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문제 정의
- 분석 .동정함으로써 방사선 조사선량과 양의상관성 을 가지 는 휘 발성 조사물질을 구명 하여 방사선 조사판별을 위한 표지물질로 제시하고자 하였다. 그 결과 총 150종의 휘발성 성분이 방사선 조사된 쇠고기 에서 검출되었으며 이는 주로 탄화수소류, 방향족화합물류, 알데히드류, 케 톤류, acid류, 에스테르화합물류 및 기 타 화합물류로 구성 되어 있었다.
- 따라서 본 연구에서는 방사선 조사된 쇠고기를 시료로 하여 LLCE법 으로 휘 발성 향기 성 분을 추출한 후 gas chro matography/mass spectrometry(GC/MS)법으로 분석, 동정하여 방사선 조사 선량 증가와 양( + )의 상관성을 가지는 휘 발성 조사물질 (irradiation-induced volatile flavor compound)을 구명 함으로써 쇠고기 의 방사선 조사 판별을 위한 표지물질을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- Fig. 1과 같이 LLCE장치를 제조한 후 각 선량별(0, 1, 3, 5 및 10 kGy)로 조사된 쇠고기의 휘발성 향기 성분을 추출하였다. 추출방법으로서는 균질화된 시료 100 g에 내부표준물질 인 2, 4, 6-trimethylpyridine(TMP) 3 mL (136.
- 오븐온도는 40°C에서 5분간 머문 후 200°C까지 3°C/min 속도로 승온한 다음 10분간 머 물도록 하였으며 그후 240 °C에서 35분간 post run단계를 가지도록 설정하였다. MSD 분석조건은 capillary direct interface 온도, 200°C; ion source 온도, 204°C; ionization energy, 70 eV; mass range, 33-350 amu; electron multiplier voltage, 1500 V로 하였다. 분석은 각 추출물에 대해 2번씩 반복 수행하였다.
- 각 선 량별(0, 1, 3, 5, 10 kGy)로 조사된 쇠고기를 시료로 하여 LLCE법 으로 휘 발성 향기 성 분을 추출한 후 GC/ MS법으로 분석 .동정함으로써 방사선 조사선량과 양의상관성 을 가지 는 휘 발성 조사물질을 구명 하여 방사선 조사판별을 위한 표지물질로 제시하고자 하였다.
- 2 Ug)를 첨 가한 후 재 증류한 diethyl ether 450 mL를 3회 로나누어 추출한 후 diethyl ether 층만을 round flask(2L) 에 분리하여 넣고 냉동고(-68±2°C)에서 4시간 방치하였다. 그 후 round flask를 LLCE장치 에 설치 하고 3개의 cooling trap내 에는 추출용매로서 재 증류한 methylene- chloride를 각각 50 mL씩 넣고 외부보온용기 에 액 체질 소를 부은 후 진공(<4x 10 4 torr) 및 극저온(-40°C)에서 휘발성 성 분을 2시 간 동안 추출하였다. 이 추출액은 냉동고 (-26°C)에 하룻밤 저장하여 얼음층을 제거하고 질소가스로 휘발성성 분 추출액을 Vigreux column상에서 10 mL 까지 농축한 후 무수황산나트륨(2 g)으로 여 분의 수분을 제거한 다음 1.
- 08 mm)에 함기포장을 하여 심온냉동고(-68 ±2°C)에 하룻밤 저장하였다. 그후 ice chest(4°C 이하)에 담아 한국원자력연구소 방사선 가공실에서 60Co 감마선 (10만 Ci, AECL, Canada)으로 각각 1, 3, 5 및 10 kGy 선량으로 조사하였다. 이때 정확한 흡수선량을 확인하기 위해 ceric cerous dosimeter(Cecil Instruments, U.
- 점이다. 따라서 각 방사선조사 선량별에 따라 쇠고기에서 검출된 150종의 휘발성 화합물 중에서 표지물질 선정을 위해 비 조사된 쇠고기 (0 kGy)에서 검출된 휘발성 성 분들은 모두 제외시켰으며 방사선 조사 선량증가에 대해 함량이 양 ( + )의 상관성 을 가지 며 증가하는 휘발성 성 분을 선정 하였다. 그 결과 (E)-2-hexenal, nonene, 2-nonenal, cy- clodecene, dodecene 및 cyclododecene 등 총 6종의 화합물이 표지물질로 선정되었는데, (E)-2-hexenal과 2- nonenal은 1 kGy의 선량으로 조사한 시 료에서 검 출되 기시작흐].
- MSD 분석조건은 capillary direct interface 온도, 200°C; ion source 온도, 204°C; ionization energy, 70 eV; mass range, 33-350 amu; electron multiplier voltage, 1500 V로 하였다. 분석은 각 추출물에 대해 2번씩 반복 수행하였다.
- 그후 ice chest(4°C 이하)에 담아 한국원자력연구소 방사선 가공실에서 60Co 감마선 (10만 Ci, AECL, Canada)으로 각각 1, 3, 5 및 10 kGy 선량으로 조사하였다. 이때 정확한 흡수선량을 확인하기 위해 ceric cerous dosimeter(Cecil Instruments, U.K)를 사용하였으며, 방사선 조사 직후 시료는 빠른 시간 안에 실험실로 운반하여 냉동고(-26°C)에 저장하면서 분석에 사 용하였다.
- 추출된 휘 발성 성 분은 HP 6890 GC/5973 mass selec tive detector(MSD, Hewlett-Packard Co., USA) 에 의 해분석 및 동정하였으며 분석조건은 다음과 같았다. 시료휘발성 성분 추출농축액은 질소가스로 0.
- 1과 같이 LLCE장치를 제조한 후 각 선량별(0, 1, 3, 5 및 10 kGy)로 조사된 쇠고기의 휘발성 향기 성분을 추출하였다. 추출방법으로서는 균질화된 시료 100 g에 내부표준물질 인 2, 4, 6-trimethylpyridine(TMP) 3 mL (136.2 Ug)를 첨 가한 후 재 증류한 diethyl ether 450 mL를 3회 로나누어 추출한 후 diethyl ether 층만을 round flask(2L) 에 분리하여 넣고 냉동고(-68±2°C)에서 4시간 방치하였다. 그 후 round flask를 LLCE장치 에 설치 하고 3개의 cooling trap내 에는 추출용매로서 재 증류한 methylene- chloride를 각각 50 mL씩 넣고 외부보온용기 에 액 체질 소를 부은 후 진공(<4x 10 4 torr) 및 극저온(-40°C)에서 휘발성 성 분을 2시 간 동안 추출하였다.
대상 데이터
- 24)를 나타내어 표지 물질로서 는 부적 당한 것 으로 판단하였다. 따라서 (E)-2-hexenal, nonene, 2-nonenal 및 cyclodecene 등 4종의 화합물을 쇠고기의 방사선 조사 판별을 위한 표지 물질로 선정하였다. 앞으로는 방사선조사 및 비조사된 쇠고기 를 저 장하면서 휘 발성 성 분을 분석 하여 지 방산화 등에 의해 비조사육에서도 검출되는 표지물질들은 제외시켜 순수하게 방사선조사에 의해서만 생성되는 표지 물질을 선정하는 연구 및 방사선 조사된 쇠고기에서 저장 중에 검출되기 시 작하는 휘 발성 성 분을 표지 물질로 선정하는 연구가 계속되어야 할 것으로 판단되었다.
- 본실험에 사용한 쇠고기(양지살)는 도살 후 1일 숙성된 것을 경남 마산시 소재의 정육점에 의뢰하여 구입한후 ice chest(4°C 이 하)에 담아 실험실로 운반한 다음 저온(15°C)에서 균질화시켜 150g 단위로 폴리에틸렌 포장 필름(두께 0.08 mm)에 함기포장을 하여 심온냉동고(-68 ±2°C)에 하룻밤 저장하였다. 그후 ice chest(4°C 이하)에 담아 한국원자력연구소 방사선 가공실에서 60Co 감마선 (10만 Ci, AECL, Canada)으로 각각 1, 3, 5 및 10 kGy 선량으로 조사하였다.
- 이중 탄화수소류(기종)와 방향족 화합물류(35종)가 가장 많이 검출되었으며, 휘발성 조사물질로서 는 (E)-2-hexenal, nonene, 2-nonenal, cyclod ecene, dodecene 및 cyclododecene 등 총 6종의 화합물이 선정 되 었다. 하지 만 검 출 조사선 량 범 위 와 상관계수값을 고려하였을 때 dodecene과 cyclododecene은 표지 물질로서는 부적 당하였으며 (E)-2-hexenal, nonene, 2-nonenal 및 cyclodecene 등 4종의 화합물이 쇠 고기 의 방사선 조사판별을 위한 표지 물질로 선정하였다. 이중 방사선 조사선량 증가에 대 해 가장 높은 양의 상관성 을 나타낸 화합물은 cyclodecene(r=0.
데이터처리
- 그리고 정량분석을 위하여 각 화합물의 함량은 내부표준 물질을 이용하여 상대적 함량(factor=l, ng/g)으로 환산하였고, co-eluting된 화합물의 피 크는 Hites와 Biemann 의 방법 (24)에 따라 오차를 최 대한 줄였다. 또한 방사선 조사선 량과 양의 상관성 을 가지 는 휘 발성 향기 성 분을 구명 하기 위 해 SPSS (Statistical Package, SPSS Inc.)을 이용하여 방사선 조사선량과 각 화합물의 상대적 함량 간의 회귀분석을 하였다.
이론/모형
- , USA)에 의 하였다. 그리고 정량분석을 위하여 각 화합물의 함량은 내부표준 물질을 이용하여 상대적 함량(factor=l, ng/g)으로 환산하였고, co-eluting된 화합물의 피 크는 Hites와 Biemann 의 방법 (24)에 따라 오차를 최 대한 줄였다. 또한 방사선 조사선 량과 양의 상관성 을 가지 는 휘 발성 향기 성 분을 구명 하기 위 해 SPSS (Statistical Package, SPSS Inc.
성능/효과
- 각 선량별에 따른 쇠고기의 휘발성 향기성분을 LLCE 법 및 GC/MS법으로 분석한 결과 총 150종의 화합물이 검출되 었다(Table 1). 이는 주로 탄화수소류(기종), 방향족화합물류(35종), 알데히드류(15종), 케톤류(7종), acid류 (4종), 에스테르화합물류(6종) 및 기타화합물류(12종)으로 구성되어 있었다.
- 따라서 각 방사선조사 선량별에 따라 쇠고기에서 검출된 150종의 휘발성 화합물 중에서 표지물질 선정을 위해 비 조사된 쇠고기 (0 kGy)에서 검출된 휘발성 성 분들은 모두 제외시켰으며 방사선 조사 선량증가에 대해 함량이 양 ( + )의 상관성 을 가지 며 증가하는 휘발성 성 분을 선정 하였다. 그 결과 (E)-2-hexenal, nonene, 2-nonenal, cy- clodecene, dodecene 및 cyclododecene 등 총 6종의 화합물이 표지물질로 선정되었는데, (E)-2-hexenal과 2- nonenal은 1 kGy의 선량으로 조사한 시 료에서 검 출되 기시작흐]. 였고, cyclodecene과 dodecene은 3 kGy, nonene 은 5 kGy 선량 이상으로 조사한 시료에서 검출되었다.
- 동정함으로써 방사선 조사선량과 양의상관성 을 가지 는 휘 발성 조사물질을 구명 하여 방사선 조사판별을 위한 표지물질로 제시하고자 하였다. 그 결과 총 150종의 휘발성 성분이 방사선 조사된 쇠고기 에서 검출되었으며 이는 주로 탄화수소류, 방향족화합물류, 알데히드류, 케 톤류, acid류, 에스테르화합물류 및 기 타 화합물류로 구성 되어 있었다. 이중 탄화수소류(기종)와 방향족 화합물류(35종)가 가장 많이 검출되었으며, 휘발성 조사물질로서 는 (E)-2-hexenal, nonene, 2-nonenal, cyclod ecene, dodecene 및 cyclododecene 등 총 6종의 화합물이 선정 되 었다.
- 기 타화합물류 중에는butyrolactone과 y-nonalactone과 같은 lactone류 2종이 검출되었는데, Watanabe와 Sato(37)는 가열한 쇠고기의 지 방질에서 일련의 yTactone류가 형성되었다고 하였고, Luning 등(38) 은 지방산의 과산화 및 열에너지에 의해 alkyl계열의 lactone류가 형성될 수 있다고 하였다. 따라서 본 실험에서 검출된 lactone류는 열에 의한 것보다는 지방산의 산화에 의해 형성된 것으로 추정되었다.
- 하지만 Hwang 등(8)에 의해서는 pentadecane과 heptadecane이 비조사된 육류에서도 검출된다고 보고하였고, Kim 등(9)은 방사선 조사된 육류에서만 검출되는 것으로 보고하여 상반된 결과를 나타내었다. 반면 1-tetradecene은 모두 방사선 조사된육류에서 만 검출된다는 공통된 결과를 보고하였는데, 본 실험결과에서는 1-tetradecene, pentadecane 및 hepta decane 등 3종의 화합물 모두 비조사된 신선한 육류(0 kGy)에서도 검출됨으로서 방사선 조사 판별을 위한 표지물질로는 부적당한 것으로 나타났다.
- 방향족화합물류는 탄화수소류 다음으로 많이 검출되었는데 총 35종의 방향족화합물류중 대부분이 C3-alkyl benzene 류 (8 종), C4-alkylbenzene류(15종) 및 naphtha- lene류(6종)가 검출되 었다. Borenstein과 Bunnell(28) 및 Pippen 등(29)은 닭고기, 쇠고기, 버터 및 생선류에서 검출되 는 methylbenzene, xylene 및 benzene유도체 들은 전구체인 carotenoid로부터 생성된다고 추정하였다.
- 또한 hexanal은 방사선 조사된 닭고기 에서 조사선량의 증가에 대해 유의적 인 양( + )의 상관성을 가지며 (34), 비조사된 닭고기육에서도 검출되었다(35). 본 실험의 경우 비조사된 쇠고기 신선육에서 검출되었으므로 방사선 조사 표지물질로서는 부적당한 것으로 판단되었다.
후속연구
- 따라서 (E)-2-hexenal, nonene, 2-nonenal 및 cyclodecene 등 4종의 화합물을 쇠고기의 방사선 조사 판별을 위한 표지 물질로 선정하였다. 앞으로는 방사선조사 및 비조사된 쇠고기 를 저 장하면서 휘 발성 성 분을 분석 하여 지 방산화 등에 의해 비조사육에서도 검출되는 표지물질들은 제외시켜 순수하게 방사선조사에 의해서만 생성되는 표지 물질을 선정하는 연구 및 방사선 조사된 쇠고기에서 저장 중에 검출되기 시 작하는 휘 발성 성 분을 표지 물질로 선정하는 연구가 계속되어야 할 것으로 판단되었다.
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