"살아있는 식중독균만 골라 3시간 안에 찾아낸다"

국내 연구기관이 박테리오파지를 활용한 생균 선택 검출과 정량 기술을 개발했다.

한국식품연구원(원장 백현동, 이하 식품연)은 살아있는 식중독균만 선택적으로 찾아내고 그 양까지 빠르게 확인할 수 있는 검출기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 식품 속 세균을 막으로 농축한 뒤, 살아있는 특정 세균에서만 증식하는 박테리오파지를 이용해 별도의 사전 증균 없이 3시간 이내에 살아있는 식중독균만을 선택적으로 검출·정량하는 방식이다.

식품 안전검사에서는 실제로 증식해 위해를 일으킬 수 있는 살아있는 세균을 확인하는 것이 중요하다. 기존 배양검사법은 생균을 확인할 수 있지만 일반적으로 24시간 이상이 소요되고, PCR(Polymerase Chain Reaction, 중합효소 연쇄 반응)과 같은 유전자 검사법은 빠르지만 죽은 세균의 유전자까지 검출될 수 있어 생균과 사균을 구별하기 어렵다는 한계가 있다.

또한 식품에 붙어 있는 세균을 검사 용액으로 옮기기 위해 시료를 균질화하는 과정에서 세균이 용액에 분산되므로, 세균 수가 적을 경우 분석에 사용하는 소량의 시료에서는 검출이 어려울 수 있다.

연구진은 이러한 한계를 해결하기 위해 세균 농축-박테리오파지 증폭-정량 PCR 분석을 연계한 MC-PAA-qPCR 분석법을 개발했다. 먼저 균질화한 시료를 막에 통과시켜 세균을 농축한 후, 목표 세균만 감염시키는 박테리오파지를 넣었다. 이후 살아있는 세균에서 증식한 파지의 양을 측정하고, 파지 증폭량과 세균 농도의 관계를 이용해 살아있는 세균의 양을 계산했다.

검출 감도, 생균 판별, 정량성 확보

연구진은 식중독 원인균인 살모넬라와 바실러스 세레우스를 대상으로 성능을 검증했다. 살아있는 목표 세균에서만 박테리오파지가 증식했으며, 죽은 세균이나 다른 종류의 세균에서는 증식하지 않았다. 배추에 살모넬라를 인위적으로 오염시켜 시험한 결과에서도 개발 기술의 정량 결과는 기존 배양검사 대비 평균 98.8±3.0%의 정량 정확도를 보였다. 이러한 결과는 식품 안전 분야 SCI급 국제학술지 Food Control에 게재돼 기술적 우수성이 인정되었다.

이번 기술의 강점은 분석 속도뿐 아니라 검출 감도, 생균 판별, 정량성을 함께 확보했다는 점이다. 적은 수의 살아있는 목표균도 별도의 사전 증균 없이 3시간 이내에 선택적으로 정량할 수 있다.

식품연 임정아 박사는 "식품 안전검사 기술은 분석 성능뿐 아니라 실제 검사 과정에서의 적용 가능성까지 함께 고려하는 것이 중요하다"며, "현재 다양한 식중독균으로 적용 범위를 확대하는 후속 연구를 진행하고 있으며, 식품 검사 현장에서 활용할 수 있도록 기술의 완성도를 높여 나가겠다"고 밝혔다.