알코올 농도 및 담금비에 따른 숙성 기간별 매실주의 에틸카바메이트 함량조사 Determination of ethyl carbamate in maesil wine by alcohol content and ratio of maesil (Prunus mume) during ripening period원문보기
매실주의 숙성 중 에틸카바메이트의 발생을 알아보고자 일반 가정에서 담그는 방식으로 매실주와 복분자주를 담아 저장하면서 발생량을 측정하였다. 매실주는 매실과 설탕 및 $19.5^{\circ}{\sim}35^{\circ}$ 담금주의 담금비를 달리하여 담아, 15일부터 180일까지 15~30일 간격으로 에틸카바메이트의 함량을 분석한 결과 숙성 90일 까지 매실을 설탕만으로 숙성한 경우와 복분자주에서 에틸카바메이트는 발생하지 않았으나 매실의 알코올의 농도가 높을수록 에틸카바메이트의 생성량이 증가하였다. 매실과 담금주의 비율을 달리한 결과, 매실보다는 알코올 함량이 에틸카바메이트 발생에 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였으며 120~150일 숙성기간이 지나면서 에틸카바메이트 발생량은 점차 감소하는 경향을 보였으나 90일 숙성 후 여과처리 하였을 경우 여과하지 않았을 경우보다 180일까지 2배가량 높은 에틸카바메이트가 발생하였으나 이들 모두 안전한 수준이었다.
매실주의 숙성 중 에틸카바메이트의 발생을 알아보고자 일반 가정에서 담그는 방식으로 매실주와 복분자주를 담아 저장하면서 발생량을 측정하였다. 매실주는 매실과 설탕 및 $19.5^{\circ}{\sim}35^{\circ}$ 담금주의 담금비를 달리하여 담아, 15일부터 180일까지 15~30일 간격으로 에틸카바메이트의 함량을 분석한 결과 숙성 90일 까지 매실을 설탕만으로 숙성한 경우와 복분자주에서 에틸카바메이트는 발생하지 않았으나 매실의 알코올의 농도가 높을수록 에틸카바메이트의 생성량이 증가하였다. 매실과 담금주의 비율을 달리한 결과, 매실보다는 알코올 함량이 에틸카바메이트 발생에 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였으며 120~150일 숙성기간이 지나면서 에틸카바메이트 발생량은 점차 감소하는 경향을 보였으나 90일 숙성 후 여과처리 하였을 경우 여과하지 않았을 경우보다 180일까지 2배가량 높은 에틸카바메이트가 발생하였으나 이들 모두 안전한 수준이었다.
This study was designed to investigate the formation of ethyl carbamate (EC) during the ripening of Maesil with sugar and Soju (19.5~35% alcohol contents) using a homemade method. Maesil, sugar and Soju were purchased at ordinary market in June of 2012. The preparation of sample for analysis was con...
This study was designed to investigate the formation of ethyl carbamate (EC) during the ripening of Maesil with sugar and Soju (19.5~35% alcohol contents) using a homemade method. Maesil, sugar and Soju were purchased at ordinary market in June of 2012. The preparation of sample for analysis was conducted by method of Henry et al. The analysis of GC/MS was used SIM mode (m/z 89, 74, 62). Quantification was performed in terms of the 62 ion and was based on an internal standard procedure. Good linearity was obtained with a regression coefficient ($r^2$ = 0.993). Low detection limits (LOD) was achieved 4.31 ug/kg and recovery for alcohol was 74.8%. During 90 days, fermentation with sugar was not detected EC (under LOQ). 15 days ripened Maesil wine contained EC between non detected~32.7 ug/kg and 90 days ripened Maesil wine was 19.7~87.4 ug/kg. Higher proportion of Maesil and Soju increased EC contents. EC levels were increased 32.7 ug/kg to 87.4 ug/kg in the ratio of Maesil to 35% alcohol-Soju (1:1). In the ratio of Maesil to 35% alcohol-Soju (1:3) was increased non detected to 69.7 ug/kg. After 90 days, Maesil wine was filtered Maesil through a seive and ripened by 180 days to investigate the formation of EC compared with non filtered. Treatment of filtered, EC contents was much higher level compared with non filtered. Therefore, this result showed that alcohol contents contribute to increase EC formation more than Maesil.
This study was designed to investigate the formation of ethyl carbamate (EC) during the ripening of Maesil with sugar and Soju (19.5~35% alcohol contents) using a homemade method. Maesil, sugar and Soju were purchased at ordinary market in June of 2012. The preparation of sample for analysis was conducted by method of Henry et al. The analysis of GC/MS was used SIM mode (m/z 89, 74, 62). Quantification was performed in terms of the 62 ion and was based on an internal standard procedure. Good linearity was obtained with a regression coefficient ($r^2$ = 0.993). Low detection limits (LOD) was achieved 4.31 ug/kg and recovery for alcohol was 74.8%. During 90 days, fermentation with sugar was not detected EC (under LOQ). 15 days ripened Maesil wine contained EC between non detected~32.7 ug/kg and 90 days ripened Maesil wine was 19.7~87.4 ug/kg. Higher proportion of Maesil and Soju increased EC contents. EC levels were increased 32.7 ug/kg to 87.4 ug/kg in the ratio of Maesil to 35% alcohol-Soju (1:1). In the ratio of Maesil to 35% alcohol-Soju (1:3) was increased non detected to 69.7 ug/kg. After 90 days, Maesil wine was filtered Maesil through a seive and ripened by 180 days to investigate the formation of EC compared with non filtered. Treatment of filtered, EC contents was much higher level compared with non filtered. Therefore, this result showed that alcohol contents contribute to increase EC formation more than Maesil.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 일반 소비자들이 가정에서 제조하는 방식으로 매실과 알코올 농도 및 담금비를 달리하여 제조한 매실주를 숙성하면서 180일 동안 발생되는 에틸카바메이트의 함량 변화를 조사하여 안전성에 관한 기초자료를 제시하고 올바른 정보를 제공하고자 한다.
제안 방법
표준물질 에틸카바메이트 및 내부표준물질 부틸카바메이트(buthyl carbamate)는 Sigma Chemicals(St. Louis, Mo, USA)에서 구입하여 LC grade 아세톤(J.T Baker, Center Valley, PA, USA)에 녹여 표준 원액을 조제하였으며 buthyl carbamate 200 µg/kg의 농도에 에틸카바메이트 10, 40, 100, 200, 400 µg/kg의 표준품 용액을 조제하여 정량을 위해 사용하였다. 검출은 SIM(selective ion monitoring)방식으로 선택이온 질량(m/z; 89, 74, 62)을 사용하였으며 시험용액의 에틸카바메이트 선택이온의 상대비를 표준물질의 선택이온과 비교하여 그 비율이 ± 20% 범위일 때 에틸바메이트가 존재하는 것으로 정성확인하고 정량은 선택이온 중 m/z 62를 이용하였다.
매실주는 매실과 담금주의 비를 1:1, 1:2, 1:3으로 무게를 맞추어 일반가정에서 사용하는 2,000 mL 용량의 밀폐용기(bormioli, Italy)에 넣어 상온(25℃)에서 보관하였으며, 대조군으로 매실엑기스(매실 : 설탕, 1:1) 및 복분자주(복분자 : 35° 담금주 , 1:1)를 제조하였다.
제조한 매실주는 조제 시점부터 90일까지는 15일 간격으로 에틸카바메이트의 함량 변화를 관찰하였으며 90일 이후 매실 과실을 체(No. 45, 355 μm, ChungGyeSangGongSa, Korea)에 여과시켜 180일까지 숙성 하면서 30일 간격으로 여과하지 않은 매실주와 비교 실험 하였다.
대상 데이터
실험에 쓰인 광양산 청매실, 담금주 및 설탕(CJ Cheil Jedang Corp. Seoul, Korea)은 2012년 6월 경기도 수원시 소재 하나로마트에서 구입하여 매실주 제조에 사용하였으며, 담금주는 19.5°, 25°, 30° 및 35° 제품을 주류분석규정의 6-4-1법(12)에 따라 알코올 농도를 확인하여 사용하였다.
전처리를 위한 유기용매로 디클로로메탄(Dichloromethane, B&J)을 사용하였으며, NaCl, MgSO4는 특급시약(Wako pure chemical industries Ltd., Japan)을 사용하였다. 표준물질 에틸카바메이트 및 내부표준물질 부틸카바메이트(buthyl carbamate)는 Sigma Chemicals(St.
이론/모형
Henry 등(13)의 방법을 참조하여 디클로로메탄용매로 에틸카바메이트를 다음과 같이 추출하였다. 매실주 약 10 g과 내부표준물질 1 mL와 포화염화나트륨 용액 20 mL를 분획여두에 넣고 2분간 흔든 다음 분리시켰다.
성능/효과
30% 에탄올에 400 µg/kg 농도의 표준물질을 첨가하여 디클로로메탄 추출하여 GC/MS로 분석한 결과 에틸카바메이트의 회수율은 74.3%이고 검량선 작성에 쓰인 표준물질 5개 농도범위(10, 40, 100, 200, 400 µg/kg)에서 측정·분석한 결과 상관계수 R2는 0.993인 직선성을 나타내었다. 검출 및 정량한계는 4.
90일 저장기간 동안 알코올 농도에 따른 기간별 매실주의 에틸카바메이트 함량을 비교·분석하면, 설탕만으로 숙성한 매실 엑기스와 복분자주에서는 에틸카바메이트가 검출되지 않았다. 그러나 알코올과 숙성되었을 때, 19.
5배가량 높은 수준의 에틸카바메이트가 생성되었다. 그러므로 매실과 담금주의 동일 담금비를 비교했을 때 알코올 농도가 에틸카바메이트 생성에 기여하는 것을 알 수 있었다. 이는 Hwang 등(15)의 연구결과와 비교했을 때 보다는 낮은 수준이었으나, 알코올의 함량이 높을수록 에틸카바메이트의 생성량이 증가하는 것은 같은 경향을 보이고 있다.
그러므로 여과처리를 했을 경우 전반적으로 무처리군보다 약 1.2~2배 가량의 에틸카바메이트가 생성되는 것을 알 수 있었다.
따라서 매실의 함량보다는 담금주의 알코올 농도가 에틸카바메이트의 생성에 더 큰 영향을 미치는 것을 보여주고 있으며 이는 매실의 함량이 높을수록 매실의 과육 및 수분에 의해 알코올이 희석되기 때문으로 여겨진다.
또한 에틸카바메이트 발생에 관여하는 요인 중 매실의 양과 알코올의 영향을 비교하기 위하여 매실 : 담금주(30° 및 35°)의 담금비 1:1, 1:2, 1:3으로 제조한 매실주의 에틸카바메이트 발생량을 조사한 결과, 15일부터 90일간 숙성를 거치면서 매실과 30° 담금주 1:1 담금비에서는 15일 18.4 µg/kg에서 45.0 µg/kg으로 35° 담금주 보다 2배 낮은 수준의 에틸카바메이트가 생성되었으며 1:3 담금비에서는 60일 25.3 µg/kg에서 90일 29.8 µg/kg로 35° 담금주를 사용하였을 때 보다 훨씬 낮은 수준으로 생성되는 것을 관찰하였다. 또한 1:2~1:3 담금비에서 매실이 차지하는 무게가 1/3, 1/4 로 적어지는 것에 비하면 상대적으로 많은 양의 에틸카바메이트가 검출되는 것을 보이고 있다.
5°~35° 담금주의 담금비를 달리하여 담아, 15일부터 180일까지 15~30일 간격으로 에틸카바메이트의 함량을 분석한 결과 숙성 90일 까지 매실을 설탕만으로 숙성한 경우와 복분자주에서 에틸카바메이트는 발생하지 않았으나 매실의 알코올의 농도가 높을수록 에틸카바메이트의 생성량이 증가하였다. 매실과 담금주의 비율을 달리한 결과, 매실보다는 알코올 함량이 에틸카바메이트 발생에 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였으며 120~150일 숙성기간이 지나면서 에틸카바메이트 발생량은 점차 감소하는 경향을 보였으나 90일 숙성 후 여과처리 하였을 경우 여과하지 않았을 경우보다 180일까지 2배가량 높은 에틸카바메이트가 발생하였으나 이들 모두 안전한 수준이었다.
후속연구
이러한 조사결과를 바탕으로 전통주의 안전성을 확보하고 매실 등 Prunus속 과실주의 합리적인 기준이 제시되어야 할 것으로 생각 된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
에틸카바메이트는 식품의 저장 및 숙성과정에서 어떻게 생성되는가?
에틸카바메이트(ethyl carbamate)는 식품 저장 및 숙성과정에서 자연 발행하는 물질이다. 효모의 아르기닌(arginine) 분해효소에 의해 생성된 요소(urea), 시안화합물(cyanate), 시트룰린(citrullin) 및 카바밀화합물(carbamyl phosphate)이 에탄올과 반응하여 생성되는 것이다(4). 이는 섭취 후 체내에서 vinyl carbamate로 대사된 후 epoxidation을 거쳐 DNA adduct를 형성하여 돌연변이성을 나타내는 것으로 알려져, 국제암연구소(IARC)에서 인간에게 암을 일으킬 수 있는 Group 2A의 발암가능물질로 분류하고 있다(5).
핵과류 과일에서 에틸카바메이트는 어떻게 생성되는가?
그중 포도주에 많은 양이 생성된다고 보고되었으며, 캐나다의 경우 이를 30 µg/kg 수준으로 규제하여 대부분의 국가들이 이를 따르고 있다. 그러나 매실과 같은 핵과류 과일에 포함되어있는 시안화합물이 알코올과 반응하여 다량의 에틸카바메이트가 생성된다고 알려지면서 국민들의 우려는 높아졌으나 아직까지 기준이 제시되지 못하고 있는 실정이다(7).
에틸카바메이트는 어떤 위험성을 지니고 있는가?
효모의 아르기닌(arginine) 분해효소에 의해 생성된 요소(urea), 시안화합물(cyanate), 시트룰린(citrullin) 및 카바밀화합물(carbamyl phosphate)이 에탄올과 반응하여 생성되는 것이다(4). 이는 섭취 후 체내에서 vinyl carbamate로 대사된 후 epoxidation을 거쳐 DNA adduct를 형성하여 돌연변이성을 나타내는 것으로 알려져, 국제암연구소(IARC)에서 인간에게 암을 일으킬 수 있는 Group 2A의 발암가능물질로 분류하고 있다(5).
참고문헌 (17)
Donguibogam (2000) Geunyoung publishing company, Seoul, Korea
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Hwang LH, Kim AK, Park KA Hwang IS, Chae YZ (2009) The effect of raw material, alcohol content, and trans-resveratrol on the formation of ethyl carbamate in Plum wine. J Fd Hyg safety, 24, 194-199
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