[논문]활성탄을 이용한 톳(Sargassum fusiforme) 자숙농축액 내 무기비소 저감 기술

강은혜; 이가정; 조미라; 유홍식; 손광태; 윤민철

doi:10.5657/kfas.2021.0561

활성탄을 이용한 톳(Sargassum fusiforme) 자숙농축액 내 무기비소 저감 기술
Removal of Inorganic Arsenic from Steamed Hijiki Sargassum fusiforme Concentrate Using Activated Carbon 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.54 no.4, 2021년, pp.561 - 567

강은혜 (국립수산과학원 식품위생가공과) , 이가정 (국립수산과학원 식품위생가공과) , 조미라 (국립수산과학원 식품위생가공과) , 유홍식 (국립수산과학원 식품위생가공과) , 손광태 (국립수산과학원 식품위생가공과) , 윤민철 (국립수산과학원 식품위생가공과)

Abstract ▼ AI-Helper

The edible sargasso seaweed hijiki Sargassum fusiforme is known to have high concentration of arsenic, which is a threat to human health, particularly due to inorganic arsenic. In this study, various methods were used to remove inorganic arsenic from steamed hijiki concentrate. The highest concentration of arsenate [As(V)] in both raw and processed hijiki during steamed hijiki manufacturing process was within the range of 8.213-14.356 mg/kg, and it is a potential source of inorganic arsenic, which can result in re-contamination and cause environmental pollution. The removal efficiencies of the various removal methods were within the range of 57.3-83.4%, and 19.0% reduction was achieved using activated carbon and alginate bead. Further, activated carbon showed the best adsorption effect of inorganic arsenic. Therefore, we suggest that activated carbon is a suitable efficient method for removing inorganic arsenic and has low operational costs in field applicability.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Quality parameters of analytical methods for determina-tion of arsenic species
표 Table 2. Quality parameters of analytical methods for determination of inorganic arsenic [As(V)]
표 Table 3. Concentrations of arsenic species in hijiki by production area and processing step
그림 Fig 1. Potential source of re-contamination and environmental pollution of inorganic arsenic (iAS) during steamed hijiki Sargassum fusiforme manufacturing process.
그림 Fig 2. Removal effect of inorganic arsenic by absorbents. The different letters indicate significant difference (P<0.05).
표 Table 4. Maximum removal efficiency of inorganic arsenic by treatments

AI 본문요약
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제안 방법

무기비소가 함유된 자숙액은 톳 원초를 초순수로 세척한 후 121℃로 15분 동안 자숙하여 제조하였다. 무기비소 저감실험을 위해 내경 20 mm, 높이 40 cm인 open column에 10 g, 20 g 씩 흡착제를 각각 충진하여 사용하였다. 충진된 column은 100 mL 초순수로 세척한 후, 자숙액 5 mL을 loading하여 10분간 유지하였다.
톳 가공공정과 같은 현장에 적용이 용이하며 경제적인 무기비소 저감기술을 개발하기 위해 다양한 흡착제를 이용하여 무기비소 저감효과를 확인하였다(Fig. 2).

데이터처리

모든 분석 결과는 R 프로그램(http://cran.r-project.org, version 3.6.2) 환경에서 95% 신뢰수준으로 통계 분석하였다. 톳의 무기비소 함량의 유의적인 차이를 확인하기 위해, agricolae package를 이용하여 T-test와 One way ANOVA를 수행하였으며 사후검정은 Duncan’s multiple range test를 수행하였다.
톳의 무기비소 함량의 유의적인 차이를 확인하기 위해, agricolae package를 이용하여 T-test와 One way ANOVA를 수행하였으며 사후검정은 Duncan’s multiple range test를 수행하였다.

이론/모형

무기비소 분석에 대한 유효성 검증은 인증표준물질(certified reference materials, CRM) 7405-a (Hijiki; NMIJ/AIST, Tsu- kuba, Japan)을 이용하여 직선성, 검출한계(limit of detection, LOD), 정량한계(limit of quantitation, LOQ), 회수율, 정확성 그리고 정밀성을 확인하였다. LOD와 LOQ는 저농도(1 µg/kg) 표준 용액의 7회 반복 측정한 값을 이용해 계산하였다.

성능/효과

톳의 지역별, 공정별 비소종 분석 결과는 Table 3에 나타냈다. 모든 원료 톳에서 무기비소인 As(V)와 As(III)의 함량은 유기비소인 MMA, DMA, AsB 그리고 AsC에 비해 상대적으로 높게 나타났으며 As(V)의 함량은 8.800-11.988 mg/kg, As(III)의 함량은 불검출-0.097 mg/kg으로 대부분의 무기비소는 As(V)인 것으로 나타났다. 이와 같은 톳의 높은 무기비소 함량은 이미 많은 연구에서 보고된 바 있다(Narukwa et al.
이상의 결과를 통해, 톳이 함유하고 있는 비소는 대부분 독성이 강한 무기비소 As(V)로 분석되었으며 톳 가공공정 중 발생하는 무기비소는 효과적으로 제거되지 못하는 실정인 것으로 나타났다. 이는 톳 가공제품의 교차오염 및 환경오염에 대한 잠재적인 요소 존재하며 이를 효과적으로 제거하기 위한 공정이 반드시 필요한 것으로 나타났다. 활성탄을 활용한 무기비소 제거 실험 결과, 활성탄 처리 양에 의존적으로 높은 무기비소 제거 효과(83.
4%)를 나타냈다. 이렇듯 활성탄은 효과적인 무기비소 정화 기술개발을 위한 높은 무기비소 흡착력뿐만 아니라 처리 후 유해물질이 발생하지 않는 환경친화적이라는 특징을 가지고 있으며 특히 타 기술에 비해 현장적용이 용이하며 경제적이라는 큰 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구결과는 톳을 이용한 식품 가공과정에서 발생하는 고농도 무기비소에 의한 가공식품재 오염 방지 및 미처리 폐수의 환경오염 방지를 위한 무기비소의 제거기술에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
이상의 결과를 통해, 톳이 함유하고 있는 비소는 대부분 독성이 강한 무기비소 As(V)로 분석되었으며 톳 가공공정 중 발생하는 무기비소는 효과적으로 제거되지 못하는 실정인 것으로 나타났다. 이는 톳 가공제품의 교차오염 및 환경오염에 대한 잠재적인 요소 존재하며 이를 효과적으로 제거하기 위한 공정이 반드시 필요한 것으로 나타났다.
이는 톳 가공제품의 교차오염 및 환경오염에 대한 잠재적인 요소 존재하며 이를 효과적으로 제거하기 위한 공정이 반드시 필요한 것으로 나타났다. 활성탄을 활용한 무기비소 제거 실험 결과, 활성탄 처리 양에 의존적으로 높은 무기비소 제거 효과(83.4%)를 나타냈다. 이렇듯 활성탄은 효과적인 무기비소 정화 기술개발을 위한 높은 무기비소 흡착력뿐만 아니라 처리 후 유해물질이 발생하지 않는 환경친화적이라는 특징을 가지고 있으며 특히 타 기술에 비해 현장적용이 용이하며 경제적이라는 큰 장점을 가지고 있다.

후속연구

이렇듯 활성탄은 효과적인 무기비소 정화 기술개발을 위한 높은 무기비소 흡착력뿐만 아니라 처리 후 유해물질이 발생하지 않는 환경친화적이라는 특징을 가지고 있으며 특히 타 기술에 비해 현장적용이 용이하며 경제적이라는 큰 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구결과는 톳을 이용한 식품 가공과정에서 발생하는 고농도 무기비소에 의한 가공식품재 오염 방지 및 미처리 폐수의 환경오염 방지를 위한 무기비소의 제거기술에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

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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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