초록 ▼

본 연구는 식용유지 중 벤조피렌 실태 파악 및 위해성 평가를 실시하고 압착유지 내 벤조피렌 저감화 기술 및 시설ㆍ설비를 개발하여 국내 소상공인들에게 보급하기 위하여 수행하였다.

식용유지 종류별 제조 공정을 조사하고 국내산과 수입산의 제품별 생산 공정을 비교하였다. 압착 식용 유지 이외의 정제유 중 벤조피렌 오염실태를 조사하고 섭취량에 따른 벤조피렌 노출량 평가 및 위해성 평가를 실시하였다. 원료 전처리, 가열, 정제 공정 등 식용유지 제조공정별 벤조피렌 저감화 기초 기술을 개발하였으며 국내 소상공인들이 전통시장 참기름

본 연구는 식용유지 중 벤조피렌 실태 파악 및 위해성 평가를 실시하고 압착유지 내 벤조피렌 저감화 기술 및 시설ㆍ설비를 개발하여 국내 소상공인들에게 보급하기 위하여 수행하였다.

식용유지 종류별 제조 공정을 조사하고 국내산과 수입산의 제품별 생산 공정을 비교하였다. 압착 식용 유지 이외의 정제유 중 벤조피렌 오염실태를 조사하고 섭취량에 따른 벤조피렌 노출량 평가 및 위해성 평가를 실시하였다. 원료 전처리, 가열, 정제 공정 등 식용유지 제조공정별 벤조피렌 저감화 기초 기술을 개발하였으며 국내 소상공인들이 전통시장 참기름 생산에 적용할 수 있는 벤조피렌 저감화 시설ㆍ설비를 개발하였다.

해외에서 수입되는 팜유와 올리브유의 생산 공정을 해외출장을 통하여 조사하였고 국내 대두유 등의 정제유 생산 공정과 수입 압착식용유지 정제공정 그리고 통 참깨로 생산되는 참기름과 수입 참깨분을 사용하여 생산하는 참기름의 생산 공정을 조사하였다. 땅콩유, 호두유, 들기름, 홍화씨유, 살구씨유 등의 벤조피렌 발생은 참기름에 비해 매우 낮은 편이었고 110℃에서 볶을 때 벤조피렌 함량이 가장 낮았으며 토코페롤 등 유익한 성분의 손실이 가장 낮았다. 국내에서 판매되는 정제유 446건을 분석한 결과 벤조피렌 함량이 모두 기준ㆍ규격에 적합하였고 평균섭취량 및 극단섭취량을 고려하여 MOE 산출한 결과 대두유가 위해도가 가장 높았으나 우려할 수준이 아니었다. 참깨 원산지별 참기름의 벤조피렌 함량은 수입산이 국내산보다 유의적으로 높았으나 기준ㆍ규격에 적합한 수준이었고 Sesamol, Sesamoline과 같은 항산화제, 색도, 향기성분 모두 국내산이 우수하였다. 20~40 mesh 활성탄으로 여과하였을 때 벤조피렌 함량이 46% 정도 감소하였다. 6가지 활성탄의 벤조피렌 저감효과를 비교하였을 때 분말형태가 입상(Granule) 형태보다 우수하였고 활성탄 원료는 코코넛 껍질보다 나무 원료가 더 좋은 효과를 나타내었다. 교반 속도는 600 rpm에서 교반하였을 때 가장 높은 저감효과를 나타내었다. 가장 우수한 활성탄인 SGC-PW와 타흡착제를 1:1 비율로 혼합하였을 때는 유의적 차이가 없었다. 교반속도를 200 rpm에서 600 rpm으로 올렸을 때 고소한 향을 내는 Pyrazine의 함량은 증가하였다. 6종류의 참기름을 관능검사한 결과 참기름의 적색도와 기호도 간의 연관성은 없었고 참기름 품질은 향미와 색의 조화에 의해 결정되는 것으로 사료된다. 전문가 패널의 묘사분석 결과 참기름의 기호도에 긍정적인 영향을 주는 지표는 고소한 맛이며 부정적인 영향을 주는 지표는 흙향이었다. 영세전통재래시장의 압착식용유 영업소의 문제점으로는 세척 채반, 볶음공정 후 이물제거 미실시 볶음솥, 착유기 내부 이물이 그대로 잔류하고 있어 청결하지 못했다. 참기름 제조공정 중에 벤조피렌 제거는 세척, 볶음 공정 중 배기, 이물 제거, 활성탄 이용한 여과 등의 공정에서 현저하게 감소시킬 수 있었다. 따라서 본 연구진에서는 세척기, 볶음 솥, 1차 및 2차 Cyclon 이물 제거기, 착유기, 침전여과기, 활성탄 흡착 여과기 둥을 새롭게 개발하였다. 신개발 벤조피렌 저감화 참기름 제조 장치의 시연회를 이화여대 Pilot Plant와 전통시장 방앗간인 경기도 구리시 경기방앗간에서 식약처장 및 식품의약품안전평가원장 등을 초대하여 2회 개최하였다. 참기름 제조시 벤조피렌 저감화를 위한 최적조건을 도출하여 한국식용유지고추가공업중앙회 회원 교육용 교재를 개발하였고 참기름 영업자에게 배포할 벤조피렌 저감을 위한 리플렛을 제작하였다. 또한 신개발 장비의 보급 촉진을 위하여 기존의 시설ㆍ장비와 비교한 동영상을 제작하였다.

최근 수입 참깨분을 사용하여 생산하는 참기름이 저렴한 가격 때문에 판매가 증가되고 있다. 또한 수입산 팜유와 Extra Virgin 올리브유의 벤조피렌 함량은 문제가 없었으나 Pomace 올리브유의 경우 착유 후 과육을 사열하는 공정이 있어 벤조피렌이 생성될 우려가 있었다. 참기름 벤조피렌 저감화를 위한 신개발 장비의 보급 촉진을 위해서는 식약처 뿐만 아니라 지방자치단체에서 식품진흥기금을 저리로 융자할 수 있도록 노력하여야 할 것이다. 또한 식품위생법 상 위생등급제도인 “우수업소” 지정이나 위생수준 안전평가제도에서 벤조피렌 저감화 장비를 도입한 업체에 AAA 등급을 부여하는 방안을 적극적으로 도입하여야 할 것이다. 관능검사 결과 참기름의 적색도는 기호도와 연관성이 없는 것으로 나타나 소비자들이 진한 색깔의 참기름이 고소하다는 속설은 과학적 근거가 없고 오히려 벤조피렌 함량만 높일 수 있다. 활성탄 SGC-PW는 벤조피렌 제거 효과가 가장 우수하였고 600 rpm으로 교반하였을 때 교반하지 않았을 때보다 벤조피렌은 감소하였으나 Pyrazine 함량은 다시높아져 활성탄이 고소한 향을 제거한다는 속설은 교반에 의해 개선될 수 있다고 사료된다. 참기름 제조 영업장별 환경에 따른 배기 송풍의 전력요구량 계산 프로그램 및 가이드라인을 개발하여 한국식용유지고추가공업중앙회 홈페이지(www.kccia.or.kr)에 설치하였다. 참기름 제조시 벤조피렌을 낮추기 위해서는 1회 세척에 2분 탈수하여 수분이 18%정도에서 볶을 때 벤조피렌을 약 35% 낮출 수 있었고 볶음 공정은 히터온도 250℃에서 참깨 온도가 210℃가 될 때까지 볶고 배기를 45 Hz이상으로 했을 때 46% 정도의 저감효과를 나타냈으며 이물제거는 1차 제거 후 2차 이물제거를 9분 하였을 때 38% 저감되었고 착유는 참깨온도가 180℃ 정도로 냉각되었을 때 1회 착유하는 것이 35% 정도의 벤조피렌을 저감시켰다.

Abstract ▼

This study was performed to investigate the status of benzo(a)pyrene production and assess the risk, and to develop technologies to reduce the contents in the pressed oil, as well as to supply the facilities and manual to small scale domestic producers.
The commercial edible oils were compared at

This study was performed to investigate the status of benzo(a)pyrene production and assess the risk, and to develop technologies to reduce the contents in the pressed oil, as well as to supply the facilities and manual to small scale domestic producers.
The commercial edible oils were compared at each processing steps for not only the pressed oils but also the refined oils. We assessed the contamination, exposure through ingestion, and its related risk. We also developed basic technologies for the benzo(a)pyrene reduction during the processing such as pre-treatment, heating, refinery, and the technologies were applied to develop the facilities for domestic small scale oil production for pressed oils such as sesame oils.
The pressed oil processing abroad was studied for imported palm oil and olive oil, and domestic sesame oil produced from imported sesame powder. The process for refined oil such as soybean oils was also investigated. It was found that the level of benzo(a)pyrene was very low at for peanut oil, walnut oil, perilla oil, safflower oil, apricot seed oil compared to sesame oil, and the loss of useful components such as tocopherol was lowest when the roasting temperature was 110℃. All 446 domestic and imported refined oils was found to meet the criteria, and the risk was highest in terms of its margin of exposure(MOE) based on the average and extreme ingestion levels, but its benzo(a)pryrene level was not to be concerned. The level of benzo(a)pryrene in imported sesame was higher than domestic sesame, but within the regulatory criteria. Moreover, all the quality parameters tested such as the color, fragrance and the level of antioxidant such as sesamol, sesamoline were found to be better for domestic sesame compared with imported sesame. The level of benzo(a)pryrene was reduced by 46% when treated with 20~40 mesh active carbon. When the reduction effect was compared for 6 types of active carbon, powder type was better than granule type, and wood based active carbon was better than coconut hull based active carbon. Stirring speed was optimized at 600 rpm, and there was no significant difference when SSGC-PW and other absorbent was mixed at 1:1 ratio.

As the agitation speed increased from 200 to 600 rpm, the content of pyrazine, a major nutty flavor compound, was increased. The sensory test on 6 types of sesame oils showed that the redness of oil and preference had no significant relationship and the overall acceptance of sesame oil was determined by appropriate combination of flavor and color. According to the descriptive sensory analysis, nutty flavor had positive influence on the preference of sesame oil while muddy flavor had negative influence. Small pressed oil makers in traditional market seldom remove foreign and burnt substances after washing and roasting so that roaster and press are covered with those substances. Benzopyrene reduction during manufacturing sesame oil was effectively achieved by washing sesame seeds, ventilation during roasting, removal of foreign and burnt substances, and filtration with activated carbon. Therefore, we developed a benzopyrene reduction system for pressed oil consisting of a washer, a spinning dryer, a roaster with ventilation system, 1st foreign body remover and 2nd cyclone for removing burnt seeds, a sediment filter, and a filtration system with activated carbon. The newly developed benzopyrene reduction system was successfully demonstrated twice at the pilot plant in Ewha Womans University and ‘Gyonggi Mill’, Guri, Gyonggi-do with a minister of the Ministry of Food and Drug Safety and a director general of National Institute of Food and Drug Safety Evaluation. The optimal processing conditions for benzopyrene reduction during sesame oil production were determined. We developed a training material for members of Korea Cooperative Federation of Processing Industry of Edible Oil and Chillies, produced a leaflet about benzopyrene reduction for small pressed oil makers, and made a promotional video showing the difference of the newly developed system against conventional system.

Recently sesame oil made from sesame powder is increasing in sales due to its cheap cost. In addition, although benzopyrene content of imported palm oil and extra virgin olive oil is below regulation criteria, pomace olive oil might have a benzopyrene issue because of heating flesh after pressing. To promote wide use of the new benzopyrene reduction system for sesame oil, MFDS and a local government might draw up a support plan such as low-interest loan from Food Promotion Fund. In addition, MFDS needs to consider designating the places, which have the new benzopyrene reduction system, as either “Excellent or Exemplary Business” under the Food Sanitation Act or AAA grade under Hygiene and Safety Evaluation. The sensory evaluation showed that the redness of sesame oil had no significant relationship with acceptance. Therefore, a popular belief that sesame oil with darker color would be more nutty tasting has no scientific foundation but on the contrary, darker sesame oil might contain more benzopyrene. The SGC-PW showed the best benzopyrene reduction rate among various activated carbons. Activated carbons captured benzopyrene and other flavor compounds as well. However, with 600 rpm of agitation, pyrazine content in the oil was increased as compared to one without agitation. Therefore, the application of activated carbon with proper agitation might remove benzopyrene in sesame oil without expense of other flavors. Automatic calculation program and guideline for power requirement of ventilation system customized with individual maker’s environment were developed and installed at the homepage of Korea Cooperative Federation of Processing Industry of Edible Oil and Chillies (www.kccia.or.kr). The optimal processing conditions and efficiency of benzopyrene reduction were as follows: (1) washing once and spinning drying for 2 min (~18% moisture content of sesame seeds) → 35% reduction, (2) roasting with 250℃ of heater temperature, 210℃ of seed temperature, and more than 45 Hz of ventilation speed → 46% reduction, (3) removing foreign and burnt materials in cyclone for 9 min → 38% reduction, and (4) pressing sesame seeds cooled down to 180℃ one time → 35% reduction.