배양 없이 1시간…비전문가도 현장에서 식중독균 진단
검사 시간·인력 부담 줄이며 식품 안전 관리 효율 높여
국내 연구진이 식품 속 주요 식중독균을 1시간 이내에 동시에 검출할 수 있는 전자동 진단 시스템을 개발하며, 식품 안전 관리 현장에 새로운 전환점을 제시했다. 기존 검사 방식 대비 검사 시간을 획기적으로 단축하면서도, 전문 인력 없이 현장에서 바로 활용할 수 있도록 자동화 수준을 끌어올린 것이 특징이다.
한국기계연구원 대경권융합연구본부 진단센서연구실 연구팀은 식품 탈리부터 핵산 전처리, 분자진단까지 전 과정을 하나의 장비에 통합한 ‘식중독 진단용 현장형 고속 전자동 통합 시스템’을 개발했다고 밝혔다. 해당 시스템은 식품의약안전처 고시에 포함된 16종의 주요 식중독균을 동시에 진단할 수 있도록 설계됐다.
기존 식중독 검사 표준법은 식품 시료에서 균을 배양해 확인하는 방식으로, 결과를 얻기까지 최소 수일에서 길게는 일주일가량이 소요된다. 분자진단 기술이 일부 도입되긴 했지만, 고가의 분석 장비와 숙련된 전문 인력이 필요해 급식시설이나 식품 제조 현장 등 실제 사고 발생 가능성이 높은 장소에서는 활용에 한계가 있었다.
이번에 개발된 시스템은 이러한 한계를 고려해 현장 적용성을 중심에 두고 설계됐다. 고속 프로펠러 회전을 활용한 유체역학적 탈리 기술로 식품 자체의 손상 없이 식중독균만 선택적으로 분리하고, 다중 분리막 기반의 진공 여과 공정을 통해 불순물을 제거한다. 200mL 이상의 대용량 시료도 짧은 시간 내 처리할 수 있어 실제 식품 검사 환경에 적합하다는 평가다.
정제된 핵산은 기계적 고속 제어 방식의 분자진단 모듈을 통해 약 40회의 열주기 증폭 과정을 15분 이내에 완료한다. 여기에 하나의 웰에서 두 가지 이상의 형광 신호를 동시에 판독할 수 있는 전용 시약과 CMOS 기반 멀티 형광 센서를 적용해, 다수의 식중독균을 한 번에 고감도로 검출할 수 있도록 했다. 모든 과정은 버튼 한 번으로 자동 실행되며, 결과 분석 역시 소프트웨어를 통해 직관적으로 확인할 수 있다.
현재 해당 시스템은 두 곳의 실증 현장에서 다양한 식품군을 대상으로 테스트가 진행 중이며, 분석 정확도와 현장 적용 가능성 모두에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 특히 검사 소요 시간이 기존 방식 대비 크게 줄어들어, 사고 발생 이후 대응이 아닌 사전 예방 중심의 식품 안전 관리 체계 구축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
연구팀은 학교 및 산업체 급식시설, 식품 제조 현장, 지자체 식품검사소 등에서 이 시스템이 활용될 경우 식중독 사고를 조기에 차단하고 현장 대응 역량을 높이는 데 도움이 될 것으로 보고 있다. 이번 연구는 행정안전부가 주관한 ‘국민수요 맞춤형 생활안전 연구개발 사업’의 일환으로 수행됐다.
헬로티 임근난 기자 |
