식품과 사료에서 곰팡이독소 오염은 세계적으로 중요한 문제이다. 곰팡이독소는 곰팡이의 이차대사산물로서 인축중독증을 야기하며 경제적인 손실을 초래한다. Aflatoxin, ergot alkaloid, fumonisin, ochratoxin, tremorgenic toxin, trichothecene 및 zearalenone 등이 식품과 사료에서 흘러 발생하는 곰팡이독소이다. 어떤 곰팡이는 하나 이상의 곰팡이독소를 생산하고, 또 어떤 곰팡이독소는 여러 종의 곰팡이에서 생성되기 때문에 여러 곰팡이독소가 함께 발견된다. 곰팡이독소의 발생에 영향을 끼치는 요인으로는 인위적으로 조절할 수 있는 보관과 환경적 조건도 포함된다. 기후와 같은 비본질적인 요인, 진균류의 계통 특이성 및 계통 변이와 같은 본질적인 요인 및 독소발생의 불안정성은 조절하기 어렵다. 곰팡이독소는 한 종의 동물에 있어서의 감수성과 종에 의존하며 인간에게 갖가지의 만성적 또는 급성적인 영향을 미친다. 그러나 반추동물은 곰팡이독소에 저항력을 가지고 있으며, 이는 반추동물의 위에 존재하는 미생물들이 곰팡이독소의 활성을 억제할 수 있기 때문이다. 곰팡이독소 피해의 경제적인 파급효과는 인축의 수명 단축, 축산물 생산감소, 오염된 식량과 사료의 처리 및 곰팡이독소의 문제점 해결을 위한 연구비용 등을 포함한다. 곰팡이독소 피해감소를 위한 국제적인 노력이 계속 진행되고 있지만 최근에 World Trade Organization이 발효되면서 동 식물이 지역간 자유로운 이동으로 곰팡이독소 피해 경감대책뿐만 아니라 피해측정이 어려워지고 있다.
'곰팡이 독소에 있어서는 안전 한계치란 허용될 수 없다. 각국별로 곰팡이독소 오염 한계치를 설정해놓고 있고 우리나라도 원료곡물에 50ppb, 사료에 20ppb로 설정되어 있지만 이는 원료곡물의 수입상의 문제점 등에 의해 설정된 최대허용치이지 절대 안전 영역은 아니다. 곰팡이독소에 대한 공통된 잘못된 인식은 사료에 항곰팡이제를 첨가함으로써 곰팡이독소 문제가 막아질 수 있다는 생각이다. 일단 한번 형성된 독소들은 독소흡착제거제의 사용을 제외하고는 현재 이용가능한 방법들로는 곰팡이독소를 파괴하거나 무독화시킬 수가 없다. 곰팡이독소 오염과 대응방법에 대한 인식의 제고가 절실하다.'
우리나라의 사료관리법 상에서 곰팡이독소(Mycotoxins)의 규제 현황을 보면 이전에는 아플라톡신만을 유해물질 규제 대상으로 하다가, 오크라톡신을 추가하여 현재까지 규제 대상독소로 규정하고 있다. 그러나, 이미 사료공장과 관련 업체에서는 현행의 사료관리법에서 유해물질로서 규제하는 곰팡이독소보다도 규제대상이 아닌 후모니신이나 T-2독소 및 제아레나론을 비롯한 곰팡이독소가 중국산 곡물원료에서 더 문제가 된다는 사실을 외국기관에 직접 분석 의뢰한 샘플에서 나온 사실과 각종 정보경로를 통해서 알고 현재는 항곰팡이제와 더불어서 곰파이독소흡착제거제(Mycotoxin binders)를 병용해서 사용하는 것이 일반화되고 있다.
곰팡이독소는 곰팡이의 2차 대사산물로 동물용 원료사료 중에서 특히 곡물 및 곡물부산물에서 가장 흔하게 발생한다. 돼지는 곰팡이독소에 대한 감수성이 다른 동물에 비해 높은 것으로 알려져 있다. 아플라톡신, 디옥시니발레놀 및 제랄레논은 동물용 원료사료에서 가장 흔하게 발생하는 곰팡이독소이며, 국내 외에서 허용기준을 설정하여 관리하고 있다. 곰팡이독소는 종류에 따라 서로 다른 독성작용을 가지지만 모두 면역체계를 표적으로 하며, 최종적으로 돼지의 성장저하를 초래한다. 따라서 곰팡이독소에 의한 피해를 최소화하기 위한 다양한 대책이 필요하다. 일반적으로 곰팡이독소에 오염된 사료를 섭취한 돼지는 사료섭취량이 감소하며, 그 결과 증체량 저하가 발생한다. 사료섭취량 감소로 인한 필수영양소의 불충분한 공급은 영양소함량을 강화시킨 사료를 급여함으로써 증체량 감소를 최소화할 수 있다. 또한 곰팡이독소 저감제를 이용하여 곰팡이독소에 의한 피해를 저감시킬 수 있으나, 곰팡이독소의 종류 및 농도, 환경적 요인, 저감제의 종류 등에 따라 저감제 사용 효과에 대한 변이가 존재한다.
11종(아플라톡신 $B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$, 오크라톡신 A, 푸모니신 $B_1$, $B_2$, 제랄레논, 데옥시니발레놀, T-2 toxin과 HT-2 toxin) 곰팡이독소 동시분석법을 정립하였다. 1/6 면역친화컬럼을 이용하여 정제하였으며, LC/MS/MS로 분석하였다. 각각 독소별 정성한계는 S/N=3에서 0.1-3.0 ${\mu}g/kg$이었으며, 정량한계는 S/N=10에서 0.3-10.0 ${\mu}g/kg$이었다. 회수율(recovery)은 70.45-111.11%이었으며, 상대표준편차(RSD)는 0.10-14.45%로 나타났다. 동 분석법을 이용하여 대표적인 한국산 농산물인 백미, 보리, 옥수수에 대한 곰팡이독소 오염실태를 조사하였다. 푸모니신, 데옥시니발레놀, 제랄레논이 백미와 보리에서 각각 평균 29.8, 6.4, 36.2%와 2.3, 55.8, 34.9%의 평균 오염율을 보였으며, 다른 독소들은 나타나지 않았다. 옥수수에서는 1개의 시료에서 푸모니신($B_1+B_2$)이 100.90 ${\mu}g/kg$ 검출되었다. 하지만, 곰팡이독소 오염 수준은 현재 우리나라 각 곰팡이독소 허용 최대기준치 이내로 나타났다. 한편, 벼의 가공단계, 재배지역, 벼 품종 및 품질 등급에 따른 곰팡이독소 오염현황을 비교하였다. 벼에서 현미, 백미로 가공될수록 곰팡이독소 오염도는 감소하였다. 동일 품종의 경우에 상대적으로 기온이 높은, 낮은 위도의 지역에서 재배된 벼가 곰팡이독소가 많이 오염된 것으로 나타났으며, 벼의 품질 등급이 낮아질수록 높은 곰팡이독소 오염도를 나타내었다. 이러한 결과를 종합적으로 살펴보았을 때 국내산 주요 농산물의 곰팡이독소 오염수준이나 위해도가 기준치 이내이며, 위험한 수준은 아닌 것으로 판단된다. 그러나, 곰팡이독소는 코덱스 등 국제사회에서 중요하게 다루어지고 있고, 현재까지 알려지지 않은 위험성이나 신규 독소들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 만큼 우리나라도 충분한 연구를 통하여 우리 식품에 대한 안전성 논란에 사전 대비토록 하여야 할 것이다.
시중 유통 중인 견과류 109건에 대하여 5종의 곰팡이독소(총아플라톡신, 오크라톡신 A, 데옥시니발레놀, 제랄레논, T-2 독소)를 ELISA 진단 키트를 이용하여 분석하였다. 총 아플라톡신의 검출결과를 살펴보면, 총 109건 중 31건(28.4%)에서 검출되었고, 평균 검출양은 $3.92{\mu}g/kg$이었고, 범위는 $0.5-14.2{\mu}g/kg$의 검출량을 보였다. 오크라톡신 A의 경우, 109건 중 30건(27.5%)이 검출되었고, 검출된 견과류의 평균 검출량은 $1.78{\mu}g/kg$, 범위는 $N.D.-4.9{\mu}g/kg$의 검출량을 보였다. 제랄레논은 109건 중 36건(33%)이 검출되었고 평균 검출량은 $19.1{\mu}g/kg$ 이었고 $N.D.-124.4{\mu}g/kg$이 검출되었다. 이중 가장 많이 검출된 것은 카카오닙스로 $124.0{\mu}g/kg$이 검출되었다. 데옥시니발레놀 경우, 109건 중 22건(20.2%)이 검출되었고, 검출범위는 $2.0-140.0{\mu}g/kg$, 평균 검출량은 $26.2{\mu}g/kg$이었다. T-2 독소는 109건 중 22건이 검출되었으며, 검출범위는 $N.D.-192.0{\mu}g/kg$이고, 평균 검출량은 $55.91{\mu}g/kg$로 나타났다. 곰팡이독소가 1종 이상 검출된 견과류는 109건 중 76건(69.7%)였으며, 곰팡이독소 1종이 검출된 시료는 33건(30.3%), 2종은 24.8%(27건), 3종은 12.8%(4건) 그리고 4종이 검출된 시료는 1.8%인 2건이었다. 특히 곰팡이독소 4종(오크라톡신, 제랄레논, 데옥시니발레놀 및 T-2)이 검출된 것은 2건으로 호두에서 나타났다. 모니터링 결과 총아플라톡신의 경우, 국내 기준이하의 안전한 수준으로 검출되었으나 오크라톡신, 데옥시니발레놀, 제랄레논, T-2 독소 등의 곰팡이독소에 대한 기준이 없으므로 이에 대한 기준마련이 필요할 것으로 사료되며, 곰팡이독소의 동시 오염에 대한 연구와 더불어, 지속적이고 광범위한 오염실태조사가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
본 연구는 국내 생산 볏짚의 곰팡이독소 오염 실태를 파악하기 위하여 벼의 생육 단계별, 볏짚의 보관 형태별 및 곤포사일리지의 지역별 오염을 조사하였다. 수확하기 전 논에서 생장 중인 비에서 곰팡이독소 및 곰팡이 오염이 확인되었다. 벼의 생장 초기에는 deoxynivalenol($297{\mu}g/kg$) 이 발견되었고, 중기에는 ochratoxin A($1.8{\mu}g/kg$) 및 deoxynivalenol($264{\mu}g/kg$) 이 오염되어 있었다. 그리고 수확시기에는 deoxynivalenol($190{\mu}g/kg$) 및 zearalenone ($168{\mu}g/kg$) 이 오염되어 있었다. 그리고 곰팡이 오염은 생장 초기에는 $10^{3-4}$ cfu/g 그리고 생장 중기와 수확시기에는 $10^{4-5}$ cfu/g 이었다. 오염된 곰팡이로는 Fusarium sp., Fusarium proliferatum, Penicillium sp., Gibberella sp., Gibberella zeae, Mucor circinelloides, Aspergillus oryzae 등 다양한 종류가 발견되었다. 사료용 볏짚의 통 볏짚단, 사각 볏짚단 및 곤포사일지 등 저장 방법에 따른 오염원 mycotoxin을 조사하였을 때 zearalenone, deoxynivalenol 및 ochratoxins A가 검출되었다. 통 볏짚단의 곰팡이독소 오염도는 23% 이었고, 사각 볏짚단과 곤포사일지지는 각각 38%가 오염되어 있었다. 그리고 105점의 볏짚 곤포사일리지에서 곰팡이독소를 분석하였을 때 46%의 샘플에서 곰팡이독소가 발견되었고, 지역적으로는 경기, 강원, 충청, 영남 및 호남지역에서 각각 48, 33, 40, 50 및 57%의 샘플이 오염되어 있었다. 2가지의 곰팡이독소(zearalenone, deoxynivalenol)가 발견된 충청지역을 제외한 모든 지역의 볏짚 곤포사일리지에서 3가지의 곰팡이독소(zearalenone, deoxynivalenol, ochratoxins A)가 발견되었다. Ochratoxins A의 오염 수준은 전체적으로 $2.6{\mu}g/kg$으로 충청지역에서는 발견되지 않았지만 호남지역은 $3.0{\mu}g/kg$으로 다른 지역보다 높았다. Deoxynivalenol의 오염 수준은 전체적으로 $413{\mu}g/kg$으로 충청지역이 $800{\mu}g/kg$로 가장 높았고, 다른 지역은 $246{\mu}g/kg$에서 $433{\mu}g/kg$의 수준으로 발견되었다. 그리고 zearalenone은 전체적으로 $338{\mu}g/kg$으로 경기지역이 $168{\mu}g/kg$로 다른 지역보다 낮았고, 강원과 호남지역이 각각 $467{\mu}g/kg$과 $442{\mu}g/kg$으로 높았다. 이상의 연구 결과는 볏짚은 수확하기 전 벼의 생장 기간에도 곰팡이독소 및 곰팡이 오염에 노출되어 있으며, 볏짚의 보관 형태 및 지역에 상관없이 곰팡이독소의 오염이 발생할 수 있음을 명확히 시사한다. 따라서 안전하고 질 좋은 조사료를 확보하기 위해서는 이들 곰팡이독소 관련 더 구체적 연구와 대책관련 탐구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
2017년 10월부터 2018년 9월까지 광주광역시 시내 슈퍼, 대형마트 및 재래시장에서 구입한 율무, 수수, 기장, 조, 백미, 보리 등 곡류 75건과 볶은 율무, 보리, 옥수수 등 곡류가공품 52건 총 127건을 대상으로 곰팡이독소 함량검사를 실시하였다. 검사한 곰팡이독소는 아플라톡신($B_1$, $B_2$, $G_1$, $G_2$,), 푸모니신($B_1,\;B_2$), 오크라톡신 A, 제랄레논이었다. 127건의 시료 중 38건에서 곰팡이독소가 검출되어 29.9%의 검출률을 나타내었다. 127건의 시료 중 35건에서 푸모니신($B_1+B_2$)은 $4.8{\sim}738.5{\mu}g/kg$, 제랄레논은 20건에서 $8.4{\sim}507.6{\mu}g/kg$ 범위에서 검출되었다. 검사한 곡류와 곡류 가공품 중에서 가장 오염도가 높은 곰팡이독소는 푸모니신과 제랄레논이었고 이들 곰팡이가 중복 검출된 검체는 17건으로 독소가 검출된 38건 중에서 44.7%를 차지하였다. 곰팡이독소 일일추정섭취량(EDI)과 잠정최대일일섭취허용량(PMTDI)으로부터 위해도를 산출하였다. 위해도는 0.0019~1.9526%로 나타나 이번에 조사한 곡류와 곡류가공품은 곰팡이독소 측면에서는 안전한 수준으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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