Analysis of Microbial Community in Commercial Marinated Raw Crab Using Combined Culture Methods and Next-Generation Sequencing

Abstract

Marinated raw crab, a traditional pickled seafood product in Korea, is consumed without thermal processing, making it a potential reservoir for foodborne pathogens. Despite its popularity, comprehensive microbiological studies of commercial marinated raw crab products are scarce. This study aimed to identify the overall microbial profiles using both culture-dependent techniques and 16S rRNA amplicon sequencing. Crab marinated in soy sauce (n = 120) and crab marinated in spicy sauce (n = 120) were collected seasonally throughout the year. The mean aerobic plate counts (APC) were 4.73 log CFU/g for crab marinated in soy sauce and 5.31 log CFU/g for crab marinated in spicy sauce, whereas coliform counts (CC) averaged 1.41 log CFU/g and 1.80 log CFU/g, respectively. Seasonal study indicated that microbial loads fluctuated significantly across the year, with both APC and CC levels rising during warmer seasons, especially in the summer and fall months. Moreover, the proliferation of spoilage organisms like Photobacterium escalated in warmer months, underscoring the important necessity of temperature regulation during storage. 16S rRNA sequencing revealed a significant presence of lactic acid bacteria as well as spoilage-associated or problematic bacteria in both items. Psychrobacter, Vibrio, and Carnobacterium were predominant in crab marinated in soy sauce, whereas Psychrobacter, Photobacterium, and Weissella were prevalent in crab marinated in spicy sauce. Despite a significant overlap of 58.9% in bacterial genera between the two products, the overall microbial community structure varied according to the type of sauce. Univariate analysis revealed that Bacillus, Weissella, and Staphylococcus were more prevalent in crab marinated in spicy sauce, potentially due to the incorporation of red pepper powder, a principal component of the marinade. This comprehensive analysis provides fundamental insights for enhancing food safety management of commercial marinated raw crab products.;게장은 인기있는 수산가공식품으로, 열처리를 하지 않고 섭취하기 때문에 잠재적인 식중독 원인체 중 하나로 여겨지고 있다. 그러나 아직까지 시중에서 판매되고 있는 게장 제품에 대해서 포괄적인 미생물학적 조사는 거의 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 배양 기반의 미생물 분석과 차세대 염기서열 분석법인 16s rRNA 시퀀싱을 활용하여 소비자에게 판매되는 간장게장과 양념게장의 총체적인 미생물 프로필을 얻고자 하였다. 총 120 개의 간장게장과 120 개의 양념게장을 1 년간 사계절(봄, 여름, 가을, 겨울)에 걸쳐 체계적으로 수집하였으며, 양념 유형 뿐만 아니라 계절에 따른 미생물 군집 변화를 확인하였다. 총 세균 수는 간장게장은 평균 4.73 log CFU/g, 양념게장은 5.31 log CFU/g 로 나타났으며, 대장균 수는 각각 평균 1.41 log 과 1.80 log CFU/g 수준으로 나타났다. 따뜻한 계절(여름, 가을)에 총 세균 수 및 대장균 수가 증가하는 경향을 보였으며, 이는 미생물 성장을 제한하기 위해 게장 보관 시 온도 제어가 중요함을 보여준다. 16s rRNA sequencing 분석 결과, 간장게장과 양념게장 모두에서 lactic acid bacteria 와 spoilage-causing or problematic bacteria 가 풍부하게 나타났으며, 간장게장의 경우 Psychrobacter (24.72%), Vibrio (12.76%), Carnobacterium (12.63%)이 우점했고, 양념게장에선 Psychrobacter (27.63%), Photobacterium (6.65%), Weissella (6.06%)가 지배적인 속으로 확인되었다. 간장게장, 양념게장 사이에 상당한 비율(58.9%)의 박테리아가 공유되었지만, 양념에 사용된 재료의 차이로 인해 전반적인 미생물 군집 구성이 다르게 나타났다. 단변량 분석 결과 Bacillus, Weissella, Staphylococcus 는 양념게장에서 더 많이 발견되었는데, 이는 양념에 사용되는 주요 부재료로 고추가루를 사용했기 때문일 수 있다. 이러한 발견은 부재료가 최종 제품의 미생물 구성에 영향을 미칠 수 있음을 시사하며, 따라서 게장 가공 과정에서 원재료뿐만 아니라 부재료의 취급에도 세심한 주의가 필요함을 강조한다. 본 연구의 결과는 유통 게장 제품의 주요 미생물 군집을 밝혀내고, 게장 가공 및 유통 과정에서 잠재적 위해 요소를 구명하고 개선하는 데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.