Studies on pre-treatment of grains and snacks for zearalenone analysis

Abstract

최근 기후변화와 지구 온난화 등으로 인해 곰팡이와 곰팡이가 생성하는 곰팡이 독소에 대한 관리가 강화되는 가운데 한국에서도 곰팡이 독소의 규격이 강화되고 있다.zearalenone은 Fusarium속이 생성하는 곰팡이 독소로 곡류의 저장 중에 주로 발생하며, 열에 안정하여 가공 중에 파괴되지 않고 호르몬과 유사한 물질로 생체에 축척이 될 경우 호르몬 교란작용을 일으키기도 한다. zearalenone을 분석하는 대표적인 방법은 HPLC-immunoaffinity coumn 방법과 ELISA방법으로 HPLC는 분석결과가 정교하나 전처리 방법이 복잡하고 분석시간이 많이 걸리며 ELISA는 전처리 방법이 간편하고 신속하게 분석할 수 있지만 재현성이 다소 떨어진다. 최근 국내의 가공곡류에 대한 zearalenone 규격이 생성되면서 보다 신속하고 정확한 분석방법이 필요로 하게 되었다. 이에 본 보고서에서는 QUECHERS라는 새로운 전처리 방법을 적용하여 보았다 곡류와 스낵류에 zearalenone을 50,100 ug/L 의 농도로 spiking 하여 HPLC-immunoaffinity coumn, ELISA, HPLC-QuEChERs 으로 분석한 결과 세가지 방법 모두 70~110%의 회수율을 보여 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 재현성을 나타내는 RSD값은 HPLC-immunoaffinity coumn, HPLC-QuEChERs 방법은 5~10% 범위를 나타내었지만 ELISA 방법으로 분석한 결과는 그 범위가 5~28%로 HPLC방법에 비해 재현성이 떨어짐을 확인할 수 있었다. 또한 전처리 분석시간은 HPLC-immunoaffinity coumn은 3시간 정도가 소요되었으나 HPLC-QuEChERs이 30분가량이 소요되었다. 이에 HPLC-QuEChERs방법으로 곡류와 스낵의 zearalenone을 신속하고 정확하게 분석 할 수 있었고, 이는 다량의 샘플을 짧은 시간에 신속하게 분석해야 하는 식품 산업계에 적용이 가능할 것으로 사료된다;Due to climate changes and global warming, the controls of fungi and mycotoxin were being strengthened. Korean regulations concerning mycotoxin dealing with grains and processed grains are also being tightened. Among various mycotoxins, zearalenone was naturally occurring toxin produced by Fusarium species. Fusarium is so heat-stable, it is not removed during processing. The legal limits for zearalenone in snacks (processed grains) were established in KOREA in 2010. Rapid and accurate analytical method became required. The representative methods of analyzing zearalenone are High-performance liquid chromatography (HPLC) and Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). HPLC gives elaborate analysis results but its pre-treatment method is complex and it takes a lot of time. This conventional pre-treatment method that using immunoaffinity column is usually multi-stage procedures, requiring large samples and one or more extract cleanup steps , ELISA is rapid and simple but can sometimes result in a systematic overestimate if compared to that of the chromatographic methods. Therefore, a new pretreatment method, QuEChERS method, was applied to detect zearalenone in grains and snacks. The recovery yields of zearalenone from grains and snacks spiked at levels of 50, 100 ?g/L ranged from 86.0% to 99.0%, by using QuEChERS pre-treatment method and RSD by HPLC- QuEChERS methods was ranged 5%~10% from grain and snacks spiked at the level of 50, and 100 ug/L, respectively. Pre-treatment time for one sample with HPLC-immunaffinity column, HPLC-QuEChERS, and ELISA was 3hrs, 0.5 hrs, and 1 hrs, respectively. In conclusion, using dSPE(for QuEChERS) took less pre-treatment time than using immunoaffinity column for pre-treatment and showed reliable results in recovery yield and repeatability.