Microbial Investigation of Olive Flounder and Pork from Production to Retail Based on High-throughput Sequencing

Abstract

Microbial ecology of food depends on their production chain from farm to retail stores, in the raw materials and their related environmental samples. With using high-throughput sequencing (HTS), potentially hazardous bacteria among the food and their related environmental samples in each stage of production chains could be revealed. In the present study, the microbiome of two highly consumed foods (olive flounder and pork) and their associated environmental samples were investigated through their whole production chain. In olive flounders production chain (fish farm, truck, market, and restaurant), the percentage of potential pathogenic bacteria such as Shewanella, Acinetobacter, Enterobacteriaceae, and Pseudomonas increases as the distribution and consuming stages advance: Shewanella (24.74%), Acinetobacter (18.32%), and Enterobacteriaceae (11.24%) in market and restaurant fish in Wando, Pseudomonas (42.98%) in Seoul, implying importance of sanitation control in market and restaurant. In the pork production chain (pig farm, slaughterhouse, processing plant, and retail stores), the samples from the slaughterhouse were dominated by Acinetobacter (55.35%). Enterobacteriaceae, Pseudomonas, and Staphylococcus were also observed in the processing plant and retail stores. These results indicate that specific germs should be controlled at each stage of olive flounder and pork production, possible contamination routes can be assumed based on their diversity analysis, and effective intervention must be used to assure food safety across the food production chain. The present study could contribute to expanding the in-depth knowledge about the microbial carrier in the whole production chain of the olive flounder and pork, thereby elevates food safety and hygiene consideration and provides feasible standards throughout the entire stages of the food production chain, from the farm to market.;식품의 미생물은 원재료 또는 환경요인으로부터 유래되며 생산에서 유통에 이르는 전과정에서 미생물의 변화가 발생할 수 있다. 차세대 염기서열 해독기술(High-throughput sequencing, HTS)을 이용하면 식품 및 관련된 환경시료에서 잠재적으로 위험한 미생물을 발견하여, 식품 생산과정 중 제어해야 할 미생물과 주요 관리 단계를 모색하여 식품 안전 보장에 기여할 수 있다. 본 연구에서는 2종의 식품(넙치 및 돈육)의 전체 생산과정(생산, 운송, 가공, 및 유통단계) 중 원재료와 관련 환경 시료의 미생물 균총을 16S rRNA 기반 차세대 염기서열 해독기술을 이용하여 조사하였다. 넙치의 생산과정(양식장, 운송트럭, 시장 및 식당)에서는, 완도의 시장 및 식당의 넙치시료에서 Shewanella(24.74%), Acinetobacter(18.32%), Enterobacteriaceae(11.24%)가 다수 발견되었으며, 서울의 시장 및 식당의 넙치시료에서는 Pseudomonas(42.98%)의 분포가 높게 나타났다. 전반적으로, 넙치의 유통단계가 진행됨에 따라 잠재적 병원성 세균의 비율은 증가하는 것으로 나타나 시장과 식당에서 위생관리의 중요성을 시사하였다. 돈육의 생산과정(양돈장, 도축장, 가공장, 및 소매점)에서는, 도축장에서 Acinetobacter가 55.35%로 가장 많은 분포를 차지하였다. 가공장 및 소매점에서는 Enterobacteriaceae, Acinetobacter, Pseudomonas 와 같은 병원균이 관찰되었다. 이러한 결과는 넙치 및 돈육 제품 생산의 각 단계에서 통제되어야 하는 특정 미생물의 존재를 시사하며, 생산과정 전반에 걸친 식품 안전을 보장하기 위해 효과적인 제어가 필요함을 제안한다. 본 연구는 넙치와 돈육의 전체 생산과정에서 미생물 전파에 대한 심층적인 지식을 넓히는 데 기여할 수 있으며, 이를 통해 식품의 안전성과 위생에 대한 고려를 높이고 생산단계에서 유통단계에 이르기까지 식품 생산 전단계에 걸친 최적의 안전 기준을 제공하는 데에 활용될 수 있다.