현대인들의 건강에 대한 관심이 커짐에 따라 한약재 소비량이 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 최근 기후변화와 국내 한약재의 높은 수입 의존도에 따라 유해물질에 대한 오염 위험이 높아지고 있다. 곰팡이독소는 한약재 중 안전성을 평가하는 주요한 항목 중 하나이다. 본 연구에서 498 건의 한약재에 대해 곰팡이독소 모니터링을 진행하였다. 면역컬럼을 이용해 한약재 중 아플라톡신을 추출하였으며, 추출한 아플라톡신은 HPLC-FLD 방법을 통해 분석하였다. 직선성, 회수율, LOD 및 LOQ를 통해 본 연구에 이용한 실험법 검증을 실시하였다. 39건에서 평균 $7.670{\mu}g/kg$의 아플라톡신이 검출되었으며, $0.610{\sim}77.452{\mu}g/kg$의 검출범위를 보였다. 특히 현호색은 국내 아플라톡신 기준이 없으나, 시험에 사용된 39건 중 5건에서 $14.9{\pm}4.1{\mu}g/kg$의 높은 아플라톡신 농도를 보였다. 즉, 현호색에 대한 기준 설정이 시급히 요구되어지며, 선제적 관리를 위한 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되어진다.
현대인들의 건강에 대한 관심이 커짐에 따라 한약재 소비량이 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 최근 기후변화와 국내 한약재의 높은 수입 의존도에 따라 유해물질에 대한 오염 위험이 높아지고 있다. 곰팡이독소는 한약재 중 안전성을 평가하는 주요한 항목 중 하나이다. 본 연구에서 498 건의 한약재에 대해 곰팡이독소 모니터링을 진행하였다. 면역컬럼을 이용해 한약재 중 아플라톡신을 추출하였으며, 추출한 아플라톡신은 HPLC-FLD 방법을 통해 분석하였다. 직선성, 회수율, LOD 및 LOQ를 통해 본 연구에 이용한 실험법 검증을 실시하였다. 39건에서 평균 $7.670{\mu}g/kg$의 아플라톡신이 검출되었으며, $0.610{\sim}77.452{\mu}g/kg$의 검출범위를 보였다. 특히 현호색은 국내 아플라톡신 기준이 없으나, 시험에 사용된 39건 중 5건에서 $14.9{\pm}4.1{\mu}g/kg$의 높은 아플라톡신 농도를 보였다. 즉, 현호색에 대한 기준 설정이 시급히 요구되어지며, 선제적 관리를 위한 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료되어진다.
The consumption of herbal medicines has been increasing with growing interest in health. However, due to recent climate change and the complex distribution process of herbal medicines with high import dependence the likelihood of contamination with mycotoxin has been increased. Mycotoxins are emergi...
The consumption of herbal medicines has been increasing with growing interest in health. However, due to recent climate change and the complex distribution process of herbal medicines with high import dependence the likelihood of contamination with mycotoxin has been increased. Mycotoxins are emerging as key indicators for ensuring safety of herbal medicines. A total of 498 herbal medicine samples were screened for mycotoxin contamination in this study. Aflatoxin in the herbal medicine samples was extracted by using immunoaffinity column, then the extracted aflatoxin was quantified via high performance liquid chromatography coupled with fluorescence detection (HPLC-FLD) method. The extraction method was verified by linearity, recovery, LOD and LOQ. Aflatoxins were detected in 39/498 samples in an average of $7.670{\mu}g/kg$ ($0.610-77.452{\mu}g/kg$ range). Although safety standards for Corydalis Tuber is not currently available in korea, five of the 39 samples had high concentration of aflatoxins (average of $14.9{\pm}4.1{\mu}g/kg$). In conclusion, it is urgent to establish safety criteria of aflatoxin in Corydalis Tuber. The results of the current study suggest that continuous monitoring is necessary for proactive management of herbal medicine safety.
The consumption of herbal medicines has been increasing with growing interest in health. However, due to recent climate change and the complex distribution process of herbal medicines with high import dependence the likelihood of contamination with mycotoxin has been increased. Mycotoxins are emerging as key indicators for ensuring safety of herbal medicines. A total of 498 herbal medicine samples were screened for mycotoxin contamination in this study. Aflatoxin in the herbal medicine samples was extracted by using immunoaffinity column, then the extracted aflatoxin was quantified via high performance liquid chromatography coupled with fluorescence detection (HPLC-FLD) method. The extraction method was verified by linearity, recovery, LOD and LOQ. Aflatoxins were detected in 39/498 samples in an average of $7.670{\mu}g/kg$ ($0.610-77.452{\mu}g/kg$ range). Although safety standards for Corydalis Tuber is not currently available in korea, five of the 39 samples had high concentration of aflatoxins (average of $14.9{\pm}4.1{\mu}g/kg$). In conclusion, it is urgent to establish safety criteria of aflatoxin in Corydalis Tuber. The results of the current study suggest that continuous monitoring is necessary for proactive management of herbal medicine safety.
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문제 정의
아플라톡신은 독성이 강할 뿐만 아니라 열에도 안정하여 한약재 가공 중 제거하기 어렵기 때문에 한약재 안전관리 상 매우 중요한 유해물질이다. 본 연구에서는 서울시 유통 한약재 중 아플라톡신의 오염실태를 조사하여 아플라톡신 안전관리 기준 마련을 위한 기초 정보 제공과 유해물질이 함유된 한약재의 유통 관리를 위한 선제적 모니터링 자료를 제공하고자 한다.
최근 지구 온난화로 인한 기후변화로 한약재 중 아플라톡신을 비롯한 곰팡이독소의 발생위험이 부각되고 있다. 이에 한약재 이용자들의 안전을 위하여 서울시 유통 중인 한약재를 수거하여 곰팡이독소인 아플라톡신을 중심으로 오염실태를 조사하였다.
제안 방법
HPLC-FLD로 분석한 결과 검출한계(Limit of detection)는 S/N (signal to noise)비가 3대 1일 때의 농도로 하였고,정량한계(Limit of quantification)는 S/N 비가 10대 1일 때의 농도를 기준으로 측정하였다(Table 4).B1, B2, G1 및 G2의 검출한계는 각각 0.
실험에 사용한 재료는 서울 지역에서 유통되는 한약재를 구입하여 사용하였다. Table 1과 같이 종자류(145건),과실류(85건), 뿌리류(83건), 뿌리줄기(68건), 줄기 및 수피류(33건) 등 총 498건의 한약재에 대해 아플라톡신 분석을 수행하였다. 식품의약품안전처(MFDS)에서는 한약재 중감초 등 20품목에 대해 대한민국약전(KP) 및 대한민국약전외생약(한약) 규격집(KHP)에서 아플라톡신 기준(총 아플라톡신 15 µg/kg 이하, B1 10 µg/kg 이하)을 설정하여 국내 유통 한약재의 안전 관리를 실시하고 있다.
시중 유통 중인 한약재 중 종자류 26품목 145건, 과실류 30품목 85건, 뿌리류 26품목 83건, 뿌리줄기 22품목 68건, 줄기류 13품목 33건, 꽃류 4품목 26건, 덩이줄기 4품목 27건, 잎류 8품목 11건, 동물성 한약재 등 기타류 5품목 20건에 대해 아플라톡신 B1, B2, G1 및 G2를 분석하였다.
아플라톡신 정량분석을 위해 형광검출기가 부착된 HPLC를 사용하고, 분석 컬럼은 Sunfire (Waters, 4.6 mm × 150mm, 0.5 um)을 사용하였다.
확립된 분석법을 이용하여 아플라톡신 혼합표준용액의 최종농도가 5 µg/kg이 되도록 시료에 첨가한 후 정량하여 회수율을 검토하였다.
회수율 및 재현성을 보기위해 아플라톡신이 검출되지 않은 현호색에 아플라톡신 혼합 표준용액(aflatoxin mix STD)의 최종농도가 B2, G2은 5 µg/kg이 되도록, B1와 G1은 1.5µg/kg가 되도록 첨가한 후 시료 전처리 방법과 동일한 처리과정을 거쳐 HPLC로 정량 분석하였다.
대상 데이터
아플라톡신 정량분석을 위해 Fluorescence detector (FLD) 가 장착된 HPLC (Waters e2695, USA)를 사용하였다. 또한 액체크로마토그래프의 분석 컬럼과 형광검출기 사이에 설치하는 Photochemical Reactor Enchanced Detection(PHRED)는 254 nm 저압의 수은램프(250 V, 50 Hz, 8watt)를 가지고 있으면서 자외선 조사로 인한 형광유도체 반응이 일어나는 투명한 코일은 PTFE (Poly-tetrafluoroethylene) 제로 길이 25 m, 내경 0.5 mm를 갖는 광화학반응장치(Phred,Aura, USA)를 사용하였다.
식품의약품안전처(MFDS)에서는 한약재 중감초 등 20품목에 대해 대한민국약전(KP) 및 대한민국약전외생약(한약) 규격집(KHP)에서 아플라톡신 기준(총 아플라톡신 15 µg/kg 이하, B1 10 µg/kg 이하)을 설정하여 국내 유통 한약재의 안전 관리를 실시하고 있다. 본 시험에서는 기준이 설정되어 있는 품목 224건 및 기준 미설정품목 274건에 대한 아플라톡신 모니터링 및 그룹 간 비교시험을 실시하였다. 모든 시료는 분쇄기(Daesung ArtlonDA338, Korea)로 균질화한 후 밀봉하여 냉동(−20oC) 보관하여 사용하였다.
실험에 사용한 재료는 서울 지역에서 유통되는 한약재를 구입하여 사용하였다. Table 1과 같이 종자류(145건),과실류(85건), 뿌리류(83건), 뿌리줄기(68건), 줄기 및 수피류(33건) 등 총 498건의 한약재에 대해 아플라톡신 분석을 수행하였다.
아플라톡신 B1, B2, G1 및 G2 표준품은 Aflatoxin Mix(Supelco, USA)를 사용하였다. 추출 및 분석에 사용되는 Methanol, Acetonitrile은 HPLC급(Merck, Darmstadt, Germany)을 Sodium chloride (Merck Co.
아플라톡신 정량분석을 위해 Fluorescence detector (FLD) 가 장착된 HPLC (Waters e2695, USA)를 사용하였다. 또한 액체크로마토그래프의 분석 컬럼과 형광검출기 사이에 설치하는 Photochemical Reactor Enchanced Detection(PHRED)는 254 nm 저압의 수은램프(250 V, 50 Hz, 8watt)를 가지고 있으면서 자외선 조사로 인한 형광유도체 반응이 일어나는 투명한 코일은 PTFE (Poly-tetrafluoroethylene) 제로 길이 25 m, 내경 0.
표준품은 Aflatoxin Mix(Supelco, USA)를 사용하였다. 추출 및 분석에 사용되는 Methanol, Acetonitrile은 HPLC급(Merck, Darmstadt, Germany)을 Sodium chloride (Merck Co.)은 모두 특급 이상의 것을 사용하였다.
성능/효과
1. 서울시 유통 중인 한약재 138품목 498건에 대해 시험한 결과, 14품목 38건(7.8%)에서 아플라톡신이 검출되었으며 평균 검출 농도는 7.7 µg/kg, 검출범위는 0.6~77.5µg/kg의 총 아플라톡신 양을 보였다.
2. 아플라톡신이 검출된 38건의 시료에서 G1, G2, B1 및 B2의 검출 빈도는 각각 5건, 9건, 26건 및 12건으로, B1이가장 많은 빈도로 검출되었다. 4가지 아플라톡신이 동시에 검출된 시료는 없었으며, 2종류 이상의 아플라톡신이동시에 검출된 것은 12건(30.
4. 서울시 유통 한약재 498건에 대한 아플라톡신을 분석한 결과 대부분 국내 안전관리 기준에 적합하였으나, 백강잠(1건), 빈랑자(1건) 및 현호색(5건) 3품목 총 7건에서기준(총 아플라톡신 15 µg/kg 이하, B1 10 µg/kg 이하)보다 높은 아플라톡신 검출량을 보였다.
아플라톡신이 검출된 38건의 시료에서 G1, G2, B1 및 B2의 검출 빈도는 각각 5건, 9건, 26건 및 12건으로, B1이가장 많은 빈도로 검출되었다. 4가지 아플라톡신이 동시에 검출된 시료는 없었으며, 2종류 이상의 아플라톡신이동시에 검출된 것은 12건(30.8%)이었다. 특히 총 아플라톡신의 합(B1)이 77.
결명자는 총 14건의 검체 중 7건에서 아플라톡신이 검출되었으나, 총아플라톡신의 최고 검출량이 9.7 µg/kg으로 모두 국내 아플라톡신 관리 기준에 적합한 수준이였다.
5µg/kg가 되도록 첨가한 후 시료 전처리 방법과 동일한 처리과정을 거쳐 HPLC로 정량 분석하였다. 그 결과 Table 3에서 보는 바와 같이 혼합 표준용액에 대한 회수율(blank)은 B1, B2, G1 및 G2에서 89.3~95.1%의 회수율을 보였으나, 현호색을 기질로 사용하여 아플라톡신 소량첨가 회수율(spike recovery)을 측정한 결과 74.5~91.3% 회수율을 보였다. 현호색을 기질로 사용한 시험결과가 공시험에 비해 낮은 평균치를 보였으나 아플라톡신 종류별 t-test 실시 결과 모두 0.
4~20 µg/L로 조제하여 HPLC 기기에 주입하여 얻어진 피크면적으로부터 검량선을 작성하였다. 그 결과 상관계수(R2)가 아플라톡신 B1, B2, G1 및 G2에서 0.9996, 0.9985,0.9997, 0.9998로 모두 양호한 직선성을 나타내었다(Fig. 1).
그러나 현호색을 제외한 나머지 품목 중 백강잠 1건 및 빈랑자 1건만 국내 아플라톡신 기준(B1, B2, G1 및 G2의 합 15 µg/kg 이하, B1 10 µg/kg 이하)을 초과하였고,나머지 품목에서는 모두 기준 이내의 안전한 값을 보였다(Table 5).
백강잠 1건 및 빈랑자 1건에서는 각각 총아플라톡신의 합(B1)이 40.8(31.8) µg/kg과 77.5(66.2) µg/kg으로 국내 아플라톡신 안전관리 기준인 15(B1 10) µg/kg이하 보다 2.5~5배 이상 높은 결과를 보였다.
시험 결과 아플라톡신 오염이 확인된 시료는 덩이줄기현호색 7건, 종자류는 결명자 7건, 빈랑자 6건, 괄루인 2건, 백자인 2건, 육두구 2건, 산조인 1건 등 6품목, 뿌리류 원지 4건, 당귀 1건 등 2품목, 동물성 백강잠 3건, 귀판 1건 등 2품목, 과실류 목과 1건, 꽃 홍화 1건등 총 38건 이였다. 그러나 현호색을 제외한 나머지 품목 중 백강잠 1건 및 빈랑자 1건만 국내 아플라톡신 기준(B1, B2, G1 및 G2의 합 15 µg/kg 이하, B1 10 µg/kg 이하)을 초과하였고,나머지 품목에서는 모두 기준 이내의 안전한 값을 보였다(Table 5).
실험동물에서 간의 종양 발생은 아플라톡신의 B1 의 노출과 상관성이 있는 것으로 나타났는데, 이때 DNA 손상은 아플라톡신 B1-DNA 부가물(aflatoxin B1-DNA adducts)의 영향을 받는 것으로 나타났다. B형 간염 바이러스와 질환에 상관없이 간암 발병에 대한 아플라톡신의 역할은 중국 및 스와질란드에서 수행된 조사에서 확실하게 되었고8,9), 이 결과를 토대로 1987년 국제암연구소(International Agency for Research on Cancer, IARC)에서는 아플라톡신을 발암성이 확실한 Group I로 분류하게 되었다10).
그러나 현호색을 제외한 나머지 품목 중 백강잠 1건 및 빈랑자 1건만 국내 아플라톡신 기준(B1, B2, G1 및 G2의 합 15 µg/kg 이하, B1 10 µg/kg 이하)을 초과하였고,나머지 품목에서는 모두 기준 이내의 안전한 값을 보였다(Table 5). 현호색(58.3%), 빈랑자(54.6%), 결명자(50.0%) 및 백자인(50.%)은 50% 이상의 높은 검출률을 보였으며, 현호색을 제외한 빈랑자 등 3품목은 모두 종자류 한약재였으며, 이들 품목은 국내 아플라톡신 안전기준을 설정하여 품질관리를 실시하고 있다.
3% 회수율을 보였다. 현호색을 기질로 사용한 시험결과가 공시험에 비해 낮은 평균치를 보였으나 아플라톡신 종류별 t-test 실시 결과 모두 0.05 이하로 그룹별 차이가 없었다.
현호색의 경우 국내 품질관리 기준은 없으나 총 12건 중 7건에서 B2와 B1의 아플라톡신이 검출되었으며, 이중 5건에서는 국내 한약재 아플라톡신 기준(B1, B2, G1 및 G2의 합 15 µg/kg 이하, B1 10 µg/kg 이하) 이상의 아플라톡신이 검출되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인체 건강에 위협이 되는 대표적인 곰팡이독소는?
곰팡이독소(mycotoxin)는 곰팡이가 생성하는 2차 대사산물로 현재까지 약 300여종이 알려져 있다. 이 중 인간의 건강에 문제가 되는 대표적인 곰팡이독소로는 Aspergillus에 의해 생성되는 Aflatoxin (AF)과 Fusarium에 의해서 생성되는 Zearalenone (ZEA), Fumonisins (FB), Deoxynivalenol(DON)과 Nivalenol (NIV) 등이 있다3).
곰팡이독소란 무엇인가?
곰팡이 자체는 작물의 수확 및 가공 과정 중에 소멸되기도 하지만 생산된 곰팡이독소들은 화학적으로 안정하기 때문에 가공 후에도 소실되지 않고 작물 내에 잔존하다가 음식물의 섭취 등으로 인체에 영향을 줄 수 있다1,2). 곰팡이독소(mycotoxin)는 곰팡이가 생성하는 2차 대사산물로 현재까지 약 300여종이 알려져 있다. 이 중 인간의 건강에 문제가 되는 대표적인 곰팡이독소로는 Aspergillus에 의해 생성되는 Aflatoxin (AF)과 Fusarium에 의해서 생성되는 Zearalenone (ZEA), Fumonisins (FB), Deoxynivalenol(DON)과 Nivalenol (NIV) 등이 있다3).
아플라톡신의 생성 조건은 무엇인가?
아플라톡신(aflatoxin, AFs)은 Aspergillus flavus 및 Aspergillus parasiticus 등 진균류에 의해 생성되는 독소로서 전 세계 토양에 흔히 분포되어 있다. 주로 온도 28~30oC, 상대습도 80~85% 조건의 고온다습한 열대나 아열대지방에서 잘 생성되며 수확에서 건조까지 저장기간이 길고 환기가 불충분할수록 잘 생성된다4). 쌀, 밀, 옥수수와 같은 곡류 및 견과류, 향신료 등을 기질로 하여 수분 16% 이상, 적정온도 33.
참고문헌 (15)
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