식품안전을 위한 식품 독성시험

식품위생 검사의 목적

안전하게 식품을 섭취하고 건강한 식생활을 유지하려면 식품의 위생 상태를 파악하는 것이 중요합니다.

채소류나 과일류, 육류나 어패류 등에서 발생하는 식중독 세균이나 농약의 사용, 기생충의 오염 여부, 식품첨가물의 사용은 식품의 안전을 위협하는 중요한 요인이 되고 있습니다.

동물실험을 통해 식품에 첨가하는 농약이나 첨가물의 안전량을 결정하고, 안전이 확인된 첨가물만 식품에 사용해야 합니다.

식품의 안전과 위생검사를 하기 위해 관능검사, 미생물학적 검사, 물리·화학적 검사를 시행하게 됩니다.

특히 식품을 미생물학적으로 분석하는 목적은 특정 미생물의 존재 유무를 확인하고 식품에 존재하는 총 미생물 수의 결정, 지시 미생물의 오염 수준 결정, 특정 식중독균의 존재와 오염 수준을 확인하기 위해서 시행합니다.

소비자의 입장에서 첨가물의 안전량이 어떤 방식을 통해 결정되고 사용되는지 관심을 가져야 할 필요가 있습니다.

식품 독성시험

식품은 맛의 향상, 질감 유지, 색의 보존, 저장기간의 연장 등 다양한 목적으로 첨가물을 넣어 가공하게 됩니다.

좋은 목적으로 첨가한 물질이 인체에 유해할 수 있기 때문에 국가와 기업체에서는 국민의 건강을 위해서 그 사용량을 제한하고 있습니다.

식품첨가물에 의한 안전성의 검사는 동물을 통해 실험할 수밖에 없습니다.

일반 독성시험에 해당하는 급성 독성시험, 아만성 독성시험, 만성 독성시험과 특수 독성시험에 해당하는 발암성 시험, 최기형성 시험, 변이원성 시험 등이 있습니다.

 

1. 급성 독성시험

급성 독성시험은 시료를 한번 투여했을 때 반 수의 동물이 죽는 양(LD50, 50% lethal dose)을 구하여 시행합니다.

LD50이 적을수록 독성이 강하다는 것을 의미합니다.

이 수치를 통해서 무독성, 저독성, 보통 독성, 고독성, 극독성, 맹독성으로 분류합니다.

 

2. 아만성 독성시험

아만성 독성시험은 적어도 두 가지 동물을 대상으로 진행하며, 다양한 양의 물질을 1개월에서 1년 정도 투여합니다.

이 시험은 발암성을 제외하고 모든 만성 독성의 정보를 제공하고 만성 독성시험의 투여량을 결정할 때 필요합니다.

 

3. 만성 독성시험

만성 독성시험은 첨가물을 장시간 섭취했을 때 나타나는 독성 영향, 식품첨가물의 안전한계를 설정할 때, 불가역적이나 점진적인 영향을 발견하고 확인하는 경우에 필요합니다.

최소 두 가지 동물의 암수에 4가지 이상의 양을 설정하여 동물에 따라서 1년 이상을 시험합니다.

투여 용량은 최대내량(MTD, Maximum tolerated dose)과 그보다 낮은 용량을 사용합니다.

MTD란 대조군과 비교했을 때 10% 이상의 체중 감소를 초래하지 않고, 해당 동물의 수명을 단축시킨다고 기대되는 사망률과 독성의 증후가 나타나지 않는 최대용량을 말합니다.

최대무작용량(MNEL, Maximum no effect level)은 동물에게 일생동안 투여해도 독성이 나타나지 않는 양을 말합니다.

 

4. 발암성 시험

발암성 시험은 동물에게 시험물질을 일생동안 매일 투여하면서 종양의 생성을 관찰하는 시험입니다.

발암성 유무를 구분하기 위해서 종양의 발생이 대조구보다 빠르거나 많은지를 판단하게 됩니다.

 

5. 번식 시험

번식 시험은 시험물질이 동물의 발정주기, 교미, 임신, 출산, 생식선 기능, 새끼의 성장에 미치는 영향을 알아보기 위해서 시행됩니다.

 

6. 최기형성 시험

최기형성 시험은 새끼가 자궁 내에서 성장하는 동안 어미에게 시험물질을 투여한 뒤 출산 예정일 직전의 새끼를 대상으로 이상 유무를 관찰하는 시험입니다.

기관 형성기에 모체에 피시험물질을 투여하고 태생 말기에 모체를 부검하여 기형과 태아의 사망, 발육 지연을 검사하는 시험입니다.

 

7. 변이원성 시험

변이원성 시험은 동물 시험 대신에 살모넬라균이나 대장균을 이용한 돌연변이를 유발하여 시험물질의 변이원성을 확인할 수 있습니다.

해당 물질이 DNA에 직접 또는 생체내의 대사물에 작용하여, 유전적인 돌연변이를 유발하는 물질인지 확인하는 것 입니다.

 

8. 1일 섭취허용량과 사용기준의 설정

위에서 설명한 시험을 통해 안전성이 확인되면 시험물질의 사용한계량을 설정해야합니다.

MNEL을 WHO, FAO에서 인정하는 각 식품첨가물에 대한 안전계수인 100~250으로 나누어 그 양을 사람에 대한 1일 섭취허용량(ADI, acceptable daily intake)으로 설정합니다.

안전계수는 보통 100을 사용하는데 그 이유는 동물과 사람의 차이와 사람과 사람 간의 차이와의 상승효과를 고려하여 정한 것이기 때문입니다.

따라서 ADI=MNEL/100~250 입니다.

첨가물의 결정방법

국제기구인 식품첨가물전문가위원회(JECFA)에서는 사람이 어떤 물질을 일생동안 매일 먹더라도 유해한 작용을 나타내지 않는 양인 1일 섭취허용량(ADI)을 설정하고 있습니다.

1일 섭취허용량은 동물실험에서 독성을 나타내지 않고 유해한 작용을 전혀 나타내지 않는 양인 최대무독성량을 구한 뒤 사람과 동물, 사람과 사람 간의 차이를 고려해서 100분의 1 수준의 안전 계수로 나누어 결정합니다.

식품첨가물의 사용기준은 일생동안 매일 먹더라도 전혀 유해한 작용을 일으키지 않는 양인 1일 섭취허용량보다 훨씬 적은 안전한 양으로 설정되기 때문에 인체에 유해한 영향을 주지 않습니다.