식품보건학

제5장 화학적 유해물질

6. 방사선 조사 식품

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1) 식품산업에 이용되는 방사선의 종류 및 특성1) 식품산업에 이용되는 방사선의 종류 및 특성

(1) 방사선 종류와 특성

동위원소 방출 : α, β, γ선

기계적 발생 : X선

전자가속기 : 전자선

원자로 : 중성자선

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(2) 식품산업에 이용되는 방사선 에너지 특성(2) 식품산업에 이용되는 방사선 에너지 특성

방사선 식품 조사 : 방사선을 이용하여 식품을 본래 상태에 가깝게 보존

하거나 위생적 품질을 생산하기 위해 살균 살충 생장조절 물성 개선 등하거나 위생적 품질을 생산하기 위해 살균, 살충, 생장조절, 물성 개선 등

의 효과를 거두는 기술을 이용한 식품

식품에 이용할 수 있는 방사선 : 감마선, 전자선 및 X선

(FAO, WHO, IAEA와 CODEX)

식품 방사선 조사량 : 방사선 흡수량

단위 : gray(Gy) *1 Gy = 100 rad = 1 joule/kg

감마선 : 우수한 투과력, 재포장에 따른 2차 오염의 위험 낮음

전자선 : 투과력 약하여 표면살균에 유리

에너지 소요량이 적음

내부 온도 상승이 거의 없음 → 영양 및 관능적 품질의 변화 최소화

→ 냉장, 냉동 식품에 유리

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(3) 미생물의 방사선 조사 감수성과 생물학적 영향(3) 미생물의 방사선 조사 감수성과 생물학적 영향

미생물에 대한 일반적인 방사선의 표적

• DNA → DNA 파괴 (직접적 영향)

→ 물분자, 수산 래디칼 변환 (간접적 영향)

• 세포막에도 작용

미생물의 반응 정도, 방사선 감수성, 외부환경에 의해 좌우

▪ 미생물의 방사선 감수성 계산

미생물의 개체수를 90%로 감소시키는데 필요한 방사선량(D10- 값)

DD10 =

DoseⅩ 100

(log N0 – log N)

N0 : 초기 미생물 수 N : 방사선 조사 후 생존 미생물 수

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(4) 방사선 조사 기술의 활용범위

농산물의 발아, 발근 억제

농산물의 해충구제

농.축산물의 기생충 사멸

농산물의 성장속도 조절

저장 수명 연장 등 농산물의 보존과 국제교역에서의 안전성 확보 저장 수명 연장 등 농산물의 보존과 국제교역에서의 안전성 확보

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2) 방사선 조사식품의 국외 현황 및 방사선 식품조사2) 방사선 조사식품의 국외 현황 및 방사선 식품조사

(1) 국외 현황

국제 방사선 조사전문가위원회

(International Consultative Group on Food Irradiation, ICGFI)(International Consultative Group on Food Irradiation, ICGFI)

WHO 기술보고서 발간

CODEX 일반규격 및 운영규정 채택 활용 권장(표5 13) CODEX 일반규격 및 운영규정 채택, 활용 권장(표5-13)

허가 식품 : 향신료, 건조채소류, 근채류, 가금류

방사선 식품 사된 식품 톤 억 달러 년 기준 방사선 식품 조사된 식품 : 405,000톤 , 24억 달러 (2005년 기준)

• 45% : 아시아, 오세아니아 , 4억 7만 달러

• 29% : 미주지역 , 16억 달러

• 22% : 아프리카 우크라이나, 2억 달러

4% EU 1억 달러• 4% : EU, 1억 달러

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3) 국내 식품 방사선 조사 현황 및 관련규정3) 국내 식품 방사선 조사 현황 및 관련규정

1985년 대통령령(제1171호)에 의해 식품조사처리업 신설

1986년 『식품위생법 이 개정 되면서 보건사회부 1995년 경기도청 1998년 1986년 『식품위생법』이 개정 되면서 보건사회부, 1995년 경기도청, 1998년

경인지방식품의약품안전청으로 허가관청이 이관

현재 식품공전에 의해 관리 현재 식품공전에 의해 관리

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4) 방사선 조사식품의 안전성4) 방사선 조사식품의 안전성

(1) 방사선 조사식품에 대한 국제적 평가

1912년 미국에서 육류의 기생충 사멸을 목적으로 최초 사용

1961년 벨기에 브뤼셀에서 WHO, FAO, IAEA 공동 연구결과 평가

• 식품조사공동전문위원회(Joint Expert Committee on Food Irradiation, JECFI)설치

1970년 WHO에서 방사선 식품조사 분야 국제과제 신설년 방 선 식품 분 국 신설

• 12년 연구 결과, 발암성, 유해물질 발견되지 않음

1980년 스위스 제네바에서 JECFI 방사선 식품 안전성 평가 발표1980년 위 제네바에서 JECFI 방사선 식품 안전성 평가 발

• 다각적인 측면에서 문제가 발생하지 않는다.

호주에서 JECFI의 결정 인정 → 안전성 재확인호주에서 JECFI의 결정 인정 안전성 재확인

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(2) 방사선 분해산물의 위해성

생성가능물질 : 포도당, formic acid, acetaldehyde, 이산화탄소

물 f h d x di l h d t d l t 생성전리방사선 물 free hydroxy radical, hydrated electron 생성

Free radical은 다른 구조와 반응 → 안전 (?)

전리방사선

1998년 2-dodecylcyclo-butanone(2-DCB) 유해성 보고

• 쥐 대장세포 손상 확인

• 섭취할 수 없는 비현실적인 처리농도

• 2003년 WHO에서 과학적 증거를 통해 위해가 없다고 밝힘.

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(3) 실험동물을 대상으로 한 안전성 시험(3) 실험동물을 대상으로 한 안전성 시험

① 아만성 독성 시험

FDA 0 1 55 8 KG 로 조사된 양파 생선 돼지고기 빵 콩 과실 감자 새우 FDA : 0.1~ 55.8 KGy로 조사된 양파, 생선, 돼지고기, 빵, 콩, 과실, 감자, 새우,

소고기, 베이컨, 버섯으로 실험 실시 → 독성학적 영향이 없다.

Brin et al. (1961) 55.8KGy로 조사된 돼지고기를 실험용 쥐에게 섭취

→ 악영향이 없음

개에게 고선량의 방사선 조사 사료 섭취 → 악영향이 없음

마우스를 사용한 아만성 독성 시험 → 악영향이 없음

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② 번식시험 및 최기형성시험② 번식시험 및 최기형성시험

Shillinger and Osipova(1970)는 6 KGy로 조사된 생선을 사용한 실험

고환 위축 발정기 장기화 영양소 부족이 원인 이였음 (권중호 외 2009)→ 고환 위축, 발정기 장기화 : 영양소 부족이 원인 이였음 (권중호 외, 2009)

실험용 쥐에서 새끼 수 감소 : 유의차가 없음

③ 만성 독성시험

고선량(27.9~55.8 KGy)의 식품군이 투여→ 악영향이 없다(강일준, 2003).

Thompson et al. (1963)가 쥐 5,000마리 실험 → 악영향이 없다.

방사선 조사를 실시한 축산식품 섭취→ 악영향이 없다(표 5-16).

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④ 사람을 대상으로 한 안전성 시험④ 사람을 대상으로 한 안전성 시험

고선량(25~40KGy)으로 조사된 54종의 식품 → 티아민(thiamine), 아스코르브산

( b d) 감소 갈색화 반응 f l bl b l d 및(ascorbic acid) 감소, 갈색화 반응, fat-soluble carbonyl compounds 및

thiobarbituric acid reactants 증가

→ 가열에 의한 변화에 비교하면 미미한 결과

1980년 중국에서 조사식품을 급여받은 사람의 염색체 검사 → 악영향 없음

사람을 대상으로 한 방사선 조사식품의 안전성 시험은 더 이상 필요하지 않다

(Dai, 1985; Anonymous, 1987; Loaharanu et al., 2003).

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5) 방사선 조사식품의 검지방법) 방 선 식품 검 방법

(1) 물리적 방법

① 전자스핀자기공명법(ESR : Electron spin resonance)

뼈, 건조된 열매 껍질에 조사하여 생긴 안정한 radical을 측정하는 방법

시료준비 용이 장치사용의 숙련도 필요 시료준비 용이, 장치사용의 숙련도 필요

상온에서 유통되는 식품에는 부적합

② 열발광법(TL : Thermoluminescence)② 열발광법(TL : Thermoluminescence)

식품으로부터 광물을 분리. 정제과정 필요

기존 선량에 해당하는 재차 발광과 초기발광량에 대한 비율(TL비)

신뢰도가 높다

광물질의 분리가 불가능한 경우는 분석 불가능

③ 광여기발광법(PSL : Photostimulated luminescence)

방사선조사에 의해 생성된 저장에너지를 적외선으로 자극하여 방사 되어

나오는 에너지를 측정함으로써 조사유무 확인나오는 에너지를 측정함으로써 조사유무 확인

신속하고 직접 측정 가능

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(2) 화학분석법(2) 화학분석법

☞ 2-alkylcyclobutanone법

중성지방(T i l id )이 방사선 분해에 의해 생성되는 화합물을 검출하는 방법 중성지방(Triglyceride)이 방사선 분해에 의해 생성되는 화합물을 검출하는 방법

측정 순서 : Soxhlet로 지방 추출 정제 → 탄화수소의 분석에 사용

→ 약한 극성 용매에 용출되는 분획물을 분석용 시료로 사용

→ GC/MS로 분리∙검출

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(3) 생물학적 분석법( ) 생물학적 분석법

① DNA Comet assay

조사에 의하여 생성된 DNA 사슬 절단 부분을 검출하는 방법 조사에 의하여 생성된 DNA 사슬 절단 부분을 검출하는 방법

방사선 조사에 의한 손상은 세포 전체에서 발생하기 때문에 손상 세포가

한결같이 관측되면 조사된 것으로 판단한결같 관측 면 된 것 판단

스크리닝법으로 이용

② DEET/APC법(direct epifluorescent filter/aerobic plate count)② DEET/APC법(direct epifluorescent filter/aerobic plate count)

감수성이 높은 미생물을 사멸시키고 방사선 처리 전후로 살아있는 균수나

미생물 모양의 변화를 관찰하는 스크리닝 법생물 양 변 를 관찰 는 닝 법

표준분석법으로 제정

분석 방법 : 모든 미생물 염색 → 필터 소집 → 현미경으로 계수한 총균수와

호기성균수의 차이 확인

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6) 방사선 조사식품에 대한 소비자의 인지도 및 수용도) 방 선 식품 한 인 및 수용

(1) 국외 소비자의 인지도 및 수용도

전반적으로 낮다 전반적으로 낮다.

방사선 조사와 방사능 오염을 혼동

1990년대 이후로 인지도 상승 (1984년 : 23%, 1993년 : 70%)년 인 상승 ( 년 , 년 )

방사능에 대한 장점인식 후 인지도 상승 → 조사식품의 교육 필요

(2)국내 소비자의 인지도 및 수용도(2)국내 소비자의 인지도 및 수용도

소비자 수용도를 조사한 연구는 드물다.

1988년 한국부인회의 조사 결과년 한국 인 결

• 식품의 방사선 조사에 대해 들어본 젓이 없다. – 41%

• 안전성이 확인되어도 구입하기 않겠다. – 66%

김효정과 김미라 (1998년) 연구결과 1988년 한국부인회의 조사결과와

비교했을 때 국내 방사선 조사식품에 대한 수용도가 높아졌다.