식품보건학

제5장 화학적 유해물질

1. 중금속2 농약2. 농약3. 조리.가공 중 생성 가능한 유

해물질해물질

1

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1. 중금속중금속

비중 4.0 이상인 원소

공기, 토양과 물을 통한 식품오염으로 체내 축적될 경우 인체에 유해한 영향

중금속의 반감기는 수십 년이므로, 장기간 노출 시 만성중독을 일으킴

인체에 유해 정도가 높은 중금속 H Pb Cd A 등 인체에 유해 정도가 높은 중금속 : Hg, Pb, Cd, As 등

식품위생법 : 유해중금속의 식품 혼입 방지를 위해 몇가지 식품에 대해 기준치

어류 총수은 0 5 mg/kg 메틸 1 0 mg/kg 납 0 5 mg/kg 이하 어류 : 총수은 0.5 mg/kg, 메틸 1.0 mg/kg, 납 0.5 mg/kg 이하

연체류 및 패류 : 총수은 0.5 mg/kg, 납 2.0 mg/kg, 카드뮴 2.0 mg/kg 이하

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JECFA (FAO/WHO 합동 식품첨가물전문가위원회) 에서 인체노출안전기준으로

납, 카드뮴, 수은, 메틸수은, 비소, 무기비소 등 일반적으로 노출을 피할 수 없는

식품 오염 물질에 대해 주간잠정섭취한계량( )을 설정하고 있음식품 오염 물질에 대해 주간잠정섭취한계량(PTWI)을 설정하고 있음

PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intake) 는 일생동안 먹더라도 유해한 작용을

일으키지 않는 체중 1 k 당 주간 또는 월간의 섭취수준일으키지 않는 체중 1 kg당 주간 또는 월간의 섭취수준

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1) 수은 (Hg mercury)1) 수은 (Hg, mercury)

무기수은, 유기수은(CH3Hg+, C6H5Hg+), 메틸수은의 독성이 심함

메틸수은 휘발성 높음 미생물 무기수은을 메틸수은으로 전환 외계로 방출 메틸수은 : 휘발성 높음, 미생물 : 무기수은을 메틸수은으로 전환 외계로 방출

플랑크톤과 어패류에 생물농축, 어패류에 함량 높아 사람이 그 어패류를 먹을

경우 인체 축적가능성이 커짐 (미나마타병, 1952년 규슈)경우 인체 축적가능성이 커짐 (미나마타병, 1952년 규슈)

지용성 높아 소화관, 페에 흡수 잘됨, 중추신경계, 태아조직에 농축되어 독성

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2) 카드뮴(Cd cadmium)2) 카드뮴(Cd, cadmium)

자연계에 존재하는 금속물질, 푸른빛을 띤 은백색의 부드러운 금속원소

체내로 들어온 카드뮴은 쉽게 배설되지 않고 생물학적 반감기가 길기 때문에

나이가 들수록 체내 축적량은 증가

버섯류, 해조류, 패류, 수산물 함량 높음

SH기와 결합, 효소의 활성 저해-> 간의 해독작용 방해, 신장 정소에 대한 독성

대표적 카드뮴 중독 질병 : 이타이이타이병(카드뮴오염 쌀 섭취 원인)

• 신장 장애

it D 활성 억제 > 혈중 칼슘농도 저하 > 골대사 이상• vit D 활성 억제 -> 혈중 칼슘농도 저하 -> 골대사 이상

• 40세 이상 임신 및 출산 횟 수 많은 여성

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3) 납 (Pb, lead)

금속 중에서 가장 무거운 물질, 푸르스름한 잿빛의 부드러운 금속원소금속 중 장 운 물질 름한 잿빛 운 금속원

적은 양의 체내 유입에 의해서도 강한 독성을 나타낼 수 있음

체내 흡수율은 약 10%로, 체내에 흡수된 납은 뼈와 근육 조직에 축적되며, 간으

로 이동된 납은 담낭을 통해 배설됨

무기납 : 조혈계 중추 및 말초신경계, 신장, 소화기계 장애, 빈혈 유발

유기납 : 중추신경계 이상

멍게 미더덕 등 수산물

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4) 비소 (As, arsenic)

농약, 제초제, 방부제, 살충제, 의약품에 널리 사용농약 방 살충 약품 널 용

공기, 물, 흙, 음식물 등 경로를 통해 인체에 유입, 지속적으로 노출될 경우 비

소중독을 일으킴

활성부위에 시스테인을 이용하는 효소의 작용을 저해하여 독성을 나타냄

증상 : 말초신경계 기능이상 -> 운동감각을 잃거나 사지마비, 다발성 신경염

등

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2. 농약

농약이란 농·축·수산물의 생육이나 저장 및 유통 중 발생하는 미생물, 해충, 농약 란 농 축 산물 생육 장 및 통 중 발생 는 생물 충

잡초 등을 구제하는 데 사용하는 것임

사용목적에 따라 살균제, 살충제, 살응애제, 쥐약, 제초제, 식물생장조절제 등

으로 분류할 수 있음

화학성분에 따라 유기인계, 카바메이트계, 유기염소계 등으로 나눌 수 있음

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1) 유기인계 농약

농약성분 중 인이 포함된 유기물질, 파라티온, 말라티온, 다이아지논, 스미치온,

EPN 등

사람, 가축에 대한 급성독성은 강하지만, 만성중독을 일으키는 일은 거의 없음

Ch li 작용 억제 > l h li 분해 저해 > l h li 축적 > 흥 Cholinesterase 작용 억제 -> acetylcholine 분해 저해 -> acetylcholine 축적 -> 흥

분 전도 불능

중독증상 : 두통, 발한, 복통, 현기증, 보행장애, 시력감퇴, 혈압상승, 근력감퇴중독증상 두통, 발한, 복통, 현기증, 행장애, 시력감퇴, 혈압상승, 근력감퇴

및 전신경련 등

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2) 카바메이트계 농약

유기염소계 농약 사용금지 대용으로 개발염 농약 용금 용 발

아미노기와 카복실기가 결합한 카바믹산(NH2COOH)의 골격을 가진 화합물,

알디캅, 카바릴 등이 대표적임

독성증상 : 유기인제와 같지만 급격한 발현에서부터 생체내에서의 대사가 빨라

서 회복에 이르기까지 경과가 빠른 것이 특징임

잔류성이 낮은편

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3) 유기염소계 농약

유기염소계 농약은 구조상 염소(Cl)를 가지고 있는 농약염 농약은 상 염 ( )를 있는 농약

종류 : DDT, DDD, BHC, 알드린, 디엘드린, 엔드린, 헵타클로르 등

유기인제 대비 독성은 낮으나 자연계 분해 어려움 -> 지속적 농축 가능성

지방친화성 -> 지방조직에 주로 축적, 체내에 장기간 농축 -> 건강에 나쁜 영향

중독증상 : 식욕부진, 구토, 복통, 두통이 시작되며 손발의 마비, 경련증상 등 신

경마비 증상을 나타내다가 중증일 경우 혼수상태를 거쳐 사망하게 됨

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3. 조리.가공 중 생성 가능한 유해물질공 중 생성 능한 물질

1) 다환방향족탄화수소 (PAHs, Polycyclic aromatic hydrocarbons)

다환방향족탄화수소는 2개 이상의 벤젠고리가 선형으로 각을 지어 있거나 밀

집된 구조의 방향족탄화수소임

이는 유기물이 탈 때 생성되며, 미량으로도 암을 유발시킬 수 있는 발암물질이

거나 돌연변이원성을 가짐

PAH 노출량 기여도 육류 육류가공품(54 4%) 채소(19 2%) 곡류(11 5%) 과일류 PAHs 노출량 기여도 : 육류 육류가공품(54.4%), 채소(19.2%), 곡류(11.5%), 과일류

(5.3%), 감자 감자가공품(5.1%), 식물성 식용유(3.6%), 생선(0.7%), 어패류(0.2%)

(벤조피렌)

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2) 나이트로사민

식품가공 시 육류 등에 존재하는 아민과 아질산 이온의 나이트로소화반응 에식품 공 육 등 존 는 민 질산 온 반응

의해 생성되는 발암성 물질

육제품(햄, 베이컨, 소시지 등) : 발색제로 아질산염 첨가 -> 발생가능성 높음

아민기에 나이트로소기(-N=O)가 결합된 형태로 아민기에 연결된 탄소수와 구

조에 따라 매우 다양한 종류의 나이트로사민 형성

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3) 아크릴아마이드3) 아 릴아마이

Maillard Reaction을 통한 열처리 중 환원당과 아스파라진의 반응에 의해 생성

전분질이 많은 식품을 높은 온도에서 조리·가공할 때 생성 열처리 온도 시간 전분질이 많은 식품을 높은 온도에서 조리·가공할 때 생성, 열처리 온도, 시간

이 증가하면 아크릴아마이드 생성량이 증가

발암유력 물질(Group 2A) : 동물실험에서 발암 확인되었으나 인체는 보고않됨

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4) 에틸카바메이트

인체 노출은 주로 발효된 식품과 음료의 섭취를 통해서 일어나며, 인 출은 발 된 식품 음 섭 를 통 일

식품 중에 풍부한 아르지닌 또는 시트룰린을 이용한 효모의 대사과정에서 생

성된 요소가 알코올과 반응하여 에틸카바메이트 생성

한국의 경우 발효식품 섭취 높으므로 높은 관심

단기 일정농도 이상에서 구토, 의식불명, 출혈, 신장과 간 손상 발생

Group 2A 로 분류

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5) 3 MCPD (3 hl 1 2 di l)5) 3-MCPD (3-monochloropropane-1,2-diol)

식품 중 염소와 지방이 반응하여 생성, 이는 곡류 및 맥아 등을 볶는 등 열가공

중에 많이 발생

산분해간장 제조과정에서 대두의 기름성분인 triglyceride의 glycerol backbone에

붙은 3개의 지방산 중 1~2개의 지방산에 염산의 염소기가 치환되어 만들어짐붙은 3개의 지방산 중 1~2개의 지방산에 염산의 염소기가 치환되어 만들어짐

실험동물 : 장시간 섭취 시 발암가능성 제기

Cl

식품보건학6) 바이오제닉아민 (biogenic amines, BAs)

단백식품의 저장, 발효과정 중 미생물에 의한 유리아미노산의 탈탄산반응을 통

해 생성되는 생물학적 활성을 지니는 저분자 물질

히스티딘, 타이로신, 트립토판, 라이신 등과 같은 아미노산의 CHCOOH 말단기

로부터 효소적 탈탄산 반응에 의하여 CO2가 빠져 생성

체내 신경전달물질로서 직 간접적으로 작용 심혈관계에도 영향 체내 신경전달물질로서 직ㆍ간접적으로 작용, 심혈관계에도 영향

히스타민이 대표적 물질 :

• 고등어, 꽁치, 정어리, 참치 등의 비위생적 처리에 의한 부패 발생 -> 발진, 국소적 피부염

증, 구토, 오심, 설사 등 증세 -> scombrotoxicosis 유발

Tyramine toxicity : tyramine이 심혈관계에 작용 -> 혈관수축, 심장박동 증가시켜

혈압상승 유발 눈물분비 촉진 타액 과다분비 호흡증가와 혈당 상승혈압상승 유발, 눈물분비 촉진, 타액 과다분비, 호흡증가와 혈당 상승