국내 유통 중인 돼지고기, 소고기, 닭고기, 넙치 232건의 시료에 대해 벤질페니실린의 잔류량을 조사하기 위해 현행 식품공전상 축 수산물 중 벤질페니실린 분석법에 대한 검증을 실시하고 모니터링을 수행하였다. 그 결과 벤질페니실린에 대한 분석법은 CODEX에서 요구하는 기준에 적합한 정밀성과 정확성을 보였다. 벤질페니실린의 잔류량 모니터링 결과 축산물 193건 중 11건, 수산물 39건 중 2건 총 13건이 검출되었다. 검출된 수준은 축 수산물 12건에서 0.001-0.004 mg/kg으로 잔류허용기준 이하로 검출되었으나, 축산물 중 국내산 돼지고기 1건에서 잔류허용기준을 초과한 0.134 mg/kg 수준으로 검출되어 해당 유관기관에 부적합 통보 및 사후관리를 요청하였다. 따라서 벤질페니실린 등 항생제는 다른 동물용 의약품에 비해 사용빈도가 많은 만큼 지속적으로 잔류모니터링과 관리가 필요할 것으로 판단된다.
국내 유통 중인 돼지고기, 소고기, 닭고기, 넙치 232건의 시료에 대해 벤질페니실린의 잔류량을 조사하기 위해 현행 식품공전상 축 수산물 중 벤질페니실린 분석법에 대한 검증을 실시하고 모니터링을 수행하였다. 그 결과 벤질페니실린에 대한 분석법은 CODEX에서 요구하는 기준에 적합한 정밀성과 정확성을 보였다. 벤질페니실린의 잔류량 모니터링 결과 축산물 193건 중 11건, 수산물 39건 중 2건 총 13건이 검출되었다. 검출된 수준은 축 수산물 12건에서 0.001-0.004 mg/kg으로 잔류허용기준 이하로 검출되었으나, 축산물 중 국내산 돼지고기 1건에서 잔류허용기준을 초과한 0.134 mg/kg 수준으로 검출되어 해당 유관기관에 부적합 통보 및 사후관리를 요청하였다. 따라서 벤질페니실린 등 항생제는 다른 동물용 의약품에 비해 사용빈도가 많은 만큼 지속적으로 잔류모니터링과 관리가 필요할 것으로 판단된다.
Penicillin and its salts, including the benzatine, procaine, and sodium salts, have been widely used in human and veterinary medicine. Owing to their low toxicity, they currently form the most important group of antibiotics. However, overdose and abuse of these antibiotics may lead to potential risk...
Penicillin and its salts, including the benzatine, procaine, and sodium salts, have been widely used in human and veterinary medicine. Owing to their low toxicity, they currently form the most important group of antibiotics. However, overdose and abuse of these antibiotics may lead to potential risk in human health. Therefore, this study was conducted to validate the analysis method established by the Korea Food Code in 2012 and to monitor the levels of benzylpenicillin residues in products with reference to the maximum residue level (MRL). Of the 232 product samples tested, benzylpenicillin was detected in 11 livestock products and 2 marine products. Benzylpenicillin concentrations were found to be lower than the MRL in 12 products; however, the concentration of benzylpenicillin was found to be greater than the MRL in 1 pork product. The limit of quantification (LOQ) for benzylpenicillin was found to be 0.001-0.002 mg/kg, with an average recovery of 90.4-115.3%. Calibrations showed good linearity of 0.995 over a range of 0.002-0.05 mg/kg.
Penicillin and its salts, including the benzatine, procaine, and sodium salts, have been widely used in human and veterinary medicine. Owing to their low toxicity, they currently form the most important group of antibiotics. However, overdose and abuse of these antibiotics may lead to potential risk in human health. Therefore, this study was conducted to validate the analysis method established by the Korea Food Code in 2012 and to monitor the levels of benzylpenicillin residues in products with reference to the maximum residue level (MRL). Of the 232 product samples tested, benzylpenicillin was detected in 11 livestock products and 2 marine products. Benzylpenicillin concentrations were found to be lower than the MRL in 12 products; however, the concentration of benzylpenicillin was found to be greater than the MRL in 1 pork product. The limit of quantification (LOQ) for benzylpenicillin was found to be 0.001-0.002 mg/kg, with an average recovery of 90.4-115.3%. Calibrations showed good linearity of 0.995 over a range of 0.002-0.05 mg/kg.
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문제 정의
따라서 본 연구의 수행 목적은 축·수산물 중 새로운 벤질페니실린 분석법에 대하여 밸리데이션을 실시하고 국내 유통식품에 대한 모니터링을 수행하여 식품 중 동물용 의약품 잔류실태를 조사하고 이를 위해평가 기초자료로 활용하고자 함이다.
제안 방법
국내 유통 중인 돼지고기, 소고기, 닭고기, 넙치 232건의 시료에 대해 벤질페니실린의 잔류량을 조사하기 위해 현행 식품공전상 축 · 수산물 중 벤질페니실린 분석법에 대한 검증을 실시하고 모니터링을 수행하였다.
균질화한 시료(돼지고기, 소고기, 닭고기, 넙치) 2 g을 정밀히 달아 균질기 용기에 넣고 아세토니트릴/물 혼합액(80/20, v/v) 10 mL를 넣고 2분간 균질화하였다. 균질화한 시료를 50 mL 원심분리관으로 옮기고 아세토니트릴/물 혼합액(80/20, v/v) 10 mL로 잔사 및 용기를 씻어 내려 앞서의 시료와 혼합하였다.
벤질페니실린 분석 장비는 고성능액체크로마토그래피(Ultraperformance liquid chromatography)/질량분석기(Quattro Premier XE, Waters, Massachusetts, USA)를 사용하였고, 분석용 컬럼은 Acquity UPLC BEH C18(2.1mm×100 mm, 1.7 μm; Waters, Dublin, Ireland)을 사용하여 분석하였다.
벤질페니실린의 분석법 검증은 CODEX에서 제시하는 “식품 중 동물용 의약품 잔류시험법에 대한 밸리데이션 가이드라인”에 준하여 특이성(specificity), 직선성(linearity), 정량한계(LOQ, limit of quantification), 회수율(recovery rate), 정밀성(precision) 등으로 시험법의 신뢰성 및 적합성 여부를 검토하였다(28).
벤질페니실린의 잔류허용기준인 축산물 0.05 mg/kg과 수산물 0.03 mg/kg을 기준으로 잔류허용기준의 1/2, 기준치, 잔류허용기준의 2배량의 3가지 농도(축산물 0.025, 0.05, 0.1 mg/kg, 수산물 0.015, 0.03, 0.06 mg/kg)를 각각 첨가하여 전처리 과정을 거쳐 회수율을 측정하였으며 6번 반복 실험하여 정확성과 정밀성을 평가하였다(Table 6). 그 결과 회수율은 소고기 95.
7 μm; Waters, Dublin, Ireland)을 사용하여 분석하였다. 이동상 용매조성으로는 0.1% 개미산용액과 0.1% 개미산이 포함된 아세토니트릴 혼합용액으로 기울기(gradient) 조건에서 분석하였고 분석조건은 Table 3과 같다. 시료 전처리 과정에서는 원심분리기(Rotanta 460R, Hettich, Tuttlingen, Germany), 회전감압농축기(Buchi, New Castle, DE, USA), 질소농축기(EYELA, Tokyo, Japan)를 사용하였다.
대상 데이터
그 외 분석용 시약 및 용매는 Wako Pure Chemical Industries Inc. (Osaka, Japan), Merck Inc. (Darmstasdt, Germany), J. T. Baker (Phillipsburg, New Jersey, USA), Burdick & Jackson (Muskegon, MI, USA)에서 HPLC급을 구매하였다.
10)을 참고하여 국내/수입(4:6) 수급량에 따라 시료 구입 건수를 조정하였다(Table 1). 돼지고기는 국내산 58건(74%), 수입 20건(26%)비율로, 소고기는 국내산 34건(48%), 수입 37건(52%) 비율로 구입하였으며(Table 2), 닭고기, 넙치는 모두 현재 대형마트에서 유통되는 국내산으로 구입하였다. 구입한 시료는 가식부분을 손질하여 분쇄한 후 균질화하였으며 분석이 되기 전까지 −20℃ 냉동실에 보관하였다.
본 연구에 사용한 시료의 구입은 국내에서 유통되는 국내산 및 수입산 축·수산물을 표본 추출법인 확률비례추출법을 이용하여 서울, 부산, 인천, 대구, 광주, 대전, 울산 등 전국 7개 도시의 인구비례에 따라 구입건수 비율을 설정하였고, 품목별로는 2009년 국민건강영양조사의 다소비 식품 순에 따른 돼지고기>소고기> 닭고기 순으로 돼지고기 78건(33.6%), 소고기 71건(30.6%), 닭고기 44건(19.0%), 넙치 39건(16.8%) 총 232건을 구입하였다.
1% 개미산이 포함된 아세토니트릴 혼합용액으로 기울기(gradient) 조건에서 분석하였고 분석조건은 Table 3과 같다. 시료 전처리 과정에서는 원심분리기(Rotanta 460R, Hettich, Tuttlingen, Germany), 회전감압농축기(Buchi, New Castle, DE, USA), 질소농축기(EYELA, Tokyo, Japan)를 사용하였다.
(Osaka, Japan)에서 구입하여, 메탄올에 녹여 100 mg/L 농도가 되게 하여 표준원액으로 하고 표준원액을 이동상으로 적당한 농도가 되게 희석하여 사용하였다. 제이인산나트륨(disodium hydrogen phosphate), 인산이수소칼륨(potassium dihydrogen phosphate), 삼염화초산(trichloroacetic acid), 개미산(formic acid)은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구매하였다. 그 외 분석용 시약 및 용매는 Wako Pure Chemical Industries Inc.
8%) 총 232건을 구입하였다. 축산물의 원산지에 따른 구입 비율은 축산물 품질평가원 간행물인 한국의 축산물 유통(2011. 10)을 참고하여 국내/수입(4:6) 수급량에 따라 시료 구입 건수를 조정하였다(Table 1). 돼지고기는 국내산 58건(74%), 수입 20건(26%)비율로, 소고기는 국내산 34건(48%), 수입 37건(52%) 비율로 구입하였으며(Table 2), 닭고기, 넙치는 모두 현재 대형마트에서 유통되는 국내산으로 구입하였다.
표준품인 벤질페니실린은 Wako Pure Chemical Industries Inc. (Osaka, Japan)에서 구입하여, 메탄올에 녹여 100 mg/L 농도가 되게 하여 표준원액으로 하고 표준원액을 이동상으로 적당한 농도가 되게 희석하여 사용하였다. 제이인산나트륨(disodium hydrogen phosphate), 인산이수소칼륨(potassium dihydrogen phosphate), 삼염화초산(trichloroacetic acid), 개미산(formic acid)은 Sigma-Aldrich (St.
성능/효과
검출된 수준은 축 · 수산물 12건에서 0.001-0.004 mg/kg으로 잔류허용기준 이하로 검출되었으나, 축산물 중 국내산 돼지고기 1건에서 잔류허용기준을 초과한 0.134 mg/kg 수준으로 검출되어 해당 유관기관에 부적합 통보 및 사후관리를 요청하였다.
국내 유통 중인 돼지고기, 소고기, 닭고기, 넙치 총 232건을 대상으로 벤질페니실린의 잔류량을 조사한 결과 축산물 193건 중 11건, 수산물 39건 중 2건으로 조사되어 총 13건에서 잔류량이 검출되었고(Table 7), 검출된 크로마토그램은 Fig. 3에 나타내었다. 검출된 지역으로는 서울, 인천, 대구, 울산이었고, 품목별로 살펴보면 닭고기 5건(11.
국내 유통 중인 돼지고기, 소고기, 닭고기, 넙치 232건의 시료에 대해 벤질페니실린의 잔류량을 조사하기 위해 현행 식품공전상 축 · 수산물 중 벤질페니실린 분석법에 대한 검증을 실시하고 모니터링을 수행하였다. 그 결과 벤질페니실린에 대한 분석법은 CODEX에서 요구하는 기준에 적합한 정밀성과 정확성을 보였다. 벤질페니실린의 잔류량 모니터링 결과 축산물 193건 중 11건, 수산물 39건 중 2건 총 13건이 검출되었다.
06 mg/kg)를 각각 첨가하여 전처리 과정을 거쳐 회수율을 측정하였으며 6번 반복 실험하여 정확성과 정밀성을 평가하였다(Table 6). 그 결과 회수율은 소고기 95.7-115.3%, 돼지고기 96.2-102.0%, 닭고기 90.4-93.3%, 넙치 92.0-95.8%로 높게 나타났다. Song 등(29)의 연구에서 소고기 92.
6%로 비교적 동일한 회수율을 보이고 있었다. 또한 상대표준편차(RSD)는 소고기 5.7-8.2%, 돼지고기 2.8-8.0%, 닭고기 0.8-4.8%, 넙치 1.5-6.2%로 높은 정밀성을 보이는 것으로 확인하였다. 이는 CODEX에서 요구하는 회수율 70-120% 및 RSD 20% 이하 기준에 만족하는 수준으로 나타났다.
그 결과 벤질페니실린에 대한 분석법은 CODEX에서 요구하는 기준에 적합한 정밀성과 정확성을 보였다. 벤질페니실린의 잔류량 모니터링 결과 축산물 193건 중 11건, 수산물 39건 중 2건 총 13건이 검출되었다. 검출된 수준은 축 · 수산물 12건에서 0.
83 mg/kg으로 잔류허용기준을 초과하여 검출되었다. 본 연구의 결과에서도 벤질페니실린이 5.6%의 검출률을 보이며, 축산물 중 1건이 잔류허용기준을 초과하여 페니실린계 항생제에 대한 지속적인 모니터링의 필요성을 보였다. 돼지고기와 닭고기의 검출률이 높은 이유는 항생제 사용량 조사 결과, 돼지, 닭, 어류, 소의 순서로 항생제 사용량이 많으며, 사육 두수와 밀도가 높아 각종 질병 예방 목적으로 더 많은 동물용 항생제를 사용하기 때문으로 사료된다.
특이성은 다른 성분이 존재할 때 분석물 만을 명확하게 식별해 낼 수 있는 능력을 의미하는 것으로 하며, Fig. 1에서 보는 바와 같이 무처리 검체 중 벤질페니실린과 같은 머무름 시간에 방해물질 또는 matrix가 검출되지 않음으로 벤질페니실린을 분석하기 위한 본 시험법이 높은 분리능과 선택성을 가짐을 확인할 수 있었다.
후속연구
134 mg/kg 수준으로 검출되어 해당 유관기관에 부적합 통보 및 사후관리를 요청하였다. 따라서 벤질페니실린 등 항생제는 다른 동물용 의약품에 비해 사용빈도가 많은 만큼 지속적으로 잔류모니터링과 관리가 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
세계 각국에서 식품 중 동물용 의약품의 잔류허용기준이 설정된 이유는?
세계적으로 항생제 생산량의 약 50%가 축산 및 어류에 사용되고 있어 소비자의 항생제 노출 위험성은 증가하고 있는 실정으로, 향후 항생제를 비롯한 동물용 의약품의 사용에 대한 규제는 더욱 까다로워질 것으로 예측되며, 국가 간의 축산물 통상무역에서도 동물용 의약품의 오염정도가 국가경쟁력을 결정하는 중요한 척도로 작용할 것으로 예상되고 있다(1). CODEX, 미국, 유럽 등 세계 각국은 축·수산식품의 생산성 향상과 동물용 의약품의 적절한 사용을 유도하고 소비자 보호를 위하여 식품 중 동물용 의약품의 잔류허용기준(Maximum Residue Limit, MRL)을 설정하고 있다(6-9).
동물용 의약품은 어떤 형태로 사용되는가?
우리나라의 식생활 패턴이 서구화됨에 따라 쌀의 소비량은 감소하고 육류 및 어류의 소비량이 지속적으로 증가되고 있어서, 축·수산물의 대량생산을 위한 질병예방, 치료, 성장촉진 등의 목적으로 동물용 의약품의 사용량도 증가되고 있다(1,2). 동물용 의약품은 사료 첨가제, 음용수 첨가제, 주사제, 경구제, 소독제 등의 형태로 사용되며, 경구 및 비경구등의 다양한 경로를 통해 가축 또는 어류의 체내로 흡수되고, 흡수된 물질은 축적성이 강하며, 배출기간이 장기간 소요되는 물질도 보고되고 있다(3-5). 식품 중 잔류된 동물용 의약품을 지속적으로 섭취할 경우 동물용 의약품이 나타내는 독성 및 부작용뿐만 아니라 항생제 내성 균주 증가 등 최종 소비자인 사람의 질병예방 및 치료에 문제점이 발생할 수 있다.
페니실린계 항생제의 특징은?
축·수산업에 가장 널리 사용되는 페니실린계 항생제는 화학구조상 베타-락탐 고리를 갖고 있어 베타-락탐계 항생제로 불린다. 살균작용이 강하나 독성이 없고 화학적으로 비교적 안정할 뿐만 아니라 화학구조가 규명됨에 따라 수많은 반합성 페니실린계열 항생제가 개발되어 광범위하게 사용되고 있다(22-24). 페니실린과 같은 베타-락탐계 항생제는 세균 세포벽(펩티도글리칸) 형성을 저해해 세균의 성장을 억제하거나 사멸시키는데, 세균 세포벽 합성에 필요한 PBP (Penicillin-Binding Protein) 효소와 결합하여 PBP의 불가역적 합성장애를 야기시켜 세포벽을 약화시키고 결국 세포는 삼투압 변화를 이기지 못하고 세포벽이 터져 죽게 되는 원리를 가진다(25-26).
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