튤린 (patulin) 을생성한다. 또한 Fusarium 속곰팡이는데옥시니발레놀 (deoxyni valenol), T-2 toxin, 푸모니신 (fumonisin) 과제랄레논 (zearalenone) 을생성한다고알려져있다. 생성된곰팡이독소는곡물의성장, 수확, 건조, 저

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7 years ago
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1 Lee Woan, Sa Jae-Hoon, Lee Heok-Hwa, Shin In-Cheol, Shim Hee-Young, Bae Cheol-Min, Kim Nam-Seoung, You Mi-Jeong, and Han Kyu-Seok This study was carried out to assess the safety of foodstuffs distributed in Gangwon province by analyzing contamination levels such as incidence and range of aflatoxins, ochratoxin A and fumonisins. Aflatoxins were detected in 67 (29.8 %) samples with a range of μg/kg in 225 foodstuffs. Ochratoxin A was detected in 18 (6.9 %) samples with a range of μg/kg in 261 foodstuffs. Fumonisins were found in 2 (1.5 %) samples with a range of mg/kg in 130 foodstuffs. As a result of this study, we found that an adult was exposed to aflatoxins of μg/kg b.w./day, ochratoxin A of μg/kg b.w./week and fumonisins of μg/kg b.w./day. The quantity of exposure to ochratoxin A amounted to 5.6 % level compared with PTWI(Provisional tolerable weekly intake) 0.1 μg/kg b.w./week suggested on JECFA(The joint FAO/WHO expert committee on food additives). And the quantity of exposure to fumonisins amounted to 6.4 % level compared with PMTDI(Provisional maximum tolerable daily intake) 2 μg/kg b.w./day suggested on JECFA. Therefore we can assess that the possibility of health risks by intake foodstuffs distributed in Gangwon province is low. However the concentration of ochratoxin A in one powdered red pepper was μg/kg which was over the maximum residue limits(mrl) suggested on domestic standards, the monitoring about mycotoxin should be conducted on continuously. Key words : Aflatoxins, Ochratoxin A, Fumonisins, Safety assessment, PTWI, PMTDI 곰팡이독소는 Aspergillus 속, Penicillium 속과 Fusarium 속곰팡이에의해서생성된다. Aspergillus 속곰팡이는아플라톡신 (aflatoxin) 과오크라톡신 (ochratoxin) 등을 생성하며, Penicillium 속은오크라톡신과파

2 튤린 (patulin) 을생성한다. 또한 Fusarium 속곰팡이는데옥시니발레놀 (deoxyni valenol), T-2 toxin, 푸모니신 (fumonisin) 과제랄레논 (zearalenone) 을생성한다고알려져있다. 생성된곰팡이독소는곡물의성장, 수확, 건조, 저장, 유통, 가공중에온도, 습도등의환경적요인에의해생성되는 2 차대사산물로서열에안정하고물리적제조공정에서안정한성질을가지고있다. 또한사람과가축에질병이나이상생리작용을유발하는물질로서신장장애, 간장장애, 간암과식도암등의발암성과관련이있어만성적질병을유발한다고알려져있다 (1-4). 세계보건기구 (World health organization ; WHO) 와국제식량농업기구 (Food and agriculture organization ; FAO) 등은곰팡이독소에대하여식품첨가물이나잔류농약보다위험한물질로논의하였으며 (5), 국제적으로각국의실정에적합한곰팡이독소기준을설정하여관리하고있다. 곰팡이독소중아플라톡신 (aflatoxin) 은가장강력한독성물질로서국제암연구소 (International agency for research on cancer ; IARC) 에서인간에대한발암성이확인된 1군 (Group 1) 발암물질로분류하고있다 (6). 최초의발견은 1960년영국에서발생한칠면조폐사사건 (Turkey-X disease) 으로알려졌으며, 사료로사용한브라질땅콩박에 A. flavus 곰팡이가생성되어만들어낸물질이었다. 생성되는최적조건은온도 28-30, 상대습도 % 로주로고온다습한열대나아열대지방에서가장많이생성되는것으로보고되었다 (7). 오크라톡신 A와푸모니신은국제암연구소에서인간에대한발암가능성이확인된 2B 군 (Group 2B) 으로분류되어관리되어지고있으며 (8-9), 식품첨가물전문가위원회 (The joint FAO/WHO expert committee on food additives ; JECFA) 는오크라톡신 A의잠정주간섭취허용량 (Provisional tolerable weekly intake ; PTWI) 을 0.1 μg/kg b.w./week와푸모니신의잠정1일최대섭취허용량 (Provisional maximum tolerable daily intake ; PMTDI) 을 2 μg/kg b.w./day로설정하여관리하고있다. 또한 EC(European committee) 는오크라톡신 1일허용섭취량 (Tolerable daily intake ; TDI) 을 5 ng/kg b.w./day으로설정하여관리하고있다 (9-10). 오크라톡신은남아프리카산옥수수에서첫발견되어 1965년동정되었으며, 주로훈연과식염식품, 건조생선, 건조콩, 육포, 대두, 고추, 건조과실, 참깨, 커피콩, 호두와땅콩등의견과류에서폭넓게발견된다고알려져있다 (11-14). 수분활성도와온도가오크라톡신곰팡이생성과성장에중요하게작용하는인자로알려져있으며, 최적수분활성도는 24 에서 A. ochraceus와 P. viridicatum의경우각각 0.99 및 이다. 최적수분활성도를나타내는온도범위는 A. ochraceus 가 인반면 P. viridicatum의경우는 4-31 로조사되었다. 따라서생육환경에따라오크라톡신 A 를생산하는곰팡이의종류가다르게나타나는것으로알려져있다 (15-18). 오크라톡신은전세계적으로넓은분포로오염되어있으며, 국외에서밀과보리등의곡류가공품, 포도주, 건포도, 맥주, 커피, 사료등과돼지고기및사람의혈액과모유에서많은오염사례가보고되었다 (15-18). 우리나라는곡류, 탁주, 장류, 커피, 건포도, 고춧가루등에서검출사례가보고되었다 (19-20). 푸모니신은 1904년미국의 Sheldon에의해 F. moniliforme에오염된옥수수를먹은가축이심한독소중독현상을일으킨다는사례가보고된이래, 1997년까지많은동물

3 실험에서치명적인임상결과를보였다. 1998년 Gelderblom 등의연구자들에의하여처음으로원인물질 2종이발견되어구조가밝혀졌으며, 현재 28종의푸모니신이보고되었다. 이들가운데발생빈도가가장높고유해성이가장큰물질은푸모니신 B1으로알려졌다. 최적성장온도는 이나성장온도범위가넓어전세계의온대지역에서주로옥수수와그가공품, 밀, 보리, 쌀, 수수류등의곡류와그가공품, 두류와두류가공품등에서검출이보고되었다 (21-26). 우리나라는온대지역국가이지만우리나라의수입농산물의원산지로현재미국, 중국등의온대지역과동남아시아등의아열대지역국가이다. 식생활은곡류와곡류가공품등을주식으로생활하고있으며, 식량자급률은 27 % 로매우낮아부족한식량과사료용곡물이대부분외국으로부터수입되어지고있는실정이다. 뿐만아니라최근들어우리나라는지구의온난화영향으로온대기후와아열대기후의특징을나타내고있어, 식품의생산가공과유통과정등에서오염되는곰팡이독소에대한안전성관리의필요성이증대되고있다. 이러한이유로식품의약품안전청에서는곰팡이독소에대한기준을설정하고, 모니터링사업을통해안전관리를하고있으나, 도내에서유통되고있는식품의곰팡이독소오염실태와섭취로인한안전성평가보고자료는부족한실정이다. 따라서본연구는강원도내에서유통되는식품에함유되어있는곰팡이독소중아플라톡신, 오크라톡신 A와푸모니신의오염실태와오염빈도를조사하고, 섭취시안전성을평가하고자수행하였다. 곰팡이독소조사용검체는 2012년 1월부터 12월까지강원도내유통매장에서수거한식품을사용하였으며, 분쇄기 GM 200(Retsch, Germany) 으로분쇄하여보관하면서사용하였다. 오크라톡신 A, 푸모니신 B1, B2와아플라톡신 B1, B2, G1, G2 표준시약은 Sigma사에서구입하였다. 추출과유도체에사용된시약은 HPLC 급혹은 GR 급으로구입하여사용하였다. 또한정제용면역친화성컬럼 (Immunoaffinity column) 은 Vicam사, 유리섬유여과지와여과지는각각 Whatman사와 Advantec사에서구입하여사용하였다. 식품에함유되어있는곰팡이독소인아플라톡신, 오크라톡신 A 및푸모니신의함량분석방법은식품공전 6. 식품중자연독소시험법 6.1 곰팡이독소시험법중액체크로마토그래피에의한시험법으로시험하였다. 조제된아플라톡신과푸모니신의표준용액과시험용액은 SP-LC HPLC(Shiseido, Japan) 기기를사용하여분석하였다. 분석조건은 Table 1과 Table 2에나타내었다. 그리고오크라톡신 A 분석은 1200 Series HPLC(Agilent technologies, USA) 기기를사용하였으며, Table 3에분석조건을나타내었다.

4 μ μ Capcellpak C 18 UG 120 (3.0 mm 250 mm, 3 μm) Fluorescence detector Ex 335 nm, Em 440 nm 1.0 ml/min 20 μl Methyl alcohol /0.1 M NaH 2 PO 4 solution, 77/23 (v/v)

5 Column Detector Flow rate Injection volume Mobile phase Capcellpak C 18 UG 120 (3.0 mm 250 mm, 3 μm) Fluorescence detector Ex 333 nm, Em 460 nm 1.0 ml/min 10 μl Acetonitrile/Water/Acetic acid 99/99/2 (v/v/v) LOD = 3.3 δ / S LOQ = 10 δ / S δ = the standard deviation of the response S = the slope of the calibration curve 곰팡이독소의안정성평가는수거된식품에함유된곰팡이독소평균오염함량, 2010년제 5기 1차년도국민건강영양조사의식품별 1인 1일섭취량과한국인의평균체중 55 kg을적용하여곰팡이독소의 1인 1 일섭취량과 1인 1주섭취량을계산하여, JECFA의잠정 1일최대섭취허용량 (Provisional maximum tolerable daily intake ; PMTDI) 과잠정주간섭취허용량 (Provisional tolerable weekly intake ; PTWI) 을비교하여평가하였다. 분석법검증은아플라톡신이검출되지않은바탕시료백미 25 g 을취하여최종농도 가각각 0.5, 1.0, 5.0, 25.0, 50.0 μg/kg 이 되도록아플라톡신혼합표준용액을첨가한 후상기분석법에따라전처리하여수행하 였다. 혼합표준용액첨가는각농도별 3 회 이상반복수행하였다. 실험결과아플라톡신 B1, B2, G1, G2 의검체검량선 (Sample calibration curve) 의결정계수 (R 2 ) 는각각 이상의직선성을보여주었다. μ μ μ μ μ μ

6 μ μ

7 푸모니신이검출되지않은바탕시료로보리 20 g을취하여최종농도가각각 0.1, 0.5 mg/kg이되도록푸모니신혼합표준용액을첨가한후상기분석법에따라전처리하여수행하였다. 혼합표준액용액은각농도별 3 회이상반복수행하였다. 푸모니신 B1, B2의검체검량선의결정계수 (R 2 ) 는각각 0.998과 0.999의직선성을보여주었다. μ

9 μ 오크라톡신 A 가검출되지않은바탕시료 백미 25 g 을취하여최종농도가각각 5.0, 10.0, 20.0, 50.0 μg/kg 이되도록오크라톡 신 A 표준용액을첨가한후상기분석법에 따라전처리하여수행하였다. 표준용액첨가 는각농도별 3 회이상반복수행하였다. 실 험결과오크라톡신 A 의검체검량선의결 정계수 (R 2 ) 는 이상의직선성을보여 주었다. μ μ μ μ μ μ 도내에서유통중인식품 35 종 225 건을 대상으로아플라톡신의오염도를조사한결 과는 Table 7 에나타내었다. 검체 225 건중 67 건 (29.8 %) 에서오염이확인되었고, 오염 수준은총아플라톡신 μg/kg, 아 플라톡신 G μg/kg, G μg/kg, B μg/kg 과 B μg/kg 으로나타났다. 검체 35 종중총아플라톡신이검출된검 체의평균함량은수수검체 6 건중 1 건 (16.7 %) 에서가장높은 0.72 μg/kg 이었 고, 그다음으로땅콩버터에서 0.46 μg/kg 등의순서로 4 건중 3 건 (75.0 %) 에서검출

10 되었다. 최대검출함량은땅콩함유과자에서 0.95 μg/kg으로나타났다. 오염빈도는기장이 9건중 7건 (77.8 %) 으로가장높았고, 땅콩버터에서 4건중 3건 (75.0 %), 보리에서 10건중 7건 (70.0 %) 등의순서로나타났다. 또한주로기장, 보리, 백미등곡류와튀김가루, 땅콩버터, 고춧가루, 콩가루등세분화하여만든제품에서높게나타나는경향을보여주었다. 이러한원인은곡류와세분화한제품의도정, 가공, 저장, 유통중에온도, 습도등의환경적요인에서곰팡이가잘성장할수있는조건이형성되었기때문이라판단되었다. 또한아플라톡신 B1, B2, G1, G2가모두검출된검체는기장과혼합견과류두종이었으며, 전체적으로독성이가장높다고알려진아플라톡신 B1이가장높은검출빈도를나타내었고, G1, B2와 G2의순서로나타났다. 오염수준은 G1에서 μ g/kg, G2에서 μg/kg, B1에서 μg/kg과 B2에서 μ g/kg으로나타났다. 본연구에서땅콩버터와땅콩의오염빈도는각각 75.0 % 와 22.2 % 를보여주었다. 이러한결과는 Jang 등 (31) 이보고한땅콩버터 84.6 % 와땅콩 30.0 % 의오염빈도와유사한결과를보여주었다. 총아플라톡신의평균오염수준은땅콩에서 μ g/kg과땅콩버터에서 μg/kg으로낮게검출되었으나, 보고된자료에따르면땅콩과땅콩버터는오염빈도와수준이전반적으로높다고알려져있다 (32-34). 아플라톡신의기준규격은미국등 17 개국에서 20 μg/kg, EU 등 8개국에서 15 μ g/kg, 8개국에서 10 μg/kg, 29개국에서 4 μ g/kg, 1개국에서 3 μg/kg, 3개국에서 1 μ g/kg과국제식품규격위원회에서 15 μg/kg이하등으로설정하여관리하고있다. 우리나라는총아플라톡신 15.0 μg/kg과아플라톡신 B μg/kg 이하로기준규격을설정하고있다 (35). 따라서본연구의아플라톡신오염수준은국내와국외기준규격에모두적합하여안전한수준으로판단되었다. 도내유통식품 38종 261건의오크라톡신 A의오염도조사결과는 Table 8에나타내었으며, 9종 18건 (6.9 %) 에서오염이확인되었다. 오염수준은 μg/kg으로나타났다. 검출된검체의오염빈도와오염수준은매운조미고추맛분 1건중 1건 (100.0 %) 에서 μg/kg, 청국장 6건중 3건 (50.0 %) 에서 μg/kg, 참깨 10건중 4 건 (40.0 %) 에서 μg/kg, 들깨가루 8건중 3건 (37.5 %) 에서 μ g/kg, 들깨 3건중 1건 (33.3 %) 에서 6.50 μ g/kg, 미숫가루 7건중 2건 (28.6 %) 에서 μg/kg, 엿기름 5건중 1건 (25.0 %) 에서 3.75 μg/kg과고춧가루 19건중 1 건 (5.3 %) 에서 μg/kg을보여주었다. 최대오염수준은고춧가루에서 μ g/kg 이었고, 매운조미고추맛분 μ g/kg, 청국장 8.12 μg/kg 등의순서로나타났다. μ

12 μ

13 μ No : Number of positive samples/number of samples analyzed a : Positive samples

14 오크라톡신 A는보리, 밀, 귀리, 콩, 땅콩등의곡류와건포도등에서검출되었다는보고사례가있었으며, 유럽을중심으로많은연구가이루어져왔고, 우리나라또한곡류, 주류등에대한많은연구를수행하여왔다 (15-20). 본연구에서검출되어진오염수준은대체적으로국내기준규격 μg/kg, 유럽연합기준규격 μg/kg과국제식품규격위원회기준규격 5 μg/kg( 보리, 호밀, 밀및가공제품 ) 이하로나타났다. 그러나고춧가루 19건중 1건에서검출된 μg/kg 함량은우리나라고춧가루기준규격 7 μg/kg 이하를 2.5배초과하는수준을보였다. 그러므로곰팡이독소는식품의생산, 저장, 가공, 유통등의모든처리과정에서 항상오염될수있는가능성이있으므로지속적이고체계적인연구가필요하다고판단된다. 도내유통식품 21종 130건의푸모니신오염도조사결과는 Table 9에나타내었으며, 2종 2건 (1.5 %) 에서오염이확인되었다. 오염수준은푸모니신 B mg/kg, B mg/kg과총푸모니신 mg/kg으로나타났다. 검출된검체의오염빈도와오염수준은옥수수 4건중 1건 (25.0 %) 에서 1.18 mg/kg, 시리얼류 6건중 1건 (16.7 %) 에서 0.27 mg/kg으로나타났다.

15 No : Number of positive samples/number of samples analyzed FB1 : Fumonisin B1, FB2 : Fumonisin B2, FBs : Total fumonisin a : Positive samples 푸모니신의기준규격은우리나라와유럽 연합에서푸모니신 B1, B2 의합으로규정하 고있으며, 미국 FDA 는푸모니신 B1, B2, B3 의합으로규정하고있다. 그리고옥수수및옥수수가공품, 옥수수의가공정도, 함유 량, 용도등에따라 2 mg/kg 에서 4 mg/kg 까지다양하게설정되어있다. 기준규격을 제정하고있는나라중유럽연합은다른나 라들보다푸모니신허용치가상대적으로엄 격하게관리되고있으며, 특히옥수수를이용한영유아용식품에대한기준규격 0.2 mg/kg 을별도로운영하고있다. 그러나국제 식품규격위원회와다른여러나라는오염 기준을설정하지않고있다. 우리나라기준규격은옥수수 4 mg/kg 이 하, 그단순가공품 2 mg/kg 이하와옥수수, 옥수수단순가공품또는옥수수가루를합하여 50 % 이상함유한곡류가공품, 시리얼류및 과자류, 팝콘용옥수수가공품에대하여 1 mg/kg 이하로설정하여관리하고있다. Caldas 등 (36) 의보고에따르면옥수수 검체에서푸모니신의오염빈도는 B % 와 B % 로높게나타났으나, 본연 구에서는각각 25.0 % 로나타나낮은오염 빈도수준을보여주었다. 또한 Doko 등 (37) 의보고에서오염수준은옥수수에서푸모 니신 B mg/kg 과 B mg/kg 으로검출되었다고보고하 였으나, 본연구에서는낮은오염수준으로 나타났다.

16 따라서강원도내유통식품의푸모니신 오염빈도와오염수준은매우안전한수준 임을알수있었다. Mycotoxin PMTDI ( μg /kg b.w./day ) PTWI ( μg /kg b.w./week) Daily intake of mycotoxin 2) ( μg /person/day) Daily intake of mycotoxin 3) ( μg /kg b.w./day) Weekly intake of mycotoxin 4) ( μg /kg b.w./week) % PMTDI % PTWI Aflatoxins Ochratoxin A Fumonisins ) b.w. ; body weight. 2) Daily intake of mycotoxin per adult ( μg /day/person) = Σ[Concentration of mycotoxin in each food daily intakes of foods (g/person/day)]. 3) Daily intake of mycotoxin ( μg /kg b.w./day) = [Daily intakes of mycotoxin per adult ( μg /kg/person)] / 55 kg (body weight per adult). 4) Weekly intake of mycotoxin ( μg /kg b.w./week) = [Daily intakes of mycotoxin per adult ( μg /kg/person) 7 days/week] / 55 kg (body weight per adult). 지구의온난화영향으로온대와아열대 기후의특징을나타내고있는우리나라는 곡류와곡류가공품등을주식으로생활하 고있어, 곰팡이독소의오염으로부터안전성 관리가필요한실정이다. 이에따라강원도 내유통식품중곰팡이독소오염가능성이 높은검체를수거하여, 아플라톡신, 오크라 톡신 A 와푸모니신의함량을분석하여오염 빈도와오염수준을조사하고, 안전성을평 가하였다. 아플라톡신은 225 건중 67 건 (29.8 %) 에 서총아플라톡신 μg/kg, 아플라톡신 G μg/kg, G μg/kg, B μg/kg 과 B μ

17 g/kg으로나타났다. 오염빈도는기장 77.8 %, 땅콩버터 75.0 %, 보리 70.0 % 등으로각각나타났으며, 기장, 보리, 백미등곡류와튀김가루, 땅콩버터, 고춧가루, 콩가루등세분화하여만든제품에서높게나타났다. 오크라톡신 A는 261건중 18건 (6.9 %) 에서 μg/kg으로나타났다. 오염빈도는매운조미고추맛분 %, 청국장 3건 50.0 %, 참깨 40.0 % 등이었으며, 최대오염수준은고춧가루에서 μg/kg이었고, 매운조미고추맛분 μg/kg, 청국장 8.12 μg/kg 등의순서로나타났다. 푸모니신은 130건중 2건 (1.5 %) 에서총푸모니신 mg/kg으로나타났으며, 오염빈도는옥수수 25.0 % 와시리얼류 16.7 % 로 2종에서나타났다. 아플라톡신, 오크라톡신 A와푸모니신의오염수준은국내와국외기준규격에대체적으로적합한안전한수준을보여주었다. 또한오크라톡신 A의 1인 1주섭취량과푸모니신 1인 1일섭취량은 JECFA의기준대비 5.6 % 와 6.4 % 의낮은수준을보여주었다. 따라서도내유통식품섭취는곰팡이독소로부터건강상의위해가능성이낮은안전한수준으로평가되었다. 그러나고춧가루에서검출된오크라톡신 A 함량은 μ g/kg으로우리나라고춧가루기준규격 7 μ g/kg 이하대비 2.5배를초과하였으므로향후식품의생산, 저장, 가공, 유통등의모든처리과정에서곰팡이독소에대한지속적이고체계적인관리와연구가필요하다고판단된다. 1) Angelo V, Michelangelo P, Gianluca C Determination of ochratoxin A in domestic and imported beers in Italy by immunoaffinity clean-up and liquid chromatography. J. Chromatogr. A 888: ) Solfrizzo M, Arantaggiato G, Visconti A Use of various clean-up producers for the analysis of Ochratoxin A in cereals. J. Chromatogr. A 815: ) Scott PM, Vanwalbreek W, Kennedy B, Anyeti Y Mycotoxins(ochratoxin A, citrinin, sterigmatocystin) and toxigenic fungi in grains and ather agricultural products. J. Agric. Food Chem. 20: ) Keith AS, Susan P, Victor B Surveillance of stored grain from the 1997 harvest in United Kingdom for ochratoxin A. Food Addit. Contam. 16: ) 강길진, 김혜정, 이연경, 정경희, 한상배, 박선희, 오혜영 식품중곰팡이독소안전기준관리, Korean J. Food Hyg. Safety 25: ) International Agency for Research on Cancer Some traditional medicines, Some mycotoxins, naphthalene and stylene. IARC Mongr Eval Carcinog Risks Hum, Suppl 7, p ) Iamanaka BT, de Menezes HC, Vicente E, Leite RSF, Taniwaki MH, Aflatoxigenic fungi and aflatoxins occurrence in sulatanas and dried figs commercialized in Brazil. Food Control 18, p ) Casegnaro M, Wild CP IARC activities in mycotoxin research. Nat. Toxins 3: ) IARC Monographs on the

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곰팡이독소생성양상에관한연구 - 식품중아플라톡신오염현황중심으로 - 박민정 윤미혜 홍혜근 조태석 이인숙 박정화 고환욱 북부지원식품분석팀 A Study on the Conditions of Mycotoxin Production - Based on the Aflatoxin C

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