한국식품연구원(원장 박용곤) 식품분석센터 장혜원 박사 연구팀은 캐러멜 색소의 지표 성분인 4-메틸이미다졸의 분석법 개발로 캐러멜 색소가 부정혼입된 홍삼제품을 판별할 수 있다고 밝혔다. 식품연에 따르면 최근 일부 홍삼 제품에서 홍삼 대신 캐러멜 색소와 홍삼향을 이용한 부정 제품이 유통되는 등, 캐러멜 색소를 혼입한 홍삼 제품이 부정하게 유통되어 문제가 되고 있다. 이에 홍삼 제품 내 캐러멜 색소의 혼입 여부를 정확하고 편리하게 검출할 수 있는 방법을 개발할 필요성이 제기되고 있는 상황이다.
식품의약품안전처 ‘식품첨가물 공전'의 캐러멜 색소 사용기준에는 인삼 또는 홍삼을 원료로 사용한 건강기능식품 및 다류(고형차 및 희석하여 음용하는 액상차는 제외)등 몇 가지 식품에는 캐러멜 색소를 첨가할 수 없도록 제한하고 있다.
캐러멜 색소는 제품 제조 시 원물만으로 충분한 색이 발현되지 않아 제품의 관능 선호도를 높여주고자 할 때 착색료로 사용되고 있으나, 캐러멜 색소의 제조공정 중 당과 암모니아의 가열에 의해 생성되는 부산물인 4-메틸이미다졸의 안전성에도 의문이 제기되고 있는 상황이다.
연구팀은 홍삼제품 내 캐러멜 색소의 혼입 여부를 정확하고 편리하게 단시간 내에 검출할 수 있는 기술을 국내 최초 개발하여 연구를 진행했다. 그 결과 캐러멜 색소의 지표성분인 4-메틸이미다졸을 검출하여 캐러멜 색소가 부정 혼입된 홍삼제품을 판별할 수 있는 분산형 액체-액체 미세추출법(Dispersive liquid-liquid microextraction, DLLME)과 가스크로마토그래피-질량분석기(GC-MS) 분석의 유효성을 검증하였으며, 2건의 특허출원을 완료했다.
DLLME 실험방법은 일반적인 추출 효율에 영향을 주는 8가지 요인 (추출용매와 분산 용매의 종류 및 부피, pH, Nacl 농도, 유도체 변환 시약의 부피, 유도체 변환 촉매 시약 부피)을 고려하여 추출 효율을 최적화시킨 결과, 추출과 유도체 변환이 동시에 가능한 기술을 제공할 수 있었다.
이와 같은 실험방법과 결과로부터 연구팀은 ‘홍삼제품에서 캐러멜 색소를 검출하는 방법(출원번호 10-2016-0043980)’과‘글리옥살, 메틸글리옥살 또는 다이아세틸을 포함하는 α-다이카보닐 화합물의 분석방법’(출원번호 10-2016-0035015) 2건의 특허를 출원하였으며, 현재 국제학술지에 논문 투고를 진행하고 있다.
현재 연구팀은 개발된 DLLME 기술은 이전의 제안된 방법보다 추출 시간이 약 83.3% 감소에 따른 노동비용 절감으로 경제적이며, 또한 친환경적인 분석기술로 산업 환경 안정성 문제를 해소할 수 있는 장점이 있어, 이 기술을 바탕으로 홍삼제품의 캐러멜 색소 이외에도, 식품안전에 대한 국민의 불안감을 해소하고 국가적 차원의 관리가 필요한 대상물질에 대한 분석기술 연구를 진행하고 있다.
장혜원 박사는 “식품의 안정성 및 위해성에 대해 신속하게 대응하기 위한 과학적 데이터를 제시해줄 수 있는 효율적인 분석기술의 규격화가 중요하다”라고 강조했다.
