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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 식품 중 미량으로 존재하고 있는 과산화수소의 분석방법으로 과실류, 채소류 등을 대상식품으로 하여 전기화학검출기를 이용한 Micro LC 분석방법을 확립하고자 Takahashi 등（顷의 방법을 적용하여 동품목들에 대한 과산화수소의 함유량 분석을 수행하였다.
제안 방법
- 국내 식품군별로 분류한 곡류, 견과류, 서류, 과실류, 채소류, 어패류 및 해조류 중 찹쌀, 호두, 감자, 레몬, 토마토, 게 및 미역을 각각 선정하여 Micro-LC 분석방법을 적용시켜 회수율을 검토하였다. 각각의 시료를 30~40g씩 취한 후 여기에 4。＜2의 물 100 mL를 가하고 균질기로 2분간 균질화시킨 다음 여과지로 여과시킨 액에 물을 가하여 200 mL로 하였을 때 과산화수소의 농도가 5 ppm이 되도록 30% 과산화수소 표준액을 주입하였다.
- 국내유통식품 가운데 곡류, 견과류, 서류, 과실류, 채소류, 어패류 및 해조류중에서 각각 찹쌀, 호두, 감자, 레몬, 토마토, 게 및 미역에 대한 회수율 검토를 통한 식품 중 과산화수소의 분석방법을 검토하였으며 확립된 분석법을 이용하여 조사대상식품인 과실류 중 사과, 배, 바나나, 레몬, 수박, 복숭아, 오렌지, 딸기, 대추 9종, 채소류 중 당근, 시금치, 토마토, 쑥갓, 호박, 피망, 양파, 양배추, 오이, 무, 배추, 우엉, 마늘, 생강, 미나리, 옥수수, 가지, 콩나물, 브로콜리 19종 등 각 식품에 함유된 과산화수소의 함유량을 조사하였다. 실험에 사용한 시약중 표준품으로 사용한 30% 과산화수소(Merch Co.
- 15 mL의 유속으로 흘려주면서 분석 하였을 때 과 산화수소 표준용액의 수율차이를 비교하였다. 또한 전기화학 검출기에 들어있는 백금전극에 흐르는 전압을 0.2 0.4, 0.6, 0.8 및 1.0 V로 각각 다르게 하여 과산화수소 수율차이를 비교하였다. 여기에 사용한 과산화수소 표준용액은 최종농도 5 ppm으로 조제하여 사용하였다.
- 분석대상식품 중 시간에 따른 과산화수소의 농도변화를 파악하고자 회수율이 가장 좋은 토마토를 표준시료로 하여 상기 시료전처리 조건에 따라 최종 농도가 5ppm이 되도록 시료를 조제한 다음 이를 4°C 조건하에서 방치하면서 정확히 3시간마다 과산화수소의 농도변화를 Micro-LC로 분석하여 파악하였다.
- 각각의 시료를 30~40g씩 취한 후 여기에 4。＜2의 물 100 mL를 가하고 균질기로 2분간 균질화시킨 다음 여과지로 여과시킨 액에 물을 가하여 200 mL로 하였을 때 과산화수소의 농도가 5 ppm이 되도록 30% 과산화수소 표준액을 주입하였다. 이 액을 물로 5배 희석한 다음 Sep-pak C18 카트리지를 통과시킨 후 다시 cellulose nitrate filter(0.45 皿)을 통과시켜 정제한 액을 Micro-LC를 이용하여 상기 조건에서 분석하였다.
- 6mL으로 하였다. 이동상과 전해질의 사용 및 기기운용은 칼럼을 통과하여 나온 액에 일정한 농도의 무수황산나트륨 전해질용액을 소형혼합기를 이용하여 균일하게 섞어준 다음 이를 백금전극을 이용하는 전기화학 검출기에 흘려주어 과산화수소의 농도를 측정하였으며 이때 전기 화학검 출기 에 사용하는 전해질용액의 농도와 백금전극에 흐르는 전압의 세기에 따른 분석조건의 차이점을 검토하였다. 전해질용액으로는 무수황산나트륨용액을 사용하였으며 이 용액을 농도별로 달리하여 10, 20, 50, 100 및 200 mM로 각 각 만든 후 EDTA • 2Na이 10㎛ 되도록 혼합한 전해질용 액을 분당 0.
- 이동상과 전해질의 사용 및 기기운용은 칼럼을 통과하여 나온 액에 일정한 농도의 무수황산나트륨 전해질용액을 소형혼합기를 이용하여 균일하게 섞어준 다음 이를 백금전극을 이용하는 전기화학 검출기에 흘려주어 과산화수소의 농도를 측정하였으며 이때 전기 화학검 출기 에 사용하는 전해질용액의 농도와 백금전극에 흐르는 전압의 세기에 따른 분석조건의 차이점을 검토하였다. 전해질용액으로는 무수황산나트륨용액을 사용하였으며 이 용액을 농도별로 달리하여 10, 20, 50, 100 및 200 mM로 각 각 만든 후 EDTA • 2Na이 10㎛ 되도록 혼합한 전해질용 액을 분당 0.15 mL의 유속으로 흘려주면서 분석 하였을 때 과 산화수소 표준용액의 수율차이를 비교하였다. 또한 전기화학 검출기에 들어있는 백금전극에 흐르는 전압을 0.
대상 데이터
- Micro-LC 분석기기의 조건으로 칼럼은 양이온교환수지가 충진되어 있는 Shodex SUGAR lonpak KS-801 칼럼(300 mmX8mm ID, Japan)을 사용하였으며 이동상으로는 3차 증류수로서 유속은 분당 0.6mL으로 하였다. 이동상과 전해질의 사용 및 기기운용은 칼럼을 통과하여 나온 액에 일정한 농도의 무수황산나트륨 전해질용액을 소형혼합기를 이용하여 균일하게 섞어준 다음 이를 백금전극을 이용하는 전기화학 검출기에 흘려주어 과산화수소의 농도를 측정하였으며 이때 전기 화학검 출기 에 사용하는 전해질용액의 농도와 백금전극에 흐르는 전압의 세기에 따른 분석조건의 차이점을 검토하였다.
- , USA)는 특급시약을 사용하였으며 분석기기는 Micro-LC(Shisheido Nanospace SI-1, Japan)를 사용하였다. 검출기는 전기화학검출기를 사용하였으며 여기에 사용한 셀은 외장형 셀(Eicom Co., Japan)을 사용하였다. 또한 시료 정제 시 사용한 카트리지는 Sep-pak Ci8(3 cc, Waters Co.
- 국내유통식품 가운데 곡류, 견과류, 서류, 과실류, 채소류, 어패류 및 해조류중에서 각각 찹쌀, 호두, 감자, 레몬, 토마토, 게 및 미역에 대한 회수율 검토를 통한 식품 중 과산화수소의 분석방법을 검토하였으며 확립된 분석법을 이용하여 조사대상식품인 과실류 중 사과, 배, 바나나, 레몬, 수박, 복숭아, 오렌지, 딸기, 대추 9종, 채소류 중 당근, 시금치, 토마토, 쑥갓, 호박, 피망, 양파, 양배추, 오이, 무, 배추, 우엉, 마늘, 생강, 미나리, 옥수수, 가지, 콩나물, 브로콜리 19종 등 각 식품에 함유된 과산화수소의 함유량을 조사하였다. 실험에 사용한 시약중 표준품으로 사용한 30% 과산화수소(Merch Co., Germany)와 무수황산나트륨 및 EDTA(각각 Sigma chemical Co., USA)는 특급시약을 사용하였으며 분석기기는 Micro-LC(Shisheido Nanospace SI-1, Japan)를 사용하였다. 검출기는 전기화학검출기를 사용하였으며 여기에 사용한 셀은 외장형 셀(Eicom Co.
- 회수율이 우수한 과실류 및 채소류 중에서 국내에 유통되고 있는 식품 총 28종을 대상으로 과산화수소의 함유량을 조 사하였다.
이론/모형
- 신속하고 정확한 식품 중 과산화수소 분석방법을 확립하고자 물을 이동상으로 양이온수지칼럼에서 과산화수소를 분리한 후 전기화학검출기로 검출하는 Mico-LC법을 사용하였으며 여기에 사용한 전해질용액인 무수황산나트륨의 최적농도 및 검출기의 최적전압은 각각 50 mM, 0.6 V이었다. 본Micro-LC 방법을 적용하여 국내 식품 중 토마토와 레몬에 대한 회수율을 검토한 결과 각각 98.
성능/효과
- 국내유통식품 중 과실류 및 채소류에서 선정된 식품에 대 해 과산화수소를 분석한 결과는 Table 3과 같다. 과실류중 바나나, 복숭아, 오렌지 및 딸기에서는 각각 0.6, 0.5 1.9 및 0.9 ppm이 검출되었고 그 외 사과, 배, 레몬, 수박 및 대추는 모두 불검출이었으며 채소류중 피망, 양파, 오이 우엉 및 가지는 각각 0.5, 0.6, 0.9, 0.8 및 0.4 ppm이었고 당근, 시금치, 토마토, 쑥갓, 호박, 양배추, 무, 배추, 마늘, 생강, 미나리, 옥수수, 가지, 콩나물 및 브로콜리는 모두 불검출이었다. 이와 같이 본 실험을 통하여 식품 중 과실류 및 채소류에 대한 과산화수소의 분석은 가능함을 알 수 있었다.
- 1%로서 낮은 회수율을 나타내었다. 따라서 Micro-LC를 이용하여 전기화학검출기로 분석하는 시험방법은 다른 식품에 비하여 주로 수분이 많고 단백질 및 지방의 함량이 낮은 과실류 및 채소류와 같은 식품에 한하여 적용 가능함을 알 수 있었다.
- 분석을 위해 사용한 검출기인 전기화학검출기에는 백금전극이 있어 이곳을 통과하는 전해질용액인 무수황산나트륨의 농도와 전압의 세기에 따라 그 분석결과에 차이가 있으므로 무수황산나트륨용액의 농도를 각각 10, 20, 50, 100 및 200mM로 달리한 조건하에서 실험을 수행한 결과 가장 적절한 농도는 50 mM이었다. 무수황산나트륨 용액의 농도가 50mM보다 낮은 농도인 10 및 20mM에서는 과산화수소의 검출한계가 낮고 100 및 200mM의 높은 농도에서는 검출기에 S/N(signal/noise)비가 높아 식품 중 천연유래 과산화수소 가 매우 미량일 경우에는 검출에는 한계가 있음을 알 수 있었다. 또한 전기화학검출기의 백금전극에 흐르는 전압의 세기를 0.
- 6 V이었다. 본Micro-LC 방법을 적용하여 국내 식품 중 토마토와 레몬에 대한 회수율을 검토한 결과 각각 98.3 및 97.4%이었으며, 국내유통식품 중 채소류 및 과실류 총 28종에 대하여 과산화수소를 분석한 결과, 과실류인 바나나, 복숭아, 오렌지 및 딸기에서 각각 0.6, 0.5, 1.9 및 0.9ppm, 채소류인 피망, 양파, 오이, 우엉 및 가지에서 각각 0.5, 0.6, 0.9, 0.8 및 0.4 ppm이 검출되었으며 나머지 19종은 모두 불검출이었다.
- 분석을 위해 사용한 검출기인 전기화학검출기에는 백금전극이 있어 이곳을 통과하는 전해질용액인 무수황산나트륨의 농도와 전압의 세기에 따라 그 분석결과에 차이가 있으므로 무수황산나트륨용액의 농도를 각각 10, 20, 50, 100 및 200mM로 달리한 조건하에서 실험을 수행한 결과 가장 적절한 농도는 50 mM이었다. 무수황산나트륨 용액의 농도가 50mM보다 낮은 농도인 10 및 20mM에서는 과산화수소의 검출한계가 낮고 100 및 200mM의 높은 농도에서는 검출기에 S/N(signal/noise)비가 높아 식품 중 천연유래 과산화수소 가 매우 미량일 경우에는 검출에는 한계가 있음을 알 수 있었다.
- 4 ppm이었고 당근, 시금치, 토마토, 쑥갓, 호박, 양배추, 무, 배추, 마늘, 생강, 미나리, 옥수수, 가지, 콩나물 및 브로콜리는 모두 불검출이었다. 이와 같이 본 실험을 통하여 식품 중 과실류 및 채소류에 대한 과산화수소의 분석은 가능함을 알 수 있었다.
- 회수율을 측정한 결과는 Table 2에서 보는 바와 같이 토마토가 98.3%로 가장 좋았으며 그 다음은 레몬으로 97.4%이었고 그 외 호두, 게, 찹쌀, 감자 및 미역은 각각 87.1 59.0 35.9, 36.0 및 34.1%로서 낮은 회수율을 나타내었다. 따라서 Micro-LC를 이용하여 전기화학검출기로 분석하는 시험방법은 다른 식품에 비하여 주로 수분이 많고 단백질 및 지방의 함량이 낮은 과실류 및 채소류와 같은 식품에 한하여 적용 가능함을 알 수 있었다.
- 회수율이 좋은 토마토를 대상으로 하여 시간에 따른 과산 화수소의 함유량 변화율을 4°C 조건하에서 검토하였을 때 전처리 직후의 토마토중에 함유된 과산화수소의 회수율은 98.3% 이었으며 3시간 경과 후에는 회수율이 75%으로 상당히 감소하였다(Fig. 1). 또한 시간이 갈수록 그 농도는 점차적으로 낮아져 24시간 후에는 과산화수소가 완전히 소멸됨을 알 수 있었으며 이는 과산화수소가 아스코르빈산과 같은 물질의 영향 등 주변환경에 대해 구조적으로 상당히 불안정한 물질이므로 시료를 전처리한 후 신속히 분석을 수행해야 함을 알 수 있었다.
후속연구
- 1). 또한 시간이 갈수록 그 농도는 점차적으로 낮아져 24시간 후에는 과산화수소가 완전히 소멸됨을 알 수 있었으며 이는 과산화수소가 아스코르빈산과 같은 물질의 영향 등 주변환경에 대해 구조적으로 상당히 불안정한 물질이므로 시료를 전처리한 후 신속히 분석을 수행해야 함을 알 수 있었다.
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