첨단 기술개발로 안전한 농식품 공급

늘어나는 외국 농산물의 수입으로 인한 농식품의 유해물질 오염 파동과 잦은 식중독 사고 발생으로 인해 소비자의 농식품 안전성에 대한 우려가 증가하고 있다. 농식품 안전성 저해요소 중 가장 비중인 큰 식중독 관련 사고는 최근 10여년간 세계적으로 증가하고 있는 추세이며, 농식품 안전성 향상을 위한 유해요소중점관리기준(HACCP)이나 농산물우수관리제도(GAP)와 같은 많은 노력에도 불구하고 우리나라에서도 식중독이 계속 증가하고 있다.

 

하지만 현재 사용되는 식중독균 검사방법은 증식배양, 선택배양 및 생화학검사를 포함한 3~5일의 분석시간이 소요되며, 이 때문에 식중독 사고 발생 이후 식중독 원인균을 분리·동정할 목적으로 사용될 뿐 조기에 세균을 검출해 식중독을 차단하는 것은 불가능하다. 따라서 식생활 패턴의 변화에 기인한 대량급식 및 외식의 증가와 가공 농산물의 대규모 유통으로 인한 대형 식중독 사고의 방지와 오염 농산물의 회수에 따른 막대한 비용의 낭비를 막기 위해서는 기존 분석방법의 단점을 보완할 수 있는 신속한 식중독균 검사기술의 개발이 시급하다.

 

최근 들어 첨단기술을 응용한 바이오센서가 의료분야를 포함한 여러 산업분야에서 높은 활용 가능성을 보여주고 있다.

 

바이오센서는 생물학적 감지물질을 이용하여 검출 물질에 대한 선택성과 측정 감도를 높일 수 있는 장점 때문에 농식품 분야에서도 식중독균의 신속검출을 가능하게 할 기술로써 많은 기대를 받고 있다.

 

농촌진흥청은 미국 퍼듀대학교와의 공동 연구를 통해 가격이 싸고, 소형인 광섬유를 이용해 육류나 가금류에 잘 오염돼 많은 식중독사고를 발생시키는 살모넬라균과 리스테리아균을 수 시간 이내에 검출하는 광학식 바이오센서를 개발했다. 또한 바이오센서 제작과정을 간편하게 하고 비용을 절감하기 위하여 추가의 시약이 필요없는 임피던스형 바이오센서와 표면플라즈몬공명형 바이오센서를 개발해 2시간 이내에 살모넬라 식중독균을 검출할 수 있었다. 임피던스형 바이오센서는 마이크로 단위 미세전극의 임피던스 값 변화를 이용하여 전극 표면에 부착된 식중독균을 신속하게 검출하며, 표면플라즈몬공명형 바이오센서는 금속박막 전자들의 집단적인 진동(Surafce Plasmon)을 광학적인 방법으로 유도하여 금속박막 표면에 부착되는 식중독균을 수십 분 이내에 검출한다.

 

농촌진흥청에서도 현재 농식품 시료 전처리 과정에 소요되는 시간을 줄여 검출시간을 빨리하면서도 검출 감도를 높일 수 있는 나노바이오센서에 대한 연구를 수행하고 있다. 나노기술 접목의 영향으로 분석에 필요한 시료량은 마이크로리터 이하의 양 또는 그 이하의 양만 필요할 정도이며, 반응 속도 및 신뢰성을 증가할 수 있게 됐다. 또한, 반도체 제작공정을 응용한 초미세기계가공시스템(MEMS) 기술을 이용하여 대량 생산이 가능하고, 미량의 시료 및 시약을 사용하여 감도를 높인 소형, 고집적화된 마이크로칩 개발을 추진 중이다.

 

이러한 나노바이오센서 기술 개발이 성공할 경우 실용화에 필요한 검출 감도 향상, 오작동 감소, 현장 진단에 필요한 소형화 등을 만족시킨 신속검사 방법을 제공하여, 농식품 안전성 향상과 소비자의 안전 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.  김기영 농진청 수확후처리품질과 농업연구관