A Comprehensive Microbial Analysis of Retail Salmon and Smoked Salmon Products in Korea

Abstract

Despite its benefits and popularity, salmon is one of the most commonly implicated vehicles for pathogenic bacteria. However, an all-round microbiological survey on salmon and smoked salmon products directly exposed to consumers on the market remains to be elucidated. A comprehensive microbial investigation utilizing conventional cultivation-based techniques with 16S rRNA amplicon sequencing was held. Salmon and cold-smoked salmon were gathered over the course of four seasons (spring, summer, fall, and winter) (n = 120 for salmon and n = 95 for smoked salmon), along with temeprature measurement of the inside of each product. Both aerobic plate counts (APC) and coliform counts (CC) were at similar levels in salmon and smoked salmon, elevated during the summer (3.72 log CFU/g and 1.50 log CFU/g for salmons, and 3.33 log CFU/g and 1.12 log CFU/g for smoked salmon). A weak to fairly strong correlation was observed between bacterial popultion and product internal temperature. 16S rRNA sequencing results showed that regardless of season, the most dominant family of salmon was Vibrionaceae (ranging from 28.46% to 66.58%), followed by Pseudomonadaceae (ranging from 11.95% to 34.71%). At the genus level, Photobacterium and Pseudomonas were the two most prevalent components in retail salmon, both recognized as primary spoilage agents. Smoked salmon exhibited greater disparities in bacterial composition compared to salmons, with principal dominating genera being Pseudomonas and Photobacterium. Notably, Vibrionaceae, Yersineaceae, Enterobacteriaceae, and Staphylococcaceae—families known to potentially harbor hazardous bacteria—were significantly more abundant in smoked salmons. Diversity analysis revealed that sample type and seasonal factors exerted an influence between microbial diversity (p < 0.05), while the factor itself was considered unsufficient to account for the differences (R2 < 0.12). The results of this study contribute to an enhanced understanding of retail RTE salmon products, shedding light on crucial areas for investigation and potential interventions regarding both sales and production.;연어는 그 영양학적 이점과 높은 소비자 선호도를 보이는 한편 병원성 박테리아의 가장 흔한 식품 매개체 중 하나로 여겨지고 있다. 그러나 현재까지 시중에서 소비자에게 직접 노출되는 비가열 연어 및 훈제 연어 제품에 대한 종합적인 미생물 현황 조사는 아직 이루어지지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 배양 기반의 미생물 분석 기법과 16S rRNA의 V4 region에 대한 차세대 염기서열 분석법을 활용한 종합적인 미생물 조사를 수행하고자 하였다. 국내의 계절 특성을 고려하여 1년간 4개 계절(봄, 여름, 가을, 겨울)에 걸쳐 시중에 유통되는 비가열 연어와 냉장 훈제 연어를 수집하고(연어 120개, 훈제 연어 95개), 각 제품의 내부의 온도를 측정한 후 미생물 분석을 실시하였다. 연어와 훈제 연어의 총 세균 수와 대장균군 수는 모두 통계적으로 비슷한 수준이었으며, 다른 계절에 비해 여름철에 상승하는 경향을 보였다. 총 세균 수와 대장균군 수는 연어의 경우 각각 3.72 log CFU/g 및 1.50 log CFU/g, 훈제 연어의 경우 각각 3.33 log CFU/g 및 1.12 log CFU/g 수준으로 검출되었다. 총 세균 수의 오염양과 제품 내부 온도를 분석하였을 때 제품 내부 온도가 높은 시료의 경우 총 세균 수의 오염량이 증가하는 경향을 나타내었다. 16S rRNA 염기서열 분석 결과, 계절에 관계없이 연어 제품에서 가장 우세한 과는 Vibrionaceae(28.46%~66.58%)였으며, Pseudomonadaceae (11.95%~34.71%)가 그 뒤를 이었다. 속 수준에서는 주요 부패 요인으로 알려져 있는 Photobacterium과 Pseudomonas가 연어 제품에서 가장 많이 발견되었다. 훈제 연어는 연어에 비해 더욱 다양하고 복잡한 미생물 군집 조성을 보였으며, 주요 지배적인 속은 Pseudomonas 및 Photobacterium으로 확인되었다. 특히, 속 수준의 미생물 군집에서의 단변량 분석 결과 잠재적으로 유해한 박테리아가 서식할 수 있는 것으로 알려진 Vibrionaceae, Yersineaceae, Enterobacteriaceae, 그리고 Staphylococcaceae의 상대적 분포도가 연어보다 훈제 연어에서 더 높게 관찰되었다. 생물학적 다양성 분석 결과 샘플 유형과 계절적 요인이 미생물 다양성 사이에 영향을 미치는 것으로 나타났다(p <0.05). 본 연구의 결과는 소비자에게 직접적으로 전달되는 유통 연어 제품에 대한 이해를 높이고, RTE 연어 제품의 판매와 생산에 관한 위생적 중점 관리 지점의 규명과 잠재적 위해요소를 조명하는 기초 자료로서 기여할 것으로 기대된다.