KR100889487B1 - 식육의 선도판정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식육, 특히 어육이나 어패류의 선도를 시장, 유통현장 혹은 소비현장 등에서 여과지전기영동장치를 이용하여 식육의 선도를 간단하면서도 정확하게 판정할 수 있는 식육의 선도판정방법을 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명의 구성은 전기영동용 틀에 세트되어 중성부근의 영동용 완충액으로 습윤된 영동용 여과지의 원점에 과염소산 2~10%수용액 등의 제단백제 수용액을 이용하여 균질화한 식육편을 정치하여 얻어진 상징액의 일정량을 마이크로피펫으로 반점(spot) 적하하고 즉시 전기영동을 수행, 자외선을 조사하여 나타나는 핵산 관련화합물의 반점(spot)을 디지털카메라로 촬영하여 컴퓨터처리에 의해 K값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
전기영동용 틀, 영동용 완충액, 과염소산, 제단백제 수용액.
Description
본 발명은 식육의 선도판정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식육, 특히 어육이나 어패류의 선도를 시장, 유통현장 혹은 소비현장 등에서 간단히 높은 정밀도로 판정할 수 있는 식육의 선도판정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 식육, 특히 어육이나 어패류는 선도가 중요한 가치를 지닌다.
'생선은 선도가 생명' 이라는 말대로 어종도 그렇겠지만 선도가 좋으면 유통되고 있는 모든 생선은 상당히 맛있는 것들이다.
식육의 선도는 각종 핵산 관련화합물의 함유량의 비율로 나타내는 K값이 가장 신뢰가 높다고들 한다.
선도의 분석방법에 있어서는 이온교환 크로마토그래피법, 고속액체 크로마토그래피법 등으로 측정되며 고가의 장치, 분석비용 및 오랜 분석기간을 요하기 때문에 유통 현장에서의 상기 분석방법의 사용은 불가능에 가깝다.
근육이 활동하기 위해서는 아데노신3인산(이하, ATP로 함)이 필수이며, 근육 중에 많이 존재한다.
동물이 죽으면 산소의 공급이 끊기어 ATP가 아데노신2인산(이하, ADP라 함)을 거쳐 순차 아데노신1인산(이하, AMP라 함), 이노신1인산(이하, IMP라 함), 이노신(이하, HxR로 하는 경우가 있음), 히포키산틴Hypoxanthine (이하, Hx라 하는 경우가 있음)으로 분해하여 나가며, 이들 물질을 총칭하여 핵산 관련화합물이라 한다.
따라서 ATP가 많은 생선은 선도가 좋으며 ATP가 감소하고 HxR이나 Hx가 많은 어육은 선도가 나쁘며, 유통과정에서는 이 K값을 기준으로 하여 회로 먹을 수 있다든가 최종 소비자에게 건네지기까지 괜찮다든가 하는 판단을 할 수가 있다.
또한 소비자의 입장에서는 생선찜이나 생선구이로 하는 것이 좋다든가 하는 조리방식을 구분할 수가 있다.
축육(畜肉)에 관해서도 마찬가지로 말할 수가 있다.
즉, 공급자, 소비자 모두 종래의 감각, 오감이나 관능에 의지하는 방법이 아닌 객관적인 K값으로써 선도의 기준을 얻을 수가 있다.
간단하게 K값을 측정하는 방법으로서 특허문헌 1에는 히포키산틴이 키산틴옥시다아제에 의해 키산틴과 요산으로 분해하는 반응을 이용하여 발색시켜 그 농염에 따라 K값을 추측하는 방법이 개시되고 있다.
그러나 이 방법은 어디까지나 히포키산틴만을 측정하여 ATP, ADP, AMP, IMP 등은 전혀 반응에 관여하지 않으며 실질적으로 선도를 측정하고 있다고는 할 수 없다.
더욱이 어종(어육) 및 부위에 따라 핵산 관련화합물의 농도가 다르므로 특정 화합물만을 측정하는 방법으로는 정확한 선도판정은 불가능하며, 전체를 측정하여 K값을 산출하는 방법이 확실하다.
이것은 닭고기나 축육에 관해서도 마찬가지이다.
나아가 특허문헌 2에는 효소의 작용에 의해 이노신산 및 AMP를 발색시켜 K값을 추측하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이노신산이나 AMP는 ATP의 분해 과정에서 발생하는 화합물이어서, ATP나 이노신이나 히포키산틴의 총량이 불확실한 검체로부터 중간 물질인 이노신산 및 AMP만을 측정하여도 K값과 상관성있는 수치는 될 수 없다.
특허문헌 3에는 어류 조직의 육즙에 전극을 삽입하고 산화환원전위를 측정하여 K값을 추측하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 산화환원전위는 온도나 pH(페아)의 영향을 받아 변동하며 산화환원전위와 K값과의 사이의 상관관계는 약하여 이것도 K값과 다른 수치를 측정하고 있다는 말이 된다.
동물이 죽은 경우에 근육 중의 ATP가 점차로 분해되어 나가는 과정에서 존재하는 ATP, ADP, AMP, IMP, 이노신 및 히포키산틴의 각각을 측정할 필요가 있다.
K값(%)이란, (이노신+히포키산틴의 총량) 100 / (ATP+ADP+AMP+IMP+이노신+히포키산틴의 총량)이다.
K값이 작을수록 식육의 선도가 높다는 뜻이 된다.
정확한 K값을 얻기 위해서는 적어도 핵산 관련물질의 총량을 측정하여 분자가 되는 이노신과 히포키산틴의 합계량을 측정하지 않으면 분해 도중의 어떤 종의 물질을 측정하더라도 신뢰성 있는 K값을 얻을 수는 없다.
<참고자료> 1. 특허문헌 1 : 특허공개 2005-345263호
2. 특허문헌 2 : 특허공개 1993-68591호
3. 특허문헌 3 : 특허공개 2002-207025호
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 간단한 수단으로 단시간(전기영동시간과 그 전의 단시간)에 정확한 K값이 얻어져 시장이나 유통현장, 소비현장 등에서 간단하게 사용하기 위한 것에 목적이 있는 것으로, 이를 위해 전기 영동용 틀에 세트되어 중성 부근의 영동용 완충액으로 습윤된 영동용 여과지의 원점에, 과염소산 2~10% 수용액 등의 제단백제 수용액을 이용하여 균질화한 식육편을, 정치하여 얻어진 상징액의 일정량을 마이크로피펫으로 점적하여 바로 전기영동을 수행, 그대로 내지 건조 후에 자외선을 조사하여 나타나는 핵산 관련화합물의 반점(spot)을 디지털 카메라로 촬영하여 컴퓨터 처리에 의해 K값을 산출하는 것을 특징으로 하는 식육의 선도판정방법을 제공하고자 한다.
본 발명자 등은 핵산 관련물질이 모두 자외선 조사 하에서 발색한다는 사실, 또 인산기를 가지는 핵산 관련화합물은 중성부근에서 전기 영동시키면 거의 동등한 거리 양극 측으로 이동하며 인산기를 소실한 핵산 관련화합물은 일정 조건 하에서 전기 영동을 수행하더라도 전혀 이동하지 않는다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
특히, 동 전압을 동시간 인가한 경우에 영동하는 거리는 ATP와 ADP와 IMP와 AMP는 거의 동일하며 서로 구별할 수 없지만, 이노신과 히포키산틴은 영동하지 않 는다.
그 결과, 전기 영동 후에 자외선 조사하여 얻어진 반점(spot)을 보기만 해도 육안으로도 K값의 대략적인 값을 추측할 수가 있다.
여과지 전기 영동법에 제공한 여과지를 자외선을 조사하여 반점(spot)을 검출한다.
이 화상을 디지털 카메라 등으로 저장하고 각 반점(spot)의 크기와 농도를 계수 처리함으로써 정확한 K값을 얻을 수가 있다.
일반적으로 1검체에서 2개의 반점(spot)이 얻어지며 이 반점(spot)의 전부가 핵산 관련물질이다.
영동하지 않은 반점(spot)이 이노신과 히포키산틴의 총량이며, ATP와 ADP와 IMP와 AMP의 그룹은 영동한다.
다음 식에 따라 계산함으로써 정확한 K값을 얻을 수 있다.
[영동하지 않은 반점(spot)의 전부(농도와 크기를 참작)]*100/[2spot 전부(농도와 크기를 참작)]
본 발명에 의해 간단한 수단으로 단시간(전기영동시간과 그 전의 단시간)에 정확한 K값이 얻어져 시장이나 유통현장, 소비현장 등에서 간단하게 사용할 수가 있다.
본 발명의 실시에 있어서는 시료는 식육 등의 소량을 취하여 1~4배량의 제단백제, 가운데서도 과염소산 수용액이 바람직하다. 농도 2~10%수용액, 바람직하게는 3~8%의 과염소산 수용액을 가하여 균질화(호모게나이즈)한다. 이를 정치하면 상징 액과 침전으로 분리한다. 이 상징액을 시료로서 사용한다.
과염소산 외에 제단백제(除蛋白劑)로서는, 에탄올, 메탄올, 삼염화초산, 피크린산, 텅스텐산, 설포살리실산(Sulfosalicylic acid) 등을 들 수 있으며 열수추출법(가열에 의한 제단백) 등의 방법을 사용할 수가 있다. 에탄올이나 메탄올을 사용할 경우에는 시료에 5배량의 80% 알코올을 가하여 균질화한다.
본 발명에는 여과지 전기영동장치가 필수이다. 이것은 여과지를 협착할 수 있는 영동용 고정틀과 음양의 전극이 있으면 가급적으로 간단한 구조가 바람직하다. 전기영동용 여과지는 상기 영동용 고정틀에 협착할 수 있는 크기이다.
사이즈에 한정은 없으며, 길이 15~25cm정도로 폭도 검체 수에 따라 넓기도 좁기도 할 수가 있다. 검체가 적으면 3~7cm라도 좋고 많은 검체에 대해 동시에 측정하고자 할 경우에는 15~20cm폭으로 하여 연필 등으로 표시를 한 원점 상에 분석용 시료를 마이크로피펫으로 서로 떨어져서 점적한다.
원점의 영동방향의 위치는 영동하지 않고 원점에 남는 성분이 스며들어도 충분히 그 면적을 측정할 수 있도록 영동용 틀로부터 충분히 떨어진 위치에 음양의 전극을 연결하는 선과 직각으로 연필 등으로 만든다. 원점의 영동방향과 수직인 위치는 앞서 만든 선 상이어서 인접하는 반점(spot)들끼리 스며들어도 서로 간섭하지 않는 거리를 유지하면 된다.
영동용 완충액은 중성 부근, 즉 약산성에서 약알카리성을 유지하는 완충액이 바람직하다. 인산완충액, 트리스/염산완충액, 이미다졸(imidazole)/염산완충액, 카코딜(cacodyls)산Na/HC1완충액, 디에틸 바르비투르산(Diathyl barbituric acid)Na/HC1완충액, 말레인산Na/NaOH완충액, 말레인산/트리스/NaOH완충액, 인산/NaOH완충액, 코리딘(collidine)/HC1완충액, 트리에탄올아민HC1/NaOH완충액, 에틸포르말린/HC1완충액, 피로인산Na/HC1완충액, Bicine/NaOH완충액 등을 들 수가 있다. 나아가 2-아미노-2-메틸프로판-1, 3-디올/HC1 완충액, 디에타놀아민/HC1완충액, 붕산/NaOH완충액 등은 pH8을 초과하지만 사용할 수가 있다.
영동용 완충액을 틀에 분무하는 방법도 있지만, 여과지를 틀 마다 완충액으로 침투시키는 방법도 있다. 틀 마다 침지한 경우에는 전기영동용 틀을 그 후 전기영동장치에 세트한다.
1~4㎕의 분석 시료액을 마이크로피펫으로 원점에 간격을 유지하여 점적하여 나간다. 점적 후 바로 전압을 인가한다.
본 발명자 등의 실험에서는 800V에서 8분간, 1000V에서 6분간 정도로 바람직한 결과가 나왔다.
영동이 종료된 시점에서 가열송풍건조기(헤어드라이어라도 가능)를 이용하여 여과지를 건조한다. 가열하는 편이 단시간에 건조되지만 경우에 따라서는 그냥 송풍건조기만 해도 좋다. 여과지에 자외선(파장 250nm)을 조사하면 반점(spot)이 나타난다.
이 반점은 영동이 진행되면 함께 인산기를 가지는 그룹이 분리되어 자외선을 조사하면 4분 후에는 전기영동 중이라 하더라도 대강의 K값을 추측할 수가 있다.
본 발명은 핵산 관련화합물이 모두자외선 조사 하에서 발색하며 본 발명의 조건 하에 전기영동되면 ATP, ADP, AMP 및 IMP의 그룹과 HxR과 Hx 그룹을 분리할 수 있는 사실에 입각하여 이루어진 것이다.
따라서 전기영동 중이라 하더라도 자외선을 조사하면 양 그룹이 분리되어 나가는 상태를 육안으로 관측할 수 있으며 대강의 K값을 추측할 수가 있다.
영동은 이론적으로는 양 그룹이 분리된 시점에서 종료되면 좋겠지만, 여유분의 시간을 갖는다.
영동종료 후, 그대로 자외선 조사 하에 촬영하여도 되고 건조 후에 하여도 좋으며 또는 건조 도중에 촬영하여도 좋다.
건조가 진행될수록 영상은 선명해지지만 K값에 변화는 없다.
전기영동용 여과지의 영동방향과 평행되는 방향으로 동일 간격의 슬릿을 만들어 둘 수도 있다.
도3에서 나타낸 바와 같이 여과지 1에 슬릿 2를 동일 간격으로 만든다.
슬릿 2와 슬릿 2와의 사이에 반점(spot)을 영동시키는 레인 3이 형성된다. 그림 3의 경우, 슬릿이 4개이기 때문에 레인은 5개 형성되었다.
단, 레인 3a와 3b의 폭이 같다는 것을 요건으로 한다. 1점쇄선 4는 점적해야 할 원점이다.
화면 상 가장 위의 레인 3a의 원점 4와, 위에서 두 번째 레인 3b의 원점 4에 다른 시료를 점적하면, 반점(spot) 3은 슬릿을 넘어 스며 나오지 않고 레인 3 위에 선 형상으로 나타난다.
이 방법을 이용하면 K값 계산에 있어서의 2차원 계산처리를 1차원으로 수행할 수 있으며 계측처리기를 보다 단순화할 수가 있다.
나아가 슬릿을 만든 여과지를 사용하면 반점(spot)의 스며듦이 횡단 방향으로 퍼지지 않기 때문에 짧은 폭의 영동용 여과지를 이용하여 많은 검체를 처리할 수가 있다.
정어리나 고등어 등의 푸른 생선에는 히스티딘이 다량 함유되어 있어 포획된 후의 유통 과정에 있어서는 히스타민을 생성하는 경우가 있다.
본 발명에 있어서는 히스타민도 동시에 측정할 수가 있다.
ATP 등의 핵산 관련화합물이 양극 측으로 영동하는 데에 반하여 히스타민은 음극 측으로 영동한다.
영동종료 후, 여과지를 건조시켜 히스타민 정색시약으로 정색시켜 히스타민의 함유량을 동시에 계측하는 것도 가능하다.
히스타민 정색시약으로서는, 디아조카프링제와 환원제에 의한 정색이 바람직하다. 디아조카프링제로서는, 술파닐산, o-, m-, p-니트로아닐린(nitroaniline), 3-니트로-4-아미노톨루엔(Aminotoluene), 2-니트로-4-메톡시아닐린(methoxyaniline), 2, 4-디니트로아닐린, 테프티온산, 1-나프틸아민 등을 들 수가 있다.
그 중에서도 술파닐산이 자주 사용되지만, p-니트로아닐린, 3-니트로-4-아미노톨루엔도 감도좋게 발색한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명으로 단시간(전기영동시간과 그 전의 단시간) 에 정확한 K값을 간편하게 얻을 수 있어 정확한 식육의 선도 측정이 간편하여 시장이나 유통현장, 소비현장 등에서 매우 편리하게 사용할 수 있는 매우 큰 효과가 있다.
<실시예 1>
막 포획한 쥐치를 실온, 4℃, 0℃ 및 -20℃의 4종류의 보존방법으로 저장하여 검체로 하여 24시간, 48시간, 72시간 및 96시간 후의 K값을 측정하였다.
어육 약 200mg에 약 2배량인 5%과염소산 용액을 가하여 작은 가위로 어육을 잘게 썰어 균질화하였다.
균질화한 액에 10M의 KOH와 1M의 KOH를 첨가하면서 pH 시험지를 이용하여 중화하였다. 이를 정치하여 상징액을 샘플로서 이용하였다.
세로 20cm, 가로 15cm의 여과지(Advantech사 제품, No.50)를 영동용 고정틀에 세트하고 고정틀 마다 영동용 완충액(인산완충액)에 침지하여 고정틀을 영동장치에 세트하였다.
상기 샘플 2μl를 마이크로피펫으로 여과지의 원점에 점적하여 바로 800V로 8분간 전기영동을 수행하였다.
전기영동개시와 동시에 파장 250nm의 자외선을 조사하였다.
처음에는 원점에 나열되게 반점(spot)이 있었지만 점차로 영동방향으로 반점(spot)이 늘어져 약 4분 후에는 원점에 남은 반점(spot)과 영동하는 반점으로 확실히 분리되었다.
따라서 이 시점에서도 대강의 K값을 추측할 수 있지만, 8분 경과 후에 전원을 차단하였다.
이 시점에서 확실히 분리되어 있었다.
250nm을 함유한 단파장 전자파를 조사하면서 디지털 카메라로 촬영하여 레인 어낼라이저(ATTO사 제품, 반점의 크기와 넓이와 농도를 참작하여 수치화하여 K값을 산출하는 소프트)로 수치화하여 K값을 구하였다.
보존방법에 따른 K값의 상승의 정도를 그림 1로 나타내었다.
<실시예 2>
본 발명의 정도를 검증하기 위해 다음과 같이 각 화합물군의 1mM, 5mM 및 10mM의 용액을 만들었다.
(1) ATP+ADP+AMP+IMP의 등량 혼합물 용액
(2) 이노신+히포키산틴의 등량 혼합물 용액
상기 (1), (2)의 각 용액에 대하여 1mM, 5mM 및 10mM의 용액을, 실시 예 1에서 이용한 전기영동장치의 완충액으로 습윤시켜 여과지의 원점에 2μl씩 마이크로피펫으로 적하하여 바로 800V의 전압을 8분간 인가하였다.
전압을 인가하여 영동 후, 여과지를 가열송풍건조기로 건조하였다.
건조한 여과지에 자외선을 조사하고 얻어진 화상을 디지털카메라로 촬영하여 레인 어낼라이저로 각 반점(spot)의 크기를 수치화하였다.
그 결과를 도2에 나타내었다.
도2에서 밝혀진 바와 같이 각 화합물군의 반점(spot)은 직선성을 나타내며 농도와의 사이에 비례관계가 성립하며 본 발명에 의한 측정값은 충분한 신뢰성을 가진다는 사실이 확인되었다.
<실시예 3>
이틀 전 포획되어 실온 보존한 정어리와 당일에 포획된 정어리의 K값을 도 3에 나타낸 슬릿 2를 가지는 여과지를 이용하여 측정을 수행하였다.
각각의 정어리의 어육 약 200mg에 실시 예 1과 마찬가지로 하여 상징액 시료를 얻었다.
도 3에 나타낸 여과지 1의 레인 3a에 이틀 전 포획된 정어리의 시료를 점적하고 레인 3b에 당일 포획된 정어리의 시료를 적하하여 <실시예 1>과 마찬가지로 하여 800V으로 8분간 전기 영동을 수행하였다.
레인 3a에 적하한 이틀 전 잡힌 정어리의 시료는 영동하는 성분이 없고 반점(spot) 전부가 원점에 남은 반점(spot) 5a이다.
이것은 K값은 100이다.
한편 레인 3b에 적하한 당일 포획된 정어리 시료는 영동한 반점(spot) 5b와 원점에 남은 반점(spot) 5a로 분리되었다. 여과지 1을 건조하지 않고 이 반점(spot) 4를 디지털카메라로 촬영하여 실시 예 1에서 이용한 레인 어낼라이저로 K값을 산출하였다.
K값은 25.5%였다.
영동용 여과지를 가열송풍건조기로 건조하였더니 반점은 보다 선명해졌지만, K값은 변화가 없이 25.5%였다.
도 3에 나타낸 바와 같이 레인 3a의 원점에 남은 반점(spot) 5a와 레인 3b의 원점에 남은 반점 5a는 서로 간섭하며 보통은 정확한 수치를 얻는 것이 곤란하지만 슬릿 2가 존재하기 대문에 서로 간섭하지 않고 정확한 수치를 얻을 수가 있었다.
또 레인 3a의 원점에 남아 있는 반점 5a와 레인 3b의 영동한 반점(spot) 5b도 간섭하지 않고 정확하게 측정할 수가 있다.
건조한 여과지 1의 원점 4에서 음극 측으로 발색제 I(20mM 술파닐산의 1M염산용액과 200mM아초산용액의 등량 혼합물)를 분무한 후, 계속해서 발색제 II(10% 무수탄산 나트륨의 5% 에틸알코올용액)를 분무하였더니 레인 3a에 있어 2군데의 거의 같은 간격의 오렌지색의 발색이 있었다.
영동거리가 짧은 쪽의 발색은 히스티딘이나 카르노신이며, 약 2배 영동한 반점(spot)은 히스타민이다.
이틀 전 포획되어 실온 보존한 정어리는 이미 히스타민이 생성되어 있음이 판명되었다.
레인 3b에는 히스티딘이나 카르노신의 발색은 있었으나 히스타민의 위치에서의 발색은 없었다.
본 실시예에 있어서는 히스타민은 정성분석(定性分析)만 하였지만 농도가 판명된 내부표준액을 사용하면 정확한 정량도 가능하다.
도 1은 각종 온도에서 보존한 검체(쥐치 식육)의 보존시간과 K값과의 상관관계 그래프
도 2는 본 발명에 의해 핵산관련화합물의 농도와 레인어넬라이저에 의한 측정값과의 관계를 나타내는 그래프
도 3은 본 발명에 의해 영동방향의 슬릿을 만든 여과지로 선도로 다른 검체(식육)를 측정하였을 때의 여과지의 발색상태를 나타낸 그림
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 여과지 2 : 슬릿(slit)
3 : 레인 4 : 원점
5a : 원점에 남은 반점(spot)
5b : 영동한 반점(spot)
Claims (7)
- 전기영동용 틀에 세트되며, 영동용 완충액으로 습윤된 영동용 여과지의 원점에, 제단백제 수용액을 이용하여 호모게나이즈(균질화)한 식육편을 정치하여 얻어진 상징액(上澄液)의 일정량을 마이크로피펫으로 점적(點滴)하고 바로 전기영동을 수행, 그대로 또는 건조 후 자외선을 조사하여 나타나는 핵산 관련화합물의 반점(spot)을 비교 관찰함으로써 식육의 선도를 판정하는 식육의 선도판정방법.
- 제단백제는 과염소산의 2~10%수용액, 영동용 완충액은 중성으로 형성됨을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 식육의 선도판정방법.
- 자외선 조사 하에 나타난 반점(spot)을 디지털 카메라로 촬영하여 컴퓨터 처리에 의해 K값을 산출하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재된 식육의 선도판정방법.
- 영동 방향으로 복수의 슬릿을 같은 간격으로 만들어 두고 1 또는 2의 슬릿에 인접하는 레인에 점적하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 식육의 선도판정방법.
- 영동 후, 여과지에 자외선 조사하여 발색하는 구간의 길이를 비교하는 것을 특징으로 하는 청구항 4에 기재된 식육의 선도판정방법.
- 전기영동 후의 여과지를 건조하여 디아조카프링제와 환원제로 구성된 정색시약(발색시약)으로 발색시켜 그 면적에서 히스타민의 함유량을 동시에 측정하는 청구항 1 또는 5에 기재된 식육의 선도판정방법.
- 삭제
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