[논문]GC-MS를 이용한 신선편의 샐러드 중 dichloroacetic acid와 trichloroacetic acid의 분석

김희갑; 이성균; 윤아현

doi:10.9721/kjfst.2019.51.1.12

GC-MS를 이용한 신선편의 샐러드 중 dichloroacetic acid와 trichloroacetic acid의 분석
Determination of dichloroacetic acid and trichloroacetic acid in fresh-cut salads using gas chromatography-mass spectrometry 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.51 no.1, 2019년, pp.12 - 17

김희갑 (강원대학교 농업생명과학대학 환경융합학부) , 이성균 (강원대학교 자연과학대학 환경학과) , 윤아현 (강원대학교 산림환경과학대학 제지공학과)

초록
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이 연구에서는 GC-MS를 사용하여 신선편의 채소류 중 DCAA 및 TCAA를 포함한 haloacetic acids를 분석하는 방법을 확립하였다. 분석 방법의 유효성을 검증한 후 일부 시중에서 유통 중인 시료를 분석한 결과, 외국의 수준보다 높아 $19-75{\mu}g/kg$의 수준으로 검출되었다. 본 결과를 바탕으로 실시한 위해 평가에 따르면, 현재 국내에 유통 중인 신선편의 채소류의 섭취에 따른 초과 발암 위해도가 허용 수준을 초과하여, 향후 이에 대한 관리가 필요하다는 것을 시사하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Dichloroacetic acid (DCAA) and trichloroacetic acid (TCAA) in fresh-cut salads available from the market were determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The target compounds in 3 g of acidified homogenates were extracted with 20 mL of methyl t-butyl ether (MTBE). The extract was concentrated to 1 mL and heated for 1 h at $55^{\circ}C$. The analytes were separated using a DB-1701 column and detected with a mass spectrometer. The method detection limit was approximately $6{\mu}g/kg$, and both analytical accuracy and precision were found to be satisfactory. The linearity of the calibration curves expressed as the coefficients of determination was >0.996. The analysis of seven samples using the established method showed that the four samples contained considerable amounts of analytes ($25.4-31.2{\mu}g/kg$ of DCAA and $18.8-46.1{\mu}g/kg$ of TCAA). These results raised a concern about the impact of fresh-cut salad consumption on human health.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Comparison of peak resolutions between DB-5MS (top, 100 µg/kg) and DB-1701 (bottom, 75 µg/kg) columns. Peak resolution was increased by using the DB-1701 column.
표 Table 1. Operating conditions of gas chromatograph-mass spectrometer
그림 Fig. 2. Formation of dichloroacetic acid (DCAA) and trichloroacetic acid (TCAA) in fresh-cut vegetables following disinfection with NaClO (100 mg/L Cl₂) for 5 min.
표 Table 2. Method detection limits (MDL), limits of quantitation(LOQ), repeatability (relative standard deviation; RSD), and recovery for dichloroacetic acid (DCAA) and trichloroaceticacid (TCAA)
그림 Fig. 3. Calibration curves for determination of dichloroacetic acid (DCAA; left) and trichloroaceetic acid (TCAA; right).
표 Table 3. Ingredient contents and concentrations of dichloroacetic acid (DCAA) and trichloroacetic acid (TCAA) in retail packagedready-to-eat salads

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 신선편의 채소류, 특히 샐러드 중 두 종류의 대표적인 DBPs 중 HAAs에 대해 분석하고자 수행되었다. 먼저 한 가지의 채소(양상추)를 선택하여 HAAs에 대한 분석 방법을 확립하고, 실험실에서 생성 실험을 통해 HAAs의 생성 여부를 확인한 후, 시중에서 채취한 신선편의 샐러드 시료를 HAAs에 대해 분석하였다.

제안 방법

따라서 본 연구는 신선편의 채소류, 특히 샐러드 중 두 종류의 대표적인 DBPs 중 HAAs에 대해 분석하고자 수행되었다. 먼저 한 가지의 채소(양상추)를 선택하여 HAAs에 대한 분석 방법을 확립하고, 실험실에서 생성 실험을 통해 HAAs의 생성 여부를 확인한 후, 시중에서 채취한 신선편의 샐러드 시료를 HAAs에 대해 분석하였다.
이 연구에서는 GC-MS를 사용하여 신선편의 채소류 중 DCAA 및 TCAA를 포함한 haloacetic acids를 분석하는 방법을 확립하였다. 분석 방법의 유효성을 검증한 후 일부 시중에서 유통 중인 시료를 분석한 결과, 외국의 수준보다 높아 19-75 µg/kg의 수준으로 검출되었다.
정성 분석은 표준 물질과 머무름 시간(retention time, RT) 및 질량 스펙트럼을 비교하여 실시하였다. 시료가 표준 물질에 대해 머무름 시간은 ±0.

대상 데이터

(Seongnam, Korea), Daejung Chemical Co. (Siheung, Korea) 및 Showa (Gyoda, Japan)사의 제품을 사용하였다. NaClO는 Wako Pure Chemical Industries(Osaka, Japan)의 제품을 사용하였다.
HAAs의 methyl ester 유도체 분석을 위해 GC-MS (7890A, Agilent Technology, Santa Clara, CA, USA; 5975C, Agilent Technology)를 사용하였다. 분석용 칼럼으로 처음에는 Agilent사의 DB-5MS (30 m×0.
분석 방법을 검증하기 위하여 살균 처리하지 않은 양상추를 시중에서 구입하여 사용하였다. 시료에서 DCAA와 TCAA, 두 가지의 HAA만이 검출되어 이 두 가지 화합물에 대해서만 정량 분석하였다.
이 연구에서 개발한 분석 방법을 적용하고자 시중에서 유통 중인 신선편의 샐러드 시료를 채취하였다. 춘천의 한 대형 마트에서 수요가 비교적 많은 7종(A-G)의 서로 다른 회사의 제품을 구매하여 시료로 사용하였다.
이 연구에서 개발한 분석 방법을 적용하고자 시중에서 유통 중인 신선편의 샐러드 시료를 채취하였다. 춘천의 한 대형 마트에서 수요가 비교적 많은 7종(A-G)의 서로 다른 회사의 제품을 구매하여 시료로 사용하였다.

데이터처리

방법검출한계(method detection limit, MDL)는 크로마토그램에서 signal/noise (S/N)=3으로 얻어진 값의 3배에 해당하는 농도의 표준 시료를 7개 만들어 분석하였으며, 구한 표준편차에 3.14를 곱하여 구하였다. 정량한계(limit of quantitation, LOQ)는 표준편차에 10을 곱하여 구하였다(U.

이론/모형

S. EPA(2003)의 방법을 기초로 하여 실시하였다. 농축액이 들어있는 원심분리관에 1 mL의 10% H₂SO₄ in CH₃OH 용액을 첨가한 후, 혼합물을 55℃의 수욕조에서 1시간 동안 가열하여 각 HAA의 methyl ester 유도체를 합성하였다.
1 µL의 분석 시료를 Autosampler (CN/7693, Agilent Technologies)를 사용하여 GC-MS에 주입하였으며, 시료 주입부의 온도는 240℃이었고, 분할 주입 비율은 20:1이었다. 질량분석기는 electron impact (EI) 방식으로 이온화하였고, selected ion monitoring (SIM) 방식으로 정량화하였다. 상세한 기기분석 조건은 Table 1에 나타냈다.

성능/효과

향후 이 값들은 시료 양의 증가, 추출 효율 증가, 검출기로 ECD를 사용 등을 통해 개선할 수 있을 것이다. RSD로 나타낸 반복성에 있어서는, 이 연구의 방법이 기존 방법의 6.5-6.7%에 비해 다소 나은 반면에, 평균 회수율은 거의 유사한 수준이었다.
이 연구에서는 GC-MS를 사용하여 신선편의 채소류 중 DCAA 및 TCAA를 포함한 haloacetic acids를 분석하는 방법을 확립하였다. 분석 방법의 유효성을 검증한 후 일부 시중에서 유통 중인 시료를 분석한 결과, 외국의 수준보다 높아 19-75 µg/kg의 수준으로 검출되었다. 본 결과를 바탕으로 실시한 위해 평가에 따르면, 현재 국내에 유통 중인 신선편의 채소류의 섭취에 따른 초과 발암 위해도가 허용 수준을 초과하여, 향후 이에 대한 관리가 필요하다는 것을 시사하였다.
시중에 유통 중인 신선편의 샐러드 제품마다 구성 성분이 다소 차이가 있었지만, 양상추와 치커리는 모든 제품에 함유되어 있었을 뿐만 아니라 함량도 가장 높은 편이었고, 로메인과 근대가 다음으로 높았으며, 과채류인 방울토마토도 일부 제품에 포함되어 있었다. 각 시료에 대한 정보는 Table 3에 제품별로 생산지역, 샐러드 구성물 및 구성 비율을 나타냈다.
시중에서 유통되고 있는 시료를 분석한 결과, 7개의 시료 중 4개의 시료(57.1%)에서 정량한계(LOQ) 이상으로 DCAA와 TCAA가 검출되었다(Table 3). DCAA는 25.
이 연구를 통해 시중에서 유통 중인 신선편의 채소류 중 DCAA와 TCAA의 농도는 비교적 높은 것을 알 수 있었다. 따라서 경구 섭취를 통해 이 두 화합물에 노출되는 양을 평가하고 위해 평가를 실시하였다.

후속연구

식품의약품안전청에서 2008년도에 실시한 조사에서는 모든 신선편의식품 시료에서 THMs이 검출되지 않았다(KFDA, 2008). 그렇지만, 최근 들어 신선편의식품의 수요와 공급이 증가함에 따라, 생산 과정에서 관리가 소홀이 될 수 있어 이에 대한 대책 방안을 마련할 필요가 있을 것으로 생각된다. 실제로 이 연구를 통해 살균제의 분해 산물 이외에도, 살균제와 유기물과의 반응에 의해 부산물이 생성되고, 식품에 잔류하는 것을 알 수 있었다.
실제로 이 연구를 통해 살균제의 분해 산물 이외에도, 살균제와 유기물과의 반응에 의해 부산물이 생성되고, 식품에 잔류하는 것을 알 수 있었다. 향후 THMs과 HAAs 이외에도 생성 후 잔류할 가능성이 있는 모든 DBPs에 대해 농도 분포를 파악하고, 이러한 식품의 섭취를 통해 노출되는 발암성의 DBPs의 잔류량을 저감하기 위한 방법을 모색해야 할 것이다.
0 µg/kg에 비해 높은 편이었다. 향후 이 값들은 시료 양의 증가, 추출 효율 증가, 검출기로 ECD를 사용 등을 통해 개선할 수 있을 것이다. RSD로 나타낸 반복성에 있어서는, 이 연구의 방법이 기존 방법의 6.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	염소계 살균제의 특징은?	게다가 염소계 살균제는 강한 산화력을 갖기 때문에 수돗물의 원수로 사용되는 지표수에 함유된 유기물(특히 펄빅산)과 반응하여 소위 염소소독부산물(disinfection by-products, DBPs)을 생성하는 것으로 알려져 있다(Sadiq와 Rodriguez, 2004). 그 중에서도 가장 흔히 생성되는 DBPs는 chloroform을 비롯한 trihalomethanes(THMs)와 dichloroacetic acid (DCAA) 및 trichloroacetic acid (TCAA)를 비롯한 haloacetic acids (HAAs)이다.
	신선편의식품 중 미생물 제거를 위해 염소계 살균제 함유 세척수를 사용하는 이유는?	특히, 즉석식품류의 소비가 급증하면서 즉석섭취식품 및 신선편의식품이 세균 중에서도 병원성 대장균으로 오염된 사례들이 보고되었다(Jo 등, 2011; Kang등, 2011; Kim 등, 2011). 이 중 신선편의 샐러드 및 새싹채소는 소비자가 섭취하기 전에 미생물을 없애는 가열 처리가 없고, 세척 과정에서 미생물들이 완전히 제거되지 않기 때문에, 병원성 미생물로 오염될 가능성이 매우 높은 편이다.
	살균제를 이용한 신선 편의 식품 세척과정에서 chlorite나 chlorate의 잔류 가능성이 존재하는 이유는?	” 고만 명시되어 있고 살균제 및 부산물에 대한 식품 잔류 기준이 없다. 따라서 과일류 및 채소류를 세척수에 담가 놓는 동안 식품에 흡수될 수 있기 때문에, 물로 충분히 헹구지 않을 경우 살균제의 산화 생성물인 chlorite나 chlorate가 잔류할 가능성이 있다(Jung 등, 2017; Kim 등, 2017).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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