식품별 비소 함유형태에 따른 체내흡수율 및 위해성 평가

Abstract

식품 중 무기비소는 토양, 수계 등 환경매체로부터 자연적으로 이동되어 존재함에도 불구하고, 쌀과 같이 다소비 식품에서 검출됨으로서 사회문제가 되고 있다. JECFA 등 국제기구에서는 식품 중 중금속의 안전성을 확보하기 위해 위해성 평가 기법을 이용하여 인체 안전 기준을 설정하고 있다 특히 무기비소는 적합한 동물시험 자료가 불충분하여 무기비소가 고농도로 함유된 지하수를 장기간 복용하였던 역학 연구 결과를 바탕으로 식품 인체 안전 기준이 설정된 대표적인 물질이다. 그러나 물 중 이온 상태로 존재하는 무기비소의 체내 흡수율과 식이섬유에 함유된 식품에서의 흡수율 차이로 인해 식품 섭취시 위해도는 과대평가될 우려가 존재한다.

이에 본 논문에서는 우리나라 특유의 식습관을 적용하여 무기비소 함유 가능성이 있는 곡류 중 백미, 현미와 해조류 중 톳, 미역을 선정하여 경구 섭취에 대한 생체접근률(bioaccessibility)을 추정하였다. RIVM에서 제시하고 있는 체외 소화모델 실험방법을 적용하여 조리 및 소화단계별 생체접근률을 평가하고, 이로 인한 일일섭취량을 추정하여 기존의 원재료 농도 기반의 노출량과 비교하였다. 대상 식품별로 각각 5개의 원재료를 구매하여 원재료에서부터 단순처리(세척), 단순가공(불림, 데침) 및 소화 단계로 나누어 총 5회 반복 시험을 하였다. 각 단계별 검출농도를 이용하여 원재료 100g 당 총비소 및 무기비소 함량을 산출함으로써 조리 및 소화단계별 물질 이동량(mass balance)을 평가하였다. 또한 국민건강영양 조사 자료(2008~2010)에서 산출된 대상 식품의 연령별 일일식이량을 이용하여 생체접근률 적용 유무에 따른 일일섭취노출량을 추정하여 JECFA의 인체안전수준(PTWI)과 비교하였다.

본 논문의 주요 결과는 다음과 같다. 각 식품 원재료에 대한 총비소 평균 농도는 백미 0.046±0.004 ㎎/㎏, 현미 0.401±0.012 ㎎/㎏, 톳 11.1±1.0 ㎎/㎏, 미역 9.0±2.6 ㎎/㎏ 이었다. 무기비소는 백미 0.039±0.002 ㎎/㎏, 현미 0.052±0.004 ㎎/㎏, 톳 5.294±0.510 ㎎/㎏수준이었으며, 이는 식품의약품안전처의 조사 농도와 유사하였다(식품의약품안전처 2012, 2013).

백미와 현미의 세척과정에 의해 원재료 농도 대비 총비소의 88%가 감소하였으며, 톳과 미역의 불림, 데침 과정에 의해서 총비소 27%가 감소하였다. 원재료 농도 대비 체외 소화모형에 의한 소화액 중 농도를 이용하여 추정된 생체접근률은 총비소의 경우 백미 57%, 현미 39%, 톳 15%, 미역 29%로 추정되었다. 무기비소의 생체접근률은 백미 50%, 현미 23%, 톳 21%로 추정되었다. 따라서 원재료 농도에 비해 소화과정에 의한 생체접근률을 보정한 위해도는 총비소 생체접근률 적용시 백미 43%, 현미 61%, 톳 84%, 미역 87%의 감소를 보였다.

이상의 연구결과를 통해 세척, 데침, 불림 등의 적절한 조리방법이 비소와 같은 수용성 유해물질을 효과적으로 저감할 수 있을 것으로 관찰되었다. 또한 물 중 비소와는 달리, 식이섬유에 함유되어 있는 비소의 소화기를 통한 생체접근률은 높지 않은 것으로 추정되었다. 따라서 현미, 톳 등과 같이 식이섬유질이 높은 식품의 경우 원재료 농도 기반의 위해성 평가시 실제 노출수준보다 과대평가 될 가능성이 있었다. 특히 식이 섬유의 함량이 높을수록 생체접근률은 반대로 낮아지는 것으로 관찰된 바, 이를 이용한 건강한 식이습관을 제시할 수 있을 것이다.