2007. 4. 20 한약평가팀조소연
곰팡이에의한오손물 곰팡이오염으로변질된사례 초두구 지구자 파극천
곰팡이의생육조건 외적인자 습도온도빛환경적, 지역적특징경쟁미생물 내적인자기질 ph Gas 조성화학물질 ( 생육인자를조절 )
곰팡이독소 (Myctoxin) 곰팡이가생성하는독소 ; 곰팡이독소 (Mycotoxin) 1960 년대영국의칠면조산업의피해 Turkey X diseases Aspergillus flavus toxin Aflatoxin 곰팡이의대사산물이인간에게치명적인질병또는사망에이르게됨을확인
곰팡이독소 곰팡이의 2차대사산물간, 신장등의장기에독성 발암물질곰팡이독소생산주요곰팡이 Aspergillus속 Penicillium속 Fusarium속
곰팡이독소 Aflatoxin Ergo Toxin Neosolaniol Roridins Alternariol Fumitrmorgen Nivalenol Slaflamin Citreoviridin Fumonisins Ochratoxins Sporidesmin Toxic secondary metabolites of fungi Citrinin Fusaric acid Oosporein Starchbotryotoxins Ubiquitous in nature Cyclopiazonic acid Fusarins Pasparitrems Sterigmatocystin Thousands of mycotoxins exist Deoxynivalenol Islanditoxin Patulin T-2 toxin Diacetoxydscri-penol Leuteoskyrin Penicillic acid Tremorgens Dicoumarol Moniliformin Penitrem Zearalenone Ergotamine Monoacetoxy-scripenol Phomopsin
곰팡이독소의특징 화학적으로안정한저분자물질 조리, 가공시파괴되지않음 급성중독증보다만성중독증에의한피해가더큼 가시적임상작용이거의없고장기간축척 동물의종마다다른감수성 인류의 ADI 값설정에어려움 광범위한피해범위
주요곰팡이독소의 melting point 268~269 131~135 Aflatoxin B 1 Don Zearalenone 164~165 286~289 222~223 Aflatoxin B 2 Nivalenol Patulin 110 244~246 Aflatoxin G 1 90 Ochratoxin A 주1) citreoviridin 107~111 237~240 Aflatoxin G 169 2 Aflatoxin M 1 299 150~151 T-2 toxin citrinin 178~179 Aflatoxin M 2 293 주 1) 사용용매에따라다름
곰팡이독소발생요인 미생물및해충에의한손상고온, 다습한기후생약등의건조방법식물 ( 생약 ) 자체의건강상태스트레스요인
한약주요수입국 (2006 상반기 _ 의수협 )
ALERT NOTIFICATIONS!!! (RASFF : Rapid Alert System for Food and Feed) Shellfis h pois oning, 1 1% Arsenic, 1 1% Iodine, 6 6% Biogenic amines, 1 1% 3-MCPD1, 3 3% Dioxins, 1 1% Lead, 3 3% Cadmium, 5 5% Aflatoxins, 46 44% Mercury, 14 14% Patulin, 3 3% Ochratoxin A, 19 18%
곰팡이독소의영향 최근 EU에서농산물및농산물가공품의장기저장, 수송과관련하여위생상중요한문제로대두곰팡이독소생성균의완벽한제거불가능경제적손실건강상유해한영향
곰팡이독소에의한세포손상또는생화학적장애 곰팡이독소명 초기장애 진행과정 Aflatoxin Citrinin Deoxynivalenol Fumonisins Ochratoxin Patulin T-2 toxin Zearalenone 대사활성 DNA 변형 세포손상 세포사망 / 변형 세포막투과선택성결여 세포파괴 세포사망 단백질합성억제 cotokine( 면역체계전달 ) 조절기능파괴 세포증식기능파괴 세포괴사 Sphingolipid 대사저해 세포손상 세포사망 /apoptosis 페닐알라닌대사저해 세포사망 ( 대사활성 단백질 / DNA 합성억제 괴사 ) ( 세포막투과기능이상 칼슘운반파괴 세포손상 사망 ) Nonprotein sulfhydryl 감소 이온투과이상 and/or 감각마비 Oxidative stress 세포사망 단백질합성저해? 세포사망 ( 일시적 Ca 2+ 증가 endonuclease 활성 apoptosis ) 여성호르몬적반응 호르몬체계교란 G.J.A. Speijers, M.H.M. Speijers. Combined toxic effects of mycotoxin. 2004
아플라톡신 (Aflatoxin) 자연적으로발생하는곰팡이독소 생성균 Aspergillus flavus A. parasiticus A. nomius 등 약 20 여종의이성체 고온다습한열대, 아열대지방에서발생
아플라톡신의특징 물리화학적성질메탄올, 클로로포름등중간정도의극성유기용매에잘녹음건조된상태에서융점까지의온도범위에서비교적안정강산, 강알칼리, 자외선, 산화제등에불안정
Aflatoxin M. F M.W Melting P. UV(Max) B 1 B 2 G 1 G 2 M 1 M 2 C 17 H 12 O 6 312 268-269 265 C 17 H 14 O 6 314 286-289 265 C 17 H 12 O 7 328 244-246 265 C 17 H 14 O 7 330 237-240 265 C 17 H 12 O 7 328 299 265 C 17 H 14 O 7 330 293 265
아플라톡신 (Aflatoxin) 의급성독성 LD 50 Aflatoxin B 1 240 /kg Aflatoxin M 1 Aflatoxin G 1 Aflatoxin M 2 Aflatoxin B 2 Aflatoxin G 2 320 /kg 784 /kg 1230 /kg 1700 /kg 3450 /kg 집오리의 LD 50 /kg ( 경구투여 )
아플라톡신의만성독성 Aflatoxin B 1 15 ppb 함유사료를쥐에공급 68 ~ 82 주후 100% 간암발생 ( 사람으로환산하면 40~45 년 ) 하덕모, 최신미생물학, 1995 포유류, 조류, 어류등모든동물에감수성간독소, 발암성확인 한국소비자보호원. 농산물의주요곰팡이독소의안전성실태, 1999 IRAC(International Agency for Research on Cancer) 에서 class1 으로구분
아플라톡신 B 1 의독성발현기구 Aflatoxin B 1 섭취 Aflatoxin M 1 Milk Aflatoxin epoxide 주요효소 lysine 과반응 급성독성 Coden 249 of p53gene (binding to p53 gene Hepatitis B 1 ) Cancer Risk assessment for aflatoxins in foodstuffs. 2002
오크라톡신 (Ochratoxin) 생성균 Aspergillus 속 ( 특히 A. ochraceus) Penicillium 속시리얼, 맥주, 와인, 코코아, 커피, 말린건과일, 향신료, 곡류 ( 쌀, 보리, 밀, 옥수수등 ), 콩, 콩발효식품및그가공품에서발생다양한기후와식물에서발견 1965 년에발견 오크라톡신 A 이외에는독성이거의없음
오크라톡신생성균및생육조건 P. Verrucosum 유럽, 미국, 캐나다, 중동 보리, 옥수수등 A. Ochraceus 거의모든지역에서발견 땅콩, 대두, 보리, 밀 훈연또는염장된건생선 건조되거나저장식품 A. carbonarius o 32-35, dried vine fruits
오크라톡신의특징 C 20 H 18 CINO 6, 분자량 ; 403.82 g/mol 무색의결정체 비극성용매에잘용해열에안정 Ochratoxin A,B,C 와유사체 Phenlyalanine UV maxima, 213nm and 332nm in ethanol Fluorescence emission spectrum, 428nm Isocoumarin carbonyllic acid OH O COOH CH 2 CH NH C O O CH 3 Cl
오크라톡신의독성 IRAC(International Agency for Research on Cancer) 에서 class2b로구분 신독, 발암성간독성, 기형유발, 면역독소 동물의성, 종에따라각기다른독성생체내에서매우안정생체내혈액, 간, 대. 소변에서발견
한국인의식품별오크라톡신 A 노출기여도 식품명쌀및쌀가공품보리및보리가공품밀및밀가공품옥수수및옥수수가공품잡곡및혼합곡류가공품콩및콩발효식품포도주, 포도주스및건포도견과류및무화과종실류커피향신료돼지고기및햄합계 1 일섭취추정량 (PDI) (ng/kg b.w./day) 0.0165 0.0087 0.0195 0.0044 0.0044 0.0191 0.0007 0 0.0045 0.0168 0.0247 0.0066 0.1259 고려대정수현 2006. 09 (2005.05~2006.04) 기여도 (%) 13.1 6.9 15.5 3.5 3.5 15.2 0.6 0 3.6 13.3 19.6 5.2 100
파튤린 (Patulin) 생성균 Aspergillus 속 (A. clavatus, claviforme, giganteus, terreus) Penicillium 속 (P. patulum, expansum, melinii, leucopus, urticae) Byssochlamys 속사과, 포도, 배, 복숭아등과일과일부곡류, 치즈 ( 주로사과, 사과쥬스 ) 가공품에서검출 5~ 25 에서생성 1940년대항생제로사용
파튤린의특징 C 7 H 6 O 4, 분자량 ; 154.12 g/mol 무색의결정 mp=111 UV max = 276.5nm 벤젠, 석유에텔에불용성 ph 6 이하에서열안정성알칼리에불안정물, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트등에용해
파튤린의독성 Sulphydryl group과친화력 많은효소활성억제 DNA의산화적영향 기형유발발암성의심유전독성 LD 50 = 5 mg/kg (mice) SO 2 첨가로제거
Fumonisins 생성균 Fusarium 속 세계거의전지역의옥수수에서발견 B 1, B 2, B 3 독성은약하나오염수준이높음 175 에서 70% 소실 옥수수섭취량이많은지역에서피해발생
Fumonisins 의독성 말의뇌단백질연화증의원인물질 Sphingolipid 대사저해제 Fatty acid, glycerophospholipid 대사붕괴간독소, 모계독소, 신장독성등태아독성, 기형유발식도암과연관
기타곰팡이독소의급성독성 곰팡이독소 Ochratoxin T-2 Toxin Moniliformin Diacetoxyscirpenol Citrinin Deoxynivalenol Cyclopiazonic acid LD 50 ug/kg 3.6 4.9 5.4 3.8-5.9 95 140 100 가금류의 LD 50 /kg ( 경구투여 )
곰팡이독소규제목적및필요성 WHO에서분류하는생약중유해한오염물질검출 ; 생약의수확, 이동및저장시오염가능원료생약 (Medicinal plant Meterial) 생약원료의약품 (Herbal Preparation) 생약제제 (Finished Herbal Proproduct) WHO 등국제수준의유해물질관리및안전성확보
유럽 국가들의 곰팡이독소 규제현황 Food Feed Natural toxins : risk, regulations and the analytical situation in Europe, Anal Bioanal Chem 378, 2004
곰팡이독소기준 ( 유럽연합 ) 아플라톡신 B1 땅콩, 견과류, 건조과일류및그단순가공품 선별또는물리적처리한땅콩 Unit : μg / kg 2.0 8.0 선별또는물리적처리한견과류, 건조과일류 5.0 곡류및그단순가공품 2.0 곡류및선별또는물리적처리한옥수수제외 2.0 선별또는물리적처리한옥수수 5.0 고추속, 후추속, 육두구, 생강, 강황 5.0
Ochratoxin 곰팡이독소기준 ( 유럽연합 ) 곡류 Unit : μg / kg 5.0 모든식품의씨리얼 3.0 건조된포도과일 10.0 볶은커피빈 5.0 액상커피 10.0 와인 / 기타와인, 포도를사용한음료 2.0 포도주스, 포도과즙과농축포도주스함유음료 2.0 포도액 2.0 어린이용식품과곡류로가공한영유아식 0.5 어린이를위한의료용식이 0.5
곰팡이독소기준 ( 유럽연합 ) 파튤린 사과주스와과일넥타, 주요사과주스 Unit : μg / kg 50.0 Spirit drink, 사이다, 발효된음료 50.0 고체사과식품, 사과퓨레 25.0 유아용사과주스, 고체사과, 사과퓨레 10.0 DON 밀, 귀리, 옥수수이외의비가공곡류 1250 비가공밀, 귀리 1750 밀가루, 옥수수가루, 건조파스타 750 빵, 패스추리, 비스켓, 곡류과자및씨리얼 500 유아용곡류로만든가공식품 200
곰팡이독소기준 ( 유럽연합 ) Unit : μg / kg Zearalenone 옥수수이외의비가공곡류 100 옥수수가루를제외한곡류가루 75 빵, 패스추리, 비스켓 50 유아용옥수수이외의곡류로가공된식품 20
곰팡이독소기준 ( 미국 ) 아플라톡신 B+G Brazil nuts, foods, peanuts and peanut products Pistachio nuts Unit : μg / kg 20 20 아플라톡신 M1 milk 0.5 Fumonisin DON 권장규격배아를제거한건조가루, 옥수수제품들건조가루, 옥수수, 겨정제된옥수수팝콘용정제된옥수수권장규격최종밀제품 2 4 4 3 10 mg/kg
곰팡이독소기준 ( 일본 ) 아플라톡신 B1 Peanut and peanut products Pistachio nut, almond, brazilian nut Unit : μg / kg 10 10 Cashew nut, hazel nut, walnut, giant corn 10 파튤린 Apple juice and food made of only apple juice 50.0 DON 밀 1100
곰팡이독소기준 ( 호주 ) Aflatoxin B+G Peanuts Tree nuts Unit : μg / kg 15 15
식품중곰팡아독소규제현황 Aflatoxin B1 10ppb Aflatoxin M1 0.5ppb 고시제 2002-66 호 2002 년 Patulin 50ppb 고시제 2004-18 호 2004 년 Korea Food Code 2006 년 2007 년 파튤린시험법개정된장, 고추장, 고춧가루추가예정 Ochratoxin A 5ppb
세계각국의아플라톡신규제현황 Aflatoxin B 1 in food Total Aflatoxins in food Natural toxins : risk, regulations and the analytical situation in Europe, Anal Bioanal Chem 378, 2004
식품중아플라톡신규제현황 Aflatoxin B1 곡류, 두류견과류및그단순가공품 된장, 고추장, 고춧가루 Unit : μg / kg 10.0 10.0 권장규격고추가루, 실고추, 건조된고추속, 건조된후추속 10.0 Aflatoxin M1 제조, 가공직전의원유및우유류 0.5
식품중파튤린규제현황 Unit : μg / kg Patulin 사과주스 50 사과주스농축액 50 Ochratoxin A 권장규격말린포도류곡류, 볶은커피밀가루영유아용곡류조제식 10 5 3 0.5
생약에대한곰팡이독소규제현황 중국황색누룩곰팡이독소 B1(Aflatoxin) 5 ug/kg 이하중국약용식물및제제수출입녹색업무표준시행 (2001.7.1.) 아르헨티나아플라톡신 B1 으로서 5 ppb 아플라톡신 B1,B2,G1, G2 으로서 20ppb 이하 (2004 년 2nd Revised Draft WHO Guidelines)
생약에대한곰팡이독소규제현황 독일아플라톡신 B1 으로서 2 ppb 아플라톡신 B1,B2,G1, G2 으로서 4 ppb 이하 (2004 년 2nd Revised Draft WHO Guidelines) 유럽연합아플라톡신 B1으로서 5 ppb 아플라톡신 B1,B2,G1, G2으로서 10 ppb 이하식품중생강, 육두구, 후추, 강황, 울금포함
곰팡이와곰팡이독소 ( 아르헨티나 ) 곰팡이 (Aspergillus, Fusarium, Penicillium 속 ) 오염 곰팡이독소생성가능성 검출된품목센나, 등피, 박하, 길초근, 상기생겐티아나속, 라임
Flavi section 27 % 50 % 아플라톡신 (10~2000 ppb) 52 % of sample Aspergillus species Circumdati section 25 % 26.9 % 오크라톡신 A (0.12~9 ppb) Microbiological Research 159, 2004
Fumonisin B1 (20~22000 ppb) 27.5 % of sample Fusarium species Fumonisin B2 (5~3000 ppb) Microbiological Research 159, 2004
Mycotoxins produced by Aspergillus sp. and Penicillium sp. in liquid medium at 28 C Food Control 13, 2002
곰팡이오염정도에따른아플라톡신검출 Journal of Stored Products Research, 2007
Aflatoxin content of pods of Indian senna before drying and after sun or shade drying Method of drying Status of pods Content of aflatoxins (μg/kg) Average Range Drying in the sun Fresh 15.9 0 255.0 (47 measurements) Dry 33.6 ** 0 177.5 Drying in the shade Fresh 7.6 0 60.5 (27 measurements) Dry 28.0 ** 2 80.0 Significant increase after drying at P 0.001 (Wilcoxon test) Journal of Stored Products Research, 2007
감초및감초추출물중오크라톡신검출 <Occurrence of ochratoxin A in licorice and derived products in Spain> Sample n % positives Mean ± std. error (ng/g) Range Dry licorice root 15 100% 63.6 ± 20.8 1.4 252.8 Fresh licorice root 8 100% 9.2 ± 1.3 3.3 14.7 Licorice sweets 4 100% 3.8 ± 1.9 0.5 8.2 Licorice extract (liquid) 2 100% 16.0 ± 1.4 14.6 17.3 Licorice block (solid) 1 100% 39.5 39.5 *International Journal of Food Microbiology, 2007
오크라톡신이행률 Transfer rate of OTA from dry licorice root to the corresponding tea beverages obtained by decoction and infusion Experiment Decoction tea a Infusion tea a OTA content in dry licorice root 252.8 ng/g 252.8 ng/g Amount of dry licorice root used 10 g 25 g OTA content in herbal tea (100 ml) 1.1 ng/ml 0.6 ng/ml Transfer rate 4.35% 1% *International Journal of Food Microbiology, 2007
생약중곰팡이독소검출 대상생약 분석법 출 처 Rauwolfia serpentina ( 인도사목 ) Echinacea angustifolia Ginger, etc Sesame seed Sage Rosemary HPLC HPLC Determination of aflatoxins in medicinal herbs and plant extracts, 1995 Aflatoxins in spices, aromatic herbs, herb-teas and medicinal plants marketed in Italy Glycyrrhyza glabra ( 감초 ) HPLC High levels of ochratoxin A in licorice and derived products, International Journal of Food Microbiology, 2007
생약중곰팡이독소검출 대상생약 분석법 출 처 Senna Ginseng HPLC HPLC Aflatoxin contamination of pods of Indian Cassia senna L. (Caesalpinaceae) before harvest, during drying and in storage: Reasons and possible methods of reduction, Journal of Stored Products Research, 2007 Determination of aflatoxins and ochratoxin A in ginseng and other botanical roots by immunoaffinity column cleanup and liquid chromatography with fluorescence detection. J AOAC International, 2006 Devil s claw root Ginger Senna pods HPLC 2007 European Pharmacopoeia
식품중곰팡이독소모니터링 년도 2005 2005 2004 2002 2002 2001 연구과제명식품오염물질실태조사및안전관리곰팡이독소의국가안전관리체계구축을위한연구아플라톡신의식품및인체모니터링연구 (II) Aflatoxins의위해성평가를위한상대독성연구식품중곰팡이독소모니터링연구 (II) 곡류중아플라톡신B1의위해성평가 비고식약청식약청국립독성연구원국립독성연구원국립독성연구원국립독성연구원
생약 ( 한약 ) 중아플라톡신모니터링 과제명 검출품목 분석법 2004 년아플라톡신의식품및인체모니터링연구 (II) 국립독성연구원 감초 도인 사인 반하 홍화 ELISA HPLC GC-MS 2006 년 생약의유해물질기준제개정을위한연구 - 생약의곰팡이독소기준설정연구 백자인 (81.8%) 빈랑 (54.5%) 반하 (36.5%) 결명자 (18.2%) 원지 (18.2%) 도인 (18.2%) 산조인 (18.2%) 홍화 (9.1%) ELISA HPLC GC-MS
생약중진균모니터링연구 년도 2006 2003 2002 2001 연구과제명 생약의유해물질기준제개정을위한연구 (II) 생약의미생물한도시험 / 방사선조사허용기준설정의타당성연구 유통한약재의미생물오염실태에대한모니터링 유통한약재의미생물오염모니터링 비고 애엽, 박하, 생지황 ; 진균모니터링수행중아플라톡신및오크라톡신검출 - - 진균모니터링결과, 아플라톡신등곰팡이독소생성균포함되어있을것으로추정
곰팡이독소분석법 효소면역분석법 (ELISA) 박층크로마토그래피 (TLC) 액체크로마토그래피 (HPLC) 가스크로마토그래피 (GC) 질량분석 (LC-MS(-MS) or GC-MS)
아플라톡신분석 (EP_2007) ImmunoAffinity column HPLC/FDA Column : octadecylsilyl silica gel for chromatography (4.6 mm X 0.25 m) Mobile phase : Isocratic ACN : MeOH : Water = 2 : 3 : 6 Potassium bromide and nitric acid Fluorescence Detector Ex 360 nm, Em 450 nm Ex 365 nm, Em 435 nm Flow = 1 ml/min
아플라톡신분석 (EP_2007) Detection with Fluorescence Post-column derivatization with pyridinium hydrobromide perbromide (PBPB) Post-column derivatization with photochemical reactor (PHRED) Post-column derivatization with eletrochemically generated bromine (KOBRA) Pre-column derivatization with TFA (EP_2005)
아플라톡신분석 30 25 20 10 30 25 20 10 5 5 AFB AFB 1 conc. 1 conc. total AFs conc. total AFs conc. Aflatoxin concentration (ppb) Aflatoxin concentration (ppb) sweet corn sweet polished corn rice polished unpolished rice rice unpolished rice barley barley cereal wheat cereal flour wheat flour walnut walnut almond almond pistachio pistachio peanut peanut peanut butter peanut soy butter sauce soybean sauce paste soybean paste beer curry beer powder curry black powder pepper black red pepper pepper red soybean pepper oil soybean oil 0 0 Sample Sample 인삼중아플라톡신분석, J AOAC International, 2006 아플라톡신의식품및인체모니터링연구, 2004
감초중오크라톡신분석 Sample n % positives Mean ± std. error (ng/g) Dry licorice root 15 100% 63.6 ± 20.8 Fresh licorice root 8 100% 9.2 ± 1.3 Range 1.4 252.8 3.3 14.7 Licorice sweets 4 100% 3.8 ± 1.9 0.5 8.2 Licorice extract (liquid) Licorice block (solid) 2 100% 16.0 ± 1.4 14.6 17.3 1 100% 39.5 39.5
아플라톡신기준설정 ( 권장규격 ) 기준 생약관련외국기준참고 중국아르헨티나독일유럽연합 아플라톡신 B1 (ppb) 5 5 2 5 총아플라톡신 - 20 4 10 식품부아플라톡신기준 (10 ppb)
아플라톡신기준설정 ( 권장규격 ) 적용대상 곰팡이독소검출이력품목 EU (EP) 등식품에서기준설정된품목 감초, 계피, 도인, 맥아, 목향, 박하, 반하, 백자인, 부소맥, 부자, 빈랑, 결명자, 도인, 사인, 산사, 산조인, 생지황, 신곡, 애엽, 오미자, 용안육, 원지, 홍화자 강황 ( 울금 ), 건강 ( 생강 ), 육두구, 천수근, 후추 자료조사 곰팡이독소검출 진균검출이력 기타생약 ( 유럽 ) 가자, 인도사목, 호유자 상기생, 센나, 등피, 길초근 페퍼민트, 라임, 캐모마일
곰팡이독소연구방향 국제적수준의기술축적 각국의기준및분석법에관한자료조사 발리데이션의요건을갖춘분석법확립 생약별체계적인모니터링실시
곰팡이독소연구방향 독성저감화기술모색 화학적, 물리적제어법개발 생물학적제어법개발
lightnature@kfda.go.kr Tel : 02-380-1892,3 Fax : 02-380-1894