예측식품미생물학(PFM)은 1980년대 후반 이후 식품미생물학 분야에서 새롭게 발생한 신학문 분야이다. PFM은 특별한 환경적 요인에 따른 미생물 특히, 병원성미생물의 반응(사멸과 생존)을 예측하기 위하여 수학적인 모델을 이용한 것이다. 현재까지 개발된 PFM모델중 완전한 것은 없지만, 어떤 특정 조건하에서는 신속하고 객관적으로 미생물의 반응을 예측하는데 이용될 수 있다는 장점 때문에, HACCP시스템, Risk Assessment 등에서 응용 가능성이 커지고 있다. 본 연구는 PFM 모델중 PMPwin5.1을 이용하여, 우유 저장에 대한 HACCP시스템 중 미생물학적 위해요소 분석, CCP 및 CL설정에 대한 방법론적 예를 제시하였다. 모델에 대한 초기조건으로 우유와 동일한 물리화학적 조건인 pH 6.7, Aw 0.993, NaCl 1.3%을 고정변수로 하고, 저장온도(4~15$^{\circ}C$)를 변이변수로 선정하여, 온도에 따른 주요 병원성미생물의 generation time, lag phase duration, infective dose에 도달하는데 걸리는 시간을 산출하였다. 이 결과를 바탕으로 온도의 변화에 따른 각 병원성미생물의 성장을 안전정도에 따라 “안전온도범위(Safe temperature zone)”, “주의온도범위(Caution temperature zone)”, “위험온도범위(Danger temperatue zone)”로 분류하였으며, 이들 분류는 우유의 유통기간인 5일을 기준으로 각 병원성미생물의 lag phase duration, infective dose에 도달하는 시간에 따라 결정하였다. 이러한 결과는 우유의 HACCP시스템에 있어, 위해요인 분석시 위해요인의 분류 및 위해요소간의 위해 정도의 우선순위 부여에 보조적인 수단으로 이용될 수 있다. 또한 유통.저장단계에서 병원성미생물의 상징에 대한 온도수준을 나타내므로, 이 단계를 CCP로 설정할 수 있고, CCP에 대한 CL은 주위온도범위내에서 설정할 수 있다. 그리고 허용수준에 대한 온도의 범위를 제시하므로 모니터링이나 검증에서도 이용할 수 있다.
This study was performed to develop a predictive model for the growth kinetics of Listeria monocytogenes in tryptic soy broth (TSB) using a response surface model with a combination of potassium lactate (PL), temperature, and pH. The growth parameters, specific growth rate (SGR), and lag time (LT) were obtained by fitting the data into the Gompertz equation and showed high fitness with a correlation coefficient of $R^2{\geq}0.9192$. The polynomial model was identified as an appropriate secondary model for SGR and LT based on the coefficient of determination for the developed model ($R^2\;=\;0.97$ for SGR and $R^2\;=\;0.86$ for LT). The induced values that were calculated using the developed secondary model indicated that the growth kinetics of L. monocytogenes were dependent on storage temperature, pH, and PL. Finally, the predicted model was validated using statistical indicators, such as coefficient of determination, mean square error, bias factor, and accuracy factor. Validation of the model demonstrates that the overall prediction agreed well with the observed data. However, the model developed for SGR showed better predictive ability than the model developed for LT, which can be seen from its statistical validation indices, with the exception of the bias factor ($B_f$ was 0.6 for SGR and 0.97 for LT).
본 연구는 축산물에 대하여 쉽게 오염될 수 있는 S. aureus에 대해 축산제품에 속하는 식육추출가공품 중 갈비탕에 대해 식중독 예방과 식품의 안전성을 확보하기 위하여 Baranyi model을 이용하여 성장 예측모델을 개발하였다. DMFit 프로그램을 이용하여 S. aureus의 유도기(LPD)와 최대성장률(${\mu}_{max}$, maximum specific growth rate)을 산출하였다. S. aureus의 성장곡선은 4, 10, 20, $37^{\circ}C$의 보관 온도에서 측정하였다. Baranyi model의 LPD의 값은 4, 10, 20, $37^{\circ}C$의 저장 온도에서 각각 256.04, 152.60, 5.41, 3.78 h으로 온도에 반비례 한 것으로 나타났다. 또한 ${\mu}_{max}$의 값은 4, 10, 20, $37^{\circ}C$의 저장 온도에서 각각 0.003, 0.007, 0.258, $0.528logCFU/g{\cdot}h$으로 온도에 비례 한 것으로 나타났다. 또한 일차식의 적합성을 나타내는 $R^2$ 값은 모두 0.9 이상으로 나타나 실험값과 예측값의 상관관계가 높은 것을 알 수 있었다. RMSE 값은 0.39로 비교적 0에 근접하게 나타난 것을 볼 수 있으며 개발된 예측모델의 적합성이 높다고 할 수 있다. 따라서 개발된 모델을 이용할 경우 식육추출가공품 중 갈비탕의 다양한 생산 환경과 온도에 따라 S. aureus의 성장을 예측할 수 있을 것이라고 사료된다. 갈비탕을 생산, 보관 및 판매하는 산업체에서 널리 활용할 수 있을 것이라고 생각되며 이를 위해평가에서 또한 충분히 활용가능 할 것이라고 생각되어진다.
훈제연어의 L. monocytogenes에 대한 식중독 안전관리 방안 마련 및 위해평가 수행 등을 위하여 성장예측모텔을 개발하였다. 미생물 성장예측모델 개발 방법은 대상 식품 및 환경 조건에 따라 다양하며 통계적으로 유용한 모델을 사용하여야 하기에 본 연구에서는 미생물 성장예측모델 개발에 널리 사용되어 그 적용성이 검토된 Gompertz model과 Polynomial model equation을 이용하여 훈제연어의 L. monocytogenes 최대성장속도(SGR) 및 유도기(LT)에 관한 예측모텔을 개발하였다. 개발된 모델의 적합성 평가를 위해 $B_f$와 $A_f$ factor를 산출하였고 최대성장속도(SGR)의 경우 0.98, 1.06, 유도기(LT)의 경우 1.60, 1.63으로 나타나 유도기의 적합성이 최대성장속도에 비하여 떨어지는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 개발된 훈제연어에서의 L. monocytogenes 성장속도에 관한 모텔은, 수산업, 특히 훈제연어 생산, 가공, 보관 및 판매업에 다양한 방면으로 활용 가능할 것으로 판단되며, 더욱 정확한 예측모텔 개발을 위해서는 다양한 변수에 따른 미생물의 성장패턴 변화 등에 관한 연구가 추가적으로 시행되어야 할 것으로 생각되어 진다.
Bae, Jeong-Hoon;Cheung, Jo L.K.;Lee, Sung-Jong;Luk, Alfred C.S.;Tong, Seo-Yun;Chan, Paul K.S.;Park, Jong-Sup
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제19권9호
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pp.1051-1054
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2009
This cross-sectional study examined the distribution of HPV 58 sequence variation in Korean women for the first time. Among 1,750 Korean women, 53 women were positive for HPV 58 single infection, of whom 26 were without disease, 20 were with cervical intraepithelial neoplasia (CIN) 1, and 7 with CIN 2 or 3. Altogether, 36 different nucleotide sequence variations were identified with the L1, 20 within E2, 5 within E6, and 10 within E7. Further studies on variants of oncogenic HPVs are necessary, particularly for the purpose of developing more predictive HPV detection methods.
The high-throughput sequencing of microbial genomes has resulted in the relatively rapid accumulation of an enormous amount of genomic sequence data. In this context, the problem posed by the detection of promoters in genomic DNA sequences via computational methods has attracted considerable research attention in recent years. This paper addresses the development of a predictive model, known as the dependence decomposition weight matrix model (DDWMM), which was designed to detect the core promoter region, including the -10 region and the transcription start sites (TSSs), in prokaryotic genomic DNA sequences. This is an issue of some importance with regard to genome annotation efforts. Our predictive model captures the most significant dependencies between positions (allowing for nonadjacent as well as adjacent dependencies) via the maximal dependence decomposition (MDD) procedure, which iteratively decomposes data sets into subsets, based on the significant dependence between positions in the promoter region to be modeled. Such dependencies may be intimately related to biological and structural concerns, since promoter elements are present in a variety of combinations, which are separated by various distances. In this respect, the DDWMM may prove to be appropriate with regard to the detection of core promoter regions and TSSs in long microbial genomic contigs. In order to demonstrate the effectiveness of our predictive model, we applied 10-fold cross-validation experiments on the 607 experimentally-verified promoter sequences, which evidenced good performance in terms of sensitivity.
본 연구에서는 축산식품인 편육을 대상으로 황색포도상구균의 성장예측모델을 개발하였다. 편육에서 황색포도상구균의 성장패턴은 4, 10, 20, $37^{\circ}C$의 보관온도에서 측정되었으며, 황색포도상구균은 각각의 저장 온도에서 모두 증가하는 것으로 나타났다. 편육에 오염된 황색포도상구균의 생육결과를 토대로 Baranyi model을 이용하여 유도기(LPD)와 최대성장률(${\mu}_{max}$)을 산출한 결과, 유도기는 4, 10, 20, $37^{\circ}C$에서 212.81, 79.67, 3.12, 2.21 h으로 온도에 반비례한 것으로 나타났고 최대성장률은 같은 보관온도에서 0.004, 0.009, 0.130, 0.568 log CFU/g/h으로 온도에 비례한 것으로 조사되었다. 2차 모델은 ${\mu}_{max}$의 경우, square root model, LPD는 polynomial equation을 사용하여 산출하였고, 개발한 모델의 적합성을 평가하기 위해 통계적 지표인 RMSE 값을 계산한 결과, 비교적 0에 가까운 0.42로 도출되어 모델이 적합한 것으로 확인되었다. 따라서 개발된 모델이 편육에 대한 황색포도상구균의 성장 예측모델로 사용 가능하다고 판단되어지며, 편육에서의 식중독을 예방하고 미생물학적 위생관리기준을 설정하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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