다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 식품의약품부-3746 결재일자 2020.4.27. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 ★주무관 영양평가팀장 식품의약품부장 보건환경연구원장 김남훈 김연천 代신기영 04/27 代김동완 협 조 연구기획팀장 차영섭 참기름 지방산 분석을 통한 진위 및 원산지 판별 결과보고 2020. 4. 참기름 지방산 분석을 통한 진위 및 원산지 판별 GC를 이용한 지방산 분석과 다변량통계기법을 이용하여 참기름에서 이종유의 혼입 여부 및 원산지 판별을 위한 분석법을 검토·제시하고자 함 ■ 추진배경 c ？？ 참기름(sesame oil)은 참깨로부터 얻어지는 식물성 유지로서 옛부터 한국인이 많이 섭취하는 유지로서 상용되어 왔음. ？？ 참기름은 타 식용유지에 비해 가격이 비싸며, 특히 국내산은 수입산에 비해 월등히 비싸기 때문에 경제적 이득을 위하여 저가의 이종 식물성유지를 혼입하거나 원산지를 속여 제조·판매할 가능성이 있음. 생산단가 : 참기름(약 8,300원/kg)은 옥수수유(약 1,100원/kg) 보다 약 8배 높음 <식약처, 2018 식품 및 식품첨가물 생산실적> ？？ 식품공전에는 요오드가, 리놀렌산, 에루스산 등 참기름 고유의 불포화도 및 이종유의 혼입여부를 판단할 수 있는 안전성 검사기준이 설정되어 있지만 실제적으로 불포화도와 지방산 조성이 유사한 옥수수유를 일정량 이하 의도적으로 혼입할 경우 진위여부를 확인하기 어려운 한계가 있음. 요오드가 : 유지 100g이 흡수할 수 있는 요오드의 g수, 유지 고유의 불포화도를 표시. (식품공전 기준: 참기름 103~118, 옥수수유 103~130) ？？ 판별분석(discriminant analysis)은 두 집단간 분산의 차이를 최대화하는 독립변수들의 계수를 찾아내고, 판별함수를 통해 미지시료가 어느 그룹으로 분류되는지를 판별하는 통계기법임. ？？ GC를 이용한 참기름에서 지방산 분석 데이터와 다변량 통계기법인 판별분석을 통해 참기름 진위여부 및 원산지 확인을 위한 기초자료를 마련하고, 보다 정밀한 분석법을 제시하고자 함. ■ 추진내용 c ？？ 일 정 : 2020년 3월 ~ 4월 ？？ 조사대상 : 즉석제조 및 유통 참기름 40건(국내산 14건, 수입산 26건) ？？ 시험방법 : 식품공전 제8. 일반식험법 2. 식품성분시험법 중 2.1.5.3.1 산가, 2.1.5.3.3 요오드가 및 2.1.5.4 지방산 시험법에 의함 ？？ 통계분석 : IBM SPSS 24, 분류분석 - 판별분석 ？？ 추진부서 : 시료구매(시료수거반), 시험 및 보고서 작성(영양평가팀) ■ 검사결과 c ？？ 참기름 규격검사 - 산가, 요오드가 및 에루스산은 검사대상 40건 모두 적합하였으나, 시료 5건에서 리놀렌산이 규격기준 이상으로 검출되었음. Table 1. Summary of sesame oils exceeding the quality standard of linolenic acid Sample ID Content of linolenic acid(%) Country of origin S-17 6.94 Domestic S-18 2.70 Imported S-22 0.58 Imported S-24 0.91 Domestic S-39 0.57 Domestic 리놀렌산 : 탄소수 18개, 이중결합 3개를 가진 불포화지방산으로서 참기름 고유의 품질지표. 의도적인 이종유 혼입여부를 판단할 수 있는 품질기준.(식품공전 규격기준 : 0.5% 이하) ？？ 참기름의 지방산 조성 - 부적합 검체 5건을 제외한 참기름 35건에 대한 지방산 조성 및 specific ratio는 표 2와 같음. - palmitic, stearic, oleic, linoleic 및 linolenic 5개 지방산을 주요변수로 선정하여 진위 및 원산지 판별을 위한 통계분석을 실시하였음. Table 2. Fatty acids composition and specific ratios of the analysed sesame oils Fatty acid(%FA), specific ratio Total products (mean ± S.D) Domestic products (mean ± S.D) Imported products (mean ± S.D) Palmitic (C16:0) 8.51 ± 0.42 8.07 ± 0.24 8.72 ± 0.30 Plamitoleic (C16:1) 0.10 ± 0.01 0.10 ± 0.01 0.10 ± 0.01 Stearic (C18:0) 5.23 ± 0.27 5.10 ± 0.32 5.29 ± 0.22 Oleic (C18:1) 39.19 ± 1.89 41.20 ± 1.91 38.27 ± 0.93 Linoleic (C18:2) 45.82 ± 1.81 44.42 ± 2.02 46.46 ± 1.31 Arachidic (C20:0) 0.51 ± 0.03 0.52 ± 0.03 0.50 ± 0.03 Gondoic (C20:1) 0.13 ± 0.01 0.13 ± 0.01 0.12 ± 0.01 Linolenic (C18:3) 0.31 ± 0.03 0.30 ± 0.02 0.31 ± 0.04 TSFA1) (%) 14.37 ± 0.55 13.83 ± 0.26 14.62 ± 0.46 TMUFA2) (%) 39.41 ± 1.89 41.42 ± 1.91 38.49 ± 0.93 TPUFA3) (%) 46.13 ± 1.82 44.72 ± 2.03 46.78 ± 1.32 TPUFA/TSFA 3.22 ± 0.19 3.24 ± 0.18 3.21 ± 0.19 omega-6 (%) 45.82 ± 1.81 44.42 ± 2.02 46.46 ± 1.31 omega-3 (%) 0.31 ± 0.03 0.52 ± 0.03 0.50 ± 0.03 omega-6/omega-3 148.50 ± 13.70 146.48 ± 10.70 149.43 ± 14.99 1) Total saturated FA, 2) Total monounsaturated FA, 3) Total polyunsaturated FA. 지방산 함량이 0.1% 미만인 경우는 제외됨. ？？ 옥수수유 혼입 참기름의 지방산 조성 및 요오드가 - 표 3은 옥수수유를 2~40% 혼입하였을 때 참기름의 지방산 조성 및 요오드가의 변화를 나타냄. - 옥수수유 30% 혼입시 리놀렌산 함량은 0.52%로 규격기준 이상으로 확인되었으며, 요오드가의 경우는 40% 혼입시에도 기준 이내로 확인됨. - 결론적으로 일정량(약 30%) 이하의 옥수수유를 혼입할 경우 규격검사만으론 참기름의 이종유 혼입 진위여부를 확인할 수 없음. Table 3. Fatty acids composition, relative ratios and iodine values of the blended oils %FA % of mixing corn oil with sesame oil 0 2 5 10 20 30 40 C16:0 8.95±0.3 8.96±0.3 9.03±0.3 9.12±0.3 9.26±0.3 9.41±0.2 9.56±0.3 C18:0 5.18±0.2 5.11±0.1 5.01±0.1 4.84±0.1 4.49±0.1 4.14±0.1 3.80±0.1 C18:1 39.76±1.0 39.64±0.6 39.35±0.5 39.04±0.5 38.00±0.6 37.30±0.5 36.39±0.6 C18:2 44.70±1.1 44.92±0.5 45.22±0.5 45.55±0.6 46.66±0.6 47.57±0.5 48.57±0.6 C18:3 0.29±0.03 0.31±0.02 0.33±0.03 0.37±0.03 0.44±0.04 0.52±0.04 0.59±0.05 TSFA 15.05 14.92 14.89 14.83 14.68 14.41 14.23 TPUFA 44.99 45.23 45.55 45.92 47.10 48.08 49.16 TPUFA/TSFA 2.99 3.03 3.06 3.10 3.21 3.34 3.45 Iodine value 110.1±0.9 110.3±0.9 110.2±0.8 109.8±1.0 110.0±0.9 114.8±0.7 115.3±0.8 ？？ 다변량통계기법을 활용한 참기름의 진위 및 원산지 판별 - 유통참기름 35건(그룹 1)과 참기름에 옥수유를 2~40% 농도로 혼입한 시료 6건(그룹 2), 총 41건에 대한 진위 판별분석 실시 결과, 표 4와 같이 전체 케이스 중 97.6%의 분류예측 정확도를 보임. - 유통참기름 1건에서 이종유 혼입이 예측되어 그룹 2로 분류됨. Table 4. Summary of prediction results obtained by linear discriminant analysis for authentic and adulteraed sesame oil samples Actual group Predicted group Ⅰ (Authentic oil) Ⅱ (Adulterated oil) Correctly classified rate (%) Authentic sesame oils(N=35) 34 1 97.1 Adulterated sesame oils(N=6) 0 6 100 Total correct classification(%) (34+6)/41 = 97.6 - - - 유통참기름 35건에 대한 원산지 판별을 위해 국내산 11건(그룹 1)과 수입산 24건(그룹 2)에 대한 판별분석 결과 표 5와 같이 100%의 분류예측 정확도를 보임. - 수입산 참기름의 경우 원료 참깨의 원산지와 상관없이 국내산과 지방산 조성에 차이를 보이며 이를 통계적으로 확인함. Table 5. Summary of prediction results obtained by linear discriminant analysis for domestic and imported sesame oil samples Actual group Predicted group Ⅰ (Domestic oil) Ⅱ (Imported oil) Correctly classified rate (%) Domestic sesame oils(N=11) 11 0 100 Imported sesame oils(N=24) 0 24 100 Total correct classification(%) (11+24/35) = 100 - - - 판별분석 결과 진위판별에서는 stearic acid와 linolenic acid, 원산지판별에서는 plamitic acid와 oleic acid가 판별력이 가장 큰 것으로 확인됨. - 미지의 시료를 지방산 분석을 통해 진위 및 원산지 판별을 위한 Fisher의 선형 판별함수 분류계수는 표 6과 같으며 그림 1과 같이 엑셀 계산식을 이용하여 그룹별 예측이 가능함. Table 6. Linear discriminant function coefficients for predicting the fraudulent of sesame oil Variables Prediction for adulteration Prediction for country of origin Group Group Ⅰ(Authentic) Ⅱ(Adulterated) Ⅰ(Domestic) Ⅱ(Imported) Palmitic 30302.229 30262.385 30220.988 30256.331 Stearic 34432.033 34367.312 34061.262 34122.853 Oleic 30032.396 29985.577 28342.410 28355.840 Linoleic 30016.639 29968.312 28532.674 28553.393 Linolenic 61446.659 61363.891 77436.943 77581.219 Constant .234 .370 .065 .310 Fig. 1. Example of calculation for predicting the authenticity of sesame oil using MS-Excel. ■ 평 가 c - 식품공전의 참기름 규격기준 검사(리놀렌산, 요오드가)는 일정량(약 30%) 이하의 옥수수유 혼입여부를 판단하기에 적절치 않음을 확인하였음. - GC를 이용한 참기름 지방산 분석데이터와 판별분석을 활용한 방법은 참기름 진위여부와 원산지 판별에서 각각 97.6%, 100%의 예측 정확도를 보였으며, 이는 품질관리 툴로서 활용가능함을 확인하였음. - 고가의 첨단 장비(NMR, FT-IR 등)를 활용하지 않고도 보다 용이하고 정밀하게 참기름의 진위여부 및 원산지 판별을 위한 분석기법을 제시하였고, 불량·가짜식품 판별기술 확보에 따른 시민보건 향상에 기여. ■ 향후계획 c - 식품위생 사각지대인 즉석제조업소 참기름에 대한 주기적인 모니터링. - 다수의 참기름시료를 확보, 지방산 DB를 축적하여 보다 정밀한 참기름 진위 및 원산지 판별을 위한 판별함수 분류계수를 도출 - 확보된 자료와 분석기법을 바탕으로 식약처 등에 정책자료 건의 및 연구논문 작성

20250933

20210928213908

본청

식품의약품부-3746

D0000039834980