A Study on the Safety of Mycotoxins in Grains and Commonly Consumed Foods

The purpose of this study was to investigate and evaluate the safety of the grains, nut products, beans and oilseeds being sold in Gyeonggi province by analyzing mycotoxins. A multi-mycotoxins analysis method based on LC-MS/MS was validated and applied for the determination of eight mycotoxins, including aflatoxins ($B_1$, $B_2$, $G_1$ and $G_2$), fumonisins ($B_1$, $B_2$), zearalenone and ochratoxcin A in 134 samples. The limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) for the eight mycotoxins ranged from 0.14 to $8.25{\mu}g/kg$ and from 1.08 to $7.21{\mu}g/kg$, respectively. Recovery rates of mycotoxins were determined in the range of 61.1 to 97.5% with RSD of 1.0~14.5% (n=3). Fumonisin $B_1$, $B_2$, zearalenone, and ochratoxin A were detected in 22 samples, indicating that 27% of grains, 12.5% of beans and 11.8% of oilseeds were contaminated. Fumonisin and zearalenone were detected simultaneously in 2 adlays and 3 sorghums. Fumonisin $B_1$ and $B_2$ were detected simultaneously in most samples whereas fumonisin $B_1$ was detected in 1 adlay, 1 millet and 1 sesame sample. The average detected amount of fumonisin was $49.3{\mu}g/kg$ and $10.1{\mu}g/kg$ for grains and oilseeds, respectively. The average detected amount of zearalenone was $1.9{\mu}g/kg$ and $1.5{\mu}g/kg$ for grains and beans, respectively. In addition, the average amount of ochratoxin A was $0.08{\mu}g/kg$ for grains. The calculated exposure amounts of fumonisin, zeralenone and ochratoxin A for grains, beans and oilseeds were below the PMTDI/PTWI.

곡류 등 다소비 식품 중 곰팡이독소 안전성 조사 연구

시중 유통 중인 곡류, 콩류, 견과류, 종실류 등 134건에 대하여 8종의 곰팡이독소를 LC-MS/MS를 이용하여 동시 분석하였다. 전체 시료 중 22건에서 fumonisin $B_1$, $B_2$, zearalenone, ochratoxin A 등 4종이 검출되어 16.4%가 곰팡이독소에 오염된 것으로 나타났으며 독성이 강한 aflatoxin $B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$는 검출되지 않았다. 검출된 곰팡이독소 중 fumonisin ($B_1+B_2$)은 $0.48{\sim}560.2{\mu}g/kg$, zearalenone은 $0.22{\sim}28.6{\mu}g/kg$ 수준으로 검출되었고 평균 검출량은 fumonisin이 곡류 $49.3{\mu}g/kg$, 유지종실류 $10.1{\mu}g/kg$, zearalenone이 곡류 $1.9{\mu}g/kg$, 콩류 $1.5{\mu}g/kg$이었으며, ochratoxin A는 곡류에서 $0.08{\mu}g/kg$ 수준으로 검출되었다. 기장에서 검출된 ochratoxin A는 $4.8{\mu}g/kg$으로 기준치인 $5.0{\mu}g/kg$에 근접하여 검출되었는데 생산년도가 2016년인 것을 감안하면 상당히 높은 수준으로 지속적인 관심이 필요한 것으로 판단된다. 곰팡이독소가 검출된 나머지 품목은 2015년에 생산되었는데 특히 곡류 중 율무와 수수는 대부분의 시료에서 곰팡이독소가 검출됐으며 땅콩 및 견과류에서는 검출되지 않았다. 곰팡이독소가 검출된 품목의 검출빈도를 살펴보면 율무 66.7%, 수수 87.5%, 조 20%, 기장 20%로 곡류 중 약 27%가 독소에 오염된 것으로 나타났고, 콩류는 팥에서 60%가 검출되어 콩류 전체로는 12.5%가 오염됐으며 유지종실류는 깨에서 33.3%가 검출되어 유지종실류 전체로는 11.8%가 독소에 노출된 것으로 나타났다. 한편 곰팡이독소 중 fumonisin과 zearalenone이 동시에 검출된 품목은 율무 2건, 수수 3건이었으며 fumonisin이 검출된 경우 대부분의 시료에서 fumonisin $B_1$, $B_2$ 가 동시에 검출되었으나 율무, 조, 참깨 각 1건에서 fumonisin $B_1$만 검출되었다. 본 연구결과를 기초로 하여 산출한 1인 1일 노출량은 곡류의 경우 fumonisin $1.4{\times}10^{-2}{\mu}g/kgb\;.w./day$, zearalenone $5.6{\times}10^{-4}{\mu}g/kg\;b.w./day$, ochratoxin A $2.2{\times}10^{-5}ng/kg\;b.w./day$이었으며 콩류에서는 zearalenone $5.4{\times}10^{-5}{\mu}g/kg\;b.w./day$, 종실류는 $7.4{\times}10^{-5}{\mu}g/kg\;b.w./day$으로 이를 바탕으로 WHO/JECFA에서 제시한 자료를 바탕으로 PMTDI 대비 인체 노출량을 산출한 결과 fumonisin은 곡류 0.72% 종실류 0.004% zearalenone 곡류 0.11%, 콩류 0.01%에 해당하는 양이었으며 ochratoxin A는 PTWI 대비 0.14%, EC의 TDI 대비 0.45%로 검출된 곰팡이독소가 인체에 대한 유해할 가능성은 낮은 것으로 판단된다. 본 연구결과 곰팡이독소는 기준치 이내의 아주 적은 양 검출되었지만 기후 온난화로 인해 독성이 강한 곰팡이독소가 생성되기 쉬운 환경으로 변해가고 있어 농산물의 생산, 저장, 포장 과정에 이르기까지 보다 폭 넓은 연구가 이루어져 곰팡이독소로 인한 안전성 논란에 대비해야 할 것으로 판단된다.