Product-specific microbial assembly and source contributions in processed egg products

Abstract

Egg-based processed foods are increasingly consumed as convenient ready-to-use products and are commonly distributed under refrigerated or frozen conditions; however, their microbial community dynamics across product types and processing environments remain insufficiently understood. In this study, culture-dependent enumeration and 16S rRNA gene sequencing were combined to investigate stage-resolved samples collected from an egg-processing facility （n = 99）, together with commercially distributed egg garnish （n = 61） and rolled egg products （n = 109）. Although both production lines originated from a shared liquid whole egg input, their microbial communities diverged during processing and developed distinct genus-level profiles in the final products. Thermal treatment acted as a major selective pressure that reshaped microbial community structure, while subsequent exposure to processing environments further influenced final product microbiota. Sequencing-based analysis also detected taxa that were not captured by culture-dependent enumeration, including Vibrio. SourceTracker analysis indicated product-dependent source contribution patterns: post-thermal environments, such as heating-room floors and worker gloves, were major contributors to egg garnish microbiota, whereas early-stage inputs, including liquid whole egg and vegetable wash areas, were more closely associated with rolled egg products. In retail samples, microbial community structures differed according to product type. Egg garnish was characterized by environmental and psychrotrophic genera such as Pseudomonas, suggesting potential cold-storage spoilage concerns, whereas rolled egg products were enriched in lactic acid bacteria, including Lactococcus. Acinetobacter and lactic acid bacteria observed in final products from the processing facility were also detected in retail products, suggesting that product-specific microbial signatures may persist along the production-to-retail chain. Overall, these findings demonstrate that microbial community assembly in processed egg products is shaped by product formulation, processing flow, and environmental exposure, emphasizing the need for product-specific spoilage and safety management strategies.;알가공품은 계란을 주원료로 하여 제조되는 가공식품으로, 간편성과 조리 활용성이 높아 식품산업 및 소비 시장에서 그 수요가 증가하고 있다. 그러나 지단 및 계란말이와 같이 조리·성형 과정을 거쳐 바로 섭취하거나 조리에 활용되는 알가공품은 다양한 가공 및 취급 단계를 거침에도 불구하고, 제품 유형과 가공환경에 따른 미생물 군집 동태에 대한 연구가 아직 제한적이다. 특히 가공시설의 공정 단계별 시료와 시판 유통제품을 함께 분석하여, 생산 단계에서 유통 단계까지의 미생물 군집 특성을 통합적으로 평가한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 배양 의존적 미생물 분석과 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 함께 적용하여, 알가공품 생산시설에서 수집한 공정 단계별 시료（n = 99）와 시판 지단 제품（n = 61） 및 계란말이 제품（n = 109）의 미생물 군집 특성을 분석하였다. 가공시설 분석 결과, 지단과 계란말이는 동일한 전란액을 원료로 생산되었음에도 불구하고, 각 제품의 가공 흐름에 따라 서로 다른 속 수준의 미생물 군집 구조를 형성하였다. 열처리 과정은 미생물 군집 구조를 변화시키는 주요 요인으로 작용하였으며, 이후 가공환경 및 취급 과정에 대한 노출은 최종제품의 미생물 조성에 추가적인 영향을 미쳤다. 또한 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통해 배양 의존적 분석에서는 확인되지 않은 Vibrio 등의 분류군이 검출되어, 배양 비의존적 접근법이 알가공품의 미생물 군집을 보다 포괄적으로 이해하는 데 유용함을 확인하였다. SourceTracker 분석 결과, 최종제품의 미생물 군집에 기여하는 주요 지점은 제품 유형에 따라 다르게 나타났다. 지단 제품에서는 가열실 바닥과 작업자 장갑 등 열처리 이후의 가공환경이 주요 기여원으로 추정되었으며, 계란말이 제품에서는 전란액과 채소 세척 싱크대 등 초기 공정 및 원료 관련 요인이 상대적으로 높은 기여를 보였다. 이러한 결과는 동일한 생산시설 내에서도 제품의 구성, 공정 흐름, 취급 단계에 따라 서로 다른 미생물 유입 및 기여 양상이 형성될 수 있음을 시사한다. 시판 유통제품 분석에서도 제품 유형에 따른 미생물 군집 차이가 확인되었다. 지단 제품에서는 Pseudomonas와 같은 환경 유래 및 저온성 부패 관련 세균이 특징적으로 나타나 냉장 유통 중 품질 저하 가능성을 시사하였다. 반면 계란말이 제품에서는 Lactococcus와 Leuconostoc을 포함한 젖산균이 상대적으로 풍부하게 검출되어 지단 제품과 구별되는 미생물 군집 특성을 보였다. 또한 가공시설의 최종제품에서 확인된 Acinetobacter 및 젖산균이 시판제품에서도 검출되어, 일부 제품 특이적 미생물 군집 특성이 생산 단계에서 유통 단계까지 유지될 가능성을 보여주었다. 종합하면, 본 연구는 지단과 계란말이의 미생물 군집 형성이 원료의 영향만으로 설명되기보다 제품 구성, 가공 흐름, 열처리, 공정 단계별 환경 노출이 복합적으로 작용한 결과임을 보여준다. 또한 가공시설과 시판제품을 연계하여 분석함으로써, 알가공품의 미생물 관리가 모든 제품에 동일하게 적용되는 방식이 아니라 제품별 가공 특성과 주요 미생물 기여 지점을 고려한 맞춤형 전략으로 이루어져야 함을 제시한다. 본 연구 결과는 알가공품의 품질 저하 및 미생물 안전성 관리를 위한 제품 특이적 관리 기준 수립에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.