식탁에서 체크해야 할 유해물질은 무엇일까? 유해물질은 음식을 통해 우리 입으로 들어오는 직접적인 경우도 있다. 가족의 건강을 지킬 수 있는 안전 대책이 궁금하다면 유해물질을 잘 파악하고 있는게 중요하다.

식품의약품안전처(처장 손문기)는 식품 및 의약품 등과 관련한 유해물질의 이해 증진 및 정보 제공을 위해 '유해물질 총서'를 제작해 홍보하고 있다. 총서에는 총 80종의 유해물질의 일반적 특성과 노출경로 등의 내용이 담겨 있다.

 
이에 본지는 식약처로부터 연재를 통해 황색포도상구균, 캠필로박터, 아크릴아마이드 등 생소한 용어들의 유해물질에 대해 알아보고자 한다. <편집자 주>

- 일반적 특성

리스테리아 속(Listeria spp.)에 속하는 세균으로는 8종이 알려져 있으며, 이 중 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes)와 리스테리아 이바노비(Listeria ivanovii)의 두 개 균종만이 인체에 병원성이 있다. 리스테리아 이바노비의 감염은 주로 사람보다는 반추동물에게 나타나며, 사람에게는 리스테리아 모노사이토제네스의 감염 사례가 많다.

리스테리아 모노사이토제네스는 그람양성, 저온성세균 7oC 이하에서 생장가능, 통성혐기성 호기적 조건이 생장에 가장 적합하나 혐기적 조건에서도 서서히 생장, 비포자형성 간균이다. 또한 리스테리아 모노사이토제네스는 주모성 편모에 의해 특유의 텀블링 운동성을 보여주고 편모는 20~30oC에서 높은 운동성을 보인다.

- 생장·사멸 조건

(1) 생장 조건

생장조건은 온도, pH, 산소요구도, 수분활성도 등이 있다. 온도는 최적온도 30~37oC, 생장가능 온도 -1.5oC~45oC로 냉장온도에서도 생존 혹은 증식이 가능하다. pH는 최적 pH 7.0, 생장가능 pH 4.2~9.5이며 산소요구도는 통성혐기성이기 때문에 호기성 및 혐기성 상태에서 모두 생장 가능하다.

또한 진공 및 질소충전 포장 식품에서도 생장이 가능하고, 저온성 세균이기 때문에 냉장고에 저장된 진공포장 식품에서도 생장할 수 있다. 생장가능한 최저 수분 활성도는 0.900이며, 생장 최적 수분활성도는 0.970이다.

(2) 사멸 조건

온도, 산소요구도, 방사선 등을 이용하여 리스테리아 모노사이토제네스를 사멸시킬 수 있다. 냉동상태일 경우에도 생존은 가능하며, 75% 이상의 이산화탄소 농도나 무산소 상태에서는 생장이 억제된다. 방사선은 1~3 kGy 조사 시 사멸되며 UV에 대해서는 다른 그람양성 세균보다 민감하다.

리스테리아 모노사이토제네스는 70oC이상의 온도에서 빠르게 불활성화 되며 50oC에서 D값 90% 사멸에 필요한 시간은 약 1시간이고, 60oC에서는 5~10분, 70oC에서는 10초이다. 또한, pH 4.2 이하에서 불활성화 되며 무기산보다 유기산에 의해 더 쉽게 사멸한다. 수분활성도 0.9이하에서 대부분 불활성화 되지만 더 낮은 수분활성도에서도 장기간 생존 하는 경우도 있다.

- 위험성

1) 임상적 증상

리스테리아 모노사이토제네스는 침습성 전신 질환과 비침습성 리스테리아증(열병성 위장염 등)인 두 가지 유형의 질병을 유발한다. 침습성 전신 질환의 경우 음식물을 통해 리스테리아 모노사이토제네스가 장관내로 들어가 혈중으로 이동하여 온몸 안으로 퍼질 수 있으며 여러 기관 조직으로 이동하여 간농양, 뇌수막염, 유산, 사산 같은 질병과 증상을 유발한다. 비침습성 리스테리아증의 경우 대부분 건강한 사람들과 관련되며 경미한 발열, 복부 경련, 설사를 동반한 가벼운 독감과 같은 증상을 나타낸다.

건강한 사람과 달리, 임산부, 신생아, 노인과 면역능력이 저하된 환자들이 감염되면 패혈증, 중앙신경계 감염, 유산 등을 발생시킨다. 리스테리아 모노사이토제네스 감염은 특히 1개월 미만의 신생아, 임산부, 60세 이상의 노년층 및 세포면역장애자에게 생명을 위협하는 뇌수막염과 균혈증의 주요한 원인이 되고 있다.

2) 감수성 집단

○ 임산부
임신 중에는 약간의 세포면역장애가 발생하므로 리스테리아 모노사이토제네스에 감염되기 쉬운 경향이 있다. 임신 중 리스테리아 모노사이토제네스에 의한 균혈증 국소감염에서 증식한 세균이 주위조직에서 혈관, 혹은 림프계통을 통해 전신에 넓게 전이병소를 만드는 것

은 임신 3기(28주 후)에 잘 발생되고 급성으로 발열, 근육통, 관절통, 두통, 요통을 보이며, 설사, 복통, 오심 등이 동반되는 경우가 있다. 주산기(신생아를 분만한 시기의 전후 기간)에 감염되면 사산, 신생아 사망, 조산 등이 일어날 수 있다.

○ 신생아
신생아가 리스테리아 모노사이토제네스에 감염될 경우 다른 대상보다 더 심각하고 치명적이다. 신생아 리스테리아증은 조발성과 후발성 두 가지로 분류할 수 있다. 조발성 신생아 리스테리아증은 자궁내에서 감염된 신생아에게 나타나며, 태어나자마자 질병을 지니거나 태어나서 1주 이내로 증상이 나타난다. 조발성 신생아 리스테리아증은 신생아 리스테리아증의 45~70%를 차지하며 주로 뇌수막염보다 패혈증이 많이 나타난다. 증상으로는 호흡곤란, 발열, 신경학적 이상이 있으며 드물게 간, 비장, 폐, 신장, 뇌 등의 내부 장기에서 영아패혈성 육아종증이 나타나기도 한다. 후발성 신생아 리스테리아증은 태어나서 1주 혹은 몇주 후에 나타나며, 뇌수막염 증상이 주로 나타난다.

○ 면역 취약 집단 (면역력이 약한 사람, 노인)
리스테리아증이 나타나는 면역 취약 집단은 주로 암환자, 장기이식환자, 면역억제 치료 중인 환자, AIDS환자, 노인 등이며 이들은 공통적으로 세포면역이 저하된 상태이다. 면역 취약 집단이 리스테리아 모노사이토제네스에 감염되면 주로 패혈증, 뇌수막염이 나타나며 중추신경계에 감염되었을 경우 발열, 권태, 운동실조, 발작, 정신이상 등이 나타난다. 또한 내안구염, 화농성 관절염, 골수염, 흉막 감염, 복막염 등의 증상이 나타난다.

(2) 최소 감염량

리스테리아 모노사이토제네스의 최소 감염량(infective dose)은 102~1013 cells로 연구결과마다 큰 차이를 보인다. 연구결과를 종합하여 볼 때, 일반적으로 102~103 cells 정도로 추정되지만, 임산부의 경우 1.40×105 cells, 노인은 1.30×107 cells로 다양하게 제시되고 있다.
 

(3) 위험성(감염성, 독소) 관련 인자

리스테리아 모노사이토제네스는 치사율이 20~30% 정도인 치명적인 식중독세균 중의 하나로 리스테리아증을 발생시키는 원인세균이다. 리스테리아증 발병에 필수적인 독성인자들은 주로 병원성 유전자군(pathogenicity island)이라고 불리는 염색체 부분에 위치해 있다. 이 유전자군은 단백질 조절인자와 시그마B(σB)에 의해 조절되며, 탄소원, 온도, 염분, 담즙산염, 그리고 산성 및 혐기성 환경들에 의해 서로 조절된다.

또한 리스테리아 모노사이토제네스는 높은 온도보다는 낮은 온도에서 생장한 경우 독성이 증가되기 때문에 냉장 식품에서 분리된 일부 리스테리아 모노사이토제네스는 독성이 증가된 것으로 보고되었다.

- 감염경로 및 발병기전

(1) 감염경로

리스테리아 모노사이토제네스는 동물의 장내, 토양, 하수 등 자연계에 널리 분포되어 있기 때문에 축산제품의 부적절한 취급・처리 및 오염된 물을 사용하는 경우 식품에 오염될 수 있다. 리스테리아 모노사이토제네스는 동물에게도 질병을 발생시킬 수 있으며, 우유를 생산하는 동물에게 유방암을 발생시키기 때문에 젖소와 염소의 우유에서도 검출될 수 있어 원유 또는 살균처리하지 않은 우유가 리스테리아 모노사이토제네스 식중독과 관련되는 경우가 있다.

그 외에도 핫도그, 치즈(특히 연성 치즈), 아이스크림, 소시지 및 건조 소시지, 훈연 생선 및 채소류 등이 리스테리아 모노사이토제네스 식중독의 주요 원인식품으로 알려져 있다.

또한 시중에서 구입한 양배추, 오이, 감자 및 무와 시판 중인 냉동만두, 피자, 훈제 오리 등에서도 리스테리아 모노사이토제네스가 검출되고 있다.

제산제, 궤양수술 등으로 위장 내 알카리화가 되는 경우 리스테리아 모노사이토제네스에 의한 감염에 더 쉽게 노출될 수 있으며, 잠복기는 24시간~70일 정도로 알려져 있다. 식중독과 관련 없이 건강한 사람과 동물의 대변 등에서 리스테리아 모노사이토제네스가 분리되기도 한다.

(2) 발병기전

리스테리아 모노사이토제네스에 오염된 식품을 섭취할 경우, 리스테리아 모노사이토제네스는 장에 도달하여 InlA와 InlB를 이용하여 장세포에 부착한다. 그 후 InlA, InlB 또는 Vip를 이용해 장관벽의 M세포를 통과하여 액포(vacuole)안에 갇히며, 이때 세균의 LLO와 포스폴리파제를 이용하여 액포에 구멍을 형성해서 탈출한다. 탈출한 리스테리아 모노사이토제네스는 세포질 내에서 증식하고, 그 후 ActA를 이용하여 액틴 꼬리(actin tail)를 형성하고 LLO와 포스폴리파제를 이용하여 세포간의 이동을 하고 혈액순환계로 이동이 가능하게 된다.

리스테리아 모노사이토제네스는 위에서 설명한 기전으로 혈류 안의 대식세포 안에서 생존하고, 간, 비장, 림프절로 이동한다. 심각할 경우 혈액 뇌 관문을 가로질러 뇌척수막과 뇌간의 염증을 일으키는 중추신경계 감염을 유발할 수 있다. 임산부의 경우 태반 관문을 통과하여 태아에게까지 리스테리아 모노사이토제네스가 감염될 수 있고, 그 후 유산 또는 사산이 일어난다.

- 식중독 주요 원인 식품

리스테리아 모노사이토제네스 식중독의 주요 원인식품군은 육류 및 가공품으로 햄, 소시지, 돼지편육과 같은 식품으로 알려져 있고(Ray and Bhunia, 2007), 최근에는 훈제연어, 훈제오리, 훈제닭 등 훈제식품에서 리스테리아 모노사이토제네스가 다량 검출되어 이슈화되었다.

- 식중독 통계

(1) 국내 현황

국내는 아직까지 미국, 유럽 등지에서와 같이 대규모로 리스테리아 모노사이토제네스 식중독이 발생한 사례가 없으며, 2011~2014년까지 통계상으로 리스테리아 모노사이토제네스에 의한 국내 식중독 발병은 보고된 바가 없다. 식중독 발생 정도를 알 수 없지만, 국내에서도 리스테리아 모노사이토제네스 감염증에 의한 태아 사망, 면역 저하, 환자에서의 리스테리아 모노사이토제네스 감염증 발생 등의 사례가 지속적으로 학술지에 보고되고 있다.

- 생산·유통 중 오염 취약점 및 관리 방안

(1) 즉석섭취・편의식품
1) 훈제연어

리스테리아 모노사이토제네스는 민물과 바닷물에서 분리될 수 있다. 따라서 생연어가 리스테리아 모노사이토제네스에 오염될 가능성이 높으므로 올바른 훈연이 이루어져야 한다. 온훈연의 경우 60oC에서 30분 동안 이루어져야 리스테리아 모노사이토제네스를 제어할 수 있고, 냉훈연의 경우 22~30oC에서 18시간 동안 훈연이 이루어져야 한다. 냉훈연 과정을 통해서는 리스테리아 모노사이토제네스를 약 100 CFU/g 정도 감소시킬 수 있지만, 훈연직전 연어 표면의 수분이 너무 부족할 경우 훈연의 효과가 감소되므로 표면의 수분이 충분할 때 훈연을 실시하여야 한다.

훈제연어에 대한 리스테리아 모노사이토제네스의 오염은 슬라이싱 과정 중 교차오염에 의해 발생할 수 있으므로 슬라이싱 장비의 철저한 소독이 필요하다. 또한, 리스테리아 모노사이토제네스는 통성혐기성, 저온성 세균으로 냉장 보관 및 진공 포장 상태에서도 생장이 가능하므로 훈제연어를 장시간 냉장 보관하는 것은 피해야 한다.

2) 신선채소류

신선채소류의 경우 재배환경에서 리스테리아 모노사이토제네스에 오염이 되는 경우가 있으므로 이에 대한 철저한 세척이 필요하다. 단순한 세척만으로는 리스테리아 모노사이토제네스를 제어하기 어렵기 때문에 염소액이나 유기산 등을 이용한 세척을 통해 리스테리아 모노사이토제네스를 저감화 해야 된다. 또한, 포장단계에서 가스치환 포장방법을 이용하여 리스테리아 모노사이토제네스를 제어할 수 있다. 그러나 리스테리아 모노사이토제네스가 저온성 세균이므로 신선채소류를 냉장고에 오래 보관하게 되는 경우 리스테리아 모노사이토제네스가 생장할 가능성이 높다.

(2) 식육가공품

식육가공품(햄 및 소시지 등) 생산 시 도축장 환경으로부터의 교차오염에 의해 도체에 리스테리아 모노사이토제네스가 오염될 수 있으며, 오염된 원료육이 식육가공품에서 리스테리아 모노사이토제네스 식중독의 원인이 될 수 있다.

원료육이 식육가공장에서 가공되는 동안 공장 환경에서부터 제품으로의 교차 오염을 방지하기 위해 환경에 대한 소독이 철저히 이루어져야 한다. 햄은 염지액에 식염, 아질산염, 질산염을 적정한 농도로 사용할 경우 리스테리아 모노사이토제네스의 생장을 억제할 수 있으며, 소시지의 경우 원료육 혼합 시 이를 통해 동일한 효과를 기대할 수 있다.

훈연단계에서는 올바른 훈연 온도 및 시간을 적용하여 리스테리아 모노사이토제네스를 제어해야하며 절단 및 슬라이싱 과정에서 교차오염의 발생 확률이 높으므로 절단 및 슬라이싱 장비를 철저히 소독 하여야 한다. 포장 단계에서는 교차 오염 방지를 위해 포장 장비를 청결히 유지해야 하며 제품 표면에 다양한 항균물질의 적용을 통해 리스테리아 모노사이토제네스를 제어할 수 있다.

(3) 치즈류

원유를 부적절한 온도에 보관할 경우 리스테리아 모노사이토제네스가 증식할 우려가 있으므로 냉장온도에 보관해야 하고 살균온도와 시간이 적절하지 못할 경우 리스테리아 모노사이토제네스가 생존할 가능성이 있으므로 정해진 살균온도와 시간이 준수되어야 한다. 치즈를 생산하는 설비 또는 환경으로부터 리스테리아 모노사이토제네스의 교차오염 가능성이 있으므로 생산설비와 생산 환경의 철저한 소독이 필요하다. 생산단계에서 리스테리아 모노사이토제네스와 같은 식중독 세균을 제어하기 위해서 소르빈산이나 안식향산 등과 같은 항균물질을 사용할 수 있다. 절단 및 포장 과정 중에도 리스테리아 모노사이토제네스의 교차오염 가능성이 있으므로 절단 및 포장 장치의 청결을 유지해야 하며 리스테리아 모노사이토제네스는 저온성 세균이므로 저온창고 및 판매대, 가정용 냉장고에 오래 보관하는 것은 바람직하지 않고, 특히 가정에서 제품을 개봉한 경우에는 리스테리아 모노사이토제네스의 생장이 빨라 질수 있으므로 되도록 빨리 소비하도록 해야 한다.