신형 제초제 승인을 둘러싼 논쟁과 폴리페놀 함량 측정을 위한 새로운 분석법(패스트블루 BB)의 개발 및 효용성 연구 doc_id CNTS-00120004626_7

문제는 제초제에 포함된 2,4-D라는 물질의 사용이다. 환경단체들은 인리스트 듀오에 배합된 2,4-D를 고엽제 에이전트 오렌지(Agent Orange)와 비유한다. 하지만 이들은 이 제초제에 든 2,4-D 콜린염(choline salt)이 흩날림이 적고, 보다 안정적인 새로운 제제라는 사실은 묵과하고 있다. 게다가 환경보호청은 흩날림 감소를 위해 제초제 사용에 관한 엄격한 규제들을 마련해 두었다. 다른 작물의 30피트 이내 지역은 ‘살포금지(no spray)’ 완충지대로 설정한 것과, 풍속 15mph 이상일 때는 살포를 금하고, 지상살포만을 허용하는 내용 등이 포함된다. 또한 환경보호청은 광범위한 조사 및 보고, 농업인 교육, 복원계획을 요구할 것이다. 이 제초제의 승인기간은 6년에 불과하며, 이후 환경보호청이 이를 재평가하게 된다. 환경보호청은 이 제초제를 매우 보수적이고 철저하게 평가했다. 환경보호청의 제품 승인방식과 기준에 관한 근거는 광범위했으며 식품, 물, 흩날림, 가정에서의 사용 등을 통한 노출 및 자손에 미칠 수 있는 영향까지 고려한 것이었다(http://tinyurl.com/ lu6cls4). 지난 10월 15일 미 환경보호청(EPA)은 다우 애그로사이언스(Dow AgroSciences)사의 신형 제초제 ‘인리스트 듀오(Enlist Duo)’를 승인한다는 최종 결정을 발표했다. 반면, 환경단체를 비롯한 여러 기관들은 환경보호청의 결정을 비난하고 나섰다. 2,4-D와 글리포세이트의 유효성분을 포함하고 있는 이 새로운 제초제 승인에 관한 환경보호청의 발표가 있은 후, 채 일주일도 지나지 않아 농업인과 환경단체연합은 승인 폐지를 위한 소송을 제기했다. 해당 소송은 식품안전센터(Center for Food Safety)와 어스저스티스(Earthjustice: Beyond Pesticides, Center for Biological Diversity, Environmental Working Group, National Family Farm Coalition, Pesticide Action Network North America를 대표하는 비영리 환경 로펌)가 캘리포니아의 미 연방순회항소법원에 제기한 것이다. 미 메릴랜드주에 위치한 벨츠빌 농업연구센터(BARC: Henry A. Wallace Beltsville Agricultural Research Center)에서는 패스트블루 BB를 사용해 총 폴리페놀 함량을 측정하는 방법을 추가적으로 연구하였다. ARS의 식물생리학자인 진 레스터(Gene Lester) 연구원은 BARC와 ERRC의 연구진과 공동으로 딸기를 대상으로 한 실험을 실시했다. 연구진은 지난 수십년간 사용한 FC (Folin-Ciocalteu)라 불리는 기존 분석방법과 비교했을 때, 패스트블루 BB 분석방법이 총 폴리페놀 함량이 더 많고 정확도가 높다는 것을 입증했다. 연구진에 따르면 FC 방식에는 폴리페놀을 간접적으로 감지하는 환원시약(reducing reagent)을 사용하는데, 이 시약은 폴리페놀만을 별도로 구별해내는 능력이 떨어진다고 한다. 미 농업연구청(ARS)은 오래전부터 식품의 영양성분 및 기타 화합물을 측정하는 신뢰도 높은 분석방법을 설계하고 개발해왔다. ARS 연구진이 이번에는 식물에 존재하는 식물생리활성물질(phytochemical)인 폴리페놀(polyphenols)의 농도를 감지하고 측정하는 새로운 분석방법을 개발했다. 폴리페놀은 건강에 유익한 화합물의 일종으로 특정 식품이나 음료에 존재하며, 페놀릭(phenolic)이라고도 불린다. 미 펜실베니아주 윈드무어(Wyndmoor)에 위치한 ARS 동부연구센터(ERRC: Eastern Regional Research Center)의 연구진이 폴리페놀의 새로운 측정방법을 최초로 보고하였으며, 차와 주스 같은 음료, 쌀과 퀴노아(quinoa) 같은 곡물, 그리고 아마씨(flaxseed)를 포함한 다양한 샘플을 대상으로 이 새로운 분석방법이 사용되었다. 연구진은 실험에서 위의 식품 샘플들을 패스트블루 BB 디아조늄염(Fast Blue BB diazonium salt)과 혼합하는 새로운 방법으로 폴리페놀 함량을 측정하였다. 알칼리성 환경에서 디아조늄염은 폴리페놀과 결합하여 직접 측정 가능한 화합물을 형성한다. 연구진은 폴리페놀의 중요한 공급원인 딸기를 대상으로 하여 미국에서 일반적으로 재배되는 5가지 딸기 유전자형에 존재하는 총 폴리페놀 농도를 FC와 패스트블루 BB 방법에 따라 분석한 후, 두 결과를 비교하였다. 그 결과 연구진은 기존의 FC 방식이 딸기에 다량 존재하는 비타민 C(ascorbic acid) 및 당과 상호작용을 하여, 폴리페놀 측정의 정확도를 떨어뜨린다는 사실을 발견했다. 이는 FC 방법을 사용하는 경우 식물은 물론, 사용되는 매개물질(media)에 존재하는 기타 화합물 역시 측정치에 포함시킨다는 것을 의미한다. 이처럼 추가적으로 측정되는 화합물을 ‘방해물질(interfering substances)’이라 부르며, 과당(fructose), 글루코오스(glucose), 자당(sucrose) 및 추출 매개물질에 자연적으로 존재하는 기타 유기 화합물들이 여기에 해당된다. FC 분석방법을 사용해 총 폴리페놀 함량을 측정하는 경우, 정확한 폴리페놀의 종류 및 함량의 측정을 저해하는 방해물질만도 50종이 넘는다. 연구진은 방해물질이 2가지 폴리페놀 분석방식의 정확도에 미치는 영향을 보기 위해, 5가지 유전자형의 딸기를 대상으로 비타민 C와 과당 등 FC 분석 방해물질을 각각 측정하였다. 그 결과, FC 방식은 비타민 C와 상당한 상관관계가 있었다. 이는 FC 방식에서는 비타민 C가 폴리페놀으로 측정되며, 총 폴리페놀 함량을 거의 3배까지 낮게 측정하거나 측정하지 못한다는 것을 의미한다. 이를 바탕으로 연구진은 FC 분석방법을 사용해 딸기의 폴리페놀 함량을 측정했던 기존의 연구들은 딸기의 총 폴리페놀 농도를 상당히 과소평가했다고 결론내렸다. 반면 새로운 패스트블루 BB 방식은 비타민 C나 다른 방해물질과 상호작용을 보이지 않았다. 레스터 연구원은 “직접분석(direct assay) 방식인 패스트블루 BB는 폴리페놀 화합물만을 측정하는 반면, FC 방식은 간접분석 방식으로 비타민 C나 다른 물질을 측정에 포함시켜 결과오류(false positive)를 보여줄 가능성이 있다.”고 한다. 본 연구는 2012년도 『식품 성분·분석 학회지(Journal of Food Composition and Analysis)』에 게재되었다. ERRC에서 개발한 패스트블루 BB 방식이 엽록소를 포함하지 않는 식물 세포의 폴리페놀 함량만을 측정하기 위한 것인 반면, BARC 연구진은 약간의 수정을 거쳐 녹색 채소에도 동일 방식을 적용할 수 있을 것이라 생각했다. 이에 여름과 겨울의 기후조건이 폴리페놀을 포함해 시금치에 존재하는 특정 영양분 및 화합물의 수준에 미치는 영향을 측정하기 위한 연구가 이루어졌다. 레스터 박사는 “엽록소는 패스트블루 BB와 동일한 파장에서 흡수된다. 우리는 기존의 방식에서 엽록소를 제거하는 간단하고도 빠른 방법을 개발하여 녹색 식물에도 적용 가능하도록 하였다.”고 말했다. 연구진은 수정된 방법을 사용하여 다양한 생육환경에서 자란 각기 다른 시금치 품종에 존재하는 총 폴리페놀 함량을 측정하였다. 본 연구는 2013년도 『농업·식품화학 학회지(Journal of Agricultural and Food Chemistry)』에 발표되었다. 『식품과학회지(Journal of Food Science)』에 발표된 논문에 따르면 병원균이나 독소의 비활성화에 차(tea) 화합물을 활용할 수 있다고 한다. 본 연구의 주된 목표는 차 추출물 및 화합물이 박테리아 독소인 ‘포도상구균 장독소 A (SEA: Staphylococcal enterotoxin A)’에 의한 식품매개질환(foodborne illnesses)의 위험을 줄일 수 있는 지 확인하는 것으로, 차 추출물인 테아플라빈(theaflavin)과 에피테아플라갈린(epitheaflagallin)이 포도상구균의 증식에 미치는 잠재적 영향이 연구되었다. 연구진은 액체배지 미량희석법(broth microdilution)을 이용하여, SEA를 생성하는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) C-29에 대한 녹차 추출물과 에피테아플라갈린 샘플의 최소 억제 농도(minimum inhibitory concentration)를 알아보았다. 또한 황색포도상구균의 증식에 영향을 미치지 않는 농도에 대한 영향 평가를 병행하였다.