호텔조리전공

신한대학교 식품조리과학부 호텔조리전공

식품위생학 및 법규

Chapter 11

2

1. 금속의 분류

2. 금속의 인체이행경로 및 축적

3. 금속의 독성과 특징

금속

필수 금속

유해

반금속 금속

1. 금속의 분류

• 미량원소

• Co, Cr, Cu, F, Fe, Mo, Se, Sn, Zn

• 저농도에서 생물학적 독성

• 비중4 이상의중금속류, 반금속As 포함

• Cd, Cu, Cr, Hg, Pb, Sb, Se,

Sn, Zn

• 금속과 비금속의

중간 성질

• 영양학적, 생물학적 측면에서 조직의 건전한 생리기능 유지에 필수적인 원소

• 한계농도를 넘으면 생리적으로 자극적 작용이나 독작 용을 유발

• F, Se, Sn, Zn 등은 유효성과 독성이 공존하므로 양적 조절의 고려가 필요

미량원소

• 일반적으로 중금속류(비중4 이상)에 반금속(As)을 포함 하여 유해금속이라 함

• 수은(미나마타병), 카드뮴(이타이이타이병), 비소(분유 사건), 납(일반적오염의지표) 등이 대표적

유해금속

1. 금속의 분류

1. 금속의 인체이행경로

유해금속 환경(공기)

음식물 사람

•광산종사자등의 호흡기, 피부

•입자가 작을수록 축적이 빠르며 유해물질의 농도가 높을수록 축적양이 증가

환경(공기)를 통한 이행

•체내 소화기계를 거쳐 작은분자가 된 수용성 혹은 지용성 물 질과 함께흡수

•주로 장관에서 간,혈액으로 이행하여 체내 순환

•조직·기관 축적

•일부는 분변, 일부는 신장에서 여과, 세뇨관에서 흡수, 소변으 로 배설

•간에서는 시스틴이나 글루쿠론산과 결합하여 일부 무독화 음식물을 통한 이행

1. 금속의 인체이행경로

• 생육지의 물이나 토양으로부터 부착, 흡수

식물

• 동물에 이행된 유해 금속이 고기, 유즙, 알 등을 통해서 인체로 이행

동물

• 수중의 유해물질

• 식물성플랑크톤–동물성플랑크톤–소형어류–대형어류

• 각 단계에서의 생물농축, 최종적으로 수 만배를 넘는 예 가 많음

어패류

1. 금속의 인체이행경로

2. 금속의 체내 축적

• 유해 금속의 이행은 먹이사슬을 통해 이루어지기 때문에 생 물체에 농축현상이 일어나며 인체로의 섭취 시 농도가 가장 높음

• 체내에서 금속의 축적은 간장이나 신장 등 특정한 기관에서 이뤄짐

생물농축(Biomagnification)

금속류 표적장기 금속류 표적장기

카드뮴 폐, 신장, 간 무기수은 신장

납 조혈계, 중추신경계, 신장

페닐수은 신장

4-에틸납 중추신경계 메틸수은 중추신경계

메톡시에틸수은 신장

수은증기 중추∙말초신경계, 신장

2. 금속의 체내 축적

• 신장 단백질에는 수은과 결합하기 쉬운 –SH기를 많이 함유되어 많이 농축

• 모발 단백질인 케라틴에도 –SH기가 많아 수은이 고정되며 체외로 배출

수은의 축적

• 체내에 들어온 원소가 배설되어 반으로 감소되는 시간

• 중금속은 체내배설이 아주 느려서 지속적으로 노출될 경우 체내에 축적

• 성별, 연령, 노출시간, 개인의 감수성, 체내 대사 특성에 따라 차이 있음

생물학적반감기(biologicalhalf-time)

금속류 신체부위 생물학적 반감기

무기수은 전신 29-60일

메틸수은 전신 70일

수은증기 뇌 수년

카드뮴 신장 17.6~33년

납 뼈 10-20년

3. 유해금속오염 예방 규제

• 중금속에 대한 섭취허용량 설정, 권고

국제식품규격

• 식품공전에서 일반식품 중 중금속을 비롯한 금속성분 규격 규정 예) 설탕규격중납(mg/kg)의 규격: 백설탕 0.5이하, 갈색 설탕 1.0이하, 기타설탕 1.0이하

식품위생법

• 농작물과 수산물의 금속오염 예방

토양이나

수역 오염

기준 설정

1. 비소(As, Arsenic)

1900년

• 영국, 비소함유(15ppm) 맥주로 인한 중독사고

• 맥주 발효원료인 포도당이 비소에 오염

• 7,000여명의 환자와 70여명의 사망자 1955년

1955년

• 일본, 비소(As2O3) 함유 조제분유 중독사고

• 12,131명의중독환자발생, 130명 사망

광복이후

• •우리나라와 일본, 산분해간장으로 인한 중독사고

1. 비소(As)

• 회색의 금속 광택, 농약, 제초제, 살충제의 재료, 합금원료

• 체내에서 3가비소(아비산)가 5가비소(비산)로 가역적으로 산화됨.

• 무기비소는 메틸화하여 메틸비산(methylarsenicacid, CH3As2O2H)과 디메틸비산(d imethylarsenicacid, (CH3)2As2O2H)으로됨

구조적특징

• 비소는 생체내의 –SH기를 가진 효소작용을 저해하여 세포 호흡장해 유발

• 체내에서 주로뼈(비산칼륨의 형태로 존재), 모발, 손톱, 발톱(-SH기와결합)에 축적

작용상 특징

• 대부분은 소변으로 배설

• 6시간 내에 최대로 배설되고 24시간 내에 25% 정도, 7일 내에 75% 정도 배설

배출

1. 비소(As)

• 아비산(삼산화비소, As2O3)이 강함. 역사적으로 사람을 독살하는 데 사용

• 삼산화비소의 중독량: 5~50mg/70kg

• 삼산화비소의 치사량: 100~300mg/70kg

독성

• 심핚구토와 설사, 근육경직, 안면부종, 심장장애, 단백뇨, 혈뇨, 무뇨

급성중독

• 영양장애, 쇠약, 피로, 신경염등의 신경 증상, 국소수종, 흑색증(melanosis), 손톱에 황초 백선(Mee’s line, 백색의 가로선), 감각이상, 암 등

만성중독

치사율 전신 독성

면역 독성

신경 독성

생식/발 생독성

유전 독성

발암성

O O - O O O O

1. 비소(As)

• 식품공전

• 캡슐류: 1.5mg/kg 이하, 제제소금, 정제소금, 가공소 금 등 0.5mg/kg이하

• 기구 및 용기, 포장의 기준, 규격(식품위생법)

• 셀로판, 종이제, 가공지제, 목재류, 전분제: 0.1mg/L 이하

• 깊이가 2.5cm 이상인 옹기류: 0.5mg/L 이하로 규정

• 먹는 물 수질기준(먹는 물 관리법): 0.05mg/L 이하

국내기준

2. 카드뮴(Cd, Cadmium)

• 자연계에 존재하는 금속의 하나로 푸른 빛을 띤 은백 색의 금속

• 지각 중 카드뮴농도는 0.1~0.5ppm 수준임

• 지표수나 지하수에 다른 무기, 유기물질과 이온 복합 체를 이루거나 수화된 이온 형태로 존재

• 아연, 납, 구리생산의 부산물로 추출 되며, 재활용 배 터리 등에서 추출 되기도 함

• 1980년대 이래 배터리 제조에 사용되는 양이 점차 증 가하여 전체 카드뮴의 83%가 Ni-Cd 배터리 제조에 사용

자연계 분포 형태 및 용도

2. 카드뮴(Cd, Cadmium)

• 카드뮴은 일본의 도야마현 진즈강 상류에서 발생한 이타이이타이병의 원인 물질

• 1946년부터 전신이 쑤시고 아프며 기침만해도 뼈가 부스러지거나 변형이 일어나는 환자 발생

• 이 지역은 광석을 채광하여 아연,납,카드뮴을 제련 하는 금속 광업소가 있었으며 환자 대부분은 이 지 역에 20년 이상 거주환자로 진즈강의 물을 음용 하 고, 쌀과 채소 등의 농작물 섭취

• 1968년 일본 후 생성은 이타이이타이병이 카드뮴의 만성중독에 의한 신장장애, 골연화증 등이 발생한 것으로 발표

카드뮴중독사건

2. 카드뮴(Cd, Cadmium)

• 3mg/70kg으로 일어남

• 오심, 위통, 구토, 설사 등

• 두통, 금속성 맛, 근육통, 복통, 착색뇨, 체중감소 등

• 간과 신장 기능장해

급성중독

• 신장장해, 골격계장애, 호흡기질환 및 심혈관계 장애 등을 일으킴

• 이타이이타이병에서는 대퇴 등, 요통, 보행곤란(동요성 보행, 뒤뚱걸음, waddi ng gait), 골절, 남성에서 환자가 적은 반면 경산부 등에 많음

만성중독

치사율 전신 독성

면역 독성

신경 독성

생식/발생 독성

유전 독성

발암성

O O - △ △ O O

2. 카드뮴(Cd, Cadmium)

2. 카드뮴(Cd, Cadmium)

• 식품공전(2010)

• 재질기준: 100 mg/kg(합성수지젗/고무젗/젂분젗)

• 용출기준: 0.1 μg/L(금속젗), 유리젗등은용량에따라다름(2008.12)

• 쌀·엽채류0.2 mg/kg, 콩류·근채류0.1mg/kg, 육류0.05 mg/kg

• 수질환경기준(환경정책기본법) 0.01mg/L 이하

• 먹는 물수 질기준(먹는 물 관리법) 0.01mg/L 이하 규격 기준 및 규제

규격기준 및 규제

식품 기준(mg/kg) 식품 기준(mg/kg)

연체류, 패류(생물기준) 2.0 배추, 시금치 0.2

쌀(현미 제외) 0.2 과실/채소류음료, 탄산

음료류, 기타음료

0.1

옥수수, 대두, 팥, 고구 마, 감자, 무, 당근, 마늘

0.1 식염(재제, 가공, 정제,

태움/용융, 천일염)

0.5

파, 부추 0.05 쇠고기, 돼지고기 0.05

국내 식품별 카드뮴 기준

2. 카드뮴(Cd, Cadmium)

• 카드뮴은 담뱃잎에 축적

• 미국 성인 평균 혈중 카드뮴 수준 0.47μg/L, 흡 연자1.58μg/L

금연

• 보호장비와 위생관리 습관으로 직업적 노출 감소

작업위생습관

• 지역 하천 또는 수로에서 잡은 어류, 갑각류 섭취 주의

• 계기물 매립지에는 가까이 가지 않아야 함

카드뮴 오염 지역 및 식품 주의

• 니켈-카드뮴배터리의 적절한 폐기 및 재활용

• 오래된 페인트 및 코팅의 적절한 폐기

카드뮴 함유 제품 의 적절한 폐기

카드뮴 피해 감소를 위한 권고사항

3. 수은(Hg, Mercury)

• 환경 중에 여러형태로 존재

• 금속 수은-반짝이는 은백색의 금속, 상온에서 액체 상태로 존재

• 무기수은-염소, 황, 산소 등의 원소와 결합, 승홍(HgCl2), 감홍(HgC l)

• 유기수은-수은이 탄소와 결합하여 형성된 화합물, 가장 흔한 유기 수은은 메틸수은

• 환경에 존재하는 메틸수은은 주로 미생물에 의해 생산

• 민물 또는 바다생선, 포유동물에 축적 되는 것은 주로 메틸수은임

자연계 분포 형태 및 용도

3. 수은(Hg, Mercury)

• 일본화학기업이 1932년부터 미나마타해안에 메틸수은이 섞인 폐수를 흘려 보낸 것이 원인 된 공해병으로 언어장애, 경련, 정신착란 증세 보임.

• 1968년일본정부가 이 병을 인정하였으나 배상에 관한 문제가 남아 있었음.

• 일본 미나마타병 피해보상 39년만에 극적타결 전망(한국일보, 1995.6.5.)

• 미나마타병 환자 2,000명, 52년만에 배상 받았지만…(한겨레, 2010.3.30.)

미나마타병(일본) 발생

• •FDA자문위"임싞여성, 참치섭취삼가야"…수은오염위험높아(국민일보, 2002 .7.27)

• •‚냉동참치회섭취줄여라‛임산부·어린이에권고(국민일보, 2003.7.15)

• •DHA풍부두뇌발달OK..수은함유량높아안젂NO..'참치딜레마' 풀수없나(경향 싞문, 2006.5.10)

• •임산부의참치섭취량(통조림1~2개/1주일)젗핚핛것을권함.

참치의 수은 유해성 논란

3. 수은(Hg, Mercury)

• 수은의 독성은 유기수은이 심하며 특히 메틸수은의 독성이 강함

• 메틸수은은 지질친화성이 커 소화관과 폐에 흡수되어 중추신경계 등에 축 적

• 생물학적 반감기 약 70일

• 무기수은과 페닐수은의 표적장기: 신장(집합관)

체내흡수

• 대변과 소변으로 배설되며, 미량은 피부, 땀, 침 등으로배설

• 수은에 노출 직후에는 날숨으로도 배설

• 소변과 모발은 수은에의 노출을 판정하는 좋은 지표

• •모발의 경우 임상증상이 발현 되는 양은 50ppm 이상

배출

3. 수은(Hg, Mercury)

• 중독량: 5mg/70kg, 치사량: 150~300mg/70kg 중독량과 치사량

• 구내염, 근육진전, 정신증상 등 급성중독

• 사지신경마비, 언어장애, 난청, 어지러움, 연하곤란, 사망 등

• 미나마타병 환자중에는 손이 마비되어 뒤틀린 사람, 임산부의 경우 선천적 장애아가 태어나는 등의 현상 발생

만성중독

치사율 전신 독성

면역 독성

신경 독성

생식/발생 독성

유전 독성

발암성

O O △ O O O △

3. 수은(Hg, Mercury)

• 해산어패류(연체류포함)와 담수어의 총 수은 0.5mg/kg 이하

• 메틸수은은 심해성 어류, 다 랑어류, 새치류에 한하여 1.0 mg/kg 이하

식약처, 식품공전(2010)

4. 납(Pb, Lead)

• 중국산김치는 ‘납’김치?(KBS, 2005.9.25)

• 중국산 김치 납 함유량 국산의 3배(SBS, 2005.9.25)

• 당시 국내에서 판매되고 있던 김치를 수거하여 검사한 결과 59개제품 중 검출되지 않은 제품이 38개, 검출 된 김치에서 도 국제 허용기준보다1/25 낮게 나타났으나 소비자 불안감 증가

중국산 납 김치 사건

• 2000년 8월 중국산 꽃게의 무게를 늘리기 위해 납덩어리를 넣은 사건발생

• 중국산 납 꽃게 전량폐기

• 결과적으로 한-중 수산물 위생관리에 관한 협정체결

납 꽃게 사건

4. 납(Pb, Lead)

• 금속 중 비중이 크고 녹는점이 낮은 푸른 회색을 띄는 금속

• 지구의 표층인 지각에 다른원소와 결합한 화합물형태로 발견

• 공기나 물에 의해 쉽게 부식되지 않음

• 납 및 납 합금은 파이프, 축전지, 탄약, 케이블커버, 방사능 차폐물 제조 등 사용

• 페인트안료, 염색약, 도자기유약, 코크 제조에도 사용

특성 및 용도

• 수도관으로부터 용출하는 납, 연판의 접촉으로 인한 납중독, 유약이나 통조림등에서의 땜납(납과 주석의 합금)으로 인한 용출

• 인체섭취량의 60%는 음식물에서 유래하며 체내흡수율은 6~10% 정도

• 일반인이 체내에 흡수하는 납은 1일 약 100~350ug로 추정

• 미국 FDA에서는 1988년 어린이의 납 섭취수준을 100ug/day 미만으로 감 소 프로그램을 진행 시킴

납의 용출 및 오염

4. 납(Pb, Lead)

납

무기납 소화기, 호흡기 유기납 피부

• 빠르게 교환될 수 있는 납 혈액·연부조

직

• 교환성이 중간 정도 피부∙근육

• 안정한 상태 뼈

• 혈액에서는 납의 90% 이상이 적혈구에 결합하여 체내흡수 된 납의 지표가 됨

• 혈액에서는 빨리 제거 되어 체내 축적양을 반영하지는 못하고 흡수 된 양만 나타 냄

• 흡수가 증가하면 혈색소량과 적혈구수가 줄어 들고 적혈구의 수명을 단축시키며 망상적혈구(reticulocyte, 미성숙적혈구) 수 증가

• 소화기로 들어 온 납은 대변으로 배설되지만 납의 생물학적 반감기가 길기 때문 에 체내에 장기간 축적

• 납의 반감기: 혈액/1개월, 뼈/약20년

납의 작용상 특징

4. 납(Pb, Lead)

• 사람에서 중독량이 1~5mg/70kg, 특히 비산 납의 독성이 강함

중독량

• 구토 및 복통, 신장장애 및 모세혈관 마비 등

급성 중독

• 권태감, 피부, 치아의 장해, 근육마비등

만성 중독

• δ-아미노레불린산증가(소변)

• 코르프로포르피린농도(소변)

• δ–아미노페불린산탈수소효소변화(적혈구)

• 징크프로토포르피린변화(적혈구)

납중독 지표

치사율 전신 독성

면역 독성

신경 독성

생식/발생 독성

유전 독성

발암성

O O - O O O △

4. 납(Pb, Lead)

• 재질기준: 100mg/kg (합성 수지제/고무제/전분제)

• 용출기준: 1.0mg/L(일반), 0.

4mg/L(금속제), 유리제 등 용량에 따라 다름

식약처, 식품공전(2010)

4. 납(Pb, Lead)

식품을 통한 납 섭취량 및 기여율

식품군 섭취량(mg/day) 기여율(%)

곡류 0.0006

감자류 및 전분류 0.0006

당류 및 그 제품 0.0000

두류 및 그 제품 0.0000

종실류 및 견과류 0.0000

채소류 0.0013

과일류 0.0004

육류 0.0002

난류 0.0000

어패류 0.0021

해조류 0.0000

유류 및 낙농제품 0.0000

유지류 0.0004

음료 및 주류 0.0010

조미료류 0.0001

합계 0.0067

4. 납(Pb, Lead)

• 유약처리가 완전하지 않는 도자기류에 식품을 조리하거나 음식을 담지 않도록 주의

• 어린이들이 더럽거나 페인트를 칠한 물건을 입에 넣지 않도 록 주의

• 집안, 바닥과 창틀 등 깨끗이 청소

• 고무젖꼭지, 장난감, 천으로 만든 인형 등의 정기적 세척

• 식사나 잠자기 젂에 손씻기

• 납의 오염으로부터 환경을 깨끗하게 지키는 것이 납 섭취를 줄이는 지름길임

납의 섭취를 줄이기 위한 방법

5. 셀레늄(Se, Selenium)

• 비타민-무기질 과다 섭취하면 ‘독’(2007.5.24. 동아일보)

• 농산물 셀레늄 남용 해롭다. 과다 첨가 많아…피부질환, 탈모유발(2006.3.2 8.경향신문)

셀레늄 국내 보도 사례

• 지구 표면의 토양에 셀레늄이 평균 0.05~0.09ppm 함유

• 주로 중금속의 황화물 광석에서 발견

• 알칼리성 토양에서 수용성 셀레늄산염으로 존재하여 식물에 이용

• 여러 무기, 유기화합물의 형태로 존재

• 전자기기(광전지, 반도체등), 도자기 및유 리, 철, 사진장비, 화학촉매, 비듬 방지샴푸, 비타민 및 미네랄 보조제, 곰팡이 제거제 등에 사용

정의 및 용도

5. 셀레늄(Se, Selenium)

• 생체 내에서 과산화 지질 분해 제거, 심근 퇴행성질환, 심장기능 향상, 중금속 해독 및 인체 신진대사에 중요한 기능을 함

• 수은의 독성을 완화

셀레늄의 기능

• 케샨병(Keshandisease; 중국3대풍토병)

• 피로, 심부전증, 심계항진, 심폐기능저하, 심장병, 출혈성 심장쇠약등

• 카신벡병(kashin-Beck disease)

• 풍토 성골관절병증으로 아토피, 무릎관절 손상 및 변형, 경직, 골관절손상, 성 장발육억제 등 어린이에게서 많이 발생

• 점액 수종성 크레틴병 발생

• 갑상선 기능 저하증의 경우 셀레늄 부족은 요오드 부족위험을 더욱 증가시킴

• 셀레늄의 조효소(iodothyroninedeiodinases)가 T4(thyroxine)를 생리적 활성형 인 T3(triiodothyronine)로 전환하는 데 필요함

셀레늄 결핍증

5. 셀레늄(Se, Selenium)

• 셀레늄을 다량 섭취함으로서 나타나는 중독증으로 운동실조,

• 호흡곤란의 증상을 보임

중독량

• 5mg/70kg

급성 중독

• 신경과민증, 건강장애

만성 중독

• δ-아미노레불린산증가(소변)

• 코르프로포르피린농도(소변)

• δ–아미노페불린산탈수소효소변화(적혈구)

• 징크프로토포르피린변화(적혈구)

• 창백증, 피부염

납중독 지표

치사율 전신 독성

면역 독성

신경 독성

생식/발생 독성

유전 독성

발암성

O O - O - O -

5. 셀레늄(Se, Selenium)

• 용출기준: 어린이가 입에 넣어 사용한 의도로 제작된공산 품의 경우500mg/kg(2008, 공산품안전관리법)

• 식수기준: 0.01mg/L 이하(2010, 먹는 물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙)

• 건강기능식품 기준 및 규격: 15~135μg(2010년) 셀레늄 국내 기준

• 한국영양협회, 한국인영양권장량 8차개정(2005) 영양섭취기준

구분 섭취량 구분 섭취량

평균 필요량 42ug/일 임산부 54ug/일

권장 섭취량 50ug/일 수유부 61ug/일

상한 섭취량 400ug/일

6. 구리(Cu, Copper)

• 구리를 함유 한 조리기구 또는 식기의 녹청이 식품에 혼입

• 채소∙과일류의 저장식품에 황산구리 등이 착색제로 과량 또는 오용된 경우

• 잔류농약 오염사례

오염사례

• 사람의중독량: 250~500mg/70kg

• 급성중독증상: 구토, 설사, 두통등

• 만성중독증상: 혈성중독에 의한 간장, 신장장애등중독

중독

7. 주석(Sn, tin)

• 통조림 캔에서, 특히 내용물이 산성식품인 경우에 유출 될 수 있음

• 용기 개봉 후 방치하면 용출양 증가하여 300~500ppm도달, 설사 원인

오염사례

• 중독량(Sn2+, 사람) : 2g/70kg 정도

• 증상: 구토, 설사, 복통, 두통, 권태감 등 중독

중독

• 통·병조림: 150mg/kg,

• 액상차, 액상캔커피, 과일/채소음료, 탄산음료, 인삼/홍삼음료, 기타음료(

캔): 150mg/kg

국내기준(식품공전, 2010)

치사율 전신 독성

면역 독성

신경 독성

생식/발생 독성

유전 독성

발암성

O O O O O △ -