MS-전자코를 사용한 페트(polyethylene terephthalate) 생수병과 뚜껑의 이취 이행 분석 Analysis of Off-flavor Generated from a Polyethylene Terephthalate Water Bottles and Caps by Using an Electronic Nose원문보기
원료인 생수와 포장 용기인 페트병과 뚜껑에서 야기되는 이취 성분의 존재여부를 MS-전자코를 통하여 분석해 보았다. 이취가 나는 생수는 농도별로 DF2 양의 방향으로 이동하는 것을 확인 할 수 있었고, 이취의 원인이 페트병 혹은 페트병의 뚜껑이라고 가정하여 분석을 진행한 결과 뚜껑에서 휘발 성분이 페트병 보다 많이 검출되는 것으로 나타났다. 이는 물에서 나는 이취가 페트병보다는 뚜껑에 영향을 더 많이 받았을 것이라고 볼 수 있었다. 또한 이온 분획의 결과로 보아 이취의 원인이 되는 물질인 2,4-di-tert-butylphenol, 노난올과 데칸올이 페트병과 뚜껑에 포함되어 있다고 추측되었다.
원료인 생수와 포장 용기인 페트병과 뚜껑에서 야기되는 이취 성분의 존재여부를 MS-전자코를 통하여 분석해 보았다. 이취가 나는 생수는 농도별로 DF2 양의 방향으로 이동하는 것을 확인 할 수 있었고, 이취의 원인이 페트병 혹은 페트병의 뚜껑이라고 가정하여 분석을 진행한 결과 뚜껑에서 휘발 성분이 페트병 보다 많이 검출되는 것으로 나타났다. 이는 물에서 나는 이취가 페트병보다는 뚜껑에 영향을 더 많이 받았을 것이라고 볼 수 있었다. 또한 이온 분획의 결과로 보아 이취의 원인이 되는 물질인 2,4-di-tert-butylphenol, 노난올과 데칸올이 페트병과 뚜껑에 포함되어 있다고 추측되었다.
The objective of the study was to investigate the off-flavor generated from PET water bottles and their caps by using a mass spectrometry-based electronic nose. The ion fragment data obtained from the electronic nose were used for discriminant function analysis (DFA). In the case of increased concen...
The objective of the study was to investigate the off-flavor generated from PET water bottles and their caps by using a mass spectrometry-based electronic nose. The ion fragment data obtained from the electronic nose were used for discriminant function analysis (DFA). In the case of increased concentrations of the contamination of water, the off-flavor pattern depended on the discriminant function second score instead of the discriminant function first score. To identify the cause of off-flavor in polyethylene terephthalate (PET) bottled water, the PET bottle and its cap were analyzed by DFA. The results showed that the cap generated more volatile compounds than the bottle or mineral water did. The substances causing the off-flavor were predicted to be 2,4-di-tert-butylphenol (2,4-DTBP), nonanal, and decanal when the main peak of the mass spectrum was compared with the major ion fragments of the electronic nose. Thus, using this method, we could determine whether the PET water bottle was contaminated and whether the off-flavor resulted from contamination of the bottle cap.
The objective of the study was to investigate the off-flavor generated from PET water bottles and their caps by using a mass spectrometry-based electronic nose. The ion fragment data obtained from the electronic nose were used for discriminant function analysis (DFA). In the case of increased concentrations of the contamination of water, the off-flavor pattern depended on the discriminant function second score instead of the discriminant function first score. To identify the cause of off-flavor in polyethylene terephthalate (PET) bottled water, the PET bottle and its cap were analyzed by DFA. The results showed that the cap generated more volatile compounds than the bottle or mineral water did. The substances causing the off-flavor were predicted to be 2,4-di-tert-butylphenol (2,4-DTBP), nonanal, and decanal when the main peak of the mass spectrum was compared with the major ion fragments of the electronic nose. Thus, using this method, we could determine whether the PET water bottle was contaminated and whether the off-flavor resulted from contamination of the bottle cap.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 전자코 분석을 통해 원료인 생수와 포장 용기인 페트병과 뚜껑에서 야기되는 이취성분의 존재여부를 분석하였다.
제안 방법
51, THOPAS Soft Creation, Marin-Epagnier, Switzerland)를 사용하였다. 시료는 물, 페트병, 뚜껑을 대상으로 농도별 관찰을 통해 이취분석을 실시하였다.
5 mL를 취하였으며 headspace system을 이용하여 시료의 기체성분을 분석하였다. 시료의 분석은 자동시료채취기(CombiPAL, CTC analytics, Zwingen, Switzerland)와 질량분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, Balzers Instruments, Masin-Epagniger, Switzerland)가 연결된 전자코(SMart Nose300, SMart Nose, Marin-Epagnier, Switzerland)로 분석하였고, 휘발성 물질들은 70 eV에서 이온화시켜 180초 동안 생성된 이온물질을 사중극자(quadrupole) 질량 필터링을 거친 후 특정 질량 범위(10-200 amu)에는 물질을 정수단위로 측정하여 채널(channel)수로 사용하였다. 실험분석 초기에 공기 시료를 대조구로 사용하였으며, 모든 시료는 3회 반복을 실시하였다.
이취가 있는 생수의 농도에 따라 이취의 성분이 증가하는지를 알아보기 위하여 이취 생수를 농도별로 분석을 진행하였으며, 페트병과 뚜껑은 전처리 없이 시료 자체를 해당하는 무게만큼 최소한으로 잘라서 농도별로 유리병에 취하였다.
대상 데이터
본 실험에서 사용된 시판 생수 중 이취냄새가 나는 생수 시료 A는 이취 생수가 페트병에 채워진 상태로 A 회사에서 제공받아 사용하였으며 B, C는 서울시내 시중 마트에서 구입하였다. 제공받은 시료는 Table 1에 나타내었다.
데이터처리
전자코 분석에서 사용된 판별함수 분석은 휘발성 향기성분으로부터 생성되는 10-200 amu의 이온분획(ion fragment) 중 각 시료 간에 차별성이 높은 30개 미만의 분획(m/z)을 독립변수로 선택하였다. 선택된 독립변수의 해당 감응도 값을 이용하여 다음 식에 따라 판별함수분석(DFA)를 실시하였으며 종속변수에 영향을 주는 독립변수를 검정하였다.
성능/효과
Jung 등(2)의 연구 결과 생수의 뚜껑에서 사용된 Irgafos 168의 분해산물이 생수에서 발견된 것으로 보아 뚜껑으로부터 이행되었을 것이라고 추측하였다. 따라서 뚜껑도 생수로부터 이취를 생성할 수 있는 원인이 될 수 있음을 확인하였다. 생수의 뚜껑에서 냄새가 나는 이유를 추측해 보자면 물이 운반되면서 눕혀져 생수에 닿을 경우 물에서 뚜껑의 냄새가 이행될 수 있다.
생수와 같이 고유의 향미와 냄새가 없거나 매우 미약한 제품의 경우 포장재로부터의 물질 이행에 의한 이취의 문제는 충분히 발생할 수 있을 것이다. 이는 생수 품질에 악영향을 줄 수 있을 것이라고 판단되어 사후 조치가 빠르게 이루어져야 한다.
위의 결과를 통하여 bottle보다는 뚜껑에서 냄새의 영향을 더 많이 받고 특히 이취가 나는 뚜껑의 경우 다른 뚜껑과는 다르게 더 많은 휘발성분이 검출되는 것을 알 수 있었다.
후속연구
본 실험에서는 물과 페트병과 뚜껑의 분석이 진행되었는데, 전체적인 휘발 성분 패턴은 구분 가능하였지만 보고자 하는 성분의 관점에 따른 비교는 조금 어려울 것으로 예상된다. 따라서 추후 연구에서는 뚜껑의 어떠한 영향 때문에 이취가 나게 되는지 더 자세한 연구가 필요할 것이라고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
PET를 고온조건, 높은온도에 장기간 보관 시 문제되는 점은?
PET (polyethylene terephthalate)병은 음료에 폭넓게 사용되는데, 특히 생수병으로 사용된다(3). 이러한 생수용 페트병 성형 과정에서 고온조건에 노출되고 제품이 높은 온도에 장기간 보관될 시 페트의 잔류 또는 분해물질들이 식품으로 이행할 가능성이 증대된다고 보고되었으며(4) 생수용 페트병에서는 주로 알데하이드(aldehyde)류가 물 쪽으로 이행되는 것으로 알려져 있다(3).
PET는 주로 어디에 사용이 높은가?
PET (polyethylene terephthalate)병은 음료에 폭넓게 사용되는데, 특히 생수병으로 사용된다(3). 이러한 생수용 페트병 성형 과정에서 고온조건에 노출되고 제품이 높은 온도에 장기간 보관될 시 페트의 잔류 또는 분해물질들이 식품으로 이행할 가능성이 증대된다고 보고되었으며(4) 생수용 페트병에서는 주로 알데하이드(aldehyde)류가 물 쪽으로 이행되는 것으로 알려져 있다(3).
먹는 물에서 발생하는 냄새는 소비자에게 어떤 인식을 가지게 하는가?
먹는 물에서 발생하는 냄새는 경도, 탁도와 함께 소비자들의 불만을 일으키는 중요한 요인 중 하나이며, 이는 자신이 마시는 물에서 냄새가 난다는 사실이 이 물이 안전하지 못하다는 믿음으로 소비자들에게 인식된다(1). 이러한 이미(off-taste)와 이취(off-flavor) 같은 품질저하 문제는 식품 내용물의 안전도에 영향을 미치지 않더라도 소비자 기호에 크게 영향을 줄 수 있다.
참고문헌 (15)
Bruchet A, Hochereau C. Analysis of trace compounds responsible for tastes and odors in drinking waters: Water analysis. Analusis 25: M32-M34 (1997)
Jung EM, Kim DJ, Lee KT. Identification of the volatile compounds in polyethylene terephthalate bottles and determination of their migration content into mineral water. Korean J. Food Sci. Technol. 46: 19-24 (2014)
Ewender J, Franz R, Mauer A, Welle F. Determination of the migration of acetaldehyde from PET bottles into non-carbonated and carbonated mineral water. Deut. Lebensm-rundsch. 99: 215-221 (2003)
Villain F, Coudane J, Vert M. Thermal degradation of polyethylene terephthalate: Study of polymer stabilization. Polym. Degrad. Stabil. 49: 393-397 (1995)
Choi JO, Jitsunari F, Asakawa F, Park HJ, Lee DS. Migration of surrogate contaminants in paper and paperboard into water through polyethylene coating layer. Food Addit. Contam. 19: 1200-1206 (2002)
Izaguirre G, Hwang CJ, Krasner SW, McGuire MJ. Geosmin and 2-methylisoborneol from cyanobacteria in three water supply systems. Appl. Environ. Microb. 43: 708-714 (1982)
Mehran MF, Nickelsen MG, Golkar N, Cooper WJ. Improvement of the purgeandtrap technique for the rapid analysis of volatile organic pollutants in water. J. High Res. Chromatog. 13: 429-433 (1990)
Kim TJ, Kim BJ, So HY, Kwang H. Analysis of trace odorous compounds (geosmin and 2-methylisoborneol) in water by using GC/MS. Anal. Sci. Technol. 15:534-539 (2002)
Shin HS, Ahn HS. Simple, rapid, and sensitive determination of odorous compounds in water by GC-MS. Chromatographia 59: 107-113 (2004)
Palmentier J-PFP, Taguchi VY, Jenkins SWD, Wang DT, Ngo KP, Robinson D. The determination of geosmin and 2-methylisoborneol in water using isotope dilution high resolution mass spectrometry. Water Res. 32: 287-294 (1998)
Lloyd SW, Lea JM, Zimba PV, Grimm CC. Rapid analysis of geosmin and 2-methylisoborneol in water using solid phase micro extraction procedures. Water Res. 32: 2140-2146 (1998)
Song YS, Al-Taher F, Sadler G. Migration of volatile degradation products into ozonated water from plastic packaging materials. Food Addit. Contam. 20: 985-994 (2003)
Skjevrak I, Due A, Gjerstad KO, Herikstad H. Volatile organic components migrating from plastic pipes (HDPE, PEX and PVC) into drinking water. Water Res. 37: 1912-1920 (2003)
Marcato B, Guerra S, Vianello M, Scalia S. Migration of antioxidant additives from various polyolefinic plastics into oleaginous vehicles. Int. J. Pharm. 257: 217-225 (2003)
Strube A, Buettner A, Groetzinger C. Characterization and identification of a plastic-like off-odor in mineral water. Water Sci. Technol. 9: 299-309 (2009)
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