방사선 조사 바로 알기 변 명 우 우송대학교 식품의약품안전열린포럼 2010. 8. 13 방사선 조사식품 바로알기 식품의약품안전열린포럼 2010. 8. 13 방사선 조사식품 바로알기 방사선 조사 바로 알기 변 명 우 우송대학교 방사선융합기술은 밝은 미래로 가는 길입니다

목 차 방사선의 이해 1 방사선 조사식품 2 방사선 조사식품의 안전성(건전성) 및 오해 3 맺음말 4

방사선의 이해

X-선의 발견 Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) 독일 물리학자 실험 중 우연히 고에너지 방사선 발견(1895/11/8) 최초 노벨 물리학상 수상(1901)

방사성 물질의 발견 Antoine Henri Becquerel (1852-1908) 프랑스 물리학자 우라늄 발견(1896) 노벨 물리학상(1903) Marie Curie (1867-1934) 프랑스 물리학자 라듐, 폴로늄 발견 (1898) 노벨 물리학상, 화학상 (1903, 1911)

일상생활과 방사선 인간이 받는 방사선의 발생원 (미국) 라돈55% 기타(낙진 등) 1% 소비재 3% 치료 방사선 4% 인체내방사선 11% 지각방사선 8% 우주선 8% 의료용 X-선 11% 치료 방사선 4% 소비재 3% 기타(낙진 등) 1% 인간이 받는 방사선의 발생원 (미국)

방사선 조사식품

바람직한 이익을 목적으로 이온화 에너지를 식품산물에 처리 식품의 방사선 조사 바람직한 이익을 목적으로 이온화 에너지를 식품산물에 처리 조사 전 초기 물리학적, 화학적, 생물학적 성질을 가짐 조사 후 변화된 물리학적, 화학적, 생물학적 성질을 가짐

방사선 조사식품과 방사능 오염식품의 차이점 방사선 조사식품이란 발아의 억제, 식중독균의 살균과 같은 유익한 현상을 일으키기 위해 어떤 종류의 방사선 에너지를 처리한 식품 방사능 오염식품이란 핵반응기 누출사고 또는 핵실험에서 발생된 방사능 오염물질이 우발적으로 오염된 식품 식품에 쪼인 방사선은 열로 변하거나, 식품을 통과하여 빠져나가므로 식품에 잔류되어 방사선을 내보내거나 식품 내 물질이 방사능을 띠게 하지 않음

Ionizing Radiation 직접영향 간접영향 방사선이 생물 분자에 미치는 영향 생체분자 이온화  분자의 절단 및 결합 DNA 손상 단일가닥 절단 이중가닥 절단 생체분자 이온화  분자의 절단 및 결합 간접영향 물분자(세포질의 80%) 이온화 라디칼(주로 OH 래디칼) 생성 세포물질과 반응 생체분자 손상/변화

방사선이 생물 분자에 미치는 영향 간접적인 영향: 물분자 이온화에 의한 OH 라디칼 등의 생성 X X DNA X X X X e-aq, H°, HO° Base Base°+ H H e- O 직접적인 영향: DNA 염기와 2-deoxyribose의 이온화

* 생물체의 방사선 감수성은 genome의 다양화가 클수록 높다. 주요 생물군의 방사선 감수성 * 생물체의 방사선 감수성은 genome의 다양화가 클수록 높다. 감수성 해충> 대장균군> 무포자 형성균> 포자 형성균> 포자> 바이러스 종 류 화랑곡나방 권련벌레 가루진드기 바퀴벌레 딱정벌레 바구미 등 저곡해충류 대장균 살모넬라 장티푸스균 리스테리아 이질균 폐렴균 (레지오넬라) 비브리오균 녹농균 탄저균 고초균 포도상구균 연쇄상구균 각종곰팡이 세균포자 Endotoxin Exotoxin 곰팡이독 (Mycotoxin, Aflatoxin) 보툴리늄독 구제역 에볼라 각종 바이러스 사멸선량 0.5 – 3 kGy 1 – 5 kGy 5 – 10 kGy 10 – 20 kGy 30 kGy

식품처리 별 방사선조사 요구선량 처리목적 선량 (kGy) 대상식품 저선량 (1 kGy 이하) 발아억제 0.05-0.15 감자, 양파, 마늘, 생강 등 해충사멸/기생충구제 0.15-0.5 곡류, 콩류, 생/건과일, 건어물/건조육류, 돈육 등 숙도지연 0.5-1.0 생과일/야채 중선량 (1-10 kGy) 저장성 연장 1.0-3.0 생선, 딸기 등 부패/병원성미생물 사멸 1.0-7.0 냉장/냉동수산물, 냉장/냉동 식육(가금육 포함) 가공적성 개선 2.0-7.0 포도쥬스수율증진, 건야채/곡류 조리시간 단축 고선량 (10-50 kGy) 멸균 30-50 식육, 수산물, 환자식, 우주식, 스포츠식 등 식품첨가제 등의 멸균 10-50 향신료, 효소제재, 천연 gum 등

일본의 상업적 방사선조사-감자 1973년부터 시작하여 매년15,000 – 20,000 톤을 방사선 처리하며, 학교 급식에 제공 일본 감자조사 시설 : 38 This slide shows Inside View of potato Irradiation Facility in Hokkaido, Japan This facility has been operating since 1975 for potato irradiation to control sprouting. I visited this facility in 1992 when I worked at the Korea Atomic Energy Research Institute. Next slide please. 1973년부터 시작하여 매년15,000 – 20,000 톤을 방사선 처리하며, 학교 급식에 제공

미국의 방사선 조사된 식육의 판매 및 국가적 홍보 미국 슈퍼마켓에서 상업적으로 방사선이 조사되어 판매되고 있는 식육, 가공육 및 육제품 방사선 조사식품의 국가적인 홍보와 학교 급식에 방사선 조사된 식육제품의 사용 허가

방사선 조사식품의 안전성(건전성) 및 오해

조사식품 안전성/건전성 평가/인정 국제기구 및 단체 WORLD FOOD PROGRAMME UNITED NATIONS of ENVIRONMENT PROTECTION 미국의학협회 (AMA) 미국농무성(USDA) 미국식품의약국 (USFDA) 식품공학자연구소 (IFT) 하버드보건레터 (HHL) 미국영양사협회 (ADA) 미국질병통제센터 (CDC) 영국의학협회(BMA) 캐나다 의학협회 (CMA) 농학기술회의 (CAST) International Consultative Group of Food Irradiation

조사식품의 안전성에 대한 연구 보고 연도 연구보고 내용 1921년 미국에서 방사선 조사처리 최초사용 1961년 FAO/IAEA/WHO 식품조사공동전문위원회(JECFI) 설치 1970년 24개국이 참여한 식품조사 국제과제 신설 1980년 10 kGy 이하의 감마선 조사는 식품 건전성에 문제가 없다는 결론 내림 1982년 식품조사의 안전에 관한 증거를 재확인 1986년 조사식품의 안전성을 확인 (EC 과학분과위원회) 1992년 WHO 황금율 : ‘가능하면 감마선으로 처리된 신선하고 냉동된 가금육을 선택하여야 한다’라고 발표 1997년 고선량 조사식품(평균 75kGy)도 안전성 확인(FAO/IAEA/WHO) 1999년 조사식품의 안전성 및 건전성에 관한 기술보고서를 각국에 배포

US Department of Health and Human Services (USDA, 1997) 방사선 조사식품의 안전성에 대한 전문가 견해 Dr. Gerald Moy (1994)0 감마선 조사식품의 독성학적 검사는 무의미함 Katherine M and Shea (2000) 방사선 조사는 유통기한의 연장 및 부패의 손실을 감소시키는 안전한 방법 Lymmette J and M azur (2003) 소아에게 발생할 수 있는 식품 전염병을 방지하기 위한 안전한 방법 Steel J. H (2001) 방사선조사에 대한 논란은 소비자들에게 잘못된 정보와 지식 전달에서 비롯된 것임 US Department of Health and Human Services (USDA, 1997) 방사선 조사는 식품의 영양학적인 성분에 영향을 주지 않음 WHO press (1997) 방사선 조사에 대한 최대선량을 제한할 필요가 없음

식품의약품안전청 연구결과 보고서 (2004년) 오염된 병원성균 및 부패균 살균 10 kGy 선량까지는 영양소의 손실이 적음 방사선학적 안전성 미생물학적 영양학적 독성학적 방사능은 원자핵으로 변환하는 현상을 말하지만, 방사선은 식품을 통과하여 방사되거나 열로 전환 오염된 병원성균 및 부패균 살균 (미생물학적으로 안전함) 10 kGy 선량까지는 영양소의 손실이 적음 10 kGy 이하의 선량은 독성학적으로 문제가 없음

대한의사협회 연구결과 보고서 (2005년) 방사선 조사가 식품의 특별한 영양적 문제를 야기시키지 않는다는 방사선학적 안전성 미생물학적 영양학적 독성학적 방사선 조사가 식품의 특별한 영양적 문제를 야기시키지 않는다는 FAO/ WHO/ IAEA의 결론을 지지함 만성, 아만성, 생식, 기형학, 돌연변이 생성 등의 연구에서 독성효과는 관찰되지 않음 방사능 분해 화학물질이 검출되지 않으며 위해성이 없음 10kGy 이하의 방사선 조사는 심각한 화학적 변화가 없음

방사선 조사공정/방사선화학에 대한 오해 식품에 사용되는 방사선 조사로 I-131과 같은 독성 방사성동위원소가 생긴다! 독성 방사성동위원소로 인해 특정암/질환자가 급증하고 있다! 자연계에 존재하는 요오드(I) 동위원소는 I-127 (자연계 존재비 100%) I-127은 강한 방사선의 높은 에너지 속에서 요오드-131로 변할 수 없음 I-131은 다음의 핵반응에 의해 원자로 에서만 생산할 수 있음 따라서 I-127은 설사 강한 감마선에 노출되더라도 물리적으로 I-131로 핵변환을 일으킬 수 없음 요오드가 많이 함유된 해조류의 일종인 클로렐라에 대한 방사선 조사는 2004년 5월에 허가되었음.

방사선 조사된 육류에서 발암물질이 생성된다! 방사선 분해산물에 대한 오해 2-dodecylcyclobutanone(2-dDCB)의 세포 독성 닭고기에 1 kGy 선량의 방사선을 조사하였을 경우, 닭고기 100 g (12.3%의 lipid를 함유)의 경우에는 4.3 μg의 2-DCB (2-decylcyclobutanone) 가 생성됨 따라서, 총 3 kGy의 선량을 조사하면 12.9 μg의 2-DCB가 생성된다!

제 33차 CODEX 식품첨가물 및 오염물질분과 (2001, 네델란드) 2-ACBs의 안전성 제 33차 CODEX 식품첨가물 및 오염물질분과 (2001, 네델란드) 2-DCB와 관련 화합물들은 지방함량이 높은 식품을 조사했을 때 생성됨 - 일반적으로 중선량(≤ 5 kGy) 이하로 조사된 식품에서는 매우 낮은 함량을 생성 - 실온에서 보관한 방사선 조사된 닭고기에서 이 화합물이 안정하다 해도 열, 빛 그리고 산소의 노출에 파괴가 일어남 궁극적으로 인체에 흡수되는 식품내 2-DCB의 양은 신선한 식품에서 측정된 양보다 상당히 낮은 양임

2-ACBs의 독성 연구에 대한 결점 합성된 2-DCB는 처리과정에서 decomposition이 촉진되었을 수 있으며 실험에 사용된 화합물의 동정은 이루어지지 않았음 Comet assay - 유전독성 평가사용 - 유전독성연구의 전문가들은 이 방법을 믿지 않고 대부분의 국가기관에서도 Comet assay를 유전독성을 평가하는 방법으로 받아들이지 않고 있음 - 반면 2-DCB를 가지고 수행한 표준 Ames test는 돌연변이원성을 띄지 않았음 Delincee, Pool-Zobel. (1998) Radiat. Phys. Chem. 58: 39-42.

2-ACBs는 자연적으로 생성된다 Sharma 등 (2009). Natural Existence of 2-Alkylcyclobutanones. J. Agric. Food Chem. 56: 11817–11823 최근 인도의 Sharma 박사팀의 연구결과에 따르면 방사선을 조사하지 않은 Cashew Nut(견과류)에서 2-ACBs(1~2.7 μg/g)가 검출되어 2-ACB가 방사선 조사에 의해서만 발생되는 독특한 물질이 아님을 입증함

방사선조사식품은 식품의 품질을 떨어뜨리지 않나? 조사식품의 영양학적 적격성 여부는 타 식품가공방법의 경우와 동일하거나 오히려 더 영향이 적다고 보고됨 -1 kGy 이하의 방사선조사는 식품의 영양가에 영향을 미치지 않음 -방사선 조사식품을 밀폐포장해서 낮은 온도에서 보관시에는 비타민 손실을 막을 수 있으며 단백질, 지질, 탄수화물 같은 거대 영양소들 10 kGy 이상의 선량에서도 영향을 받지 않음 -무기질들과 미량원소는 방사선조사에 의하여 영향을 받지 않음

방사선 조사 후 생존 박테리아는 더 위험하지 않은가? 방사선 조사에 의한 병원성이나 독성 또는 방사선저항성이 증가된 돌연변이 균주의 유발은 과학적 증거가 없음 - 가열식품에서 내열성 미생물이 문제시 되지 않는 것처럼, 조사식품에서도 방사선내성 미생물의 존재가 문제시 되지 않음 - 아플라톡신 생성 곰팡이나 보툴리눔 세균에 관련된 사항도 GMP조건하에서 생산, 관리된 경우에는 문제시 되지 않음 방사선 조사 한 후 살아남은 식중독 균은 식중독을 유발하는 유전자의 발현양이 같거나 감소한다는 것이 보고됨 ( Lim et al. (2007) Radiat. Phys. Chem. 76: 1763-1766) 미국의 FDA에서는 방사선에 의한 돌연변이가 식중독성을 증가시킬 것이라고는 고려하지 않음 (Parnes and Lichtenstein (2004) Nutr. Clin. Care 7: 149-155)

맺 음 말

식품 조사기술의 장 단점 포장 후 살균 미생물의 2차오염 방지 대량, 연속살균 공정 비가열살균 고에너지 효율 넓은 응용범위 소비자 수용성 시설의 제한

<방사선 조사식품의 구입의향> 방사선 조사식품의 소비자 이해증진 사업전개 방사선 조사식품의 소비자 이해 증진을 위한 홍보 및 서베이 조사 식품관련자 (영양사) 대상 방사선 조사식품 홍보/교육 및 인식도 조사 (’05. 8. 17) <방사선 조사식품의 구입의향> 교육전 교육후 연령집단별 19-29세 6/82 (7.3%) 17/82 (20.7%) 30-39세 12/82 (14.7%) 29/82 (35.4%) 40-59세 5/82 (6.1%) 12/82 (14.6%) 전체 23/82 (28%) 58/82 (70.1%) “방사선 기술 적용 단체급식에서 식중독 제거” 세미나 발표 (2005년도 전국영양사학술대회) (구입의향응답자수/전체응답자수)

방사선 조사식품 용어 순화의 필요성 방사선 조사식품에 대한 올바른 정보를 제공하기 위하여 많은 홍보 와 설명회를 개최하고 있으나, 소비자들은 방사선 기술에 관한 학문 적인 논조에는 관심이 없고, 방사선과 방사능의 차이를 제대로 알려 고도 하지 않음 따라서 대국민 이해도를 높이기 위해서는 방사선 조사식품의 용어가 올바르게 표현되어야 함 2009년 신종플루 발생 초기에 돼지독감(swine influenza)이라고 명명되어 사용되었으나, 돼지에서 유래하였다는 증거도 없었으며 또한 축산업의 위축 을 막기 위해 신종플루로 변경하여 사용하고 있음 - 국내 병원들에서도 최근 국민에게 보다 친숙하게 다가가기 위해 “방사선과” 를 “영상의학과”로 용어를 순화 변경하여 사용하고 있음

용어 순화 국제 사례 미국 FDA (Food and Drug Administration)에서는 경우에 따라 방 사선 조사식품을 “Radura”라는 라벨링 없이 시판할 수 있는 법안을 제안하고 있음 업체가 “Irradiated(방사선 조사된)”라는 용어를 ”electronically pasteurized(전기적으로 저온 살균된)“ 또는 “cold pasteurized(냉온 살균 된)” 이라는 용어로 대체하여 사용할 수 있는 법안을 제안하고 있음 캐나다에서는 “이온화 처리(ionizing treatment)” 라는 용어가 검토 되고 있음 중국에서는“방사선” 용어를 사용하지 않고 “복조식품(輻照食品)”으 로 불리고 있음]

감사합니다!