[논문 리뷰] Survival of Salmonella spp. in Composting using Vial and Direct Inoculums Technique

Sunar, N. M., Douglas I. Stewart외 2명|arXiv (Cornell University)|2014. 04. 21.

Composting and Vermicomposting Techniques참고 문헌 17인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 실험실 규모의 퇼프스팅 과정 동안 살모넬라 속 세균의 생존을 평가하기 위해 직접적 및 플라스크 기반의 인oculation 기법을 비교하였다. 결과적으로 55–60°C에서 직접 인oculation은 8일 이내에 완전한 사멸을 유도하였으며, 이는 영국 PAS 100 기준을 충족하였고, 반면 플라스크 기반 인oculation을 한 샘플은 20일이 지나도 높은 병원균 수준을 유지하였다. 이는 병원균의 비활성화에 있어 퇼프스팅 물질과의 접촉이 핵심적 역할을 한다는 것을 시사한다.

ABSTRACT

The survival of Salmonella spp. as pathogen indicator in composting was studied. The inoculums technique was used to gives the known amounts of Salmonella spp. involved in composting. The inoculums of Salmonella spp. solution was added directly into the compost material. The direct inoculum was compared with inoculums in vial technique. The Salmonella spp. solution placed into a vial and inserted into the middle of compost material before starting the composting process. The conventional method that is used for the enumeration of Salmonella spp. is serial dilution followed by standard membrane filtration as recommended in the compost quality standard method PAS 100 and the British Standard (BS EN ISO 6579:2002). This study was designed to investigate the relationship of temperature and contact material that may also involve in pathogen activation specifically to Salmonella spp. The exposure to an average temperature during composting of about 55-60°C was kept for at least 3 days as it was reported sufficiently kills the vast majority of enteric pathogen (Deportes et al., 1995). The amount of Salmonella spp. and temperature for both samples was set as indicator to determine the survival of Salmonella spp. in direct and non-direct inoculums. This study gives the figures of die-off rate for Salmonella spp. during composting. The differentiation between direct contact (Sample A) and non-contact of Salmonella spp. with compost material (Sample B) during composting was also revealed. The results from laboratory scale of composting study has been showed that after 8 days (which included at least at 66°C) the numbers of Salmonella spp. in Sample A were below the limits in UK compost standard (known as PAS 100)(BSI, 2005) which required the compost to be free of Salmonella spp. Meanwhile, Sample B still gives high amount of Salmonella spp. in even after composting for 20 days.

연구 동기 및 목표

• Composting 동안 인oculation 방법이 살모넬라 속 세균의 생존에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 온도와 퇼프스팅 물질과의 물리적 접촉이 병원균 사멸에 미치는 영향를 평가하기 위해.
• 직접 인oculation과 플라스크 기반 인oculation 기법 간 병원균 지속성 측면에서 비교하기 위해.
• PAS 100 기준을 충족하는 퇼프스팅 조건이 다양한 인oculation 프로토콜 하에서 살모넬라 속 세균을 효과적으로 제거하는지 확인하기 위해.

제안 방법

• 살모넬라 속 세균은 퇼프스팅 물질에 직접 인oculated된 경우(샘플 A) 또는 퇼프스팅에 삽입된 플라스크를 통해 도입된 경우(샘플 B)로 나누어졌다.
• 온도를 연속적으로 모니터링하면서 제어된 실험실 조건에서 퇼프스팅을 수행하였다.
• 병원균 수를 측정하기 위해 연속 희석 및 표준 멤브레인 여과법을 사용하였으며, PAS 100 및 BS EN ISO 6579:2002 기준에 부합하였다.
• 병원균 비활성화 임계값에 따라 55–60°C의 온도 프로파일을 최소 3일 이상 유지하였다.
• 20일 동안 생존도를 측정하였으며, 사멸 속도 평가를 위해 정기적인 간격으로 샘플을 채취하였다.
• 사멸 속도는 시간이 지남에 따라 살모넬라 수의 로그10 감소 기반으로 계산되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 55–60°C에서의 퇼프스팅 조건에서 살모넬라 속 세균을 직접 인oculation하는 것과 플라스크 기반 인oculation 방식을 비교할 때 병원균 생존에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 고온성 조건에서 살모넬라와 퇼프스팅 물질 간의 물리적 접촉이 사멸 속도에 어느 정도의 영향를 미치는가?
• RQ3 최소 3일 이상 55–60°C에서 퇼프스팅을 수행할 경우, 두 인oculation 방법 모두에서 살모넬라 속 세균이 완전히 비활성화되는가?
• RQ4 왜 플라스크 기반 인oculation을 한 샘플은 직접 인oculation을 한 샘플보다 20일이 지나도 높은 살모넬라 수준을 유지하는가?
• RQ5 이러한 결과는 컴posting 품질 테스트 및 병원균 지표의 신뢰성에 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• 55–60°C에서 8일간의 퇼프스팅 후, 직접 인oculation 그룹(샘플 A)의 살모넬라 속 세균 수준은 영국 PAS 100 기준에서 요구하는 검출 한계 이하로 감소하였다.
• 반면, 플라스크 기반 인oculation 그룹(샘플 B)은 20일간의 퇼프스팅 후에도 높은 수준의 살모넬라 속 세균을 유지하였다.
• 살모넬라와 퇼프스팅 물질 간의 직접적 접촉이 플라스크 방법에서 병원균이 고립되어 있는 것보다 사멸 속도를 크게 가속화시켰다.
• 본 연구는 직접 접촉이 이루어지는 경우 55–60°C의 지속적인 온도 유지가 최소 3일 이상이면 살모넬라 속 세균을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다.
• 플라스크 기반 기법은 퇼프스팅 매트릭스와의 상호작용가 제한되어 있어 병원균 사멸을 과소평가할 수 있으며, 결과적으로 병원균 생존을 과대평가할 수 있다.
• 이러한 결과는 인oculation 방법이 병원균 비활성화 결과에 결정적인 영향을 미치며, 컴posting 품질 테스트 프로토콜 수립 시 고려되어야 한다는 것을 시사한다.