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1 일반과제 ( ), 보안과제 ( ) ( 과제번호 : PJ006452) 곡류 Fusarium 곰팡이독소안전관리기반기술개발 (Development of basic techniques on safe management of Fusarium Mycotoxins in cereals) 국립농업과학원 농촌진흥청 - 1 -

2 < 완결과제최종보고서 > 제출문 농촌진흥청장귀하 본보고서를 곡류 Fusarium 곰팡이독소안전관리기반기술개발 (PJ006452) 과제의 결과물로제출합니다. 연구수행기간 : ~ (36개월 ) 제1세부연구과제 : 곡류 Fusarium독소생성병원균발생실태조사제2세부연구과제 : Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석제3세부연구과제 : 곡류곰팡이독소오염방지 GAP실천지침설정 주관연구기관명 : 국립농업과학원 ( 직인 ) 주관연구책임자 : 이수형 연 구 원 : 예완해 연 구 원 : 류재기 연 구 원 : 이데레사 연 구 원 : 박경훈 - 2 -

3 요약문 Ⅰ. 제목 곡류 Fusarium 곰팡이독소안전관리기반기술개발 Ⅱ. 연구개발의목적및필요성 독소생성곰팡이는재배중인농작물에발생하여수량과품질을저하시켜경제적손실을줄뿐만아니라수확후농산물및가공식품을오염시켜인축에큰피해를주고있다. 기후온난화에따른고온기상조건은곰팡이의생육에적절한환경으로해에따라서는곡류등에곰팡이독소가만연할가능성이높아지고있다. 따라서곡류독소생성푸사리움속곰팡이의발생생태구명과곰팡이독소조사에의한제어방안수립을위한자료축적및맥류에대한농산물우수관리기준을개발하고자하였다. Ⅲ. 연구개발의내용및범위 쌀, 보리, 옥수수등주요곡류에대하여푸사리움속곰팡이의발생생태를조사하고, 분리균주의병원성검정과기주별우점균계를구명하였고, 이를통한오염가능한주요독소를분석하였다. 미곡종합처리장의쌀및부산물과보리및시중유통보리쌀, 옥수수에대하여데옥시니발레놀, 니발레놀, 제랄레논, 푸모니신등주요곰팡이독소를조사하였고, 우리나라실정에맞는맥류에대한농산물우수관리기준을개발하였다. Ⅳ. 연구개발결과 최근 2년간전국단위미곡종합처리장의원료도입, 저장, 가공과정실태및원료벼등도정부산물 8종의곰팡이오염율및독소오염을조사한결과원료벼의곰팡이오염이가장높았고최종산물인백미의오염율이가장낮았다. Fusarium 오염율도전체곰팡이오염패턴과유사하였으며백미는안전한수준이나일부부산물의오염이관찰되어안전관리가필요하다. 3년간옥수수, 벼, 맥류의곰팡이및 Fusarium 오염율추이를비교한결과 2010년붉은곰팡이병발병에유리한기상환경이조성되었던 2010년의경우모든조사작물의붉은곰팡이병발병이증가하였고 2011년은맥류의개화기이후다습한기상환경변화로붉은곰팡이병이특히밀에대발생하였다. 곰팡이독소분석결과쌀의경우곰팡이독소오염은없었으며, 현미는낮은농도로오염될가능성이있고, 보리쌀의경우해에따라서는독소오염이있을수있으나, 모두허용기 - 3 -

4 준을초과하지않는안전한수준이었다. 맥류에대한 GAP 지침을우리실정에맞게개발하였 다. Ⅴ. 연구개발결과의활용계획 국내곡류의독소생성 Fusarium 곰팡이및독소오염실태를 3년간모니터링하여국내오염현황자료구축하였으나기후, 환경의변화를고려할때보다장기간의모니터링및자료가필요함으로신규과제에서계속추진하는오염실태조사의기초자료로활용하며, 붉은곰팡이병발생예찰의자료로활용하고, 병원균의발생생태구명에의한곰팡이독소오염제어방안수립에활용한다. 벼붉은곰팡이병발생요인구명에의한진균독소오염예방기술, 맥류붉은곰팡이병발생요인구명에의한진균독소오염예방기술, 맥류안전성확보를위한안전성조사대상진균독소추가건의, 곰팡이독소저감화를위한미곡종합처리장 (RPC) 의관리기준설정건의, 벼수매방식및저장시설부산물의식용사용금지조치건의 ( 농식품부 ) 등맥류, 벼및옥수수의붉은곰팡이병방제적기설정에의한방제비용및피해절감을위한영농활용및정책건의에활용한다

5 S U M M A R Y Title : Development of basic techniques on safe management of Fusarium Mycotoxins in cereals Fusarium head blight(fhb) caused by Fusarium graminearum is a serious disease that affects the quality and yield of cereal grain in the world. The most common fusarium mycotoxins of barley and cereal diseased by fusarium graminearum are deoxynivalenol(don), nivalenol(niv), and Zeralenone(ZEA). Mycotoxins such as DON, NIV, and ZEN are hazardous to human and animal health. To investigate Fusarium mycotoxin contamination in stored grains, rice samples including rice-milling products such as rice husks, brown rice, blue-tinged rice, discolored rice, half-crushed rice, polished rice and rice bran were collected from rice processing complexes (RPC) nationwide. Analysis of fungal flora associated with each rice sample showed that unhusked rice was the most severely contaminated with fungi while polished rice was the least contaminated. Among others, blue-tinged rice was the most frequently contaminated with F. graminearum (3.8%), followed by discolored rice (2.4%) and brown rice (1.6%) in In 2010, the samples showed a similar contamination pattern to that of The major contaminants shown more than 5% of total fungal isolates were Aspergillus (18.4%), Fusarium (8.5%), Alternaria (6.2%), Dreschlera (5.7%), and Penicillium spp. (5.5%). In addition, more than 30 different known and unknown fungal genus were detected. During 3 years of study, we monitored grain crops such as rice, barley, wheat, and corn for Fusarium contamination. The results showed both total fungi and Fusarium contamination were affected by weather condition. In 2010, head blight occurred severely in most of the crops investigated due to more frequent rainfalls and cooler season than previous years during crop growth. In 2011, humidier weather kept during flowering stage of wheat and barley caused even more severe outbreak of head blight on these crops and great economic loss. Mycotoxin was most severely contaminated in 2010 also. In rice and its by-products samples blue-tinged rice and discoloured rice was most severely contaminated by mycotoxins. In three mycotoxins NIV was most severely contaminated. But polished rice and brown rice is safe. In 2010 barley was contaminated by DON(15%, 0.01~ 3.21 mg/kg), NIV(84.9%, 0.11~

6 mg/kg), and ZEA(15%, 0.01~3.21 mg/kg). In 2010 corn for seed was contaminated by DON(50%, 0.03~1.35 mg/kg), NIV(79%, 0.04~4.69 mg/kg), ZEA(21%, 0.12~1.20 mg/kg), and Fumonisine(B1+B2)(93%, 0.07~9.55 mg/kg). Several countries including EU, Japan, and US have established legislative limits for DON and ZEA in cereals and cereal based products. Also, they have published Good Agricultural Practice (GAP) guideline that is a cardinal principle to reduce mycotoxins in cereal and cereal products. GAP guideline to reduce the risk of fusarium mycotoxins such as DON, NIV, and ZEA includes to avoid maize as previous crop, to minimize crop debris on soil surface, timely chemical spray application against FHB, and timely harvest in the field. It is important for producers to recognize that good agricultural practice means the guideline of prevention against mycotoxin contamination of cereals. The purpose of this study was to make an GAP guideline to reduce fusarium mycotoxin risk and fusarium head blight occurrence in barley. This GAP guideline recommends growers how they can prevent the risk of fusarium mycotoxins by applying their cultivation

7 제1장서론제1절연구개발의목적 곡류독소생성푸사리움속병원균의발생생태구명과곰팡이독소조사에의한제어방안수립을위한자료축적및맥류에대한 GAP지침개발 제 2 절필요성및범위 독소생성곰팡이는재배중인농작물에발생하여수량과품질을저하시켜경제적손실을줄뿐만아니라수확후농산물및가공식품을오염시켜인축에큰피해를주기때문에이에대한예방대책이시급한실정이다. 이에대한예방대책을수립하기위하여는독소생성곰팡이의발생실태, 곰팡이의분류동정, 곰팡이독소의오염실태, 독소오염방지기술개발에의한오염방지실천지침설정등이선행되어야한다. 우리나라에서는 1963, 1974, 1990, 1998년에보리붉은곰팡이병이대발생하였으며, 2006년식량과학원조사에의하면전남해안지방인함평, 장흥, 강진, 보성지역에서벼붉은곰팡이병의이병립율이 5~10% 였다고보고하였다. 고온다습한우리나라의여름조건이나이후기후온난화에따른고온기상조건은곰팡이의생육에적절한환경임으로해에따라서는농작물등에곰팡이독소가만연할가능성이높아지고있으며, 농작물의생산이나저장, 가공, 유통및소비의각단계에서의적절한관리가필요한실정이다. 생산유통가공단계에서의위해요인의특성을해명하고리스크저감기술을체계적으로개발하기위해서는위해요인에관한과학적데이터의정비와공통기반기술의개발과위해요인의리스크저감기술의개발및위해요인마다제정된실시규범의반영이필요하다. 우리나라에서도, 아플라톡신, 파튤린, 오크라톡신, 푸모니신, 데옥시니발레놀, 제랄레논등일부의곰팡이독소에대해서는식품위생법에근거하는규제등을하고있으나그외의곰팡이독소에대해서는식품중의오염실태도충분히파악되어있지않은상태이다. 특히, 병원균 Fusarium graminearum Schwabe ( 완전세대 Gibberella zeae Petch) 에의해발생하는맥류붉은곰팡이병 (Fusarium Head Blight, FHB) 은보리, 밀, 옥수수등에주로발생하며수량감소와품질저하를일으켜경제적으로큰피해를끼치는것으로알려져있다 (Argyris et al., 2003). 맥류붉은곰팡이병은주로북부온대지역에서발생하고, 유럽, 미국, 아시아같은온대지역에서문제가되고있다. 우리나라에서는 1963년남부지방에맥류붉은곰팡이병이대발생하여수확량의 40~90% 까지수량감소를초래하였고, 이병된맥류를섭취한사람과동물에심각한중독증상을일으켜사회적문제로대두되었다 (Chung. 1975). 또한, 1974, 1990년에병발생이크게보고되었으며, 1998년에는경남, 전남, 전북, 충남지역에대발생하여 68.7~84.0% 에달할정도로높은이병수율을보였다. Fusarium 속곰팡이에의해생성되는독소인 Deoxynivalenol(DON) 과 Zearalenone(ZEN) 은붉은곰팡이병원에오염된곡류에서주로검출되는독소들이다. 국제암연구소에서는데옥시니발레놀과제랄레논을인체발암성이없는물질 (Group 3) 로분류하고있으나데옥시니발레놀은인축에구토, 설사, 체중감소와면역체계에영향을끼치는것으로알려져있고, 제랄레논은가축에서심각한생 - 7 -

8 식기능장애를유발하는것으로알려져있다 (Placinta et al, 1999). 영국, 미국등선진국과우리나라를포함한여러국가들이곡류와곡류가공품에서푸자리움독소인 DON과 ZEA의법적규제를하고있다. 농산물우수관리제도 (Good Agricultural Practice, GAP) 는소비자에게안전하고위생적인농식품이공급될수있도록생산에서소비까지작물에중금속, 농약등유해물질이나세균, 곰팡이등유해생물등의오염을사전에방지하는영농기술또는규범을의미하며, 세계식량농업기구 (Food and Agriculture Organization, FAO), 국제식품규격위원회 (Codex Alimentarius Commission, Codex) 등국제기구와유럽연합, 미국, 일본등많은국가들이도입하여농업인이실천할수있도록규범화하고있다. 푸자리움독소들은포장에서독소생성곰팡이에감염되어발생하기때문에, 농산물우수관리 (GAP) 가먹이연쇄로시작되는푸자리움독소들의포장오염을줄일수있는기본규칙이될수있다. 농산물우수관리가푸자리움독소의위험을줄이기위해실행되어야하며, 전작물로옥수수재배를심지않고, 토양표면에잔재물을제거하고, 저항성품종을심거나약제방제를고려하는등의방법등이종합적으로수행되어야할것으로생각된다

9 제2장국내외기술개발현황제1절국 내외관련분야에대한기술개발현황 1. 세계적인수준 CODEX, 미국, 캐나다, 호주등은아플라톡신, 오크라톡신 A, 파튤린, 데옥시니발레놀, 제랄레논등에대한농산물원료및식품품목별기준설정및관리를강화하고있으며 FDA의붉은곰팡이독소에대한행정조치규제농도는식품에서 DON은 1ppm 으로설정되어있다. EU의경우데옥시니발레놀, 제랄레논등 8개독소에대하여기준설정을완료하였고, 곡류에있어푸자리움진균독소오염을줄일수있는 GAP실천기준을개발하여현장에사용하고있다. 유럽은 EU 내에서유통되는식품및제3국에서수입한식품에대해 식품및사료신속경보시스템 (RASFF : Rapid Alert System for Food and Feed) 을운영함으로써위해식품발생시회원국간신속한정보교류및통일된식품안전관리체계를구축하고있다. 영국은곡류중푸사리움곰팡이독소저감화를위한우수농산물관리지침 (The UK Code of Good Agricultural Practice to Reduce Fusarium Mycotoxins in Cereals) 를만들었다. 일본은 2002년도부터농림수산성에서보리와밀에서 DON, NIV, 제랄레논검출율및검출농도범위를계속조사하고있으며, 농림수산성및후생노동성에있어서의식품의안전성에관한리스크관리의표준순서서 를작성하여위해요인에대하여체계적인관리를하고있을뿐만아니라위해요인의리스크저감기술을개발하고식품안전을위한 GAP 책정보급매뉴얼을작성 (2005) 하였다. 2 국내수준가. 오염현황우리나라에서의주요곡물에대한곰팡이독소오염을 1969년부터 2005년까지발표된조사에의하면쌀에서는아플라톡신등 3개독소의오염을조사한결과아플라톡신, 지랄레논이검출되었으며, 보리에서는오크라톡신등 5개독소를검정한결과 5개독소가모두검출되었고, 니발레놀이가장높은농도로검출되었다. 옥수수에서도 5개독소모두검출되었는데디옥시니발레놀과니발레놀이각각 53% 와 59% 로검출되었으며검출량도 3-12,024 ppb로높았다. 나. 지침설정우리나라의우수농산물관리기준은우수농산물관리제도 (GAP) 시행을위해마련한가이드라인성격의기준으로서농산물안전성강화를농산물에잔류또는오염될수있는주요위해요소와발생원인을분석하고이를사전차단할수있는영농실천규범을관리기준으로 ( 고시 06, 농진청 ) 하고있다

10 제 2 절연구결과가국 내외기술개발현황에서차지하는위치 1. 국내외의연구현황가. 외국연구현황곰팡이독소오염방지를위한맥류붉은곰팡이병의경종적방제법의검토 - 주변에논이없는밭에서보리를재배해벼의그루터기의유무와붉은곰팡이병의발생의관계를조사했는데, 벼의그루터기가있으면발병이증가하였으며파종시의벼짚갈아넣기와농약에의한혼용방제방법이농약만사용한방제보다효과가높았다. 붉은곰팡이병의적기방제예측을위한밀의생육모델개발 - 영양성장기의생육속도는기온과긴낮에영향을받았으나, 생식생장기의생육속도는기온만으로계산할수있어, 이것들을기초로파종일부터출수기및성숙기를예측하는모델을개발할수있어서출수기를 3.5 일, 성숙기를 2.8일의오차정도로예측할수있었다. 밀붉은곰팡이병이나독소를저감하는약제의선발 - 메트코나졸, 테브코나졸, 치오파네이트메틸, 아인산비료가뛰어난붉은곰팡이병억제효과를나타내었으며, 곰팡이독소도유의하게감소시켰으며같은약제에서도제형에따라효과가달라, 치오파네이트메틸분제는수화제 유제와비교하면붉은곰팡이병방제효과와곰팡이독소저감효과가저조하였다. 밀의붉은곰팡이병에의한독소를저감하는약제의살포시기 - 어느약제도치료살포보다예방살포로, 붉은곰팡이병곰팡이독소오염의정도가낮았으며, 맥립의곰팡이독소오염을효과적으로억제하려면밀이삭에병원균이감염하기전에예방적으로약제를살포하는것이효과적이었다. 밀의곰팡이독소오염저감에유효한약제방제기술의개발 : 홋카이도에서붉은곰팡이병을일으키는주된병원균은 4종있었으며, 그중 2종은곰팡이독소를만들고 2종은곰팡이독소를생성하지않았다. 곰팡이독소생산균중홋카이도에서의우점종은데옥시니발레놀 (DON) 을생산하는균이었고시험한약제중 3약제는높은 DON 오염저감효과가인정되었으며, 가을파종밀의 DON 오염억제에유효한살포회수를검토한결과통상의발생량이면 3회살포에서도충분한효과가인정되었다. 벼의붉은곰팡이병균의대부분은 F. graminearum로, 곰팡이독소의생산을조사했는데, 대부분의균주가니발레놀생산형이었으며벼의개화기무렵 ( 출수 ) 에붉은곰팡이병균이가장잘감염되었다. 밀의등숙에따르는붉은곰팡이병에의한독소의오염과정의해석 : 밀에서는등숙기후반에 DON NIV의축적량이대폭적인증가가일어나며밀의곰팡이독소오염을효과적으로억제하려면등숙기후반의곰팡이독소축적을억제하는것이효과적이었다. 검사기관의외부정도관리의실시 : 가장많이사용되고있는효소면역측정법과기기분석법의사이에, 평균치에서큰차이는없었으나효소면역측정법에서는변동계수가커지는경향이있었다. 나. 국내연구동향 우리나라에서는보리붉은곰팡이병등극히일부곡류중독소생성병원균에대하여발생생 태및방제방법이단편적으로연구가되어있을뿐체계적이고종합적인연구가이루어져있

11 지않다. 김 (2005) 등이맥류붉은곰팡이병발생하는독소오염종류및함량등을조사보고하였으며, 정 (2006) 등이식품중에발생하는오크라톡신발생실태를조사를하여 419점의곡류및곡류가공품에서 23.9 % 의높은검출률을조사하였으며옥수수에서 ng/g, 쌀가공품에서 ng/g, 보리가공품에서 ng/g 등이검출되었음을보고하였다. 우리나라의경우, 서울대학교를중심으로일부연구자들이맥류붉은곰팡이연구등을수행하여왔으나국가적인차원에서독소생성곰팡이의발생모니터링및독소생성연구등이부족한실정이다. 보리붉은곰팡이병에대한약제방제연구는구본철등 (2001) 에의해수행되었으며, 5품목의약제중캡탄수화제만이 93% 의방제가를보여방제약제로등록하였을뿐거의연구가수행되고있지않다. 한옥규등 (2006) 은보리붉은곰팡이병의저항성품종과병원간반응연구에서국내품종으로 2조인진광보리와 6조인부흥, 외국품종으로 2조인 Gobemadora, 6조인 MNBrite와 Chevron 등총 5개저항성품종을선발하였고, 기주와병원체간의수평저항성을확인하였다. 붉은곰팡이병은약제방제, 경종적, 생물학적방법등에의해서병발생을경감할수있으며저항성품종을사용하는것이가장경제적인것으로알려져있지만 ( Steffenson, 1998), 우리나라에서아직까지붉은곰팡이병에대한저항성품종재배가활성화되고있지않다. 최근, 유럽연합과미국, 일본등여러국가에서데옥시발레놀과제랄레논에대한규제기준을설정하고있고, 곰팡이독소에대한안전관리를강화하고있다. 유럽연합은 2006년에곡류와곡류가공품에서푸자리움독소억제및저감지침을만들었으며, 영국의식품안전청 (Food Standards Agency, FSA) 에서곡류푸자리움독소저감 GAP 가이드라인작성하여실행규범화하였다. 일본농림수산성은 2006년부터 식품의안전성에관한유해화학물질의감시 모니터링중기계획 에근거하여보리, 밀, 쌀등에서데옥시니발레논 (DON), 니발레논 (NIV), 제랄레논 (ZEN) 의함유실태를조사하였고, 그결과를바탕으로곰팡이독소별성인 1인당 1일평균섭취량을구하여자국민의건강에악영향을끼치지않는것으로확인하였으며, 곡류에서독소오염저감 GAP 지침을설정하여활용중에있다. 우리나라에서도 2009년곰팡이독소에대한안전관리를위하여데옥시니발레놀의경우곡류및그가공품에서 1ppm 이하, 제랄레논의경우곡류및곡류가공품에서 200ppb 이하로규제기준을설정하여농산물에대한안전관리기준을강화하고있다. 그러나, 곰팡이독소오염을포장에서억제하거나저감할수있는 GAP 실행규범에대한연구는전무한실정이다

12 제3장연구개발수행내용및결과제1 절 2009 년도곡류곰팡이독소오염예방 GA P 가이드라인설정연구 1. 연구개발의추진전략방법가. 곡류독소생성 Fusarium속병원균의지역별발생실태조사 (1) 진균독소생성균발병조사방법 ( 가 ) 조사지역으로보리는경남북, 전남북맥류재배지역, 옥수수는강원및충북의옥수수주산단지를택했으며벼의경우보리 + 벼재배지역, 옥수수 + 벼재배지역, 벼재배지역으로세분하여조사하였다. ( 나 ) 조사방법은다음과같다. 벼, 보리는지역별 3개뜰, 뜰당 5개포장, 포장당 20 주이병수율을조사하였고, 옥수수는지역별 3개뜰, 뜰당 2개포장, 포장당 50개이삭의이병수율을조사하였다. (2) 진균독소생성균시료채취분리방법 ( 가 ) 지역별시료채취채집지역은보리는경남북, 전남북맥류재배지역, 벼는보리 + 벼재배지역, 옥수수 + 벼재배지역, 벼재배지역으로구분하였고옥수수는강원및충북의옥수수주산단지를이용하였다. 채집방법은벼, 보리는지역별 3개뜰, 뜰당 5개포장, 포장당 10개이삭임의채취하였고, 옥수수는지역별 3개뜰, 뜰당 2개포장, 포장당 5개이삭을임의채취하였다. ( 나 ) 균분리채취한감염시료를 NaClO 1% 에 2분, 멸균수에 1분간처리한후 Fusaium 선택배지 (MGA배지, PPA배지 ) 에치상하고 5~7일후감염시료에서단포자를분리하였다. (3) 분자생물학적방법에의한동정 Fusarium graminearum direct PCR 조건에맞추어아래의프라이머로증폭하고증폭된밴드의크기를분석하였다. 표 1-1. Fusarium graminearum의프라이머 NAME Fusarium graminerum (Fg16) Size TM GC% Fg16 F CTC CGG ATA TGT TGC GTC AA 20mer Fg16 R GGT AGG TAT CCG ACA TGG CAA 21mer (4) 병원성조사 ( 온실, 포장 ) ( 가 ) 접종원준비 F. graminearum을 PDA 배지에일간배양하고배양한균은 Tween % 액첨가하여포자수확후현탁액은 ml당포자농도를조정한다. ( 나 ) 균접종맥류 ( 보리, 밀 ), 벼의접종은다음의조건으로하였다. 접종시기는개화전, 개화기, 개화후로하였고, 분무접종하였으며, 접종한이삭에비닐백을씌워서 48~72시간유지하여발병을유인하였다. 발병조사는 48~72시간후비닐을제거하고, 발병유인 14일후감염정도를조사하였다

13 옥수수의접종은다음의조건으로하였다. 옥수수암술출현후 7일에접종하였고, 접종방법은옥수수자루의껍질을메스로자른후배양한 PDA배지를 1cm 크기의균사편을부착후껍질을봉인하였다. 적정온습도유지하며발병을유인하였고, 접종 21일후변색및균사생장정도조사하여발병을조사하였다. 나. 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 (1) 동시분석법개발 SPE 칼럼 (Multisep 227(Romer사 ) 등을활용하여첨가회수율조사하고, Quetchers법을활용하여 HPLC/MS로다성분동시분석법개발 (2) 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 ( 가 ) 데옥시니발레놀, 니발레놀동시분석방법확립분석방법은다음과같고, 시료조제 ( 입자크기 : 600μm ) 컬럼정제 (Multisep 227 Trich+) 칭량 (25g) +84% ACN 100ml질소농축 ( 추출액 4 ml ) 진탕추출 (1시간) 재용해 ( 이동상 1ml ) 여과 (Whatman No.1) 여과 (0.45μm membrane filter) 그림 1-1. DON, NIV 전처리방법기기분석조건은다음과같다. 표 1-2. DON, NIV 기기조건 기기 : HP1100 series, Quterynari pump 디텍터 : UV Detector 1046A 컬럼 : shodex C18 E4 (250mm*4.6mm I.D 5um) 이동상 : water : acetonitrile : methanol = 90 : 5 : 5. 유속 : 1.0 ml/min 컬럼온도 : 40 분석시간 : 60 min 주입량 : 100 μl 파장 : 220 nm

14 ( 나 ) 제랄레논분석방법확립 독소분석을위한전처리방법은다음과같고, 시료조제 ( 입자크기 : 600μm ) 컬럼정제 (ZEARALAREST, 추출액 10 ml ) 칭량 (25g) +84% ACN 100ml질소농축 ( 추출액 4 ml ) 진탕추출 (1시간) 재용해 ( 이동상 1ml ) 여과 (Whatman No.1) 여과 (0.45μm membrane filter) 그림 1-2. DON, NIV 전처리방법 HPLC 기기분석조건은다음과같이설정되었다. 표 1-3. ZEA 기기조건 기기 - HP1100 series, Quaternary pump 디텍터 - Fluorescence Detector 1046A 컬럼 -SUPELCOSIL TM LC-18 5mm (25cm X 4.6mm I.D.) 이동상 - water : ACN : MeOH= 43 : 35 : 22 유속 - 0.8mL/min 분석시간 - 30min 컬럼온도 - 30 주입량 - 50μL 여기파장 - 274nm 방출파장 - 440nm ( 다 ) 시료수집시료수집은벼는전남북 10개소의미곡종합처리장에서현미, 청치미, 색채미, 백미, 미강을수집하고, 보리는유통중인보리쌀을마트에서구입한다. 옥수수는사료용옥수수를주산지인강원도평창, 정선, 영월, 경북봉화의농가를방문하여수집한다. 다. 곡류곰팡이독소오염방지 GAP 실천지침설정맥류붉은곰팡이병의발생및독소오염정도를파악하고, 전작물종류, 잔재물제거여부, 저항성품종재배여부등을조사하여각요인별위험정도를구명하여, 맥류붉은곰팡이의특성및독소오염발생실태를파악한다. 생산단계별로맥류붉은곰팡이병의감염여부를확인하고, 작물의재배시기별독소의오염경

15 로및오염요인을분석한다. 맥류붉은곰팡이병이생성하는독소오염요인을분석한다. 외국의맥류오염방지 GAP 지침을조사및분석하여우리나라에적용가능한가이드라인을모색한다. 2. 연구내용및결과가. 곡류독소생성 Fusarium속병원균의지역별발생실태조사 (1) 곡류독소생성푸사리움속병원균의지역별오염률조사전남북과경남북의맥류재배지역의총163개포장에서맥류붉은곰팡이병발병수율을조사한결과경남이발병수율 1.26% 로가장많이발병하였으며, 전남, 경북은발병이적은경향이었고, 전북은발병이되지않았다. 이들에대한오염율은전남이 14.6% 로가장높았으며, 경북, 전북순이었고, 경남은가장낮은순으로나타났다 ( 표 1-4). 표 1-4. 맥류재배지역별붉은곰팡이병발생상황조사 전북전남경북경남 조사지역 조사포장수 발병수율 (%) 오염율 (%) 부안 김제 군산 소계 / 평균 장흥 / 영암 / 강진 보성 함평 / 영광 소계 / 평균 영덕 포항 소계 / 평균 밀양 사천 고성 소계 / 평균 전체계 / 평균

16 총 249 개포장에서벼붉은곰팡이병을조사한결과보리재배지역이 12.1% 로가장오염율 이높았으며, 다음으로는벼만재배하는지역이 5.3%, 옥수수재배지역이 4.9% 순으로나타났다 ( 표 1-5). 표 1-5. 지역별벼 F. graminearum 오염율채집유형채집지역조사포장수오염율 (%) 경기평택 강원영월 / 정선 옥수수 + 벼 평창 / 횡성 홍천 충북제천 / 괴산 소계 / 평균 경기 평택 충북 영동 / 옥천 벼 충남서산 / 보령 부여 / 논산 경북 상주 / 구미 소계 / 평균 전북 군산 / 익산 김제 / 부안 고창 / 영광 보리 + 벼 전남보성 / 장흥 강진 / 영암 나주 / 함평 / 장성 평균 전체계 / 평균

17 총 66 개옥수수포장을조사한결과옥수수붉은곰팡이병이발병된이삭을발견할수없었 으며, 오염율을조사한결과사료용과식용의옥수수에서는각각평균 18.8% 와 16.6% 의오염 율을보였다 ( 표 1-6). 표 1-6. 지역별옥수수 F. graminearum 오염률 강원 충청 지역 구분 포장수 오염률 (%) 영월 사료용 식용 정선 사료용 식용 평창 사료용 식용 홍천 사료용 식용 계 사료용 식용 괴산 식용 제천 사료용 식용 계 사료용 식용 전체계 / 평균 사료용 식용 (2) Fusarium 속균의배지별배양적특성 그림 1-3. 배양배지에따른 Fusarium 속균의배양적특성

18 그림 1-4. 보리에서의 Fusarium 속균에의한병징과균사 그림 1-5. 벼에서의 Fusarium 속균에의한병징과균사 그림 1-6. 옥수수에서의 Fusarium 속균에의한병징과균사

19 벼, 보리, 옥수수에서각각 69 균주, 153 균주, 55 균주를분리하였으며균사의형태와색에따 라분류한결과벼와보리에서는 5 종, 옥수수에서는 4 종으로분류할수있었다 ( 표 1-7, 1-8). 표 1-7. 벼, 보리, 옥수수에서분리한 Fusarium 속균의배양적특성 배양적특성 (PDA) type 비율 (%) 배양적특성 (PDA) type 비율 (%) 배양적특성 (PDA) type 비율 (%) Ⅰ 15.9 Ⅰ 9.7 Ⅰ 1.8 Ⅱ 1.4 Ⅱ 64.3 Ⅱ 7.1 Ⅲ 46.4 Ⅲ 2.6 Ⅲ 10.7 Ⅳ 18.8 Ⅳ 20.1 Ⅳ 80.4 Ⅴ 17.4 Ⅴ 3.3 < 벼에서분리한균 > < 보리에서분리한균 > < 옥수수에서분리한균 >

20 표 1-8. 곡류진균독소생성 F. graminearum 분리현황 지역 분리기주비고벼보리옥수수 경기 1-3 강원 5-38 충북 충남 전북 전남 경북 경남 계 그림 1-7. F. graminearum 의동정 (3) 분리균의병원성조사및독소분석 그림 1-8. 보리개화시기별 F. graminearum 접종에의한발병정도

21 영양보리와올보리품종의개화전, 개화기, 개화후에붉은곰팡이병균을접종한결과발병정도에있어서품종과접종시기에있어서차이가있었으며, 영양보리는올보리에비하여발병정도가높았으며, 영양보리에서는개화후, 개화기, 개화전순으로발병정도가높았으며, 올보리는개화기, 개화후, 개화전순으로발병정도가높았다 ( 그림 1-9). 그림 1-9. F. graminearum 접종시보리개화시기별병발생정도 금강밀과그루밀품종의개화전, 개화기, 개화후붉은곰팡이병균을접종한결과발병정도에있어서품종과접종시기에있어서차이가있었으며금강밀이그루밀에비해발병정도가높았다. 금강밀, 그루밀공히개화후와개화기에발병이심하였으며개화전에는발병정도가유의한차이로낮았다 ( 그림 1-10). 그림 F. graminearum 접종시밀개화시기별병발생정도 보리에서분리한 Fusarium 속균 65 균주를일미찰등 7 개옥수수품종에접종한결과 병원성이인정되었으며, 대학찰옥수수백옥대창 1 호순으로저항성반응을보였으며, 찰 옥 4 호와찰옥 1 호는감수성반응이높은것으로나타났다 ( 표 1-9). 표 1-9. 보리분리 Fusarium 속균의옥수수에서의병원성검정 발병정도 광평옥 일미찰 장다옥 찰옥4호 찰옥1호 대학찰 백옥대창1호

22 그림 벼의개화시기별옥수수분리 Fusarium 속균접종 그림 포장에서분리균의병원성검정

23 보리에서분리한 B4 등 5 균주를포장에서찰옥 4 호등 4 품종의옥수수에접종한결과 12 개시료중 DON 은 4 개시료가 NIV 와 ZEA 는 8 개시료에서기준치이상의량이검출되 었다 ( 표 1-10). 표 보리에서분리한 Fusarium 속균의옥수수접종에의한포장에서의독소생성 접종균주 B4 B13 B36 B44 B48 품종 검출 mycotoxin* DON(ppm) NIV(ppm) ZEA(ppm) 광평옥 일미찰 장다옥 찰옥4호 광평옥 <LOQ 일미찰 장다옥 <LOQ 찰옥4호 5.7 <LOQ 0.1 광평옥 일미찰 장다옥 찰옥4호 광평옥 <LOQ 0.1 <LOQ 일미찰 장다옥 찰옥4호 광평옥 일미찰 장다옥 찰옥4호 * 허용기준치 : DON : 2ppm, ZEA : 0.2ppm 포장에서옥수수의곰팡이자연감염정도에따라 4 개그룹으로나누어 DON 등 3 개톡 신을분석한결과중정도감염시료에서 ZEA 이허용기준치의 16.5 배인 3.3ppm 검출되어추 후자세한검토가요망된다. 표 포장에서옥수수곰팡이감염정도에따른 Mycotoxin 검출 검출 Mycotoxin* 곰팡이감염정도 DON NIV ZEA 심 <LOQ <LOQ <LOQ 다 <LOQ <LOQ <LOQ 중 소 <LOQ <LOQ <LOQ * 허용기준치 : DON : 2ppm, ZEA : 0.2ppm

24 그림 옥수수 mycotoxin 분석시료 나. 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 (1) 동시분석법개발 ( 가 ) 추출용매의회수율분석추출용매 85% acetonitrile, 정제칼럼일때, 첨가농도별회수율은현미, 청치미, 색채미, 백미, 옥수수에서대체로양호하였다. 표 디옥시니발레놀의회수율분석결과 곡류의종류 표준용액첨가농도 (mg kg-1) 현미 108±18 88±1 95±5 청치미 74±14 93±3 93±1 색채미 36±9 85±2 90±5 백미 78±6 86±2 85±1 옥수수 169±10 93±6 83±1 표 니발레놀의회수율분석결과 곡류의종류 표준용액첨가농도 (mg kg-1) 현미 77±8 61±2 61±1 청치미 164±18 77±1 72±0.6 색채미 94±11 69±1 65±2 백미 60±15 61±4 64±1 옥수수 67±8 47±2 46±1-24 -

25 표 제랄레논의회수율분석결과 곡류의종류 표준용액첨가농도 (mg kg-1) 현미 144±18 111±8 105±3 청치미 125±25 102±18 72±11 색채미 117±11 110±8 105±3 백미 100±5 88±11 92±2 ( 나 ) LC/MS를이용한동시분석법개발 1 시료전처리과정시료전처리는 ⅰ 시료 4g을 falcon tube에넣고추출혼합용액 17.5 ml (0.1% formic acid가첨가된물 7.5 ml와 ACN 10 ml ) 를넣고 3분간 Vortex기기를이용하여추출한다. ⅱ 추출된시료에 NaCl 1g과 MgSO 4 4g을넣은다음바로뚜껑을닫고, 다시 1분간 vortex기로혼합한다. ⅲ Falcon tube를 4 에서 10분간 3600 rpm이상으로원심분리한다. ⅳ 원심분리한후상등액층인 ACN층에서 5 ml를취해 PSA 50 mg과 MgSO mg이들어간 15 ml tube에넣고 1 분간 vortex 한다. ⅴ 상등액중 2ml를 test tube에넣고농축한뒤 1 ml의 ACN:DW=5:5 혼합용액으로용해한후 0.2 μm실린지필터로 filtering한후 LC-MS분석을실시한다. ⅵ 남은상등액층은 falcone tube에넣고냉장보관한다. 2 분석조건 (HPLC-MS 분석, positive sim mode) HPLC는 Agilent 1100, column은 zobax SB-Aq C18(2) 5 μm, 4.6*150, 이동상용매는 5 mm ammonium fomate가첨가된 Water와 100% Methanol, Flow rate은 0.7 ml /min, column temp. 는 4 0, 이동상조건은, 0 분에서 5% MeOH, 0.5분에서 30% MeOH 17분간유지, 17분에서 45분까지 100% MeOH gradient로한다. injection vol. 은 5 ul, MS 조건은, Source는 ESI, Ion mode는 Positive, Vcap. 은 4000 V, Nebulizer는 30 psig, Drying gas flow는 13 l/min, Drying gas temp. 는 350, Step size는 0.1, Peak width는 0.10 min, Time filter는 On, SIM Mode 조건은표와같다. 표 동시분석법 SIM 모드조건 곰팡이독소 Target Mass Fragmentor Voltage 니발레놀 (NIV) 데옥시니발레놀 (DON) 제랄레논 (ZEN) Gain (std_1.00)

26 이때크로마토그램은다음그림과같다. 그림 LC-MS 를이용한다중동시분석법크로마토그램 (2) 곰팡이독소오염실태조사 ( 가 ) 미곡및부산물 표 년산쌀과부산물중푸사리움곰팡이독소자연발생 a Rice or by-product Brown rice (n = 10) Mycotoxin detected Positive samples, no. (%) Mean level (range) of mycotoxins in positive samples (µg g -1 ) a DON 0 (0) 0 NIV 1 (10) 0.13 (0.13) ZEA 1 (10) 0.05 (0.05) DON 0 (0) 0 Blue-tinged rice NIV 7 (70) 0.15 ( ) (n = 10) ZEA 9 (90) 0.45 ( ) DON 0 (0) 0 Bran NIV 8 (73) 0.14 ( ) (n = 11) ZEA 8 (73) 0.19 ( ) DON 0 (0) 0 Disolored rice NIV 8 (89) 0.34 ( ) (n = 9) ZEA 6 (67) 0.11 ( ) DON 0 (0) 0 Polished rice NIV 1 (10) 0.12 (0.12) (n = 10) ZEA 1 (10) 0.08 (0.08) Trichothecenes (DON and NIV) and ZEA were quantified with UV and fluorescence detectors, respectively

27 ( 나 ) 보리쌀 표 년산보리쌀중 Fusarium 곰팡이독소자연발생상황 Mycotoxin detected Positive samples, no. (%) Mean level (range) of mycotoxins in positive samples (µg g -1 ) a * a DON 0 0 NIV 0 0 ZEA 0 0 시중유통보리쌀 15점 Trichothecenes (DON and NIV) and ZEA were quantified with UV and fluorescence detectors, respectively. ( 다 ) 옥수수 표 년산옥수수중 Fusarium 곰팡이독소자연발생상황 Mycotoxin detected Positive samples, no. (%) Mean level (range) of mycotoxins in positive samples (ug g -1 ) a corn for feed (n = 14) NIV 5 (36) 0.10( ) DON 5 (36) 1.26 ( ) ZEA 1 (14) 0.05( ) 다. 곡류곰팡이독소오염방지 GAP 실천지침설정 (1) 보리붉은곰팡이병발병조사보리붉은곰팡이병의발생조사는우리나라보리주재배지역인전북과경남을중심으로각 3개시군의보리재배포장을대상으로출수기경에지역별로임의의지점 5개지점을선정하여이병수율을달관으로조사하였다. 이병수율은각지점에서총 100이삭당감염된이삭의수로산출하였고포장당 3반복을하여평균값을사용하였다. 보리이삭의이병립율조사는 09 년 5월중순에포장에서 200개의보리이삭을무작위로채집하였다. 채집한보리는까락을제거하고낱알상태로분리하여 1일간음건하였고, 보리붉은곰팡이병의오염율을확인하기위하여각지점별로 100의보리낱알을선정하여 1% NaOCl 에 1분간표면살균후멸균수로 2세척하고, 멸균필터페이퍼위에서충분히건조하였다. 건조한낱알을 WA에 5개씩치상하고, 25 배양기에서 1주일간배양하면서붉은곰팡이병원균출현여부를관찰하였다. 정확한동정을위하여 WA에서자란균사를카네이션배지로옮겨배양하면서포자형성을유도하여, 현미

28 경을통하여 F. graminearum 포자를확인하였고, 이후 Fg16 프라이머를이용한 PCR법 (Nicholson et al, 1998) 으로병원균을동정하였다. 지역별로보리붉은곰팡이병의발생정도를달관조사한결과, 이병된이삭을육안으로관찰할수없었는데, 그이유는보리붉은곰팡이병원균이감염되기시작하는 4월부터 5월까지강수량이적었기때문으로생각된다. 하지만, 채집한보리이삭에서고성지역은 1.47%, 부안지역은 1.30% 의붉은곰팡이병원균의오염정도를확인하였다 ( 표. 1-19). 표 재배형태별붉은곰팡이병발생정도 (5.6~5.8) 조사지역 재배형태 조사포장수 발병률 * (%) 오염율 ** (%) 경남고성 GAP재배 관행재배 전북부안 GAP재배 관행재배 전북김제 관행재배 * 발병률 : 이병수율, ** 오염율 : 붉은곰팡이병원균에감염된이병립율 (%) 보리이삭의이병립율조사는출수기이후경남지역을대상으로수행하였으며사천지역의경우 2.67% 의붉은곰팡이병발병율을보였으며, 다른지역보다높았는데, 이이유는사천지역의보리재배가논에서이루어졌으며채집시기전 3일동안의강우로인해다른지역보다재배포장에수분이많았기때문으로생각된다 ( 표. 1-20). 분리한병원균들은현미경관찰과 Fg16 프라이머를이용하여 F. graminearum을확인하였으며 ( 그림 1-15), 경남고성, 밀양, 사천지역에서각각 31개, 6개, 34개의붉은곰팡이병원균주를수집하였다. 표 지역별붉은곰팡이병발생정도 (5.21~22) 경남 조사지역 조사포장 붉은곰팡이병발생정도발병률 (%) 오염율 (%) 고성군 밀양시 사천시 평균 GAP 재배농가 ( 고성 ) : 오염률 (0.88%)

29 그림 F16 primer 를이용한 F.graminearum 동정 경남지역의농가에서파종후남은보리종자를채집하여지역별로 102개의보리종자를임의로선발해서 1% NaoCl로표면살균후멸균수로 2회세척하고건조한다음 WA 에치상하고붉은곰팡이병원균의오염을조사하였다. 조사결과, 붉은곰팡이병원균의오염을확인할수없었지만고성지역에서 Fusarium 속에약 10% 정도가오염된것을확인할수있었으며주로 Alternaria 속곰팡이의오염율이높은것을확인하였다 ( 표. 1-21). 표 보리종자의곰팡이오염율 지역 시료수분리균수 Fusarium sp. Alternaria sp. Cladosporium sp. penicillium sp. Rhizopus oryzae 기타 고성 밀양 사천 시판중인보리에서붉은곰팡이병원균의오염정도를조사하기위해, 대형마트에서판매중인보리제품을수거하여, 한제품당 60개의보리쌀알을임의로선발하여앞에서수행한방법에따라실험을 3반복으로수행하였다. 시판중인보리제품의붉은곰팡이병원균분리결과, 유기농찰보리에서 1.7%, 정원흰찰보리쌀과무농약새찰보리에서 0.6% 의오염율을보였으며, 다른제품에서는붉은곰팡이병원균이검출되지않았으며, Fusarium 속균과 Rhizopus oryzae에최고 3.3% 오염율을보였다 ( 표. 1-22)

30 표 시판중인보리제품의붉은곰팡이병원균분리 품종명 F. graminearum Fusarium sp. Rhizopus oryzae GAP인증보리 찰보리쌀 흰찰보리쌀 정원보리쌀 정원흰찰보리쌀 청원새찰쌀보리 유기농찰보리 무농약새찰보리 (2) 재배단계별독소오염정도분석보리재배단계별독소오염정도를분석하기위하여, 보리종자, 유숙기보리, 시판중인보리를수거하였다. 보리종자는고성, 밀양, 사천지역의농가에서파종후남은보리를재칩하여분석하였고, 출수기의보리는고성, 밀양, 사천지역별로 5월중순에각 15개지점에서채집한시료를대상으로분석하였으며, 시판보리제품의분석은대형마트에서판매중인보리제품 8개를구입하여독소분석을실시하였다. 독소분석은 Ryu 등 (2008) 이수행한방법에따라분석하였으며, DON과 NIV 분석법은표 1-23와같고, ZEA 분석법은표 1-24과같다. 표 DON 과 NIV 의동시분석법 가. 전처리 1 분석시료 50g 과추출액 (acetonitrile:water, 85:15) 400 ml 을넣고 1 시간동안진탕 2 추출물을 Whatman No. 1 filer 로여과 3 MultiSep #227(without pre-conditioning) 에추출물 4ml 씩 2 번넣어준다음처음 2ml 정도 는버리고, 나머지 5ml 은 conical tube 에받는다 4 추출물 4ml 을시험관에넣고 N2 gas(55 ) 로농축시킨다. 5 Mobile Phase(90+5+5: water+acn+meoh) 1ml 로녹인다 ul membraion filter 로여과후 HPLC 에주입나. HPLC 분석조건 Instrument - HP1100 series, Quterynari pump, Detector - UV Detector 1046A Column - Shodox C18 E 4 (250mm*4.6mm I.D 5 μm ), Wave length UV detecton -220 nm Mobile Phase - Water : acetonitrile : methanol = 90 : 5: 5 Flow rate - 0.8ml/min, Column temp - 40, Injection vol - 100ul

31 표 ZEA 의분석법 가. 전처리 1 50ml centrifuge tube 에분석시료 5g + NaCL 0.5g + 90% acetonitrile 20ml 을넣고 1 시간추출 2 추출물을 Whatman No. 1 filer 로여과 3 추출물 5ml 과 1% tween 20 20ml 을혼합하고혼탁할경우 membrane filtering 실시 4 혼합액 10ml 을 IAC column 에 loading 5 10ml 증류수로 washing 후물기를제거 6 Me OH 0.5ml 씩 3 번추출 μm membrain filter 로여과후 HPLC 에주입나. HPLC 분석조건 Instrument - HP1100 series, Quterynari pump, Detector - Fluorescence Detector 1046A Column - SUPELCOSIL TM LC-18 5mm (25cm 4.6mm I.D.) Mobile Phase - Water : acetonitrile : methanol = 43:35:22, Flow rate - 0.8ml/min Run time - 20min, Column temp - 30, Injection vol - 50ul Excitation - 274nm, emission - 440nm 채집한보리종자에서, 지역별로 NIV 독소가 0.108~0.208 (mg/kg) 범위로검출되었고고 성지역이다른지역보다높았으며, DON 과 ZEA 는검출되지않았다 ( 표. 1-25). 표 지역별보리종자의독소오염율 독소종류 지역 DON NIV ZEN (mg/kg) (mg/kg) (ug/kg) 고성 <LOQ <LOQ 밀양 <LOQ <LOQ 사천 <LOQ <LOQ * LOQ : Limit of qualification ( 정량한계 ) 지역별로유숙기보리를채집하여독소오염율을조사한결과는표 8과같다. 고성군에서는 DON 과 ZEA이 6.7%, NIV가 13.3% 검출되었으며, 밀양에서는 NIV와 ZEA이 60% 로높게검출되었으며 DON도 33.3로비교적높게검출되었고, 사천에서도 NIV가 66.7% 로높게검출되었으며 ZEA과 DON 도각각 20%, 6.7% 가검출되었다. 고성지역에서 DON은 0~1.026 mg/kg 범위로검출되었고평균은 0.068mg/kg이었으며, NIV는 0~1.038 mg/kg 수준이었으며평균 mg/kg 이었다. 한편 ZEA은 0~ μg /kg 범위로검출되었고평균 μg /kg 수준이었다 ( 표. 1-26)

32 표 지역별유숙기보리의독소오염율 조사지역조사점수 DON NIV ZEN 검출농도검출비율검출농도검출비율검출농도검출비율 (mg/kg) (%) (mg/kg) (%) ( μg /kg) 고성군 (0.068) 1(6.7) (0.084) 2(13.3) (21.89) 1(6.7) 밀양시 (0.231) 5(33.3) (0.192) 9(60) (67.14) 9(60) 사천시 (0.007) 1(6.7) (0.220) 10(66.7) (89.92) 3(20) * LOQ : Limit of quantification( 정량한계 ) 수집한 45개의시료중에서 DON과 NIV, ZEA이동시검출된시료는 5개 (11.1.8%) 이었고, DON과 NIV가동시검출된시료는 3(6.7%) 개였으며, NIV와 ZEA이동시검출된시료는 8(17.8%) 개였다. DON 과 NIV가동시에존재한다는 Lee 등 (1994) 의보고와는다르게이번결과에서 NIV 만 6개가검출되었으며, 22개시료에서는독소가검출되지않았다 ( 그림 1-16). 시판중인보리 8제품을수거하여독소분석을한결과, 모든시료에서독소가검출되지않았다. 하지만, Lee 등 (1992) 의연구결과처럼보리종자와유숙기보리로부터 DON, NIV와 ZEN 의자연발생을확인하였다. 보리를포함한곡류및곡류가공품에서 DON, NIV와 ZEA 등곰팡이독소가검출된다는연구결과 (Tanaka 등, 1985) 에서처럼, 곡류의안전성확보를위하여시판중인보리등곡류곰팡이독소의오염도조사를실시하고곰팡이독소에대한안전성연구가활발하게수행되어야할것으로생각된다. 그림 독소종류별검출율

33 (3) 외국의 GAP 기술자료조사분석보리곰팡이독소오염방지 GAP가이드라인을설정하기위하여 EU, 일본, 미국등의연구결과와국제식품규격위원회와세계식량농업기구등국제기구의관련동향을검토하였고, 우리나라의 GAP 보리재배환경상황과보리붉은곰팡이병발생특성을파악하였다. 보리재배생산단계별붉은곰팡이병발생과독소오염의발생원인을바탕으로국내상황에적합한 GAP 가이드라인을작성하였다. 맥류에관한주요국가들의독소규제현황은표. 9와표 10과같다. 유럽연합은데옥시니발레놀 (DON) 의규제기준을곡류가공품과곡류식품의경우 750mg/kg으로정하고있고, 비가공곡류의경우 1,250 mg/kg으로정하고있다. 일본은밀과호두등에서 DON의규제기준을 1.1 mg/kg으로정하고있으며미국은밀의경우 1 mg/kg 권장기준을설정하였으며, 우리나라는 2009년식품의약품안전청에서곡류와그단순가공품의경우 1 mg/kg으로규제기준을설정하였다. 니발레놀의경우아직국제적으로규제기준은설정되어있지않으며, 제랄레논의경우유럽연합은시장에서구입하여직접소비하는곡류등은 75 μg /kg, 옥수수와비가공곡류는 100 μg /kg 으로설정하고있으며, 프랑스는곡류및곡류가공품에서 50 μg /kg 으로규제기준을설정하였고, 우리나라는 2009년곡류및곡류가공품에서 200 μg /kg으로규제기준을설정하였다. 표 주요국가의데옥시니발레놀규제현황국가명대상품기준 (mg/kg) 비가공곡류 1,250 ( 마카로니, 밀, 귀리, 옥수수제외 ) 비가공마카로니, 밀, 귀리 1,750 비가공옥수수 1,750 Cereal flour 등곡류식품 ( 옥수수가루, 옥수수 meal, 유럽연합옥수수 grit 제외 ), bran( 소비가능 ) 단, 유아및어린 750 이용식품제외 Pasta(dry) 750 빵, 패스츄리, 비스켓, creal snack, 아침용 cereal 500 유아및어린이용곡류가공식품 200 밀 1.1 일본 Cashew nut, 헤이즐넛, macadamia nut, 호두 10 캐나다연질밀 (Soft wheat) 5 미국 밀 1 곡류및그단순가공품 1ppm이하한국 ( 옥수수및그단순가공품제외 ) 옥수수및그단순가공품 2ppm이하 미국 : Guidance level

34 표 주요국가의제랄레논규제기준국가명 대상품 기준 (ug/kg) 옥수수와다른비가공곡류 100 비가공옥수수 200 시장에서구입하여직접소비하는곡류등 75 옥수수가루, 옥수meal, 옥수수grit, 옥수수 germ 및옥수수오일 200 유럽연합 빵, 패스츄리, 비스켓, creal snack, 아침용 cereal( 옥수수를기본으로한아침용 cereal 제외 50 옥수수snack, 아침용 cereal( 옥수수 ) 50 가공cereal로만든식품 ( 가공된옥수수로만든식품제외 ), 유아와어린이용식품 20 가공된옥수수로만든유아및어린이용식품 20 러서아밀, 보리, 옥수수 1,000 이탈리아곡류및곡류가공품 100 프랑스곡류및곡류가공품 50 이란 보리 400 옥수수, 밀 200 한국곡류및곡류가공품 200 (4) 한국형맥류곰팡이독소오염저감 GAP 가이드라인설정국제적으로조화된한국형맥류곰팡이독소오염저감 GAP 가이드라인을설정하기위하여, EU, 미국, 유럽, 일본등의 GAP 관련동향을검토하였고, 우리나라의맥류곰팡이병발생특성과재배환경을분석하여맥류곰팡이독소오염저감 GAP 가이드라인을작성하였다. 미국에서맥류붉은곰팡이병은 1898년네브라스카주에서처음보고되었으며, 보리, 밀, 귀리, 호밀등을포함한곡류에병을일으키는것으로알려져있고, 1982년과 1995년, 그리고 2007년에대발생하여큰피해를끼친것으로보고되었다 ( Stephen et al, 2008). 미국은맥류에발생하는붉은곰팡이병의위험인자를개화기전후의높은습도와따뜻하고습윤한기온등 7 가지요인을제시하였으며, 이를바탕으로푸자리움독소오염을저감하기위한관리지침으로저항성품종재배와돌려짓기등의 9 가지관리방안을가이드라인으로제시하고있다 ( 표. 11)

35 표 미국의맥류독소오염저감 GAP 권장지침위험요인가이드라인 저항성품종재배 개화기전후의높은습도 개화시기가다른작물을재배해라 따뜻하고, 습도가높은기상 곡류와비기주작물로윤작해라 잘못된관개방법 옥수수전에맥류재배를피해라 옥수수재배후밀재배 맥류재배전에맥류재배하는것을피해라 밀재배후옥수수재배 적절한관개 무경운또는최소경운 개화초에살균제를살포해라 감수성품종재배 푸자리움에오염된종자를사용하지마라 종합적인병해충관리법 (IPM) 을고려해라유럽연합은회원국들의푸자리움독소발생조사와식품의일일섭취량을평가하여법적규제기준을마련했고, 2006년맥류곰팡이독소오염저감가이드라인을설정하였으며, 푸자리움독소곰팡이생성과독소오염은포장에서발생하기시작되기때문에농산물우수관리 (GAP) 가푸자리움독소발생을저감할수있는중요한규범이라고제시하였다 ( 표. 1-30). 표 유럽의푸자리움곰팡이독소위험요인과가이드라인 위험요인 가이드라인 Previous cropping( 전작물 ) 곡류, 옥구수, 밀, 감자등붉은곰팡이병의기주를심지말라 crop residue( 작물잔재물 ) 전염원이될수있는작물잔재물을제거해라 Cultivation( 경작 ) 콩과작물이나비기주작물로윤작해라 경운을통해잔재물을효율적으로묻어라 Region( 지역 ) 해안지역처럼습도가높은지역에서는병발생이심하므로방제에유의해라 Variety( 품종 ) 저항성을지닌품종을심어라 3일이상강우일수가지속되거나상대습도가 95% 이 Weather( 기후 ) 상이 3-5 일지속될경우방제약제를살포해라 Harvest( 수확 ) 비가오거나습도가높을경우수확을피해라 가이드라인은푸자리움곰팡이독소중요위험인자를 7 개로구분하여실천지침을제시하였으 며, 돌려짓기를하고이전작물로옥수수를심지말고작물잔재물을제거하는것이독소오염방 지효과가높다고제시하였다 ( 표. 1-31)

36 표 유럽의독소오염저감 GAP 가이드라인효과 효과낮음중간높음 가이드라인 잡초방제를실시한다 - 맥류붉은곰팡이를옮길수있는잡초를제거한다 곤충방제를실시한다 - 맥류붉은곰팡이를옮길수있는해충을제거한다 적당한양의비료를사용한다 - 적절한양의비료를사용한다 저항성품종을재배한다 - 맥류붉은곰팡이병에저항성을갖는품종을선발한다 살균제를사용한다 - 개화기전후병발생전에살균제를살포한다 쓰러짐 ( 도복 ) 을방지한다 - 작물이쓰러지자않도록한다 적당한시기에수확하고수분함량을 18% 이하로보관한다 윤작및비기주작물재배 - 전작물로옥수수를심지말고, 푸자리움균의기주작물을심지마라 잔물잔재물관리 - 작물잔재물을효과적으로제거해라 영국의식품규격청은 (Food Standards Agency, FSA) 푸자리움곰팡이독소중요위험인자를 7개로구분하여위험도에따라 3그룹으로분류하였고, 이전작물로옥수수를재배하거나작물잔재물을제거하지않을경우, 개화기에비가많이올경우맥류곰팡이독소오염가능성이높다고제시하였다 ( 표. 1-32). 또한, 유럽에서운영중인푸자리움독소오염저감 GAP가이드라인을바탕으로시나리오를만들어영국에만적용되는공식적이고특별한권장규범을권고하였다. 표 푸자리움곰팡이독소오염에대한중요위험요인 ( 영국 ) 위험요인 지역영국남부, 동부지역 위험도 높음중간낮음 영국서부, 웨일스, 북아이랜드 영북북부, 스코틀랜드 전작물재배옥수수밀다른작물 작물잔재물관리 작물잔재물을제거하지않은경우 부분경운 경운 품종선택중도저항성품종재배고도저항성품종재배 기상조건 살균제사용여부 개화기동안비가많이경우 개화기동안비가온경우 살균제사용을하지않음 개화기에비가오지않은경우 살균제사용 도복 ( 쓰러짐 ) 여부작물이쓰러짐작물이쓰러지지않음 수확조건습기가있을경우수확건조한경우수확

37 맥류곰팡이독소오염중요관리점 전작물재배경작품종선발약제살포수확 작물생육 최상의시나리오이전작물로 옥수수를 심지마라 토양표면위의잔재물을제거해라 감수성품종을심지마라 적절한시기에약제살포 적절한시기에수확해라 작물생육 최악의시나리오이전작물로 옥수수를심을 경우 무경운 감수성품종을심는경우 약제살포를안할경우 수확이늦을경우 작물생육 그림 영국의맥류곰팡이독소오염저감 GAP 지침시나리오 맥류생산환경중우리나라 GAP보리의재배특성을현장조사와설문조사등을통해서파악하였다. 우리나라에서 GAP 보리재배는벼와보리의이모작형태로재배되고있었으며, 파종일은 10월 15일전후, 출수기는 4월 15일전후, 수확기는 6월 15일전후로조사되었다. 그리고, 출수기전후의평균기온은 20 내외였다. 재배농민들은붉은곰팡이병에대해서알고있지못했으며약제방제도하고있지않았다 ( 표. 1-33). 표 보리 GAP 재배특성현황 지역명 경남고성전북부안 전작물종류 경작지형태 주요품종 10/10~ 벼밭흰찰보리 10/15 10/15~ 벼논흰찰보리 10/20 수확파종일출수기기 4/10~ 6/10~ 4/15 6/15 4/15~4/ 6/10일 20 전후 평균기온 강수량 (mm) 붉은곰팡이병발생정도 ( 평년 : 04~ 08) 별발생정도 약제방제횟수 없음무 없음무 우리나라의맥류붉은곰팡이의발생특성은표 와같다. 병원균은 Fusarium graminearum 이

38 주로피해를주는것으로알려져있으며, 종자, 그루터기와토양및작물잔재물등에서월동하여출수기에서유숙기사이에이삭등을통해감염되고, 분생포자가비산하여이삭, 줄기, 뿌리등을이차적으로침해하는것으로알려져있으며, 특히유숙기동안 95% 이상의상대습도가 3~5일동안계속될경우병이증가하는것으로보고되었다 ( 조원대등, 2000). 표 맥류붉은곰팡이병발생특성 요인 특성 병원균 Fusarium graminearum ( 완전세대 : Gibberella Zeae petch) 이주로관여 G. avenacea와 F. nivale 등도병발생에관여하는것으로알려져있음 기주 보리, 밀, 벼, 옥수수, 귀리, 오이, 토마토, 토끼풀등 감염및발생시기 개화기에서유숙기사이이삭을통해감염, 유숙기동안의 95% 이상의상대습도가 3~5일이상계속될때병증가 전염경로 종자, 그루터기, 토양, 작물잔재물등에서월동하여 1차전염분생포자가비산하여이삭, 줄기, 뿌리등을이차적으로침해 초기에보리알이갈변되고, 확대되면보리알의껍질부분이붉은색의 병징 곰팡이가생김. 줄기의경우, 잎집부위가갈변되고, 어린묘에발생할 경우말라죽음. 종자에심하게이병될경우발아불량및부패됨 균사생육 5~32, 최적온도27 자낭포자발아 8~32, 최적온도 24~25 분생포자형성 15~32, 최적온도 24~27 분생포자발아 4~32, 최적온도 25~28 우리나라에서발생하는맥류붉은곰팡이발생환경을특성을파악하여전작물관리, 병해충잡 초방제와수확시기를맥류곰팡이독소오염방지를위한중요제어지점을선정하여최상의 GAP 시나리오를작성하였다 ( 그림 1-18). 중요관리지점 전작물관리재배관리병해충잡초방제수확수확후관리 작물생육단계최상의 GAP시나리오질소과비를전작물로피하고예방방제를맑은날옥수수를배수로를실시한다수확할것심지마라정비할것그림 맥류곰팡이독소위험요인중요제어지점 충분히건조하고수분함량을조정할것

39 또한, 영농현장에서맥류재배단계별로실천할수있는가이드라인을제시하였다 ( 그림 1-19). 맥류독소오염저감가이드라인 재배전 전작물재배관리 - 곡류, 옥수수, 맥류, 감자등붉은곰팡이병의기주를심지말고콩과작물등으로돌려짓기를할것 저항성품종재배 포장관리 경운을실시할것 - 경운을통해서병원균의전염원을깊게묻을것 파종 종자소독을실시할것 - 카보람분제, 지오람수화제등을처리할경우 95% 이상의방제효과가있으므로종자소독을활용할것 재배관리 ( 시비등 ) 질소비료등과비를피할것 - 질소과비를피하고적절한양의비료를살포할것 배수로정비및습해방지 - 배수로를정비하고습해를방지하여뿌리활력을촉진할것 도복방지 - 작물이쓰러지지않도록하며쓰러질경우바로세울것 병해충 잡초방제 예방방제를실시할것 - 전염원이될수있는병 해충 잡초를제거할것 - 단기간내에병이확산되므로출수기에서유숙기사이병발생전에예방방제를실시할것 수확 적절한시기에수확할것 - 비가오거나습도가높을경우수확을피하고, 적절한시기에수확할것 수확후관리 철저히건조할것 - 수확후충분히건조하여보관할것 - 수분함량 : 장기보관 (15% 내외 ), 단기보관 (18% 내외 ) 재배환경관리 작물잔재물관리 - 전염원이될수있는작물잔재물을제거할것 그림 맥류곰팡이독소오염저감을위한 GAP 가이드라인

40 현재우리나라에서, 보리재배지역의경우다음작물로벼 ( 곡류 ) 를심고있으므로, 붉은곰팡이병의대발생의원인을제공할수있어콩과작물등돌려짓기를하는것이필요하다. 붉은곰팡이병원균은보리나밀등곡류수확후토양또는다른식물체나잔재물에존재하고있다가출수기와유숙기사이에비산하여이삭을감염시켜병을일으키기때문에붉은곰팡이병이대발생한경우옥수수와곡류를심지않아야되며, 대체작목선발등다양한작부체계의개발이필요하다. 진광과부흥품종이맥류붉은곰팡이병에저항성을갖는다고알려져있으나, 아직까지재배가활성화되어있지않기때문에전작물잔재물제거와배수관리등재배관리를통해병을예방하는것이중요하다고생각된다. 현재보리붉은곰팡이병에등록된방제약제는캡탄수화제하나로병이발생하기직전에살포하는것이효과가좋다. 이번연구결과, 보리종자에서붉음곰팡이병원균의오염과곰팡이독소가검출되고있으나현재대부분의농가에서종자소독을실시하지않고있으므로, 종자소독을통해이병된종자로부터붉은곰팡이병의전염을예방하는필요하다. 그리고, 강우나이슬등습기있을때는수확을피하고, 수확후충분히건조시켜수분함량을 18% 이하로보관하는것이독소오염을저감하는데효과적이다. 또한, 농업현장에서붉은곰팡이병과곰팡이독소에대한정확한정보가없으므로붉은곰팡이병발병과 Deoxynivalenol(DON), Nivalenol(NIV) 와 Zearalenone (ZEA) 등곰팡이독소에대한정확한정보제공과, 농업현장에대한지속적인홍보와교육이필요하다고생각된다

41 표 맥류독소오염방지를위한가이드라인 요인대책 ( 가이드라인 ) - 경남해안지역, 전남, 북해안지역등습도가높은지역의경우출수기재배지역나개화기에캡탄수화제를살포할경우예방효과가보고됨 - 아직까지저항성이높은품종이없으므로재배적인방법과적기방제저항성품종여부를통해병을회피해야한다. - 기상예보를통해 3일이상강우일수가계속되거나상대습도가 95% 이상이기후조건 3-5일지속될경우사전에약제를살포해라 - 옥수수, 밀등곡류를심지말고콩과작물등으로돌려짓기를하고이전작물및계속짓기를피해라. 잔재물처리 - 작물잔재물을깨끗하게제거해라경운 - 경운을통해서작물잔재물을깊게묻도록한다. - 카보람분제, 지오람수화제를처리할경우 95% 이상의보리붉은곰팡종자소독이병의종자소독효과가있음경작방법 - 배수로를정비하고뿌리활력을촉진하고습해를방지한다. - 단시간내에급격히확산되므로방제시기를놓칠경우약제방제에의한방제효과가낮음 - 출수기에서유숙기사이의병발생전에예방방제가효과적임 1 단계방제 (4. 20일이전 ) 방제방법 경종적대책을통한병발생억제 2 단계방제 : ( 일경 ) 기상조건에따른예방방제및적기방제실시 3 단계방제 : (5. 5일이후 ) 병이계속진전될경우지속적인방제실시비가오거나습도가높을경우수확을피하고수확즉시철저히건조하여수확야한다

42 제 2 절 2010 년도곡류 Fusarium 곰팡이독소안전관리기반기술개발 1. 연구개발의추진전략방법가. Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 (1) 미곡종합처리장 (RPC) 의 Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 ( 가 ) 시료채집 : 2009년산전국지역별 93개 RPC에서저장중인원료곡, 가공단계별미곡시료 ( 현미, 왕겨, 청치미, 싸라기, 색채미, 백미 ) 를각각 1kg 채집하였다. ( 나 ) 전국 RPC의저장 가공단계의 Fusarium균및독소의오염과의영향을파악하기위하여원료곡수매, 건조, 저장, 가공, 부산물처리실태를현장에서현황조사표를작성하였다. ( 다 ) 미곡시료의 Fusarium 오염도조사및지역적오염분포조사채집한시료를각각 100립씩 PDA배지에치상하여 Fusarium균을분리하고오염립율을조사하였고가공단계별 Fusarium균의오염립율을조사하여제2세부과제의 Fusarium곰팡이독소의오염정도와 Fusarium 균오염도를비교분석하여독소오염가능한시료의관리방안을도출하고자하였다. (2) 곡류재배중 Fusarium 병원균발생실태조사곡류 ( 쌀, 보리, 옥수수 ) 재배단계중감염최성기에지역별발병수율및수확곡류의오염율을다음과같이조사하였다. ( 가 ) 조사지역벼, 보리는전국시도별주요재배지역, 옥수수는강원및충북등옥수수주산단지를중심으로하였다. ( 나 ) 조사방법벼, 보리, 옥수수재배포장감염최성기이병수율및이병립율을조사하기위하여출수이후등숙기벼, 농가수확알곡맥류, 농가수확알곡옥수수를대상으로포장에서이삭마름증상을보이는이병이삭의비율을조사하고알곡 100립을배지에치상하여 Fusarium균오염립수를조사하여이병립율조사하였다. ( 다 ) 곡류시료채집을위해벼는지역별 3개포장, 포장당 20 주를임의채취하고맥류, 옥수수는주산시군재배농가의수확알곡 1kg를임의채취하였다. (3) 진균독소생성균시료채취분리방법 Fusarium 병원균분리를위해채취한감염시료를 NaClO 1% 에 2분, 멸균수에 1분간표면살균처리한후 PDA( 감자한천배지 ) 또는 Fusaium 선택배지 (MGA배지, PPA배지 ) 에치상하고 5~7일후균총형태및색소형성종류별균사분리하여 CLA( 카네이션한천배지 ) 에접종하여포자형성을유도하였다. CLA접종후 7~14일후형성된포자를현미경으로관찰하여 Fusarium 균여부동정및해부현미경상에서단포자분리후 PDA에접종하여배양적특성조사및균주보존을하였다. (4) 분자생물학적방법에의한병원균동정프라이머이용 Fusarium graminearum direct PCR은단포자분리한균주의 Fusarium graminearum 여부를동정하여지역별발생분포및우점종여부를확인하고분리균을 CM배지에 5일간배양하여균체의 DNA를추출한후추출한 DNA를 Fg 16 프라이머로 direct PCR하여

43 특이밴드를확인하였다. 표2-1. Fusarium graminearum의프라이머 NAME Fusarium graminerum (Fg16) Size TM GC% Fg16 F CTC CGG ATA TGT TGC GTC AA 20mer Fg16 R GGT AGG TAT CCG ACA TGG CAA 21mer 나. Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석 (1) 분석방법확립 ( 가 ) DON, NIV, ZEA 분석법분석방법은 2009년도와같다. ( 나 ) 푸모니신분석방법독소분석을위한전처리방법은다음과같다. 시료조제 ( 입자크기 : 600 μm ) 50 ml코니컬튜브시료칭량 (5g) +0.1% formic acid 가첨가된물 15 ml +ACN 20 ml Vortexing (3 분 ) NaCl 1g, MgSO4 4g 을넣고 Vortexing (1 분 ) 원심분리 (4 10 분간 3600 rpm) ACN 층에서 2ml 를취해 test tube 에넣고농축 재용해 (ACN:DW=5:5 혼합용액 1 ml ) 0.2 um 실린지필터로 filtering 한후분석을실시 그림 2-1. Fumonisin 전처리방법

44 HPLC-MS 분석기기조건은다음과같았다. 표 2-2. 푸모니신기기조건 1) HPLC & MS Agilent ) column sepax HP C18(2) 3um 2.1*150 3) column temp 40 4) 이동상용매 : 0.5% formic acid가첨가된 ACN, 0.5% formic acid가첨가된 DW 5) 이동상조건 : 0 분 25% ACN 10분 30% ACN gradient 30분 35% ACN gradient 31분 100% ACN gradient 38분까지유지 39분 25% ACN gradient 45분까지유지 6) Flow rate 0.3 ml/min, 총분석시간 45분 7) injection vol. 5 ul 8)MS 조건 Ion Source : ESI Ion mode : Positive Capillary Voltage : 4000 V Nebulizer : 30 psig Drying gas flow : 10 l/min Drying gas temp : 350 SIM ions: at 0 min, 334.4, 352.4, 370.4, at 16 min, 336.4, 354.4, Step size: 0.1 Peak width: 0.15 min Time filter: On Fragmentor: Variable 230 V (334.5, 352.4, 370.4) 100 V (706.5, 722.5) (2) 시료수집전국미곡종합처리장 (RPC) 의가공단계별미곡시료 8종 ( 벼, 현미, 왕겨, 청치미, 싸라기, 미강, 색채미, 백미 ) 을수집하였고, 맥류 ( 보리, 밀 ) 는전국맥류주요재배지역에서수집한시료및도정단계별시료를대상으로하였다. 옥수수는주재배지역 ( 강원, 충북 ) 에서수집한종자용시료를주대상으로하였다. (3) 맥류독소오염조사결과분석맥류독소발생현황을분석하였다. 먼저맥종별로분석하였고, 습도, 일조, 강수량및온도별로분석하였다. 기상자료는농업기상정보서비스 ( /inquiry.jsp ) 를활용하였다

45 2. 연구내용및결과가. Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 (1). RPC 미곡의 Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 ( 가 ) 미곡종합처리장 (RPC) 의미곡시료수집쌀및부산물은시료는 2~3월에전국미곡종합처리장에서그림1과같이공정에따라벼, 왕겨, 현미, 청치미, 싸래기, 미강, 색채미, 백미 (8종) 을 1kg씩수집하였다. 그림 2-2. 벼도정과정에따른쌀및부산물모식도 표 2-3. 쌀및쌀부산물시료수집내역 RPC 계 벼 왕겨 현미 청치미 싸래기 미강 색채미 백미 계 경기 강원 충북 충남 전북 전남 경북 경남 ( 나 ) RPC 미곡가공부산물처리현황조사결과 1 원료곡확보방법대부분물벼산물로구매하고, 건조벼만구매하는 RPC는없다. 일부농가 ( 친환경재배농가 ) 에서건조벼를수매할경우 15.5 ~ 16% 로건조하여수매하였다. 산물벼의수분함량측정과관련하여판매농업인과구매 RPC 간에분쟁이발생할수있으므로표준화된수분측정기도입이필요하다. 2 RPC 건조, 저장시설및미곡관리현황대부분순환식건조시설을보유하고대용량건조에적합한연속식건조기를보유하고있는

46 RPC는 96개 RPC 중 13개소에불과하다. 또한대부분싸일로에저장하고있으나재고미누적으로인해평창고에도저장하고있었다. 농협RPC의경우 2009년산수매벼는저장시설부족으로대부분야적하고있었다. 농협RPC의경우저온저장시설을갖추고있으나비용과다와적자운영으로가동을하지않고상온저장하고있었다. 저장시수분함량은조사대상 RPC 대부분이 15~16% 미만으로저장하고있었다. 3 부산물처리대부분사료용으로처리하고있었으며, 일부 RPC에서는식품업체에, 퇴비등농자재제조업체에, 미강의경우화장품, 식용유원료로판매처리하고있었다. 용도 이용사례 사료용양계, 한우, 개사료원료 ( 농가, 사료업체 ) 식품업체 농자재업체 떡방아간, 막걸리, 엿공장, 제분공장, 식혜, 식용유원료로이용 미생물비료, 퇴비, 팽윤왕겨의원료로이용 기타화장품, 낚시떡밥원료, 수거업체용도불분명, 소비자일반판매 ( 다 ) RPC 미곡시료의 Fusarium 균오염정도조사 1 미곡종합처리장가공단계시료별 Fusarium 균오염정도총곰팡이오염율은차아염소산나트륨 (NaClO 4 ) 으로표면살균하여미곡시료표면에존재하는곰팡이를제거한후시료내부에오염되어있는총곰팡이오염율은원료벼가 61.1% 로가장높았다. 다음으로왕겨, 현미, 청치미, 색채미, 백미, 싸라기순으로총곰팡이오염율을보였다. Fusarium 균오염율은총곰팡이오염율에서와같이원료벼에서 Fusariun균오염율이 4.8% 로가장높았으며, 다음으로부산물인왕겨, 청치미, 색채미의오염율이식용인현미, 백미보다높았다. 원료벼의총곰팡이오염율과 Fusarium 균오염율은재배년도의포장의기상상황과저장과정의온도, 습도등에의해영향을받는것으로알려져있다. 본시료는 RPC에저장중인 2009년산미곡시료로 2009년 1년차연구결과 Fusarium균의포장발생율이 7.4% 임을감안할때저장중에균밀도가감소하였음을알수있었다. 표 2-4. RPC 미곡시료종류별 Fusarium 균오염도 구분 원료벼 현미 백미 청치미 싸래기 색채미 왕겨 총곰팡이오염율 (%) Fusarium균오염율 (%)

47 그림 2-3. RPC 가공단계별미곡시료의곰팡이오염정도 2 미곡시료의지역별 Fusarium 균오염정도 - 오염정도가상대적으로높았던미곡가공부산물 ( 왕겨, 청치미, 색채미 ) 의오염정도를지역별로분석한결과, 남부지방 ( 전남북, 경남북 ) 의오염율이중부지방 ( 경기도, 강원도, 충남북 ) 에비해월등히높았다. - 저장곰팡이인아스퍼질러스균과페니실륨균의오염도를조사한결과중부지방 RPC 미곡시료는남부지방보다오염정도가높았으며, 특히아스퍼질러스의오염율이높았다. - 따라서 2009년도남부지방 RPC에서생산된미곡시료에는 Fusarium 균이우점하고있으며, 중부지방에는아스퍼질러스및페니실린균이우점하고있음을알수있었다. 그림 2-4. 지역별 Fusarium 균오염정도 (2) 생육기벼의 Fusarium 균오염실태 ( 가 ) 벼생육기 Fusarium 균감염시기의기상상황 Fusarium 균은벼의출수기, 개화기, 등숙기에강우또는다습환경에서포자가발아하여바람에의해벼화기에감염하여수확기에이삭에마름증상을일으켜 20~30% 의수량감소를초래하며, 수확후저장중에청치미, 색채미등변색을일으켜미곡의품질을저하시키는것으로보고되어있다

48 그림 2-5. 벼생육단계와 Fusarium 균감염시기및피해증상 표 년전국벼재배지역출수, 개화, 등숙기 (8 월, 9 월 ) 의기상상황분석 8 월주요기상특징 ( 평년대비 ) 9 월주요기상특징 ( 평년대비 ) 높은기온 : 평년대비 1.8 많은강수량 : 평년대비 109.5mm 많은강우일수 : 평년대비 6.1일 남부지방, 강원영서지방집중호우 높은기온 : 평년대비 1.7 많은강수량 : 평년대비 111.1mm 전국적집중호우 : 태풍곤파스, 정체전선등영향 (8 월강수량 ) (9 월강수량 ) 그림 월, 9 월의기온및전국강수량 ( 나 ) 수확전벼재배포장이삭시료수집 2010년벼재배기간중 Fusarium 균에의한벼이삭마름병발생을조사하기위해수확전등숙기인 9~10월에전국벼재배포장 (54개시군, 127개포장 ) 에서이삭마름병이병수율을조사하고정확한 Fusarium 균이병율을조사하기위해이삭시료를임의로채취하였다

49 표 2-6. 생육기벼이삭시료채집내역 지역 시군수 조사포장수 시료채취시군 강원 7 12 강릉, 삼척, 영월, 원주, 인제, 정선, 홍천 경기 4 12 안성, 여주, 평택, 화성 충북 6 15 괴산, 보은, 옥천, 음성, 제천, 충주 충남 공주, 논산, 당진, 보령, 부여, 서산, 서천, 아산, 태안, 홍성 전북 6 9 고창, 무주, 군산, 김제, 부안, 익산 전남 8 10 강진, 곡성, 무안, 보성, 순천, 영암, 함평, 해남 경북 7 7 구미, 군위, 김천, 문경, 상주, 영천, 포항 경남 6 10 밀양, 산청, 진주, 창원, 하동, 함안 계 ( 다 ) 벼재배포장의이삭시료의 Fusarium 오염율조사전국벼재배지역의평균이병수율은 67.3% 이었으나채집시료로부터 Fusarium 균을분리하여조사한결과이병립율은 47.3% 로외관상발병정도인이병수율에비해낮았다. 이러한차이는 Fusarium 이외에도벼이삭마름증상에관여하는병원균은깨씨무늬병균과도열병균에의한차이일것으로추측된다. 그림 2-7. 지역별이병수율및이병립율 벼이삭에오염된 Fusarium 균의이병립율을 2009년도와비교하여보면 2009년의이병립율은 7.4% 이었으나올해에는 47.3% 로발생정도가급격히높아짐을알수있었다. 이러한원인을살펴보면앞서 Fusarium 균감염시기인 8, 9월의기상환경이작년에비해온도와강수량, 강우일수가월등히많아병발생에매우좋은환경이었기때문으로판단되었다

50 그림 2-8. 지역별, 년도별이병립율비교 ( 라 ) 벼생육형과재배환경및재배양식별발병정도에미치는영향벼생육형과재배환경및재배양식별 Fusarium균감염에미치는영향을분석한결과, 벼생육형별이병정도는조생종, 중생종, 중만생종순으로이병립율이높았다. 도복벼가도복되지않은벼에비해이병정도가높았으며, 비료를과다시용한포장이표준시비포장에비해이병정도가높았다. 또한태풍피해를입은충남태안지방의경우집중호우로침수된포장이침수되지않은포장에비해이병정도가높았다. 조사포장의배수관리상태와이병정도를분석한결과배수가불량한논은양호한논에비해이병립율이높았다. Fusarium 균에의한벼이삭마름병을예방하기위한재배환경및재배양식을고려하여재배함을알수있었다. 따라서발병환경에대한요인을영농현장지도자료로활용할계획이다. 그림 2-9. 벼생육형, 재배환경및도복이발병정도에미치는영향

51 ( 마 ) 지역별 Fusarium 균의배양특성별분포벼이삭마름병을일으키는 Fusarium 균의 species는크게키다리병을일으키는병원균과맥류붉은곰팡이병을일으키는 F. graminearum이관여하며. 이두종류는아래표에서와같이배양특성으로구별할수있다. 이삭마름증상에서분리한 Fusarium균을기중균사와색소형성종류별로분석하여보면강원, 경기, 충북, 충남의중부지방과전북지방은붉은곰팡이병원균이우점하였고, 경남북, 전남의남부지방은키다리병원균이우점하였다. 이것은올해감염시기인 8월과 9월의남부지방과중부지방의기상환경이서로달라우점균의다르다고생각할수있다. 중부지방의 8, 9월기상은강우량과강우일수가남부지방에비해상대적으로많았으며, 도복또는침수로인한생육환경이불량하였다. 맥류의경우는강수량이많은남부지방이붉은곰팡이병의이병율이중부지방에비해높은것이일반적이다. 그러나정확한결론을위해서는추후연구가필요하다고판단된다. 표 2-7. 이삭마름병을일으키는 Fusarium 의배양특성 배양특성 ( 기중균사와색소형성 ) Fusarium 균비고 red F. graminearum 붉은곰팡이병원균 white, orange, pink, violet F. fujikuroi complex, F. proliferatum, F. nygamai 등 키다리병원균 표 2-8. 지역별 Fusarium 균의배양특성별분포 Red White Orange Pink Violet 강원 경기 충북 충남 전북 전남 경북 경남 계 ( 평균 )

52 Red Color White Color Orange Color Pink Color Violet Color 그림 Fusarium 속균의배지별배양적특성 (3) 맥류의 Fusarium 균오염실태 ( 가 ) 맥류생육기의기상특성및생육특성 2010년맥류의 Fusarium균감염시기 ( 출수 개화기, 등숙기 ) 인 4~6월상순의기상은평년에비해낮은기온이지속됨에따라 4월말에서 5월초순인맥류의개화시기가 10~15일지연되어 2010년맥류개화시기는 5월중순이었으며, 이때부터 4~6일간강우가지속되었다. 또한개화기이후인 5월중순부터 6월상순까지평년대비높은기온과많은강수량으로맥류붉은곰팡이병발생에좋은기상조건이었다. 그림 맥류생육기기상 ( 나 ) 맥류시료수집 맥류는 6 월중순이후보리수확후전국주산지역재배농가로부터쌀보리, 겉보리, 맥주보리, 청보리, 밀 (5 종 ) 을 1kg 씩수집하였다

53 표 2-9. 맥류수집내역계 보리쌀보리겉보리맥주보리청보리 밀 계 경기 충북 충남 전북 전남 경북 경남 ( 다 ) 맥류붉은곰팡이병의시기별지역별발생상황생육기인 5월에서수확전인 6월상순까지의전국맥류재배포장의붉은곰팡이병발생정도는먼저개화전시기인 5월초순에는이병수율이 0.3% 이었으나, 강우가지속된개화기인 5월중순에는 4.36%, 수확전등숙기인 5월말 6월초순에는 73.0% 로급격하게증가하였다. 한편재배포장에서채집한이삭으로부터 Fusarium 균의오염율을조사결과 5월초순과 5월중순에는 28.3%, 25.1% 이었으나등숙기인 5월말 6월초순에는 45.9% 로급격하게증가하였음. 이러한결과는 Fusarium 균을개화전, 개화기, 개화후로나누어균을접종하였을때개화전보다는개화후, 개화기, 개화후가발병율이높았던 1년차연구결과와일치하였다. 표 전국맥류재배포장의생육시기별발병정도 생육시기 개화전 (5월초) 개화기 (5월중순) 수확전등숙기 (5월말 ~6월초 ) 이병립율 (%) 이병수율 (%) ( 라 ) 맥류수확후농가시료의 Fusarium 균오염율 6월중순이후맥류재배농가로부터수집한맥류수확알곡으로부터 Fusarium 균의오염율을조사하였다. 맥종별이병립율은사료용인청보리의이병립율이 32.6% 로가장높았고, 밀 30.4%, 맥주보리 19.4%, 쌀보리 18.7%, 겉보리 17.1% 순이었다. 특히밀의 Fusarium 균오염율이높은것은보리에비해생육시기 7일 ~ 10일정도늦은데다가개화기인 5월중하순이후높은기온과강우가지속되었기때문에발병이심했던것으로판단된다. 2010년산맥류의전국평균오염율은 22.7% 로 2009년전국평균오염율에비해 10% 이상높았다. 지역별오염율은전남지방의맥류가 35.6% 로가장높았고나머지지역은평균오염율보다낮았다

54 표 맥류주산지역별 Fusarium 균이병립율 도별 보리겉보리쌀보리맥주보리청보리 밀 평균 경기 37% 9 ~ 22% - 16% % 충북 0 ~ ~ 충남 1 ~ 23 6 ~ 67-0 ~ 전북 - 2 ~ ~ 54 1 ~ 전남 - 0 ~ ~ ~ 82 7 ~ 경북 2 ~ 27 1 ~ 경남 5 ~ 63 1 ~ 26 8 ~ 30-1 ~ 평균 % ( 마 ) Fusarium 균분리균주의우점균계분석맥류시료로부터총 1785개의 Fusarium 균주를분리하여 Fusarium graminearum을특이적으로동정할수있는특이프라이머 Fg16F와 Fg16R를사용하여 direct PCR을수행한결과분리균주의 69.7% 인 1,244균주가이었다 ( 표 1-18 참조 ). 한편 F. graminearum 균으로확인된 1,373균주를대상으로독소생성유전자 type을확인하여독소생성능을확인하기위해 Tri7, Tri13 유전자를특이적으로증폭하는프라이머를사용하여 PCR한결과 90.4% 인 1,241균주가니발레놀생성유전자를소유하고있었고, 9.6% 인 132균주는데옥시니발레놀생성유전자를소유하고있었다. 따라서, 우리나라 2010년맥류에붉은곰팡이병을일으키는 Fusarium 균의우점종은 F. graminearum이었고, 이들균주는대부부이니발레놀 (NIV) 생성유전자를소유하고있음을알수있었다. 이것은제2세부과제에서수행한맥류에우점하는자연발생독소의종류, 오염빈도와오염수준결과와일치하였다. 표 맥류에서분리한 Fusarium 균의우점종및독소생성유전자형 지역 조사균수 F. graminearum F. g 의독소형균수 % 조사균수 NIV type DON type 경기도 충청북도 충청남도 전라북도 전라남도 경상북도 경상남도 ,373 1,241 계 1,785 1, (100%) (90.4%) 132 (9.6%)

55 (4) 옥수수의 Fusarium균오염실태 ( 가 ) 옥수수재배기간중주요기상특징옥수수는벼의재배시기와유사하여출수기 ~ 등숙기인 8월및 9월의기상특징은앞에서언급한바와같이평년에비해높은온도와강수량, 강우일수가지속되었다. 특히주산지인강원도의경우 8월동안의강우일수는 25 ~27일이었다. 이러한기상은옥수수에 Fusarium 균이발생하기매우좋은환경이었다. ( 나 ) 옥수수시료수집 옥수수는 10 월에옥수수주산지인강원도, 충북및경기, 충남, 전남북의농가에서종자용옥 수수수집하였다. 표 옥수수품종별수집내역 계 미백2 대학찰 미흑찰 찰옥4호 광평옥 기타 계 경기 2 2 강원 충북 충남 1 1 전북 1 1 전남 ( 다 ) 지역별 Fusarium 균오염율및배양특성별우점균조사옥수수재배농가로부터수집한옥수수알곡의 Fusarium 균오염율은 49.3% 로써 2009년오염율 16.9% 에비해월등히높았다. 지역별오염정도는주산지인강원, 충북에비해충남, 전남이많았다. 수집한시료의대부분은종자보급용으로외관상건전한알곡이었으나오염율은상대적으로높았다. 이러한결과는옥수수이삭은알곡끼리빽빽하게붙어있고이삭중일부에병원균이오염되면신속하게알곡으로이병되는특징때문이다. 재배농가의가장큰애로사항은이삭을가해하는조명나방의피해를경감하는것이었다. 조명나방가해부위에 Fusarium 균의침입이용이하므로농가에서피해립을선별하여제거하였지만외관상건전알곡의대부분은 Fusarium 균에오염되어있었다. 옥수수알곡에서분리한 Fusarium 균의배양특성을조사한결과아래 < 표 > 에서보는바와같이자주색또는분홍색기중균사와색소를생산하는 F. verticiliodes, P. proliferatum 균이우점을이루었다

56 표 년도별지역별 Fusarium 균의오염율 지역별 2009년 2010년 강원 16.5 % 50.8 % 경기 12.0 충북 충남 75.0 전북 41.0 전남 60.2 계 ( 평균 ) 표 타입별지역별 Fusarium 균의오염율 Red Violet Pink Yellow White 계 강원 경기 충북 충남 전북 전남 계 ( 평균 ) 나. Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생용인분석 (1) 미곡및부산물

57 표 년산쌀과부산물중푸사리움곰팡이독소자연발생 a Rice or by-product Mycotoxin detected Positive samples, no. (%) Mean level (range) of mycotoxins in positive samples (µg g -1 ) a Unpolished rice DON 0 0 NIV 0 0 (n = 43) ZEA 14 (33) 0.08 ( ) Husk DON 0 0 NIV 0 0 (n = 35) ZEA 17 (49) 0.17 ( ) Brown rice DON 0 0 NIV 0 0 (n = 41) ZEA 0 0 Blue-tinged rice DON 0 0 NIV 0 0 (n = 41) ZEA 34 (83) 0.30 ( ) Bran DON 0 0 NIV 0 0 (n = 38) ZEA 18 (47) 0.06 ( ) Broken rice DON 0 0 NIV 6 (15) 0.05 ( ) (n = 40) ZEA 0 0 Disolored rice DON 3 (7) 0.21 ( ) NIV 4 (10) 0.26 ( ) (n = 41) ZEA 9 (22) 0.11 ( ) Polished rice DON 0 0 NIV 0 0 (n = 43) ZEA 0 0 Trichothecenes (DON and NIV) and ZEA were quantified with UV and fluorescence detectors, respectively

58 (2) 맥류 표 년산농가보유맥류중 Fusarium 곰팡이독소자연발생상황 Mean level (range) Barleys and wheat Mycotoxin detected Positive samples, no. (%) of mycotoxins in positive samples (ng g -1 ) a Hulled barley (n = 16) Naked barley (n = 46) Malting barley (n = 11) Whole-crop barley (n = 12) barley (n = 85) Wheat (n = 41) DON 4 (25) 2.73 ( ) NIV 13 (81) 1.17 ( ) ZEA 2 (13) 0.06 ( ) DON 8 (17) 1.15 ( ) NIV 36 (78) 1.82 ( ) ZEA 6 (13) 0.60 ( ) DON 1 (9) 2.41 (2.41) NIV 10 (91) 2.21 ( ) ZEA 0 0 DON 0 0 NIV 11 (92) 3.46 ( ) ZEA 4 (33) 0.04 ( ) DON 13 (15) 1.73 ( ) NIV 70 (82) 2.01 ( ) ZEA 12 (14) 0.32 ( ) DON 30 (73) 0.52 ( ) NIV 37 (90) 1.61 ( ) ZEA 7 (17) 0.05 ( ) a Trichothecenes (DON and NIV) and ZEA were quantified with UV and fluorescence detectors, respectively. ( 가 ) 지역별오염현황 DON은총 126시료중 43시료오염 (34%), 오염수준은 0.2~8.13 mg/kg 이었고, NIV는총 126시료중 107시료오염 (84.9%), 오염수준은 0.11~9.74 mg/kg이었음. ZEA은총 126시료중 19시료오염 (15%), 오염수준은 11-3,212 ug/kg이었음

59 표 년산맥류지역별오염상황 DON NIV ZEA 도별 오염빈도 (%) 오염수준 (mg/kg) 오염빈도 (%) 오염수준 (mg/kg) 오염빈도 (%) 오염수준 (ug/kg) 계 43/126(34) /126(85) /126(15) 경기 3/6(50) /6(83) /6(17) 23 강원 충북 3/7(43) /7(57) /7(14) 71 충남 0/11(0) ND 8/11(73) /11(27) 전북 5/29(17) /29(93) /29(17) 전남 17/41(42) /41(100) /41(17) 경북 1/8(13) 0.2 3/8(39) /8(0) 0 경남 14/24(58) /24(79) /24(8) ( 나 ) 맥종별오염현황 표 맥류맥종별오염현황 맥종 시료수 오염율 ( % ) 기준초과시료수 (%) DON NIV 중복오염 DON NIV* 계 % 46.8% 밀 보리 겉보리 쌀보리 맥주보리 청보리 * 허용기준 - DON : 곡류 1mg/kg, 옥수수 2 mg/kg, 시리얼류 0.5 mg/kg - NIV : 국내외기준미설정, DON 기준적용 (NIV 의독성은 DON 보다강하거나비슷 ) - ZEA( 제랄레논 ) : 곡류및그단순가공품 200 ug/kg, 과자 50 ug/kg ( 다 ) 맥류재배양식에따른 Fusarium 병원균및곰팡이독소오염율분석맥류논재배가밭재배에비해독소생성 Fusarium 균과곰팡이독소 (DON+NIV) 오염율이높았다. 즉 Fusarium 균오염율 (%) 은논재배에서 23.5%, 밭재배에서 19.1% 였고, 곰팡이독소 (DON+NIV) 오염율 (%) 은논재배에서 89.2%, 밭재배에서 73% 였다

60 그림 논재배와밭재배에서의 Fusarium 균오염율과독소오염율 논에서재배한맥류는배수상태가밭에비해불량하여습해를받기쉬우며이에따른생육이불량해지고, 붉은곰팡이가침입하기좋은환경을제공하게되기때문이다. 또한붉은곰팡이병발생이많아짐에따라이들곰팡이가생산하는곰팡이독소의오염빈도와정도도높아짐을구명하였다. ( 라 ) 맥류도정에따른곰팡이독소 (DON+NIV) 의오염수준변화구명농가에서수확한맥류는도정과정을거쳐식용으로이용되므로곰팡이독소에오염된원료곡의맥종별독소오염수준의변화를구명하였다. 먼저원료곡의종류에따라도정산물은다음과같다. 원료곡종류 겉보리 쌀보리 도정후산물 왕겨, 맥강, 보리쌀 맥강, 보리쌀 겉보리의도정수율정도별독소총량변화를보면식용인보리쌀은기준이하로안전, 부산물 인왕겨는 9.53 ~ 27.3ppm 으로기준량이상으로독소농가훨씬높아졌다

61 표 겉보리의오염수준변화 시료 번호 도정 수율 DON NIV DON+NIV 원곡왕겨맥강보리쌀원곡왕겨맥강보리쌀원곡왕겨맥강보리쌀 42-a ND ND 번 ND ND ND ND 7-a ND b ND ND b ND ND ND ND 쌀보리의도정수율정도별독소총량변화는식용인보리쌀은도정수율이낮을수록기준이 하로낮아졌으나, 독소오염정도가높은경우기준치이상이었다. 부산물인맥강은 3.06~18.99ppm 으로원료곡의독소농도에비해훨씬높아졌다. 표 쌀보리의오염수준변화 시료 번호 도정 수율 DON NIV DON+NIV 원료곡맥강보리쌀원료곡맥강보리쌀원료곡맥강보리쌀 62-a a ND ND a 72 0 ND ND b ND b ND ND b 63 0 ND ND 밀의오염수준변화를보면, 식용인밀가루는원료곡에비해독소농도가감소하였고, 부산물 인밀기울은원료곡에비해독소농가증가하였으나, 보리쌀에비해낮아진정도가상대적으로 증감정도는적었다. 표 밀의오염수준변화 시료번호 도정수율 DON NIV DON+NIV 원료곡밀기울밀가루원료곡밀기울밀가루원료곡밀기울밀가루

62 ( 마 ) 맥류 Fusarium 균발생정도와독소오염정도와의관계분석맥류수확물의 Fusarium 균발생정도는매년재배기간의기상환경에따라병발생정도가크게영향을받는다. 2010년의맥류재배기간의기상환경은 2009년의기상환경에비해고온과강우량및강우일수가많아붉은곰팡이병의발생이많았다. 2010년수확한맥류의 Fusarium 균이병립율또한 2009년에비해높았다. 한편특별한경우를제외하면맥류의 Fusarium 균오염정도 ( 이병립율 ) 가높으면 Fusarium 균이생산하는곰팡이독소의오염정도가높은것이일반적이다. 그러나곰팡이독소오염정도가높다고해서반드시이들독소생성곰팡이의오염정도가반드시높은것은아니다. 이것은맥류에곰팡이가오염되어독소를생산하고곰팡이자신은사멸하고독소는화학적으로안정하여곡류에오염되어남아있을경우가존재하기때문이다. 곰팡이독소오염정도는화학적분석을통하여확인할수있으나오염정도가기준을초과하였을경우에는폐기하는것이유일한안전관리방법이다. 따라서곡류에독소생성곰팡이의오염정도와이들곰팡이가분비한독소의오염수준과의상관관계를구명한다면곰팡이독소오염가능성을사전에판단하여예방조치가가능하다. 따라서매년 Fusarium 균오염정도와곰팡이독소오염수준을조사하여곰팡이오염도와독소오염수준과의상관관계를분석하여향후맥류 Fusarium 균오염정도를이용하여곰팡이독소오염수준을예측할수있을것이다. (3) 옥수수

63 표 년산옥수수중 Fusarium 곰팡이독소자연발생상황 Healthy corn (for seed) (n = 11) Unhealthy corn (n = 39) Mean level (range) of Mycotoxin Positive samples, mycotoxins in positive detected no. (%) samples(ug g -1 ) NIV 1 (9) 1.62 DON 4 (36) 0.46 ( ) FX A 2 (18) 0.65 ( ) 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 8 (73) 0.15( ) FUM B1+B2 7(64) 1.93( ) NIV 7 (18) 4.71 ( ) DON 16 (40) 2.11 ( ) FX 3 (8) 0.33 ( ) 15A 15 (38) 0.62 ( ) 3A 8 (20) 0.26 ( ) DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 14 (36) 0.53 ( ) FUM B1+B2 29(73) 70.22( ) (4) 독소오염조사결과분석 ( 가 ) 독소별오염정도독소별오염정도를보면 NIV가거의모든맥종에대해오염비율이나오염정도가가장높았다. 이는 NIV 타잎의균이 DON 타잎의균보다많은결과와일치하는것이다. 그림 맥종별독소오염 ( 나 ) 습도별독소오염 보리의 DON 을제외하고, 보리의 NIV 나밀의 DON, NIV 의경우습도에따른상관관계를볼 수있다

64 그림 습도별독소오염 ( 다 ) 일조시간별독소오염 대체적으로맥종에관계없이일조시간과는역상관관계가있다. 그림 일조시간별독소오염 ( 라 ) 강수량별독소오염 강수량에는그다지상관관계를보이지않았다. 그림 강수량별독소오염

65 ( 마 ) 온도별독소오염 온도는어느정도이상이어야독소에오염되는것으로보여진다. 그림 온도별독소오염

66 제 3 절 2011 년도곡류 Fusarium 곰팡이독소안전관리기반기술개발 1. 연구방법가. Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 RPC( 미곡종합처리장 ) 미곡및부산물, 맥류 ( 보리, 밀 ), 벼, 옥수수를대상으로알곡시료를 PDA배지에치상하여전체곰팡이및 Fusarium균오염율을조사하였다. 나. Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생용인분석전국미곡종합처리장 (RPC) 의가공단계별미곡시료 8종 ( 벼, 현미, 왕겨, 청치미, 싸라기, 미강, 색채미, 백미 ) 을수집하였고, 맥류 ( 보리, 밀 ) 는전국맥류주요재배지역에서수집한시료를대상으로하였다. 옥수수는주재배지역 ( 강원, 충북 ) 에서수집한시료를대상으로하였다. 분석방법은 Quetchers 법을활용한 HPLC/MS법으로분석하고단성분분석법으로 confirm하였다. 2. 연구결과가. Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 (1) RPC 미곡 Fusarium 곰팡이오염분포조사 2010년수확한 RPC 미곡및부산물을 2011년에종류별로전국 78개 RPC에서수집하여곰팡이오염율을조사한결과원곡인벼의오염율이가장높았고왕겨, 현미, 청치미, 색채미, 싸래기, 백미의순으로낮아짐 ( 표 3-1) 표 3-1. RPC 미곡시료의종류별곰팡이및 Fusarium 균오염율비교 오염율 (%) 벼왕겨현미청치미싸래기색채미백미 2011 년 2010 년 전체곰팡이 Fusarium sp 전체곰팡이 Fusarium sp Fusarium 오염율은전체곰팡이와유사하나현미의오염율이청치미, 색채미에이어높았으 며이결과는 2009 년같은종류의시료의결과와유사하다 ( 그림 3-1)

67 벼왕겨현미청치미싸래기색채미백미 곰팡이오염율 (%) Fusarium 오염율 (%) 그림 3-1. RPC 미곡시료 (2010 년수확 ) 의곰팡이및 Fusarium 균오염율 RPC 시료의오염율은전년보다크게높아졌는데이는 2009년보다 2010년에붉은곰팡이병의이병율이현저하게높아졌음을반영하는결과로동일한 RPC 저장환경에서는원료벼의청결도가부산물의곰팡이오염율에도영향을미침 RPC 미곡및부산물시료에존재하는 Fusarium spp. 를분리하여동정하고트라이코쎄신독소화학형을조사한결과미곡에가장많이분포하는종류는벼키다리병균인 Gibberella fujikuroi 와붉은곰팡이병균인 Fusarium asiaticum으로전체분리균주 591점중각각 33% 에해당하였음 ( 표 3-2) 그다음으로높은빈도를나타낸것은 Fusarium pallidoroseum으로붉은곰팡이병균에속하는이종이벼에서 18% 의빈도로검출된것은처음보고되었다. 표 3-2. RPC 미곡시료에존재하는 Fusarium spp. Fungi DON NIV Unknown Sub-total Total Fusarium graminearum Fusarium asiaticum Fusarium pallidoroseum Fusarium proliferatum (Gibberella fujikuroi) Other Fusarium spp.* Total 591 이외검출된종으로는 Fusarium concentricum, F. andiyazi, F. commune, F. incarnatum, F. armeniacum, F. negundis, F. globosum, F. kyushuenis, F. oxysporum이있다. 붉은곰팡이병균의독소화학형비율은 NIV형이약 92.5% 로미곡및부산물의우점곰팡이는생육기, 수확기의벼의우점곰팡이와동일함을확인하였다. (2) 생육기벼 Fusarium 곰팡이오염분포조사 2011 년생육기에는강우량이많았고전국적으로붉은곰팡이병유사병징이관찰되었으나 Phoma spp. 에의한증상으로확인되었다.( 그림 3-2)

68 그림 3-2. Phoma spp. 에의한벼의붉은곰팡이병유사증상 벼의주요생육기인 8 월에는강우가많았던반면등숙기인 9 월에는맑은날씨가유지되었다 ( 그림 3-3, 3-4) 그림 월의기상조건 그림 월의기상조건 2011 년벼수확기시료의이병수율은평균 69% 로 2010 년생육기시료의 67% 와유사하였으나 이병립율은평균 17% 로 2010 년의 47% 보다훨씬낮았다 ( 표 3-3) Fusarium 균오염율은전국의평균이 16% 로수확기보리와유사하였다

69 표 3-3. 벼수확기시료의종류별곰팡이및 Fusarium 균오염율 지역시료수이병수율이병립율곰팡이오염율 Fusarium 오염율 경기 강원 충남 충북 전남 전북 경남 경북 계 139 평균 (3) 맥류 Fusarium 곰팡이오염분포조사맥류 ( 밀, 보리 ) 는생육기와수확기로나누어각각의곰팡이및 Fusarium 오염율을위와같이조사하였다. 생육기시료는 5월중순 (16-26일) 에채집하였으며남부지역의오염이다른지역보다높았고보리의오염율이밀보다높았다 ( 경남제외, 표 3-4). 표 3-4. 맥류생육기시료의종류별곰팡이및 Fusarium 균오염율 지역 Fungal infection (%) 보리 Fusarium (%) 밀 Fungal infection (%) Fusarium (%) 경기 ns ns 9 강원 ns ns 7 시료수 충북 충남 ns ns 21 전북 전남 경북 ns ns 7 경남 제주 평균 *ns: no sample( 분석대상시료없음 ) 곰팡이오염율이높을수록 Fusarium 오염율도높은경향을보였다. 밀과보리모두 NIV 화학형 F. asiaticum 이절대우점종이다 ( 표 3-5)

70 표 3-5. 맥류생육기시료에서분리한 Fusarium 균 보리 밀 지역 NIV (F. asiaticum) DON (F. graminearum) Other Fusarium NIV (F. asiaticum) DON (F. graminearum) Other Fusarium 경기 강원 충북 충남 전북 전남 경북 경남 제주 계 년 4 월하순기온이평년보다낮아생육이지연된상태에서하순의강우량이전국평균 및남부지역에서평년보다높아맥류의지연된출수및개화기에붉은곰팡이병의발병에유리 한환경이었다.( 그림 3-5)

71 그림 년 4 월기상요소분석 ( 기상청월보자료 ) 전남과경남을중심으로한붉은곰팡이병발병지역에서 6 월 1 일 31 개의시료를채집하여분 석한결과 5 월중, 하순의오염율보다현저히높은곰팡이및붉은곰팡이병원균오염율을보였 다 ( 표 3-6, 그림 3-6) 그림 3-6. 붉은곰팡이병발병밀및오염곰팡이 표 3-6. 붉은곰팡이병피해지역맥류시료의종류별곰팡이및 Fusarium 균오염율 밀 지역이병립율 Fungal infection (%) Fusarium (%) 시료수 광주 나주 사천 익산 해남 광주 보리 나주 사천 평균 밀 보리

72 맥류수확기시료는 6 월상순부터중순에걸쳐 (7-17 일 ) 에채집되었으며전체적으로곰팡이오 염율과 Fusarium 오염율이생육기에비해높아졌다.( 표 3-7) 표 맥류수확기시료의종류별곰팡이및 Fusarium 균오염율 지역 Fungal infection (%) 보리 Fusarium (%) Fungal infection (%) 밀 Fusarium (%) 시료수 경기 ns ns 7 강원 충북 충남 전북 전남 경북 ns ns 10 경남 제주 ns ns 6 평균 *ns: no sample( 분석대상시료없음 ) 밀의오염율증가가보리보다두드러졌으며 Fusarium 오염율은밀이훨씬높았다. 특히밀의 Fusarium 균오염율이높은것은보리에비해생육시기 7일~10일정도늦은데다가개화기인 5월중하순이후높은기온과강우가지속되었기때문에발병이심했던것으로판단된다. 2010년산맥류의전국평균오염율은 22.7% 로 2009년전국평균오염율에비해 10% 이상높았는데 2011년은맥종을분리했을때밀의오염율이 29.8% 로 2010년보다높아졌고지역별로전라도의오염율이가장높았다. 밀과보리모두생육기와유사한 NIV화학형 F. asiaticum이절대우점종이었다 ( 표 3-8) 표 3-8. 맥류수확기시료에서분리한 Fusarium 균 보리 밀 지역 NIV (F. asiaticum) DON (F. graminearum) Other Fusarium NIV (F. asiaticum) DON (F. graminearum) Other Fusarium 경기 강원 충북 충남 전북 전남 경북 경남 제주 계

73 (4) 옥수수 Fusarium 곰팡이오염분포조사 옥수수시료는전국에서 62 점을수집하였으며곰팡이및 Fusarium 오염율을조사한결과평균 곰팡이오염율은 53% 였으며 Fusarium 오염율은 36% 로 2010 년의 49% 보다훨씬낮았다.( 표 3-9) 표 3-9. 옥수수수확기시료목록 지역 옥수수 곰팡이오염율 Fusarium 오염율 강원 충남 충북 전남 전북 경남 경북 계 62 평균 지역별로는전북지역시료의곰팡이및 Fusarium 오염율이가장높았고전남과경북지역의오염율이다음으로높아주산지인강원과충북지역외의지역에서재배되는옥수수의지속적인오염추이를관찰할필요가있다. 이상 3년간옥수수, 벼, 맥류의곰팡이및 Fusarium 오염율추이를비교한결과 2010년붉은곰팡이병발병에유리한기상환경이조성되었던 2010년의경우모든조사작물의붉은곰팡이병발병이증가하였고 2011년은맥류의개화기이후다습한기상환경변화로붉은곰팡이병이특히밀에대발생하였다. 표 년간곡류 Fusarium 독소생성병원균 (F. graminearum) 발생실태 ( 오염율 %) 기주 2009년 2010년 2011년 벼 맥류 밀 보리 옥수수 미곡종합처리장쌀 + 부산물 ~ ~ 0.3 분리균의기주별 2009년대비붉은 남부지방맥류특히병원성조사-> 밀곰팡이병발병증밀의붉은곰팡이병과보리는개화기가발병극심 (85%) 이후에발병율증 미곡종합처리장현기타 미곡종합처리장미가함황조사곡의 Fusarium 오염 맥류의독소화학형균동정비율 NIV : DON = 9:1-73 -

74 나. Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생용인분석 (1) 미곡및부산물 ( 가 ) 곰팡이독소오염실태조사독소중에서는 NIV, DON과 ZEA이주로검출되었으며, FX, 15A와 3A도일부검출되었다. 종목별로는색채미 (DON, NIV 80%) 와청치미가높게나왔다. 백미에서는검출되지않았으나현미에서 NIV, ZEA이낮은수준으로검출되었다 (0.20 ppm, 0.10 ppm)

75 표 년산쌀과부산물중푸사리움곰팡이독소자연발생 Rice or by-product Unpolished rice (n = 83) Husk (n = 76) Brown rice (n = 75) Blue-tinged rice (n = 74) Mean level (range) of Mycotoxin Positive samples, mycotoxins in positive detected no. (%) samples (µg g -1 ) a NIV 3 (4) 0.05 ( ) DON 0 0 FX 2(2) 0.08( ) 15A 0 0 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 0 0 NIV 1 (1) 0.57 (0.57) DON 0 0 FX A 0 0 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 5 (7) 0.30 ( ) NIV 21 (28) 0.18 ( ) DON 0 0 FX A 0 0 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 3 (4) 0.10 ( ) NIV 2 (3) 0.41 ( ) DON 7 (9) 0.12 ( ) FX 3 (4) 0.11 ( ) 15A 0 0 3A 1 (1) 0.02 (0.02) DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 51 (69) 0.86 ( )

76 Rice or by-product Bran (n = 77) Broken rice (n = 77) Disolored rice (n = 77) Polished rice (n = 75) Mean level (range) of Mycotoxin Positive samples, mycotoxins in positive detected no. (%) samples (µg g -1 ) a NIV 1 (1) 0.71 (0.71) DON 0 0 FX A 0 0 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 25 (32) 0.50 ( ) NIV 19 (25) 0.68 ( ) DON 0 0 FX A 0 0 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 0 0 NIV 62 (81) 0.74 ( ) DON 67 (87) 0.68 ( ) FX 23(30) 0.24( ) 15A 7(9) 0.13( ) 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 32 (42) 1.26 ( ) NIV 0 0 DON 0 0 FX A 0 0 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA

77 ( 나 ) 년도별색채미와청치미의독소발생 표 년도별색채미중곰팡이독소발생상황 DON NIV ZEA 년산 ratio (%) mean level (µg g -1 ) a ratio (%) mean level (µg g -1 ) a ratio (%) mean level (µg g -1 ) a * 2008년산 : 전남북시료 * 미곡생산량 : 07(441만톤 ), 08(484만톤 ), 09(492만톤 ), 10(430만톤 ) * 금남 RPC의색채미비율 : 07(0.24), 08(0.02), 09(0.09) 표 년도별청치미중곰팡이독소발생상황 년산 ratio (%) DON NIV ZEA mean level ratio mean level ratio mean level (µg g -1 ) a (%) (µg g -1 ) a (%) (µg g -1 ) a * 2009년전남북시료 ( 다 ) 년도별가식부위독소발생상황 표 년도별백미중곰팡이독소발생상황 DON NIV ZEA mean level mean level mean level 년산 ratio ratio ratio (range) (range) (range) (%) (%) (%) (µg g -1 ) a (µg g -1 ) a (µg g -1 ) a (0.12) (0.08) * 2008년산 : 전남북시료 10점 * 허용기준안 ( 식약청고시 ) : 디옥시니발레놀 : 곡류및그단순가공품 1 µg g -1 제랄레논 : 곡류및그단순가공품 0.2 µg g

78 표 년도별현미중곰팡이독소발생상황 DON NIV ZEA mean level mean level mean level 년산 ratio ratio ratio (range) (range) (range) (%) (%) (%) (µg g -1 ) a (µg g -1 ) a (µg g -1 ) a (0.13) (0.05) ( ) 0 0 * 2008년산 : 전남북시료 10점 * 허용기준안 ( 식약청고시 ) : 디옥시니발레놀 : 곡류및그단순가공품 1 µg g -1 제랄레논 : 곡류및그단순가공품 0.2 µg g -1 (2) 맥류 ( 가 ) 곰팡이독소오염실태조사보리는 zearalenone의오염이높은곳이일부있었으며, nivalenol과 deoxynivalenol의오염이높았다. FX, 15A, 3A HT2 등도검출되었다. 밀은보리보다오염이적었다. 표 년산맥류중 Fusarium 곰팡이독소자연발생상황

79 Barleys and wheat Barley (n = 100) Wheat (n = 42) Mean level (range) of Mycotoxin Positive samples, mycotoxins in positive detected no. (%) samples(ug g -1 ) a NIV 21 (21) 0.98 ( ) DON 36 (36) 0.58 ( ) FX 1 (1) 0.38 (0.38) 15A 4 (4) 1.84 ( ) 3A 5 (5) 0.10 ( ) DAS 0 0 HT2 2 (2) 0.16 ( ) T2 0 0 ZEA 4 (4) 2.35 ( ) NIV 18 (43) 1.54 ( ) DON 26 (62) 0.98 ( ) FX A 0 0 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 0 0 ( 나 ) 년도별독소발생 보리에서 zearalenone 이일부높은지역을제외하면 2010 년도가독소발생량이더심하였다. 표 년도별보리중곰팡이독소발생상황 DON NIV ZEA 년산 ratio (%) mean level (µg g -1 ) a ratio (%) mean level (µg g -1 ) a ratio (%) mean level (µg g -1 ) a 표 년도별밀중곰팡이독소발생상황 DON NIV ZEA 년산 ratio (%) mean level (µg g -1 ) a ratio (%) mean level (µg g -1 ) a ratio (%) mean level (µg g -1 ) a

80 ( 다 ) 년도별가식부위독소발생상황 해에따라보리쌀에도독소가오염되지만허용기준이하로안전하였다. 표 년도별보리쌀중곰팡이독소발생상황 DON NIV ZEA 년산 ratio (%) mean level (range)(µg g -1 ) a ratio (%) mean level (range)(µg g -1 ) a ratio (%) mean level (range)(µg g -1 ) a ( ) ( ) 0 0 * 허용기준 - DON : 곡류 1mg/kg, 옥수수 2 mg/kg, 시리얼류 0.5 mg/kg - NIV : 국내외기준미설정, DON 기준적용 (NIV 의독성은 DON 보다강하거나비슷 ) - ZEA( 제랄레논 ) : 곡류및그단순가공품 200 ug/kg, 과자 50 ug/kg (3) 옥수수 ( 가 ) 곰팡이독소오염실태조사

81 표 년산옥수수중 Fusarium 곰팡이독소자연발생상황 Healthy corn (for seed) (n = 11) Unhealthy corn (n = 39) Mean level (range) of Mycotoxin Positive samples, mycotoxins in positive detected no. (%) samples(ug g -1 ) NIV 1 (9) 1.62 DON 4 (36) 0.46 ( ) FX A 2 (18) 0.65 ( ) 3A 0 0 DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 8 (73) 0.15( ) FUM B1+B2 7(64) 1.93( ) NIV 7 (18) 4.71 ( ) DON 16 (40) 2.11 ( ) FX 3 (8) 0.33 ( ) 15A 15 (38) 0.62 ( ) 3A 8 (20) 0.26 ( ) DAS 0 0 HT2 0 0 T2 0 0 ZEA 14 (36) 0.53 ( ) FUM B1+B2 29(73) 70.22( )

82 제 4 장연구개발목표달성도및대외기여도 제 1 절목표대비달성도 구분세부연구개발목표가중치평가의착안점및기준달성도 (%) 병발생정도조사 10% 조사횟수및조사포장수 100% 독소생성진균분리 10% 진균분리수 100% 제 1 세부과제 형태적배양적특성에의한분류 병원균의분류동정에의한지역별분포조사 10% 분류의수준 100% 30% 독소생성진균종및동정균주수 100% 병원균의발생생태및진균독소발생요인구명에의한피해최소화방안수립 40% 발생생태및진균독소발생요인해석에의한피해최 100% 소화방안 제 2 세부과제 제 3 세부과제 푸사리움속곰팡이독소동시분석법개발쌀, 보리, 옥수수중푸사리움곰팡이독소오염실태조사년차별, 지역별, 작물별독소오염조사결과분석 GAP 지침설정을위한 요인분석맥류진균독소오염방지 GAP 실천지침설정 40% 동시분석법개발여부 100% 30% 년차별오염실태조사 100% 30% 50% 50% 요인별독소오염조사결과분석여부발생조사및재배단계별독소조사 국내외지침비교및한국형 GAP 지침작성 100% 100% 100%

83 제 2 절정량적성과 세부과제명 세부과제책임자 성과물 유형 성과물명 성과물 주담당자 성과적용년월 성과물승인여부 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 이수형 정책제안기관제출 농산물안전성조사대상유해 물질 ( 곰팡이독소 ) 변경건의 이수형 2009년 12월 승인 곡류곰팡이독소오염방지 GAP 실천지침설정 박경훈 영농활용기관제출 보리곰팡이독소 위한가이드라인 오염저감을 박경훈 2009년 12월 승인 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사곡류곰팡이독소오 염방지 GAP 실천지침 설정 이수형이수형이수형이수형박경훈 논문발표 ( 국내 ) 논문발표 ( 국내 ) 논문발표 ( 국내 ) 논문발표 ( 국내 ) 논문발표 ( 국내 ) Mycotoxin surveys of rice samples from RPCs in Korea 국내산현미와백미에서 Deoxynivalenol과 Nivalenol의분석농식품중 ochratoxin A 분석을위한면역분석법의확립과응용 Surveys of mycotoxin contamination of retail rice 보리붉은곰팡이병발생및곰팡이독소오염실태조사 이수형 예완해 이수형 이수형 박경훈 2009년 4월 2009년 7월 2009년 7월 2009년 11월 2009년 10월 승인승인승인승인승인 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 이수형 논문발표 ( 국내 ) Fungal population in rice samples from RPCs in Korea 이데레사 2009년 4월 승인 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 곡류독소생성푸자리움속병원균의지역별발생실태조사 Fusarium 곰팡이독소 모니터링및발생요인 분석 Fusarium 곰팡이독소 모니터링및발생요인 분석 Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 이수형예완해이수형이수형류재기 논문발표 ( 국내 ) 산업재산권출원 정책제안 기관제출 정책제안 채택 영농활용 기관제출 Fungal populations associated with field vegetables 벼증수효과를나타내는새 로운균주 {A New bacteria to enhance rice production} 미곡종합처리장 (RPC) 의곰팡 이독소오염예방관리지침 설정건의농산물안전성조사대상유 해물질 ( 곰팡이독소 ) 추가건 의 벼 붉은곰팡이병 발생요인 구명에의한진균독소오염 예방기술 이데레사 예완해 류재기 이수형 류재기 2009년 12월 2009년 12월 2010년 2월 2010년 2월 2010년 11월 승인승인승인승인승인

84 세부과제명 세부 과제 책임자 성과물 유형 성과물명 성과물 주담당자 성과적 용년월 성과물승인여부 Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 곡류곰팡이독소오염방지 GAP 실천지침설정 Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 Fusarium 곰팡이독소 모니터링및발생요인 분석 류재기 박경훈 영농활용 기관제출 영농활용채택 류재기자료발간 이수형 논문발표 ( 국제 ) 맥류붉은곰팡이병발생요인 구명에의한진균독소오염 예방기술 맥류곰팡이독소오염저감 가이드라인 곰팡이독소의이해와발생예 방기술 Natural occurrence of Fusarium mycotoxins in cereals in Korea. 류재기 박경훈 류재기 이수형 2010 년 11 월 2010 년 2 월 2010 년 12 월 2010 년 11 월 승인승인승인승인 Fusarium 곰팡이독소 모니터링및발생요인 분석 Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 Fusarium 곰팡이독소 모니터링및발생요인 분석 이수형 류재기 이수형 논문발표 ( 국내 ) 논문발표 ( 국내 ) 논문발표 ( 국내 ) Natural occurrence of Fusarium mycotoxins in rice and its by-products from rice processing complex (RPC) of major producing area Occurrence of mycotoxigenic Fusarium species in rices from RPC REMI mutagenesis of Fusarium oxysporum and mutant screening to find biosynthetic gene(s) of fusaric acid 이수형 이데레사 이데레사 2010 년 4 월 2010 년 4 월 2010 년 11 월 승인승인승인 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 이수형 논문발표 ( 국내 ) Fungal population in rice samples from RPCs in Korea 이데레사 2009 년 4 월 승인 곡류농산물의곰팡이독소오염실태조사 Fusarium 곰팡이독소 모니터링및발생요인 분석 Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 이수형 이수형 이수형 이데레사 논문발표 ( 국내 ) 산업재산 출원 논문게재 (SCI) 논문게재 ( 비 SCI) Fungal populations associated with field vegetables 데옥시니발레놀생성붉은 곰팡이균검출용프라이머쌍 및이를이용한키트 Occurrence of Fusarium mycotoxins in rice and its milling by-products in Korea 2010년산맥류의붉은곰팡이병및 Fusarium 곰팡이독소자연발생 이데레사 이데레 사 이데레사, 이수형 류재기 2009 년 12 월 2010 년 12 월 2011 년 1 월 2011 년 12 월 승인승인승인승인

85 세부과제명 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 세부 과제 책임자 이데레사 성과물 유형 논문게재 ( 비 SCI) 성과물명 전국미곡종합처리장에서채집한 2009 년산쌀과가공부산물시료의독소생성곰팡이오염 성과물 주담당자 류재기 성과적 용년월 2011 년 12 월 성과물승인여부승인 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 이데레사 정책제안채택 미곡종합처리장 (RPC) 의곰팡이독소오염예방관리지침설정건의 류재기 2011 년 05 월 승인 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 이데레사 영농활용채택 벼붉은곰팡이병발생요인구명에의한진균독소오염예방기술 류재기 2011 년 04 월 승인 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 이데레사 영농활용기관제출 곡류의붉은곰팡이병균유전집단분석에따른진균독소오염예방기술 이데레사 2011 년 06 월 승인 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 이데레사 영농활용기관제출 미곡장기저장시곰팡이오염을저감하기위한탈산소제사용 이데레사 2011 년 11 월 승인 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석 Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석 Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석 Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석 Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석 이데레사 이수형 이수형 이수형 이수형 이수형 생물자원등록 학술발표 ( 국제 ) 학술발표 ( 국제 ) 학술발표 ( 국제 ) 학술발표 ( 국제 ) 학술발표 ( 국제 ) Fusarium 균주 16 점 Natural occurrence of zearalenone in rice and its by-products from rice processing complexes in Korea Differentiation of Fusarium graminearum and F. asiaticum by using novel microsatellite markers Exploration of biosynthetic genes for fusaric acid in Fusarium oxysporum Occurrence of Fusarium mycotoxins and fungi in Korean cereals 2011 KSPP symposirum 발표 : Occurrence of Fusarium mycotoxins and fungi in Korean cereals 류재기, 윤성환 이수형 이데레사 이데레사 이데레사 이데레사 2011 년 11 월 2011 년 9 월 2011 년 3 월 2011 년 3 월 2011 년 8 월 2011 년 10 월 승인승인승인승인승인승인 곡류 Fusarium 독소생성병원균발생실태조사 이데레사 학술발표 ( 국내 ) Fungal contamination in the 2009-harvested rice samples from 93 RPCs in Korea 류재기 2011 년 10 월 승인

86 제 5 장연구개발결과의활용계획 국내곡류의독소생성 Fusarium 곰팡이및독소오염실태를 3년간모니터링하여국내오염현황자료구축하였으나기후, 환경의변화를고려할때보다장기간의모니터링및자료가필요함으로신규과제에서계속추진하는오염실태조사의기초자료로활용하며, 붉은곰팡이병발생예찰의자료로활용하고, 병원균의발생생태구명에의한곰팡이독소오염제어방안수립에활용한다. 벼붉은곰팡이병발생요인구명에의한진균독소오염예방기술, 맥류붉은곰팡이병발생요인구명에의한진균독소오염예방기술, 맥류안전성확보를위한안전성조사대상진균독소추가건의, 곰팡이독소저감화를위한미곡종합처리장 (RPC) 의관리기준설정건의, 벼수매방식및저장시설부산물의식용사용금지조치건의 ( 농식품부 ) 등맥류, 벼및옥수수의붉은곰팡이병방제적기설정에의한방제비용및피해절감을위한영농활용및정책건의에활용한다

87 제 6 장중요변동사항 항목 변경전 변경후 소과제명 곡류곰팡이독소오염예방 곡류Fusarium 곰팡이독소안 변경 GAP 가이드라인설정연구 전관리기반기술개발 곡류독소생성푸자리움속세부과제명 Fusarium 곰팡이독소생성병병원균의지역별발생실태조변경원균발생실태조사사 세부과제명 곡류농산물의곰팡이독소 Fusarium 곰팡이독소모니터 변경 오염실태조사 링및발생요인분석 조기완결 곡류곰팡이독소오염방지곡류곰팡이독소오염방지 GAP 실천가이드라인설정 GAP 실천가이드라인설정 공문등근거유해생물과 -339 ( ) 과제책임자변경과제책임자변경과제책임자변경 예완해 류재기 이데레사 류재기 이데레사 이수형 유해생물과 -171 ( ) 유해생물과 ( )

88 제 7 장참고문헌 Argyris, J., D, V. Sanford, and D. Tekrony Fusarium graminearum infection during wheat seed development and its effects on seed quality. Crop Sci. 45(3) Chung, H. S Cereal scab causing mycotoxicosis in Korea and present status of mycotoxin researches. Kor. J. Mycol. 3: Desjardins, A. E Fusarium mycotoxins. The American Phytopathological Society. St. Paul, MN, USA. Food Standards Agency Code of Good Agricultural Practice for the reduction of mycotoxins in UK cereals. FSA/1170/0507. European Commission Recommendation Commission Recommendation of 17 August 2006 on the prevention and reduce of Fusarium toxins in cereals and cereal products. The Commission of the European Communities. HGCA Guidelines to minimise risk of fusarium mycotoxins in cereals. 9011/07E. Lee, Y. W., Kim, J. C. C., Kang, H. J. and Yoshizawa, T Natural occurrence of trichothecenes and zearalenone in the 1993 barley crop in Korea. J. Food Hyg. Soc. Japan. 36: Placinta, C. M., D'Mello, J. P. F., and Macdonald, A. M. C A review of world wide contamination of cereal grains and animal feed with Fusarium mycotoxins. Anim. Feed Sci. Technol. 78: Steffenson, B. J Fusarium head blight: Epidemics, impact, and breeding for resistance. Technical quality 35(4): Stephen, N. W., Tamra, A. J., Baenziger, P. S., and Michael. P. C. 200p8. Fusarium Head Blight of Wheat. The board of regents of the university of Nebraska on behalf of the university of Nebraska-Lincoln extension. Tanaka, T., Hasegawa, A., Matsuki, Y. and UENO, Y Asurvey of the occurrence of nivalenol, deoxynivalnol and zearalenone in foodstuffs and health foods in Japan. The UK Code of Good Agricultural Practice to Reduce Fusarium Mycotoxins in Cereals FSA. www. food.gov.uk/multimedia/pdfs/fusariumcop.pdf. 이인원 한국산맥류의 Fusarium 진균독소오염에관한연구. 서울대학교. 조원대 농업과학기술원연구보고서. 농업과학기술원. 한옥규, 김정곤 보리붉은곰팡이병검정법과저항성품종선발. 한국작물학회지. 50(3):

89 < 참고 1> 연차평가지적사항및조치결과 지적사항 곡류곰팡이독소오염방지 GAP 실 천 가이드라인 설정 조기완결 ( 09) 소과제명변경 (09) 세부과제명변경 (09) 세부과제명변경 (09) 조기완결 수정보완사항 곡류곰팡이독소오염예방 GAP가이드라인설정 곡류 Fusarium 곰팡이독소안전관리기반기술개발 곡류독소생성푸자리움속병원균의지역별발생실태조사 Fusarium 곰팡이독소생성병원균발생실태조사 곡류농산물곰팡이독소오염실태조사 Fusarium 곰팡이독소모니터링및발생요인분석

90 < 참고 2> 주요연구성과 미곡종합처리장쌀및부산물의 Fusarium 균오염실태 과제명 : 곡류 Fusarium 곰팡이독소안전관리기반기술개발 연구배경 완전미생산등고품질쌀의생산을추구하는시점에서벼의주요병원균인붉은곰팡이병의발생이증가로주곡의안전성이우려되는상황임 붉은곰팡이병은작물의경제적가치를낮출뿐아니라독소오염을동반하는위해요소이므로오염된쌀의유통을방지하기위해미곡종합처리장내보관시료의 Fusarium 오염실태파악이필요함 주요연구성과 최근 2년간전국단위미곡종합처리장의원료도입, 저장, 가공과정실태및원료벼등도정부산물 8종의곰팡이오염율및독소오염을조사한결과원료벼의곰팡이오염이가장높았고최종산물인백미의오염율이가장낮았음 Fusarium 오염율도전체곰팡이오염패턴과유사하였으며백미는안전한수준이나일부부산물의오염이관찰되어안전관리가필요함 곰팡이오염율 (%) Fusarium 오염율 (%) 벼왕겨현미청치미싸래기색채미백미 미곡종합처리장의도정과정에 따른쌀및부산물생산 붉은곰팡이 미곡종합처리장시료의곰팡이및 Fusarium 오염율 파급효과 곰팡이독소및원인곰팡이의사전오염예방을위해미곡종합처리장의저장, 가공후부산물의안전관리지침설정건의 ( 시책건의 ) 곰팡이독소에대한우리나라쌀의안전성확보로국민건강증진