불량 고춧가루 판별을 위한 지표물질 탐색 연구 = Development of the detection methods of EMA red pepper power

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Economically motivated adulteration (EMA) red pepper powder is a matter of great concern in Korea recently to corrupt public distribution order. EMA red pepper powder usually prepared by addition of Dadegi, oleoresin or spoiled red pepper powder (Hiari). This work was intended firstly to confirm phytoene as indicate substance for the qualitative and quantitative detection of EMA red pepper powder, which prepared by intended oleoresin addition for color compensation. For the development of reliable detection method by using HPLC, we confirmed HPLC conditions. We can detect phytoene at oleoresin mixed red pepper powder at retention time (23.5 min) and showed good linear regression (R2>0.9997). Relative standard deviation was less than 1.85% in the low limit of quality control of 1 ug/ml. The recovery yield was from 91.3% to 102%. These results suggest that the developed HPLC method is simple, efficient, and could contribute to the detection of paprika oleoresin in fraud red pepper power. Secondly, we have tried to develop the official manuals for the qualitative and quantitative detection of spoiled red pepper powders by using a scanning electron microscope, quantative polymerase chain reaction, or hemocytometer. In the analysis of structure of red pepper powders under low magnification, the surface of normal red pepper powders was clean and smooth, while those of spoiled red peppers were dirty and scratched by the existence of microbes and their action. We could distinguish between normal and spoiled pepper powders qualitatively by these findings. We designed PCR primers for qPCR for the detection of fungal infection that is a key reason in forming spoiled red peppers. We found that the values of threshold cycle (Ct) were not in direct proportion to the corresponding numbers of fungal spores related with red pepper diseases. Enumeration of spores by hemocytometer, the most simple and economic method, was reproducible and well propotional to the various mixing ratio of spoiled pepper powders. This could replace the Howard mold assay method, the official mold count of KFDA conducted only by professionally trained personnel. We present an optimized spore counting for the rapid and reliable detection of spoiled red pepper powders.

국문 초록 (Abstract)

최근 국내산 건고추 생산량의 지속적인 감소에 따른 가격상승은 희아리 및 탄저병과 같은 병충해를 입은 고추를 사용하거나, 저질 수입 고추다대기를 혼합한 가짜고춧가루의 적색도를 보완하기 위해 파프리카 추출 색소를 첨가한 불량 고춧가루의 유통이 사회적인 문제가 되고 있다. 제1세부과제는 파프리카 올레오레진이 함유된 불량 고춧가루의 판별을 위한 지표물질 검출법을 확립하기 위하여 파프리카 올레오레진 유래의 고춧가루와 차별되는 지표물질로 확인되어진 파프리카 유래의 파이토엔 성분에 대한 검증을 HPLC 및 GC/MS를 이용하여 확인하였다. 신뢰성이 높은 분석법을 확립하기 위하여 파프리카 올레오레진의 파이토엔 함량을 확인하였으며, 올레오레진이 함량별 (1-10%)로 제조된 불량 고춧가루 디자인 샘플계을 제조하여 분석한 결과, 첨가된 올레오레진 함유량에 따른 지표물질인 파이토엔의 비례적인 선형적 증가를 확인하였다. 확인된 지표물질인 파이토엔의 분석법의 유효성을 검증하고자 특이성, 직선성, 정확성 및 회수율 등에 대한 지표를 검증하였다. 본 연구결과는 1차년도에 개발한 다대기 특이적인 올리고뉴클레오티드 프라이머를 이용한 분자생물학적인 검출법을 이용한 불량고춧가루 판별법과 더불어 신뢰도 높은 분석방법을 제공 가능할 것으로 사료된다. 제2세부과제는 히아리를 함유하는 불량고춧가루의 판별법 개발로서 전자현미경에 의한 정성적인 판별법, quantitative PCR에 의한 곰팡이 포자의 정량적인 판별, hemocytometer에 의한 계수법을 시도하였다. 전자 현미경하에서 정상 고춧가루는 깨끗하고 매끈한 표면을 보였으나 히아리 고춧가루와 히아리가 비율별 섞인 경우에는 미생물들의 혼입과 미생물들의 고추 분해에 의해 표면이 거칠고 요철이 심해 정성적인 혼입 상태를 확인하는 것이 가능했다. 히아리 생성 주요인인 곰팡이용 PCR primer를 설계 제작한 다음, 고추 탄저균, 고추역병, 무름병을 대상으로 히아리 혼입 비율별 qPCR을 수행한 결과 포자 농도에 따른 threshold cycle 값에 대한 추세선은 비례적인 선형식에서 벗어남을 보였다. 한편 가장 단순하면서 경제적인 방법인 hemocytometer인 곰팡이 포자 측정법은 반복 실험과 계수자에 따라서도 매우 재현성있는 결과를 얻었으며, 히아리 고추 혼합 비율에 따른 포자 수의 추세선이 qPCR의 방법보다 더 나은 선형식을 보였다. 이 결과는 식품공전 공식 분석법이지만 사용하기 어려운 Howard 계수법을 대체할 수 있음을 보여주었고, 간편하고, 경제적이며 신뢰할 수 있는 방법의 불량고춧가루 방법을 제시하였다.