선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 그러므로 축산식품의 안전성 관리를 위하여 축산식품 중 벤지미다졸계 구충제 분석시 유기용매 사용량을 줄이고, 검출률과 회수율을 높일 수 있는 정확한 시험법의 확립이 요구되어진다. 따라서 본 연구는 기존의 전처리 방법을 개선하고 LC/MS/MS를 이용하여 국내 유통 중인 축산식품 중에서 벤지미다졸계 구충제를 분석하기 위한 최적의 시험법을 확립하고 이를 바탕으로 생산지역별 잔류량 실태를 조사하고자 한다.
제안 방법
- 1% formic acid를 증류수에 녹인 것과 methanol로 하여 LC 분리 조건을 정하고, 실제 시료 매트릭스 및 불순물의 간섭을 최소화하는 이동상 조성 및 gradient 조건을 최적화하여 회수율, 검출한계 및 정량한계를 구하였다(Table 1). MS의 분석조건은 각각의 표준품에 대한 이온 및 그 이온 생성에 필요한 각 파라미터를 최적화하였고 쪼개짐 이온을 2개 이상 선택하여 최적화하였다(Table 2).
- 국내 유통 중인 쇠고기, 돼지고기, 닭고기를 생산지역에 따라 7개 권역(서울, 경기, 충청, 경상, 전라, 강원, 제주)으로 나눠서 수거를 하고, 그 수는 각 지역의 생산량(도축량)의 비율과 벤지미다졸계 구충제의 사용량을 고려하였다. 또한 벤지미다졸계 구충제는 동물에 투여 후 그 잔류량이 지방>간>신장>근육의 순으로 분포하므로 시료 채취시 지방이 포함된 부위를 위주로 총 270건을 수거하여 벤지미다졸계 구충제 잔류량 모니터링을 실시하였다.
- 3과 같이 분석이 용이하지 않았다. 따라서 이를 개선하고자 최근 염기의 성질을 띤 물질 및 아민구조를 가지고 있는 분석물을 정제할 때 많이 사용되어지고 있는 MCX(mixed mode cation exchange) 카트리지를 이용하였다. 이는 산성조건에서 분석물질이 카트리지에 흡착이 되고 염기성조건에서 용출되는 성질을 이용한 것으로 그 분석결과는 Fig.
- 또한 벤지미다졸계 구충제는 동물에 투여 후 그 잔류량이 지방>간>신장>근육의 순으로 분포하므로 시료 채취시 지방이 포함된 부위를 위주로 총 270건을 수거하여 벤지미다졸계 구충제 잔류량 모니터링을 실시하였다.
- 본 연구에서 사용한 기기는 Shiseido의 nanospace II system 모델의 HPLC(JP/Nanospace SI-2, Shiseido, Tokyo, Japan)를 Applied Biosystem사의 API 4000Qtrap(US/API4000, Applied Biosystem, Foster City, CA, USA)에 연결하였으며, 통합 실행 프로그램(operating system)은 ABI의 Analysis 1.4.2를 사용하여 분석 및 데이터 처리를 하였다. 분석컬럼은 Shiseido MG II C18(2.
- 분석컬럼은 Shiseido MG II C18(2.0 mm×150 mm, 5 µm)을, 이동상은 10 mM amonium formate와 0.1% formic acid를 증류수에 녹인 것과 methanol로 하여 LC 분리 조건을 정하고, 실제 시료 매트릭스 및 불순물의 간섭을 최소화하는 이동상 조성 및 gradient 조건을 최적화하여 회수율, 검출한계 및 정량한계를 구하였다(Table 1).
- 축산식품에서 벤지미다졸계 구충제를 분석하는 기존의 시험법은 acetonitrile을 추출용매로 하고, 본 연구는 간장이나 생물에서 벤지미다졸계 구충제 분석시 많이 사용되고 있는 ethyl acetate를 추출용매로 하였다. 두 추출용매의 회수율을 비교한 결과 albendazole 75%, fenbendazole 80%, oxibendazole 95%, flubendazole 85%이었고, Thiabendazole은 ethyl acetate로 추출할 경우 90%, acetonitrile로 추출할 경우 65%의 회수율을 보여주었다.
대상 데이터
- Albendazole과 oxibendazole은 Sigma(St. Louis, MO, USA)에서 구입을 하고, thiabendazole, fenbendazole, flubendazole은 Riedelde-Han(Seezle, Hannover, Germany)에서 구입을 하여 100 mL 용량플라스크에 각각의 표준품 10.0 mg을 넣고 100 mL methanol로 정용하여 표준원액(100 µg/mL)으로 사용하였다.
- 벤지미다졸계 구충제의 추출과 LC/MS/MS 분석에 이용되는 ethyl acetate와 hexane(J.T, Baker, Phillipsburg, NJ, USA)은 HPLC급을 사용하였고, ethanol-0.2 N HCl은 ethanol(Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan) 66 mL에 0.2 N HCl(Dongwoo Fine Chem, Iksan, Korea) 33 mL를 가하여 제조하였다. 정제 카트리지로 mixed mode cation exchange(MCX, 60 mg,3 cc, Waters, Milford, MA, USA)를 사용하였고, 5% 개미산 메탄올 용액은 formic acid(96%, Sigma-Aldrich, Steinhelm, Germany) 5 mL를 methanol(J.
- T, Baker)로 100 mL 정용하여 사용하였으며, 5% 메탄올성 수산화암모늄은 25% ammonia hydroxide(Merck, Darmstadt, Germany) 20 mL를 methanol로 100 mL 정용하였으며 시험하기 전에 만들어 사용하였다. 이동상에는 ammonium formate(Sigma)와 formic acid(Sigma)를 사용하였고, 증류수는 저항값이 18 MΩ 이상인 것을 사용하였다.
- 2 N HCl(Dongwoo Fine Chem, Iksan, Korea) 33 mL를 가하여 제조하였다. 정제 카트리지로 mixed mode cation exchange(MCX, 60 mg,3 cc, Waters, Milford, MA, USA)를 사용하였고, 5% 개미산 메탄올 용액은 formic acid(96%, Sigma-Aldrich, Steinhelm, Germany) 5 mL를 methanol(J.T, Baker)로 100 mL 정용하여 사용하였으며, 5% 메탄올성 수산화암모늄은 25% ammonia hydroxide(Merck, Darmstadt, Germany) 20 mL를 methanol로 100 mL 정용하였으며 시험하기 전에 만들어 사용하였다. 이동상에는 ammonium formate(Sigma)와 formic acid(Sigma)를 사용하였고, 증류수는 저항값이 18 MΩ 이상인 것을 사용하였다.
성능/효과
- 본 연구에서 확립한 전처리 시험법으로 기기분석시 분석이 가능하지만 벤지미다졸계 구충제의 잔류허용기준에 비하여 기기의 감도가 낮아 검출한계가 높아져서 그 실효성에 문제가 있다. 그러므로 본 연구에서는 이 문제를 해결하고자 고감도를 가지고 선택성이 뛰어난 LC/MS/MS를 이용하여 기존의 분석결과보다 더 정확한 결과를 얻었다.
- 축산식품에서 벤지미다졸계 구충제를 분석하는 기존의 시험법은 acetonitrile을 추출용매로 하고, 본 연구는 간장이나 생물에서 벤지미다졸계 구충제 분석시 많이 사용되고 있는 ethyl acetate를 추출용매로 하였다. 두 추출용매의 회수율을 비교한 결과 albendazole 75%, fenbendazole 80%, oxibendazole 95%, flubendazole 85%이었고, Thiabendazole은 ethyl acetate로 추출할 경우 90%, acetonitrile로 추출할 경우 65%의 회수율을 보여주었다. 그러므로 ethyl acetate를 추출용매로 사용하는 것이 더 효율적임을 알 수 있다.
- 1 mg/kg보다 낮은 수준이었다. 또한 fenbendazole에 대한 노출량 평가 결과 JECFA에서 정하고 있는 ADI의 0.01% 이하로 나타났다. 그러나 축산 농가에서 축산물의 생산량을 높이기 위하여 벤지미다졸계 구충제를 과다 사용하거나 안전휴약기간을 준수하지 않을 경우 축산물의 체내에 잔류가능성이 높기 때문에 지속적인 잔류실태 조사가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
- 999 이상의 좋은 직선성을 가졌으며 회수율은 albendazole 71-74%, fenbendazole 70-72%, thiabendazole 79-83%, flubendazole 79-83%, oxibendazole 81-86%로 좋은 결과를 얻었다. 또한 검출한계 및 정량한계는 0.01 ppb, 0.03 ppb로 잔류허용기준이 가장 낮은 flubendazole의 10 ppb보다 100배 정도 더 좋은 감도를 가지고 있으며, 소의 근육, 간, 및 천엽에서 MSPD법으로 분석한 실험(21)과 정제과정 없이 유기용매로 추출하여 LC/MS로 분석한 실험의 회수율(22)보다 본 연구의 시험법이 더 좋은 회수율을 보여주었다. 또한 확립된 시험법을 이용하여 유통 중인 돼지고기, 쇠고기, 닭고기 총 270건을 수거하여 잔류량을 모니터링 한 결과 경기, 충청, 전라, 경상 지역에서 수거한 돼지고기에서 fenbendazole이 0.
- 4와 같았으며, C18과 Silica 카트리지로 정제한 것과 비교하여 더 좋은 정제효과를 나타내는 것을 알 수 있다. 또한 본 연구에서 확립한 전처리 시험법으로 분석시 기존의 분석시 사용되는 유기용매 사용량인 150 mL 보다 유기용매 사용량을 30 mL 정도로 하여 유기용매 사용량을 5배 정도 줄이는 경제적 효과를 얻어낼 수 있다.
- 03 ppb로 잔류허용기준이 가장 낮은 flubendazole의 10 ppb보다 100배 정도 더 좋은 감도를 가지고 있으며, 소의 근육, 간, 및 천엽에서 MSPD법으로 분석한 실험(21)과 정제과정 없이 유기용매로 추출하여 LC/MS로 분석한 실험의 회수율(22)보다 본 연구의 시험법이 더 좋은 회수율을 보여주었다. 또한 확립된 시험법을 이용하여 유통 중인 돼지고기, 쇠고기, 닭고기 총 270건을 수거하여 잔류량을 모니터링 한 결과 경기, 충청, 전라, 경상 지역에서 수거한 돼지고기에서 fenbendazole이 0.0012-0.0031 mg/kg의 수치로 검출이 되었고, 그 검출률은 4.4%이었으나 잔류허용기준인 0.1 mg/kg보다 낮은 수준이었다. 또한 fenbendazole에 대한 노출량 평가 결과 JECFA에서 정하고 있는 ADI의 0.
- 01%에 해당되는 낮은 수준으로 국민 건강에 안전하다고 볼 수 있었다. 모니터링 결과 쇠고기, 닭고기에서는 벤지미다졸계 구충제가 검출되지 않고 돼지고기에서만 12건이 검출된 것으로 보아, 소나 닭보다 돼지의 사육시 벤지미다졸계 구충제가 많이 사용되고 있음을 알 수 있었다.
- 벤지미다졸계 구충제 표준품은 쇠고기 잔류허용기준(MRL)을 기준으로 하여 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0배 농도로 제조하여 LC/MS/MS로 분석하여 정량에 사용된 MS 이온의 peak 봉우리 면적으로 검량선을 작성한 결과 상관계수 값이 모두 0.999 이상의 직선성을 나타내었다. 또한 벤지미다졸계 구충제 각각의 peak들의 분리능이 양호하고 10분 이내에 동시 분석할 수 있었으면 그 totalion chromatogram은 Fig.
- 벤지미다졸계 구충제가 잔류되지 않은 쇠고기, 돼지고기, 닭고기 시료를 찾아 Codex guideline에 의하여 쇠고기, 돼지고기, 닭고기 잔류허용기준의 0.5, 1.0, 2.0배가 되는 농도를 첨가하여 6번 반복하여 회수율을 측정한 결과, 70-85%의 회수율을 나타내었으며, 상대표준편차(RSD)는 6.5% 이내로 적합한 시험법임을 확인하였다(Table 3).
- 본 연구를 통하여 확립된 시험법은 고감도를 가지고 선택성이 뛰어난 LC/MS/MS를 이용하여 한번의 시료전처리와 분석을 통하여 축산식품 중 잔류하는 벤지미다졸계 구충제인 albendazole, fenbendazole, thiabendazole, flubendazole 및 oxibendazole 5종의 잔류량 분석을 가능하게 하였다. 추출용매로 ethyl acetate를 사용하고 MCX 카트리지를 이용하여 정제를 한 시험법으로 Codex guideline(20)에 따라 검량선의 직선성, 회수율, 검출한계 및 정량한계 등에 대한 실효성을 검증한 결과 검량선은 모두 0.
- 이상에서 확립된 시험법을 이용하여 국내 유통 중인 축산식품 중 쇠고기 80건, 돼지고기 120건, 닭고기 70건, 총 270건을 수거하여 벤지미다졸계 구충제 잔류량을 분석한 결과 경기, 충청, 경상, 전라 지역에서 각각 3건씩 fenbendazole이 돼지고기에서 0.0012-0.0031 mg/kg 으로 검출이 되었다(Table 4). 검출량은 잔류허용기준인 0.
- 본 연구를 통하여 확립된 시험법은 고감도를 가지고 선택성이 뛰어난 LC/MS/MS를 이용하여 한번의 시료전처리와 분석을 통하여 축산식품 중 잔류하는 벤지미다졸계 구충제인 albendazole, fenbendazole, thiabendazole, flubendazole 및 oxibendazole 5종의 잔류량 분석을 가능하게 하였다. 추출용매로 ethyl acetate를 사용하고 MCX 카트리지를 이용하여 정제를 한 시험법으로 Codex guideline(20)에 따라 검량선의 직선성, 회수율, 검출한계 및 정량한계 등에 대한 실효성을 검증한 결과 검량선은 모두 0.999 이상의 좋은 직선성을 가졌으며 회수율은 albendazole 71-74%, fenbendazole 70-72%, thiabendazole 79-83%, flubendazole 79-83%, oxibendazole 81-86%로 좋은 결과를 얻었다. 또한 검출한계 및 정량한계는 0.
- 크로마토그램상에서 얻어진 peak의 신호 대 잡음비(S/N ratio) 3을 검출한계로 하고, 신호 대 잡음비 10을 정량한계로 구한 결과 검출한계는 0.01-0.04 ppb의 범위를 가지며 정량한계는 0.03-0.13 ppb이였다. 벤지미다졸계 구충제의 잔류허용기준 중 가장 낮은 농도가 flubendazole 10 ppb임을 감안할 때 100배 정도 높은 감도를 가지고 있다.
후속연구
- 01% 이하로 나타났다. 그러나 축산 농가에서 축산물의 생산량을 높이기 위하여 벤지미다졸계 구충제를 과다 사용하거나 안전휴약기간을 준수하지 않을 경우 축산물의 체내에 잔류가능성이 높기 때문에 지속적인 잔류실태 조사가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.