생약 백지(Angelica Dahurica Radix) 중 살충제 Fenpropathrin의 잔류분석법 개발

이병기 ( Byung-gi Lee ),변건두 ( Geon-doo Byeon ),최정윤 ( Jeong-yoon Choi ),함헌주 ( Hun-ju Ham ),허장현 ( Jang-hyun Hur ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-

생약 백지(Angelica Dahurica Radix)는 산형과에 속한 2년생 초본의 뿌리로써 두통, 코막힘 및 콧물에 대한 통증완화제로 사용되고 있는 약용작물이다. 백지는 재배과정 중 점박이응애에 대한 피해가 빈번히 나타나 응애류 방제제로 살충제인 fenpropathrin을 사용하고 있다. 그러나 살충제 fenpropathirin에 대한 대한민국 약전 중 생약 공전 시험법이 고시되어 있지 않아 잔류농약 분석법 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 생약(백지)에 대한 fenpropathirin의 단성분 잔류농약 분석법을 개발하고자 시험을 수행하였다. 분석법은 검체 5 g을 습윤화 이후 acetonitrile을 이용하여 분석대상을 추출하였으며, 간섭물질을 정제하기 위하여 SPE (solid phase extraction) cartridge 중 SPE-silica와 SPE-GCB/NH2 (graphitized carbon black/amino propyl) cartridge를 이용하여 최적의 double-cleanup 정제조건을 확립하였다. 분석대상 성분인 fenpropathrin의 증기압은 다소 낮으나 열에 대한 안정성이 있어 충분히 GC에서의 분석이 가능하였으며, 분자 내에 halogen과 nitrile 기를 보유하고 있어 ECD 에서 높은 감도를 나타내어 GC-ECD 를 선정하였다. 백지 중 fenpropathim 의 검출한계 (LOD, limit of detection) 는 0.05 매이었고, 분석정량한계 (MLOQ, method limit of quantitation)는 0.02 mg/kg이었다. 상관계수(r2)는 0.99 이상의 높은 직선성을 나타냈으며, 회수율은 2수준(MLOQ, 10 MLOQ) 3반복 시험을 수행하였다. 회수율 결과는 MLOQ 96.2-102.3%, 10 MLOQ 87.5~94.7%로 식품공전에 고시된 유효회수율 범위인 70~120%를 만족하였고, 반복 간 분석오차(C.V., coefficient of variation)는 10% 미만으로 상기 분석법이 적합하다고 판단하였다. 본 연구의 분석법은 실험실 간 교차분석을 통해 시험법의 정확성과 재현성을 검증할 예정이며, 추후 생약 중 잔류농약 분석법 개발의 기초자료로 활용될 것으로 사료된다.

비트(Beta vulgaris L) 중 Neonicotinoid계 살충제 Acetamiprid 및 Flonicamid의 안전사용기준 설정 및 안전성 평가

조영주 ( Yeong-ju Jo ),변건두 ( Geon-doo Byeon ),최정윤 ( Jeong-yoon Choi ),허장현 ( Jang-hyun Hur ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

소면적 재배작물 중 비트(Beta vulgaris L.)는 잎과 뿌리 전체에 대한 식용이 증가하고 있는 웰빙 작물으로 수요가 급증함에 따라 재배 농가가 증가하고 유통이 활발해지고 있다. 비트는 재배기간 중 가루이 등에 대한 피해가 다수 발생하고 있어 이를 방제하기 위한 살충제 등록이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 신경전달을 저해하는 neonicotinoid계 살충제인 acetamiprid 및 flonicamid를 선정하여 작물 잔류성 시험을 진행하였으며, 이를 통해 소면적 재배작물 비트를 위한 농약 안전사용기준과 잔류허용기준을 제안하고자 하였다. 포장시험을 위한 약제살포는 acetamipird 10% 액제와 flonicamid 50% 입상수용제를 각각 2,000배 및 10,000배 희석하여 수확 전 0, 7, 14, 21일 차에 걸쳐 7일 간격 2회 경엽처리 하였다. 잔류분석용 시료는 비트의 지상부와 지하부로 구분하여 채집하였으며 즉시 세절한 후 -20℃ 냉동보관하였다. 시료 분석은 QuEChERS 분석법을 적용하였고, flonicamid의 경우 추가적인 정제를 위해 SPE-NH2 cartridge를 이용하였으며, 분석기기는 acetamiprid는 LC-MS/MS, flonicamid는 GC-ECD를 사용하였다. Acetamiprid 및 flonicamid의 분석법 정량한계(Method limit of quantitation, MLOQ)는 모두 0.01 mg/kg이었다. 회수율은 정량한계의 1배 및 10배 수준으로 각각 3반복 수행하였으며 지상부의 경우 acetamiprid는 87.6∼105.8%, flonicamid는 72.6∼111.1%이었으며, 지하부의 경우 acetamiprid는 84.1∼108.0%, flonicamid는 93.0∼102.8%로 유효 회수율 범위인 70∼120%을 만족하였다. 비트 중 지상부 및 지하부의 최대잔류량은 acetamiprid 의 경우 0일 차에서 5.93 mg/kg와 0.09 mg/kg, 21일 차에서 1.25 mg/kg와 <0.01 mg/kg으로서 경시변화에 따라 모두 감소하는 경향이었다. Flonicamid의 경우 0일 차에서 6.00 mg/kg와 0.10mg/kg, 21일 차에서 0.73 mg/kg와 0.02 mg/kg로 검출되어 acetamiprid의 경우와 비슷한 감소 경향을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 비트에 대한 acetamiprid 10% 액제와 flonicamid 50% 입상 수용제의 안전사용기준(안)은 모두 수확 14일 전 2회 경엽처리로 제안하였다. 또한 잔류허용기준은 지상부 5.0 mg/kg, 지하부 0.05 mg/kg로 제안하였고 ADI 대비 식이섭취율(%ADI)은 acetamiprid 및 flonicamid 각각 14.81%, 56.98%로 두 약제 모두 80% 초과하지 않아 식이섭취에 따른 안전성 을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 추천한 안전사용기준(안)을 토대로 농약을 살포한다면 소면적 재배작물 비트 재배 중 가루이류 방제에 효과적으로 활용될 뿐만 아니라 우리나라 잔류농약 안전 관리에 도움이 될 것으로 사료된다.

소면적 재배작물 다채(Brassica campestris var. narinosi) 중 살충제 Dinotefuran의 잔류성 평가

한호철 ( Ho-cheol Han ),김민우 ( Min-woo Kim ),변건두 ( Geon-doo Byeon ),주진호 ( Jin-ho Ju ),허장현 ( Jang-hyun Hur ) 한국환경농학회 2020 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2020 No.-

소면적 재배작물 중 다채 CS/ass/ca campestris var. narinosd)는 십자화과 작물로 생육기간 중 배추좀나방, 벼룩잎벌레 등의 해충으로부터 피해를 입는다. 특히나 벼룩잎벌레는 잎과 뿌리표면을 불규칙하게 식해하여 흑부병 등의 2차적 피해를 야기한다고 알려져 있다. 이러한 피해는 작물의 품질 저하 및 안정적인 생산에 큰 영향을 미쳐 벼룩잎벌레를 방제하기 위한 농약 등록 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 다채 중 벼룩잎벌레 방제효과가 우수하다고 알려진 dinotefuran 2% 입제를 선정하여 잔류성 시험을 통해 안전사용기준 제안과 안전성평가의 기초자료로 활용하고자 수행하였다. 본 연구의 시험 약제인 dinotefuran 2% 입제를 기준량(3 kg/ 10 a), 배량(6 kg/ 10 a)으로 정식 전 1회 토양혼화처리 하였으며, 첫 수확일을 0일차로 하여 7, 14일차에 다채 시료를 채취하였다. Dinteftaran, MNG, UF, DN은 모두 QuEChERS 분석법을 이용하였으며, 정성 및 정량 분석을 위해 LC-MS/MS를 이용하여 분석하였다. Dinotefuran, MNG, UF, DN의 회수율 시험 결과 는 95.2-118.1%, 97.4-118.8%, 102.6-119.4%, 91.3~111.1%로 유효회수율 범위인 70-120%를 만족하였고, MLOQ (Method Limitof Quantitation)는 모두 0.01 mg/kg이었다. 다채 중 dinotefuran, MNG, UF, DN의 잔류량은 0.15~1.71 mg/kg, 0.02~0.07 mg/kg, 0.02~0.11 mg/kg, 0.03~0.42 mg/kg이었으며, dinotefuran의 총 잔류량은 기준량에서 0.24~0.95 mg/kg, 배량에서 0.76~2.42 mg/kg로 산출되었다. Dinotefuran의 총 잔류량을 근거로 산출한 ADI 대비 식이섭취율(%ADI)은 31.9972%로 다채 중 dinotefuran에 대한 ADI 대비 식이섭취율이 80%을 초과하지 않아 식이를 통한 약제의 위해도는 안전한 수준인 것으로 사료된다. 본 연구 결과로부터 다채 중 dinotefuran 2% 입제에 대한 안전사용기준은 정식 전 기준량 1회 토양혼화처리로 제안하였으며, 안전사용기준을 준수하여 처리한다면 다채 재배에 악영향을 미치는 벼룩잎벌레 방제에 효과적으로 활용될 뿐만 아니라 다채의 품질향상과 안정적인 생산량 확보에 기여할 것으로 판단된다.

셀러리와 녹색꽃양배추 중 Flurenoxuron 및 Lufenuron의 안전사용기준 설정

사르다르시드와심 ( Syed Wasim Sardar ),최정윤 ( Jeong-yoon Choi ),변건두 ( Geon-doo Byeon ),조영주 ( Yeong-ju Jo ),아브드엘라지즈술래만아메드이자크 ( Abd Elaziz Ishag ),허장현 ( Jang-hyun Hur ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

Among minor crops, celery and broccoli have been widely cultivated due to their excellent source of vitamins, phenolic compounds, and other nutrients. These crops are susceptible to attack by lepidopterous insects such as (Helicoverpa armigera, Plutella xylostella, and Opsisina arenosella). To control these insects and avoid the illegal use of insecticides, registration of effective insecticides is necessary. Flufenoxuron and lufenuron compounds, are the two promising insecticides, belonging to benzoylphenylurea group. They act as chitin synthesis inhibition in insects, used against a wide range of chewing and sucking insects and phytophagous mites. This study was carried out to establish the pre-harvest interval (PHI) for flufenoxuron and lufenuron in celery and broccoli, respectively. The test compounds flufenoxuron (5% DC) diluted by 1,000 times while acetamiprid+lufenuron mixture (8%+5%) (13% SC) diluted by 2,000 times, and then sprayed two times with 1-week interval at 0, 7, 14, and 21 days before harvest. Both compounds flufenoxuron and lufenuron were extracted by QuEChERs method and analyzed using liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The linearity was excellent (r² = ≥0.99) in matrix-matched calibration for both insecticides. The average recoveries at two fortification levels (0.01, and 0.1 mg/kg) were 76%∼100% with the relative standard deviation below 10%. The method limit of quantification (MLOQ) for flufenoxuron and lufenuron were 0.01 mg/kg. The residues of flufenoxuron in celery were 1.66∼3.16 mg/kg while the residues of lufenuron in broccoli were <0.01∼0.24 mg/kg. The maximum residue limit (MRL) set by Korean MFDS for flufenoxuron in celery is 2.0 mg/kg and for lufenuron in broccoli is 0.2 mg/kg. According to the study, flufenoxuron declined to a level below the MRL within 21 days between the last application and harvesting, while the residues of lufenuron in broccoli declined to a level below the MRL within 7 days between the last application and harvesting. Based on our result the Rural Development Administration has already set the PHI of 21 days for flufenoxuron in celery, but PHI for lufenuron in broccoli still needs to be established. Therefore, this study recommends the safe use of acetamiprid+lufenuron mixture 13 % in broccoli as a foliar treatment twice at 7 days before harvest.

생약 우슬(Achyranthes japonica Nakai) 중 Kasugamycin의 잔류분석법 확립

김민우 ( Min-woo Kim ),최정윤 ( Jeong-yoon Choi ),함헌주 ( Hun-ju Ham ),변건두 ( Geon-doo Byeon ),허장현 ( Jang-hyun Hur ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

생약 우슬 재배 시 흰녹가루병으로 인한 병해가 잦아 이를 방제하기 위해 항생물질 kasugamycin이 등록되어 사용되고 있다. 생약 중 잔류된 kasugamycin이 사람에게 지속적으로 노출될 경우 항생제 내성균의 발생으로 세균성 질병 치료에 잠재적 영향을 미칠 수 있어 사회적 관심이 높다. 생약 중 항생물질의 잔류분석은 심한 간섭물질과 낮은 감도로 인하여 오랫동안 난분석 영역으로 인식되어왔다. 그러나 최근에는 LC/MS/MS 등의 분석기기 발전으로 다양한 시료 중에 함유된 kasugamycin을 분석하는 연구가 국내외에서 보고되고 있다. 그러나 의약 소재인 생약에 대한 kasugamycin의 잔류분석 관련 선행연구는 현재까지 확인된 바 없어 안정적인 잔류분석법의 확립이 필요하였다. 따라서 본 연구에서는 생약 우슬에 대한 kasugamycin의 최적화된 잔류분석법을 마련하기 위하여 추출 및 정제조건을 확립하고 LC/MS/MS을 이용하는 시험법을 확립하고자 수행되었다. Kasugamycin은 amide group을 포함하는 복잡한 분자구조로 극성물질에 효율적인 amide column을 이용하였다. 추출 및 분배는 0.1% formic acid 용액이 첨가된 water (pH 4.5∼5)를 사용하였으며, 추출액의 상등액에 dichloromethane을 첨가하여 액-액 분배과정을 수행하였다. 이후 추가적인 간섭물질의 영향을 제거하고자 다양한 SPE cartridge을 사용하였다. 농산물 잔류분석에서 일반적으로 많이 사용하는 silica SPE cartridge는 overloading 현상을 보였고, HLB SPE cartridge는 낮은 정제효율이 확인되어 적용이 불가하였다. 반면 SCX SPE cartridge 단독 사용 또는 HLB와 SCX SPE cartridge를 연속 사용(double clean up cartridge)하는 정제과정에서는 충분한 간섭물질 제거를 확인할 수 있었다. SCX SPE cartridge를 사용한 두 가지 정제방법의 matrix effect를 산출한 결과 SCX SPE cartridge 및 HLB와 SCX SPE cartridge double clean up에서 모두 -15% 및 +14%로 비교적 낮은 매질 간섭영향을 보였다. 따라서 본 연구에서는 분석법의 단순화 및 시간 효율을 고려하여 단일 SCX SPE cartridge를 통한 정제조건을 확립하고자 하였다. 확립된 분석법의 최소검출량은 0.008 ng이었으며, 정량한계는 0.04 mg/kg이었다. 본 분석법의 상관계수(r²)는 0.99 이상의 높은 직선성을 나타냈으며, 회수율은 2수준 3반복 회수율 시험을 진행한 결과 회수율은 86.3∼97.2%이었고, 분석오차는 10% 미만이었다. 본 연구에서 확립된 분석법은 다양한 생약 뿐 아니라 농산물 그리고 aminoglycoside 계열의 유사 농업용 항생 성분 분석법 개선에도 응용할 수 있을 것으로 기대된다.