[스크랩] 대장균군(Coli forms)과 대장균(E. Coli)

대장균군과 대장균

1. 대장균군의 정의

  (1) 총대장균군은 그람음성․무아포성의 간균으로서 35℃에서 유당을 분해하여 가스 또는 산을 발생하는

       모든 호기성 또는 통성 혐기성균을 말한다.

  (2) 이들 중에는 분변에서 유래한 장내세균 외에 일반 환경, 즉 토양이나 오염되지 않은 물에서도 발견되어

        지는 “비분원성” 대장균군까지 포함된다

  (3) 이러한 이유로 다른 선진국 등에서는 분원성 대장균군이나 대장균도 포함하여 기준을 설정하고 있다.

2. 대장균군의 의의

  (1) 수인성 병원균 검출의 문제점

    1) 수인성 병원균은 식수나 오염된 수계와의 접촉, 오염된 수역에서 노획한 어패류 등을 감염시키며,

       감염시에는 집단적인 발병이 일어나므로 이들 병원성 미생물의 수를 파악하는 것이 공중보건의 가장

       중요한 과제이다

    2) 논란이 되는 바이러스나 지아디아, 크립토스포리디움과 같은 환경 및 정수처리에 내성이 있는 미생물을

       고려할 때, 병원성 미생물을 직접 상시 측정하는 것은 검사방법의 난이성과 고비용, 장기간의 분석시간

       등으로 어려운게 현실이다

    3) 병원성 미생물은 비병원성 미생물에 비해 적게 분포하고, 복잡한 과정을 거쳐야 측정이 가능하며, 그

        수치 조차도 불확실하다

  (2) 대장균군은 비병원성이지만 병원성 미생물의 오염원인 분변오염과 관련이 있는 지표미생물의

       분포상황을 측정함으로써 수인성 질병 원인균의 존재유무를 파악할 수 있다

  (2) 대표적으로 대장균군은 Escherichia 속, Citrobacter 속, Klebsiella 속, Enterobacter 속 등이 포함되는

       가장  오래된 지표미생물로 거의 모든 나라의 수질기준에 사용되고 있다

  (3) 현재 우리나라 수질환경기준에서 분변오염 파악을 위한 지표로 총대장균군(Total  Coliforms, TC)을 사용

3. 대장균(Escherichia coli)

  (1) 정의 : 사람 및 동물의 장(腸) 속, 특히 대장에 많이 존재하는 세균.

  (2) 인간이나 온혈동물의 분변에 함유된 총대장균군의 90%(10⁵-10⁹ CFU/g) 이상을 차지하므로 분변에

      의한 세균오염, 특히 사람 분변에 의한 오염을 지표하는 가장 정확하고 효과         적인 지표세균

  (3) 특징

    1) O항원에서 1∼136, K항원에서 1∼78, H항원에서 1∼40으로 분류된다.

    2) 장 속에서는 병원성을 나타내지 않는 것이 보통이지만, 장 이외의 부위에 들어가면 방광염 ·신우염 ·

       복막염·패혈증 등을 일으킨다

    3) 장 속에서도 O의 26, O의 55, O의 111 등과 같은 항원형 대장균은 젖먹이에서 성인에 이르기까지 전염성

      설사를 일으키는 경우가 있으므로 특히 병원성대장균이라고 한다.

    4) 열에 대한 저항성이 약하여 60℃에서 약 20분간 가열하면 멸균된다. 그러므로 여름철에 물을 끓여 마시면

      설사를 예방할 수 있다.

    5) 대장균은 양쪽 끝이 둥글고 길이 2∼4μm, 나비 0.4∼0.7μm의 간균으로 편모를 가지고 있어 운동성이

       있다. 포자를 만들지 않으며, 그람음성균이다.

    6) 형태학적으로 적리균(赤痢菌)과 구별하기 어렵지만, 생물학적으로 대장균은 젖당 및 포도당을 분해하여

       산과 가스를 생성시키고 우유를 응고시켜 인돌(indole)을 만든다.

    7) 대장균의 존재 여부는 분변에 의한 오염 유무가 지표가 되며, 수질검사 등에 종종 응용되는 수단으로

       위생학상 중요하다.

4. 분원성 대장균(Fecal Coliforms, FC)

  (1) 정의 : 분원성 대장균군은 온혈동물의 배설물에서 발견되는 그람음성․무아포성의 간균으로서 44.5℃에서

      유당을 분해하여 가스 또는 산을 발생하는 모든 호기성 또는 통성         혐기성균을 말한다.

  (2) 검출원리 : 온혈동물의 분변에 존재하는 대장균군이 보통 내열성인 점을 이용하여 자연환경에 있는 세균의

      성장을 억제하면서 자랄 수 있는 온도에서 배양함으로 검출한다.

  (3) 분원성 대장균이 총대장균군보다 분변오염에 대한 지표의 신뢰성이 높게 인정되는 이유

    1) 총대장균군 검출에서는 총대장균군 이외의 세균(background colonies)들이 과다성장하기 때문에 대장균

        검출이 어렵다.

    2) 실제로 대장균이 존재하더라도 유당분해능이 있고 부영양화된 수계에서 흔히 자라는 Aeromonas

        hydrophila, Acinetobacter 속, Pseudomonas 속 등의 세균들이 많으면 그들로 인해 총대장균군으로

        간주되어 수질을 실제보다 나쁘게 평가하는 오판을 하게 됨

  (4) WHO 등도 자연수의 분변오염 지표로서 분원성 대장균군의 이용을 권장하고 있다     

5. 상수관리에 있어서 대장균의 기준

  (1) 미국은 지표수처리기준에 분원성 대장균군 혹은 대장균군 항목을 상수원수의 처리수준을 결정하는

      항목으로 사용

  (2) 유럽연합은 음용수 원수로서의 표층수 수질기준 권고치에 대장균군 뿐만 아니라 분원성 대장균군, 분원성

       연쇄상구균, 살모넬라의 권고치를 제시

  (3) 국내에서도 수질환경기준을 준용하여 pH, BOD, DO, SS(부유물질)와 함께 대장균군이 상수원 수질둥급의

       평가에 사용되는 항목에 포함되어 있지만 실제관리에는 잘 적용되지 못하고 있다

6. 우리나라의 대장균군 검출 규정

  (1) 지표수계를 상수원수로 사용하는 우리나라는 수질오염공정시험방법에서 대장균군 검출을 규정하고 있다.

  (2) 대장균군 검출방법 구분

    1) 검출온도 : 총대장균군과 분원성 대장균군(35℃/44.5℃)

    2) 검출방법 : 최적확수 시험법(MPN, Most Probable Number Procedures)

                       막여과 시험방법(Membrane Filtration Technique)

                       평판 집락시험방법

  (3) 최적확수 시험법

    1) 시험관법으로 유당발효에 따른 산과 가스의 생성여부로 대장균을 확인

    2) 추정, 확정, 완전 3단계의 시험을 거치므로 실제적으로 검사의 준비와 시험에 많은 노동력이 소모되고

       무엇보다 최종결과를 얻기까지 장시간(4-6일)을 필요로 한다.

  (4) 막여과 시험방법

    1) 적정량 시료를 박막으로 여과시킨 후, 평판배지에서 24시간 배양하여 검출

    2) 최적확수 시험법에 비해 간편하지만, 시료의 상태, 대장균군 분포에 따라 시료의 적절한 양을 결정

       하여야만 하는 문제가 있다.

  (5) 평판 집락시험방법 : 1㎖ 이하의 시료량을 사용하므로 청정한 곳의 수질을 검사하기 어려운 단점을 가지고

       있어 모든 지표수계에 적용할 수 없다.

대장균군 검출방법

환경부고시 제2004호-188호 수질오염공정시험방법에 제시된 제39항과 제42항의 검출방법(환경부, 2004).

  (1)최적확수 시험법

  본 시험법은 최적확수 산정을 위해 여러 희석단계의 다중시험관을 사용하는데, 이때 유당이 포함된 액체 배지에서 총대장균군 및 분원성 대장균군을 배양하면 유당이 분해되어 가스가 생성되어지는 원리를 이용한 방법이다.

   1)총대장균군

  총대장균군 판정을 위해 추정시험․확정시험 및 완전시험의 3단계로 구분되어지는데 총대장균군수는 확정시험까지 분석하여 도출하는 것을 원칙으로 한다.

  먼저 추정시험(presumptive test)은 유당 액체(lactose broth, MERCK)배지 10㎖에 다람관(durham tube)을 넣은 시험관에 시료를 각각 10, 1, 0.1, 0.01...㎖씩 10배 희석법에 따라 희석하며, 연속적인 3단계를 선택한다. 그리고 각 희석단계마다 5개의 시험관을 사용한다. 또 시료를 10㎖로 하는 경우는 2배 농축된 배지를 사용한다. 시료가 접종된 시험관은 35±0.5℃의 dried incubator에서 배양하여 24±2시간 내에 가스가 발생하지 아니하였을 때에는 48±3시간까지 계속 배양하며, 가스가 발생하지 않았을 때는 음성으로 판정하고, 가스발생이 있을 때는 양성으로 판정한다. 양성 시험관은 확정시험을 수행한다. 확정시험(confirmed test)은 추정시험에서 양성으로 의심되는 모든 시험관을 백금이(loop)를 사용하여 BGLB(Brilliant Green Lactose Bile, MERCK)배지와 다람관을 넣은 시험관에 무균적으로 이식하여 35±0.5℃의 dried incubator에서 48±3시간동안 배양한다. 다람관을 통해 가스 발생여부를 관찰하여 가스가 발생하면 확정시험 양성으로 판정한다.

  이렇게 하여 양성으로 판정된 시험관에 의한 총대장균군수의 계수는 최적확수표에 의거하여 총대장균군수(MPN)/100㎖의 단위로 표시한다.

   2)분원성 대장균군

  본 시험법은 총대장균군 검출방법과는 달리 추정시험과 확정시험, 이렇게 2단계로 구분되며, 확정시험까지 분석하여 도출한다.

  추정시험은 총대장균군과 동일한 방법으로 하며, 배양 시작 후 48시간 이내에 가스발생이 된 모든 시험관에 대하여 확정시험을 수행한다.

  확정시험은 추정시험에서 가스발생이 된 모든 시험관을 백금이를 사용하여, 무균조작으로 EC(MERCK)배지와 다람관을 넣은 시험관에 이식한 후 44.5±0.2℃의 water jacket incubator 에서 24±2시간 배양하여 다람관을 통해 가스가 발생하면 확정시험 양성으로 판정한다.

  이렇게 하여 분원성 대장균군의 최적확수는 총대장균군 최적확수표에 의거하여 분원성 대장균군수(MPN)/100㎖의 단위로 표시한다.

 (2)막여과 시험방법

  본 시험법은 시료의 종류 및 특성에 따라 적당량의 시료를 취하고, 여과시료가 1㎖이하인 경우에는 멸균 희석수를 사용하여 적당히 희석한 후, 여과막에 여과하여 그 여과막을 배지에 배양시킨다. 선택배지에 따라 형성된 집락(colony)을 계수하여 여과된 시료에 들어있는 특정 미생물만을 선별하여 균수를 얻을 수 있는 방법이다.

   1)총대장균군

  멸균된 핀셋으로 0.45㎛의 공극(pore size)을 가진 여과막(cellulose nitrate filter, Sartorius)의 눈금을 위로하여 시료의 상태에 따라 적정량의 시료를 3단계의 십진 희석법으로 처리하여 각 희석단계마다 5개씩(x5 replicate) 여과한다.

  여과된 막의 눈금이 있는 면을 위로하여 m-Endo Agar LES(MERCK)배지 위에 올려놓은 다음 페트리접시를 거꾸로 놓고 35±0.5℃의 dried incubator에서 22～24시간 배양시킨다.

  총대장균군은 유당을 발효하여 알데히드를 생성하게 되어 붉은색의 금속성 광택을 띠는 집락을 형성하는데, 이 집락을 총대장균군 추정세균으로 간주하고 계수하여 그 결과를 총대장균군수(CFU)/100㎖의 단위로 표시한다.

   2)분원성 대장균군

  총대장균군 검출방법과 마찬가지로 여과한 뒤, 여과된 막의 눈금이 있는 면을 위로하여 m-FC Agar(MERCK)배지 위에 올려놓은 다음 페트리접시를 거꾸로 놓고 44.5±0.2℃의 water jacket incubator에서 24±2시간동안 배양시킨다.

  분원성 대장균군은 배양 후 여러 가지 색조를 띠는 파란색의 집락을 형성한고, 비분원성 대장균군은 회색이나 크림색을 띤다. 즉, 파란색을 띠는 집락을 분원성 대장균군 추정세균으로 간주하고 계수하여 그 결과를 분원성 대장균군수(CFU)/100㎖의 단위로 표시한다.

출처 : 작지만 큰 세상

글쓴이 : 혜우(慧雨) 원글보기

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