[논문]연소-이온크로마토그래프를 이용한 크릴오일 중 불소 시험법

정재학; 김수빈; 추의성; 정정무

doi:10.5806/ast.2020.33.6.262

연소-이온크로마토그래프를 이용한 크릴오일 중 불소 시험법
Determination of fluorine in Krill oils by combustion-ion chromatography 원문보기

분석과학 = Analytical science & technology, v.33 no.6, 2020년, pp.262 - 273

정재학 (한국분석과학연구소) , 김수빈 (성문시스텍) , 추의성 (성문시스텍) , 정정무 (성문시스텍)

초록
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식품 중 대표적인 오일 제형인 크릴오일 중에 불소 시험법 개발을 위해 식약처 "식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인"에 따라서 연소-이온크로마토그래피를 사용하여 크릴오일 중 불소 시험법을 개발하였다. 기존 크릴오일 중 불소 시험법은 전통적인 습식 전위차법이 사용되었으나, 신뢰성이 높지 않았고 국내에서는 이러한 오일 제형에 대해서는 불소 시험을 하는 식품검사기관이 없는 상황이었다. 이에 할로젠 시험법 관련 국가 및 국제표준으로 개발된 시험규격을 확인하였으며, 이 중에 오일 제형에 충분히 적용 가능한 연소-이온크로마토그래프 장비를 선택하여 크릴오일에 적합한 시험법을 개발하였다. 오일 제형의 특성상 시료준비 및 도입 시에 손실 및 각종 방해 (interference) 관련 우려를 사전 검토하여 다양한 실험을 통해서 최적의 시험법을 확립하였다. 개발된 오일 중 불소 시험법을 활용하여 유통되는 크릴오일 제품 11 개를 구입하여 불소함량 시험을 하였으며, 1개 시료를 제외한 대부분 제품들은 시험법에서 제시한 보고서 검출한계 미만으로 불검출을 확인하였다. 또한 불소가 검출되는 부분을 확인하기 위해 진행한 크릴새우 자체 시험한 결과, 크릴 부위에 따라서 농도가 다르긴 하지만, 몸통을 제외한 크릴 껍질부는 약 2,000 mg/kg ~ 3,000 mg/kg의 높은 불소함량이 검출됨을 확인하였다. 이후 확립된 시험법을 국제공인 시험기관 (ISO/IEC 17025) 2 곳에 시료를 의뢰하여 본 수행기관과 시험결과를 비교해 본 결과, 3개 실험실 간에 분산분석 통계처리에서 결과의 유의차가 없음을 확인하였고, 이에 본 내용을 토대로 크릴오일 중 불소함량 분석법 관련 시험법으로 적합함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A fluorine content analysis method for krill oils, which is a representative oil formulation in foods, was developed in compliance with the Korea Food and Drug Ministry's "Guidelines for Validation of Testing Methods Related to Food". Using this method for krill oils, the presence of impurities was evaluated via combustion-ion chromatography (C-IC). A review of published technical data on fluorine in krill oils showed that while the traditional wet potentiometric method was typically used, it was not reliable. Moreover, there was no food testing/analysis laboratory in Korea to perform a fluorine test analysis on such an oil matrix. Therefore, we identified halogen (fluorine) tests, developed to national and international standards, and developed a test method suitable for krill oils by selecting a C-IC method that is sufficiently applicable to the oil matrix. Based on the characteristics of the oil matrix, the optimal test method was established through various experiments by reviewing the concerns related to loss and interference in the preparation and introduction of samples. The fluorine content test was carried out on 11 krill oil products that were purchased online. Most products (with the exception of only one) were found to contain less than the reporting limit obtained by the test method. Furthermore, after additional testing, a high fluorine content of approximately 2,000 ~ 3,000 mg/kg was detected on the krill surface, although the concentration varied depending on the area of the krill. A comparison with samples from two ISO/IEC 17025 testing laboratories confirmed that there was no significant difference in the statistical analysis results obtained by ANOVA among the three laboratories. A testing guide for fluorine content analysis was completed.

주제어

표/그림 (17)

표 Table 1. Worldwide halogen test methods^18-21
그림 Fig. 1. Schemes for halogen sample pre-treatment (A) electric furnace combustion device connected to IC, (B) oxygen bomb combustion device, (C) oxygen flask combustion device (Referenced figures from IEC 62321-3-2, Informative Annex A, B, C).
그림 Fig. 2. Combustion-ion chromatograph system.
그림 Fig. 3. Verification of H₂O₂ interference for fluorine analysis.
표 Table 2. Evaluation of fluorine recovery (%) according to the sample input amount
표 Table 3. Evaluation of fluorine volatility/recovery rate according to sample exposure time
그림 Fig. 4. Study results of retention time and spectral pattern between F^⎯ 2 mg/L standard solution (A), test solution spiked with F^⎯ 2 mg/L in oil formulation (B) and overlapped spectrum between (A) and (B).
그림 Fig. 5. Calibration curves for the Fluoride linearity test [F⁻ : 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 8.0 (mg/L)].
표 Table 4. Results of evaluating accuracy and precision
표 Table 5. Results of evaluating reproducibility between laboratories (between test equipment/methods)
표 Table 6. Measurement of linearity
그림 Fig. 6. ANOVA analysis of inter-laboratory testing for CRM sample (Fluorine 2910 mg/kg).
표 Table 7. MDL (method detection limit) measurement for 50 mg/kg fluorine in oil by C-IC
그림 Fig. 7. ANOVA analysis of fluorine inter-laboratory testing for Krill Oil sample.
표 Table 8. Test results of fluorine in krill oil products
표 Table 9. Test results of fluorine in krill (Before drying)
표 Table 10. Test results of fluorine in krill (sample K-5) (After drying)

AI 본문요약
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제안 방법

최근 건강증식 관련 식품원료 및 식품으로 크게 각광을 받고 있는 크릴오일 제품을 대상으로 불소함량 시험법을 개발하였다. 본 시험법은 오일 제형의 특성을 고려하여 시료 질량 측정 후 별도 시료의 전처리 없이 바로 고온 회화로를 통해 전처리가 가능한 연소IC 분석법으로 수 mg/kg 수준의 불소에 대한 정성 및 정량분석법을 개발하였다.
분석조건 확립을 위해 불소이온 농도가 20 mg/kg, 30 mg/kg인 용액을 각각 조제하였고, 불소 인증표준 용액으로 불소이온 농도가 134 mg/kg 이용액을 부피 플라스틱에 조제 후 자석교반기를 이용하여 (40~50) o C에서 5분간 교반하여 용액을 조제하였다.
이에 본 연구에서는 크릴오일 제형의 특성을 고려하여, 시료 샘플링 및 시료전처리, 정성분석 및 정량 분석 방법을 연구하였다.
최근 건강증식 관련 식품원료 및 식품으로 크게 각광을 받고 있는 크릴오일 제품을 대상으로 불소함량 시험법을 개발하였다. 본 시험법은 오일 제형의 특성을 고려하여 시료 질량 측정 후 별도 시료의 전처리 없이 바로 고온 회화로를 통해 전처리가 가능한 연소IC 분석법으로 수 mg/kg 수준의 불소에 대한 정성 및 정량분석법을 개발하였다.

대상 데이터

연질캡슐에 함유된 크릴오일은 칼로 절단하여 내부에 들어 있는 오일을 실험 직전에 채취하여 분석하였다.

데이터처리

크릴오일 중 불소함량 분석법에 대한 시험법 검증 차원에서 실험실간 비교실험을 연소-IC를 보유한 국제공인시험기관 (ISO/IEC 17025) 두 곳에 시험법과 함께 의뢰하여 총 3개 기관의 결과로 비교 진행하였다. 오일 중 불소 인증표준물질 (CRM) (Sigma Aldrich, USA, 2,910 mg/kg) 및 크릴오일 (KO-12) 시료에 대한 3개 실험실간 결과에 대해서 Box plot 비교 및 분산분석 (ANOVA) 평가 결과, CRM 기준값 대비하여 회수율은 약 (94 ~ 96) % 정도 수준이었고, 3개 실험실 평균값 간 유의차가 없는 것으로 확인되었다.

이론/모형

이온크로마토그래프 만의 검출한계는 2번 검정곡선 시험을 통해서 검정곡선 기울기법으로 구하였다. 0.

성능/효과

개발된 시험법에서 이온크로마토그래프 직선성은 0.5 mg/L ~ 8.0 mg/L 정량범위 내에서 결정계수 (R2 )값이 0.999 이상의 양호한 직선성을 보여주었고, 정밀도 측면의 재현성은 상대표준편차 (RSD) 1.25 % ~3.60 %이며, 정확도 측면의 회수율은 93.37 % ~ 102.0 %로 결과가 양호하였으며, 이온크로마토그래프만의 정량한계는 0.36 mg/L이었다. 그리고 내부표준물질의 사용 여부에 따른 두 개 실험실/시험장비간 결과 차이는 2.
36 mg/L이었다. 그리고 내부표준물질의 사용 여부에 따른 두 개 실험실/시험장비간 결과 차이는 2.48 % 이내로 미미한 것으로 확인되었고, 연소-IC 를 사용한 매질을 고려한 분석방법 검출한계 (MDL) 는 4.5 mg/kg이었다.
확립된 시험법을 국제공인 시험기관 (ISO/IEC 17025) 2곳에 시료의뢰를 통해 본 수행기관과 시험결과를 비교한 결과, 3개 실험실간 분산분석 통계처리에서 결과 유의차가 없음을 확인하였으며, 개발된 오일 중 불소 시험법을 활용하여 유통되는 크릴오일 제품 11개를 구입하여 불소함량 시험 결과, 1개 시료를 제외한 대부분 제품들은 시험법에서 제시한 분석방법 검출한계 미만인 불검출로 확인되었다. 크릴오일의 주원료인 크릴새우의 부위별 불소함량을 분석했을 때, 부위에 따라서 농도가 다르긴 하나 몸통을 제외한 크릴 껍질부는 약 2,000 mg/kg ~ 3,000 mg/kg의 높은 농도의 불소가 검출됨을 확인하였다.
확립된 시험법을 국제공인 시험기관 (ISO/IEC 17025) 2곳에 시료의뢰를 통해 본 수행기관과 시험결과를 비교한 결과, 3개 실험실간 분산분석 통계처리에서 결과 유의차가 없음을 확인하였으며, 개발된 오일 중 불소 시험법을 활용하여 유통되는 크릴오일 제품 11개를 구입하여 불소함량 시험 결과, 1개 시료를 제외한 대부분 제품들은 시험법에서 제시한 분석방법 검출한계 미만인 불검출로 확인되었다. 크릴오일의 주원료인 크릴새우의 부위별 불소함량을 분석했을 때, 부위에 따라서 농도가 다르긴 하나 몸통을 제외한 크릴 껍질부는 약 2,000 mg/kg ~ 3,000 mg/kg의 높은 농도의 불소가 검출됨을 확인하였다.

후속연구

연구를 통해 제시된 시험법은 식품류 중 크릴오일 및 각종 오일제형 시료에 대한 불소함량시험 및 관련 연구개발에 적용 가능할 것으로 판단된다.

참고문헌 (23)

J. C. Hureau, Interaction between Antarctic and SubAntarctic marine, freshwater and terrestrial organisms, in "Antarctic nutrient cycles and food webs", W.R. Siegfried, Ρ.R. Condy and R.Μ. Laws (1985).
P. Virtue, R. E. Johannes, P. D. Nichols and J. W. Young, Marine Biology, 122(1), 121-128 (1995).

상세보기
F. J. Kelly, Comparative Biochemistry and Physiology, 98, 581-585 (1991).

상세보기
G. Singh and R. K. Chandra, Progress in food & nutrition Science, 12, 371 (1988).

상세보기
V. Venugopal, Marine products for healthcare. Boca Raton: CRC Press, 143 (2009).
J. Singh et al., Int. J. Food and Nutr. Sci., 3(6), 2014- 2019 (2014).
D. S. Siscovick et al., Jama, 274, 1363-1367 (1995).

상세보기
A. Mortensen et al., FEBS Lett. Nov 24;418(1-2):91-7 (1997).

상세보기
Krill Oil Market: Global Demand Analysis & Opportunity Outlook 2023, Published On : April, 2018, Category: FMCG & Food
Krill Oil Market Analysis By Product (Liquids, Tablets (Soft Gels, Capsules)), By Application (Dietary Supplements, Functional Food & Beverages, Pharmaceuticals, Animal Food & Pet Food), By Region, And Segment Forecasts, 2018-2025.
T. Soevik and O. R. Braekkan, Can. J. Fish. Aquat. Sci., 36(11), 1414-1416 (1979).
M. Sands, S. Nicol and A. McMinn, Marine Biology, 132, 591-598 (1998).

상세보기
H. Zhang, J. Pan, X. Cheng and B. Zhu, Antarctic Research, 4, 55-61 (1993).
T. Soevik and O. R. Braekkan, Journal of the Fisheries Research Board of Canada, 36(11), 1414-1416 (1979).

상세보기
식품의약품안전처, 식품및식품첨가물공전, 제 8. 일반시험법, 2. 식품성분시험법, 2.2 미량영양성분시험법, 2.2.1 무기질, 2.2.1.13 불소, 고시 제2020-24호(2020.4.14).
식품의약품안전처, 의약외품에 관한 기준 및 시험법, 고시 제2020-21호(2020.4.2).
식품의약품안전처, 기능성화장품 기준 및 시험법 중, 일반시험법 "26. 산소플라스크 연소법", 식품의약품안전처 고시 제2012-89호(2012.8.24).
EN 14582:2007 (Characterization of waste-halogen and sulfur content-oxygen combustion in closed systems and determination methods).
IEC 62321-3-2 2nd Edition (Determination of certain substances in electrotechnical products Screening-, Cl, Br in polymers and electronics by Combustion-IC).
KS M 0180:2009 (산화 열가수 분해후 이온크로마토그래프 검출에 의한 할로젠(F, Cl, Br) 및 황의 시험방법).
ASTM D7359-18, Standard Test Method for Total F, Cl and S in Aromatic Hydrocarbons and Their Mixtures by Oxidative Pyrohydrolytic Combustion followed by Ion Chromatography Detection (Combustion Ion Chromatography-CIC).
식품의약품안전평가원,식품등 시험법 마련 표준절차에 관한 가이드라인, 2016.04.
AOAC Official Methods of Analysis, Guidelines for Standard Method Performance Requirements, AOAC Peer-Verified Methods Program, Manual on policies and procedures, Arlington, Va., USA (1998).

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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