관련 검사·소견은 'Salmonella'이다. 대변 선택배지에서 검은 중심 집락이 생기는 이유는?

H2S가 철염과 반응하기 때문이다. 정답입니다. 황화수소가 배지 내 철염과 반응하여 검은색의 황화철 침전물을 형성하는 것은 살모넬라균 배양 시 관찰되는 가장 특징적인 소견 중 하나입니다. 이는 생화학적 동정의 핵심 단서가 됩니다.

핵심 해설
이 문제는 살모넬라균(Salmonella spp.)의 생화학적 동정 원리를 묻고 있어요. 대변 선택배지에서 검은 중심 집락이 생기는 이유는 균이 생성한 황화수소(H₂S)가 배지 내 철염과 반응하여 검은색의 황화철(FeS) 침전물을 형성하기 때문입니다. 핵심! 살모넬라는 대표적인 H₂S 생성균으로, 이러한 특성은 살모넬라-쉬겔라 한천배지(SS agar)나 삼당철 한천배지(TSI) 등에서 균을 1차적으로 스크리닝하는 데 매우 중요하게 활용됩니다.
핵심 개념 분석 (Key Concept): 문제는 살모넬라의 선택배지에서의 특징적인 집락 형태와 그 생화학적 기전을 묻고 있습니다. 살모넬라는 티오황산염(Thiosulfate)을 환원시켜 황화수소를 생성하는 효소를 가지고 있으며, 배지 내 구연산철암모늄(Ferric ammonium citrate)과 같은 철염 성분과 반응하여 검은색의 금속 광택을 띠는 집락을 형성합니다.
정답 근거 (Answer Rationale): 핵심! ⑤번이 정답입니다. 황화수소가 배지 내 철염과 반응하여 검은색의 황화철 침전물을 형성하는 것은 살모넬라균 배양 시 관찰되는 가장 특징적인 소견 중 하나입니다. 이는 생화학적 동정의 핵심 단서가 됩니다.
오답 분석 (Distractor Analysis):
①번: 혼동 주의! 이는 고위험병원체(High-risk pathogen)의 일반적인 특성이나 생물안전 3등급(BL-3) 시설에서 다루는 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)이나 브루셀라균(Brucella spp.) 등에 더 부합하는 설명입니다. 살모넬라균은 일반적으로 생물안전 2등급(BL-2) 시설에서 취급합니다.
②번: 혼동 주의! 이는 크립토코쿠스 네오포르만스(Cryptococcus neoformans)나 폐렴알균(Streptococcus pneumoniae)의 특징인 두꺼운 다당질 피막(Polysaccharide capsule)에 대한 설명입니다. 살모넬라 타이피(Salmonella Typhi)는 비단백질 다당체(Vi antigen) 피막을 가지지만, 검은 집락 형성과는 관련이 없습니다.
③번: 혼동 주의! 모르가넬라 모르가니(Morganella morganii)는 우레아제 양성(urease positive)이 맞지만, 살모넬라균은 우레아제 음성(urease negative)입니다. 또한 이 문제의 핵심 질문과는 직접적인 관련이 없습니다.
④번: 혼동 주의! 이는 카바페넴분해효소생성장내세균(Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae, CPE)의 주요 유전형을 설명하는 내용으로, 항생제 내성 기전과 감염 관리에 초점을 맞춘 것입니다. 살모넬라의 집락 형태와는 무관합니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts): 살모넬라-쉬겔라 한천배지(SS agar)에서 살모넬라는 유당 미분해(lactose negative)이므로 중성 레드(neutral red) 지시약에 의해 붉게 변하지 않으며, H₂S를 생성하면 검은 중심을 가진 무색 집락을 형성합니다. 반면, 쉬겔라(Shigella)는 H₂S를 생성하지 않아 검은 중심 없이 무색 집락을 형성합니다. 대장균(E. coli) 등 유당 분해균은 붉은 집락을 띱니다.

개념 정리
살모넬라의 주요 생화학적 성상: 포도당 발효 및 가스 생성, 유당 미분해, H₂S 생성, 운동성 양성, 우레아제 음성, 리신탈카르복실화효소(LDC) 양성.
한눈에 비교!
배지 종류살모넬라(Salmonella)쉬겔라(Shigella)대장균(E. coli)SS 한천배지무색, 검은 중심무색, 중심부 없음분홍색-붉은색TSI 사면배지사면: 붉은색(K), 고층: 노란색+흑색변(A+H₂S)사면: 붉은색(K), 고층: 노란색(A)사면: 노란색(A), 고층: 노란색+가스(A+G)
핵심 검사 포인트
SS 한천배지나 TSI 배지 접종 시, 단일 집락을 충분히 확보하여 접종해야 하며, 24시간 배양 후 결과를 판독합니다. 철염과의 반응은 배지의 산화환원 전위에 영향을 받으므로 배지의 유통기한과 보관 상태를 반드시 확인해야 합니다.
암기 팁
살모넬라의 'S'는 H₂S(S) 생성, 검은색(Black, Soot) 집락, SS(S) 배지에서 동정으로 연상해 보세요!
국시 빈출 포인트
살모넬라, 쉬겔라, 대장균의 SS 배지 및 TSI 배지에서의 반응을 비교하는 문제는 매년 출제되는 단골 주제입니다. 각 균의 유당 분해 여부, H₂S 생성, 가스 생성, 운동성을 표로 정리하여 확실히 암기해야 합니다.
기출 변형 주의!
단순히 집락 색깔만 묻는 것이 아니라, 'TSI 사면배지에서 사면과 고층의 색깔 변화는?', 'H₂S 생성의 생화학적 기전은?', 'SS 배지의 선택성과 감별성의 원리는?'과 같이 심화된 형태로 출제될 수 있습니다.

검사실 실무 가이드 검사실 시나리오 (Laboratory Scenario): "미생물 검사실에 발열과 설사를 주소로 입원한 환자의 대변 검체가 도착했습니다. 매콘키 한천배지(MacConkey agar)에서 무색 집락이, 살모넬라-쉬겔라 한천배지(SS agar)에서 검은 중심을 가진 무색 집락이 관찰되었습니다. 확인을 위해 삼당철 한천배지(TSI)에 계대 배양한 결과, 사면은 붉은색(알칼리성), 고층은 검은색으로 변한 노란색(산성)을 나타냈습니다." 검사 수행 및 결과 보고 전략 (Testing & Reporting): 핵심! SS 배지에서 검은 중심 집락과 TSI 배지에서 사면 알칼리/고층 산성 및 흑색 변색(K/A, H₂S+) 소견은 살모넬라균(Salmonella spp.)의 매우 특징적인 생화학적 성상입니다. 이 결과를 바탕으로 살모넬라 의심 균주로 보고하고, 정확한 동정을 위해 비피도기준법(API 20E)이나 자동동정장비(VITEK 2, MALDI-TOF MS)를 이용한 추가 동정 검사와 혈청형 검사(serotyping)를 진행해야 합니다. 검체 안전 및 주의사항 (Precautions): 살모넬라는 핵심! 생물안전 2등급(BL-2) 병원체로, 검체 접종 및 계대 배양 시 반드시 생물안전작업대(BSC)에서 수행해야 합니다. SS 배지 판독 시 검은 중심 집락 외에 배지를 검게 변색시키는 다른 균(예: 프로테우스, 일부 시트로박터)과의 감별도 중요합니다.
검사실 표준작업절차 살모넬라 검사 알고리즘: 1. 대변 검체를 SS, MacConkey, XLD agar에 접종한다. 2. 35-37℃, 호기성 조건에서 18-24시간 배양한다. 3. 의심 집락(무색, 검은 중심)을 TSI 사면배지와 운동성 배지에 접종한다. 4. TSI에서 K/A, H₂S+ 반응을 확인하면 살모넬라 의심 균주로 보고하고 생화학적 동정(API 20E, VITEK 2)과 혈청형 검사로 최종 확인한다.
선배 임상병리사의 한마디 "살모넬라 동정은 마치 탐정 놀이 같아요! 다양한 단서(배지에서의 색깔, 생화학 반응)를 조합해서 범인(원인균)을 밝혀내는 과정이죠. SS 배지의 검은 중심 집락은 가장 강력한 단서 중 하나이니, 꼭 기억하고 계절별 유행 혈청형(여름철 Salmonella Enteritidis, Typhimurium 등)도 함께 공부해 두면 실무에 큰 도움이 될 거예요."