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문제 정의
- 따라서 식품 중에 첨가된 타르색소에 대한 정확한 분석으로 위생관리가 요구되고 있으나 현행 식품공전에는 정 성시험법만이 수재되어 있으며 지금까지 연구 보고된 분석법들도 시료전처리가 복잡하고 색소별로 분석조건이 달라 동시 정량이 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 시중 유통되고 있는 사탕, 청량음료, 빙과 및 옥춘 등의 식품에 첨가된 타르색소에 대하여 새로운 전처리방법과 HPLC에 의한 동시정량으로 분석시간을 단축하고 정확한 사용실태 를 파악하고자 하였다. 황색4호, 황색5호, 적색2호, 적색3호, 적색40호, 청색1호, 청색2호 등 7종의 타르색소에 대하여 시료 전처리법을 검토한 결과 aminopropyl amine cartridge를 이용한 색소 추출법으로 기존의 방법에 비해 전처리과정을 크게 단축할 수 있었으며 대상식품별 회수율은 사탕 및 옥춘 66.
- 이에 본 연구에서는 시중 유통되고 있는 사탕, 청량음료, 빙과 및 옥춘등의 식품에 첨가된 타르색소에 대하여 새로운 전처리방법과 HPLC에 의한 동시정량으로 분석 시간을 단축하고 정확한 사용실태를 파악하여 식품의 안전수준을 평가하는 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 시료용액 조제 - 사탕, 청 량음료, 빙과를 약 5~10g 취하여 1%초산으로 용해하고 aminopropyl amine catridge에 통과시켜 색소를 침착 시킨 후 1% 초산으로 여러 번 세척하여 당류를 제거시키고 1% 암모니아수로 색소를 추출하였으며 적색 3호가 있는 경우 28%암모니아수 :95%에탄올 (1 : 1)로 추출하였다. 추출액을 초산으로 pH5~6이 되도록 조절 한 후 총량을 10 ml로 하여 시료용액으로 하였다.
- 시험조작: 위의 혼합표준용액 및 시료용액은 0.45 nm filter로 여과하여 Table 1과 같은 조건으로 HPLC(Waters, U.S.A.)분석을 하였으며 혼합표준용액의 크로마토그람은 Fig. 2와 같다.
- 이에 본 연구에서는 전처리과정을 간소화하여 분석시간을 단죽시키기 위해 aminopropyl amine cartridge를 이용하여 색소를 추출하였다.
대상 데이터
- 대상식품: 1999년 2월부터 11월 사이에 서울, 경기지역에서 제조 . 유통되고 있는 사탕류 36개 품목, 옥춘(제수용 사탕) 4개 품목, 청량음료 30개 품목 및 빙과류 30개 품목 등 총 4종 100개 품목을 구입하여 재료로 사용하였다.
- 분석대상 타르색소: 황색4호(Tartrazine: Y4), 황색5호 (Sunset yellow FCF: Y5), 적색2호(Amaranth: R2), 적색3 호(Erythrosine: R3), 적색40호(Allura red: R40), 청색1호 (BrilUant blue FCF: Bl) 및 청색2호(Indigo carmine: B2)의 7종을 선택하였다.
- 시약 - 분석대상 타르색소 7종은 표준품으로서 三潦化學 工業(Japan)의 食用色素標本을 사용하였고 acetonitrile과 water는 HPLC용으로 J.T. Baker(U.S.A.) 제품을, 그 외 시약은 특급시약을 사용하였으며 정제용 cartridge는 미리 1% 초산 약 10 ml로 용출시킨 aminopropyl amine (1000 mg/ 6 ml, Spe-ed SPE cartridge, applied separations, U.S.A.)을 이용하였다.
- 제조 . 유통되고 있는 사탕류 36개 품목, 옥춘(제수용 사탕) 4개 품목, 청량음료 30개 품목 및 빙과류 30개 품목 등 총 4종 100개 품목을 구입하여 재료로 사용하였다.
- 0% 이상의 초산농도에서 색소가 모두 보유되었다.적색3 호를 제외한 색소의 용출액으로 1% 암모니아수를 사용하였으며 적색3호에 대한 용출액은 28% 암모니아수 : 95% 에탄올(1 : 1) 혼합용액을 사용하였다.
성능/효과
- 그 결과 적색2호는 1976년 미국에서 발암성이 있다는 이유로 식품에의 사용이 금지되었고 적색3호의 경우도 미국식품의약품청(FDA)에서 발암성 판정을 받은 바 있으며" FAO/WHO에서 권장하는 일일허용섭취량'”도 각 색소마다 차이가 있어 황색4호 0-7.5 ㎎/㎏.bw/day, 황색5호 0~2.
- Aminopropyl amine cartridge의 색소 보유에 관여하는 산의 영향을 검토하기 위해 초산을 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, 1.0%, 1.2%의 농도로 조제하여 통과시킨 결과 1.0% 이상의 초산농도에서 색소가 모두 보유되었다.적색3 호를 제외한 색소의 용출액으로 1% 암모니아수를 사용하였으며 적색3호에 대한 용출액은 28% 암모니아수 : 95% 에탄올(1 : 1) 혼합용액을 사용하였다.
- FAO/WHO에서 권장하는 일일허용섭취량과 비교하여 볼 때 위 대상식품의 대부분은 타르색소 사용에 있어서 크게 문제가 없는 것으로 나타났으나 옥춘과 빙과류의 일부제품 에서 사용된 적색3호와 적색2호는 안전수위에 적신호를 보이고 있었다.
- Table 3에서와 같이 사탕 36개 품목의 타르색소 검출농도 범위는 황색4호 0.5-50.1 mgeg (평균 14.8 ㎎/㎏), 황색 5호 3.0~30.6 ㎎/㎏(평균 16.4 ㎎/㎏), 적색2호 4.5-20.4 ㎎/㎏(평 균 12.7 ㎎/㎏), 적 색40호 0.5~27.8 ㎎/㎏(평균 10.3 ㎎/㎏), 청색 1 호 0.2~3.4㎎/㎏(평균 1.8㎎/㎏)이었으며 적색3호 및 청색2호는 검출되지 않았다.
- Table 6은 제수용 사탕인 옥춘 4개 품목에 대한 분석 결과로 색소별 사용빈도와 농도는 황색4호가 4개 품목에서 2.9~389.7 ㎎/㎏(평균 106.7 mg&kg), 적색2호가 1개 품목에서 191.2 ㎎/㎏, 적색3호가 4개 품목에서 38.9-867.3 mg/ kg평균 372.4 ㎎/㎏), 청색 1호가 2개 품목에서 0.4~13.8 ㎎/㎏(평균 7.1 ㎎/㎏)으로 다른 식품에 비하여 훨씬 진한 농도로 사용되어 안전성에 대한 문제가 있을 것으로 예측되었다.
- 색소별 사용빈도는 사탕류의 경우 황색4호, 청량음료는 청색1호, 빙과류는 적색2호가 가장 많이 사용되었고 모든 대상식품에서 가장 많이 사용된 색소는 황색4호, 전혀 사용되지 않는 색소는 청색2호로 나타났으며 2개 이상의 혼합색소 사용율이 많아 종합적인 검토의 필요성이 제기되고 있다. 대 상식품의 대부분은 타르색소가 FAO/WHO에서 권장한 일일허용섭취량보다 안전한 수준으로 사용되고 있었으나 적 색3호와 적색2호가 867.3 ㎎/㎏, 191.2 mg&g이 검출된 옥춘과 적색2호가 44.8 ㎎/㎏이 검출된 빙과류 등은 안전성 이 우려되었다. 또한 발암성의 이유로 미국에서는 사용이 금지된 적색 2호가 우리 나라에서는 사탕 등 어린이 선호 식품에 빈번하게 사용되고 있었다.
- 8%의 결과를 얻었다. 대상 식품 4종 100개 품목에 대한 식품별 색소사용농도는 사탕류 N.D.-50.1 mg/kg, 청 량음료 N.D.~49.9 ㎎/㎏, 빙과류 N.D.~56.0 ㎎/㎏로 비슷하였고, 옥춘의 경우 N.D.~867.3 ㎎/㎏로 다른 식품보다 15배 이상 진한 농도로 사용되었음을 알 수 있었다. 색소별 사용빈도는 사탕류의 경우 황색4호, 청량음료는 청색1호, 빙과류는 적색2호가 가장 많이 사용되었고 모든 대상식품에서 가장 많이 사용된 색소는 황색4호, 전혀 사용되지 않는 색소는 청색2호로 나타났으며 2개 이상의 혼합색소 사용율이 많아 종합적인 검토의 필요성이 제기되고 있다.
- 대상식품별 혼합색소 사용실태를 살펴보면 Table 7과 같이 사탕 11개 품목(31%), 청량음료 14개 품목(47%), 빙과류 15개 품목(50%)으로 빙과류에서 혼합색소 사용 비율이 가장 높게 나타났는데 빙과류는 다른 식품들보다 부형제의사용이 많아 착색은 물론 색의 표현이 어렵기 때문이라고 사료된다. 옥춘의 경우 4개 품목 모두에서 혼합색소를 사용한 것으로 나타났는데 이는 예로부터 전해 내려오는 제수용품의 특유한 색을 표현하기 위함일 것이다.
- 또한 빙과류 30개 품목에 대한 분석은 Table 5와 같이 황색 4호 1.0~56.0mg/kg평균 15.2 ㎎/㎏), 황색 5호 0.8~24.7 mg/kg평균 8.1 ㎎/㎏), 적색2호 2.7~44.8 ㎎/㎏(평균 16.1 ㎎/㎏), 적색40호 2.7~27.4 ㎎/㎏(평균 10.6 ㎎/㎏), 청색 1호 0.9~ 13.0 ㎎/㎏(평균 4.9m&kg)의 결과를 나타내었으며 사탕, 청량음료와 마찬가지로 적색3호, 청색2호는 검출되지 않았다.
- 3 ㎎/㎏으로 다른 대상식품에 비하여 15배 이상 진한 농도로 사용되었음을 알 수 있었다. 또한 색소별 사용 빈도는 황색 4호가 전 대상식품에서 기본적으로 많이 사용되며, 청색2호는 모든 대상식품에서 사용되지 않고, 적색3 호는 옥춘에만 사용되었음을 확인할 수 있었다.
- 빙과류에서 가장 많이 사용된 색소는 적색2호로 14개 품목(46.7%)에서 검출되었고 황색4호, 적색40호 및 청색 1호가 11개 품목(36.7%)으로 같은 빈도로 사용됐으며 가장 적게 사용된 색소는 4개 품목(13.3%)에서 검출된 황색 5호로 사탕, 청량음료와 달리 적색계통의 색소가 월등히 많이 사용되었음을 알 수 있었다.
- 사탕류의 색소별 사용빈도는 황색4호가 20개 품목 (55.6%)으로 가장 높았고 청색1호 14개 품목(38.9%), 적색 40호 9개 품목(25.0%), 황색5호 7개 품목(19.4%), 적색2호 4개 품목(11.1%)순으로 황색계열의 색소가 가장 많이 사용되고 있음을 확인하였다.
- 위 분석결과를 종합하여 볼 때 식품별 타르색소의 사용 농도는 사탕류 N.D.-50.1 ㎎/㎏, 청량음료 N.D.-49.9 mg/ kg, 빙과류 N.D.~56.0 ㎎/㎏으로 비슷하였고 옥춘의 경우 N.D.~867.3 ㎎/㎏으로 다른 대상식품에 비하여 15배 이상 진한 농도로 사용되었음을 알 수 있었다. 또한 색소별 사용 빈도는 황색 4호가 전 대상식품에서 기본적으로 많이 사용되며, 청색2호는 모든 대상식품에서 사용되지 않고, 적색3 호는 옥춘에만 사용되었음을 확인할 수 있었다.
- 위의 타르색소 7종의 50㎎/㎏ 혼합표준용액을 색이 없는 사탕, 청량음료, 빙과에 첨가한 후 회수율을 검토한 결과 Table 2와 같이 사탕 및 옥춘 66.1-95.6%, 청량음료 69.2-99.6%, 빙과 65.8-96.8% 이었으며 색소별 검출한계는 황색4호, 황색5호, 적색2호, 적색3호, 적색4Q호 및 청색 1호는 0.05 ㎎/㎏, 청색 2호는 0.1 ㎎/㎏이었다.
- 청량음료 30개 품목에 대한 분석 결과는 Table 4와 같이 황색4호 0.1~49.9mg/kg평균 14.4㎎/㎏), 황색5호 1.0~29.7 ㎎/㎏(평균 18.2㎎/㎏), 적색2호 L7~31.6 ㎎/㎏(평균 16.1 ㎎/㎏), 적색4Q호 10.9~25.8mg/kg평균 20.8 ㎎/㎏), 청색 1호 0.1 ~4.4 ㎎/㎏(평균2.2 ㎎/㎏)이었으며, 사탕류와 마찬 가지로 적색3호와 청색2호는 검출되지 않았다.
- 청량음료에의 색소별 사용은 청색1호가 18개 품목 (60.0%)으로 가장 많았고 황색4호 12개 품목(40.0%), 황색 5호 7개 품목(23.3%), 적색 2호 6개 품목(20.0%), 적색40호 3개 품목(10.0%)순이었으며 적색보다는 청색과 황색계열의 색소가 훨씬 많이 사용되고 있는 것으로 나타났다.
- 청량음료의 회수율이 사탕, 빙과보다는 다소 높은 것으로 나타났고 색소별 회수율은 적색3호와 청색2호가 비교적 낮았는데 이는 적색3호의 경우 산성 용액하에서는 광선에 약한 키산틴계 색소이고 청색2호는 다른 색소에 비해 안정성이 낮기 때문인 것으로 사료된다.
- 이에 본 연구에서는 시중 유통되고 있는 사탕, 청량음료, 빙과 및 옥춘 등의 식품에 첨가된 타르색소에 대하여 새로운 전처리방법과 HPLC에 의한 동시정량으로 분석시간을 단축하고 정확한 사용실태 를 파악하고자 하였다. 황색4호, 황색5호, 적색2호, 적색3호, 적색40호, 청색1호, 청색2호 등 7종의 타르색소에 대하여 시료 전처리법을 검토한 결과 aminopropyl amine cartridge를 이용한 색소 추출법으로 기존의 방법에 비해 전처리과정을 크게 단축할 수 있었으며 대상식품별 회수율은 사탕 및 옥춘 66.1-95.6%, 청량음료 69.2-99.6%, 빙과 65.8~96.8%의 결과를 얻었다. 대상 식품 4종 100개 품목에 대한 식품별 색소사용농도는 사탕류 N.
후속연구
- 그러나 위 분석결과와 같이 사용되는 타르색소의 종류 및 농도가 식품에 따라 차이가 있으므로 식품 섭취량을 다각적으로 검토하여 타르색소 사용식품과 더불어 사용량도 함께 규제해야 할 것으로 사료된다.
- 따라서 어린이 선호 식품뿐만 아니라 항상 섭취하는 식 품은 타르색소의 안전성을 고려하여 사용색소와 더불어 사 용량을 규제하는 것이 바람직하며 홍보, 교육, 감시, 표시기 준 관리 등으로 다각적인 관리가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 혼합색소의 사용은 색을 다양하게 표현하는 등의 장점이 있으나 단일색소보다는 독성이 클 것으로 추정되므로 향후이에 대한 안전성 평가가 이루어져야 한다.
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