서울特別市 保健環境硏究院報 第41號	(2005)

Report of S.I.H.E., 41:242～249   (2005)

서울지역 유통 동물성한약재 중 중금속 함량

한약재검사팀

홍윤정․박원희․곽재은․김은주․유인실․강희곤

Contents of Heavy Metals in

Commercial Animal Medicines

Herb Medicine Inspection Team

Yun-jung Hong, Won-hee Park, Jae-eun Kwak, Eun-ju Kim,

In-sil Yu and Hee-gon Kang

Abstract

This study was performed to investigate the contents of the  heavy metals(Pb, As, Cd, Cr and Hg) in 162 samples of 18 species in animal medicines in Seoul Yang Nyoung Shi. The samples were analyzed by ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) after microwave digestion and mercury analyzer. Recoveries of Pb, As, Cd, Cr and Hg was 63.5~77.5%, 51.0~108.5%, 52.3~107.8%, 72.9~117.5% and 97.3~102.4% respectively. When applied to individual heavy metal tolerances of herbal medicine, average Pb contents of 4 species, As of 6, Cd of 8 and Hg of 5 species exceeded the tolerances.

Key words : animal medicines, heavy metals, ICP/MS, Microwave Digestion

서  론

최근 질병의 치료 및 예방 목적으로 식물성 생약뿐만 아니라 동물성 생약의 선호도가 급증하고 있으며 한약재 수급을 위하여 매년 다양한 한약재가 수입되고 있다. 식물성 생약에 비해 생육기간이 긴 동물성 생약의 경우 중금속에 노출될 가능성이 크고, 축적에 의한 고농도의 농축이 가능하며 섭취시 체내 단백질과의 결합이 쉬워 장기간 노출시 건강에 위해를 줄 가능성이 있으므로 지속적인 모니터링과 과학적 근거를 바탕으로 한 규제가 요구된다. 최근에는 식물성 생약 및 다류와 같은 가공제품에 대한 모니터링이 이루어지고 있으나(1~4), 동물성 생약에 대한 보고는 매우 미미한 상황이다. 따라서 동물성 생약의 개별 중금속 함량분석이 가능한 방법으로 그 오염현황을 파악함으로써 국내에서 소비되는 동물성 생약의 안전성을 확보할 수 있도록 하여야 한다.

그동안 한약재 안전관리의 문제점이 지속적으로 제기된 결과, 현행 ‘생약 등의 중금속 허용기준 및 시험방법’에 대하여 중금속 기준이 개정되어, 식물성 생약은 납 5 mg/kg 이하, 비소 3 mg/kg 이하, 카드뮴 0.3 mg/kg 이하, 수은 0.2 mg/kg 이하로 고시되었다(5). 그러나 광물성 생약과 그 함유제제 및 동물성 생약을 제외한, 식물성 생약만을 적용 대상으로 규정하고 있으며, 동물성 생약 중 녹용만이 비소에 대한 기준이 설정되어 있는 실정으로, 동물성 생약에 대하여는 일부 모니터링만이 수행되어왔다(6～7). 따라서 저자 등은 다수의 시료를 단시간에 처리할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 밀폐형 습식분해법과 다종 원소를 동시에 분석 할 수 있는 ICP/MS를 이용하여 서울지역에서 유통되고 있는 국내산 및 수입 동물성 한약재의 중금속 오염실태를 조사하여 동물성 생약의 기준설정을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

재료 및 방법

1. 재료

Table 1. Classification of animal medicines
Korean name	Latin name	Domestic	Imported	Total
계 내 금	Galli Stomachichum Corium	4	-	4
귀 판	Testudinis Plastrum	-	12 (C)1)	12
녹 각	Cervi Cornu	1	3 (R)	4
녹 각 교	Cervi Cornus Colla	1	5 (C:1, R:4)	6
녹 용	Cervi Parvum Cornu	-	16 (C:3, N:13, R:2)	18
모 려	Oyster Shell	5	1 (C)	6
반 묘	Cantharides	-	4 (C)	4
백 강 잠	Bombycis Corpus	5	14 (C)	19
별 갑	Amydae Carapax	1	16 (C)	17
선 퇴	Cicadidae Periostracum	1	11 (C)	12
영 양 각	Antelopis Cornu	-	3 (C)	3
오 공	Scolopendrae Corpus	3	6 (C:5, NK:1)	9
오 령 지	Trogopterorum Faeces	-	10 (C)	10
오 배 자	Galla Rhois	2	9 (C)	11
용 골	Fossilia Ossis Mastodi	1	2 (C)	3
전 갈	Scorpion	1	6 (C)	7
해 마	Hippocampus	-	6 (C)	6
해 표 초	Sepiae Os	-	6 (C)	6
1)C : China, N : New Zealand, NK : North Korea, R : Russia

실험에 사용된 검체는 2005년 2월부터 12월까지 서울지역에서 판매되는 국산 및 수입 동물성 한약재 18종 162건을 대상으로 분쇄한 후 밀봉 냉장 보관하며 실험에 사용하였다(표 1).

2. 시약 및 기기

가. 시약

- Multi-element standard for ICP/MS (10 ㎍/㎖, Agilent, USA)

- Certified reference material(DOLT-3 : Dogfish liver, National research council, Canada)

- HNO3(Electronic grade, 동우화인캠, 한국)

- 수은분석용 시약

∙HG-MHT reagent(Nippon Instruments Co., Japan)

∙HG-BHT reagent(Nippon Instruments Co., Japan)

- 초순수(18.2 ㏁)

나. 기기

-  Cutting Mill(SM100 comfort, Retsch GmbH

& Co., Germany)

- Microwave Digestion System(MARS5 Version 194A01, CEM, USA)

- ICP-MS(Agilent 7500ce, Agilent, Japan)

- Mercury analyzer(Model SP-3D, Nippon InstrumentsCo., Japan)

- Water purifier(ELGA Co.,UK.)

3. 검량선 작성

Table 2. Operational conditions and data acquisition parameters for ICP/MS
Parameter	Operational Conditions
Rf power	1,500 W
Argon gas flow rate
Plasma	15.0 L/min
Auxiliary	0.25 L/min
Carrier	0.88 L/min
He gas flow rate	2.1 mL/min
Sampling and skimmer cones	Ni
Acquisition parameters
Points/mass	3
Intergration time/mass	0.1 sec
Total acquisition time/replicate	7.28
Replicates	3
Total acquisition time/sample	21.84

ICP-MS용 표준용액은 시료분해 시와 동일한 농도의 산 용액(18% HNO3)에 Pb, As, Cd 및 Cr 표준용액은 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0, 20.0 , 50.0 및 100 ㎍/㎏으로 조제하였고, Hg 표준용액은 0.001% 시스테인용액으로 50, 100 및 200 ㎍/㎏이 되도록 조제하여 검량선을 작성하였다.

4. 회수율 시험

회수율 시험은 분쇄한 검체(녹용, 오배자, 별갑)를 Microwave용 Omni vessel에 취한 후 각각의 중금속 표준품 혼합용액 일정 농도를 가하고 시료와 동일한 조건으로 3회 반복 시험하여 회수율을 측정하였다.

5. 표준시료(CRM)

일정농도의 중금속을 함유하고 있는 표준시료를 취하여 시료와 동일한 전처리 및 측정조건에서 3회 반복 시험하여 측정하였다.

6. 한약재 중 개별중금속 측정방법

가. Pb, As, Cd 및 Cr

1) 시료의 분해

분쇄한 시료 약 0.3 g을 달아 Microwave용 Omni vessel에 넣고 질산 9  ml를 가한 후, 1200W Po-wer에서 15분간 190℃까지 상승시킨 후 20분간 온도를 유지하며 분해하였다. 분해 후 방냉하고 vessel에 초순수를 가하여 50  ml로 정용하고 여과 후 시험용액으로 사용하였다.

2) 기기분석

Octapole Reaction System(ORS)이 부착된 유도결합 플라즈마 질량분석기(ICP/MS)를 사용하여 측정하였으며, 기기분석 조건은 표 2와 같다.

나. Hg

분쇄한 한약재 약 50 mg을 정밀하게 달아 Mer-cury analyzer를 사용해 금 아말감법에 의해 측정하였다.

결과 및 고찰

1. 검량선 작성 및 회수율 실험

납, 비소, 카드뮴 및 크롬의 검량선은 0.5～100 ㎍/㎏의 농도에서 R=0.9994 이상의 양호한 직선성이였다.

회수율 실험은 분쇄한 검체(녹용, 오배자, 별갑)를 Microwave용 Omni vessel에 취한 후 각각의 중금속 표준품 혼합용액 일정 농도를 가하고 시료와 동일한 조건으로 3회 반복 시험하여 측정하였으며 그 결과는 표 3과 같다.

저농도 표준액만을 전처리하여 측정한 회수율 결과는 납 95.0%, 비소 104.3%, 카드뮴 103.8%, 크롬 95.0% 및 수은 97.5%로 양호한 결과를 보였다. 녹용, 오배자, 별갑에 중금속 일정 농도를 가한 후 위와 같

Table 3. Recoveries(%) of spiked heavy metals in animal medicines with Microwave Digestion system
Metal	Standard blank		Cervi Parvum Cornu (녹용)			Galla Rhois (오배자)			Amydae Carapax (별갑)
	Low con.1)		Low con.	High con.2)		Low con.	High con.		Low con.	High con.
Pb	95.0		73.1	77.5		73.4	76.7		63.5	69.1
As	104.3		70.0	76.1		105.0	108.5		51.0	56.6
Cd	103.8		73.0	74.3		104.5	107.8		52.3	56.5
Cr	95.0		74.5	72.9		113.1	117.5		87.1	83.3
Hg	97.5		97.4	102.4		98.3	100.8		97.3	99.6
1)1.0 mg/kg added all, except Hg : 0.1 mg/kg, 2)10.0 mg/kg added all, except Hg : 1.0 mg/kg 3)Mean values obtained from three measurements

은 조건에서 실험하여 회수율을 비교한 결과, 녹용에서는 70.0~102.4%의 회수를 보였으며, 오배자에서는 73.4~117.5%의 회수율을 나타냈으며, 별갑은 51.0~99.6%의 결과를 보였다. 별갑의 경우 녹용이나 오배자에 비하여 비교적 낮은 회수를 보였으며, 이는 시료가 곱게 갈리지 않아 균일하지 않은 입자를 만들기 때문이 아닌가 생각되며, 추후 이에 대한 연구가 이루어져야 할 것이다.

또한 일정농도의 중금속을 함유하고 있는 표준시료 (CRM : DOLT-3)를 취하여 시료와 동일한 전처리 및 측정조건에서 3회 반복 시험하여 측정한 결과는 표 4와 같다. 3회 반복 측정한 결과는 모두 표시된 중금속 함량 범위 내에 있었다.

Table 4. Heavy metal contents in CRM (DOLT-3) (unit : ㎎/㎏)
Metal	Labeled amount ± U1)	1	2	3	Mean	RSD
Pb	0.32 ± 0.05	0.334	0.369	0.341	0.348	0.019
As	10.2 ± 0.5	10.218	10.000	10.553	10.257	0.279
Cd	19.4 ± 0.6	18.833	19.383	18.983	19.066	0.284
Hg	3.37 ± 0.14	3.47	3.43	3.37	3.375	0.050
1)expanded uncertainty

전처리 방법에 대한 재현성은 하나의 동물성 생약 시료에 대해 3개씩 전처리하여 측정한 결과를 평균하였으며, 수은의 경우는 별도의 전처리 과정 없이 Mercury analyzer에 의해 측정하였다.

2. 중금속 함량

국산 및 수입 동물성 한약재 18종 162건을 대상으로 납, 비소, 카드뮴, 크롬 및 수은의 함량을 측정하여 표 5의 결과를 얻었으며, 각각의 동물성 생약에 대하여 검출된 함량 범위와 평균값, 표준편차 등을 나타내었다. 시료의 분쇄는 heavy--metal--free한 cutting mill, sieve를 사용하여 분쇄과정의 중금속 오염을 차단하였다.

표 5의 결과를, 식물성 생약을 대상으로 개정 고시된 개별 중금속 기준과 비교하면, 백강잠, 선퇴, 오령지 및 용골의 납 평균함량이 5 mg/kg을 초과하였으며, 선퇴, 용골의 비소 평균함량이 3 mg/kg을 넘었고(그림 1), 선퇴, 오공, 오령지, 전갈 및 해표초 등이 카드뮴 0.3 mg/kg을, 반묘, 전갈은 수은 0.2 mg/kg을 초과하였다(그림 2).

납 함량이 5 mg/kg을 초과한 동물성 생약은 백강잠

Table 5. Heavy metal contents in animal medicines (unit : mg/kg)
Latin name (Korean name)	No. of samples	Pb	As	Cd	Cr	Hg
Galli Stomachichum Corium (계내금)	4	0.141~0.2961)	0.021~0.056	0.095~0.408	0.189~0.803	ND
		0.214±0.0622)	0.040±0.014	0.249±0.111	0.531±0.220	ND
Testudinis Plastrum (귀 판)	12	0.063~3.261	0.016~0.396	0.004~0.137	ND~1.347	ND~0.0174
		1.014±0.844	0.286±0.107	0.077±0.044	0.655±0.410	0.0038±0.0057
Cervi Cornu (녹 각)	6	0.122~0.401	0.007~0.072	0.010~0.051	0.149~2.495	ND~0.0075
		0.268±0.106	0.034±0.024	0.022±0.017	0.788±0.987	0.0020±0.0031
Cervi Cornus Colla (녹각교)	6	0.121~0.633	0.007~0.187	0.002~0.021	0.233~3.954	ND~0.0071
		0.262±0.171	0.066±0.057	0.010±0.006	2.110±1.280	0.0013±0.0026
Cervi Parvum Cornu (녹 용)	18	0.106~0.675	0.028~0.233	0.005~0.044	0.238~1.236	ND~0.0047
		0.332±0.191	0.088±0.073	0.017±0.013	0.492±0.284	0.0014±0.0016
Ostreae Testa (모 려)	6	0.138~1.173	0.057~4.860	0.012~0.282	0.196~109.1	ND
		0.409±0.357	0.887±1.778	0.093±0.102	18.53±40.50	ND
Cantharides (반 묘)	4	0.241~1.730	0.218~1.266	0.042~0.077	0.411~2.028	0.1890~0.5100
		0.724±0.590	0.724±0.379	0.062±0.013	1.213±0.635	0.3778±0.1207
Bombycis Corpus (백강잠)	19	0.188~113.2	0.081~8.550	0.009~0.485	0.048~4.152	0.0058~0.1090
		6.871±25.08	1.296±1.808	0.070±0.102	0.816±0.885	0.0283±0.0283
Amydae Carapax (별 갑)	17	0.117~1.115	0.028~0.204	0.005~0.024	0.105~2.541	0.0037~0.0418
		0.526±0.298	0.070±0.051	0.012±0.006	0.532±0.563	0.0142±0.0093
Cicadidae Periostracum (선 퇴)	12	1.523~9.498	1.486~5.513	0.223~2.631	5.722~30.07	0.0031~0.0241
		5.391±2.222	3.457±1.219	0.756±0.664	14.45±6.920	0.0105±0.0057
Antelopis Cornu (영양각)	3	0.359~0.851	0.166~0.229	0.023~0.040	0.419~0.579	0.0781~0.3090
		0.577±0.205	0.199±0.026	0.029±0.008	0.497±0.065	0.1644±0.1029
Scolopendrae Corpus (오 공)	9	0.223~4.405	0.355~1.599	0.201~0.792	ND~0.619	0.0880~0.2860
		1.046±1.216	1.170±0.470	0.409±0.206	0.321±0.209	0.1822±0.0586
Trogopterorum Faeces (오령지)	10	3.922~15.45	0.634~3.598	0.140~5.845	1.137~15.33	0.0440~0.1500
		7.543±3.032	1.958±0.936	1.180±1.669	4.294±4.111	0.0832±0.0282
Galla Rhois (오배자)	11	0.177~1.499	0.035~0.721	0.015~0.185	0.002~3.280	ND~0.0023
		0.505±0.364	0.162±0.185	0.051±0.045	0.745±0.864	0.0007±0.0008
Fossilia Ossis Mastodi (용 골)	3	4.965~7.862	5.505~8.254	0.051~0.117	8.763~10.22	0.0168~0.0309
		6.414±1.449	6.880±1.375	0.084±0.033	9.490±0.727	0.0239±0.0071
Scorpion (전 갈)	7	0.471~1.200	0.802~1.879	0.989~3.168	0.599~1.546	0.1220~0.5820
		0.849±0.259	1.180±0.363	2.247±0.822	1.029±0.327	0.2581±0.1556
Hippocampus (해 마)	6	0.414~1.255	0.731~8.187	0.093~0.429	0.131~30.16	0.0310~0.5580
		0.767±0.274	1.465±0.920	0.258±0.122	5.489±11.04	0.1841±0.1878
Sepiae Os (해표초)	6	0.027~0.127	0.835~2.156	0.078~4.262	ND~8.568	ND~0.1550
		0.068±0.035	1.289±0.439	0.976±1.476	1.747±3.099	0.0530±0.0722
1)Range, 2)Average±Relative standard deviation ※ Detection Limit：Pb (5.783E-03 ㎍/kg), As (2.200E-02 ㎍/kg), Cd (1.364E-03 ㎍/kg), Cr (1.332 ㎍/kg), Hg (5.500E-7 ㎍/kg)

1건, 선퇴 7건, 오령지 7건 및 용골 1건 이었고, 비소 함량이 3 mg/kg을 초과한 것은 모려 1건, 백강잠 1건, 선퇴 8건, 오령지 2건, 용골 2건 및 해마 1건 이었으며, 이중 모려와 용골을 제외한 나머지는 모두 중국산 이었다. 카드뮴은 계내금 1건, 백강잠 1건, 선퇴 10건, 오공 5건, 오령지 5건, 전갈 7건, 해마 2건 및 해표초 4건이 0.3 mg/kg을 초과하였으며, 반묘 3건, 영양각 1건, 오공 4건, 전갈 3건 및 해마 2건의 수은 함량이 0.2 mg/kg을 초과하였고, 이중 계내금 1건, 오공 3건, 전갈 1건만이 한국산 이었다. 이상, 유통 중인 동물성 생약을 대상으로 중금속 함량에 대해 조사한 결과, 개정된 개별중금속의 기준이 식물성 생약만을 대상으로 하고 있으므로 동물성 생약에 대한 중금속 기준 설정시 이를 고려해야 할 것으로 생각된다.

Fig. 1. Comparison of Pb and As in animal medicines.

Fig. 2. Comparison of Cd and Hg in animal medicines.

유 등(8)은 동물성 생약의 중금속이 식물성에 비하여 비교적 높게 검출되어, 오령지의 경우 납 9.769 mg/kg, 비소 3.726 mg/kg, 카드뮴 1.975 mg/kg, 크롬 15.148 mg/kg 및 수은 0.097 mg/kg으로 검출되었으며 백강잠도 비소가 2.572 mg/kg으로 비교적 높게 나타났다고 보고하여, 동물성 생약에 대한 안전성 문제를 제기하였다. 본 조사에서도 반묘, 백강잠, 선퇴, 오공, 오령지 및 전갈 등의 생약에서 비교적 높은 수준의 중금속이 검출된 것으로 미루어, 동물 체내에 오랜 기간 중금속의 축적이 이루어 졌음을 알 수 있으며, 특히 선퇴, 오령지의 경우는 산으로 전처리한 후에도 토사가 남아있어, 토양에 의한 오염도 무시할 수 없을 것으로 추측된다. 또한 전체 생약중 국산보다는 주로 수입산이 유통되고 있어, 향후 유통 한약재의 안전성 관리시 중점적인 관리가 필요하다고 생각된다.

결  론

유통되는 동물성 한약재 중 납, 비소, 카드뮴, 크롬, 수은의 함량을 조사하고자 2005년 2월부터 12월까지 서울지역에 유통 중인 국산 및 수입 동물성 한약재 18종 162건을 대상으로, 납, 비소, 카드뮴, 크롬은 마이크로웨이브를 이용한 밀폐형 습식분해법으로 전처리 후 ICP-MS로 분석하였고, 수은은 Mercury analyzer로 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 유통 동물성 한약재 중 납, 비소, 카드뮴, 크롬 및 수은의 회수율을 녹용, 오배자, 별갑 등 각 동물성 생약별로 검토한 결과 납은 63.5～77.5%, 비소는 51.0～108.5%, 카드뮴은 52.3～107.8%, 크롬은 72.9～117.5% 및 수은은 97.3～102.4%로, 오배자, 녹용은 비교적 양호한 결과를 보였으나, 별갑은 비교적 낮은 회수를 보였다.

2. 표준시료 (CRM : DOLT-3)를 취하여 시료와 동일한 전처리 및 측정조건에서 3회 반복 시험하여 측정한 결과는 모두 표시된 중금속 함량 범위 내에 있었다.

3. 식물성 생약을 대상으로 개정 고시된 개별 중금속 기준과 비교할 때, 백강잠, 선퇴, 오령지 및 용골의 경우 납 평균함량이 5 mg/kg을 초과하였으며, 선퇴, 용골은 비소의 평균함량이 3 mg/kg을 넘었고, 선퇴, 오공, 오령지, 전갈 및 해표초의 카드뮴 평균함량은 0.3 mg/kg을, 반묘, 전갈의 수은 평균함량은 0.2 mg/kg을 초과하여, 동물성 생약의 경우 식물성 생약보다 중금속 오염이 심각함을 알 수 있었다.

4. 이상의 결과, 유통 중인 동물성 생약을 대상으로 중금속 함량에 대해 조사한 결과, 개정된 개별중금속의 기준이 식물성 생약만을 대상으로 하고 있어, 동물성 생약에 대한 중금속 기준 설정이 필요할 것으로 생각된다.

참고문헌

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4. 최채만, 김남훈, 정소영, 이윤정, 신기영, 김복순, 박상훈, 김정헌, 조남준, 김명희 : ICP-MS를 이용한 다류 중의 미량금속 함량. 서울시보건환경연구원보, 40：49～58, 2004.

5. 식품의약품안전청 고시 제2005-62호, 생약등의 중금속허용기준 및 시험방법개정.

6. 오창환, 장미, 박영환, 최시내, 박종세 : 생약의 개별 중금속 기준안 개정 연구(1).-동물생약의 개별 중금속 기준제정 연구. 식품의약품 안전청연구보고서, 6：963, 2002.

7. 조정희, 김도훈, 강인호, 심영훈, 김은경, 김종환, 김달환, 지선경, 박찬동, 김종욱, 이송득, 명승운, 한종현 : 유통한약제제의 개별 위해중금속 모니터링 사업. 식품의약품안전청 연구보고서, 6：631～639, 2002.

8. 유인실, 김은희, 강희곤, 김남훈, 고숙경, 박원희 : 서울지역 유통한약재 중 중금속 함량 (Ⅱ). 서울시보건환경연구원보, 40：208～223, 2004.