사료의 안전성은 우리가 먹는 축산식품 및 그 가공품의 안전성과 직결된다. 따라서 이 연구의 목적은 1) 사료 중 관리대상 농약의 동시분석법을 확립하고, 2) 국내외 사료 중 농약 잔류실태를 조사하여 원료부터의 축산식품의 안전성을 확보하고자 하였다. 농약 잔류실태 조사를 위해 국내 유통 사료 126점을 수거하였고, 농약잔류허용기준이 설정된 농약 121성분 중 동시분석이 가능한 105성분에 대해 분석법을 확립한 후 농약 잔류실태를 조사하였다. 농약 잔류실태 조사 결과에 따르면, 126점의 사료 중 106점(84.1%)이 불검출이었고, 20점(15.9%)에서 7성분이 농약잔류허용기준 이내로 검출되었다. 검출빈도가 높은 농약으로는 각각 5점에서 검출된 pirimiphos-methyl과 cyproconazole이었다. 이 밖에도 propiconazole, azoxystrobin, tricyclazole 등이 검출되었다. 이 결과들은 2015년 국내 유통 사료가 잔류허용기준 이하로 안전하게 관리되고 있음을 보여준다. 그럼에도 불구하고, 사료의 안전성 강화 및 불량사료 원천차단을 위해 지속적인 잔류 실태조사가 필요하다.
사료의 안전성은 우리가 먹는 축산식품 및 그 가공품의 안전성과 직결된다. 따라서 이 연구의 목적은 1) 사료 중 관리대상 농약의 동시분석법을 확립하고, 2) 국내외 사료 중 농약 잔류실태를 조사하여 원료부터의 축산식품의 안전성을 확보하고자 하였다. 농약 잔류실태 조사를 위해 국내 유통 사료 126점을 수거하였고, 농약잔류허용기준이 설정된 농약 121성분 중 동시분석이 가능한 105성분에 대해 분석법을 확립한 후 농약 잔류실태를 조사하였다. 농약 잔류실태 조사 결과에 따르면, 126점의 사료 중 106점(84.1%)이 불검출이었고, 20점(15.9%)에서 7성분이 농약잔류허용기준 이내로 검출되었다. 검출빈도가 높은 농약으로는 각각 5점에서 검출된 pirimiphos-methyl과 cyproconazole이었다. 이 밖에도 propiconazole, azoxystrobin, tricyclazole 등이 검출되었다. 이 결과들은 2015년 국내 유통 사료가 잔류허용기준 이하로 안전하게 관리되고 있음을 보여준다. 그럼에도 불구하고, 사료의 안전성 강화 및 불량사료 원천차단을 위해 지속적인 잔류 실태조사가 필요하다.
Safe animal feed is important for the health of animals, the environment and for the safety of foods of animal origin. Therefore, the aims of this study were: 1) to validate simultaneous analytical method and 2) to investigate the amount of pesticide residues in animal feed from Republic of Korea as...
Safe animal feed is important for the health of animals, the environment and for the safety of foods of animal origin. Therefore, the aims of this study were: 1) to validate simultaneous analytical method and 2) to investigate the amount of pesticide residues in animal feed from Republic of Korea as a part of official control. A total of 126 samples were collected in 2015 and analyzed for 105 pesticides. According to pesticides monitoring result, no residue was found in 84.1% of the samples, whereas 15.9% of samples contained pesticide residues below the maximum residue limits (MRLs). Pirimiphos-methyl and cyproconazole were the two most frequently found pesticides. The results show that all commercial feed monitored in 2015 were safe under the Korean MRL and occurrence of pesticide residues in animal feed could not be considered serious threats to human and animal health. However, continuous monitoring with tighter regulation for pesticide residues in animal feed is recommended.
Safe animal feed is important for the health of animals, the environment and for the safety of foods of animal origin. Therefore, the aims of this study were: 1) to validate simultaneous analytical method and 2) to investigate the amount of pesticide residues in animal feed from Republic of Korea as a part of official control. A total of 126 samples were collected in 2015 and analyzed for 105 pesticides. According to pesticides monitoring result, no residue was found in 84.1% of the samples, whereas 15.9% of samples contained pesticide residues below the maximum residue limits (MRLs). Pirimiphos-methyl and cyproconazole were the two most frequently found pesticides. The results show that all commercial feed monitored in 2015 were safe under the Korean MRL and occurrence of pesticide residues in animal feed could not be considered serious threats to human and animal health. However, continuous monitoring with tighter regulation for pesticide residues in animal feed is recommended.
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문제 정의
따라서, 이 연구의 목적은 사료 중 확대된 관리대상 농약에 대해 사료 등의 기준 및 규격-사료표준분석방법의 잔류 농약 다성분동시분석법의 적용가능성을 검증하여 분석법을 확립하고 잔류농약의 신속하고 정확한 분석으로 국내 유통사료 중 농약 잔류실태를 조사하여 불량 사료의 유통을 원천적으로 차단하는데 있다.
제안 방법
보통 GC로 분석하기 적합한 농약들은 휘발성이며 열분해가 일어나지 않으며 해리하지 않는 중성의 비극성 화합물들이기 때문에 화학구조 내에 해리하는 특성을 나타내는 작용기 (carboxyl기, amino기, phenolic hydroxyl기 등)를 갖고 있으면 너무 극성이 크므로 GC로 분석이 어렵기 때문에 LC-MSMS 그룹으로 하여 분석하였다. GC 대상 농약 중 구조내 할로겐화합물, conjugated carbonyl, nitrile기, nitrate기 등을 함유한 성분들은 전자포획검출기(elextron capture detector, ECD)로, 인이나 황을 함유한 성분들은 불꽃광도검출기(flame photometric detector, FPD)로 그룹화하였다(MFDS 2013). Table 2에는 121성분 중 동시분석이 가능한 105성분에 대하여 기기별 농약그룹을 정리해 놓았다.
국내 및 국제 잔류농약 분석법 가이드라인(MFDS 2013, CAC 2003, EC 2015)에 따라 사료 중 확대된 농약성분에 대하여 사료표준분석방법의 잔류농약 다성분동시분석법의 적용가능성을 검증하였다. 직선성 확인을 위해 농약 성분별 농도가 0.
농약 그룹을 정할 때 고려된 물리화학적 특성은 대상농약의 화학구조, 구조 내 이온화 그룹 포함 여부, 물-옥탄올 분배계수(Log Pow), 증기압(mPa) 등이었다. 보통 GC로 분석하기 적합한 농약들은 휘발성이며 열분해가 일어나지 않으며 해리하지 않는 중성의 비극성 화합물들이기 때문에 화학구조 내에 해리하는 특성을 나타내는 작용기 (carboxyl기, amino기, phenolic hydroxyl기 등)를 갖고 있으면 너무 극성이 크므로 GC로 분석이 어렵기 때문에 LC-MSMS 그룹으로 하여 분석하였다. GC 대상 농약 중 구조내 할로겐화합물, conjugated carbonyl, nitrile기, nitrate기 등을 함유한 성분들은 전자포획검출기(elextron capture detector, ECD)로, 인이나 황을 함유한 성분들은 불꽃광도검출기(flame photometric detector, FPD)로 그룹화하였다(MFDS 2013).
분석대상농약은 사료 중 잔류허용기준이 설정된 121성분으로 하여, 물리화학적 특성을 고려하여 기기별(CE-ECD, GC-FPD, GC-MSMS, LC-MSMS)로 그룹을 정하여 분석하였다. GC-ECD는 머무름 시간을 고려하여 그룹 1과 2로 구분하였다.
사료 중 농약 잔류실태 조사를 위해 국내 유통 사료 126점을 수거하였고, 농약잔류허용기준이 설정된 농약 121성분 중 동시분석이 가능한 105성분에 대해 위에서 확립한 분석법으로 농약 잔류실태를 조사하였다. 농약 잔류실태 조사결과에 따르면, 126점의 사료 중 106점(84.
확대된 관리대상 농약성분에 대해 사료 등의 기준 및 규격 별표 25 (MAFRA 2015 C)에 있는 사료표준분석방법의 다성분동시분석법의 적용 가능성을 검토하기 위한 전처리 방법은 사료 5g을 칭량하여 증류수 10 mL를 넣고 30분간 방치하여 습윤화한 후 acetonitrile을 가하여 고속 진탕 추출을 한 추출물에 10 g 정도의 NaCl을 가하고 진탕 후 정치, 분리된 두 층 중 상층의 acetonitrile 추출액 일부를 취해 농축한다. 이후 LC 대상 농약은 1% 메탄올 함유 디클로로메탄 4 mL에 녹인 액을 활성화된 NH2 카트리지 상단에 넣고 용출시켜 시험관에 받는다.
대상 데이터
분석을 위한 기기는 Electron Capture Detector (ECD, 전자포획검출기)와 Flame Photometric Detector (FPD, 불꽃광도검출기)가 장착된 Agilent 7890B GC system, Triple Quad MSMS (질량분석기)가 장착된 Agilent 7000 GC system과 Triple Quad MSMS (질량분석기)가 장착된 Agilent 1260 LC system (Agilent, Santa Clara, USA)을 사용하였다. Table 3은 분석을 위해 사용한 GC-ECD, GC-FPD, GC-MS/MS의 기기분석 조건을 요약해 놓았고, 다음 Table 4는 LC-MS/MS의 기기분석 조건을 요약해 놓았다.
사료표준분석방법 잔류농약 다성분동시분석법으로 분석이 불가능한 농약은 dithiocarbamates, 2,4-D, glyphosate, glufosinate, paraquat 등 16성분이었다. 사료표준분석방법 잔류농약 다성분동시분석법은 해리하지 않는 중성의 비극성 및 중간비극성 농약성분들을 주 분석 대상으로 만들어진 방법이기에 2,4-D와 같은 산성 및 염기성의 해리성 농약이나, glyphosate와 paraquat와 같은 극성농약, 유기용매에 잘 녹지 않는 dithiocarbamates의 분석에는 적합하지 않다(MFDS 2013).
시료는 분쇄하여 분석법 유효성 검증을 위해 사용하였다. 유통 사료의 농약 잔류실태 조사를 위한 시료는 사료협회와 단미사료 협회를 통해 126점을 사료검사기준 제10조(MAFRA 2016)에 따라 500 g 수거하여 사료분쇄기(SM 300, Retsch, Germany)로 분쇄한 후 분석시료로 사용하였다(Fig. 1).
확대된 관리대상 성분에 대한 잔류농약 다성분동시분석법 적용가능성 검증을 위한 곡류, 콩류 및 섬유질류 사료는 사료협회와 농협중앙회 축산연구원으로부터 공여 받았고, 배합사료는 미국사료검사관협회(Association of Animal Feed Control Official, AAFCO)의 시료를 이용하였다. 시료는 분쇄하여 분석법 유효성 검증을 위해 사용하였다.
데이터처리
확대된 관리대상 성분에 대한 잔류농약 다성분동시분석법 적용가능성 검증을 위한 곡류, 콩류 및 섬유질류 사료는 사료협회와 농협중앙회 축산연구원으로부터 공여 받았고, 배합사료는 미국사료검사관협회(Association of Animal Feed Control Official, AAFCO)의 시료를 이용하였다. 시료는 분쇄하여 분석법 유효성 검증을 위해 사용하였다. 유통 사료의 농약 잔류실태 조사를 위한 시료는 사료협회와 단미사료 협회를 통해 126점을 사료검사기준 제10조(MAFRA 2016)에 따라 500 g 수거하여 사료분쇄기(SM 300, Retsch, Germany)로 분쇄한 후 분석시료로 사용하였다(Fig.
정확성 및 정밀성을 확인하기 위해 농약이 처리되지 않은 시료에 각 대상 농약 표준용액의 LOQ와 LOQ 10배인 2수준에서 3반복으로 처리한 후, 앞에서 기술한 분석과정으로 실험을 진행하여 회수율과 상대표준편차(RSD, relative standard deviation)를 산출하였다.
이론/모형
GC-ECD와 GC-FPD의 경우 검량선 작성은 외부표준물질 검량선(External standard calibration)을 이용하였다. 질량분석기를 이용하여 분석하는 경우 사료 매질(matrix)에 의한 영향을 최소화하기 위해 매질보정검량선(matrix-matched calibration)을 이용하였다. 농약성분이 검출되지 않은 균질한 시료를 위에서 언급한 전처리 방법을 이용하여 검량선 작성을 위한 표준용액조제에 사용하였다.
성능/효과
4에 대표적인 표준품, 무처리, 회수율 크로마토그램을 정리하여 놓았다. 121성분의 농약 중에서 사료표준분석방법 잔류농약 다성분동시분석법으로 분석이 가능한 농약은 105성분으로 이들의 평균 회수율은 70.1~116.3%이었다. 반복성(repeatability) 시험 결과 각 농약의 머무름 시간(retention time)에 대한 측정값들의 상대표준편차는 3.
Cyproconazole은 병원균 세포막의 ergosterol 생합성을 억제하여 세포벽 형성 저해를 작용기작으로 하는 트리아졸계 살균제로 인체에 대한 생식독성과 급성독성이 보고되어 있다(MFDS 2016, EFSA 2010). Cyproconazole은 국내 사료 중 곡류(밀, 보리, 호밀, 귀리, 수수)와 섬유질류 사료에 각각 5 mg/kg, 그리고 곡류(옥수수)에 2 mg/kg으로 잔류허용기준이 설정되어 있는데, 이번 잔류실태조사에서 옥수수 사료 5점에서 0.58~0.95 mg/kg 수준으로 검출되었으나 모두 잔류허용기준 이하였다. Propiconazole은 cyproconazole과 마찬가지로 ergosterol의 생합성 저해를 작용기작으로 하는 트리아졸계 살균제이지만 cyproconazole과 달리 인체에 대한 급성독성만이 보고되어 있다(MFDS 2016, EFSA 2015).
본 연구의 분석법은 곡류(옥수수), 섬유질류(알팔파), 배합사료에 대해 105성분의 농약이 모든 수준에서 회수율과 상대표준편차 값이 국내 및 국제 기준을 만족하였다. 따라서, 본 연구의 사료표준분석방법 잔류농약 다성분동시분석법에 대한 분석 결과 검출한계, 정량한계, 직선성, 정확성, 재현성및 정밀성 등을 고려할 때 사료 잔류농약 105성분 동시분석법으로 적용 가능하다고 판단된다.
Codex에서는 우리나라와 비슷하게 곡류의 짚류(straw)에 대해 2 mg/kg 콩류에 대해 5 mg/kg으로 propiconazole의 잔류허용기준이 설정되어있고(Codex 2016), 미국의 경우 짚류에 대해 propiconazole이 10~40 mg/kg으로 기준이 설정되어 있다(USA EPA 2016). 따라서, 이번 연구에서 검출된 propiconazole은 국내 기준에서 최저기준인 2 mg/kg이나 codex나 미국의 국제기준을 적용해도 기준치 이하의 안전한 수준이라고 판단된다.
3%이었다. 반복성(repeatability) 시험 결과 각 농약의 머무름 시간(retention time)에 대한 측정값들의 상대표준편차는 3.72~12.35%로 나타났다. 재현성(reproducibility) 시험의 머무름 시간의 3일 평균 측정값들의 상대표준편차는 5.
사료 관리대상 농약 121성분에 대하여 사료표준분석방법 잔류농약 다성분동시분석법의 적용가능성을 검증하기 위하여 잔류분석을 수행한 결과, 무처리 시료와 농약을 첨가한 무처리 시료를 비교하였을 때 크로마토그램에 농약이 나오는 머무름 시간대에 나오는 간섭물질이 없어 특이성을 확보할 수 있었다. 또한, 각각의 분석성분들의 상관계수가 0.
이러한 매트릭스별 분석법의 감도는 국제 기준인 Codex(CAC 2003) 및 식품공전 잔류농약분석법 실무 해설서(MFDS 2013)에서 권장하는 잔류농약 분석법 기준인 0.05 mg/kg 이하 또는 허용기준의 1/2 이하의 정량한계 기준에 적합하였다.
35%로 나타났다. 재현성(reproducibility) 시험의 머무름 시간의 3일 평균 측정값들의 상대표준편차는 5.15~7.64%로 반복성과 재현성 모두 분석오차 15% 미만이므로 정밀성이 우수하였다. Codex와 EC의 회수율 및 상대표준편차 허용범위는 처리수준이 0.
후속연구
이 결과와 비교해보면 2015년에 국내 유통 사료가 잔류허용기준 이하로 안전하게 관리되고 있음을 보여준다. 그럼에도 불구하고, 사료의 안전성 강화 및 불량사료 원천 차단을 위해 유통 사료에 대한 지속적인 잔류 실태조사가 필요하다.
이렇게 확대된 관리대상 농약에 대해 정확하고 정밀하며 신뢰성이 높은 분석법을 확립하여 사료검정업무의 효율성 제고 및 검정결과의 신뢰도 확보가 필요하다. 또한, 국내 유통 사료 중 농약의 잔류실태를 조사하여 축산 식품의 안전성 확보가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
농약 사용의 문제점은?
농약은 현대 농업에 있어서 농업생산의 안정화, 생산품의 품질향상, 농작업의 간편화 및 능률화를 도모할 수 있어 그 사용이 불가피 하나, 농약의 오·남용으로 인해 대기, 수질, 토양 등의 환경에 농약이 잔류할 가능성이 있기에 잔류량이 인체에 위해하지 않도록 관리하는 일이 매우 중요하다. 사료에 잔류된 농약은 동물 건강에 부정적인 영향을 끼칠 뿐아니라 축산물로 전이되고 잔류되어 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있기 때문에 사료 중 잔류농약 안전관리가 필요하다(Leeman WR et al.
농약은 현대농업에 있어 어떤 편리함을 가져다 주었는가?
농약은 현대 농업에 있어서 농업생산의 안정화, 생산품의 품질향상, 농작업의 간편화 및 능률화를 도모할 수 있어 그 사용이 불가피 하나, 농약의 오·남용으로 인해 대기, 수질, 토양 등의 환경에 농약이 잔류할 가능성이 있기에 잔류량이 인체에 위해하지 않도록 관리하는 일이 매우 중요하다. 사료에 잔류된 농약은 동물 건강에 부정적인 영향을 끼칠 뿐아니라 축산물로 전이되고 잔류되어 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있기 때문에 사료 중 잔류농약 안전관리가 필요하다(Leeman WR et al.
현대 농업의 발달로 농약으로 인해 인체에 미치는 과정을 설명해보시오.
농약은 현대 농업에 있어서 농업생산의 안정화, 생산품의 품질향상, 농작업의 간편화 및 능률화를 도모할 수 있어 그 사용이 불가피 하나, 농약의 오·남용으로 인해 대기, 수질, 토양 등의 환경에 농약이 잔류할 가능성이 있기에 잔류량이 인체에 위해하지 않도록 관리하는 일이 매우 중요하다. 사료에 잔류된 농약은 동물 건강에 부정적인 영향을 끼칠 뿐아니라 축산물로 전이되고 잔류되어 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있기 때문에 사료 중 잔류농약 안전관리가 필요하다(Leeman WR et al. 2007).
참고문헌 (15)
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