가스 크로마토그래피를 이용한 수입농산물 중 국내 미등록 농약의 다성분 동시분석법 적용 Gas Chromatographic Method for Multiresidue Analysis of Unregistered Pesticides in Imported Agricultural Commodities원문보기
본 연구는 한국의 주요 농식품 수입대상국인 중국과 동남아국가에서 사용하고 있는 국내 미등록 농약 중 GC/ECD 및 GC/NPD로 분석 가능한 농약 24종에 대하여 농산물안전성 분석을 위한 다성분 잔류분석법을 확립하고자 오렌지, 현미, 바나나를 대표 농산물로 선정하여 식품공전상의 다종농약 다성분 동시분석법 적용 시험을 실시하였다. 시료의 추출은 acetonitrile을 사용하였고, 추출 후 잔류물은 Florisil SPE cartridge를 이용해 정제한 다음, GC/ECD 및 GC/NPD로 기기분석 하였다. 분석법의 유효성 확인을 위해 농산물 시료에 첨가농도 0.02~0.05, 0.2 mg/kg 수준에서 위의 분석법을 적용하여 회수율 실험을 진행하였으며 분석법의 정량한계는 0.02~0.05 mg/kg, 직선성은 0.05~5 mg/kg 범위에서 $R^2$ > 0.99 이상으로 나타났다. GC/ECD로 분석한 평균 회수율은 공통적으로 분석되지 않은 3성분(ethiprole, picloram, sulcotrione) 및 회수율 초과한 성분을 제외한 농약에 대해 0.02(0.05) mg/kg 수준에서 70.3%~114.1%로 나타났고, 0.2 mg/kg 수준에서 71.9%~117.6%로 나타났다. GC/NPD로 분석한 평균 회수율은 0.02 mg/kg 수준에서 71.2%~119.9%, 0.2 mg/kg 수준에서 82.7%~115.0%로 나타났으며 20% 이내의 변이계수 조건을 충족시켰다. 잔류분석의 확인분석을 위해 GC/MS를 이용하여 GC/ECD 및 GC/NPD로 분석된 성분에 대한 total-ion chromatogram (TIC)을 획득하고 각 성분의 mass spectrum을 해석하여 각 성분의 재확인을 위한 이온을 선정하였다. 본 연구에서 검토된 농약 24종 중 19종은 식품공전상의 잔류농약분석법의 적용이 가능하여 수입농산물의 분석에 사용될 수 있을것으로 판단된다.
본 연구는 한국의 주요 농식품 수입대상국인 중국과 동남아국가에서 사용하고 있는 국내 미등록 농약 중 GC/ECD 및 GC/NPD로 분석 가능한 농약 24종에 대하여 농산물안전성 분석을 위한 다성분 잔류분석법을 확립하고자 오렌지, 현미, 바나나를 대표 농산물로 선정하여 식품공전상의 다종농약 다성분 동시분석법 적용 시험을 실시하였다. 시료의 추출은 acetonitrile을 사용하였고, 추출 후 잔류물은 Florisil SPE cartridge를 이용해 정제한 다음, GC/ECD 및 GC/NPD로 기기분석 하였다. 분석법의 유효성 확인을 위해 농산물 시료에 첨가농도 0.02~0.05, 0.2 mg/kg 수준에서 위의 분석법을 적용하여 회수율 실험을 진행하였으며 분석법의 정량한계는 0.02~0.05 mg/kg, 직선성은 0.05~5 mg/kg 범위에서 $R^2$ > 0.99 이상으로 나타났다. GC/ECD로 분석한 평균 회수율은 공통적으로 분석되지 않은 3성분(ethiprole, picloram, sulcotrione) 및 회수율 초과한 성분을 제외한 농약에 대해 0.02(0.05) mg/kg 수준에서 70.3%~114.1%로 나타났고, 0.2 mg/kg 수준에서 71.9%~117.6%로 나타났다. GC/NPD로 분석한 평균 회수율은 0.02 mg/kg 수준에서 71.2%~119.9%, 0.2 mg/kg 수준에서 82.7%~115.0%로 나타났으며 20% 이내의 변이계수 조건을 충족시켰다. 잔류분석의 확인분석을 위해 GC/MS를 이용하여 GC/ECD 및 GC/NPD로 분석된 성분에 대한 total-ion chromatogram (TIC)을 획득하고 각 성분의 mass spectrum을 해석하여 각 성분의 재확인을 위한 이온을 선정하였다. 본 연구에서 검토된 농약 24종 중 19종은 식품공전상의 잔류농약분석법의 적용이 가능하여 수입농산물의 분석에 사용될 수 있을것으로 판단된다.
The multiresidue method 4.1.2.2 in Korea Food Code was extended for the analysis of 24 unregistered pesticide residues. The method includes acetonitrile extraction, liquid-liquid partition, Florisil SPE clean-up and GC analysis. The limits of quantification (LOQ) range of the method was 0.02~0.05 mg...
The multiresidue method 4.1.2.2 in Korea Food Code was extended for the analysis of 24 unregistered pesticide residues. The method includes acetonitrile extraction, liquid-liquid partition, Florisil SPE clean-up and GC analysis. The limits of quantification (LOQ) range of the method was 0.02~0.05 mg/kg for orange, brown rice and banana. The linearity for targeted pesticides were $R^2$ > 0.99 at the level ranged from 0.05 to 5 mg/L. Recovery test was performed at two concentration levels of LOQ and 4~10 times of LOQ. Recoveries and relative standard deviations (RSDs) of target pesticides were acceptable, showing 70~120% range and less than 20%, respectively, except for ethiprole, picloram and sulcotrion. This method is effectively applicable to routine analysis of target pesticides in orange, brown rice and banana.
The multiresidue method 4.1.2.2 in Korea Food Code was extended for the analysis of 24 unregistered pesticide residues. The method includes acetonitrile extraction, liquid-liquid partition, Florisil SPE clean-up and GC analysis. The limits of quantification (LOQ) range of the method was 0.02~0.05 mg/kg for orange, brown rice and banana. The linearity for targeted pesticides were $R^2$ > 0.99 at the level ranged from 0.05 to 5 mg/L. Recovery test was performed at two concentration levels of LOQ and 4~10 times of LOQ. Recoveries and relative standard deviations (RSDs) of target pesticides were acceptable, showing 70~120% range and less than 20%, respectively, except for ethiprole, picloram and sulcotrion. This method is effectively applicable to routine analysis of target pesticides in orange, brown rice and banana.
국내에 등록되어 있지 않으나 수입 식품 중 잔류 가능성이 있는 농약은 국내에서 제대로 관리해야 하며, 새로운 농약의 등록과 기존 농약에 대한 추가적 위해성 연구가 지속적으로 수행되기 위해서는 신뢰성 있는 공정 잔류분석법 확보가 필수적이라 할 수 있을 것이다(Chang 등, 2012). 따라서 본 연구는 한국의 주요농식품 수입대상국인 중국 산동성과 동남아국가에서 사용하고 있는 농약 중 국내에 등록되지 않은 농약에 대한 잔류분석법을 확립하기 위하여 gas chromatography (GC)로 분석 가능한 농약 24종에 대하여 오렌지, 현미, 바나나를 대표 농산물로 선정하여 식품공전상의 다종농약 다성분 동시분석법 적용 시험을 수행하였다.
제안 방법
수입 농산물의 안전성을 확보하기 위해 중국과 동남아 국가에 등록된 농약 중 국내 미등록 농약 24종에 대하여 오렌지, 현미, 바나나를 이용하여 식품공전상의 다종농약 다성분 동시분석법 적용 시험을 실시하였다. 검토된 농약 중bronopol, ethiprole, picloram, sulcotrione, sulfentrazone을 제외한 19종은 GC/ECD 및 GC/NPD에서 회수율이 70.
대상 데이터
농약 24종의 표준품은 Dr. Ehrenstorfer GmbH (Germany),Chem service (USA), Accustandard (USA)의 제품을 사용하였다. 각각의 농약은 용해도에 따라 acetone과 acetonitrile을 이용하여 1,000 mg/L의 stock solution을 조제하고 분석그룹별 혼합표준용액 10 mg/L를 만들어 0.
대표농산물은 2012년도 농산물 수입량을 조사(한국농수산식품유통공사, 2012)하여 수입이 많았던 농산물 중 과실류의 경우 오렌지, 바나나, 곡류의 경우 현미를 선정하였고 각각 1 kg씩 준비하였다. 준비된 시료의 전처리는 식품공전 및 농촌진흥청 잔류성 시험기준 및 방법에 따라 현미의 경우 표준체 420 µm를 통과하도록 분쇄하였고, 바나나는 꼭지부분을 제거하여 분쇄하였으며, 오렌지는 과실전체를 분쇄하여 –20oC에서 냉동보관 하였다.
이론/모형
분석법을 확립하기 위해 먼저 식품공전의 다종농약다성분 분석법-제2법에 제시되어 있는 acetone추출법과 acetonitrile 추출법을 모두 적용하여 효과적인 분석방법을 확립하고자 시료대신 물을 이용하여 비교분석 시험을 실시하였다. 추출 용매에 따른 각 농약의 추출효율을 비교하기 위해 물 50mL에 ECD 분석농약 19종 및 NPD 분석농약 10종을 처리하여 acetone 및 acetonitrile 추출법을 이용해 회수율을 구하였다.
분석법을 확립하기 위해 먼저 식품공전의 다종농약다성분 분석법-제2법에 제시되어 있는 acetone추출법과 acetonitrile 추출법을 모두 적용하여 효과적인 분석방법을 확립하고자 시료대신 물을 이용하여 비교분석 시험을 실시하였다. 추출 용매에 따른 각 농약의 추출효율을 비교하기 위해 물 50mL에 ECD 분석농약 19종 및 NPD 분석농약 10종을 처리하여 acetone 및 acetonitrile 추출법을 이용해 회수율을 구하였다. 그 결과 Table 4와 같이 두 추출법에서 비슷한 회수율을 나타내었으나 acetone추출법에 비해 추출과정이 용이한 acetonitrile추출법을 분석법에 적용하였으며 정제방법은 앞선 시험방법에 서술한 바와 같이SPE cartridge를 이용한 정제방법을 적용하여 분석법을 확립하였다.
성능/효과
수입 농산물의 안전성을 확보하기 위해 중국과 동남아 국가에 등록된 농약 중 국내 미등록 농약 24종에 대하여 오렌지, 현미, 바나나를 이용하여 식품공전상의 다종농약 다성분 동시분석법 적용 시험을 실시하였다. 검토된 농약 중bronopol, ethiprole, picloram, sulcotrione, sulfentrazone을 제외한 19종은 GC/ECD 및 GC/NPD에서 회수율이 70.3%~119.9%, 변이계수가 20% 이내였으며, GC/MS에서 분석성분의 재확인이 가능하였다. 따라서 이러한 19종 농약의 경우 식품공전상의 다종농약 동시분석 전처리법과 GC를 이용하여 수입 농산물의 안전성 검사가 가능할 것으로 판단된다.
9%, 변이계수가 20% 이내였으며, GC/MS에서 분석성분의 재확인이 가능하였다. 따라서 이러한 19종 농약의 경우 식품공전상의 다종농약 동시분석 전처리법과 GC를 이용하여 수입 농산물의 안전성 검사가 가능할 것으로 판단된다.
후속연구
05 mg/kg인 성분이 3개였다. 본 연구에서는 수입농산물 중 국내 미등록 농약의 분석을 위해 현재 현실적으로 현장에서 적용이 가능한 방법인 식품공전상의 GC를 이용한 다종농약동시분석법의 적용 결과를 나타냈고 추후 더 낮은 정량한계를 확보하기 위해서는 전처리법의 개선 또는 MS와 같은 고감도의 기기를 이용한 분석법 등의 적용이 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
잔류농약에 대한 안전성을 확보하기 위하여 국가들은 어떠한 노력을 하고 있는가?
현재 세계 각국에서는 농산물 안전성 확보를 위하여 자국에서 생산된 농산물뿐만 아니라 수입산 농산물에 대해서도 유해물질 규제와 검역기준을 대폭 강화하였다(Kim 등, 2012). 또한 식품을 통해 섭취될 수 있는 잔류농약에 대한 안전성을 확보하기 위하여 국가마다 식품에 대한 잔류허용기준을 설정하여 관리하고 있으며, CODEX를 통해 공통의 기준을 정하여 국가 간 교역 시 기준으로 활용하고 있다. 수입농산물의 경우 우리나라에 등록되지 않은 농약을 사용하였을 경우에 대비하여 국내에 미등록 된 농약을 대상으로 공정분석법을 확립하고자 일부 연구들이 진행되었다(Chang 등, 2012; Do 등,2013; Jeon 등, 2011; Jeon 등, 2012).
농산물 안전성 확보를 위하여 세계 각국에서 어떠한 조치를 취하고 있는가?
따라서 국내 소비 농산물의 안전성을 확보하기 위해서는 수입농산물에 대한 잔류농약의 지속적인 모니터링이 필요하다. 현재 세계 각국에서는 농산물 안전성 확보를 위하여 자국에서 생산된 농산물뿐만 아니라 수입산 농산물에 대해서도 유해물질 규제와 검역기준을 대폭 강화하였다(Kim 등, 2012). 또한 식품을 통해 섭취될 수 있는 잔류농약에 대한 안전성을 확보하기 위하여 국가마다 식품에 대한 잔류허용기준을 설정하여 관리하고 있으며, CODEX를 통해 공통의 기준을 정하여 국가 간 교역 시 기준으로 활용하고 있다.
수입농산물에 대한 잔류농약의 지속적인 모니터링이 필요한 이유는?
2010년도에는 중국, 일본, 미국 등 129개 국가(제조국 기준)로부터 총 312,723건, 중량은 13,471톤, 금액으로는 13,195백만 달러 수입되어 1995년도 대비 건수는 229%, 중량은 44%, 금액은 362% 증가하였다(식품 등의 수입신고 및 검사연보, 2012). 이처럼 수입농산물의 수입량은 계속 증가하고 있으며, 이에 수입농산물에 대한 소비자의 수요도 증가함에 따라 수입농산물의 안전성에 대한소비자들의 우려도 점점 커지고 있다. 따라서 국내 소비 농산물의 안전성을 확보하기 위해서는 수입농산물에 대한 잔류농약의 지속적인 모니터링이 필요하다.
참고문헌 (16)
Chang, H. R., H. R. Kang, J. H. Kim, J. A. Do, J. H. Oh, K. S. Kwon, M. H. Im and K. Kim. (2013) Development of analytical method for the determination and identification of unregistered pesticides in domestic for orange and brown rice. Korean J. Environ. Agric. 31(2):157-163.
Do, J. A., J. H. Choi, H. J. Park, Y. C. Park, H. J. Yoon, D. M. Choi and J. H. Oh (2013) Development of an analytical method for chloropicrin determination in hulled rice by GCECD and GC-MS. J. Fd Hyg. Safety 28(3):222-226.
Erney, D. R., A. M. Gillespie, D. M. Gilvydis and C. F. Poole (1993) Explanation of the matrix-induced chromatographic response enhancement of organophosphorus pesticides during open tubular column gas chromatography with splitless or hot on-column injection and flame photometric detection. J. Chromatogr. A 638(1):57-63.
Haj lova, J., K. Holadova, V. Kocourek, J. Poustka, M. Godula, Petr Cuhra and Milan Kempny (1998) Matrix-induced effects: a critical point in the gas chromatographic analysis of pesticide residues. J. Chromatogr. A 800:283-295.
Haj lova, J. and J. Zrostlikova (2003) Matrix effects in (ultra) trace analysis of pesticide residues in food and biotic matrices. J. Chromatogr. A 1000(1-2):181-197.
Jeon, Y. H., H. Y. Kim, J. I. Hwang, J. H. Kim, J. A. Do, M. H. Im, J. H. Oh, K. S. Kwon, J. K. Lee, Y. D. Lee and J. E. Kim (2011) Application of Multiresidue Analysis Method of Unregistered Pesticides in Korea for Imported Food. Korean J. Environ. Agric. 30(3):339-345.
Jeon, Y. H., J. I. HwangI, J. W. Ahn, H. Y. Kim, J. A. Do, J. H. Oh, I. G. Hwang, M. H. Im, J. K. LEE, Y. D. Lee and J. E. Kim (2012) Multiresidue Analysis Method for Determination of Unregistered Organophosphorus Pesticides in Korea for Imported Agri-Food. Korean J. Environ. Agric. 31(3):277-285.
Kim, C. H., J. H. Lee, P. T. Ku, S. J. Hwang, K. Y. Ju, E. C. Yoo and S. H. Jin (2012) The Survey on Pesticide Residues of Imported Agricultural Products in Busan Area. The Annual Report of Busan Metropolitan city Institute of Health & Environment 22(1):49-56.
Korea Food and Drug Administration (KFDA), 2012. Yearbook of imported food inspection.
Korea Food and Drug Administration (KFDA), 2013. 4.1.2.2 Multi class pesticide multiresidue methods.Food korea code.
Lee, J. Y., S. M. Hong, T. K. Kim, Z. W. Min, Y. H. Kim, K. A. Song, H. Y. Kwon, H. D. Lee, G. J. Im, D. H. Kim and J. E. Kim . (2012) Modified QuEChERS Multi-Residue Analysis Method for 61 pesticides in Fruits using with HPLC and GC-ECD/NPD. Korean J. Pestic. Sci.16(3):242-256.
Yang, I. C., S. M. Hong, H. Y. Kwon, T. K. Kim and D. H. Kim (2013) Multi-residue pesticide analysis in cereal using modified QuEChERS sample preparation method. Korean J. Pestic. Sci. 17(4):314-334.
Zhang, W. G., X. G. Chu, H. X. Cai, J. An and C. J. Li (2006) Simultaneous determination of 109 pesticides in unpolished rice by a combination of gel permeation chromatography and Florisil column purification, and gas chromatography/ mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 20(4):609-617.
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