본 연구에서는 2017년 대형유통매장 및 온라인에서 유통 중인 식약공용농산물 중 다소비 13품목 117건을 대상으로 중금속 4종(납, 카드뮴, 비소, 수은)과 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$)의 함량을 조사하였다. 납 함량 분석 결과 117건 모두 기준(5 mg/kg이하) 이내로 검출되었고, 납의 검출량을 살펴보면 백출, 오가피, 갈근, 당귀에서 상대적으로 높게 검출되는 것을 확인할 수 있었다. 카드뮴 함량 분석결과 2.6%가 기준을 초과하여 검출되었다. 카드뮴 기준 초과한 시료는 갈근 2건, 백출 1건이고, 검출량은 갈근 2건에서 각각 2.150 mg/kg, 1.822 mg/kg(기준 0.3 mg/kg 이하)이었고, 백출이 1.130 mg/kg(기준 0.7 mg/kg 이하)이었다. 조사한 13품목 중 백출, 갈근, 당귀, 길경 등 뿌리 및 뿌리줄기 부위를 사용하는 식약공용농산물의 카드뮴 오염도가 비교적 높게 조사되었다. 비소 함량 분석 결과 ND~0.610 mg/kg의 검출범위를 나타내어 조사한 시료 모두 비소 기준(3 mg/kg 이하)에 적합하였다. 품목별 비소 함량 비교 결과 당귀가 평균 0.162 mg/kg으로 상대적으로 높게 검출되었다. 수은 함량 분석 결과 ND~0.0139 mg/kg으로 검출되어 식약공용농산물의 수은 오염도가 낮음을 확인하였다. 식약공용농산물의 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) 오염도 조사 결과 11.1%의 검출률을 나타내었다. 갈근에서는 아플라톡신 $G_1$이 검출되었고 감초의 경우 2건 모두 아플라톡신 $G_2$가 검출되었다. 당귀는 검사한 10건 모두 아플라톡신 $G_1$, $B_2$가 동시에 검출되었다. 식약공용농산물 13품목 중 갈근, 백출, 감초, 당귀와 같이 뿌리부위를 사용하는 품목의 중금속(납, 카드뮴, 비소, 수은) 및 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) 검출률이 높게 조사되었다. 식약공용농산물의 안전한 유통 및 효율적인 품질관리를 위해서는 비의도적 유해물질에 대한 수거 검사 확대 실시를 통해 부정불량 제품의 유통을 차단하고, 곰팡이독소 오염도 조사결과를 바탕으로 기준규격 설정 검토 등의 품질관리체계 마련이 필요할 것으로 판단된다.
아플라톡신 B$_1$과 4-NQO의 돌연변이 유발성에 미치는 녹황색 채소류의 메탄올 추출물과 쥬스들의 항돌연변이 효과를 검토하였다. Salmonella typhimurium TA98과 TA100을 이용한 Ames실험계를 사용하였는데 아플라톡신 B$_1$에 대해 채소류의 메탄올 추출물 중에는 들깻잎, 상치, 브로콜리, 쑥갓, 미나리, 들미나리, 붉은고추, 고추잎, 비름, 시금치, 무 등이 큰 항돌연변이성을 나타내었다 (p< 0.01). 이 경우 시험시료 중 약 50% 정도가 저해 효과를 나타내었지만, direct mutagen인 4-NQO에서는 실험 시료 27종중 25종류(93%)에서 항돌연변이성이 관찰되었다 (p<0.01, 0.05). 이중 60%이상 저해효과를 나타낸 시료는 양배추, 케일, 상치, 브로콜리, 갓, 풋고추, 피망, 시금치, 비름, 콩나물, 애호박이었다. 한편 쥬스로 부터 아플라톡신 B$_1$에 대해 항돌연변이 효과를 나타낸 채소류는 들깻잎, 들미나리, 시금치, 양배추로써 각각 용량 의존적으로 (50~500${\mu}\ell$/plate)농도의 증가에 따라 그 저해도가 크게 증가하였다. 한편 오이와 당근은 농도를 높여도 큰 저해효과는 관찰되지 않았다.
서울약령시장과 시중마트에서 유통되고 있는 생약 145건을 immunoaffinity column 정제 방법을 이용하여 HPLC-FLD로 아플라톡신 오염 실태를 조사한 결과 총 145건 중 10건(6.9%)에서 아플라톡신 오염이 확인되었고, 오염수준은 아플라톡신 $B_1$로서 $0.45{\sim}79.15\;{\mu}g/kg$, 총 아플라톡신으로 $0.05{\sim}97.77\;{\mu}g/kg$의 범위로 빈랑자 19건 중 5건(26%), 백자인 13건 중 4건(31%), 산조인 15건 중 1건(7%)으로 검출 되었고, 백자인 2건, 빈랑자 1건에서 국내 기준치인 $10\;{\mu}g/kg$을 초과 검출 되었다. 아플라톡신이 검출된 생약은 전통적인 방법으로 종이나 비닐팩에 보관하는 방법은 아플라톡신에 오염될 수 있는 가능성을 높임으로 진공 포장과 같이 미생물과의 접촉을 가능한 피할 수 있는 포장 등으로 변경되어야 한다. 또한 아플라톡신 생성균주가 잘 생장할 수 있는 환기가 잘 되지 않고, 고온 다습한 환경이 제공될 가능성이 높은 전통적인 저장 창고와 같은 시설을 항온 항습의 조절이 가능한 현대화 시설로 바꾸는 방안 또한 고려하여야 할 것이다. 곰팡이독소에 대하여 그 대상 품목 및 허용 한계가 다양하게 규제되고 있으나 규제를 하는 것은 아플라톡신이 오염된 식품이나 생약을 섭취 할 위험성을 줄이고자 하는 것이지 근본적인 해결책은 아니다. 서울약령시장 등 생약시장은 매우 영세하고 문제점이 있을 수 있으며 의료 목적으로 환자를 대상으로 사용한다는 점을 감안한다면 더욱 신중하고 신속한 저감화 방안의 마련이 필요할 것이다.
아플라톡신은 Aspergillus flavus와 A. parasiticus.에 의해 생성되는 독소대사산물로 강력한 발암성물질로서 땅콩, 옥수수, 쌀, 보리 등 탄수화물이 주성분인 곡류가 그 기질로 알려져 있으며 생약에서도 검출된 보고가 있다. 본 연구는 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) 모니터링을 통해 생약의 곰팡이 독소 허용 기준 마련을 위한 기초 자료로 활용하고자 한다. 모니터링을 위해 국내(5개 지역)와 중국(2개 지역)에서 유통 중인 생약 50품목의 558시료를 수거하였다. 수거한 시료는 관능검사를 거쳐 적합한 시료를 선정하여 실험에 사용하였다. 아플라톡신 분석은 시료를 70% 메탄올로 추출하여 면역친화성 칼럼으로 정제한 후, 칼럼 후 유도체화 장치(PHRED)가 장착된 HPLC-FLD로 분석하였다. 아플라톡신 분석을 위해 시험법을 검증하였다. 그 결과 검출한계와 정량한계는 각각 $0.0l5{\sim}0.138\;{\mu}g/kg$, $0.046{\sim}0.418\;{\mu}g/kg$였으며 회수율은 67.4~96.2%로 나타났다. 검증된 시험법으로 국내와 중국에서 유통 중인 생약을 대상으로 모니터링한 결과, 생약 2건(보두, 호미카)에서 아플라톡신($B_1$, $G_1$)이 검출되었다. 보두에서는 아플라톡신 $B_1$이 1.7 ${\mu}g/kg$, $G_1$이 0.9 ${\mu}g/kg$이 검출되었고, 호미카에서는 $G_1$이 0.8 ${\mu}g/kg$ 검출되었다. 또한 생약의 주복용 형태인 탕액으로 조제 하였을 때, 아플라톡신의 이행정도를 알아보고자 생약에 아플라톡신을 오염시키고 무 압력과 압력 조건에서 열수 추출 하였다. 탕액 조제시 아플라톡신의 이행률은 무압력 조건에서 13.6~51.3%였다.
아플라톡신은 Aspergillus flavus와 A. parasiticus에 의해 생성되는 독소대사산물로 발암물질이며 곡류(옥수수, 쌀, 보리), 땅콩, 과실류 및 종자류의 생산과 저장과정에서 생성된다. 곰팡이가 생성되기 쉬운 조건에서 오랜 기간 저장된 종자류에서 아플라톡신이 생성될 가능성이 있으며 이를 원료로 하여 유지로 가공 할 때도 아플라톡신이 이행될 우려가 있다. 또한 곡류나 두류 등을 가공하여 만든 영유아용식품도 아플라톡신 오염 가능성이 있다. 따라서 본 연구는 식용유지 및 영유아용식품에 대해 액체 추출법의 아플라톡신 시험법 적용가능 여부를 검토하고 필요시 새로운 분석방법을 확립하고자 하였다. 식용유지에 대한 아플라톡신은 MSPD (Matrix Solid Phase Dispersion)법으로 아플라톡신을 추출해 내고 면역친화성 칼럼을 사용해 정제하여 형광검출기가 장착된 고성능액체크로마토그래피(HPLC/FLD)를 이용해 분석하였다. 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$) 검량선의 직선성은 상관계수가 0.999 이상을 나타냈고 회수율은 85.9~93.0%의 양호한 결과를 얻었으며 상대표준편차는 5.7% 이하였다. 식용유지에서 액체 추출법과 비교해 볼 때, MSPD-면역친화성컬럼법을 사용하여 회수율을 향상시켜 시험법을 확립하였다. 영유아용식품에 대한 아플라톡신 분석방법은 액체 추출법이 적합하였으며 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$)에 대한 회수율은 89.5~92.3%로 양호한 결과를 얻었다.
총 아플라톡신 분석을 위한 최적의 추출 및 용출조건을 확립하여 최적의 전처리 조건을 확립하였다. 추출용매는 70% methanol 용액에 NaCl을 각각 1% 첨가한 용액을 사용하였고, 정제용 컬럼인 immunoaffinity column을 이용하여 acetonitrile 3 mL를 용출용매로 사용하여 아플라톡신 혼합용액의 분리능을 좋게 하였다. 검출한계는 0.05 ng/g 수준이였고, 식품의 유형별 총 아플라톡신($B_1,\;B_2,\;G_1,\;G_2$)의 회수율은 곡류 $74.1{\sim}95.5%,\;83.7{\sim}98.8%,\;80.4{\sim}102.4%$ 및 $72.8{\sim}76.5%$, 두류 $85.8~87.5%,\;83.8{\sim}90.7%,\;92.0{\sim}94.5%$ 및 $60.6{\sim}65.6%$, 견과류 $84.6{\sim}97.1%,\;86.0{\sim}94.1%,\;95.5{\sim}111.5%$ 및 $71.0{\sim}89.9%$, 가공식품 $81.5{\sim}87.1%,\;82.8{\sim}85.8%,\;85.4{\sim}92.7%$ 및 $68.9{\sim}76.4%$, 건조과실류 $83.6{\sim}93.5%,\;78.1{\sim}90.4%,\;93.0{\sim}108.5%$ 및 $64.9{\sim}78.5%$, 기타식품 $72.5{\sim}98.3%,\;73.1{\sim}96.4%,\;83.5{\sim}107.2%$ 및 $64.2{\sim}75.8%$를 보여주었다.
국내유통중인 곡류, 견과류 및 그 가공품 총 25품목, 393건의 시료에 대해 immunoaffinity column 정제방법을 이용하여 총아플라톡신 오염실태를 조사하였으며, 그 결과 곡류 및 곡류가공품 6건, 견과류 및 견과류 가공품 37건에서 아플라톡신 오염이 확인되었으며 오염수준은 아플라톡신 $B_1$으로서 $0.04-2.65{\mu}g/kg$, 총아플라톡신으로서 $0.04-5.51{\mu}g/kg$ 범위로 나타났다. Immunoaffinity column 정제를 거쳐 HPLC-FLD로 분석한 결과 아플라톡신이 검출된 시료에 대해서 LC-MS/MS로 확인하였으며, 그 결과 모두 아플라톡신으로 확인되었다. 본 연구결과에서 나타난 곡류 및 견과류에 대한 아플라톡신 검출빈도 및 오염수준은 국내, 외 연구 결과와 유사하거나 비교적 낮게 나타났으며 국내 아플라톡신 기준 및 미국, CODEX에서 설정된 기준규격 이하로 검출되었다.
고시된 아플라톡신 시험법의 정량한계, 검출한계를 개선한 분석법을 유효화하였으며, 개선한 분석법으로 강활, 개자 등의 생약 400개의 시료를 분석하였다. 사군자와 제니 각 1건에서 아플라톡신 $B_1$이 각 $2.3\;{\mu}g$/kg 검출되었으며, 사군자와 대풍자 1건에서 정량한계 미만의 아플라톡신이 검출되었다. 탕제로의 이행률은 아플라톡신 $B_1$의 경우 약 20% 정도의 이행률을 나타냈다. 아플라톡신 $B_1$ 기준치보다 낮게 검출되어 현재까지는 아플라톡신으로부터 안전한 것으로 판단되었다.
2019년 1월부터 11월까지 서울약령시장에서 유통되는 식·약 공용 농산물 총 187건을 대상으로 곰팡이독소 동시다성분 SPE 컬럼으로 정제 후 LC-MS/MS로 분석하여 곰팡이독소 8종의 동시분석법 유효성을 검증하고, 확립된 분석법으로 곰팡이독소 오염도 파악 및 위해평가를 실시하였다. LC-MS/MS를 이용한 동시분석법의 유효성 검증은 매질효과, 직선성, 검출한계, 정량한계, 정확성 및 정밀성으로 하였다. 매질 보정 검량선의 상관계수(r2)는 0.9999이상의 우수한 직선성을 보였고, 검출한계는 0.02-0.11 ㎍/kg였고, 정량한계는 0.06-0.26 ㎍/kg였고, 회수율은 81.2-118.7%였고, 상대표준편차는 0.33-8.90%로 우수한 재현성을 나타냈다. 확립된 분석법으로 검사한 결과 기준이 설정된 아플라톡신은 B1이 1.18-7.29 ㎍/kg (기준: 총 아플라톡신 15.0 ㎍/kg이하, B1 10.0 ㎍/kg이하)으로 기준 이내로 검출되었고, 아플라톡신 B2, G1 및 G2는 검출되지 않았다. 기준이 미 설정된 곰팡이독소는 푸모니신(0.84-14.25 ㎍/kg) 오크라톡신 A (0.76-17.42 ㎍/kg) 및 제랄레논(1.73-15.96 ㎍/kg)이 검출되었다. 위해평가 결과 아플라톡신 B1의 1일 인체노출량은 0.00052 ㎍/kg b.w./day였고, 푸모니신 및 제랄레논의 일일섭취한계량 대비 각각 0.04%, 0.24%였고, 오크라톡신 A의 주간섭취한계량 대비 4.76%로 우리나라 국민들이 식·약 공용 농산물 섭취로 인한 곰팡이 독소 위해도는 안전한 것으로 평가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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