The Korean Society of Pesticide Science

Current Issue

The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 24 , No. 1

[ ORIGINAL ARTICLES ]
The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 24, No. 1, pp.51-62
Abbreviation: Korean J. Pestic. Sci.
ISSN: 1226-6183 (Print) 2287-2051 (Online)
Print publication date 31 Mar 2020
Received 29 Jan 2020 Revised 02 Mar 2020 Accepted 03 Mar 2020
DOI: https://doi.org/10.7585/kjps.2020.24.1.51

참외의 세척 및 껍질 제거에 따른 농약 잔류량 감소
안재민* ; 장순영 ; 임현지 ; 박재옥 ; 김인숙 ; 황향란 ; 박대한 ; 김익로 ; 강민구1
국립농산물품질관리원 경북지원
1경상북도농업기술원 성주참외과채류연구소

Reduction of Pesticide Residues in Korean melon after Washing and Peeling
Jae Min An* ; Soon Young Chang ; Hyun Ji Lim ; Jae Ok Park ; In Sook Kim ; Hyang Ran Hwang ; Dae Han Park ; Ik Ro Kim ; Min Gu Kang1
Gyeongbuk Provincial Office, National Agriculture Products Quality Management Service, Daegu 41423, Korea
1Seongju Korean Melon Fruit Vegetable Research Institute Gyeongsangbuk-do Agricultural Research & Extension Services, Seongju 40054, Korea
Correspondence to : *E-mail: ahjm@korea.kr


초록

본 연구는 최근 생산단계 참외에서 검출 빈도가 높았던 7성분(chlorfenapyr, dimethomorph, dinotefuran, fluopicolide, fluopyram, propamocarb, thiamethoxam)에 대해 안전사용기준과 안전사용기준 배량으로 살포 후 세척과 껍질제거에 따른 농약 잔류량 변화를 확인하였다. 잔류농약의 분석은 QuEChERS 방법에 준하여 전처리 후 LC-MS/MS와 GC-MS/MS를 이용하여 정량 분석하였다. Chlorfenapyr 등 7종의 성분에 대한 회수율은 81.6-109.0%의 범위를 보였고, C.V. (Coefficient of Variance, %)는 10% 이내로 나타났다. 정량한계는 모두 0.01 mg/kg 이었고, matrix matched 검량선의 직선성은 0.991 이상의 결정계수(r2)를 보여 본 연구 수행에 적합한 분석법임을 확인하였다. 세척에 따른 감소율은 dimethomorph 58.0% > propamocarb 31.8% > fluopicolide 31.0% > thiamethoxam 25.6% > chlorfenapyr 22.0% > fluopyram 19.6% > dinotefuran 16.4% 순으로 나타났고, 껍질제거에 따른 감소율은 propamocarb 96.6% > dimethomorph 94.5% > fluopicolide 81.5% > dinotefuran 80.5% > thiamethoxam 79.8% > fluopyram 75.9% 순으로 높은 감소율을 보였다.

Abstract

This study was conducted to experiment on decrease residue patterns of 7 pesticides in Korean melon after washing and peeling. The test pesticides diluted by recommended dose and double recommended dose were sprayed one time and then samples were collected at the 1 days (24 hours) after spray days. The pesticides were extracted with QuEChERS method and residues were analyzed by LC-MS/MS and GC-MS/MS. Method LOQ in 7 pesticides were 0.01 mg/kg (limit detected 0.025 ng) and recoveries of test pesticides in Korean melon found to be 81.6-109.0%. The matrix matched calibration curves for 7 pesticides in Korean melon yielded good linearity (r2 > 0.991). As results, removal rates after washing; dimethomorph 58.0% > propamocarb 31.8% > fluopicolide 31.0% > thiamethoxam 25.6% > chlorfenapyr 22.0% > fluopyram 19.6% > dinotefuran 16.4%, and after peeling; propamocarb 96.6% > dimethomorph 94.5% > fluopicolide 81.5% > dinotefuran 80.5% > thiamethoxam 79.8% > fluopyram 75.9%, respectively. Based on the results of this study, it may provide a basic safety information for the management of health from pesticide residues in agricultural products.


Keywords: Pesticide Residue, Korean melon, Washing, Peeling
키워드: 잔류 농약, 참외, 세척, 껍질 제거

서 론

참외(Cucumis melo var. makuwa)는 머스크 멜론의 변종인 박과 한해살이 덩굴식물로 우리나라 국민들이 주로 섭취하는 여름철 대표적인 과일이다(Lim et al., 2019). 통계청 농작물 생산조사 자료에 의하면 2018년 기준 국내의 참외 재배면적과 생산량은 각각 3,614 ha, 130,528 ton으로 과채류 재배 면적의 8.59%, 생산량의 6.94%를 차지하는 고소득 작물로 매년 생산량이 증가하고 있는 추세이다(Lim et al., 2019; KOSIS, 2018). 또한 2017년 국민영양통계에 의하면 우리나라 국민 1인당 하루에 9.86 g의 참외를 섭취하고 있으며, 지속적으로 구매 횟수와 금액이 증가되고 추세로 보아 국민들의 선호도가 높은 과일이다(KHIDI, 2017).

2019년부터 농약허용물질목록관리제도(Positive List System, PLS)가 모든 농산물에 적용되고 있는데, 이 제도는 잔류허용기준(Maximum Residue Level, MRL)이 설정되지 않은 농약이 검출되면 일률기준 0.01 mg/kg으로 적용하는 제도를 말한다(MFDS, 2015). PLS제도의 도입으로 농약안전 기준이 강화됨에 따라 부적합 농산물이 증가할 것으로 전망되었고 소비자들의 농식품 안전에 대한 불안감은 더 높아질 것으로 예상된다. 이러한 소비자들의 막연한 불안감 해소와 안전한 참외 생산을 위해 현재 식품의약품안전처에서는 참외에 167종의 농약 및 대사물질에 대한 잔류허용기준을 설정하여 관리하고 있으며, 농촌진흥청에서는 농작물의 적용 병해충 및 약제의 주성분함량에 따른 희석배수와 사용시기·횟수 등 농약 안전사용기준 525건을 설정하여 지속적으로 관리하고 있다(MFDS, 2019; RDA, 2019). 생산단계 농산물안전관리를 위해 매년 추진하고 있는 국립농산물품질관리원의 안전성조사 결과에 의하면 2017년에는 참외에 미등록 농약인 fenobucarb, heptachlor가 검출되어 부적합 처리되었고, 2018년에는 fosthiazate 등 3종의 농약이 잔류허용기준을 초과하여 검출되었다. 그리고 2019년에도 미등록 농약인 fenobucarb, procymidone의 잔류허용기준이 초과되어 부적합 처리되었다(NAQS, 2017; 2018; 2019). 이러한 이유들로 농산물을 섭취하기 전 잔류농약을 제거하기 위한 다양한 방법들이 여러 문헌에서 소개되고 있음에도 불구하고 여전히 소비자들의 관심도는 지속적으로 증가되고 있다.

Kim et al. (2018)은 제주도에서 생산된 풋귤에서 다양한 세척방법을 통해 carbendazim 등 30성분에서 16.7-100%의 농약이 감소되었고, 껍질을 제거하였을 때는 55.0-100%의 농약이 감소되었다고 하였다. Kwak et al. (2019)는 딸기에서 acetamiprid 등 10종의 농약이 물 이외의 세척용매와 세척방법에 따라 9.2-71.9% 감소되어 제거율은 농약에 따라 크게 달랐으나, 세척용매 및 방법에 따라서 큰 차이를 보이지는 않았다고 하였다. Lim et al. (2019)는 참외의 껍질제거를 통해 cyenopyrafen이 1/14.6-1/22.9, cyflufenamid가 1/10.2-1/21.6배 감소되었다고 하였으나 다양한 농산물 및 농약 성분에 대한 세척과 껍질제거에 따른 잔류량 비교에 관한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 최근 3년간 국립농산물품질관리원에서 수행한 참외의 생산단계 안전관리에서 검출 빈도가 높았던 상위 7종(살균제 4, 살충제 3)의 농약을 선별하여, 일반적으로 가정에서 사용하고 있는 농약 제거 방법인 단순히 물로 세척하는 방법과 껍질제거를 통한 농약 감소 추이를 파악하여 안전한 식품 섭취와 먹거리 공급에 기여하고자 하였다.


재료 및 방법
시약 및 장비

본 연구에 사용된 시험약제는 클로르페나피르 5% 유제(상표명: 렘페이지, 한국삼공㈜), 디메토모르프 25% 수화제(상표명: 포룸, ㈜동방아그로), 디노테퓨란 20% 입상수화제(상표명: 팬텀, ㈜농협케미컬), 플루오피콜라이드 5%·프로파모카브하이드로클로라이드 50% 액상수화제(상표명: 인피니트, 바이엘크롭사이언스㈜), 플루오피람 40% 액상수화제(상표명: 머큐리, 바이엘크롭사이언스㈜), 그리고 티아메톡삼 10% 입상수화제(상표명: 아타라, 신젠타코리아㈜) 이었다. 각 시험약제의 2,000 mg/L 잔류분석용 표준물질은 Dr. Ehrenstorfer, Germany에서 구입하여 사용하였는데, 분석 장비에 따라 LC-MS/MS와 GC-MS/MS로 구분하여 acetone과 acetonitrile로 혼합표준용액(10.0 mg/L)을 조제하여 활용하였으며, 각 시험약제의 화학적 구조 및 물리학적 특성은 Table 1과 같다(MFDS, 2019).

Table 1. 
Physico-chemical properties of 7 pesticides
Pesticide Chlorfenapyr Dimethomorph
Structure
IUPAC name 4-bromo-2-(4-chlorophenyl)-1-ethoxymethyl
-5-trifluoromethylpyrrole-3-carbonitrile
(E,Z)-4-[3-(4-chlorophenyl)-3-(3,4-dime
thoxyphenyl)acryloyl]morpholine
Molecular weight 407.6 387.9
Vapor pressure <1.2 × 10−2 mPa (20oC) (E)-isomer 9.7 × 10−4 mPa;
(Z)-isomer 1.0 × 10−3 mPa (both 20oC)
LogPow 4.83 2.63 (E)-isomer; 2.73(Z)-isomer (both 20oC)
Solubility 0.14 mg/L (pH 7, 25oC) 49.2 mg/L (pH 7, 20oC)
Pesticide Dinotefuran Fluopicolide
Structure
IUPAC name (RS)-1-methyl-2-nitro-3-(tetrahydro-3-furyl-
methyl)guanidine
2,6-dichloro-N-[3-chloro-5-(trifluoromethyl)-2pyr-
idylmethyl]benzamide
Molecular weight 202.2 383.6
Vapor pressure <1.7 × 10−3 mPa (30oC) 3.03 × 10−4 mPa (20oC)
LogPow -0.549 (25oC) 2.9
Solubility 39.8 g/L (20oC) 2.8 mg/L (pH 7, 20oC)
Pesticide Fluopyram Propamocarb
Structure
IUPAC name N-{2-[3-chloro-5-(trifluoromethyl)-2-pyridyl]ethyl}-
a,a,a-trifluoro-o-toluamide
propyl 3-(dimethylamino)propylcarbamate
Molecular weight 396.76 188.3
Vapor pressure - 730 mPa (25oC)
LogPow - 0.84 (20oC)
Solubility 16 mg/L (20oC) >900 g/L (pH 7, 20oC)
Pesticide Thiamethoxam
Structure
IUPAC name 3-(2-chloro-1,3-thiazol-5-ylmethyl)-5-methyl-1,3,5-oxadiazinan-4-ylidene(nitro)amine
Molecular weight 291.7
Vapor pressure 6.6 × 10−6 mPa (25oC)
LogPow -0.13 (25oC)
Solubility 4.1 g/L (25oC)

분석을 위한 acetone, acetonitrile 및 methanol은 Merck (Darmstadt, Germany) 제품의 HPLC grade로 구입하여 사용하였고, 이동상에 필요한 ammonium formate와 formic acid (>95% purity)는 Sigma-Aldrich (St. Louis, USA) 제품으로 조제하였다. 다성분 동시분석 전처리 추출과정에서 사용된 QuEChERS Extract Kit (4 g MgSO4, 1 g NaCl, 1 g Trisodium citrate dihydrate, 0.5 g Disodium hydrogencitrate sesquihydrate)와 정제과정에서 사용한 Dispersive 2 mL Fruits and Veg (150 mg MgSO4, 25 mg PSA)는 Agilent (Santa Clara, USA)의 제품을 사용하였다. 그리고 보호제로 사용한 3-ethoxy-1,2-pro-panediol, D-(-)gluconic acid-δ−lactone 및 shikimic acid는 Sigma-Aldrich (St. Louis, USA) 제품, sorbitol은 USP (Rockville, USA)사의 제품을 구입하여 이용하였다. 실험에 사용된 물은 Milli-Q ultrapure water purification system (Millipore Co., Massachusstts, USA)에 의해 18.2 MΩ·cm 수준으로 조제하여 사용하였다. 또한 잔류농약 분석을 위한 LC-MS/MS와 GC-MS/MS는 각각 AB SCIEX API 4500(USA)와 Agilent GC-TQ 7000C(USA)를 이용하였다.

약제 살포

본 연구를 위한 참외(품종: 조은대) 시험은 경상북도 성주군 대가면에 소재한 경상북도농업기술원 성주참외과채류연구소 시설재배 포장에서 2019년 6월 27일부터 6월 28일까지 2일간 진행하였다. 약제처리 시험구별 면적은 5 m2 (2 m W.×2.5 m L.)로 하였으며, 시험구는 기준량 처리구와 배량 처리구 각 3반복 및 무처리구 2반복으로 구성하였고, 각 처리구 사이에는 약제의 교차살포를 방지하기 위해 0.2 m의 완충구간을 두었다(Fig. 1). 시험약제는 농약사용지침서의 안전사용기준량(1,000-4,000배) 및 배량(500-2,000배)으로 희석하였고, 수동식 분무기(TH-33, Clover Sprayer, Korea)를 이용하여 약제가 과피 표면에 흘러내릴 정도로 2회에 걸쳐 충분히 살포하였다(Table 2). 참외의 과피 전면에 걸쳐 약제의 부착과 잔류를 유도하기 위해 우선 1차로 살포하고, 표면의 약액이 충분히 건조해지기를 기다렸다가 반대로 뒤집어 2차 살포하였다. 24시간 경과 후 처리구별로 3 kg 이상 수거하여 사용한 약제와 처리구명을 표시한 PE bag에 넣은 후, 신속하게 실험실로 운반하여 분석에 사용하였다.


Fig. 1. 
Experimental plots on field trial for the pesticide residue in Korean melon.

Table 2. 
Commercial pesticide and pre-harvest intervals of test pesticides for the Korean melon
Pesticide Formulation A.I.e)
(%)
Classification Dilution
Recommended Double
Chlorfenapyr ECa)  5 Insecticide 1,000 500
Dimethomorph WPb) 25 Fungicide 1,000 500
Dinotefuran WGc) 20 Insecticide 2,000 1,000
Fluopicolide SCd)  5 Fungicide 1,000 500
Fluopyram SC 40 Fungicide 4,000 2,000
Propamocarb SC 50 Fungicide 1,000 500
Thiamethoxam WG 10 Insecticide 1,000 500
Source: KCPA (2019) Guideline of Crop Protection Products
a)EC: Emulsifiable concentrate, b)WP: Wettale powder, c)WG: Water-dispersible granule, d)SC: Suspension concentrate, e)A.I.: Active ingredient

시료 조제

시료의 조제는 참외를 세척하였을 경우와 껍질을 제거하였을 경우 농약의 잔류량을 알아보기 위해 처리구별로 수거한 시료를 3등분하여, 꼭지만 제거한 상태, 수돗물로 세척한 상태, 그리고 껍질을 제거한 상태로 구분하여 각각 조제하였다. 세척에 따른 농약 잔류량 시험용 시료의 조제는 10 L의 수돗물에 5분간 잠기도록 침지한 후 흐르는 수돗물로 10초간 2회에 걸쳐 손으로 충분히 세척하였다. 껍질제거에 따른 농약 잔류 특성을 알아보기 위해 필러(KZ-607, Japan)를 이용하여 균일한 두께로 참외의 껍질을 제거한 후 과육 부분만을 분석에 이용하였다. 3가지 방법으로 처리된 시료는 모두 꼭지를 제거하고 수직으로 4등분하여 대각선으로 두 부분을 취해 균질화하고 PE에 넣어 –20oC 냉동보관하며 일정량을 분석에 사용하였다(참외 1개당 평균 무게 314.4 ± 36.4 g, n=7).

잔류농약 분석

잔류농약 분석은 ‘농산물 등의 유해물질 분석법(식품의약품안전처고시 제2016-148호, 2016.12.26.)에 준하여 진행하였다. 실험목적에 맞게 손질된 시료 1 kg 정도를 분쇄기(Robot-Coupe, France)로 충분히 균질화한 후 50 mL polypropylene 원심분리관에 시료 10 g을 정확히 칭량하고 acetonitrile 10 mL를 주가한 뒤에 진탕기(MiniG 1600, SPEX, USA)를 이용하여 1분간 강하게 진탕 추출하였다. 그리고 원심분리관에 QuEChERS Extract Kit (4 g MgSO4, 1 g NaCl, 1 g Trisodium citrate dihydrate, 0.5 g Disodium hydrogencitrate sesquihydrate)를 넣고 진탕기를 이용하여 1분간 강하게 흔들어 혼합한 후, 원심분리기(Varispin 15R, CRYSTE, Korea)를 이용하여 3,000 rpm에서 5분간 원심분리 하였다. 원심분리된 상층액(acetonitrile 층)을 0.2 μm syringe filter로 여과하여 LC-MS/MS의 시험용액으로 사용하였고, GC-MS/MS의 경우에는 상층액 1 mL를 150 mg MgSO4, 25 mg PSA가 들어있는 dispersive SPE tube에 넣고 1분간 진탕 후 10,000 rpm에서 2분간 다시 원심분리한 후 0.2 μm syringe filter로 여과하여 시험용액으로 하였다. 이때 AP (analyte protectants) 혼합용액을 vial에 첨가하였고, 정량 분석용 매질보정 검량법(matrix matched calibration)에 따라 농도별로 표준물질과 시험용액을 만들어 분석하였으며, 시험용액이 검량선 범위를 초과하지 않도록 필요시 무농약 시료추출액으로 희석하여 기기분석을 진행하였다.

LC-MS/MS 정량분석을 위한 5성분(dinotefuran, dimethomorph, fluopicolide, propamocarb, thiamethoxam)의 표준검량선 작성 농도는 1, 2, 5, 10, 50 및 100 μg/L 농도로, GC-MS/MS 정량분석을 위한 2성분(chlorfenapyr, fluopyram)의 표준검량선 작성 농도는 5, 10, 20, 50, 100 및 500 μg/L 농도로 매질이 보정된 검량선을 작성하여 분석하였으며, 이때 LC-MS/MS와 GC-MS/MS의 기기분석 및 MRM (multi reaction monitoring) 조건은 Table 3, 4, 5, 6과 같다.

Table 3. 
Analytical conditions of LC-MS/MS for the pesticide residues in Korean melon
LC Condition
Model Agilent 1290 LC
Column Shiseido CAPCELL CORE C18, 2.1×150 mm, 2.7 μm
Flow rate 0.3 mL/min
Injection volumn 10 μL
Mobile phase A: 5 mM ammonium formate, 0.1% formic acid in Water
B: 5 mM ammonium formate, 0.1% formic acid in Methanol
Gradient program Time (min) A (%) B (%)
Initial 75 25
1.0 40 60
1.5 10 90
10.0 10 90
15.0 2 98
20.0 75 25
20.1 75 25
25.0 75 25
MS Condition
Model AB SCIEX API 4500 Triple Quad
Ionization Electrospray Inoization (ESI, Positive)
Detector temperature 250oC
Detector voltage 2 kV
Run time 25 min

Table 4. 
Multi Reaction Monitoring (MRM) conditions
Pesticide R.T.a)
(min)
Exact mass Species Precursor ion
(m/z)
Fragment ion
(m/z)
DPb)
(eV)
CEc)
(eV)
Dimethomorph
(E, Z)
5.0 387.1 M+H+ 388.1 301.1 61 25
5.4 M+H+ 388.1 165.2 61 45
Dinotefuran 2.5 202.1 M+H+ 203.0 129.0 31 19
M+H+ 203.0 114.0 31 19
Fluopicolide 5.5 382.0 M+H+ 383.0 173.0 51 35
M+H+ 383.0 109.0 51 91
Propamocarb 2.4 188.2 M+H+ 189.2 102.2 36 23
M+H+ 189.2 74.0 36 35
Thiamethoxam 2.7 291.0 M+H+ 292.0 211.2 26 27
M+H+ 292.0 181.2 26 27
a)R.T.: Retention time, b)DP: Declustering potential, c)CE: Collision energy

Table 5. 
Analytical conditions of GC-MS/MS for the pesticide residues in Korean melon
GC Condition
Model Agilent 7890 GC
Column DB-5MS (30 m × 0.25 nm, 0.25 μm)
Flow rate Helium at 1.5 mL/min
Injector Injection volume : 1.0 μL
80oC(0.5 min hold) → 200oC/min → 280oC(29 min hold)
Pulsed splitless mode 25 psi, 1.5 min
Oven 90oC (3 min hold) → 20oC/min → 120oC → 8oC/min → 300oC (3 min hold)
Total run time : 30 min
MS Condition
Detector 7000C GC/MS Triple Quad
Injection Temp. 280oC
Source Temp. 250oC
Transfer line Temp. 280oC
Ionization Electron inoization (EI), 70 eV

Table 6. 
Multi Reaction Monitoring (MRM) conditions
Pesticide R.T.a)
(min)
Precursor ion
(m/z)
Fragment ion
(m/z)
CEb)
(eV)
Chlorfenapyr 18.96 247 200 30
247 227 30
110 974 20
Fluopyram 17.81 223 187 10
173 145 15
223 196 15
a)R.T.: Retention time, b)CE: Collision energy

분석법 검증

분석결과에 대한 정확성과 정밀성을 검증하기 위하여 회수율 시험을 진행하였다. 무처리구 시료에 각각의 표준용액을 희석배수가 고려된 최종 농도가 저농도 0.01 mg/kg, 고농도 0.1 mg/kg 수준이 되도록 정확하게 첨가하고, 균일하게 혼합한 후 2시간 동안 상온에 방치하였다. 그리고 위와 동일한 분석과정을 3회 반복하여 정확성을 확인하였고, 정밀성은 분석결과의 변이계수(Coefficient of Variation, C.V.)를 이용하여 확인하였다. 분석법 정량한계 (Method Limit of quantification, MLOQ)는 표준용액을 이용하여 기기분석에서 signal to noise ratio (S/N)가 10 이상의 농도로 계산하였다.

분석법 정량한계 산출식최소검출량ng×시험액량mL  기기주입량  μL×  희석배수  시료량g=정량한계mg/kg
가공계수 산출

세척 및 껍질 제거에 따른 참외 중 잔류농약의 감소 추이를 표현하기 위한 가공계수(processing factor, PF)는 세척 또는 껍질 제거 전의 농약 잔류량에 대한 세척과 껍질제거 후의 농약 잔류량 비율로 산출하였다(Ryu et al., 2017; Kwak et al., 2019).

PFprocessing factor=세척 및 껍질 제거 후 농약 잔류량mg/kg세척 및 껍질 제거 전 농약 잔류량mg/kg

결과 및 고찰
회수율 및 정량한계

분석방법의 정확성 및 정밀성을 검증하기 위하여 수행한 저농도 0.01 mg/kg 및 고농도 0.1 mg/kg 범위에서의 회수율은 81.6-109.0%, C.V.는 10% 이내로 나타났다(Table 7). 이는 식품공전 잔류농약 분석법 실무해설서(제5판)의 회수율 범위 70-120%, 반복 회수율 수치 간 C.V. 즉 상대표준편차(Relative Standard Deviation, RSD)는 20% 이하라는 가이드라인을 충족하여 본 연구 진행에 적합한 분석법임을 확인하였다(식품공전 잔류농약 분석법 실무해설서(제5판), MFDS, 2017). 분석방법에 의한 정량한계는 모두 0.01 mg/kg 수준이었고(Table 7), 검량선에 대한 직선성은 모두 상관계수(r2) 0.991 이상으로 양호하였다.

Table 7. 
Recoveries and limit of quantification of 7 pesticides
Pesticide Fortification
(mg/kg)
Recovery (%) CVb)
(%)
MLOQc)
(mg/kg)
Rep. 1 Rep. 2 Rep. 3 Mean±SDa)
Chlorfenapyr 0.01 97.8 110.5 108.6 105.6 ± 6.9 6.5 0.01
0.1 93.1 98.4 89.9 93.8 ± 4.3 4.6
Dimethomorph 0.01 108.4 103.3 102.9 104.9 ± 3.1 2.9
0.1 99.6 100.2 94.2 98.0 ± 3.3 3.4
Dinotefuran 0.01 102.3 92.2 106.2 100.2 ± 7.2 7.2
0.1 93.2 98.2 88.1 93.2 ± 5.1 5.4
Fluopicolide 0.01 113.5 107.6 105.9 109.0 ± 4.0 3.7
0.1 93.6 99.2 97.3 96.7 ± 2.8 2.9
Fluopyram 0.01 76.6 85.6 82.6 81.6 ± 4.6 5.6
0.1 99.3 104.2 94.3 94.6 ± 2.6 2.8
Propamocarb 0.01 97.3 92.1 94.3 94.6 ± 2.6 2.8
0.1 90.2 94.1 96.9 93.7 ± 3.4 3.6
Thiamethoxam 0.01 101.5 108.4 102.3 104.1 ± 3.8 3.6
0.1 100.8 108.7 96.4 102.0 ± 6.2 6.1
a)SD: Standard deviation, b)CV: Coefficient of variation, c)MLOQ: Method limit of quantification

세척에 따른 농약 잔류

농작물 재배과정에서 살포된 농약의 작물체내 잔류는 약제의 물리화학적 특성, 재배조건, 기상환경, 약제 처리방법 및 살포 후 경과일, 그리고 비대 생장 등으로 인한 영향을 받는다(Park et al., 2012; Choi et al., 2018; An et al., 2019). 농약 안전사용기준량으로 살포한 참외의 세척하기 전 잔류량은 dimethomorph 1.087 ± 0.020 mg/kg, propamocarb 0.646 ± 0.042 mg/kg, fluopyram 0.371 ± 0.023 mg/kg, dinotefuran 0.269 ± 0.020 mg/kg, thiamethoxam 0.180 ± 0.004 mg/kg, fluopicolide 0.090 ± 0.003 mg/kg, 그리고 chlorfenapyr 0.043 ± 0.001 mg/kg의 순으로 나타났다. 안전사용 기준량의 2배 농도로 살포한 참외에서는 dimethomorph 1.748 ± 0.026 mg/kg, propamocarb 1.345 ± 0.042 mg/kg, fluopyram 0.460 ± 0.040 mg/kg, dinotefuran 0.421 ± 0.019 mg/kg, thiamethoxam 0.349 ± 0.009 mg/kg, fluopicolide 0.168 ± 0.007 mg/kg, 그리고 chlorfenapyr 0.091 ± 0.007 mg/kg의 잔류량을 보였다(Table 8). 침지 후 세척을 통한 농약 잔류량의 변화는 Table 9와 같이 2.2-58.0%(최대 2.4배)로 감소되는 경향을 보였는데, 그 중 dimethomorph의 잔류량이 0.734 mg/kg으로 세척으로 인한 감소율이 58.0%(배량 살포구)로 가장 높았고, 그 다음으로 propamocarb의 잔류량이 0.917 mg/kg으로 31.8%(배량 살포구)의 감소율을 보였다. Dinotefuran의 잔류량은 0.263 mg/kg으로 2.2%(기준량 살포구)의 가장 낮은 감소율을 보였는데, 세척으로 인한 참외의 농약 잔류량 변화는 동일한 약제 성분에 대하여 기준량 살포구보다 배량 살포구에서 1.2-9.6배 높은 비율로 감소되었다.

Table 8. 
According to the treatment method of 7 pesticide residues in Korean melon
Pesticide MRLa)
(mg/kg)
Application dose Concentration (mg/kg)
Raw product
(mg/kg)
Washing method
(mg/kg)
Peeling method
(mg/kg)
Rep. 1 Rep. 2 Rep. 3 Mean ± SDb) Rep. 1 Rep. 2 Rep. 3 Mean ± SD Rep. 1 Rep. 2 Rep. 3 Mean ± SD
Chlorfenapyr 0.5 Recommended 0.044 0.042 0.044 0.043 ± 0.001 0.041 0.048 0.037 0.042 ± 0.006 N.D.c) N.D. N.D. -
Double 0.098 0.084 0.091 0.091 ± 0.007 0.076 0.064 0.074 0.071 ± 0.006 N.D. N.D. N.D. -
Dimethomorph 0.5 Recommended 1.109 1.070 1.081 1.087 ± 0.020 0.572 0.568 0.588 0.576 ± 0.011 0.066 0.063 0.065 0.065 ± 0.002
Double 1.724 1.745 1.775 1.748 ± 0.026 0.704 0.737 0.760 0.734 ± 0.028 0.095 0.099 0.097 0.097 ± 0.002
Dinotefuran 2.0 Recommended 0.281 0.280 0.246 0.269 ± 0.020 0.266 0.249 0.274 0.263 ± 0.013 0.080 0.080 0.082 0.081 ± 0.001
Double 0.440 0.403 0.420 0.421 ± 0.019 0.328 0.370 0.358 0.352 ± 0.022 0.085 0.076 0.086 0.082 ± 0.006
Fluopicolide 0.5 Recommended 0.093 0.088 0.090 0.090 ± 0.003 0.083 0.076 0.077 0.079 ± 0.004 0.016 0.015 0.016 0.016 ± 0.001
Double 0.160 0.173 0.172 0.168 ± 0.007 0.115 0.116 0.116 0.116 ± 0.001 0.031 0.030 0.031 0.031 ± 0.001
Fluopyram 2.0 Recommended 0.362 0.397 0.355 0.371 ± 0.023 0.330 0.374 0.316 0.340 ± 0.030 0.158 0.145 0.141 0.148 ± 0.009
Double 0.502 0.422 0.457 0.460 ± 0.040 0.390 0.333 0.387 0.370 ± 0.032 0.117 0.107 0.110 0.111 ± 0.005
Propamocarb 1.0 Recommended 0.680 0.660 0.599 0.646 ± 0.042 0.619 0.623 0.570 0.604 ± 0.030 0.025 0.025 0.026 0.025 ± 0.001
Double 1.393 1.325 1.316 1.345 ± 0.042 0.893 0.874 0.984 0.917 ± 0.059 0.046 0.047 0.045 0.046 ± 0.001
Thiamethoxam 0.5 Recommended 0.176 0.184 0.180 0.180 ± 0.004 0.172 0.172 0.154 0.166 ± 0.010 0.035 0.035 0.036 0.035 ± 0.001
Double 0.358 0.344 0.340 0.347 ± 0.009 0.242 0.279 0.254 0.258 ± 0.019 0.080 0.064 0.066 0.070 ± 0.009
a)Maximum residue limit, b)Standard deviation, c)Not detected


Fig. 2. 
Residue pattern after washing and peeling. (A) chlorfenapyr, (B) dimethomorph, (C) dinotefuran, (D) fluopicolide, (E) fluopyram, (F) propamocarb, and (G) thiamethoxam.

Table 9. 
Reduction rate (%) and processing factors (PFs) of washing method and peeling method in Korean melon
Pesticide Application dose Washing method Peeling method
Reduction rate (%) Processing factor Reduction rate (%) Processing factor
Chlorfenapyr Recommended 2.3 0.98 - -
Double 22.0 0.78 - -
Dimethomorph Recommended 47.0 0.53 94.0 0.06
Double 58.0 0.42 94.5 0.06
Dinotefuran Recommended 2.2 0.98 69.9 0.30
Double 16.4 0.84 80.5 0.19
Fluopicolide Recommended 12.2 0.88 82.2 0.18
Double 31.0 0.69 81.5 0.18
Fluopyram Recommended 8.4 0.92 60.1 0.40
Double 19.6 0.80 75.9 0.24
Propamocarb Recommended 6.5 0.93 96.1 0.04
Double 31.8 0.68 96.6 0.03
Thiamethoxam Recommended 7.8 0.92 80.6 0.19
Double 25.6 0.74 79.8 0.20

Polat and Tiryaki (2019)에 의하면 수돗물과 산용액 등으로 세척한 후 초음파 세척으로 고추에 잔류하는 농약 제거 시, 비침투성 농약인 chlorpyrifos의 제거율이 침투성 농약인 acetamiprid보다 높은 비율로 감소되어 침투성이 낮을수록 쉽게 제거되는 경향이 있으며, Aguilera et al. (2014)은 세척으로 인한 농약 제거율은 옥탄올물분배계수(Kow)와 상관성이 높고 농약의 침투성도 밀접한 관계가 있다고 하였다. 본 연구에서 세척으로 인해 가장 높은 감소율을 보인 dimethomorph는 비침투성 농약으로 앞서 열거한 결과와 유사하게 나타났고, 그 외 6종의 농약에서도 침투성 여부와 잔류농약 감소율에 상관성이 있는 것으로 보여진다. 시험농약 7종에 대한 참외의 잔류허용기준(MRL)을 보면 chlorfenapyr 등 5종의 농약에 대해서는 기준량 및 배량 살포구 모두에서 세척 전 농약 잔류량이 MRL을 초과하지 않았으나(Table 8), dimethomorph (기준량 및 배량 살포구)와 propamocarb (배량 살포구)의 초기 잔류량이 MRL을 초과하였다(MFDS, 2019). MRL을 초과한 2성분에 대해서는‘생산단계 농산물 등의 유해물질 잔류기준(식품의약품안전처고시 제2019-92호)’의 일자별 허용기준표에 적용한 결과 수확일 기준으로 MRL이 초과되지 않아 농약 잔류로 인한 안전성에는 문제가 없는 것으로 나타났다.

껍질제거에 따른 농약 잔류

껍질제거에 따른 참외의 농약 잔류량은 안전사용기준 살포구에서 fluopyram 0.148 ± 0.009 mg/kg, dinotefuran 0.081 ± 0.001 mg/kg, dimethomorph 0.065 ± 0.002 mg/kg, thiamethoxam 0.035 ± 0.001 mg/kg, propamocarb 0.025 ± 0.001 mg/kg, fluopicolide 0.016 ± 0.001 mg/kg의 순으로 높게 나타났고, chlorfenapyr는 정량한계 미만으로 나타났다. 안전사용기준 배량 살포구에서는 fluopyram 0.111 ± 0.005 mg/kg, dimethomorph 0.097 ± 0.002 mg/kg, dinotefuran 0.082 ± 0.006 mg/kg, thiamethoxam 0.070 ± 0.009 mg/kg, propamocarb 0.046 ± 0.001 mg/kg, fluopicolide 0.031 ± 0.001 mg/kg의 순으로 높은 잔류량을 보였으며, chlorfenapyr는 안전사용기준 살포구와 동일하게 정량한계 미만으로 나타났다. 껍질제거에 따른 잔류량 변화는 세척을 통한 잔류량 변화보다 60.1-96.6%(최대 29.2배)의 큰 폭으로 감소되는 경향을 보였는데, 그 중 propamocarb의 잔류량이 0.046 mg/kg으로 껍질제거에 따른 감소율이 96.6%(배량 살포구)로 가장 높았고, 그 다음으로 dimethomorph의 잔류량이 0.097 mg/kg으로 94.5%(배량 살포구)의 감소율을 보였다. fluopyram의 잔류량은 0.148 mg/kg으로 60.1%(기준량 살포구)의 가장 낮은 감소율을 보였는데, 껍질제거로 인한 참외의 농약 잔류량 변화는 동일한 약제 성분에 대하여 기준량 살포구와 배량 살포구의 감소율의 차이는 1.01-1.26배로 세척에 따른 감소율과는 달리 유사한 비율을 보였다(Table 9).

Lim et al. (2019)에 의하면 참외 박피에 따른 cyenopyrafen 잔류량 분석결과 0.461 mg/kg에서 0.024 mg/kg으로 94.8%(19.2배) 감소하였고, cyflufenamid는 0.138 mg/kg에서 0.009 mg/kg으로 93.5%(15.3배)의 감소율을 보였는데, 본 연구 결과 복숭아, 수박, 멜론, 참외의 껍질 제거로 인한 etofenprox 등의 잔류량이 크게 감소하는 것과 유사한 결과를 보였다(Kim et al., 2012; Lee et al., 2013; Lee et al., 2017; Kim et al., 2018). 결론적으로 참외의 껍질을 제거하였을 때 농약 잔류량의 변화는 세척하였을 때보다 큰 폭으로 감소되는 경향을 보였으며, 참외를 세척하는 것보다 껍질을 제거하고 섭취하는 것이 잔류농약 노출을 최소화할 수 있을 것으로 보여진다.

가공계수 산출

참외의 세척 및 껍질제거에 따른 시험 약제별 가공계수는 Table 9에서 제시한 바와 같이 세척으로 인한 chlorfenapyr의 가공계수는 0.78-0.98이었으며, 껍질제거에 따른 가공계수는 결과값이 정량한계 미만으로 검출되어 제시하지 못하였다. Dimethomorph의 가공계수는 세척한 경우 0.42-0.53, 껍질을 제거한 경우 0.06으로 산출되었으며, dinotefuran은 0.84-0.98, 0.19-0.30, fluopicolide는 0.69-0.88, 0.18, fluopyram은 0.80-0.92, 0.24-0.40, propamocarb는 0.68-0.93, 0.03-0.04, thiamethoxam은 0.74-0.92, 0.19-0.20으로 각각 산출되었다. 본 연구에서 참외의 세척과 껍질제거 과정으로 인해 가공계수가 모두 1미만(0.06-0.98)으로 약제 잔류량(mg/kg)이 가공과정으로 인해 감소되었음을 확인하였고, 가공계수의 값이 낮을수록 초기 잔류량 대비 감소율이 높음을 의미하기 때문에 dimethomorph, fluopicolide 및 propamocarb와 같이 비침투성 약제가 비교적 쉽게 제거됨을 확인할 수 있었다.


Acknowledgments

본 연구의 원활한 추진을 위해 도움을 주신 경상북도농업기술원 성주참외과채류연구소 관계자분들께 감사의 말씀을 드립니다.


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