기체 크로마토그래피를 활용한 농산물 잔류농약 다성분 분석에 있어서 시료 전처리 방법들에 대한 비교 연구

Abstract

농산물 중 잔류농약 성분을 검사 평가하여 안전성을 확보하기 위해서는 정확하고 신뢰성 있는 잔류농약 분석법의 사용이 필수적이다. 잔류농약 분석은 분석 대상 성분을 mg/kg(ppm) 이하로 검출하고 정량하는 미량분석 분야에 해당한다. 현재까지 식품의약품안전처(식약처)에서는 농산물의 잔류농약성분 분석을 위해 다종농약다성분 분석법(식품공전 4.1.2)을 사용하는데 이 분석법은 검체(농산물)로부터 유기용매를 사용하여 농약성분들을 추출한 후 column chromatography로 정제하여 gas chromatography(GC) 또는 liquid chromatography(LC)로 분리하여 정량하는 방법이다. 최근에 이 분석법의 추출-정제 방법을 보다 간편하고 신속하게 처리할 수 있는 QuEChERS 방법이 미국에서 개발되어 미국과 유럽 등에서 인정되는 국제 공인 방법으로 사용되기 시작하였으며 우리나라에서도 일부 인정되어 사용되기 시작하였다. 식품공전에 고시된 다종농약다성분 분석법에서는 분석 성분들의 추출과 정제가 분리된 2단계 과정을 거치는 반면에 QuEChERS 방법에서는 dispersive solid-phase extraction(d-SPE)을 사용하여 추출과 정제가 동시에 이루어진다. 이 방법은 기존의 전처리 방법보다 보다 간편하지만 검체에 따라 방해물질 제거에 문제점이 있어 GC와 LC만로는 정량 분석이 어려운 경우도 있어 실제 분석에서는 GC에 mass spectrometer를 결합하여 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 다종농약다성분 분석법의 추출 및 정제 방법과 QuEChERS 추출-정제법을 비교하여 분석하고 QuEChERS 방법을 보완하여 chromatography만으로 정량할 수 있는 가능성에 대하여 살펴보았다. 검체로는 농산물을 분류하는 대분류 기준에 의거하여 현미(곡류), 감자(서류), 양배추, 고추(채소류), 느타리버섯(버섯류), 사과(과실류)로 6가지 품목을 선정하였고 분석 농약은 식약처 시행 검사 농약 300여종(?) 중 GC로 분리분석이 가능하고 가장 흔히 검출되는 농약 가운데 GC 검출기 중 electron capture detector(ECD)로 분석되는 chlorothalonil, tetraconazole, procymidone, iprodion, indoxacarb 5종과 nitrigen-phosphorous detector(NPD)로 분석되는 ethoprophos, diazinon, fenitrothion, chlorpyrifos, ethyl p-nitrophenyl thionobenzenephosphonate(EPN) 5종을 선정하였다. 선정된 6 가지 농산물에서 10종 농약을 0.5 ppm으로 spiking하여 회수율을 기존 방법과 QuEChERS법 그리고 QuEChERS 보완법으로 처리하여 GC만으로 분석하여 결과를 비교하였다. 검체에 따라서 방해물질의 영향이 다르지만 대체로 QuEChERS 방법이 기존 방법보다 더 많은 영향을 받았고 QuEChERS 방법에 간편한 정제과정을 추가한 경우에 더 나은 결과를 보여주었다. 이러한 결과를 토대로 선정된 10종 농약 성분 중 일부가 확실히 검출된 시판 농산물 7종의 분석 결과도 비교분석 하였고, 이 역시 비슷한 결과를 나타내었다. 하지만 10 ppb이하의 낮은 수치에서는 농약성분의 peak이 낮아지기 때문에 matrix와 구별 할 수 없다는 단점이 있었다.