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멜라민은 특정 식품에서 우발적 또는 의도적으로 존재할 수 있는 식품 오염물질로 알려져 있습니다. 본 연구의 목적은 유아용 조제분유 및 분유에서 멜라민의 검출 및 정량을 검증하는 것이었습니다. 이란의 여러 지역에서 시판되는 유아용 조제분유 및 분유를 포함한 총 40개 식품 샘플을 분석했습니다. 샘플의 멜라민 함량은 고성능 액체 크로마토그래피-자외선(HPLC-UV) 시스템을 사용하여 측정했습니다. 0.1–1.2 μg mL⁻¹ 범위에서 멜라민 검출을 위한 검량곡선(R² = 0.9925)을 작성했습니다. 정량 한계와 검출 한계는 각각 1 μg mL⁻¹ 및 3 μg mL⁻¹였습니다. 유아용 조제분유 및 분유 샘플에서 멜라민을 분석한 결과, 멜라민 함량은 각각 0.001–0.095 mg kg⁻¹ 및 0.001–0.004 mg kg⁻¹ 범위로 나타났습니다. 이러한 수치는 EU 법규 및 식품규격위원회(Codex Alimentarius)의 기준을 준수합니다. 멜라민 함량을 줄인 이러한 유제품을 섭취하는 것은 소비자의 건강에 중대한 위험을 초래하지 않는다는 점을 강조할 필요가 있습니다. 이는 위해성 평가 결과에서도 뒷받침됩니다.
멜라민은 시아나미드에서 유래한 분자식 C₃H₆N₆의 유기 화합물입니다. 물에 대한 용해도가 매우 낮고 약 66%가 질소로 구성되어 있습니다. 멜라민은 플라스틱, 비료, 식품 가공 장비(식품 포장재 및 주방용품 포함) 생산에 널리 사용되는 산업용 화합물입니다.^1,2 또한 질병 치료를 위한 약물 운반체로도 사용됩니다. 멜라민의 높은 질소 함량은 오용으로 이어져 식품 원료에 단백질 분자의 특성을 부여할 수 있습니다.^3,4 따라서 유제품을 포함한 식품에 멜라민을 첨가하면 질소 함량이 증가하게 됩니다. 이로 인해 우유의 단백질 함량이 실제보다 높다는 잘못된 결론이 내려지기도 했습니다.
멜라민 1g을 첨가할 때마다 식품의 단백질 함량은 0.4% 증가합니다. 그러나 멜라민은 물에 매우 잘 녹기 때문에 더 심각한 문제를 야기할 수 있습니다. 우유와 같은 액체 제품에 멜라민 1.3g을 첨가하면 우유의 단백질 함량이 30%까지 증가할 수 있습니다.5,6 멜라민은 단백질 함량을 높이기 위해 동물성 식품은 물론 사람의 식품에도 첨가되지만,7 식품규격위원회(Codex Alimentarius Commission, CAC)와 각국 당국은 멜라민을 식품 첨가물로 승인하지 않았으며, 섭취, 흡입 또는 피부 흡수 시 유해 물질로 분류하고 있습니다. 2012년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구기관(IARC)은 멜라민이 인체 건강에 해로울 수 있다는 이유로 2B급 발암물질로 지정했습니다.8 멜라민에 장기간 노출되면 암이나 신장 손상을 유발할 수 있습니다.2 식품에 함유된 멜라민은 시아누르산과 복합체를 형성하여 물에 녹지 않는 노란색 결정을 생성하는데, 이는 신장 및 방광 조직 손상, 요로암, 체중 감소 등을 유발할 수 있습니다.9,10 또한 급성 식중독을 일으킬 수 있으며, 특히 영유아의 경우 고농도에서는 사망에 이를 수도 있습니다.11 세계보건기구(WHO)는 CAC 가이드라인을 기반으로 인체 멜라민의 일일 허용 섭취량(TDI)을 체중 1kg당 0.2mg으로 설정했습니다.12 미국 식품의약국(FDA)은 영유아용 조제분유의 멜라민 최대 잔류 허용량을 체중 1kg당 1mg, 기타 식품의 경우 2.5mg으로 설정했습니다.2,7 2008년 9월, 일부 국내 조제분유 제조업체가 제품의 단백질 함량을 높이기 위해 분유에 멜라민을 첨가하여 분유 중독을 일으킨 사건이 보고되었고, 이로 인해 29만 4천 명 이상의 어린이가 병에 걸리고 5만 명 이상이 입원하는 전국적인 멜라민 중독 사태가 발생했습니다. 13
도시 생활의 어려움, 산모나 아이의 질병 등 여러 요인으로 모유 수유가 항상 가능한 것은 아니며, 이로 인해 분유를 이용한 수유가 늘어나고 있습니다. 이에 따라 모유와 최대한 유사한 성분의 분유를 생산하는 공장들이 설립되었습니다.¹⁴ 시중에 판매되는 분유는 보통 소젖을 주원료로 하며, 지방, 단백질, 탄수화물, 비타민, 미네랄 등의 성분을 특수 배합하여 만듭니다. 모유와 유사하게 만들기 위해 분유의 단백질과 지방 함량을 조절하고, 우유 종류에 따라 비타민, 철분 등의 미네랄을 강화하기도 합니다.¹⁵ 영유아는 민감한 연령층이며, 분유 섭취로 인한 중독 위험이 있기 때문에 분유의 안전성은 건강에 매우 중요합니다. 중국에서 발생한 멜라민 중독 사건 이후 전 세계적으로 이 문제에 대한 관심이 높아졌고, 이에 따라 분유 생산에 대한 관리 감독을 강화하여 영유아의 건강을 보호하는 것이 더욱 중요해졌습니다. 식품 중 멜라민을 검출하는 방법에는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC), 전기영동, 관능법, 분광광도법, 항원-항체 효소결합 면역흡착 분석법 등 다양한 방법이 있다.16 2007년 미국 식품의약국(FDA)은 식품 중 멜라민과 시아누르산을 측정하기 위한 HPLC 방법을 개발 및 발표했는데, 이는 멜라민 함량을 측정하는 데 가장 효과적인 방법이다.17
새로운 적외선 분광법을 사용하여 측정한 유아용 조제분유의 멜라민 농도는 0.33~0.96mg/kg(mg kg⁻¹) 범위였습니다. 18 스리랑카에서 실시된 한 연구에서는 전지분유의 멜라민 함량이 0.39~0.84mg/kg인 것으로 나타났습니다. 또한, 수입 유아용 조제분유 샘플에서 각각 0.96mg/kg 및 0.94mg/kg으로 가장 높은 수준의 멜라민이 검출되었습니다. 이러한 수치는 규제 기준치(1mg/kg) 미만이지만, 소비자 안전을 위해 모니터링 프로그램이 필요합니다. 19
여러 연구에서 이란산 유아용 조제분유의 멜라민 함량을 조사했습니다. 샘플의 약 65%에서 멜라민이 검출되었으며, 평균 함량은 0.73mg/kg, 최대 함량은 3.63mg/kg이었습니다. 또 다른 연구에서는 유아용 조제분유의 멜라민 함량이 0.35~3.40μg/kg 범위이며 평균 1.38μg/kg이라고 보고했습니다. 전반적으로, 다양한 연구에서 이란산 유아용 조제분유의 멜라민 존재 여부와 함량을 평가했으며, 일부 샘플에서는 규제 당국이 설정한 최대 허용치(2.5mg/kg/회분)를 초과하는 멜라민이 검출되었습니다.
식품 산업에서 분유의 직간접적인 소비량이 막대하고 유아용 조제분유가 어린이 영양 공급에 있어 특히 중요하다는 점을 고려하여, 본 연구는 분유 및 유아용 조제분유에서 멜라민을 검출하는 방법을 검증하는 것을 목표로 하였다. 구체적으로, 본 연구의 첫 번째 목표는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)와 자외선(UV) 검출기를 이용하여 유아용 조제분유 및 분유의 멜라민 혼입 여부를 신속하고 간편하며 정확하게 정량적으로 검출하는 방법을 개발하는 것이었다. 두 번째 목표는 이란 시장에서 판매되는 유아용 조제분유 및 분유의 멜라민 함량을 측정하는 것이었다.
멜라민 분석에 사용되는 기기는 식품 생산지에 따라 다양합니다. 본 연구에서는 민감하고 신뢰할 수 있는 HPLC-UV 분석법을 이용하여 우유와 유아용 조제분유의 멜라민 잔류량을 측정했습니다. 유제품에는 멜라민 측정에 영향을 줄 수 있는 다양한 단백질과 지방이 함유되어 있습니다. 따라서 Sun 등22이 지적한 바와 같이, 기기 분석 전에 적절하고 효과적인 전처리 전략이 필요합니다. 본 연구에서는 일회용 주사기 필터를 사용했습니다. 또한, 유아용 조제분유와 분유에서 멜라민을 분리하기 위해 C18 컬럼을 사용했습니다. 그림 1은 멜라민 검출 크로마토그램을 보여줍니다. 멜라민 농도가 0.1~1.2 mg/kg인 시료의 회수율은 95%~109% 범위였으며, 회귀식은 y = 1.2487x − 0.005 (r = 0.9925)이고, 상대 표준 편차(RSD) 값은 0.8~2% 범위였습니다. 이용 가능한 데이터는 연구된 농도 범위에서 해당 방법이 신뢰할 수 있음을 나타냅니다(표 1). 멜라민의 기기 검출 한계(LOD)와 정량 한계(LOQ)는 각각 1 μg mL⁻¹와 3 μg mL⁻¹였습니다. 또한, 멜라민의 UV 스펙트럼은 242 nm에서 흡수 밴드를 나타냈습니다. 이 검출 방법은 민감하고 신뢰할 수 있으며 정확합니다. 이 방법은 멜라민 농도의 일상적인 측정에 사용할 수 있습니다.
여러 저자들이 유사한 결과를 발표했습니다. 유제품 중 멜라민 분석을 위해 고성능 액체 크로마토그래피-포토다이오드 어레이(HPLC) 방법이 개발되었습니다. 정량 하한치는 240 nm에서 분유의 경우 340 μg kg−1, 유아용 조제분유의 경우 280 μg kg−1였습니다. Filazzi et al.(2012)은 HPLC를 사용하여 유아용 조제분유에서 멜라민이 검출되지 않았다고 보고했습니다. 그러나 분유 샘플의 8%에서 0.505–0.86 mg/kg 수준의 멜라민이 검출되었습니다. Tittlemiet et al.23은 유사한 연구를 수행하여 고성능 액체 크로마토그래피-질량 분석법/MS(HPLC-MS/MS)를 사용하여 유아용 조제분유(샘플 번호: 72)의 멜라민 함량을 약 0.0431–0.346 mg kg−1로 측정했습니다. Venkatasamy et al.이 수행한 연구에서는... (2010) 연구에서는 아세토니트릴을 사용하지 않는 친환경 화학적 접근법과 역상 고성능 액체 크로마토그래피(RP-HPLC)를 이용하여 유아용 조제분유와 우유에서 멜라민을 정량했습니다. 시료 농도 범위는 1.0~80 g/mL였으며, 반응은 선형적이었습니다(r > 0.999). 이 방법은 5~40 g/mL 농도 범위에서 97.2~101.2%의 회수율을 보였고, 재현성은 상대 표준 편차 1.0% 미만이었습니다. 또한, 검출 한계(LOD)와 정량 한계(LOQ)는 각각 0.1 g/mL와 0.2 g/mL였습니다. Lutter 등(2011)은 HPLC-UV를 이용하여 우유와 우유 기반 유아용 조제분유의 멜라민 오염을 측정했습니다. 멜라민 농도는 < 0.2~2.52 mg/kg 범위였습니다. HPLC-UV 분석법의 선형 동적 범위는 우유의 경우 0.05~2.5 mg kg⁻¹, 단백질 질량 분율이 15% 미만인 유아용 조제분유의 경우 0.13~6.25 mg kg⁻¹, 단백질 질량 분율이 15%인 유아용 조제분유의 경우 0.25~12.5 mg kg⁻¹였습니다. 검출 한계(LOD)와 정량 한계(LOQ)는 우유의 경우 0.03 mg kg⁻¹(0.09 mg kg⁻¹), 단백질 질량 분율이 15% 미만인 유아용 조제분유의 경우 0.06 mg kg⁻¹(0.18 mg kg⁻¹), 단백질 질량 분율이 15%인 유아용 조제분유의 경우 0.12 mg kg⁻¹(0.36 mg kg⁻¹)였으며, 신호 대 잡음비는 LOD의 경우 3, LOQ의 경우 1025였습니다. Diebes 등(2012)은 HPLC/DMD를 사용하여 유아용 조제분유 및 분유 시료의 멜라민 함량을 조사했습니다. 유아용 조제분유에서 최저 농도는 9.49mg/kg, 최고 농도는 258mg/kg이었다. 검출 한계(LOD)는 0.05mg/kg이었다.
Javaid et al.은 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-MIR)을 이용하여 유아용 조제분유의 멜라민 잔류량이 0.002–2 mg kg−1 범위에 있음을 보고했습니다(LOD = 1 mg kg−1; LOQ = 3.5 mg kg−1). Rezai et al.27은 멜라민 정량을 위한 HPLC-DDA(λ = 220 nm) 방법을 제안하여 분유의 LOQ를 0.08 μg mL−1로 달성했는데, 이는 본 연구에서 얻은 수준보다 낮습니다. Sun et al.은 고체상 추출(SPE)을 이용한 액상 우유의 멜라민 검출을 위해 RP-HPLC-DAD를 개발했습니다. 그들은 18 및 60 μg kg−128의 LOD와 LOQ를 얻었는데, 이는 본 연구보다 더 민감합니다. Montesano et al. 본 연구에서 사용된 방법보다 민감도가 낮은 정량 한계 0.05–3 mg/kg을 갖는 HPLC-DMD 방법이 단백질 보충제의 멜라민 함량 평가에 효과적임을 확인했습니다.29
분석 실험실은 다양한 시료의 오염물질을 모니터링하여 환경 보호에 중요한 역할을 한다는 것은 분명합니다. 그러나 분석 과정에서 다량의 시약과 용매를 사용하면 유해한 잔류물이 생성될 수 있습니다. 따라서 분석 절차가 작업자와 환경에 미치는 악영향을 줄이거나 없애기 위해 2000년에 친환경 분석 화학(GAC)이 개발되었습니다.26 멜라민 검출에는 크로마토그래피, 전기영동, 모세관 전기영동, 효소면역측정법(ELISA) 등의 전통적인 방법이 사용되어 왔습니다. 하지만 수많은 검출 방법 중에서도 전기화학 센서는 뛰어난 감도, 선택성, 빠른 분석 시간, 사용 편의성 등의 장점으로 많은 주목을 받고 있습니다.30,31 친환경 나노기술은 생물학적 경로를 이용하여 나노물질을 합성함으로써 유해 폐기물 발생과 에너지 소비를 줄여 지속 가능한 실천을 촉진할 수 있습니다. 예를 들어, 환경 친화적인 재료로 만들어진 나노복합체는 멜라민32,33,34과 같은 물질을 감지하는 바이오센서에 사용될 수 있습니다.
이 연구는 고체상 미세추출(SPME)이 기존 추출 방법에 비해 에너지 효율성과 지속가능성이 높아 효과적으로 사용되고 있음을 보여줍니다. SPME의 환경친화성과 에너지 효율성은 분석화학에서 기존 추출 방법에 대한 훌륭한 대안이 되며, 보다 지속가능하고 효율적인 시료 준비 방법을 제공합니다.35
2013년 Wu 등은 멜라민과 항멜라민 항체의 결합을 이용하여 영유아용 조제분유에서 멜라민을 신속하게 검출하는 고감도 및 고선택성 표면 플라즈몬 공명(mini-SPR) 바이오센서를 개발했습니다. 멜라민이 접합된 소 혈청 알부민을 사용한 면역분석법과 결합된 이 SPR 바이오센서는 사용이 간편하고 비용이 저렴하며, 검출 한계는 0.02 μg/mL에 불과합니다.
Nasiri와 Abbasian은 그래핀 산화물-키토산 복합체(GOCS)와 결합된 고성능 휴대용 센서를 사용하여 상업용 샘플에서 멜라민을 검출했습니다.37 이 방법은 매우 높은 선택성, 정확성 및 반응성을 보였습니다. GOCS 센서는 탁월한 감도(239.1 μM⁻¹), 0.01~200 μM의 선형 범위, 1.73 × 10⁴의 친화도 상수, 그리고 최대 10 nM의 검출 한계(LOD)를 나타냈습니다. 또한, Chandrasekhar 등이 2024년에 수행한 연구에서는 친환경적이고 비용 효율적인 접근 방식을 채택했습니다. 그들은 파파야 껍질 추출물을 환원제로 사용하여 친환경적인 방법으로 산화아연 나노입자(ZnO-NPs)를 합성했습니다. 그 후, 유아용 조제분유에서 멜라민을 측정하기 위한 독창적인 마이크로 라만 분광법을 개발했습니다. 농업 폐기물에서 유래한 ZnO-NP는 멜라민을 모니터링하고 감지하기 위한 유용한 진단 도구이자 신뢰할 수 있고 저렴한 기술로서의 잠재력을 보여주었습니다.38
Alizadeh 등(2024)은 고감도 금속-유기 골격(MOF) 형광 플랫폼을 이용하여 분유 중 멜라민을 측정했습니다. 3σ/S를 이용하여 결정한 센서의 선형 범위와 최소 검출 한계는 각각 40~396.45 nM(25 μg kg⁻¹~0.25 mg kg⁻¹에 해당) 및 40 nM(25 μg kg⁻¹에 해당)이었습니다. 이 범위는 유아용 조제분유(1 mg kg⁻¹) 및 기타 식품/사료 시료(2.5 mg kg⁻¹)에서 멜라민 검출을 위해 설정된 최대 잔류 허용량(MRL)보다 훨씬 낮습니다. 형광 센서(테르븀(Tb)@NH₂-MIL-253(Al)MOF)는 분유 중 멜라민 검출에서 HPLC₃₉보다 더 높은 정확도와 정밀한 측정 능력을 보여주었습니다. 친환경 화학 분야의 바이오센서 및 나노복합재료는 검출 능력을 향상시킬 뿐만 아니라 지속 가능한 개발 원칙에 따라 환경 위험을 최소화합니다.
멜라민 측정을 위한 다양한 방법에 녹색 화학 원리가 적용되어 왔습니다. 한 가지 접근 방식은 유아용 조제분유 및 뜨거운 물과 같은 시료에서 멜라민을 효율적으로 추출하기 위해 시트르산으로 가교된 천연 극성 고분자인 β-사이클로덱스트린을 사용하는 친환경 분산형 고체상 미세추출법을 개발한 것입니다.⁴⁰ 또 다른 방법은 우유 시료에서 멜라민을 측정하기 위해 만니히 반응을 이용하는 것입니다. 이 방법은 저렴하고 환경 친화적이며 0.1~2.5ppm의 선형 범위와 낮은 검출 한계를 갖는 매우 높은 정확도를 자랑합니다.⁴¹ 또한, 액체 우유와 유아용 조제분유에서 멜라민을 정량적으로 측정하기 위한 비용 효율적이고 환경 친화적인 방법이 푸리에 변환 적외선 투과 분광법을 이용하여 개발되었으며, 높은 정확도와 각각 1ppm 및 3.5ppm의 검출 한계를 나타냅니다.⁴² 이러한 방법들은 멜라민 측정을 위한 효율적이고 지속 가능한 방법 개발에 녹색 화학 원리가 적용되었음을 보여줍니다.
여러 연구에서 고체상 추출 및 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)43, 복잡한 전처리나 이온쌍 시약이 필요하지 않아 화학 폐기물 발생량을 줄이는 고속 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)44와 같은 혁신적인 멜라민 검출 방법을 제안했습니다. 이러한 방법들은 유제품 중 멜라민을 정확하게 측정할 뿐만 아니라 유해 화학물질 사용을 최소화하고 분석 과정의 전반적인 환경 영향을 줄임으로써 녹색 화학의 원칙을 준수합니다.
서로 다른 브랜드의 40개 샘플을 3회 반복 측정하여 분석한 결과는 표 2에 제시되어 있다. 유아용 조제분유와 분유 샘플에서 검출된 멜라민 농도는 각각 0.001~0.004mg/kg 및 0.001~0.095mg/kg 범위였다. 유아용 조제분유의 경우 세 연령대 간에 유의미한 차이는 관찰되지 않았다. 또한, 분유에서는 80%, 유아용 조제분유에서는 65%에서 멜라민이 검출되었다.
산업용 분유의 멜라민 함량은 유아용 조제분유보다 높았으며, 그 차이는 유의미했다(p<0.05) (그림 2).
측정 결과는 FDA에서 설정한 기준치(1mg/kg 및 2.5mg/kg 미만)보다 낮았습니다. 또한, 이 결과는 CAC(2010) 및 EU45,46에서 설정한 기준치, 즉 유아용 조제분유의 최대 허용치는 1mg/kg, 유제품의 최대 허용치는 2.5mg/kg과 일치합니다.
Ghanati 등(2023)의 연구(47)에 따르면, 이란에서 판매되는 다양한 종류의 포장 우유에서 멜라민 함량은 50.7~790 μg kg⁻¹ 범위였으며, 이는 FDA 허용 기준치 미만이었습니다. 본 연구 결과는 Shoder 등(48) 및 Rima 등(49)의 연구 결과보다 낮습니다. Shoder 등(2010)은 ELISA를 이용하여 분유(n=49)의 멜라민 함량을 0.5~5.5 mg/kg으로 측정했습니다. Rima 등은 형광 분광법으로 분유의 멜라민 잔류물을 분석하여 0.72~5.76 mg/kg의 멜라민 함량을 확인했습니다. 2011년 캐나다에서는 액체 크로마토그래피/질량 분석법(LC/MS)을 이용하여 유아용 조제분유(n=94)의 멜라민 함량을 측정하는 연구가 진행되었습니다. 멜라민 농도는 허용 한도(예비 기준: 0.5 mg kg−1) 미만으로 나타났습니다. 검출된 멜라민 수치가 단백질 함량을 높이기 위한 의도적인 전략이었을 가능성은 낮습니다. 그러나 비료 사용, 용기 내용물 이동 또는 이와 유사한 요인으로는 설명할 수 없습니다. 또한 캐나다로 수입된 분유의 멜라민 출처는 공개되지 않았습니다.50
Hassani 등은 2013년 이란 시장에서 판매되는 분유와 액상 우유의 멜라민 함량을 측정하여 유사한 결과를 얻었습니다. 연구 결과에 따르면 한 브랜드의 분유와 액상 우유를 제외한 모든 샘플에서 멜라민이 검출되었으며, 분유에서는 1.50~30.32 μg g⁻¹, 우유에서는 0.11~1.48 μg ml⁻¹의 농도가 나타났습니다. 특히, 모든 샘플에서 시아누르산은 검출되지 않아 소비자의 멜라민 중독 가능성은 낮았습니다.⁵¹ 이전 연구에서는 분유를 함유한 초콜릿 제품의 멜라민 농도를 조사했습니다. 수입 샘플의 약 94%, 이란 샘플의 약 77%에서 멜라민이 검출되었습니다. 수입 샘플의 멜라민 농도는 0.032~2.692 mg/kg, 이란 샘플은 0.013~2.600 mg/kg 범위였습니다. 전반적으로 멜라민은 샘플의 85%에서 검출되었지만 특정 브랜드 하나만 허용 한도를 초과하는 수준을 보였습니다.44 Tittlemier et al.은 분유의 멜라민 수치가 0.00528~0.0122mg/kg 범위에 있다고 보고했습니다.
표 3은 세 연령대에 대한 위험 평가 결과를 요약한 것입니다. 모든 연령대에서 위험도는 1 미만이었습니다. 따라서 유아용 조제분유에 함유된 멜라민으로 인한 비발암성 건강 위험은 없습니다.
유제품의 멜라민 오염 수준이 낮은 것은 제조 과정에서 의도치 않은 오염 때문일 수 있고, 오염 수준이 높은 것은 의도적인 첨가 때문일 수 있습니다. 또한 멜라민 함량이 낮은 유제품을 섭취하는 것이 인체 건강에 미치는 전반적인 위험은 낮은 것으로 간주됩니다. 따라서 멜라민 함량이 낮은 제품을 섭취하는 것은 소비자의 건강에 아무런 위험을 초래하지 않는다고 결론지을 수 있습니다.52
유제품 산업, 특히 공중 보건 보호 측면에서 식품 안전 관리의 중요성을 고려할 때, 분유 및 유아용 조제분유의 멜라민 함량 및 잔류량을 평가하고 비교하는 방법을 개발하고 검증하는 것은 매우 중요합니다. 본 연구에서는 유아용 조제분유와 분유 중 멜라민을 정량하기 위한 간단하고 정확한 HPLC-UV 분광광도법을 개발하고, 그 신뢰성과 정확성을 검증했습니다. 개발된 방법의 검출 및 정량 한계는 유아용 조제분유와 분유의 멜라민 함량을 측정하기에 충분히 민감한 것으로 나타났습니다. 연구 결과, 대부분의 이란 샘플에서 멜라민이 검출되었지만, 모든 멜라민 함량은 이란 식품안전청(CAC)에서 설정한 최대 허용치 미만이었습니다. 이는 해당 유제품 섭취가 인체 건강에 위험을 초래하지 않음을 시사합니다.
사용된 모든 화학 시약은 분석 등급이었다. 멜라민(2,4,6-트리아미노-1,3,5-트리아진) 99% 순도(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), HPLC 등급 아세토니트릴(Merck, Darmstadt, Germany), 초순수(Millipore, Morfheim, France)를 사용하였다. 일회용 주사기 필터(Chromafil Xtra PVDF-45/25, 기공 크기 0.45 μm, 막 직경 25 mm)(Macherey-Nagel, Düren, Germany)를 사용하였다.
시료 준비에는 초음파 세척기(Elma, 독일), 원심분리기(Beckman Coulter, Krefeld, 독일) 및 HPLC(KNAUER, 독일)가 사용되었습니다.
자외선 검출기가 장착된 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC, KNAUER, 독일)를 사용하였다. HPLC 분석 조건은 다음과 같다. ODS-3 C18 분석 컬럼(4.6 mm × 250 mm, 입자 크기 5 μm)(MZ, 독일)이 장착된 UHPLC Ultimate 시스템을 사용하였다. 이동상은 트리플루오로아세트산(TFA)/메탄올 혼합액(450:50 mL)을 사용하였고, 유속은 1 mL min⁻¹였다. 검출 파장은 242 nm였다. 주입량은 100 μL, 컬럼 온도는 20 °C였다. 약물의 체류 시간이 길기 때문에(15분), 다음 주입은 25분 후에 실시하였다. 멜라민은 멜라민 표준물질의 체류 시간과 자외선 스펙트럼 피크를 비교하여 확인하였다.
멜라민 표준 용액(10 μg/mL)은 물을 사용하여 제조하고 빛을 차단하여 냉장고(4 °C)에 보관했습니다. 원액을 이동상으로 희석하여 작업 표준 용액을 제조했습니다. 각 표준 용액을 HPLC에 7회 주입했습니다. 측정된 피크 면적과 농도를 회귀 분석하여 검량 방정식 10을 계산했습니다.
이란의 지역 슈퍼마켓과 약국에서 다양한 연령대(0~6개월, 6~12개월, 12개월 이상)의 영유아에게 먹이는 시판 분유(20개 시료)와 여러 브랜드의 우유 기반 유아용 조제분유(20개 시료)를 구입하여 분석 전까지 냉장 보관(4°C)하였다. 균질화된 분유 1 ± 0.01g을 칭량하여 아세토니트릴:물(50:50, v/v; 5mL)과 혼합하였다. 혼합물을 1분간 교반한 후, 초음파 욕조에서 30분간 초음파 처리하고 마지막으로 1분간 흔들어 주었다. 이후, 혼합물을 실온에서 9000 × g로 10분간 원심분리하고, 상등액을 0.45μm 주사기 필터를 사용하여 2mL 자동 시료 주입기 바이알에 여과하였다. 여과액(250μl)을 물(750μl)과 혼합한 후 HPLC 시스템에 주입하였다10,42.
본 분석법의 타당성을 검증하기 위해 최적 조건에서 회수율, 정확도, 검출 한계(LOD), 정량 한계(LOQ) 및 정밀도를 측정하였다. LOD는 피크 높이가 기준선 잡음 수준의 3배가 되는 시료 함량으로 정의하였다. 한편, LOQ는 피크 높이가 신호 대 잡음비의 10배가 되는 시료 함량으로 정의하였다.
기기의 반응은 7개의 데이터 포인트로 구성된 검정 곡선을 사용하여 측정했습니다. 멜라민 함량은 0, 0.2, 0.3, 0.5, 0.8, 1 및 1.2 μg/mL로 다양하게 설정하여 사용했습니다. 멜라민 측정 절차의 선형성을 확인했습니다. 또한, 여러 농도의 멜라민을 공시료에 첨가했습니다. 0.1~1.2 μg/mL 농도의 표준 멜라민 용액을 유아용 조제분유 및 분유 시료에 연속적으로 주입하여 검정 곡선을 작성했으며, R² 값은 0.9925였습니다. 정확도는 절차의 반복성과 재현성을 통해 평가했으며, 첫째 날과 이후 3일 동안 시료를 각각 3회씩 주입하여 검증했습니다. 방법의 반복성은 첨가된 멜라민의 세 가지 농도에 대한 상대표준편차(RSD%)를 계산하여 평가했습니다. 정밀도를 확인하기 위해 회수율 연구를 수행했습니다. 추출 방법에 의한 회수율은 유아용 조제분유 및 분유 샘플에서 멜라민 농도의 세 가지 수준(0.1, 1.2, 2)에서 계산되었습니다9,11,15.
일일 권장 섭취량(EDI)은 다음 공식을 사용하여 계산했습니다: EDI = Ci × Cc/BW.
여기서 Ci는 평균 멜라민 함량, Cc는 우유 섭취량, BW는 어린이의 평균 체중입니다.
데이터 분석은 SPSS 24를 사용하여 수행되었습니다. 정규성 검정은 Kolmogorov-Smirnov 검정을 통해 실시하였으며, 모든 데이터는 비모수 검정(p = 0)에 해당했습니다. 따라서 그룹 간 유의미한 차이를 확인하기 위해 Kruskal-Wallis 검정과 Mann-Whitney 검정을 사용했습니다.
Ingelfinger, Jr. 멜라민과 그것이 전 세계 식품 오염에 미치는 영향. New England Journal of Medicine 359(26), 2745–2748(2008).
Lynch, RA, et al. 어린이용 그릇에서 멜라민 이동에 대한 pH의 영향. 국제 식품 오염 저널, 2, 1–8 (2015).
Barrett, MP 및 Gilbert, IH 트리파노소마 내부로 독성 화합물을 표적화. Progress in Parasitology 63, 125–183 (2006).
Nirman, MF, et al. 약물 전달체로서 멜라민 덴드리머의 시험관 내 및 생체 내 평가. International Journal of Pharmacy, 281(1–2), 129–132(2004).
세계보건기구. 멜라민과 시아누르산의 독성학적 측면을 검토하기 위한 전문가 회의 1~4차(2008).
Howe, AK-C., Kwan, TH 및 Lee, PK-T. 멜라민 독성과 신장. 미국신장학회지 20(2), 245–250(2009).
Ozturk, S. 및 Demir, N. 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)를 이용한 유제품 내 멜라민 식별을 위한 새로운 IMAC 흡착제 개발. Journal of Food Synthesis and Analysis 100, 103931 (2021).
Chansuvarn, V., Panic, S. 및 Imim, A. Mannich green 반응을 기반으로 한 액체 우유 중 멜라민의 간단한 분광광도법 측정. Spectrochem. Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 113, 154–158 (2013).
Deabes, M. 및 El-Habib, R. HPLC/다이오드 어레이 크로마토그래피를 이용한 유아용 조제분유, 분유 및 팡가시우스 샘플의 멜라민 측정. 환경 분석 독성학 저널, 2(137), 2161–0525.1000137 (2012).
Skinner, KG, Thomas, JD, 및 Osterloh, JD 멜라민 독성. 의학 독성학 저널, 6, 50–55(2010).
세계보건기구(WHO), 멜라민과 시아누르산의 독성 및 건강 측면: 캐나다 보건부의 지원을 받아 WHO/FAO 공동 전문가 회의 보고서, 오타와, 캐나다, 2008년 12월 1-4일(2009).
Korma, SA, et al. 새로운 기능성 구조 지질을 함유한 유아용 조제분유와 시판 유아용 조제분유의 지질 조성 및 품질에 대한 비교 연구. European Food Research and Technology 246, 2569–2586 (2020).
El-Waseef, M. 및 Hashem, H. 팜유를 이용한 유아용 조제분유의 영양가, 품질 특성 및 유통기한 향상. 중동 농업 연구 저널 6, 274–281 (2017).
Yin, W., et al. 멜라민에 대한 단클론 항체 생산 및 원유, 건조유, 동물 사료에서 멜라민 검출을 위한 간접 경쟁 ELISA 방법 개발. 농업 및 식품 화학 저널 58(14), 8152–8157(2010).