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문제 정의
- 따라서 본 연구는 유통 중인 비알콜음료 중 다량무기질의 실제 함량 및 비율을 파악함으로써 소비자들이 제품의 선택시 고려할 수 있는 자료의 제공 및 비알콜음료를 통한 다량무기질 섭취 수준에 따른 건강위해성 평가를 수행하기 위한기초자료로 활용하고자 한다.
가설 설정
- 5)ND=not detected.
- 6)ND=not detected.
제안 방법
- 검량선은 나트륨 및 인 개별 표준액과 칼륨 및 마그네슘혼합 표준액 100 mg/L을 5% 질산에 희석하여 1～10 mg/L로 조제하고, 칼슘 개별 표준액을 1～5 mg/L로 조제하여 ICP-OES로 측정하여 검량선을 작성하였다.
- 다량무기질은 반응의 표준편차와 검량선 기울기에 근거하여 다음과 같은 방법에 따라 검출한계(limit of detection,LOD)와 정량한계(limit of quantitation, LOQ)를 구하였다.
- 시료 채취는 고체상의 내용물이 있는 경우는 제품 전체를 혼합기로 균질화 하였고, 탄산음료는 개봉하여 10분간 초음파 처리하여 탄산가스를 제거한 뒤 시료를 채취하였다. 시료 0.1～2 mL를 마이크로웨이브용 PTFE(polytetra-fluoroethylene) vessel(OMNI/XP 1500)에 정밀히 달아 질산(70%) 10 mL를 가한 후 hood에서 16시간 방치하여 예비 분해하였다. 시료는 Table 2와 같이 Microwave Digestion System으로 분해하고 -20oC의 냉동실에서 2시간 방냉·탈기한후 초순수를 가하여 25 mL로 희석하고 여과 후 시험용액으로 사용하였다.
- 시료 채취는 고체상의 내용물이 있는 경우는 제품 전체를 혼합기로 균질화 하였고, 탄산음료는 개봉하여 10분간 초음파 처리하여 탄산가스를 제거한 뒤 시료를 채취하였다. 시료 0.
- 시료의 분해 장치는 Microwave Digestion System(MARS5 Version 194A06, CEM, Matthews, NC, USA)을 이용하였으며, 나트륨, 칼슘, 인, 칼륨 및 마그네슘 분석은 ICP-OES(Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer, Varian, Mulgrave, VIC, Australia)를 이용하여 측정하였다.
- 시료의 분해에 사용한 질산은 EP-S(Electronic grade, Dong Woo Fine Chem., Seoul, Korea)를 사용하였고, 분해후 여과를 위하여 Nylon syringe filter(13 mm, 0.45 μm)는Whatman(Middlesex, UK)을 사용하였다.
- 정확도를 확인하기 위하여 초순수에 나트륨, 인 및 칼슘 개별 표준액과 칼륨 및 마그네슘 혼합 표준액 100 mg/L를 전처리 후 최종농도가 1 mg/L가 되도록 첨가하여 분석시료와 동일하게 처리한 후 ICP-OES로 측정하여 회수율을 구하고 정밀도를 파악하기 위하여 변동계수(coefficient of variation, %)를 구하였다.
대상 데이터
- 무기질 분석에 사용된 시료는 Table 1과 같이 식품공전(2)의 식품군(Food Class) 분류체계에 따라 음료 207건, 액상커피 24건 및 액상차 19건이었으며, 음료는 과일·채소류음료 98건, 탄산음료 33건 및 혼합음료 76건이었다.
- 본 연구는 비알콜음료 중 다량무기질 함량을 파악하기 위하여, 2010년 6～12월 중 서울지역 대형유통센터 등에서 유통되고 있는 음료 207건, 액상커피 24건 및 액상차 19건을 구입하여 습식분해로 전처리 후 ICP-OES를 이용하여 분석하였다. 다량무기질 평균 함량은 칼륨 208.
- 시료는 Table 2와 같이 Microwave Digestion System으로 분해하고 -20oC의 냉동실에서 2시간 방냉·탈기한후 초순수를 가하여 25 mL로 희석하고 여과 후 시험용액으로 사용하였다. 시험용액 중 나트륨, 칼슘, 인, 칼륨 및 마그네슘은 ICP-OES를 이용하여 측정하였으며, 기기분석 조건은 Table 3과 같다.
- 칼륨과 마그네슘 분석을 위한 표준액은 혼합표준액(ICP multi-element standard solution Ⅷ) 100 mg/kg(MERCK, Damstadt, Germany)과 칼슘, 나트륨, 인 분석을 위한 개별표준액 1,000 mg/kg(MERCK)을 5% 질산에 희석하여 사용하였다.
데이터처리
- 6)Means with superscripts (a>b) within a column are significantly from each other at α=0.05 as determined by Duncan's multiple range test.
- 다량무기질의 분석결과는 SAS 9.2 프로그램(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 통계처리 및 분석하였고, 음료의 유형별 다량무기질 함량은 평균 및 표준편차로 나타내었다. 음료의 유형별 다량무기질 평균 함량의 차이는 ANOVA test를 이용하여 분산분석 후 α=0.
- 음료의 유형별 다량무기질 평균 함량의 차이는 ANOVA test를 이용하여 분산분석 후 α=0.05 수준에서 던칸 다중위검정법(Duncan's multiple range test)을 실시하여 유의성을 검증하였다.
성능/효과
- 그리고 세분류에 따라서도 유의적인 차이(p<0.05)가 있었으며, 사이다의 나트륨 표시량에 대한 실측치의 비율이 186.1±197.8%로 가장 높아 제품에 표기되어 있는 나트륨 함량에 비해 실제 나트륨 함량이 높게 검출되었다.
- 나트륨 함량은 총 250개 제품 중 219개 제품에 표시되어 있었으며, 표시량에 비해 평균 58.9±45.0%의 나트륨이 검출되었다.
- 다량무기질 중 칼슘 함량은 Table 6과 같이 평균 89.0±161.0 mg/L(ND～1350.0 mg/L)이었으며, 개별 포장용기당 평균 26.0±57.7 mg/container(ND～675.0 mg/container)가 함유되어 있었다.
- 다량무기질의 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)를 구한 결과 칼륨, 나트륨, 인, 칼슘, 마그네슘의 검출한계는 각각 0.005, 0.040, 0.014, 0.091, 0.014 mg/L이었으며, 정량한계는 0.017, 0.133, 0.048, 0.304, 0.048 mg/L이었다.
- 또한 포장용기 당 인 함량 또한 유의적인 차이가 있었으며(p<0.001), 액상커피의 평균 인 함량이 40.7±41.7 mg/container로 유의적으로 가장 높았고 액상차의 평균 인 함량이3.3±2.6 mg/container로 유의적으로 가장 낮았다.
- 또한 포장용기당 인 함량 또한 유의적인 차이가 있었으며(p<0.001), 콜라의 평균 인 함량이 75.5±79.3mg/container로 유의적으로 가장 높았다.
- 본 연구의 무기질 분석을 위한 시료 수는 전체 비알콜음료에 대한 식품종(Food Species) 중 과일·채소류 음료, 탄산음료, 혼합음료, 액상커피, 액상차의 비율이 각각 39.2, 13.2, 30.4, 9.6, 7.6%로, 통계청 자료(1)에 의한 전체 비알콜음료중 음료의 유형별 생산량이 과일·채소류 음료, 탄산음료, 혼합음료, 액상커피, 액상차가 각각 23.6, 38.7, 23.7, 6.4, 7.6%와 비교하면 생산량에 비해 탄산음료의 비율이 낮고 과일·채소류 음료와 혼합음료의 비율이 높았다.
- 세분류 따른 제품별의 칼슘 함량은 유의적인 차이가 있었으나(p<0.001), 포장용기당 마그네슘 함량은 유의적인 차이가 없었다.
- 세분류에 따른 제품별 칼륨 함량에 유의적인 차이가 있었으며(p<0.001), 과채음료의 칼륨 함량이 평균 709.0±364.1mg/L로 유의적으로 가장 높았다.
- 식품공전(2)의 식품군 중 식품종 분류체계에 따라 음료를 과일·채소류음료, 탄산음료 및 혼합음료로 분류하여 나트륨 함량을 살펴본 결과 식품종에 따른 유의적인 차이가 있었으나(p<0.001), 포장용기당 나트륨 함량은 유의적인 차이가 없었다.
- 식품종 중 과일 · 채소류음료와 액상커피에 평균 마그네슘 함량이 각각 11.6±26.0 mg/L, 11.6±18.8 mg/L로 유의적으로 높았다.
- 식품종 중 액상커피의 칼슘 함량이 평균 236.5±260.2mg/L로 유의적으로 가장 높았으며, 액상차의 칼슘 함량이 3.4±7.6 mg/L로 유의적으로 가장 낮았다.
- 식품종 중 액상커피의 평균 함량이 150.6±77.8 mg/L로 유의적으로 가장 높았으며, 탄산음료와 액상차의 나트륨 함량이 35.1±29.9 mg/L, 39.0±14.3 mg/L로 유의적으로 가장 낮았다.
- 식품종에 따른 마그네슘 함량은 유의적인 차이가 있었으나(p<0.05), 포장용기당 마그네슘 함량은 유의적인 차이가 없었다.
- 식품종에 따른 인 함량에 유의적인 차이가 있었으며(p<0.001), 칼슘과 마찬가지로 식품종 중 액상커피의 인 함량이 평균 195.2±197.9 mg/L로 유의적으로 가장 높았으며, 액상차의 인 함량이 8.6±6.6 mg/L로 유의적으로 가장 낮았다.
- 식품종에 따른 인과 칼슘의 비율은 액상차가 13.8±25.7로 유의적으로 가장 높았으며, 세분류에 따른 인과 칼슘의 비율은 스포츠음료가 48.5±75.6으로 유의적으로 가장 높았다.
- 식품종에 따른 칼륨 함량에 유의적인 차이가 있었으며(p<0.001), 액상커피의 평균 함량이 537.4±431.2 mg/L로 유의적으로 가장 높았고, 탄산음료, 혼합음료 및 액상차의 칼륨함량이 각각 71.5±118.4 mg/L, 71.4±95.9 mg/L 및 40.7±25.4 mg/L로 유의적으로 가장 낮았다.
- 실험방법의 유효성을 검증하기 위하여 회수율에 따른 정확성 및 정밀도를 살펴본 결과 칼륨, 나트륨, 인, 칼슘, 마그네슘의 회수율은 각각 75.8±2.8, 77.4±3.2, 93.1±2.1, 81.7±3.1, 96.9±8.9%였으며, 변동계수는 칼륨, 나트륨, 인, 칼슘, 마그네슘 각각 3.7, 4.2, 2.2, 3.8, 9.2%였다.
- 이 중 스포츠음료의 나트륨 함량이 152.3±80.2 mg/L로 유의적으로 가장 높았으며, 사이다의 나트륨 함량이 20.7±11.9 mg/L로 유의적인 수준으로 가장 낮았다.
- 인과 칼슘의 비율은 평균 4.2±16.0(ND～164.4)으로 스포츠음료가 48.5±75.6으로 유의적으로 가장 높았으며(p<0.05), 나트륨의 경우 표시량에 대한 실측치의 비율이 120% 이상인 제품은 12개(5.5%)였다.
- 6 mg/100 g이었다는 보고보다 다소 낮은 수준이었다. 전체 250개 제품 모두에서 칼륨이 검출되어 모든 음료제품에 칼륨이 함유되어 있었다.
- 0 mg/container)가 함유되어 있었다. 전체 250개 제품 중 221개 제품에서 칼슘이 검출되어 검출율이 88.4%로 대부분의 비알콜음료 제품에 칼슘이 함유되어 있었다.
- 1 mg/container)가 함유되어 있었다. 전체 250개 제품 중 233개 제품에서 인이 검출되어, 검출율이 93.2%로 대부분의 비알콜음료 제품에 인이 함유되어 있었다.
- 전체 250개 제품 중 51개 제품에서 마그네슘이 검출되어 검출율이 20.4%로 음료 · 액상커피 중 일부제품에 마그네슘이 함유되어 있었다.
- 제품에 표시되어 있는 칼슘 함량과 실측치를 비교한 결과 Table7과 같이 표시량에 비해 평균 117.5±19.2%(91.4～169.9%)의 칼슘이 검출되었으나, 식품종 및 세분류에 따른 제품유형간의 유의적인 차이는 없었다.
- 001). 칼슘과 마찬가지로 세분류 중 초콜릿음료의 인 함량이 224.9 mg/L로 유의적으로 가장 높았으며, 과일음료, 사이다, 기능성음료, 어린이음료, 기타혼합음료, 녹차함유음료, 홍차함유음료, 기타 액상차가 비슷한 양의 인이 함유되어 있어 다른 제품유형에 비해 유의적으로 가장 낮았다. 또한 포장용기당 인 함량 또한 유의적인 차이가 있었으며(p<0.
- 포장용기당 나트륨 함량 또한 스포츠음료가 52.8±44.9 mg/container로 유의적으로 가장 높았으나, 사이다, 콜라, 기타탄산음료, 기능성음료, 어린이음료, 홍차함유음료, 기타 액상차는 같은 수준으로 유의적으로 낮았다.
- 포장용기당 칼륨 함량 또한 유의적인 차이가 있었으며(p<0.001), 과일 · 채소류음료, 액상커피의 평균 칼륨 함량이 131.9±251.8 mg/container와 113.7±90.9 mg/container로 유의적으로 가장 높았다.
- 포장용기당 칼륨 함량 또한 유의적인 차이가 있었으며(p<0.001), 과채음료의 칼륨 함량이 평균 379.6±477.8 mg/container로 유의적으로 가장 높았다.
후속연구
- 따라서 음료 중 다량무기질 함량의 실측치를 토대로 음료섭취를 통한 다량무기질의 노출량 및 불균형 섭취 정도를 파악할 필요가 있다고 생각한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.