KOREAN J. FOOD SCI. TECHNOL. Vol. 42, No. 2, pp. 136~141 (2010)

©The Korean Society of Food Science and Technology

광자극발광법

에 의한 방사선 조사 건조향신료의 검지 특성

(PSL)

박은령*·강혜순·안현주 ·안경아 ·조수열 ·김희연 ·김동술 ·김도훈 ·강찬순 1

1

1

2

1

1

3

경인지방식품의약품안전청 시험분석센터 식품의약품안전청 서울지방식품의약품안전청 유해물질분석과 부산지방식품의약품안전청 시험분석센터 Analysis of the Detection Characteristics of Irradiated Dried Spices and Herbs by Photostimulated Luminescence (PSL) ,

1

,

2

,

3

Eun-Ryong Park*, Hye-Soon Kang, Hyun-Joo Ahn1, Kyung-A An1, Soo-Yeul Cho1, Hee-Yun Kim2, Dong-Sul Kim1, Do-Hoon Kim1, and Chan-Soon Kang3 Center for Food and Drug Analysis, Gyeongin Regional Food & Drug Adminstration 1 Korea Food & Drug Adminstration 2 Hazardous Substances Analysis Division, Seoul Regional Food & Drug Adminstration 3 Center for Food and Drug Analysis, Busan Regional Food & Drug Adminstration

Abstract This study attempted to determine whether Photostimulated Luminescence (PSL) is applicable for the detection

of post-irradiated foods by measuring the PSL photon counts of unirradiated and irradiated dried spices and herbs. A total of 19 dried spices and herbs was irradiated with a 60Co γ-ray source at 1, 5 and 10 kGy followed by measurement of PSL photon. The photon counts of unirradiated samples below 700 correspond to negative. Fifteen samples irradiated over 1 kGy showed photon counts of more than 5,000, indicating irradiation treatment. Intermediate counts (photon count 7005,000) were observed in irradiated white/black pepper, nutmeg and cinnamon bark at 10 kGy. These results suggest that it is possible to detect whether dried spices and herbs were irradiated by analyzing PSL, with the exception of white/black pepper, nutmeg and cinnamon bark. Irradiated white/black pepper, nutmeg and cinnamon bark containing low levels of minerals were not sensitive to PSL. Therefore, further investigation is sugguested to be performed by Thermoluminescence (TL) analysis or another validated or standardized method. Key words: 60Co γ-ray, irradiated food, Photostimulated Luminescence (PSL), spices and herbs, Thermoluminescence (TL)

서 론

보가 수입식품의 안전관리에 필수적이다. 이를 위하여 우리나라 는 2010년 1월 1일부터 방사선 조사한 원재료를 사용한 식품의 표시와 방사선 조사식품에 대한 조사여부 검지가 시행될 예정이다. 방사선 조사식품의 검지법은 크게 물리적(PSL & TL, ESR), 화 학적(Hydrocarbon & 2-Alkylcyclobutanone 분석) 및 생물학적 (DNA comet assay) 방법으로 나눌 수 있다(10). 이 중 광자극발 광법(Photostimulated Luminescence, PSL) 측정법은 1990년대 초 Sanderson(11,12)에 의해 열발광분석법(Thermoluminescence, TL)의 결점을 보완시킨 방사선 조사식품의 Luminescence 검지의 한 가 지 방법으로써 방사선 조사된 향신료와 조미료의 조사여부를 확 인하기 위한 방법으로써 적용이 처음 검토된 방법이다. PSL은 대 부분의 식품에서 발견되는 silicate나 bioinorganic material이 방사 선에 노출되었을 때 구조적인 trap에 갇혀서 에너지가 저장되고 광학적 자극이 가해지면 에너지가 방출되는 원리를 이용한 방법 으로 방사선 조사에 의하여 흡수된 에너지를 적외선으로 자극하 여 발산되는 빛의 정도를 photon counts로써 측정된다(11-15). TL 측정법과 유사한 원리를 가지고 있지만 비파괴 검사로써 시료 전 처리과정이 간편하고 비교적 저렴한 장비로써 다수의 식품을 신 속히 검사할 수 있어 DNA comet assay와 함께 조사식품의 screening 목적으로 이용되고 있다(16). 따라서 본 연구에서는 PSL 검지장비를 이용하여 천연향신료를 대상으로 방사선 조사 검지 가능 최소선량 등 PSL 검출특성을

식품의 방사선 조사기술은 식품의 살균, 살충, 생장조절, 물성 개선에 대한 기술적 효과와 함께 국제기구(FAO/IAEA/WHO의 방 사선 조사식품 공동전문가위원회(JECFI)) 등에 의해 안전성이 공 식 인정됨(1-3)에 따라 현재 56여 개국에서 260여 종의 식품에 대한 사용이 허가되어 있다(4). 국내에서는 Co 감마선 조사를 식품의 발아억제, 살충, 살균 및 숙도조절의 목적에 한해 감자, 밤 등 신선식품과 복합조미식품을 포함한 다양한 건조식품과 가 공용 원료들에 대해 0.15-10 kGy 범위에서 방사선 조사를 허가 하고 있다(5). 식품에 방사선 조사의 이용이 증가함에 따라 허용 국가 및 품목이 확대되고 국제교역 또한 늘어나고 있어(6-9) 이 에 따른 검역방법도 필요하게 되었으며, 식품가공용 재료나 가공 품을 다량 수입하는 우리나라와 같은 국가에서는 검지기술의 확 60

*Corresponding author: Eun-Ryong Park, Center for Food and Drug Analysis, Gyeongin Regional Food & Drug Adminstration, Incheon 402-835, Korea Tel: 82-32-450-3377 Fax: 82-32-442-4622 E-mail: [email protected] Received November 10, 2009; revised December 21, 2009; accepted January 6, 2010 136

광자극발광법(PSL)에 의한 방사선 조사 건조향신료의 검지 특성 확인하여 향후 방사선 조사 검지법의 시행, 방사선 조사여부 표 시 및 방사선 조사식품의 안전관리를 위한 자료로 활용하고자 한다. Use region

137

Table 1. Classification of spices by edible parts

재료 및 방법

Flower bud

재료 본 실험은 방사선 조사식품 검지법 대상 식품군 중 천연 건조 향신료를 대상으로 제품의 형태와 제조사를 분류하여 인천시내 대형마트 등에서 구입하고 PSL 예비시험을 통하여 방사선 조사 음성시료(negative) 임을 확인하였다. 시험에 사용한 건조향신료는 향신식물의 종자, 껍질 등을 사용한 클로브, 카다몬씨, 코리안더, 겨자, 육두구, 흑후추, 백후추, 카다몬, 산초, 계피, 식물의 잎을 사용하는 월계수잎, 로즈마리, 오레가노, 바질, 파슬리, 타임 그리 고 식물의 뿌리를 사용하는 마늘, 생강, 심황으로 분류하였다. 방사선 조사 시료의 감마선 조사는 PE film으로 포장하여 한국원자력연구 원 정읍 방사선 과학연구소의 Co 선원을 이용하여 실온에서 일 정한 선량률로 1, 5, 10 kGy의 총 흡수선량을 얻을 수 있도록 하 였으며, 방사선 조사된 시료는 비조사 시료와 함께 aluminium bag 에 밀봉하여 차광된 장소에 보관하며 시험에 이용하였다. 광자극발광법 에 의한 검지 광자극발광법의 측정은 식품공전(5)의 방사선 조사식품 검지법 에 따라 시행하였다. 시료 전처리는 교차오염을 피하면서 PSL측 정용 페트리디쉬(55×12 mm, E.O. Gas sterilized, Green Cross Med., Yongin, Korea)에 담을 수 있는 크기로 절단하고, 분말시료 등은 골고루 혼합하여 측정용 페트리디쉬에 바닥이 보이지 않도 록 고르게 펼쳐 담는다. 각 시료에 대하여 3개의 검체를 조제하 였으며, 모든 시험조작은 차광조건에서 시행하였다. 시료가 담긴 페트리디쉬는 SURRC Pulsed PSL irradiated food screening system(Scottish University Research and Reactor Center, Glasgow, UK)의 시료 챔버에 넣은 후 60초 동안 방출되는 광 자를 측정하였다. PSL 기기는 방사선이 조사된 표준물질과 조사 되지 않은 표준물질(파프리카분말)을 사용하여 기기의 상태 및 측정조건을 확인하였으며, 측정결과에 사용되는 threshold value는 T =700 counts/60s와 T =5000 counts/60s이었다. 판정은 시료의 counts 값이 T 미만이면 음성시료(Negative, 방사선이 조사되지 않은 시료)로 판정하고, T 초과이면 양성시료(Positive, 방사선이 조사된 시료)로 판정하였다. 측정값이 T -T 의 값을 나타내면 중 간시료(Intermediate, 방사선 조사여부를 판단할 수 없는 시료)로 하였다. 통계 분석 모든 데이터는 SAS software(V.8.02, SAS Institute, Cary, NC, USA)를 이용하여 general linear model(GLM) procedure 분석 후 Student-Newman-Keul’s multiple range test로 유의성을 검정하였고 (p