KR101642658B1 - 세포테탄을 포함하는 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 볼튼 배지 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

세포테탄을 포함하는 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 볼튼 배지 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세포테탄을 포함하는 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 볼튼 배지 조성물 및 그 제조방법 그리고 그 용도에 관한 것이다.

Description

세포테탄을 포함하는 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 볼튼 배지 조성물 및 그 제조방법{A bolton media composition of improving sensitivity and selectivity for Campylobacter comprising cefotetan and a method for preparing thereof}
본 발명은 세포테탄을 포함하는 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 볼튼 배지 조성물 및 그 제조방법 그리고 그 용도에 관한 것이다.
캠필로박터는 그람 음성의 미호기성 세균으로서 인체에 감염되어 식중독을 일으키는 병원성 세균이다. 캠필로박터로 인한 식중독 사고는 전세계적으로 발생되고 있으며, 특히 북미와 유럽 등의 선진국에서는 Salmonella에 의한 감염증보다 발생빈도가 많을 정도로 문제가 되고 있다. 캠필로박터 종 중에서 가장 문제가 되는 종은 캠필로박터 제주니(Campylobacter jejuni, C. jejuni)와 캠필로박터 콜리(Campylobacter coli, C. coli)이다. 식품 내 캠필로박터 검출 시, 국내외 공인검출법에서는 선택증균을 하여 균을 안정화 시키고, 균수를 늘린 후, 검출을 실시하고 있다.
일반적으로 선택증균에 사용하는 액체배지는 ISO, FDA BAM, USDA FSIS 등 국제적인 검출기관에서는 대부분 Bolton broth를 사용하고 있다. Bolton broth는 산소에 대한 독소분해력이 좋고 캠필로박터의 회복력이 뛰어나다고 알려져 있다. Bolton broth에는 다른 세균의 성장을 억제하기 위하여 다양한 항생제 supplement가 들어가게 되는데 첨가되는 항생제로는 cefoperazone, trimethprim, vancomycin, amphotericin B 등 네 가지가 있다. 이러한 조합은 식품, 환경샘플, 분변샘플 등에서 그람음성과 그람양성 경쟁세균총을 적절히 억제한다고 알려져 있으나, 실제 식품에서는 그람음성의 정상세균총을 억제하는데 한계가 있다고 밝혀져 왔다. 특히 extended-spectrum β-lactamase (ESBL)이라는 효소를 생성하는 E. coli의 경우 Bolton broth에서 억제되지 않고 살아남아, 캠필로박터의 선택적인 검출을 어렵게 하는 경우가 많다(Jasson, V., Sampers, I., Botteldoorn, N., Lopez-Galvez, F., Baert, L., Denayer, S., Rajkovic, A., Habib, I., De Zutter, L., Debevere, J., Uyttendaele, M., 2009. Characterization of Escherichia coli from raw poultry in Belgium and impact on the detection of Campylobacter jejuni using Bolton broth. International Journal of Food Microbiology 135, 248-253. Moran, L., Kelly, C., Cormican, M., McGettrick, S., Madden, R.H., 2011. Restoring the selectivity of Bolton broth during enrichment for Campylobacter spp. from raw chicken. Letters in Applied Microbiology 52, 614-618.).
ESBL 효소는 세균의 항생제 내성 기전의 하나로서 해당 효소는 cephalosporin계 항생제를 억제하는 효과를 지닌다. 세균이 이 효소를 만드는 경우 cephalosporin에 강한 내성을 보이는데, 일반적으로 캠필로박터 선택배지에는 cephalosporin계 항생제의 일종인 cefoperazone이 들어가므로, 이 효소를 생성하는 세균은 캠필로박터 선택배지에서 죽지 않고 생존이 가능하다. 이러한 경우 캠필로박터 배지에 캠필로박터 균만 보이는 것이 아니라 ESBL을 생성하는 세균도 함께 나타나게 되어 경쟁집락으로 작용하게 되고 이로 인해 캠필로박터 균의 선택적인 배양에 어려움이 있다. 특히 기존 Bolton broth에는 그람음성 균을 막는 항생제가 cefoperazone 밖에 없어서 ESBL 생성 E.coli를 막는데에 어려움이 있다. 따라서 기존 Bolton broth에는 ESBL 생성균을 억제하는 추가적인 항생제의 사용이 강력하게 요구된다.
관련 선행특허로 대한민국 특허공개번호 제1020090085202호는 캠필로박터균의 배양 또는 수송용 배지에 관한것으로, (a) 캠필로박터(Campylobacter)균 성장 유지에 유효한 에너지원(energy source)을 포함하는 영양 배지(nutrient medium); (b) 혈액(blood) 또는 혈청(serum); 및 (c) 젤라틴(gelatin) 성분을 포함하는 캠필로박터(Campylobacter) 균의 배양(culture) 또는 수송(transport)용 배지 조성물이 기재되어 있으며,
또 다른 선행특허로 대한민국 특허공개번호 제 1020080082561호는 식품 위해 미생물 검출용 프라이머 및 이를 이용한 식품 위해 미생물 검출방법에 관한 것으로, 해당 특허의 서열번호 19의 염기서열로 이루어지는 프라이머 및 서열번호 20의 염기서열로 이루어지는 프라이머로 이루어지고 Tm 값이 80.7℃인 303 bp의 캠필로박터 제주니 특이적 유전자 산물을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 캠필로박터 제주니(Camphylobacter jejuni) 검출용 프라이머가 기재되어 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 개선된 민감도를 가지는 새로운 캠필로박터균 배지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 개선된 선택성을 가지는 새로운 캠필로박터균 배지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 개선된 민감도를 가지는 새로운 캠필로박터균 배지 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 개선된 선택성을 가지는 새로운 캠필로박터균 배지 제조방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 옥소이드(OXOID) 사의 미트 펩톤(Meat peptone), 락토알부민 가수분해물(Lactalbumin hydrolysate), 효모 추출물(Yeast Extract), 염화 나트륨(Sodium chloride), 알파-케토글루타르산(Alpha-ketoglutaric acid), 피루브산 나트륨(Sodium pyruvate), 메타중아황산 나트륨(Sodium metabisulphite),탄산 나트륨(Sodium carbonate), 해민(Haemin),트리메소프림(trimethoprim), 세포테탄(cefotetan), 반코마이신(vancomycin), 및 앰포테리신 B(Amphotericin B)를 포함하는 캠필로박터(Campylobacter)에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 배지 조성물의 조성은 전체 배지 조성물 1리터당 상기 세포테탄(cefotetan)을 4mg 내지 64mg 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 배지 조성물의 조성은 옥소이드(OXOID) 사의 미트 펩톤(Meat peptone) 10.0 중량부, 락토알부민 가수분해물(Lactalbumin hydrolysate) 5.0 중량부, 효모 추출물(Yeast Extract) 5.0 중량부, 염화 나트륨(Sodium chloride) 5.0 중량부, 알파-케토글루타르산(Alpha-ketoglutaric acid) 1.0 중량부, 피루브산 나트륨(Sodium pyruvate) 0.5 중량부,메타중아황산 나트륨(Sodium metabisulphite) 0.5 중량부,탄산 나트륨(Sodium carbonate) 0.6 중량부, 및 해민(Haemin) 0.01 중량부 비율로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 배지 조성물은 캠필로박터(Campylobacter)에 대한 선택성을 개선하는 것이 바람직하고,
상기 캠필로박터(Campylobacter)는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
또 본 발명은 옥소이드(OXOID) 사의 미트 펩톤(Meat peptone), 락토알부민 가수분해물(Lactalbumin hydrolysate), 효모 추출물(Yeast Extract), 염화 나트륨(Sodium chloride), 알파-케토글루타르산(Alpha-ketoglutaric acid), 피루브산 나트륨(Sodium pyruvate), 메타중아황산 나트륨(Sodium metabisulphite),탄산 나트륨(Sodium carbonate), 해민(Haemin),트리메소프림(trimethoprim), 세포테탄(cefotetan), 반코마이신(vancomycin), 및 앰포테리신 B(Amphotericin B)를 물에 첨가하는 단계를 포함하는 캠필로박터(Campylobacter)에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물의 제조방법을 제공한다.
또 본 발명은 상기 본 발명의 배지 조성물을 유효성분으로 포함하는, 식품 시료에서의 캠필로박터 검출용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 식품은 가금류, 육류, 유제품, 어류, 또는 채소인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
또 본 발명은 식품 샘플을 상기 본 발명의 배지 조성물에 배양한 후, 집락 형태 또는 호기 미호기 테스트를 통하여 Campylobacter에 대한 확인 및 동정을 실시하는 단계를 포함하는, 식품 시료에서 캠필로박터를 검출하는 방법을 제공한다.
이하 본 발명을 설명한다.
본 발명에서는 기존 Bolton broth에 ESBL을 억제가능한 Cefotetan 이라는 물질을 넣어주어 그 효과와 효능을 테스트하였다. 새롭게 개선된 배지를 기존의 배지와 비교하여 Cefotetan의 함유로 인해 실제 식품샘플에서 Bolton broth의 민감도가 어느 정도 상승하는지 테스트하였다.
Bolton broth는 식품으로부터 Campylobacter 종에 대한 선택적인 enrichment broth이다(J.M. Hunt,Campylobacter, F.D.A Bacteriological Analytical Manual, 8th Editino, (Revision A) 7.01-7.27, AOAC,Arlington V A (1998) ;F.J. Bolton, Personal communication (1995)).
이 배지는 Campylobacter의 recovery를 개량하기 위하여 특별하게 개발되었다(배지 제조방법 등 기타 사항은 OXOID 사 제품설명서 참조). 이 배지의 조성의 성분 및 용량(gm/litre)은 다음과 같다;Meat peptone 10.0, Lactalbumin hydrolysate 5.0, Yeast Extract 5.0, Sodium chloride 5.0, Alpha-ketoglutaric acid 1.0, Sodium pyruvate 0.5,Sodium metabisulphite 0.5,Sodium carbonate 0.6,Haemin 0.01, pH는 7.4 ±0.2이었다.
또 BOLTON BROTH SELECTIVE SUPPLEMENT는 CODE: SR0208으로 리터 당 Cefoperazone 20.0mg, Vancomycin 20.0mg, Trimethoprim. 20.0mg 및 Amphotericin B 10.0mg를 포함한다.

본 발명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 배지 조성물은 민감도 및 선택성 면에서 기존의 배지에 비해 뛰어난 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실험의 모식도
이하, 비한정적인 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 의도로 기재된 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.
실시예 1: 개선된 배지의 제조
본 발명의 개선된 Bolton broth는 기존의 배지에 일정량의 cefotetan을 넣어 제조하였으며 그 조성은 아래의 표에 기재되어 있다. 즉 본 발명에서는 기존 배지에 사용하는 cefoperazone을 cefotetan으로 대체한 것이고, 기타 다른 다른 항생제는 기존 볼튼 브로스와 동일하게 들어간다
Bolton broth 개선된 Bolton broth
용매 멸균 증류수 1L 멸균 증류수 1L
아가베이스 Bolton broth agar base, 27.6g (OXOID) Bolton broth agar base, 27.6g (OXOID)
선택첨가제 Antibiotic supplement for Bolton broth 2 vials (OXOID)
(Cefoperozone 20mg
Amphotericin 10mg
trimethoprim 20mg
vancomycin 20mg)
Cefotetan 4-64 mg
Amphotericin 10mg
trimethoprim 20mg
vancomycin 20mg
표 1은 본 발명의 실험에 사용된 두 가지 선택증균배지 조성
실시예 2: 닭에서의 선택증균배지의 검증실험
상기 본 발명에서 개발된 배지를 이용하여 실제 계육샘플에서 그 검출감도를 확인해 보았다. 캠필로박터 가 제일 문제가 되는 식품은 닭이나 칠면조 등의 가금육으로서, 본 실험에서는 시중에 유통되는 닭을 80마리 사서 Bolton broth와 개선된 Bolton broth로 해당 균을 검출하였다. 검출에 사용된 프로토콜은 미국 농림부의 식품안전기관인 USDA FSIS의 프로토콜을 그대로 사용하였으며 아래와 같다.
계육(전육)을 400ml의 Buffered peptone water과 섞은 후, 1분간 shaking한다. Shaking이 끝난 rinse액 중 25ml을 Bolton broth와 개선된 Bolton broth (혈액 비첨가, 각 2X농도로 사용) 25ml과 섞어준 후, 42℃에서 48시간 배양한다. 배양이 끝난후, 집락형태 및 호기/미호기 배양을 통하여 양성 의심집락을 확인한다.
실시예 3: 배지비교 및 통계처리
계육에서의 배지검증 실험의 경우, Chon et al. (Comparison of three selective media and validation of the VIDAS Campylobacter assay for the detection of Campylobacter jejuni in ground beef and fresh-cut vegetables. J Food Prot. 2011. 74:456-60)에 제시된 방법을 이용하여 양성 검출수를 비교함으로서 민감도를 비교 측정하였다. 또한 캠필로박터가 아닌 다른 경쟁균(competing flora)이 발견된 배지의 수를 비교하여 선택성을 비교하였다 (경쟁균이 적다는 것은 불필요한 균을 배제하는 능력이 뛰어난 것을 의미하므로, 경쟁균이 발견된 배지가 적을수록 선택성은 높음). 총 80개의 샘플 중 해당되는 수를 측정하고, GraphPad Instat software (GraphPad Software, Inc. San Diego, CA, USA)를 사용해 Fisher? exact test로 각 배지의 민감도를 비교하였다. P value를 측정하여 값이 0.05보다 적으면 유의차가 있는 것으로 판단하였다.
상기 실시예의 결과는 하기와 같다.
(1)계육에서의 배지검증 실험- 민감도 비교
캠필로박터가 양성으로 나온 plate의 수 (양성 검출수)
기존 Bolton broth 새로운 증균배지
캠필로박터 검출 a 21 / 80 A 34 / 80 B
표 2는 두 가지 증균배지의 민감도 비교
a 동일열에 있는 다른 알파벳(A, B, C)은 통계학적 유의차(p < 0.05)가 난다는 것을 의미함
상기 표2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 개선된 Bolton broth를 사용하였을 때에는 34개가 검출되고 일반 Bolton broth 사용시에는 21개의 양성을 보여 두 배지간에는 큰 통계적 유의차를 보였다(p< 0.05). 따라서 개선된 증균배지가 일반 증균배지에 비해 유의적으로 높은 민감도를 가지고 있는 것을 확인하였다. 결론적으로 개선된 Bolton broth는 검출능력에서 기존의 배지에 비해 뛰어난 것으로 보인다. 이것은 새로이 첨가된 cefotetan이 ESBL 생성 E. coli를 억제하여 선택성이 높아지고, 이에 따라 민감도도 높아졌기 때문으로 사료된다.
또한 닭에서는 캠필로박터가 억제되지 않고 매우 잘 자라 캠필로박터 균이 cefotetan에 대해 높은 내성을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이는 결국 cefotetan을 캠필로박터 증균배지에 추가적인 항생제로서 활용할 수 있음을 의미한다.
(2)계육에서의 배지검증 실험- 선택성 비교
기존 Bolton broth 개선된 Bolton broth
경쟁균이 자란
선택배지의 갯수 a
55 / 80 A 15 / 80 B
표 3은 두 가지 증균배지의 선택성 비교: 경쟁균이 자란 선택배지의 개수 비교
a 동일열에 있는 다른 알파벳(A, B)은 통계학적 유의차(p < 0.05)가 난다는 것을 의미함
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 증균액을 선택배지로 옮겼을 때, 기존 Bolton broth에 비해 개선된 Bolton broth에서 훨씬 적은 수의 샘플이 경쟁집락에 오염되었다. 따라서 개발된 증균배지의 선택성이 더 좋은 것을 확인하였다.

Claims (15)

  1. 펩톤(peptone), 락토알부민 가수분해물(Lactalbumin hydrolysate), 효모 추출물(Yeast Extract), 염화 나트륨(Sodium chloride), 알파-케토글루타르산(Alpha-ketoglutaric acid), 피루브산 나트륨(Sodium pyruvate), 메타중아황산 나트륨(Sodium metabisulphite), 탄산 나트륨(Sodium carbonate), 해민(Haemin), 트리메소프림(trimethoprim), 세포테탄(cefotetan), 반코마이신(vancomycin), 및 앰포테리신 B(Amphotericin B)를 포함하는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배지 조성물의 조성은 전체 배지 조성물 1리터당 상기 세포테탄(cefotetan)을 4mg 내지 64mg 포함하는 것을 특징으로 하는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 배지 조성물의 조성은 펩톤(peptone) 10.0 중량부, 락토알부민 가수분해물(Lactalbumin hydrolysate) 5.0 중량부, 효모 추출물(Yeast Extract) 5.0 중량부, 염화 나트륨(Sodium chloride) 5.0 중량부, 알파-케토글루타르산(Alpha-ketoglutaric acid) 1.0 중량부, 피루브산 나트륨(Sodium pyruvate) 0.5 중량부, 메타중아황산 나트륨(Sodium metabisulphite) 0.5 중량부, 탄산 나트륨(Sodium carbonate) 0.6 중량부, 및 해민(Haemin) 0.01 중량부 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 배지 조성물은 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 선택성을 개선하는 것을 특징으로 하는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물.
  5. 삭제
  6. 펩톤(peptone), 락토알부민 가수분해물(Lactalbumin hydrolysate), 효모 추출물(Yeast Extract), 염화 나트륨(Sodium chloride), 알파-케토글루타르산(Alpha-ketoglutaric acid), 피루브산 나트륨(Sodium pyruvate), 메타중아황산 나트륨(Sodium metabisulphite), 탄산 나트륨(Sodium carbonate), 해민(Haemin), 트리메소프림(trimethoprim), 세포테탄(cefotetan), 반코마이신(vancomycin), 및 앰포테리신 B를 물에 첨가하는 단계를 포함하는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 세포테탄(cefotetan)은 전체 배지 조성물의 1리터당 4mg 내지 64mg 첨가되는 것을 특징으로 하는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 제조방법은 펩톤(peptone) 10.0 중량부, 락토알부민 가수분해물(Lactalbumin hydrolysate) 5.0 중량부, 효모 추출물(Yeast Extract) 5.0 중량부, 염화 나트륨(Sodium chloride) 5.0 중량부, 알파-케토글루타르산(Alpha-ketoglutaric acid) 1.0 중량부, 피루브산 나트륨(Sodium pyruvate) 0.5 중량부, 메타중아황산 나트륨(Sodium metabisulphite) 0.5 중량부, 탄산 나트륨(Sodium carbonate) 0.6 중량부, 및 해민(Haemin) 0.01 중량부 비율로 물에 첨가하는 것을 특징으로 하는 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 민감성을 개선한 배지 조성물 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 배지 조성물을 유효성분으로 포함하는, 식품 시료에서의 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli 검출용 조성물.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 식품은 가금류, 육류, 유제품, 어류, 또는 채소인 것을 특징으로 하는 식품 시료에서의 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli 검출용 조성물.
  12. 삭제
  13. 식품 샘플을 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 배지 조성물에 배양한 후, 집락 형태 또는 호기 미호기 테스트를 통하여 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli에 대한 확인 및 동정을 실시하는 단계를 포함하는, 식품 시료에서 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli를 검출하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 식품은 가금류, 육류, 유제품, 어류, 또는 채소인 것을 특징으로 하는 식품 시료에서 Campylobacter.jejuni 또는 Campylobacter.coli를 검출하는 방법.
  15. 삭제
KR1020150081979A 2015-06-10 2015-06-10 세포테탄을 포함하는 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 볼튼 배지 조성물 및 그 제조방법 KR101642658B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013500035A (ja) * 2009-07-27 2013-01-07 ビオメリュー β‐ラクタム抗生物質に対して耐性化しているグラム陰性菌の特異的検出のための培地
KR20140004457A (ko) * 2012-07-03 2014-01-13 건국대학교 산학협력단 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 배지 조성물 및 그 제조방법

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JP2013500035A (ja) * 2009-07-27 2013-01-07 ビオメリュー β‐ラクタム抗生物質に対して耐性化しているグラム陰性菌の特異的検出のための培地
KR20140004457A (ko) * 2012-07-03 2014-01-13 건국대학교 산학협력단 캠필로박터에 대한 민감성 및 선택성을 개선한 배지 조성물 및 그 제조방법

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