초록 ▼

본 연구는 식품 중 데옥시니발레놀(DON)의 안전성 확보를 위해, DON의 기기분석법과 신속면역분석법을 확립하고, 신속면역-기기분석 융합분석법을 검토하며, 확립된 분석법을 이용하여 국내 유통식품 중 DON 오염실태 조사 및 위해 평가를 수행하였다.
DON은 일상적인 식품에 피할 수 없는 오염원 중 하나이므로 이의 자연적인 오염발생과 잠재적인 건강에 대한 위험성 때문에 전 세계적으로 관심의 대상이 되고 있다. DON은 식품에 폭넓게 발생되는 오염 특성으로 인해 효과적이고 빠른 분석법이 필요하다. 본 연구에서 DON에 대한 HPL

본 연구는 식품 중 데옥시니발레놀(DON)의 안전성 확보를 위해, DON의 기기분석법과 신속면역분석법을 확립하고, 신속면역-기기분석 융합분석법을 검토하며, 확립된 분석법을 이용하여 국내 유통식품 중 DON 오염실태 조사 및 위해 평가를 수행하였다.
DON은 일상적인 식품에 피할 수 없는 오염원 중 하나이므로 이의 자연적인 오염발생과 잠재적인 건강에 대한 위험성 때문에 전 세계적으로 관심의 대상이 되고 있다. DON은 식품에 폭넓게 발생되는 오염 특성으로 인해 효과적이고 빠른 분석법이 필요하다. 본 연구에서 DON에 대한 HPLC와 ELISA의 비교검증연구를 위해 4가지 다른 매트릭스를 지닌 식품군(옥수수, 팝콘, 빵, 맥주)에 대해 추출방법과 시료 매트릭스가 DON 분석에 미치는 영향을 조사하였다. 공시료와 300-1000 ${\mu}gkg^{-1}$ 농도범위의 DON을 첨가한 시료에 대해 독립된 5반복 실험을 수행한 결과, 검출한계와 정량한계는 각각 2.2-4.4와 5.7-11.1 ${\mu}gkg^{-1}$이었다. Multifunctional 컬럼과 immunoaffinity(면역친화성) 컬럼을 이용한 정제 방법의 회수율은 각각 65-103%와 82-100%였다. 변이계수로 표현된 반복성은 multifunctional 컬럼 정제법에서 옥수수는 6.7%, 팝콘은 6.7%, 빵은 7.4%, 맥주는 7.3%였다. 면역 친화성 정제법의 반복성은 옥수수 8.7%, 팝콘 6.6%, 빵 5.1%, 맥주 4.2%로 나타났다. ELISA 분석법의 경우 옥수수, 팝콘, 빵, 맥주의 검출한계는 각각 64, 225, 261, 8 ${\mu}gkg^{-1}$이었고, 정량한계는 각각 94, 339, 344, 11 ${\mu}gkg^{-1}$이었고, 회수율은 87-138%로 나타났다 이러한 결과는 면역친화컬럼과 HPLC-UV 검출법을 사용하여 식품 중 DON의 오염도를 분석할 수 있다는 것을 보여준다.
Trichothecenes 유도체를 trimethylsilyl화 또는 trifluoroacyl화한 후, 검출기를 불꽃이온화검출기(FID) 또는 전자포획검출기(ECD)를 사용하여 분석한 결과 식품 중에 오염된 trichothecenes의 검출은 FID를 사용할 경우 DTMC 유도체화가, ECD를 사용할 경우 TFAA 유도체화하여 분석하는 것이 적절한 방법으로 나타났다. 또한 DON, 3AcDON, NIV, HT-2를 다중분석하는 경우에는 시료 중의 trichothecenes를 TFAA 유도체화한 후 ECD를 사용하여 검출하는 것이 보다 바람직한 방법으로 보였다. 각 분석법간의 상관계수를 살펴본 결과 HPLC와 GC 분석법간의 상관계수(r, Pearson coefficient)는 0.971(P<0.01), HPLC와 ELISA 분석법간의 상관계수는 0.844 (P<0.01)로 비교적 높은 상관성을 보였다.
상기 확립된 면역친화컬럼과 HPLC-UV 검출법을 사용하여 곡류와 곡류제품(현미, 백미, 보리, 옥수수, 엿기름, 메밀가루, 옥수수통조림, 맥주, 비스킷, 팝콘, 밀가루, 식빵, 밀) 중의 DON의 오염도를 모니터링하였다. 2007년 총 102개 시료를 6개 도시(서울, 대전, 대구, 광주, 부산, 강릉)의 8개 시장으로부터 무작위로 수집하여 분석하였다. 분석이 완료된 102개 시료 중 33개 시료에서 6.7-353.6 ${\mu}g/kg$ 수준으로 DON이 검출되었다. 13개 식품군에서 가장 검출율이 높은 식품은 88%의 검출율을 나타낸 엿기름이었다. 그 다음은 밀(75%), 팝콘(63%), 보리(50%), 옥수수(50%) 그리고 빵과 비스킷(38%)의 순이었다. 가장오염수준을 보인 시료는 밀로 353.6 ${\mu}g/kg$이었다. 현미, 백미, 메밀가루, 옥수수통조림, 맥주에서는 DON이 검출되지 않았다. 본 연구에서 나타난 DON의 오염수준은 유럽 연합과 CODEX의 규제치보출량 값과 2001년 JECFA에서 도출한 잠정 TDI인 1 ${\mu}g/kg$ bw/day를 독성 기준치로 사용하여 위해지수를 산출하였다. 그 곁과 산출된 유해지수는 1 보다 매우 적어 식품중 오염된 DON의 섭취를 통한 건강상의 위해가능성은 미약함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 식품에서 DON을 가능한 가장 낮은 수준으로 유지하기 위한 오염관리용 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

As deoxynivalenol is one of unavoidable contaminants of common foods, its natural occurrence and potential health risk continue to provide cause for significant concern worldwide. In order to insure food safety through safety assessment of deoxynivalenol, set-up and validation of instrumental analys

As deoxynivalenol is one of unavoidable contaminants of common foods, its natural occurrence and potential health risk continue to provide cause for significant concern worldwide. In order to insure food safety through safety assessment of deoxynivalenol, set-up and validation of instrumental analysis such as HPLC and GC, and immunoassay for the determination of deoxynivalenol in foods were investigated. Further, application of rapid immunoassay - instrumental as a fusion technology and monitoring of deoxynivalenol in foods marketed in Korea and its risk assessment were also carried out.
An effective. and fast method for determination of deoxynivalenol (DON) was driven by the analytical necessities arising from its widespread occurrence in foods. A comparative validation study of HPLC and ELISA for DON analysis were carried out in four different food matrix (corn, pop corn, bread and beer). In this regard, effects of extraction method and sample matrix on the DON analysis by HPLC coupled with a UV detector were described and compared. Method performance characteristics were determined in five replicates after spiking multiple levels ranged from 300 to $1000{\mu}g/kg^{-1}$ into blank samples. The limit of detection (LOD) and quantification (LOQ) were 2.2 - 4.4 and 5.7 - 11.1 ${\mu}g/kg^{-1}$ respectively. Recoveries for the multifunctional and immunoaffinity cleanup were 65 - 103% and 82 - 100%, respectively. Repeatabilities expressed as coefficients of variation were 6.7% for corn, 6.7% for pop corn, 7.4% for bread and 7.3% for beer in multifunctional cleanup. In immunoaffinity cleanup, repeatabilities were 8.7% for corn, 6.6% for pop corn, 5.1% for pea corn and 4.2% for beer. For ELISA analysis, the LOD were 64, 261, 8, and 225 ${\mu}g\;kg^{-1}$ and LOQ were 94, 344, 11 and 339 ${\mu}g\;kg^{-1}$ for corn, bread, beer and pop corn, respectively. The recoveries were ranged from 95 to 108%. Correlation analysis showed that HPLC method was correlated well with GC-electron capture detector (ECD) with 0.971 (Pearson coefficient, P<0.01). These results suggest that HPLC with UV detector after cleanup by immunoaffinity column can be used for the determination of DON contaminated in foods.
Natural occurrence of deoxynivalenol (DON), a Fusorium mycotoxin, was investigated in cereal grains and cereal products including polished rice, unpolished rice, barley, corn, malt, buckwheat flour, canning corn, beer, biscuits, pop corn, wheat flour, bread and wheat. For analysis of DON, high performance liquid chromatography with UV detector after cleanup by immunoaffinity column was used. A total of 102 samples was randomly collected from 8 retail outlets of 6 cities(Seoul, Busan, Daegu, Gwangju, Daejeon and Gangneung) in 2007 and analyzed for DON. Thirty three out of 102 samples were contaminated with DON at the level ranging from 6.7 to 353.6 ${\mu}g\;kg^{-1}$. The highest incidence of DON in the 13 kinds of samples was found in malt sample (88%) followed by wheat (75%), pop corn (63%), barley (50%), corn (50%) and bread/biscuit (38%), and the maximum level detected was 353.6 ${\mu}g\;kg^{-1}$ in wheat. The DON was not detected in certain samples including unpolished rice, polished rice, buckwheat, canned corn and beer. The DON levels monitored on cereal grains and cereal products in 2007 were lower than the regulatory limit of European Union and CODEX. Additionally, from a limited risk assessment in this study, exposure to DON through food intake marketed in 2007 in Korea did not generally give rise to major health.
The data obtained from this monitoring can be used as a basis for risk analysis and regulation of deoxinivalenol, thereby maintaining the deoxynivalenol at the lowest possible levels in Korean foods.

목차 Contents

• 용역연구사업 연구결과보고서...1
• 제 출 문...4
• 목 차...5
• 연구개발결과 요약문...6
• 연구결과보고서 요약문...6
• Summary...8
• 제 1 장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...10
• 1.1 총괄연구개발과제의 목표...10
• 1.2 총괄연구개발과제의 목표달성도...10
• 1.3 국내.외 기술개발 현황...12
• 제 2 장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법...23
• 2.1 연구내용...23
• 2.2 연구방법...24
• 1. 데옥시니발레놀의 기기분석법(GC, HPLC)의 확립 및 validation...24
• 2. 데옥시니발레놀의 신속면역분석법(ELISA)의 확립 및 validation...29
• 3. 신속(효소)면역-기기분석 융합분석법의 응용...30
• 4. 국내 유통식품에 대한 데옥시니발레놀의 모니터링 및 위해 평가...31
• 제 3 장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 결과...35
• 1. 데옥시니발레놀의 기기분석법(GC, HPLC)의 확립 및 validation...35
• 2. 데옥시니발레놀의 신속면역분석 법(ELISA)의 확립 및 validation...62
• 3. 신속(효소)면역-기기분석 융합분석법의 응용...69
• 4. 국내 유통식품에 대한 데옥시니발레놀의 모니터링 및 위해 평가...74
• 제 4 장 총괄연구개발과제의 연구결과의 고찰 및 결론...81
• 제 5 장 총괄연구개발과제의 연구성과...84
• 제 6 장 기타 중요변경사항...85
• 제 7 장 참고문헌...85
• 제 8 장 첨부서류...89