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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 주요 식용 해조류와 해조류를 원료로 하는 해조류가공품의 중금속(납, 카드뮴, 비소, 수은) 오염 실태를 조사하고, 노출량 평가를 통해 중금속 위해 수준을 파악하여 해조류의 중금속 관리 기준 설정을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- 모든 측정 결과는 수분보정을 통해 생물 기준으로 환산 하였으며, 제품의 수분 함량은 농식품종합정보시스템의 국가표준식품성분표23) 를 사용하였으나 정보가 없는 제품은 수분 측정기(MA100, Satorius, Göttingen, Germany)로 측정하여 사용하였다.
- 수은 분석을 위한 표준용액은 Mercury Standard Solution(Kanto Chemical Co., Tokyo, Japan)을 0.01% Lcysteine(Nacalai Tesque Inc., Kyoto, Japan)용액으로 0.1 mg/L 농도가 되게 희석한 후, 20, 40, 60, 100 ng 농도로 사용하였다.
- 우리나라 국민의 평균 체중 및 해조류의 종류에 따른 1인 1일 평균섭취량은 2016년 국민건강영양조사 자료 중건강설문조사 및 영양조사(24시간회상법) 원시자료25) 를 이용하여 구하였으며, 이를 바탕으로 체중 1 kg 당 중금속의 일일 추정 섭취량(Estimated Daily Intake, 이하 EDI)을산출하였다.
대상 데이터
- 2018년 3-9월 중 경기도내 대형마트와 인터넷에서 유통중인 해조류 및 해조류가공품 총 80건을 구입하였다. 제품은 모두 다른 재료가 섞이지 않은 원재료 100%인 제품 으로 선별하여 구매하였으며, 식품의 종류별로는 다시마및 다시마가공품 35건(건조다시마 13건, 다시마가루 13건, 다시마환 9건), 미역 및 미역가공품 11건(건조미역 8건, 미역가루 3건), 톳 10건(생톳 2건, 건조톳 8건), 파래 및 파래가공품 8건(생파래 2건, 파래가루 6건), 매생이 5건, 김 11건으로 Table 1과 같다.
- 납, 카드뮴, 비소는 ICP-OES(Optima 5300DV, PerkinElmer, Waltham, Massachusetts, USA)로 하였으며, 분석조건은 Table 3과 같다.
- 2018년 3-9월 중 경기도내 대형마트와 인터넷에서 유통중인 해조류 및 해조류가공품 총 80건을 구입하였다. 제품은 모두 다른 재료가 섞이지 않은 원재료 100%인 제품 으로 선별하여 구매하였으며, 식품의 종류별로는 다시마및 다시마가공품 35건(건조다시마 13건, 다시마가루 13건, 다시마환 9건), 미역 및 미역가공품 11건(건조미역 8건, 미역가루 3건), 톳 10건(생톳 2건, 건조톳 8건), 파래 및 파래가공품 8건(생파래 2건, 파래가루 6건), 매생이 5건, 김 11건으로 Table 1과 같다.
데이터처리
- 자료의 통계분석은 SPSS(Statistical Package for Social Science, Version18)를 이용하였으며, 해조류의 종류에 따른 중금속 함량 차이를 알아보기 위해 ANOVA test를 실시한 후, Scheffe test를 이용하여 P<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
- 회수율(recovery)은한국표준과학연구원(KRISS)에서 구입한 인증표준물질(Certified Reference Material, CRM)을 이용하여 3회 반복 측정하여 구하였다.
이론/모형
- 검출한계(Limit of Detection, LOD)와 정량한계(Limit of Quantitation, LOQ)는 ICH(International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human)에서 제시한 산출방법 중반응의 표준편차와 검량선의 기울기에 근거하는 방법24) 에따라 구하였다.
- 해조류 섭취를 통한 중금속에 대한 안전성을 평가하기 위해 JECFA(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, 이하 JECFA)에서 설정한 독성자료 등을 바탕 으로 위험성을 확인하였다.
성능/효과
- 619%로모두 매우 낮은 수준으로 나타났다. 납, 카드뮴, 수은의 위해 수준은 2012년 수행되어진 유통 마른 김에서 연구 결과인 납, 수은의 PTWI 대비 각각 0.11%, 0.02%, 카드뮴은 PTMI 대비 2.47%37) 와 비슷한 경향을 나타내었으며, 이결과는 채소류 섭취로 인한 위해도38) 보다도 낮게 나타나 해조류 및 해조류가공품의 섭취를 통한 유해 미량금속 섭취량은 매우 안전한 수준인 것으로 판단된다.
- 해조류를 섭취함으로써 섭취되는 중금속(납, 카드뮴, 비소, 수은)의 안전성 평가를 위해 해조류 섭취량에 따른 중금속 4종(납, 카드뮴, 비소, 수은)의 1일 추정섭취량(EDI) 및 JECFA에서 제시한 기준(PTWI, PTMI, MADL)과 비교한 결과는 Table 7과 같다. 노출량에 따른 위해도(Risk Index)는 납과 수은의 경우 PTWI 기준인 25 µg/kg b.w/ week 및 4 µg/kg b.w/week 대비 각각 0.197%, 0.036%, 카드뮴은 PTMI 기준인 25 µg/kg b.w/month 대비 1.877%, 비소는 MADL 기준인 50 µg/kg b.w/day 대비 0.619%로모두 매우 낮은 수준으로 나타났다. 납, 카드뮴, 수은의 위해 수준은 2012년 수행되어진 유통 마른 김에서 연구 결과인 납, 수은의 PTWI 대비 각각 0.
- 본 연구 결과에서 해조류 및 해조류가공품의 중금속 평균 함량은 비소>카드뮴>납>수은 순으로 높았으며, 특히 톳에서 카드뮴과 비소 함량이 유의적으로 높게 나타났다 (p<0.05). 노출량에 따른 위해도는 카드뮴>비소>납>수은 순이었으며 카드뮴과 비소가 납과 수은에 비해 다소 높은 비율을 차지하긴 하나, 안전한 수준으로 나타남을 알 수 있다.
- 노출량에 따른 위해도는 카드뮴>비소>납>수은 순이었으며 카드뮴과 비소가 납과 수은에 비해 다소 높은 비율을 차지하긴 하나, 안전한 수준으로 나타남을 알 수 있다. 이처럼 해조류와 해조류가공품의 섭취로 인한 중금속 노출은 안전한 것으로 판단되나, 현재 우리나라에서 섭취하는 해조류의 종류에 비해 중금속 기준이 설정된 해조류의 종류는 다소 미비한 것으로 판단된다. 따라서 소비자들은 건강에 좋고, 섭취하기 편리하다고 여기는 해조류 환, 가루 등의 가공품을 너무 지나치지 않도록 적당량 섭취해야 할 것이며, 해조류의 중금속 오염과 관련해서는 지속적인 모니터링을 통해 안전한 먹을거리를 제공할 수 있도록 적절한관리 기준이 추가적으로 설정되어야 할 것으로 판단된다.
- 0004 mg/kg으로 나타났으며, 검출한계 미만의 결과는 불검출로 처리하였다. 중금속 4종의 회수율 측정결과 CRM에서 제시한 인증값에 대하여 납 88.9±2.7%, 카드뮴 95.4±0.1%, 비소 94.2±0.6%, 수은 106.6±3.4%의 회수율을 나타내었으며, 각각의 표준용 액으로 검량선을 작성하여 직선성(linearity) 확인 결과 평균 0.999 이상의 상관계수(R2) 값을 나타내었다.
- 해조류의 종류에 따른 중금속별 평균 함량은 납의 경우김에서 0.020 mg/kg으로 가장 낮았고, 미역 및 미역가공 품에서 0.171 mg/kg으로 가장 높게 나타났다. 수은은 김에서 0.
- 해조류의 중금속 함량은 납, 카드뮴, 수은에 비해 비소 함량이 매우 높은 수준으로 나타났으며, 해조류의 종류에 따른 평균 비소 함량은 톳>미역>다시마>김>매생이>파래 순으로 나타났다. 이는 해조류에서 비소 함량은 갈조류> 홍조류>녹조류 순으로 높다는 기존의 보고29)와 일치하였다.
후속연구
- 932)가 있었으며, 나머지 중금속 간에는 상관성이 낮거나 없는 것으로 나타났는데, 이는 기존의 연구결과10) 와도 일치하였다. 그러나 금속 간 상관관계는 해조류의 종류에 따라 다르다는 보고가 있으며5)미량금속 함량은 채취 시기나 서식환경 등에 따라서도 변동이 크다고 알려져 있을 뿐만 아니라34,35) 비소와 카드뮴의 간섭 문제36) 등도 있을 수 있어 이를 고려한 연구가 앞으로도 더진행되어야 할 것으로 보여진다.
- 이는 최근 다시마를 가공한 제품의 판매 증가로 흔히 접할 수 있게 된 점과 해조류 육수의 섭취로 인한 다시마 섭취량이 증가하였기 때문으로 생각된다. 그러나 해조류를 육수로 섭취하는 경우에는 대부분 해조류를 우려낸 후 육수만 섭취하기 때문에추후 해조류에서 육수로 이행되는 중금속 함량에 관한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 이처럼 해조류와 해조류가공품의 섭취로 인한 중금속 노출은 안전한 것으로 판단되나, 현재 우리나라에서 섭취하는 해조류의 종류에 비해 중금속 기준이 설정된 해조류의 종류는 다소 미비한 것으로 판단된다. 따라서 소비자들은 건강에 좋고, 섭취하기 편리하다고 여기는 해조류 환, 가루 등의 가공품을 너무 지나치지 않도록 적당량 섭취해야 할 것이며, 해조류의 중금속 오염과 관련해서는 지속적인 모니터링을 통해 안전한 먹을거리를 제공할 수 있도록 적절한관리 기준이 추가적으로 설정되어야 할 것으로 판단된다.
- 앞서 말한 기준에 의하면 이러한 경우 수산 물가공품만 기준 적용 대상이 되므로, 톳과 모자반을 함유한 제품의 경우 명확한 유형 분류 기준이 필요할 것으로 판단된다. 또 향후에는 이 제품들의 무기비소 함량 역시 안전한 수준으로 관리되고 있는지 지속적으로 조사연구가 필요한 것으로 나타났다.
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