\times}10^7$, fi = 0.60), exponential ($r=1.18{\times}10^{-10}$, fi = 0.14), beta-poisson (${\alpha}=0.11$, ${\beta}=6,097$, fi = 0.09), beta-poisson (${\alpha}=0.21$, ${\beta}=1,120$, fi = 0.15), exponential ($r=7.64{\times}10^{-8}$, fi = 1.00), beta-poisson (${\alpha}=0.17$, ${\beta}=1.18{\times}10^5$, fi = 1.00), beta-poisson (${\alpha}=0.25$, ${\beta}=16.2$, fi = 0.57), exponential ($r=1.73{\times}10^{-2}$, fi = 1.00), and exponential ($r=1.73{\times}10^{-2}$, fi = 0.17)로 각각 선정하였다. 본 연구에서 제시된 용량-반응 모델들은 향후 국내 QMRA 관련 연구 및 진행에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

고강도 광원을 이용한 새싹 채소의 살균 (Sterilization of Rapeseed Sprouts by Intense Pulsed Light Treatment)

  • 박희란;차경희;신정규
    • 한국식품과학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.36-41
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    • 2016
  • 비가열 살균 기술 중 하나인 광펄스 기술을 이용하여 신선편이 식품 중 하나인 새싹채소에 존재하는 미생물의 저감 효과를 검토하였다. 새싹 채소에 존재하는 미생물의 오염도는 총균수 $1.2{\times}10^7CFU/g$, 대장균군 $3.3{\times}10^6CFU/g$, E. coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Salmonella 및 Listeria는 각각 $2.1{\times}10^5CFU/g$, $4.9{\times}10^5CFU/g$, $1.7{\times}10^5CFU/g$, $4.3{\times}10^4CFU/g$이었다. 펄스 수 5 pps, 광원과 시료 사이의 거리 6.7 cm의 동일한 조건에서 빛의 세기를 달리하여 처리하였을 경우 빛의 세기가 강할수록 사멸율은 증가하였으며, 빛의 세기 1000 V에서 일반세균은 1.0 log CFU/g, 대장균군은 1.6 log CFU/g, 병원성 대장균은 1.8 log CFU/g의 사멸율을 보였다. 광원과 시료 사이의 거리에 따른 사멸효과는 거리가 짧을수록 사멸율은 증가하여, 광원과 시료 사이의 거리 6.7 cm, 빛의 세기 1000 V, 펄스 수 5 pps에서 일반세균 0.9 log CFU/g, 대장균군 0.8 log CFU/g, 병원성대장균 1.9 log CFU/g의 사멸율을 나타내었다. 광펄스 처리 전후 새싹채소의 수분함량과 비타민 C의 함량변화는 처리 후의 시료가 감소하는 경향을 보였으나 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. 새싹채소의 살균에 있어 광펄스 기술은 처리 조건에 따라 90-99%의 사멸율을 나타내어 신선편이 식품의 비가열 살균 기술로서의 적용 가능성을 보였다.

유탕면류의 유탕공정 중 중요관리점(CCP)을 위한 미생물학적, 화학적 위해요소분석 (Biological and Chemical Hazards Factor Analysis for CCP(Critical Control Point) in Fried Process of Fried Noodles)

  • 권상철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권8호
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    • pp.3578-3585
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    • 2012
  • 유탕면류의 HACCP(Hazard Analysis Critical Control Point) 시스템 구축을 위하여 유탕 공정-CCP(Critical Control Point)에 대한 미생물학적(Biological hazards)과 화학적(Chemical hazards) 한계 기준 설정을 위한 목적으로 수행하였으며, 경기도 이천 소재의 P사에서 실행하였다. 유탕공정은 각각의 시간과 온도 측정에 따라 미생물학적, 화학적 위해요소를 제거하거나 감소에 대해 실험하였다. 실험결과 Standard plate count와 식중독균은 유탕공정(Temperature : $145{\pm}10^{\circ}C$, Time : $75{\pm}30$ sec)에 의해 검출되지 않았다. 유탕공정에 의해 생성되는 화학적 위해 기준의 산가는 법적 기준치인 0.6보다 낮은 0.2 이하였다. 증숙실과 유탕실의 공중낙하균을 측정한 결과 3 CFU/mL, 3 CFU/mL 검출되었다. 따라서 유탕공정의 CCP-BC는 일반세균과 식중독균, 산화생성물 생성을 예방, 제거하는데 좋은 대안책이 될 것이다. 결론적으로 HACCP을 위해 유탕공정에 대한 한계기준설정, 모니터링방법, 개선조치, 검증방법, 교육, 기록관리가 필요하다고 생각된다.

오이와 고추생산 환경에서의 GAP 모델 개발을 위한 위해요소 조사 (An Investigation of the Hazards Associated with Cucumber and Hot Pepper Cultivation Areas to Establish a Good Agricultural Practices (GAP) Model)

  • 심원보;이채원;정명진;김정숙;류재기;정덕화
    • 한국식품과학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.108-114
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    • 2014
  • 오이와 고추의 안전성에 영향을 미치는 위해요소 분석의 기초자료로 활용하기 위해 오이와 고추 재배지에서 총 72점의 시료를 채취하여 미생물학적(위생지표세균, 병원성미생물, 곰팡이) 위해요소와 화학적(중금속, 잔류농약) 위해요소를 조사하였다. 미생물학적 위해요소 중 위생지표세균과 곰팡이는 오이 재배지에서 ND-7.2와 ND-4.8 log CFU/g (g, mL, hand, or $100cm^2$) 범위로 검출되었고, 고추 재배지에서는 ND-6.8와 0.4-5.3 log CFU/g (g, mL, hand, or $100cm^2$) 범위로 검출되었다. 특히 대장균군은 고추재배지의 토양에서 최대 5.6 log CFU/g까지 검출되었다. 병원성 미생물은 S. aureus는 오이 농장의 장갑에서만 1.4 log CFU/$100cm^2$으로 검출되었고, B. cereus는 대부분의 시료에서 ND-4.8 log CFU/g (g, mL, hand, or $100cm^2$) 범위로 검출되었다. L. monocytogenes, E. coli O157:H7 및 Salmonella spp.는 검출되지 않았다. 화학적 위해요소에 해당하는 중금속은 Zn, Cu, Ni, Pb 및 Hg이 국내 허용기준치 이하로 검출되었고, 잔류농약의 경우 오이에서는 모든 성분이 불검출 되었으나 고추에서 hexaconazole 성분이 0.016 mg/kg (기준치: 0.3 mg/kg)으로 검출되었다.

유리비드를 포함한 PDMS 마이크로칩을 이용한 고감도 감염성 병원균 측정에 관한 연구 (Highly Sensitive Detection of Pathogenic Bacteria Using PDMS Micro Chip Containing Glass Bead)

  • 원지영;민준홍
    • KSBB Journal
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    • 제24권5호
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    • pp.432-438
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    • 2009
  • 본 연구는 환경샘플 중 병원균을 진단하기 위한 목적을 가진다. 최소 챔버 칩에서 환경 샘플 중 병원균을 농축하고 mRNA를 증폭하여 효과적이고 간단한 진단방법을 고안하였다. PDMS로 면적 $1.5\;cm{\times}\;1.5\;cm$, 높이 $100\;{\mu}L$의 칩을 제작하여 유리에 부착시켰다. RNase에 의한 진단 오류 또는 실패를 막고자 RNase away 처리를 하고, RNA와 PDMS의 결합을 막기 위해 BSA 처리를 하였다. 수질에 있는 병원균은 매우 적은 농도로 존재하므로 농축의 과정이 필요하다. 농축의 방법에는 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 유리 비드를 칩 내에 삽입하고 저농도의 시료를 주입함으로서 고농도로 농축을 하는 방법을 사용하였다. 그러나 부피가 작은 칩 내에서 수행하기에는 내부 압력이 작용하여 문제가 발생하여 $100\;{\mu}m$의 유리 비드를 사용하고 유리비드의 칩 내부 이탈을 방지하기 위하여 댐을 만들어 농축에 가장 적합한 칩의 형태를 잡았다. 시료의 주입속도에 따라 내부 압력이 상승하여 댐의 기능이 상실하여 유리 비드가 이탈하게 되므로 그것을 방지하기 위하여 칩 내에 댐을 강화하여 만들고 내부압력 증가가 방지되는 최적의 댐을 개발하여 시료의 주입 속도 5 mL/min까지 유리 비드의 이탈을 막았다. 유리 비드에서의 RNA 농축은 pH 5에서 효과적이고 pH가 증가할수록 유리 비드와 RNA의 결합이 끊어지는 현상을 보였으므로 시료에 pH 5의 버퍼를 첨가하여 농축을 진행하고 중성의 NASBA 용액을 주입하여 유리비드에서 탈착된 농축된 고농도의 RNA를 증폭하였다. NASBA는 항온 수조에서 온도에 변화 없이 $41^{\circ}C$에서 1시간 30분 동안 진행하며 증폭된 mRNA는 직접 확인하였다. 이 방법은 LOC 기술을 적용하여 저농도의 시료를 효과적으로 측정할 수 있도록 편리한 바이오 칩을 개발함으로써 대용량의 샘플 중 극 저농도의 대장균을 효과적으로 검출할 수 있는 장점을 가지고 있다.

발효기간에 따른 마늘 발효액의 기능성 (Physiological Activities of Fermented Garlic Broth during Fermentation)

  • 정경애;박찬성
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.406-412
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    • 2012
  • 기능성이 우수한 마늘을 이용하여 건강 기능성 식품을 개발할 목적으로, 통마늘을 설탕과 시럽에 절인 후 36개월간 실온에서 발효 숙성시킨 마늘 발효액의 발효기간에 따른 항균, 항산화 및 혈전용해능과 폴리페놀 함량 변화를 조사하였다. 마늘 발효액의 총 폴리페놀함량은 발효기간이 경과할수록 증가하여 12~36개월간 발효했을때 870~885 mg/100 mL로서 1~6개월간 발효한 경우에 비하여 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(p<0.001). 발효기간에 따른 마늘 발효액의 전자공여능과 SOD 유사활성능은 발효기간이 길수록 증가하여 24~36개월에 가장 높았다(p<0.05). 마늘발효액의 식중독세균에 대한 항균활성은 발효 1개월부터 시험한 4종류의 식중독 세균에 대하여 항균활성을 나타내었으며 특히 S. aureus에 대하여 가장 활성이 컸다. 발효기간에 따른 마늘 발효액의 혈전용해능은 24개월 이상 발효시킨 발효액에서 plasmin보다 2배 이상 높은 혈전용해능을 나타내었다. 마늘발효액은 높은 총 폴리페놀 함량과 더불어 우수한 항균, 항산화 및 혈전용해능을 보였으며 발효기간이 길수록 기능성이 증가하는 경향이었다. 마늘 발효액은 항균작용, 항산화작용 및 혈전용해능 등의 우수한 기능성으로 인하여 세포의 산화적 손상을 방지하는 항산화제로서 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

Multiplex-PCR에 의한 먹는샘물 및 야채류로부터의 병원성 Yersinia enterocolitica의 신속검출 (Detection of Pathogenic Yersinia Enterocolitica in Drinking Water and Vegetables by Mutiplex-PCR)

  • 이택수;박부길;오덕환
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.35-41
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    • 2003
  • 본 연구는 식품에 존재하는 Y. enterocolitica균의 신속한 검출방법을 조사하기 위하여 이균에 특이적인 특이적인 ail, yst 및 virF 유전자와 Yersinia 속균을 구별하는 subgenus-specific Y16S primer를 도입하여 multiplex PCR을 수행하였으며 Y. enterocolitica균의 검출 민감도와 특이도 및 먹는 샘물과 야채류에서의 적용실험을 각각 조사하였다. PCR 특이성 실험에서는 Y enterorolitica ATCC 27729균은 355 bp(ail), 134 bp(yst) 및 200 bp(Y16S) 3종의 유전자에 대한 DNA 증폭밴드를 나타내었으며, Y. enteroculitica ATCC 9610 및 ATCC 23715는 yst와 Y16S 2종에만 증폭을 보였다 반면에 기타 비병원성 Yersinia균인 Y. frederikseni, Y. intemedia, Y kri-steneni, Y pseudotuberculosis 등은 Y16S에만 DNA밴드를 나타내었으나 기타 세균인 E. colt ATCC 25392, Shi. dysen-teri, S. aureus ATCC 25923, L. monocytognes ATCC 19111 균에서는 어떤 primer에서도 특이 DNA 밴드를 확인할 수 없었다 PCR 민감도는 다른 유전자에 비하여 yst 유전자가 Y. enterocolitica균에 가장 높은 민감도를 나타내었고, Y16S 유전자는 속과 종에 관계없이 높은 민감도를 나타내었다. 따가서, 먹샘물이나 야채류에 대한 병원성 Yersinia균의 지표유전자자로서 속을 대표하는 Y16S유전자와 종을 대표하는 yst유전자를 선정하였다. 수질 중 Y. enferocolitica의 검출한계를 알아보기 위하여 일반세균수가 3600 CFU/mL정도 함유된 먹는 샘물의 경우, DNA를 분리하지 않고 단순 열처리한 배양액을 DNA주형으로 사용하여 multiplex-PCR을 실시한 결과, Y16S 와 yst 유전자 모두 7$\times$$10^1$ CFU/mL 수준가지 검출할 수 있었으며, 일반세균수가 2.5$\times$$10^{5}$CFU/g 정도 함유된 상치는 7 및 7$\times$$10^1$CFU/g, 일반세균이 7.1$\times$$10^4$CFU/g정도 함유된 양송이버섯은 7 및 7$\times$$10^1$CFU/g 수준까지 검출할 수 있었다. 본 연구에서 나타난 바와 같이, 수질이나 야채류에서 Y16S와 yst 유전자를 혼합하여 Y. enterocolitica를 검출할 경우, DNA를 분리하지 않고 직접 whole cell을 lysate하여 DNA주형으로 사용하여도 2차 PCR을 수행할 경우에는 증균과정을 하지 않고도 민감도를 증진시키면서 신속하게 효율적으로 원하는 대상균을 검출할 수 있는 것으로 나타났다.다.

농산물우수관리제도 확립의 기초자료 확보를 위한 딸기농장 재배단계의 위해요소 분석 (Hazard Analysis for the Cultivation Stage of Strawberry Farms for Securing Preliminary Data to Establish the Good Agricultural Practices)

  • 이치엽;이원경;송정언;김경열;심원보;윤요한;김윤식;정덕화
    • 농업생명과학연구
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    • 제46권3호
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    • pp.97-108
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    • 2012
  • 본 연구는 딸기 GAP 모델을 개발하기 위한 기초자료를 제공할 목적으로 서부경남에 소재한 딸기 농장 세 곳을 선정하여 딸기의 재배단계에서의 생물학적(위생지표세균, 병원성 미생물, 곰팡이), 화학적(중금속) 및 물리적(이물) 위해요소를 조사하였다. 먼저 작물, 재배환경, 개인위생을 대상으로 생물학적 위해요소를 분석한 결과, 위생지표세균인 일반세균과 대장균군의 경우 재배환경에서 최대 7.3 및 5.6 log CFU/g, 개인위생에서 6.3 및 5.4 log CFU/hand or $100cm^2$, 잎에서 5.3 및 4.7 log CFU/leaf으로 검출되었다. 병원성 미생물의 경우 Bacillus cereus가 토양에서 최대 6.1 log CFU/g, Staphylococuus aureus가 작업자 손에서 5.4 log CFU/hand로 검출되어 이들 병원균에 의한 식중독 발생 가능성 또한 있는 것으로 나타났으며, 공중낙하균의 경우는 안전한 수준으로 나타났다. 화학적 위해요소인 중금속(Cd, Pb, Cu, Cr, Zn, Ni, Hg 및 As)은 모두 국내 허용기준치 이하로 검출되었고, 물리적 위해요소는 유리조각, 캔 등의 일반쓰레기나 경작지 폐기물 등으로 확인되었다.