농약 잔류 분석 따라하기 1편. 검체 채취 지난 2019년 PLS제도가 시행되면서 농약 안전 사용에 대한 기준이 더욱 강화됐는데요. 이에 따라 농촌진흥청과 각 지역 농업기술센터에서는 유통 전 농작물에 혹시 남아 있을지 모르는 잔류 농약 분석을 통해 안전하고 건강한 농산물 공급에 최선의 노력을 다하고 있습니다. 믿을 수 있는 농산물 생산과 유통으로 우리 농산물의 경쟁력을 높이고, 농촌을 살리는 농약 잔류 분석! 과연 어떤 과정을 거쳐 진행되는지 지금 만나봅니다. 먼저 잔류농약 분석을 위해서는 시료를 채취해야 하는데요. 가. 시료 채취 농산물의 잔류농약 분석을 희망하는 농가는 시료 채취 시기와 방법에 대해 시군농업기술센터 안전분석실에 문의하는 것이 좋습니다. 일반적으로 시료채취 시기는 재배하고 있는 농산물의 경우 수확 예정 10일 전, 저장하고 있는 농산물의 경우 출하 예정 10일 전, 그리고 토양 등의 시료는 분석 결과를 확인하고 조치할 기간을 고려해 시료를 채취합니다. 시료채취 방법은 대상 모집단의 대표성이 확보될 수 있도록 최소 6개소 이상의 수거 지점(대상)을 무작위로 선정하며, 생산단계는 작물 재배지 형태를 감안해 Z자형 또는 W자형으로 구분해 수거 지점을 선정하고, 저장단계는 포장 단량, 적재 상태 등을 고려해 수거 지점(대상)을 선정합니다. 잔류농약 분석을 위한 시료 수거량은 농산물 종류에 따라 다른데요. 화면에 표를 참고해 수거하고, 완두콩과 같은 두류는 콩깍지를 제거했을 때 500g 이상, 건조 농산물은 품목별로 달라 사전에 문의해야 합니다. 검량선 작성 방법 중 매질보정검량선 작성을 위해서는 농약이 처리되지 않은 무농약 검체의 채취도 중요한데요. 이때는 교차오염이 발생하지 않도록 하나의 대표 검체마다 별개로 채취해 상호오염을 차단해야 합니다. 채취한 검체는 손상이 없도록 포장하고, 딸기, 토마토 등과 같이 손상되기 쉬운 검체는 원형이 유지되도록 적절한 용기나 포장법을 사용합니다. 또한, 채취한 검체는 즉시 분석실험실로 운송하고, 24시간 안에 운송이 어려울 때는 변화를 최소화하기 위해 냉동 처리 후 운반해야 합니다. 2편. 시료 전처리 생산단계 농산물 중 잔류 농약 검사항목은 463종으로 다성분 시험을 위한 시료 전처리 작업은 다음과 같은 방법으로 진행되는데요. 가. 준비물 먼저, 채취환 농산물의 잔류농약을 검사하기 위해서 진탕기, 균질기, 원심분리, 저울, 멤브레인 필터가 연결된 주사기 등이 필요하고 시약으로는 캐쳐스 추출시약, d-SPE(dispersive-SPE) 정제시약, 추출용매인 아세토나이트릴이 필요합니다. 또한, 잔류농약의 검량선을 만들기 위한 표준용액도 준비해야 합니다. 나. 표준원액 및 표준용액 조제 준비가 끝나면 가루 형태의 농약 표준물질을 유기용매에 녹여 표준원액을 조제하거나 용매에 녹아있는 표준원액은 적당한 농도로 희석해 표준용액을 제조합니다. 다. 시료 준비 준비한 검체는 전처리해 잔류 분석용 검체로 조제하는데요. 잔류 농약 분석을 위한 검체 채취와 전처리 방법은 농산물 종류에 따라 다릅니다. 따라서 화면의 표를 참고해 처리해주는데요. 농산물은 1kg, 건조채소나 침출차 등은 0.3kg 전량을 혼합 분쇄해 균질화한 다음 시료로 사용합니다. 이후 균질화한 시료 10g을 정확하게 달아 50ml 원심 분리관에 담고 무게를 기록하는데요. 곡류와 두류와 같이 수분이 부족한 시료의 경우에는 균질화한 시료 5g을 정밀하게 단 다음 증류수 5ml를 넣고 30분간 방치한 다음 사용합니다. 라. 시험용액의 조제(추출) 무게 측정이 끝난 시료는 잔류농약의 추출을 위해 아세토니트릴 10ml를 넣고 혼합기로 1분간 흔들어 섞은 다음, 추출시약을 넣어 다시 1분간 진탕기로 강하게 섞어줍니다. 이후 4℃, 4,000G에서 10분간 원심분리해 층을 분리합니다. 마. 시험용액 정제 및 여과 원심분리기에서 꺼낸 용액은 두 개의 층으로 분리돼 있는데요. 두 층의 아래는 시료에 존재하는 수분이고, 상층에는 유기용매로 사용된 아세토나이트릴입니다. 이중 상층액 1ml를 뽑아내 미리 정제 시약을 넣어 둔 2ml 원심분리관에 담아줌으로써 정제를 할 수 있는데요. 여기서 주목해야 할 점은 다양한 정제 시약이 활용될 수 있다는 것입니다. 캐쳐스시험법의 정제단계에서 일반적으로 약간의 색소, 당, 지질 등을 제거하는 PSA(1, 2차 아민)가 기본적으로 사용됩니다. 하지만 지방이나 엽록소 등을 풍부하게 함유한 농산물일 경우 더 깔끔한 정제를 위해 선택적으로 C18(씨-에이틴-지방제거), GCB(그라파이트 카본 블랙-엽록소 제거)을 함께 사용해 정제효율을 높일 수 있습니다. 다시 정제단계로 돌아와 추출이 담긴 정제용 원심분리관은 30초간 강하게 흔들어 섞은 다음 원심분리 등의 방법으로 다시 층을 분리하는데요. 이후 상층액을 0.2㎛ PTFE 멤브레인필터로 여과해 최종 시험용액을 만들고, 이 용액을 다시 바이알 2개로 나눠 담으면 시험용액 조제가 마무리됩니다. 바. 매질보정표준용액 조제 정확한 검사를 위해 시험용액 정제와 더불어 매질보정표준용액도 만들어야 하는데요. 이는 표준용액을 무처리 시료 추출물이 90% 이상이 되도록 혼합, 희석해 준비합니다. 여기서 무처리 시료 추출물이란 농약이 처리되지 않은 무농약 검체를 시험용액과 같은 방법으로 추출, 정제한 것을 말합니다. 3편. 잔류 농약 분석 농약 잔류분석 장비는 기체크로마토그래프와 액체크로마토그래프 질량분석기를 사용하는데요. 가. 분석 조건 조정 기체크로마토그래프 질량분석기로 분석할 때는 컬럼과 이동상 가스 및 유속, 주입부와 인터페이스 온도 등을 화면의 수치와 같이 조정해주고, 액체크로마토그래프 질량분석기는 컬럼과 컬럼 온도, 이온화, 이동상 유속 및 주입량, 이동상 등을 화면의 조건에 맞춰 분석하도록 합니다. 또, 물질별 질량분석기 분석 조건은 다음 표와 같은데요. 시험법에 대한 자세한 사항은 ‘식품의 기준 및 규격(제8.일반시험법 7.1.22. 다성분시험법-제2법)’을 참고해 진행합니다. 나. 기기 분석 분석 조건 조정이 끝나면 매질보정 표준용액과 전처리가 끝난 시험용액에 대해 기기 분석을 시행하는데요. 먼저, 검량선을 작성해 검량 곡선의 직선성이 0.98 이상인지 확인하고, 시험용액의 크로마토그래 피크와 표준용액 피크의 머무름시간이 일치하는지 살펴봅니다. 이후 질량분석기 결과를 확인해 매질보정 표준용액과 시험용액의 선구 이온과 생성 이온의 일치 여부를 확인한 다음, 생성 이온 간 반응 세기의 비율을 확인해 줍니다. 그리고 정성분석 결과가 일치하면 검량선에 의해 산출된 시험용액의 검출 농도와 시료량, 최종시험용액의 부피를 고려해 정량합니다. 다. 결과 판정 결과 판정은 결과값이 정량한계 0.01mg/kg 이상으로 검출되면 ‘식품의 기준 및 규격 별 농산물의 농약 잔류 허용 기준‘을 확인해 적합 또는 부적합 여부를 판정하는데요. 이때 정량한계 미만은 불검출로 처리합니다. 4편. 작업 시 주의사항 농약 잔류량 분석은 기기와 다양한 시약 등을 사용하는 작업으로 작업자의 안전과 정확한 분석을 위해서는 다음과 같은 사항에 주의해야 하는데요. 가. 실험실 먼저 실험실의 장비들은 온도와 습도에 민감합니다. 따라서 에어컨과 항온, 항습장치를 확보하고, 질소가스 발생기와 rough펌프에서 큰 소음이 발생하므로 소음 발생 장치는 별도 공간을 마련하여 설치합니다. 또, 분석을 위해서는 가스를 사용하게 되는데요. 안전사고에 대비해 가스 보관실은 건물 밖에 설치하는 것이 좋습니다. 나. 실험실 안전수칙 및 물질안전보건자료(MSDS) 숙지 실험자는 실험 전에 실험실에서 발생할 수 있는 잠재적인 위험을 미리 숙지해야 하는데요. 안전사고의 원인을 파악하고 항상 실험실 안전에 대해 방심하지 않는 것만으로도 실험실 사고를 최소화할 수 있습니다. 또한, 비상 응급 처치법과 소화전, 소화기, 누출 방어 장치와 같은 비상장비의 위치와 사용법을 미리 익히고, 실험실 내 모든 위험물질은 안전 표시를 해야 하는데요. 실험실에서 사용되는 안전 표시는 화면의 자료와 같습니다. 이 중 물질안전보건자료(MSDS, Material Safety Data Sheet)란 물질에 관한 여러 가지 정보를 담은 자료를 말하는데요. 여기에는 그 물질의 이름, 성분, 유해성, 위험성, 보관방법, 다룰 때 주의할 점, 필요한 보호구, 몸에 묻거나 먹었을 때 등의 응급조치 등 여러 가지 정보가 포함되며, 해당 물질의 취급에 안전한 작업 방법 및 보호구를 착용하고 작업을 하면 사고를 예방할 수 있습니다. 다. 시약 다음 잔류 농약 시험을 위한 시약 등급은 특급을 사용하고, 시약과 용매를 가지고 미리 시험을 해 사용한 시약의 방해 물질을 사전에 확인해야 합니다. 또, 물은 증류수 또는 이온교환수지로 정제된 물을 사용하고, 탈수제와 정제용 흡착제는 미량의 오염이 있을 수 있어 유기용매로 세척한 다음 사용하며, 표준품과 표준액의 보관 및 관리에도 주의해야 합니다. 라. 기구 실험 기구에 있어서는 스테인레스, 유리, 테프론 재질을 선택하고, 사용에 앞서 유기용매로 세척하며, 고무마개 또는 코르크 마개는 사용하지 않습니다. 또, 농약 표준품에 의해 시료에 오염이 자주 발생할 수 있어 실험복, 기구 등은 각별한 관리가 필요합니다. 잔류농약 분석은 전작물 처리 농약의 토양 잔류로 인한 후작물 전이, 비산 등에 의한 비의도적 오염 등에 사전 대응하고, 부적합 농산물의 출하 가능일 산출을 통해 농가 피해를 최소화하며, 믿을만한 안전 농산물 생산과 유통으로 우리 농산물의 소비 촉진에도 크게 이바지한다는 점에서 반드시 필요한 검사인데요. 꼼꼼하고 정확한 분석으로 우리 농산물의 경쟁력을 더욱 높여주세요.