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Removal of Hazardous Heavy Metals (Cd, Cr, and Pb) from Laver Pyropia sp. with Acid Treatment

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한수지 49(5), 556-563, 2016

556

Copyright © 2016 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815 Korean J Fish Aquat Sci 49(5),556-563,2016

Original Article

서 론

우리나라에서는예로부터해조류를즐겨식용해왔으며

,

세계

에서해조류를가장많이소비하는국가중의하나이다

(Mok et

al., 2005).

근년양식기술의발달로우리나라의

,

미역

,

다시

해조류의생산량은

2014

년에세계에서

4

번째로많은

110

M/T

생산되었다

(FAO, 2014).

특히

,

해조류중에 김의생산량은

2005

년에

20

M/T

이던것이

2010

년에는

23

M/T, 2012

년에는

35

M/T, 2015

년에는

39

M/T

으로 생산량이크게증가하는추세이다

(Statistics Korea, 2015).

일반적으로생김은무침이나조림형태로조리에일부이용되 기는하나

,

생산시기가한정되는관계로대부분마른형태로 소비되고있다

.

마른김은원료생김을해수와담수를사용하여 연화과정을거친탈수성형과정을거쳐건조기를사용하 건조하여

100

단위로묶은제품으로시중에판매되고

(Lee et al., 2000).

또한

,

보건복지부질병관리본부

(KCDC, 2011)

통계에의하

우리국민이섭취하는식품의총량은

1

1

평균

1,504.7 g

이며

,

이중어패류

56.9 g,

해조류

4.6 g

섭취하는것으로나타 있다

.

해조류는칼슘

(Ca),

마그네슘

(Mg),

요오드

(I),

(Fe),

아연

(Zn)

필수미량원소의함유량이높은것이특징이며

,

류에따라서는특이한생리활성을나타내는식이섬유를비롯 각종유효성분도함유되어있고

,

소위성인병과비만예방효 과가있다는것이여러연구에서밝혀져있다

(Cho et al., 1995;

Im et al., 2006; Son et al., 2012).

한편

,

우리나라는급속한산업발전과다양한인간활동으로 생활하수

,

산업폐수등에의하여연안해역의환경오염이 가되고있다

.

실제육상에서연안해역으로유입되는오염물질 들은희석

,

확산

,

분해등의과정을통하여감소되지만

,

서식 물의경우생물농축과정을통하여오히려체내에중금속등의 오염물질들이농축되기때문에대부분연안에서서식하고

,

미역

,

다시마등의해조류는중금속오염에노출되기

(Conti and Cecchetti, 2003).

해조류는중금속을체내농축

산 처리에 의한 김(Pyropia sp.)의 유해 중금속(Cd, Cr, Pb) 제거 효과

목종수*·손광태

1

·이태식

1

·이가정·정연중·김지회

1

국립수산과학원 남동해수산연구소, 1국립수산과학원 식품위생가공과

Removal of Hazardous Heavy Metals (Cd, Cr, and Pb) from Laver Pyropia sp. with Acid Treatment

Jong Soo Mok*, Kwang Tae Son

1

, Tae Seek Lee

1

, Ka Jeong Lee, Yeoun Joong Jung and Ji Hoe Kim

1

Southeast Sea Fisheries Research Institute, National Institute of Fisheries Science, Tongyeong 53085, Korea

1

Food Safety Research Division, National Institute of Fisheries Science, Busan 46083, Korea

We examined the removal of hazardous heavy metals (Cd, Cr, and Pb) from laver Pyropia sp. using citric, hydrochlo- ric, and nitric acids. Under the same conditions, the quality of the laver samples was also evaluated using the varia- tion in absorbance and major mineral levels. The heavy metals that accumulated in raw laver samples after 3 days in seawater included Pb (117.79 μg/g), Cr (33.53 μg/g), and Cd (10.54 μg/g) in descending order. The rate of heavy metal removal from laver was higher at lower pH for all acids used. However, its color changed unsatisfactorily at pH 2.0. After 10 min in seawater at pH 2.5, the heavy metals in laver were eliminated in the order Cd (68.7–81.6%), Pb (57.7–67.0%), and Cr (31.9–49.4%) using the three acids. The differences in heavy metal removal among acid types were not significant. The laver quality was not affected after 20 min at the pH range of 2.5–4.0. The maximum removal of heavy metals was from laver soaked for 10 min in seawater at pH 2.5 using the organic acid, citric acid.

Key words: Laver, Heavy metal, Citric acid, Quality, Organic acid

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial Licens (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

http://dx.doi.org/10.5657/KFAS.2016.0556 Korean J Fish Aquat Sci 49(5) 556-563, October 2016

Received 23 July 2016; Revised 23 August 2016; Accepted 2 September 2016

*Corresponding author: Tel: +82. 55. 640. 4760 Fax: +82. 55. 641. 2036

E-mail address: [email protected]

(2)

산 처리에 의한 김의 유해 중금속(Cd, Cr, Pb) 제거 효과

557

하게되고

,

이를섭취하는사람에게건강상유해를미칠우려 있다

(Mok et al., 2005; Son et al., 2012).

특히

,

카드뮴

(Cd)

국제암연구소

(IARC, International Agency for Research on Cancer)

에서

Group I

발암물질로규정되어있고

,

골다공증 유발시키는것으로알려져있다

(Whelton et al., 1997).

또한

(Pb)

호흡과식품을통하여체내에흡수되면대사되지 대부분이배출되지만배출되지않은

Pb (

20%)

뼈와

등에

90%

이상이축적되어건강상유해를일으킬있다

(KMFDS, 2007; Marsden and Rainbow, 2004).

한국에서생산된중의유해중금속인

Cd, Cr

Pb

량에관하여몇몇연구자에의하여수행되었으며

(Choi et al., 1998; Mok et al., 2005; Hwang et al., 2007; Son et al., 2012),

이들연구자들은

Cd, Cr

Pb

평균농도는각각

0.096-1.60, 0.155-0.70

0.046-0.680 μg/g

검출되었다고보고하였다

.

또한

,

해조류의유해중금속축적하는특성을이용하여해조 류를이용한오염수중의중금속제거에대한논문은다수있으

(Suzuki et al., 2005; Ahmady-Asbchin et al., 2009; Mithra et al., 2012),

등의해조류중에포함되어있는중금속제거에 대한보고는거의없었다

.

다만

, Kim et al. (2015)

의하면

조류에서

As, Cd

등의유해중금속을카본분말탄산나트륨

혼합액을사용하여제거하는방법이보고된있으나

,

중금속 제거된해조류를식용으로사용하기위하여는이들을제거 하는후처리공정이필요하다고하였다

.

연구에서는김의식품위생학적안전성확보를위하여 리나라에서해조류생산량과섭취량이가장많은김에함유

유해중금속

(Cd, Cr, Pb)

효과적으로제거하기위하여

위적으로중금속을축적시켰으며

,

축적된중금속의제거를 하여질산

,

염산구연산등의산을이용한최적제거조건을 구명하였다

.

재료 및 방법

실험재료

중금속제거시험에사용한

(Pyropia sp.)

창원시용원 위판장에서판매되고있는것을직접구입한여과해수 씻어조체에부착된협잡물을제거한다음탈수하여 사용 하였다

.

실험에중금속분석용시약은질산

(Merck, supra-pure grade, Darmstadt, Germany)

사용하였고

,

물은초순수장치

(Milli-Q Biocel, Millipore, Billerica, MA, USA)

제조한 순수를사용하였다

.

모든초자기구는

5%

질산용액에

24

시간 이상침지시킨초순수로깨끗이씻어건조시켜서사용하였

.

중금속분석을위한표준액

(Merck, Darmstadt, Germany)

초순수로희석하여사용하였다

.

유해 중금속 제거를 위한 최적 산처리 조건 설정

김에유해중금속

(Cd, Cr, Pb)

인위적으로농축시키는공정

거친중에농축된중금속을처리하여제거시켰다

.

,

유해중금속별농축정도를측정하였으며

,

산의종류 가량에따른제거효과정도를살펴보았다

.

또한중금속제거로 인한김의품질저하정도를측정하여중금속제거를위한최적 산처리조건을설정하였다

.

유해 중금속(Cd, Cr, Pb) 및 미네랄 함량 분석

중의중금속미네랄함량분석을위한전처리는식품

공전

(KMFDS, 2016)

습식분해법을일부변경하여사용하였

.

,

생김시료를초순수로가볍게씻어동결건조기

(FDU- 2100, EYELA, Tokyo, Japan)

건조한분쇄하여사용하 였다

.

그리고분말시료

1 g

테프론튜브에넣고

65%

산을

10 mL

첨가하여상온에서

150

분간반응시킨

80℃

400

분간가열분해하였다

.

분해된시험용액의질산은완전 휘발시키고

, 2%

질산을사용하여

100 mL

정용한 석에 사용하였다

.

중금속 미네랄 함량은유도결합플라즈 질량분석기

(ICP-MS, Perkin-Elmer, Elan 6000, Wellesley, MA, USA)

분석하였으며

, working

표준용액은

1,000 mg/

kg

표준용액

(Merck, Darmstadt, Germany)

희석하여사용 하였다

.

유해중금속

(Cd, Cr, Pb)

회수율은표준인정물질인

(Certified Reference Material)

Dorm-3 (National Research Council, Nova Scotia, Canada)

사용하여측정하였으며

,

수율은

92.1-98.3%

AOAC International (2002)

요구하는 수준을만족하였다

.

김의 유해 중금속(Cd, Cr, Pb) 농축

유해 중금속

(Cd, Cr, Pb)

각각

0.5 µg/mL

농도가 되도

첨가한여과해수

(pH 8.2)

탈수한 시료를넣고

,

온도

10±2℃,

조도

550±10 lx

에서배양하면서중금속을인위적

으로농축시켰다

.

이때

,

동일한중금속을함유한해수를

1

1

환수하였다

.

0 50 100 150 200

0 1 2 3 4 5 6

Hea vy m et al (μ g/ g)

Day

Cd Cr Pb

Fig. 1. Accumulation of heavy metals in laver Pyropia sp. during incubation in seawater including Cd, Cr, and Pb.

(3)

목종수

손광태

이태식

이가정

정연중

김지회

558

김의 유해 중금속(Cd, Cr, Pb) 제거 시험

유해중금속을농축시킨시료는조체에부착한중금속을 제거하기위하여충분한양의여과해수로세정한탈수하였

.

그리고탈수한시료는

(

구연산

,

염산

,

질산

)

첨가하여

pH

2.0, 2.5, 3.0

4.0

으로조정한해수에침지하여처리시 간에따른중금속의제거효율과품질변화를측정하였다

. 김의 품질변화 측정

처리에의한김의품질변화지표로서는세포내용물의

출을살펴보기위하여처리액의흡광도를측정하였다

.

이때

,

광도는

253 nm

340 nm

에서각각측정하였다

.

통계처리

실험결과의통계처리는

SAS

프로그램

(SAS Institute, Cary,

NC, USA)

이용하였으며

,

시료간의차이검증은일원배치

분산분석

(ANOVA)

사용하였다

.

또한

, Dun can’s multiple range test

따라

P<0.05

수준에서중금속농도간의유의성을 검증하였다

(Steel and Torrie, 1980).

Table 1. Stability of heavy metals concentrated in laver Pyropia sp. samples

Heavy metal Before

concentration Concentration (μg/g dry weight)1

Control (non-treatment) Seawater (30 min) 0.1 mM EDTA (10 min)

Cd 0.09±0.012 47.1±6.2 48.2±5.9 44.4±6.0

Cr 2.13±0.58 35.2±8.6 38.6±9.4 32.2±8.8

Pb 0.18±0.06 197.2±46.9 188.1±42.0 188.1±52.4

1Heavy metal concentrations in laver samples were determined after soaked in seawater and EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) solu- tion using lavers accumulating heavy metals for 3 days. 2 Mean value±SD.

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

H ea vy m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

Fig. 2. Removal rate of heavy metals in laver Pyropia sp. using citric acid.

(4)

산 처리에 의한 김의 유해 중금속(Cd, Cr, Pb) 제거 효과

559

결과 및 고찰

김의 유해 중금속 농축

유해중금속

(Cd, Cr, Pb)

인위적으로첨가한해수에서생김

넣어배양하였을유해중금속의농축정도는

Fig. 1

타내었다

.

유해중금속중에서김은

Pb

가장농축하였으

,

다음으로

Cr, Cd

순이었다

(P<0.05).

또한시료에서중금 농축량은배양기간이연장될수록증가하는경향을나타내었

.

그러나장기간배양을하면조직에부정적영향이미치

,

또한시험

3

후에는

Pb

제외하고는변화가없어 실험에있어서

3

동안농축시킨시료를중금속제거시험을 위한시료로사용하였다

.

중금속함유해수에서

3

일간배양하 였을중금속농도는시료건조중량

Pb (117.79 μg/g), Cr (33.53 μg/g), Cd (10.54 μg/g)

순으로높았다

.

이들함량은

Mok et al. (2005)

보고한우리나라에서생산된중의유해 중금속

(Cd, Cr

Pb)

평균함량보다각각

6.6

, 47.9

378

높은값이었다

.

또한

,

유해중금속이 김의세포내로농축되어있는지아니

조체 외부에부착되어 있는지를 알아보기 위하여

3

일간 중금속을 농축시킨김을여과해수에

30

침지시킨것과 이온수를 이용하여 금속킬레이트제인

0.1 mM EDTA

조한 용액에

10

분간침지시킨 것의 중금속농도를비교하였

(Table 1).

김은

Cd (47.1±6.2 μg/g), Cr (35.2±8.6 μg/g)

Pb (197.2±46.9 μg/g)

각각농축하였으며

,

해수

0.1 mM EDTA

용액에 침지한후에는

Cd

각각

48.2±5.9

44.4±6.0 μg/g, Cr

각각

38.6±9.4

32.2±8.8 μg/g,

그리

Pb

각각

188.1±42.0

188.1±52.4 μg/g

이었다

.

이상의

결과유해중금속을농축한김은해수

EDTA

용액에침지한

후에도대조구와유의한차이를나타내지않아

,

이들중금속을 김의세포내로농축되는것으로확인되었다

.

산 처리에 의한 김의 유해 중금속 제거 효과

유해중금속이농축된김을구연산

,

염산질산을사용하여

pH 2.0-4.0

으로조정한해수에

1:30 (w/v)

비율로첨가하여 험한결과를

Fig. 2, 3, 4

나타내었다

.

이때

,

유해중금속들의 제거효과는사용한산의종류에관계없이카드뮴이가장

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

H ea vy m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

Fig. 3. Removal rate of heavy metals in laver Pyropia sp. using hydrochloric acid.

(5)

목종수

손광태

이태식

이가정

정연중

김지회

560

거되었으며

,

다음으로

,

크롬순이었다

.

처리시간에따라서는 금속원소에서초기

10

분에많은양이제거되고

,

이후에는 제거효과가낮았다

.

그리고처리액의

pH

따라서는카드뮴과 납은

pH

낮을수록제거율이증가하는경향을나타내었으며

,

크롬은

pH 2.5

에서가장높은제거율을보였다

.

그러나

pH 2.0

에서처리하였을구연산과질산처리구에서는

20

,

염산 리구에서는

10

후에조체가약간변색되는경향을나타내었

.

따라서김은

pH 2.5

에서

10

정도처리하는것이가장 람직할것으로생각되었으며

,

유해중금속의제거율 산의종류에따라약간차이는있으나

Cd (68.7-81.6%), Pb (57.7-67.0%), Cr (31.9-49.4%)

순이었다

.

한편

,

우리나라식품의약품안전처

(KMFDS, 2016)

에서는 에서

Cd

오염이우려되어

(

조미김포함

)

대한

Cd

기준을

0.3 μg/g (

생물기준

,

건물중량으로환산하면

3.03 μg/g

Table 2. Change of mineral concentrations in laver Pyropia sp. samples by soaking times in pH 2.5 seawater adjusted by citric acid

Mineral Mineral concentration (μg/g dry weight)

0 min 5 min 10 min 20 min 30 min

Ca 1,016±221 904±7 897±31 898±55 948±10

Cu 6.0±0.4 5.0±0.3 4.4±0.3 4.0±0.4 3.6±0.1

Fe 289±11 244±4 237±8 224±7 228±14

Mg 2,995±326 2,987±445 2,806±285 2,712±169 2,793±363

Mn 125±13 105±11 99.2±11.7 84.3±13.2 81.8±7.3

Zn 31.6±0.7 26.4±0.9 22.5±0.2 20.9±1.5 21.1±0.5

1Mean value±SD.

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

H ea vy m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

Fig. 4. Removal rate of heavy metals in laver Pyropia sp. using nitric acid.

(6)

산 처리에 의한 김의 유해 중금속(Cd, Cr, Pb) 제거 효과

561

)

으로설정하였다

.

또한

, Mok et al. (2005)

보고에의하면

Cd

주요식용해조류인

,

미역

,

다시마파래중에김에서 가장높게검출되며

,

중에서도이들유해중금속

Cd

높게검출된다고하였다

.

우리나라김의

Cd

평균함량은 리나라기준치를초과하지는않지만

,

시료에따라편차가크므

이에대한관리적절한제어기술이필요하다

. Hwang et al. (2007)

보고에의하면우리나라에서생산된중의

Cd

함량은건물기준으로

4.422 μg/g

으로이는우리나라기준치

3.03 μg/g

보다높았으나

,

김을유기산인구연산으로처리 한다고가정할경우

Cd

함량은

0.8144 μg/g

으로저하될

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

H ea vy m et al (% )

Time (min)

pH 2.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 2.5 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 3.0 Cd Cr Pb

0 25 50 75 100

0 10 20 30

He av y m et al (% )

Time (min)

pH 4.0 Cd Cr Pb

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Citric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

0 10 20 30 40 50 60

253 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Hydrochloric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

0 10 20 30 40 50 60

340 n m

Time (min)

Nitric acid

2.0 2.5

3.0 4.0

Fig. 5. Absorbance change of seawater during eliminating heavy metals in laver Pyropia sp. samples using citric acid, hydrochloric acid, and nitric acid.

(7)

목종수

손광태

이태식

이가정

정연중

김지회

562

으로추정된다

.

이상의결과

,

김에축적된중금속은처리에사용하는산의 류에관계없이낮은

pH

에서효과적으로제거되어유기산

(

구연

)

사용하면식품에도적용이가능할것으로판단되었다

. 산 처리에 의한 김의 품질변화

김에농축된유해중금속을제거하기위하여산으로처리할 조체의품질변화지표로서처리액의흡광도

(253

340 nm)

변화를측정하였다

(Fig. 5).

사전시험에서처리중에김은 리액중으로미량의물질들이유출되었으며

,

흡광도측정결과

253

340 nm

에서가장높은값을나타내어이들값을지표

선정하였다

.

세포내용물의유출을나타내는처리액의 광도는모든처리조건에서

20

분까지는거의변화가없었으나

,

이후증가하는경향을나타내었으며산의종류에관계없이

pH

낮은처리구일수록경향은뚜렷하였다

.

특히염산 리액은구연산이나질산처리액보다높은흡광도값을나타 내어염산이다른보다많은세포내용물을유출시키는 으로판단되었다

.

또한

,

김의클로로필농도변화는처리 조구가건조중량

2,200 μg/g

이었으며

,

클로로필함량은

산의종류에관계없이

pH 2.0

으로조정된해수에서처리하였

때에는시간경과에따라다소감소하는경향이었으나

,

외의시험구에서는

30

분까지처리하여도거의변화가없었다

(

결과미제시

).

이상의결과

,

품질변화지표로사용된유출되는세포내용물

함량은

pH 2.5

이상에서는처리시간

20

분까지거의변화가

었다

.

따라서산에의하여중금속을제거할때에는품질변화를

고려하여

pH 2.5

에서

10

이내로처리하면안정할것으로

단되었다

.

특히

,

김은구연산처리에의하여엽체가부드러워지 것을확인할있어

,

마른김을제조하기위하여

2–5

시간 구되는숙성시간을단축시킬있을것으로사료되었다

. 구연산 최적 처리조건에서 김의 주요 미네랄성분 변화

김의산처리최적조건으로나타난구연산

pH 2.5

조정한

해수에서 처리시간에 따른주요 미네랄성분 변화를측정하

였다

(Table 2).

구연산을처리하지않은대조구의주요미네랄

성분의함량은건조중량으로

Ca 1,016, Cu 6.0, Fe 289, Mg 2,995, Mn 125, Zn 31.6 μg/g

이었다

. Mg

Ca

구연산처리 시간

30

분까지그다지변화하지않았으나

, Cu, Fe, Mn

Zn

시간이경과할수록감소하는경향을보였다

.

그리고최적처리 시간인

10

이내에는

Mg 6%, Ca 12%, Fe 18%, Mn 20%, Cu

27%, Zn 29%

감소하여대체로김에많이함유되어있는

네랄성분일수록감소율은낮은경향을나타내었다

.

한편

,

김의 경우자연해수에

30

분간처리하였을

5%

내외의미네랄 성분감소가일어나는것으로나타났다

(

결과미제시

).

Kim et al. (2005)

해수중에생활하는해조류는해수중에 존재하고있는미량금속을생육에필요한만큼흡수하여이용 하기때문에해수중에많이존재하는

Na, Mg, Ca, K

등을적게

농축한다고보고하였다

.

반면

,

해수중에적게존재하는미량금 속은많이농축한다고하였다

.

우리의결과에서도해수에많이 들어있는미네랄성분인마그네슘의김에서제거율이가장 나타나해수에많이들어있는성분일수록적게제거되는 으로판단되며

,

해수에거의없는농축된유해중금속의제거율 이들보다높은것은이것에기인하는것으로추정된다

.

사 사

논문은

2016

년도 국립수산과학원 수산과학연구사업

(R2016059)

지원으로수행된연구이며연구비지원에감사

드립니다

.

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수치

Fig. 1. Accumulation of heavy metals in laver Pyropia sp. during  incubation in seawater including Cd, Cr, and Pb
Fig. 2. Removal rate of heavy metals in laver Pyropia sp. using citric acid.
Fig. 3. Removal rate of heavy metals in laver Pyropia sp. using hydrochloric acid.
Fig. 4. Removal rate of heavy metals in laver Pyropia sp. using nitric acid.
+2

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