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미생물이야기 O-157균은 대장균의 일종이기 때문에 주변환경 어디에나 존재하고, 살균되지 않은 식품이라면 어느 것이나 감염되어 있을 수 있다.
2013-08-08 12:18:57
이엠생명과학연구원

식품과 관련하여 특히 여름철에는 대장균이 검출되었다거나 일반세균이 기준치의 수십 배 또는 수백 배 검출되었다는 미생물 규격 위반에 대한 뉴스를 자주 접하게 되며, 세균이 기준치 이상으로 발견되었다는 뉴스를 접하게 되면 일반소비자들은 큰 불안감을 느끼게 된다. 또한 최근에는 광우병 파동의 여파가 채 끝나기도 전에 우리나라에 쇠고기를 수출하는 미국 회사에서 생산하는 분쇄육이 식중독을 일으키는 O-157 대장균에 오염되어 리콜(recall) 조치를 취하였다는 소식이 전해져서 사회적 관심의 대상이 되고 있다. 그러나, 막연한 불안감을 느끼고 있을 뿐 소비자들은 세균이 검출되었다는 것이 어떤 의미인지는 잘 모르고 있는 것이 일반적이다.

세균은 우리의 주변 환경 어디에나 존재하고 있으며, 살균되지 않은 식품의 경우에는 헤아릴 수조차 없을 정도로 다양한 종류가 포함되어 있다. 따라서, 어떤 식품에 대하여 지금까지 알려진 모든 종류의 병원균과 식중독균을 일일이 검사하여 확인한다는 것은 현실적으로 불가능하다. 이에 대한 대안으로 실시되고 있는 것이 일반세균 검사, 대장균 검사 등의 방법이다. 그러나, 일반세균이나 대장균은 미생물적 판단을 하기 위한 지표일 뿐이고, 이들이 검출되면 병원균이나 식중독균이 존재할 가능성이 높다는 의미이며 그 자체가 위험한 것은 아니다.

미생물은 눈으로 볼 수 없기 때문에 확인을 하기 위하여는 증식을 시켜야만 한다. 증식을 위하여는 미생물이 생육하기 좋은 조건을 제공하여야 하며, 일반적으로 적당한 영양분, 온도, 수분, 산소 등이 요구된다. 보통 일반세균은 표준한천배지라고 불리는 대부분의 미생물이 이용할 수 있는 영양분 위에 시료를 바르고 35℃에서 24~48시간 동안 배양한 후 검사하게 된다. 하나의 세균이 증식하여 눈에 보일 정도의 크기로 뭉쳐있는 것을 집락(集落) 또는 군체(群體)하고 하며, 영어로는 콜로니(colony)라고 부른다. 세균의 수를 나타낼 때에는 CFU(colony form unit)라는 단위를 사용하며, 하나의 콜로니가 발견되면 원래 그 자리에는 하나의 세균이 있었다고 간주하는 것이다. 매스컴 등에서는 보통 1cfu를 ‘1마리’라고 표현한다.

일반세균(Total Colony Count)은 표준한천배지로 배양하여 검출된 콜로니를 종류와 관계없이 모두 헤아린 것이며, 일반세균이 100,000cfu 정도 검출되었다고 하여도 보통의 경우 인체에 해가 되는 경우는 거의 없다. 사람의 체온과 비슷한 35℃에서 배양하는 이유는 다양한 온도 조건에서 살아가는 수많은 미생물 중에서 인체 내에서도 생존하여 인체에 영향을 줄 수 있는 것들만을 선택하기 위함이다. 식품에 있어서 일반세균이 중요시 되는 이유는 식품 공장의 전반적인 위생상태 및 식품의 신선도를 짐작할 수 있기 때문이다. 일반세균이 많다는 것은 그만큼 오염 정도가 크고 병원균이나 식중독균이 존재할 가능성도 높다는 것이며, 식품이 장기간 방치되어 세균이 증식한 결과라고 판단할 수도 있다.

일반세균이 대략적인 미생물 수준을 나타내는 것이라면 대장균 또는 대장균군 검사는 식품위생의 정도를 좀더 잘 알 수 있게 하는 지표이다. 대장균(大腸菌, Escherichia coli)은 사람이나 동물의 대장에서 살아가는 세균이기 때문에 이런 이름이 붙여졌으며, 대변과 함께 몸 밖으로 배출되거나 가축의 도살 시에 내장에 대한 처리를 잘못하여 오염됨으로써 우리 주변에 널리 분포한다. 원래 산소가 거의 없는 대장에서 살아가는 세균이지만 일반 공기 중에 노출되어도 생존하기 때문에 식품위생의 지표로 삼을 수 있는 것이다.

사람이나 동물의 대장에는 Bacteroidaceae, Eubacterium, Peptostreptococcus, Clostridium, 유산균 등 수많은 종류의 세균이 살고 있으며, Escherichia속(屬)은 그 중의 0.1%도 되지 못하지만 장내 세균을 대표하는 ‘대장균’이라는 이름을 얻게 된 것은 대부분을 차지하는 혐기성(嫌氣性) 세균들이 산소가 없는 상태에서 잘 자라며, 산소의 존재 하에서는 쉽게 사멸하여 배양이 어려웠기 때문이다. 이에 비하여 호기성(好氣性) 세균인 대장균(E. coli)은 산소가 존재하는 일반 환경에서도 살아있을 수 있기 때문에 18세기 초에 가장 먼저 발견될 수 있었다.

일부 병원성대장균을 제외하고, 일반적으로 대장균 그 자체는 인체에 해가 없다. 따라서, 소량의 대장균이 검출되었더라도 그 식품을 먹고 탈이 날 가능성은 매우 적다. 그러나, 식품에서 대장균이 발견되었다면 그 식품을 만든 작업장의 위생 상태가 좋지 않았다는 것을 시사하고, 같은 장내 세균이며 식중독을 일으키는 살모넬라(Salmonella)나 이질의 원인균인 시겔라(Shigella) 등이 있을 수도 있다는 것을 의미하므로 주의하여야 한다. 대장균이 대변을 통하여 몸 밖으로 배출된다고 하여 대장균이 검출된 식품이 반드시 대변으로 오염된 것은 아니며, 대부분의 경우는 2차오염에 의해 주변환경에 존재하던 대장균이 식품으로 이전된 것이다.

때로는 대장균 대신 대장균군(大腸菌群)이 위생의 지표로 사용되기도 한다. 대장균군은 이름 때문에 대장균의 집단(E. coli group)으로 오해할 수도 있으나, 사실은 대장균과 유사한 특성을 갖는 세균들의 집합(coliform group)으로 Enterobacteriaceae과(科)의 Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Escherichia 등 4개 속(屬)에 포함되는 세균들을 말한다. 미생물 시험에서 대장균 검사 대신에 대장균군 검사를 하는 이유는 시험 방법이 상대적으로 간편하기 때문이며, 이 시험법에서는 대장균과 유사한 성장 조건을 갖는 인접 속의 세균이 같이 검출되는 것이다. 따라서, 대장균군 검사에서 콜로니가 발견되었다고 하여도 반드시 대장균이 존재하는 것은 아니며, 존재할 가능성이 높다는 의미이다. 그러나, 대장균이 존재한다면 대장균군 검사에서 반드시 콜로니가 발견된다. 대장균의 존재 여부는 대장균군 시험에서 세균이 검출되더라도 다시 대장균 시험을 하여 확인하여야 한다.

대장균은 원래 대장에 서식하는 비병원성 세균이지만 그 중의 일부는 식중독을 일으키기도 하며, 보통 다음과 같이 5종류로 분류된다. ⊙ 장관병원성 대장균( Entero Pathogenic E. coli, EPEC ) --- 소장점막에 부착하여 장염을 일으킨다. ⊙ 장관침습성 대장균( Entero Invasive E. coli, EIEC ) --- 대장의 점막에 염증을 일으킨다. ⊙ 장관독소원성 대장균( Entero Toxigenic E. coli, ETEC ) --- 소장 상부에 감염하여 독소를 생산 ⊙ 장관출혈성 대장균( Entero Hemorrhagic E. coli, EHEC ) --- 베로독소(Verotoxin) 생산 ⊙ 장관접착성 대장균( Entero Adhesive E. coli, EAEC ) --- 최근 보고된 새로운 종류

병원성 대장균 중에서 특히 최근에 문제가 되고 있는 것이 O-157 대장균이다. O-157균은 베로독소를 생산하는 대장균으로서 1982년 미국에서 햄버거를 먹고 집단 설사를 일으킨 환자에게서 처음 발견되었으며, 정확히는 O-157:H7 대장균이라고 불린다. 대장균은 여러 종의 변종이 있으며 항원에 따라 균체에 존재하는 항원(O), 협막에 존재하는 항원(K), 편모에 존재하는 항원(H) 등 3종류로 크게 분류하고, 각각은 다시 혈청항원에 따라 구분된다. 현재까지 O항원은 180여종, K항원은 100여종, H항원은 50여종이 알려져 있다. O-157:H7균은 O형 대장균 중에서 157번째로 발견되었으며, H7형에 해당되기 때문에 이런 이름을 얻게 되었다.

O-157균이 유명해지게 된 계기는 1996년 일본에서 전국적으로 집단 식중독이 발생하여 12,000명 이상이 발병하고 그 중에서 12명이 사망하는 사건이 있었기 때문이다. 그 후 미국에서도 2000년에 73,000명이 감염되어 61명이 사망하는 등 큰 위협을 주었다. 우리나라에서는 살모넬라, 비브리오균 등이 특히 문제로 여겨지지만 미국이나 일본에서는 O-157균이 가장 심각한 식중독균으로 취급되고 있다. 우리나라 사람들이 유난히 O-157균이나 이질균에 강한 것은 김치, 고추, 마늘 등을 자주 먹기 때문에 이들 식품에 들어있는 항균성분의 영향이라는 주장도 있다. 실제로 1996년 일본에서 전국적으로 O-157균에 의한 식중독이 만연하였을 때에도 재일교포들은 거의 감염되지 않았다고 한다.

O-157균은 대장균의 일종이기 때문에 주변환경 어디에나 존재하고, 살균되지 않은 식품이라면 어느 것이나 감염되어 있을 수 있다. 특히 식용 동물의 도축과정에서 오염되기 쉬우며, 살코기보다는 햄버거 등에 쓰이는 다진 고기가 오염되기 쉽다. O-157균에 오염된 식품을 먹으면 3~8일의 잠복기를 거쳐 식중독을 일으키게 된다. O-157균에 의한 식중독의 증상은 심한 설사와 복통, 구토이며, 때로는 혈변이 나오기도 한다. 건강한 성인의 경우는 3~4일 지나면 회복되지만 면역력이 약한 노약자나 5세 미만의 유아일 경우 심하면 사망에 이르기도 한다.

O-157균은 어디서나 발견될 가능성이 있는 균이므로 매스컴에 이와 관련된 뉴스가 보도되어도 민감하게 반응할 필요는 없다. O-157균이 사망에 이르게 할 수도 있는 위험한 세균이기는 하나 기본적으로 대장균의 일종이기 때문에 예방만 철저히 하면 얼마든지 막을 수 있다. O-157균의 예방법은 다른 식중독균의 예방법과 크게 다르지 않으며, 항상 주변 환경을 청결하게 하는 것이 기본이다. 주방 기구류를 청결하고 건조하게 유지하는 것은 물론, 야채 등을 항상 씻어서 먹고, 손을 깨끗이 씻는 일이 중요하다. 또한 O-157균은 열에 비교적 약하여 75℃에서 30초, 65℃에서 10분, 60℃에서 45분 이상 가열하면 사멸하므로 음식물을 충분히 익히거나 끓여서 먹으면 안전하다.




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