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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 다년생 근채류로써 인삼, 산양삼, 더덕, 도라지의 중금속 함량 실태조사를 통해 우리나라 국민의 다년생 근채류 섭취로 인한 중금속 노출수준과 그에 따른 위해수준을 파악하고자 한다.
제안 방법
- 유통 중인 인삼, 더덕 및 도라지는 금산 인삼시장 및 서울 경동시장을 중심으로 수거하였으며 서울 등 주요 대도시에 소재한 대형마트, 백화점 등의 현장 및 인터넷을 통해 수거하였다. 또한, 더덕 및 도라지의 경우 생산자를 조사하고 직접 방문 수거를 병행하였다. 특히 인삼과 산양삼의 경우 수거의 효율성을 높이기 위해 금산인삼생산자협회와 한국산양삼협회의 협조를 얻어 수거하였다.
- 중금속 분석법을 검증하기 위하여 중금속의 분석기기 검출한계 및 정량한계는 각각 signal/noise ratio가 3/1 및 10/1이 되는 농도로 설정하였다. 중금속별 기기 검출한계 및 정량한계는 Table 1와 같다.
- 본 연구에서 조사된 4개 품목 중 전 연령대 인구집단의 섭취량이 부재한 산양삼을 제외하고 3개 품목에 한해서 다년생근채류 섭취로 인한 중금속 노출평가를 수행하였다. 중금속 노출량은 품목별 중금속 평균 함량에 식품섭취량을 곱함으로써 산출하였다.
- 식이를 통한 중금속 노출량으로부터 Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives(JECFA)에서 제시한 잠정주간섭취한계량(PTWI, Provisional Tolerable Weekly Intake)와 잠정월간섭취한계량(PTMI, Provisional Tolerable Monthly Intake), WHO의 일일 최대섭취한계량(MADL, Maximum Allowable Daily Body Load)와 같은 인체 섭취한계량(Reference dose) 대비 위해도(Risk Index, %)를 산출하여 노출수준의 위해정도를 확인하였다. 중금속 중 납의 PTWI는 현재 별도의 값이 정해지지 않았기때문에 철회되기 이전의 PTWI값을 활용하였다.
대상 데이터
- 이 중 야콘과 천마는 우리나라에서 일부 일년생으로도 재배하기 때문에 검체선정에서 제외하였고 독활, 사삼, 맥문동은 주로 한약재로 생산 및 유통되기 때문에 이번 연구의 목적인 ‘식품으로의 다년생근채류’에 해당하지 않아 최종 검체목록에서 제외하였다. 따라서, 이번 연구에서 다년생 근채류로는 인삼, 산양삼, 더덕 및 도라지로 최종 결정하였다.
- 유통 중인 인삼, 더덕 및 도라지는 금산 인삼시장 및 서울 경동시장을 중심으로 수거하였으며 서울 등 주요 대도시에 소재한 대형마트, 백화점 등의 현장 및 인터넷을 통해 수거하였다. 또한, 더덕 및 도라지의 경우 생산자를 조사하고 직접 방문 수거를 병행하였다.
- 또한, 더덕 및 도라지의 경우 생산자를 조사하고 직접 방문 수거를 병행하였다. 특히 인삼과 산양삼의 경우 수거의 효율성을 높이기 위해 금산인삼생산자협회와 한국산양삼협회의 협조를 얻어 수거하였다. 최소 수거량은 500 g이었으며 산양삼의 경우 단위무게당 수거비용이 고가이므로 5건, 건당 6뿌리 수거하였고, 총 수거건수는 인삼 등 총 214건이었다.
- 특히 인삼과 산양삼의 경우 수거의 효율성을 높이기 위해 금산인삼생산자협회와 한국산양삼협회의 협조를 얻어 수거하였다. 최소 수거량은 500 g이었으며 산양삼의 경우 단위무게당 수거비용이 고가이므로 5건, 건당 6뿌리 수거하였고, 총 수거건수는 인삼 등 총 214건이었다. 본 연구대상 근채류는 식품으로 섭취 시 껍질을 제거하기 때문에 시료의 겉표면에 묻혀 있는 흙 등을 흐르는 물에 닦아내고 필러를 이용하여 겉껍질을 제거하였다.
- , Iksan, Korea)는 electronic grade를 구입하여 사용하였다. 회수율 등을 확인하기 위한 인증표준물질, CRM(Certified Reference Materials)로는 한국표준과학원(KRISS, Korea Research Institute of Standards and Science)의 인삼 분말(KRISS 108-10-006) 및 미나리 분말(KRISS 108-05-001)을 구입하여 사용하였다. 시료 전처리시 사용한 시험용기는 10% 질산에 24시간 침지한 후 3차 증류수로 씻어 건조한 다음 사용하였다.
- 다년생 근채류 중 중금속 함량 모니터링 결과, 검출한계 미만인 경우는 없었으며 위해성 평가를 위해 정량한계 미만, 검출한계 초과 분석값은 산출된 값 그대로 사용하였다(GEMS/Food-Euro, 1995). 식품 섭취량 및 체중은 국민건강영양조사 4기 자료 중 2008, 2009년 자료와 5기 2010년 자료를 활용하였으며(MHW, 2009, 2010, 2011), 다년생 근채류의 평균 섭취량은 각각 인삼 1.148 g/day, 더덕 0.186 g/day, 도라지 0.984 g/day이었고 우리나라 국민의 평균체중은 58.5 kg b.w.이었다. 한편, 산양삼은 섭취량이 미비하고 이를 추정할 수 있는 자료가 부재하여 노출평가 대상에서는 제외하였다.
데이터처리
- 999 이상으로 나타나 우수한 직선성을 보였다. 반복성 및 정밀성을 확인하기 위해 인삼에 한하여 중금속 표준물질을 1, 5, 10 μg/kg(시험용액 기준) 농도로 첨가하고 5반복, 3일간 분석함으로써 intraday 또는 interday 분석결과 간의 C.V.(Coefficient of Variation, %)을 확인하였다.
이론/모형
- 회수율 실험은 공시료에 중금속 표준용액을 첨가하는 방식과 인증표준물질을 이용한 방식에 따라 수행하였다. 중금속분석의 정밀성 실험결과, 모든 intraday, interday간의 C.
- 다년생 근채류 중 중금속 함량 모니터링 결과, 검출한계 미만인 경우는 없었으며 위해성 평가를 위해 정량한계 미만, 검출한계 초과 분석값은 산출된 값 그대로 사용하였다(GEMS/Food-Euro, 1995). 식품 섭취량 및 체중은 국민건강영양조사 4기 자료 중 2008, 2009년 자료와 5기 2010년 자료를 활용하였으며(MHW, 2009, 2010, 2011), 다년생 근채류의 평균 섭취량은 각각 인삼 1.
- 위해성 평가를 위한 중금속 노출량 추정은 Eq. 1과 같이 결정론적(deterministic) 방식에 따라 수행하였다.
성능/효과
- 1%의 회수율을 보였으며 분석결과간의 편차는 낮았다(Table 3). 표준용액 첨가법과 인증표준물질을 이용한 회수율 결과는 모두 FDA의 중금속 분석법 기준인 80~120%(Patrick et al., 2008)와 AOAC의 기준인 75~120%(AOAC International, 2002) 이내로 본 연구의 중금속 분석법은 우수한 정확성과 정밀성을 보였다.
- 다년생 근채류의 평균 납 함량은 근채류 납 기준인 0.1 mg/kg 미만이었지만, 근채류 납 기준 0.1 mg/kg을 초과하는 경우가 다수 존재하였으며 이를 통해 단년 재배되는 근채류보다 2년 이상 재배되는 다년생 근채류 인삼, 산양삼, 더덕 및 도라지의 납 함량이 높음을 알 수 있었다(Table 4, Fig. 2).
- 114 mg/kg이었다. 더덕의 납 평균함량은 0.056 mg/kg으로 최대 0.409 mg/kg의 함량을 보였으며 77건 중 10건(13%)이 납 0.1 mg/kg을 초과하였고, 도라지의 납 평균함량은 0.045 mg/kg으로 최대 0.371 mg/kg의 함량을 보였으며 납 함량 0.1 mg/kg을 초과한 경우는 65건 중 11건(17%)로 인삼보다 높은 초과율을 보였다. 앞선 문헌에서도 인삼의 납 함량은 0.
- 더덕 77건 중 76건이 모두 0.1 mg/kg 미만이었지만 단 1건에서 0.267 mg/kg의 높은 카드뮴 함량을 보이는 이상치(outlier)가 관찰되었다(Fig
- 본 연구에서 검출된 다년생 근채류의 카드뮴 함량은 납 함량보다는 낮은 수준이었으나, 그 동안 조사된 단년 재배 근채류인 무, 당근 등의 카드뮴 함량(불검출~0.088 mg/kg)보다 다소 높았다(Park and Na, 2000; Chung et al., 2001; Kim, 2005; Song and Min, 2009)
- 도라지 또한 광범위한 농도범위에 걸쳐 카드뮴 함량을 보였으며 도라지 65건 중 2건이 0.1 mg/kg을 초과하는 극단치(far outlier)가 관찰되었다
- 다년생 근채류의 평균 비소 함량은 0.003~0.004 mg/kg 로써 납 또는 카드뮴 함량에 비해 약 10배 낮은 비소 함량을 보였다(Table 4). 더덕에서 비소 최대함량인 0.
- 004 mg/kg 로써 납 또는 카드뮴 함량에 비해 약 10배 낮은 비소 함량을 보였다(Table 4). 더덕에서 비소 최대함량인 0.020 mg/kg이 검출되었으며 이를 제외하고 모두 0.01 mg/kg 미만이었고, 조사건수의 73(도라지)~100(산양삼)%가 0.05 mg/kg 미만이었다(Fig. 2).
- 전체 다년생 근채류 섭취로 인한 중금속 1일 노출량은 각각 0.070 μg Pb/day, 0.041 μg Cd/day, 0.008 μg As/day로써 위해도는 인체섭취한계량의 0.03%, 0.08%, 0.0003%로 위해영향 가능성이 매우 낮았다(Table 5). 인삼과 도라지의 섭취량은 각각 1.
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