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보고서 상세정보

예측모델개발을 활용한 즉석섭취식품의 효율적 위해관리 연구
A study on the effective risk management of ready to eat foods via the application of predictive model

  • 사업명

    식품등안전관리

  • 과제명

    예측모델개발을 활용한 즉석섭취식품의 효율적 위해관리 연구

  • 주관연구기관

    경희대학교 산학협력단

  • 연구책임자

    윤기선

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-04

  • 과제시작년도

    2008

  • 주관부처

    식품의약품안전청

  • 사업 관리 기관

    식품의약품안전청
    Korea Food & Drug Administration

  • 등록번호

    TRKO201000014801

  • 과제고유번호

    1475003801

  • 키워드

    예측모델.비용-효율적 측면.즉석섭취식품.Predictive model.cost-benefit.ready-to-eat foods.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    The objective of this study was to develop the tertiary growth model for S. aureus in Kimbab and Sandwich using a validated secon...

    The objective of this study was to develop the tertiary growth model for S. aureus in Kimbab and Sandwich using a validated secondary growth model for S. aureus developed in 2007.
    In addition, Staphylococcal enterotoxins and thermal inactivation model in Kimbab were developed for the application of risk management and risk communication related to ready-to-eat foods. We also investigated the consumption trends of ready to eat foods, including chicken, pan fried cake, sushi, Jabchae and jokbal (pork toes). Furthermore, microbiological monitoring and growth rate of S. aureus and B. ceresu in ready-to-eat foods were investigated
    <1st project>
    ■ We validated the growth predictive model of S. aureus developed in 2007 using an external and internal validation. For external validation, we used USDA PMP and UK Growth Predictor. For internal validation, we have studied the growth kinetics of S. aureus at 8, 13, 18, 23, and $28^{\circ}C$, which temperatures were not used for model development in the previous study. According to the result of validation, LT model in the previous study was not appropriate, while secondary specific growth rate model can be used for the development of tertiary model. Therefore, we developed a new LT growth model using Davey equation obtained from the result of our additional research and developed user-friendly tertiary model for the industry application.
    ■ We have analyzed quantitatively Staphylococcal enterotoxins (SEs) produced by S. aureus contaminated in Kimbab and sandwich stored at the temperature range of 17 to $30^{\circ}C$ using a TECRA kit and standard curve. The amount of SEs in Kimbab was positively correlated to the growth of S. aureus as a function of temperature. The maximum amount of SEs in Kimbab was 1.8ng/ml after 30.5 hrs at $30^{\circ}C$, while the maximum amount of SEs in sandwich was 0.15ng/ml after 52 hrs at $30^{\circ}C$, indicating the variation of SEs production according to food matrix. In addition, SEs production in Kimbab was not observed in temperatures below $20^{\circ}C$. Therefore, we developed the primary model for SEs and observed the lag time. Thus we developed the tertiary model for SEs at 20, 23, 25, 28, $30^{\circ}C$ for the industry application.
    ■ We have developed the thermal inactivation of S. aureus in Kimbab and broth using a circular water bath to maintain the temperature during heating and calculated D and Z values. Kimbab was contaminated with 3.5 log or 8 log CFU/g for Kimbab model and 8 log CFU/ml for Broth model. D value at 51, 54, 57, 60, 6$3^{\circ}C$ at 3.5 log CFU/g and 8 log CFU/g was 52.8, 27.25, 7.76, 4.79, 1.26 min and 120.1, 34.56, 14.27, 6.56, 3.54 min, respectively, indicating that the heat sensitivity was increased at low contamination level. On the other hand, Z value was not significantly affected by the model medium or the extent of contamination level.
    <2nd project>
    ■ Questions were raised about the consumption pattern of ready-to-eat foods in Seoul, Deajeon, Deagu, Busan and JinJu, and an investigation was conducted using questionnaires. The result indicated that consumers eat chicken(85.3%), pan fried cake(80.7%), sushi(56.6%), Jabchae(56.5%) and Jokbal(porktoes)(41.%) from grocery stores. The majority of consumersresponded to buying ready-to-eat foods and reheating them using electronic ovens within 6 hours of refrigeration. In cases of foodborne illness, consumers usually go to the pharmacy than hospital.
    ■ Total aerobic bacteria, B. cereus and S. aureus were monitored to estimate the contamination levels from ready-to-eat foods in Seoul, Daejeon and Jinju. The levels of total aerobic bacteria were moderate level (1.3-5.2 log CFU/g). In addition the levels of B. cereus and S. aureus were below 1 log CFU/g in most of the tested sample.
    ■ To determine microbiological growth for S. aureus and B. cereus on chicken, pan fried cake, sushi, Jabchae and Jokbal(porktoes), the experiment at various temperatures(7, 12 and $25^{\circ}C$) and storage time (up to 8 days) was conducted. As a result, S. aureus and B. cereus were mostly not increased at $7^{\circ}C$ for each ready-to-eat food but increased in most samples when stored at $12^{\circ}C$. Rapid growth in these two pathogenic bacteria was observed when these foods were stored at $25^{\circ}C$.


    본 연구의 제1세부과제에서는 ‘07년 국내에서 개발된 S. aureus의 성장 예측모델의 검증을 통해 산업체에서 쉽게 이용할 수 있는 응용프로그램을 개발하고자 하였다. 또한 즉석섭취식품으로 김밥과 샌드위치에서 S. aureus의 독...

    본 연구의 제1세부과제에서는 ‘07년 국내에서 개발된 S. aureus의 성장 예측모델의 검증을 통해 산업체에서 쉽게 이용할 수 있는 응용프로그램을 개발하고자 하였다. 또한 즉석섭취식품으로 김밥과 샌드위치에서 S. aureus의 독소생성 예측모델과 김밥에서 S. aureus의 Thermal Inactivation model을 개발하여 즉석섭취식품의 제조 공정 시, 판매, 섭취시점에서 S. aureus의 관리방안을 제시하고 제조업체와 소비자 교육에 활용하고자 하였다. 또한 제2세부과제를 통해 대형마트애서 판매되고 있는 즉석섭취식품으로 족발, 초밥, 닭고기, 부침류, 잡채를 대상으로 소비자 설문조사를 통해 섭취실태를 조사하고 미생물 모니터링과 각각의 식품에서 S. aureus와 B.cereus의 성장률을 조사하였다. 본 연구에서 수행된 주요 연구결과는 다음과 같다.
    <제1세부과제>
    ■ 산업체 활용 모델개발을 위하여 ‘07년에 개발된 S. aureus의 성장 예측모델을 검증하였다. External validation을 위해서는 USDA의 PMP와 UK의 Growth predictor를 사용하였고 Internal validation을 위해서는 선행연구에서 사용하지 않은 온도로 8, 13, 18, 23, $28^{\circ}C$를 선정, 각각의 온도에서 S. aureus의 생육변화를 관찰하였다. External validation 결과 김밥과 샌드위치 모두 높은 온도에서 lag time (LT) 2차 모델이 적당치 않은 것으로 나타났으나 specific growth rate (SGR) 2차 모델은 산업체 활용 3차 모델 개발에 사용될 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 추가 검증 실험결과로 Davey model을 이용 2차 LT 모델식을 개발하여 선행연구의 SGR 모델과 함께 산업체 활용 User-friendly 3차 모델을 개발하였다.
    ■ 김밥, 샌드위치에 오염된 S. aureus가 생성하는 Staphylococcal enterotoxins (SEs)은 $17-30^{\circ}C$ 온도 범위에서 저장시간에 따른 SEs의 증가량을 TECRA kit와 standard curve를 이용하여 정량분석 하였다. 김밥에서의 독소 생성은 S. aureus의 성장과 비례하여 독소의 양도 증가하였으며 김밥에서의 최대 독소 생성량은 $30^{\circ}C$에서 30.5시간 후 1.8ng/ml로 온도가 상승함에 따라 증가하였지만 샌드위치에서는 S. aureus 균수는 증가하였으나 최대 독소생성량은 $30^{\circ}C$에서 52시간 후에도 0.15ng/ml로 식품에 따라 독소 생성의 차이를 보였다. 따라서 김밥에서의 독소정량 data 만을 이용 Gompertz 1차 모델식에 적용한 결과 독소도 lag time이 관찰되어 specific growth rate과 함께 저장온도에 따른 2차 모델식을 활용하여 20, 23, 25, 28, $30^{\circ}C$에서 독소 3차 모델을 개발하였다.
    ■ 전통적인 가열방법을 이용하여 액체배지와 김밥에서 각각 S. aureus의 열 불활성화 효과를 연구 하였다. S. aureus를 3.5 또는 8 log CFU/g로 오염시켜 열처리를 한 후 D value와 Z value를 각각 산출하였다. 초기오염도가 3.5 log CFU/ml(g) 균이 오염된 김밥에서의 D value는 51, 54, 57, 60, $63^{\circ}C$에서 각각 52.8, 27.25, 7.76, 4.79, 1.26분으로 나타난 반면 초기 오염이 약 8 log CFU/ml(g)인 경우 오염되어 있던 김밥에서 D value는 51, 54, 57, 60, $63^{\circ}C$에서 각각 120,1, 34.56, 14.27, 6.56, 3.54분으로 김밥에 오염된 S. aureus의 초기오염이 낮았을 때 열에 대한 민감도가 증가하는 것으로 나타났다. 반면 Z value는 초기 오염량의 차이에 따라, 모델에 사용한 배지가 broth 또는 김밥인지에 따라 유의적 차이가 관찰되지 않았다.
    <제2세부과제>
    ■ 설문지를 이용하여 서울, 대전, 대구, 부산 및 진주 등지에서 즉석섭취식품에 대한 소비자의 소비패턴을 조사하였다. 그 결과, 최근 즉석섭취식품의 섭취여부에 대한 질문에 즉석닭고기(85.3%), 부침류(80.7%), 초밥(56.6%), 잡채(56.5%), 족발(41.5%) 순으로 많이 섭취하는 것으로 나타났으며, 응답자 중 즉석섭취식품을 구입할 경우 대부분은 일반매장이나 전문매장을 많이 이용하는 것으로 나타났다. 또한 구입한 즉석섭취식품을 일정시간 보관 후 섭취할 경우 1~6시간이내에 섭취하는 것으로 조사되었다. 그리고 보관방법으로는 대부분 냉장고에 보관하는 경우가 많았으며 조리하여 섭취시에는 전자렌지를 많이 이용하는 것으로 나타났다. 한편, 섭취 후 식중독증상이 나타나면 약국에서 치료하는 경향이 높은 것으로 확인되었다.
    ■ 서울, 대전 및 진주의 즉석섭취식품을 대상으로 일반세균, B. cereus 및 S. aureus에 대한 모니터링을 실시하였다. 그 결과, 일반세균의 오염도가 1.3-5.2 log CFU/g 정도의 오염도를 나타냈다. 자연환경에서 존재하는 B. cereus의 오염정도를 분석한 결과 대부분의 시료에서 검출한계 이하로 검출 되었다. 비록 검출된 초밥, 부침, 잡채에서도 1 log CFU/g 이하로 검출되어 B. cereus에 의한 식중독의 위해정도는 매우 낮은 것으로 판단된다. S. aureus에 대한 오염정도를 분석해본 결과 모두 1 log CFU/g이하로 검출되었다. 근래에 식품공전상 즉석섭취식품에 대한 황색포도상구균의 기준이 2 log CFU/g 이하로 설정된 것을 비교해볼 때 기준치를 초과하지 않은 것으로 나타났다.
    ■ 즉석섭취식품의 미생물 성장률를 조사하기 위해 앞서 선정된 족발, 초밥, 즉석닭고기, 부침류, 그리고 잡채류를 대상으로 유해 미생물인 S. aureus와 B. cereus를 각각 접종한 후 7, 12 및 $25^{\circ}C$의 온도조건으로 8일 동안 저장하면서 균수의 변화를 확인하였다. $7^{\circ}C$에서 B. cereus와 S. aureus는 대부분 시간과 관계없이 비슷하게 유지되는 것으로 확인되었으며, $12^{\circ}C$에서는 $7^{\circ}C$에서와는 달리 대부분 두 미생물이 증가되는 경향을 보였으며, 특히 S. aureus가 B. cereus 보다 더 빨리 성장하는 것으로 나타났다. 한편 $25^{\circ}C$에서는 두 미생물 모두 급격하게 증가하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 용역연구개발과제 최종보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 목차 ...3
    4. I. 총괄연구개발과제 요약문 ...8
    5. 국문요약문 ...8
    6. 영문요약문 ...11
    7. II. 총괄연구개발과제 연구결과 ...14
    8. 제1장 총괄연구개발과제의 목적 및 필요성 ...14...
    1. 용역연구개발과제 최종보고서 ...1
    2. 제출문 ...2
    3. 목차 ...3
    4. I. 총괄연구개발과제 요약문 ...8
    5. 국문요약문 ...8
    6. 영문요약문 ...11
    7. II. 총괄연구개발과제 연구결과 ...14
    8. 제1장 총괄연구개발과제의 목적 및 필요성 ...14
    9. 제2장 총괄연구개발과제의 최내용 및 방법 ...28
    10. 제3장 총괄연구개발과제의 최종결과 및 고찰 ...36
    11. 제4장 총괄연구개발과제의 연구성과 ...40
    12. 제5장 총괄주요연구 변경사항 ...42
    13. 제6장 총괄참고문헌 ...43
    14. 제7장 총괄첨부서류 ...48
    15. III. 제1세부연구개발과제 연구결과 ...49
    16. 제1장 세부연구개발과제의 요약문 ...50
    17. 제2장 세부연구개발과제의 목적 ...52
    18. 제3장 세부연구개발과제의 내용 및 방법 ...60
    19. 제4장 세부연구개발과제의 결과 및 고찰 ...65
    20. 제5장 세부참고문헌 ...81
    21. IV. 제2세부연구개발과제 연구결과 ...85
    22. 제1장 세부연구개발과제의 요약문 ...86
    23. 제2장 세부연구개발과제의 목적 ...88
    24. 제3장 세부연구개발과제의 내용 및 방법과 ...92
    25. 제4장 세부연구개발과제의 결과 및 고찰 ...94
    26. 제5장 세부참고문헌 ...124
  • 참고문헌

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