멜라민을 첨가하는 제품들에 대한 기존의 분석법의 한계를 극복하고자 전자코를 이용하여 멜라민 첨가 진위 여부와 첨가 함량의 차이를 분석하였다. 그 결과 멜라민을 분유와 커피 크림에 농도별로 첨가하였을 때 차이가 뚜렷이 구분되었으며 이를 통해 얻은 멜라민 농도와 DF1간의 상관관계식(분유: DF1= -0.006x(멜라민 농도)+0.327, 커피 크림: DF1= -0.006x+0.316)을 바탕으로 멜라민 함량을 적은 오차 범위 내에서 예측 가능하였다. 또한 멜라민을 urea로부터 합성하는 과정에서 생성되는 부산물인 cyanuric acid는 멜라민과 유사하여 기존의 분석방법으로는 쉽게 구분되지 않지만 전자코를 통하여 확연히 구분되었다. 멜라민을 분유나 커피 크림에 첨가하였을 경우에는 농도별로 차이를 보였으며 urea 혹은 cyanuric acid 첨가 유무에 따라서는 미세한 차이는 보였지만 첨가양에 따른 일정한 경향을 나타나지 않은 것으로 보아 유사물질의 영향을 거의 받지 않으면서 멜라민 자체만의 분석이 가능한 것으로 보인다. 이러한 연구를 통하여 향후 미지의 멜라민 함량이 첨가된 1차 가공품에 대한 함유량을 분석하는 것이 가능하며 제품의 품질관리시 활용할 수 있는 대안을 제시할 수 있을 것이다.
2008년 말 발생한 멜라민 파동은 멜라민에 오염된 분유를 섭취한 영아들에서 요로계 결석이 발생한 것으로부터 비롯되었다. 멜라민 관련 요로계 결석의 위험인자는 3세 미만의 나이, 많은 멜라민 섭취량과 탈수, 요산의 요 배설량 증가 등의 일반적인 요로계 결석 위험인자의 동반이다. 멜라민 관련 결석은 주 성분이 요산이므로 수분 공급과 소변 알칼리화의 보존적인 치료로 회복되는 경우가 대부분이다.
왜 자판기 커피가 못 마실 음료처럼 비난을 받아야 하죠? 일부 미니 커피자판기에 사용된 원료 문제를 마치 전체 자판기 문제인 냥 떠들어 때는 매스컴이 정말 원망스럽습니다. -자판기 운영업자 K씨- A급 원료를 쓰고 있는데도 불구하고 마치 죄인 마냥 '멜라민 커피프림을 쓰지 않는다'는 해명문구를 써서 부쳐야 하니 정말 열불이 나더군요." -자판기 운영업자 P씨- 올 가을은 그야말로 중국산 멜라민 파동이 식품 업계 전반이 휘몰아친 한해였다. 해태제과의 '미사랑 카스타드'로 불붙은 멜라민 파동은 제작 전반을 걸쳐 자판기 커피프림 분야로도 불똥이 튀었다. 식품의약품안전청은 중국산 커피프림 원료를 수입하는 3개 업체의 10개 제품을 조사한 결과, 유창FC의 '베지터블 크림 파우더 F25에서 멜라민 1.5ppm이 나왔다'고 밝혔다. 이 크림은 41톤이 수입되어 25톤이 시중에 팔려나갔으며, 주로 자동판매기용 믹스커피나 커피전문점에 사용한 것으로 보도가 되어 일파만파로 파문이 확산되었다. 대부분의 매스컴 보도는 '자판기 커피프림에 멜라민이 들어갔고, 그래서 마셔서는 안 된다'는 식으로 과당보도가 되다 보니 소비자들의 분노의 불신이 걷잡을 수 없이 커졌다. 이에 자판기 커피 매출을 뚝 떨어 졌고, 그 동안 애용했던 자판기 커피에 등을 돌리는 사람들이 많아 졌다. 마치 자판기 커피가 식품안전을 위협하는 원흉이나 되는 듯한 분위기였다. 그런데 이런 뜻하지 않은 악재가 자판기 업계로 보면 억울하기 그지없는 일이다. 이번에 문제가 된 것은 식당 등에 설치된 '미니 커피자판기' 일부에 해당되는데도 불구하고 매스컴 보도는 전체 자판기가 문제가 된다는 식이었다. 대다수의 매스컴이 미니 커피자판기와 대형 커피자판기를 구분하는 개념도 없다보니 문제가 없는 대형 자판기를 불똥이 튈 수밖에 없었다. 또한 미니 커피자판기에서 그런 원료가 투출되기 쉬운 열악한 사업특성에 대해서도 언급을 하지 않았다. 일부분의 문제를 '침소봉대'하여 전체의 문제인 것처럼 보도하는 매스컴의 무책임한 태도가 가뜩이나 어려운 자판기 산업계에 직격탄을 날렸다. 대다수의 자판기, 특히 대형자판기들은 억울하기 그지없는 일이다. 이번 커피자판기 멜라민 사태를 통해 과연 매스컴 보도가 무엇이 잘못되었고, 산업계에 어떠한 과제를 내던졌는지를 심층 진단했다.
본 연구에서는 비료나 수지의 원료물질로 알려진 멜라민이 최근 수입식품 및 가공식품 등에서 검출되어 국제적으로 문제가 되어 생체시료 중 멜라민의 분석법을 확립하고 벨리데이션을 실시하여 신뢰성을 확보하고자 하였다. 생체시료(뇨 및 혈액) 중 멜라민 및 시아누르산 분석을 위해 단백질 침전법, 액체상 추출법으로 불순물을 제거하였고 LC/MS를 이용한 멜라민 최적분석법의 벨리데이션 결과에서 검출한계는 0.2 ng/mL(멜라민), 2.0 ng/mL(시아누르산)이었으며 각 정량범위내의 직선성은 0.9990이상을 가졌다. 뇨및 혈 중 멜라민의 quality control 시료는 0.5 ng/mL, 0.8 ng/mL, 2.0 ng/mL, 3.0 ng/mL으로서 뇨 중 멜라민 및 시아누르산의 정확성은 91.6%-107.6%범위를 나타내었고 정밀성은 2.0%-11.8%으로 나타났다. 혈 중 멜라민 및 시아누르산의 정확성은 94.9%-119.0%범위를 나타내었고 정밀성은 3.7%-13.5%으로 나타났다. 또한, GC/MS를 이용한 멜라민 분석의 검출한계는 5.0 ng/mL(멜라민), 5.0 ng/mL(시아누르산)이었고, 뇨 및 혈중 멜라민의 quality control 시료는 10.0~40.0 ng/mL이었으며, 뇨 및 혈 중 멜라민 및 시아누르산의 정확성은 83.7%~ 10.7% 범위를 나타내었고, 정밀성은 3.5%-13.8% 으로 나타났다.
본 연구에서는 압출성형에서 Nylon6 를 기재로 멜라민계 난연제를 사용하여 난연성 및 물성평가를 비교, 분석하였다. 멜라민계 난연제를 선택한 이유는 탈할로겐화 추세에 일조를 하며 연기가 적고, 생분해를 하는 물질이기 때문에 큰 장점이 있다. 또한 새로운 제품 및 적용범위를 발굴하기가 상대적으로 용이하다는 장점이 있기 때문에 멜라민계 난연제를 선택하였다. 난연 Test는 UL-94 측정방법을 이용하였고 물성평가는 UTM 측정기기로 인장강도, 연신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율 측정하였다. 또 충격강도 시험기로 충격강도를 측정하였고, 물성평가 경우에는 난연제로 인한 물성저하를 최소화 하기위해 Nano-clay 를 첨가하여 비교하였다. 연구결과는 난연 Test 경우 난연제의 함량이 $5wt\%$ 이상이면 V0급으로 나왔고 물성평가에서는 Nanoclay를 첨가한 실험이 물성저하를 대처할 수 있을 정도의 결과로 보여 진다.
멜라민수지 조리기구 제조에 사용되는 formaldehyde와 phenol의 경우 식품에 이행될 우려가 있다. 이에 본 연구에서는 국내에서 유통되고 있는 멜라민수지 조리기구 222건에 대하여 formaldehyde와 phenol의 식품유사용매로의 이행량을 조사하였다. 멜라민수지 조리기구는 컵(14), 공기(75), 접시(85), 숟가락(10), 젓가락(4), 식판(8), 주걱(4), 뒤지게(9) 및 국자(12)등을 수거하였다. 식품유사용매로는 물, 4% 초산, 20% 에탄올, n-헵탄을 사용하였다. 한국의 멜라민수지 기구 및 용기 포장 중 formaldehyde와 phenol의 용출기준은 각각 4 mg/L, 5 mg/L 이며, 수거된 222건 멜라민수지 조리기구 모두 기준 규격에 적합하였다. 멜라민수지 조리기구 중 formaldehyde와 phenol의 이행량은 각각 $N.D{\sim}2,949{\mu}g/L$, $N.D{\sim}78{\mu}g/L$이었다. 위 분석결과는 멜라민수지 기구 및 용기 포장의 안전관리의 과학적 근거자료로 제공될 수 있을 것으로 판단된다.
트리메틸올멜라민에 의한 세리신 정착 거동을 고찰하기 위해 멜라민과 포름알데하이드를 몰 비 1:3으로 세리신정착액을 조성하여 실크 생사를 정착시켰고, 정련에 의해 세리신 정착 거동을 살펴보았다. 정착 과정에서 세리신의 정착이 일어나는 동시에 열수에 의해 세리신 I의 일부가 제거되었다. 정착 중의 감량과 정련에 의한 연감율은 멜라민과 포름알데하이드의 농도가 증가할수록 크게 감소했다. 0.011몰 멜라민과 0.033몰 포름알데하이드로 정착한 실크 생사는 불충분한 정착과 탄산나트륨에 의한 세리신의 알칼리 가수분해로 인해 많은 정련이 일어났다. 그러나 0.055몰 멜라민과 0.165몰 포름알데하이드로 정착한 실크 생사는 강한 세리신 정착으로 인해 3-8%의 매우 적은 연감율을 보였는데 이는 트리메틸올멜라민에 의해 세리신 I 분자 간에 많은 가교결합이 형성되었기 때문으로 사료된다. 또한 15% owf 유연제의 정착액으로 처리한 경우 정착에 의한 감량과 정련에 의한 연감율이 가장 작게 나타났는데 이는 유연제의 양이온이 세리신 중의 아스파르트산의 음이온과 이온결합을 형성하고 유연제의 소수부와 세리신의 소수성 영역 간에 반데르바알스력이 형성되어 세리신 I의 제거가 다소 억제된 것으로 사료된다.
요소-멜라민수지 접착제를 실험실에서 수지 접착제 고형분량에 대해 5% 멜라민을 첨가하여 파티클보드 제조용으로 합성하였다. 합성한 요소-멜라민 수지를 이용하여 전건 목재파티클의 무게에 대해 접착제 첨가량 6, 8%와 열압시간 3, 4, 5분에서 실험실 파티클보드를 접착하는 열압시간동안 배출되는 가스를 증류수에 용해·포집하여 얻어진 용액으로부터 포름알데히드 배출량을 미국 National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) 3500의 방법에 의해 분석·비교하였다. 포름알데히드 배출량을 측정하여 분석한 결과는 파티클보드를 열압하는 시간동안 배출되는 가스 중에서 포름알데히드량은 요소-멜라민수지 접착제의 첨가량과 열압시간에 대해 통계적으로 유의하게 차이가 있다는 것을 보여줬다. 파티클보드의 성능평가 결과는 3분의 열압시간에서 접착된 파티클보드의 박리강도는 KS F 3104 파티클보드 8.0형의 최소요구치를 만족시키는 것을 보여줬다.
질소 도핑에 의한 Pyridinic-N, Pyrrolic-N, Graphitic-N과 같은 결합 구성의 형성은 탄소나노소재의 물리적 특성을 조절하거나 새로운 물성을 부여하는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 멜라민을 도펀트 소스로 혼합하여 탄소 나노튜브(CNT)의 질소 결합 구성을 조절하는 간단하고 비용 효율적인 접근 방식을 제안한다. Stirring, Bath sonication 및 Tip sonication과 같은 세 가지 기계적 방법을 통해 멜라민을 탄소나노튜브와 혼합한 후 열처리를 통해 질소 도핑을 진행하였다. CNT 대비 멜라민 비율이 높을수록 Pyrrolic-N의 비율이 높게 나타났으며 Stirring을 통해 혼합한 경우 가장 높은 Pyridinic-N의 비율을 나타내었다. 본 연구에서 제안한 방법은 기계적인 혼합 방법을 이용해 탄소나노튜브에 다양한 종류의 질소 도펀트를 선택적으로 형성할 수 있는 손쉬운 방법으로, 향후 질소가 도핑된 탄소나노물질의 응용을 용이하게 할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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