Foreign materials with a variety of types and sizes are found in food; thus, extraordinary efforts and various analytical methods are required to identify the types of foreign materials and to find out accurate causes of how they unintentionally enter food. In this study, human, cow, pig, mouse, duck, goose, dog, and cat were chosen as various types of animal hairs because they can be frequently incorporated into food during its production or consumption step. We morphologically analyzed them using stereoscopic, optical, SUMP method, and scanning electron microscopes, showing differences in each type. In addition, X-ray fluorescence spectrometer (XRF) was used to analysis chemical compositions (11Na~92U, Mass%) of samples. As a result, we observed that mammalian hairs were mainly composed of sulfur. Organic compounds of samples were further analyzed by fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) that can compare spectra of given materials; however, this method did not show significant differences in each sample. In this study, we suggest a rapid method for the identification of the causes and types of foreign materials in food.

본 연구에서는 식품 중 동물성 사용원료의 진위 판별을 위하여 분자생물학적 기법을 이용한 시험법을 개발하였다. 동물성 식품원료의 종 판별을 위한 유전자로는 미토콘드 리아 DNA에 존재하는 COI, Cytb, 및 16S rRNA 유전자를 대상으로 하였으며, 가공식품에 적용하기 위하여 PCR 산물의 크기는 200 bp 내외가 되도록 종 특이 프라이머를 설계하였다. 대상종으로는 가축류 2종, 가금류 6종, 민물어류 2종, 해양어류 13종 및 갑각류 1종, 총 24종을 선정하였으며 종 특이 프라이머를 이용하여 예상되는 PCR 산물의 생성 유무를 확인하였다. PCR을 수행한 결과 토끼, 여우, 꿩, 집비둘기, 멧비둘기, 메추리, 참새, 제비, 메 기, 쏘가리, 날치, 열빙어, 청어, 까나리, 멸치, 참조기, 넙 치, 조피볼락, 홍어, 가오리, 말쥐치, 농어, 성게 및 바닷가 재에 대하여 각각 156, 204, 152, 160, 113, 163, 167, 152, 165, 121, 136, 151, 178, 178, 146, 188, 177, 166, 179, 218, 188, 185, 127 및 172 bp에서 PCR 증폭 산물을 확인하였다. 그리고 프라이머 별로 비교종에서는 비특이적 PCR 산물(non-specific PCR product)은 생성되지 않았다. 본 연구에서 개발된 유전자 분석법을 이용하여 동물성 식 품원료가 사용된 식품 원료 및 가공식품의 진위 판별에 활용이 가능할 것이며, 불량식품 근절에 크게 기여할 것 으로 기대된다.

본 연구에서는 식품 중 식물성 식품원료의 진위 판별을위하여 분자생물학적 기법을 이용한 판별법을 개발하였다.종 판별을 위한 유전자로 엽록체에 존재하는 matK 유전자와 핵 내에 존재하는 ITS 유전자 부분을 대상으로 하였으며, 가공식품에의 적용을 고려하여 PCR 산물의 크기는200bp 내외가 되도록 종 특이 프라이머(species-specificprimer)를 설계하였다. 대상종으로는 버섯류 6종(팽이버섯,표고버섯, 양송이버섯, 영지버섯, 새송이버섯 및 느타리버섯), 견과류 3종(밤, 잣 및 호두), 과실류 1종(대추), 채소류 6종(알로에, 미나리, 부추, 오이, 고추냉이 및 겨자), 콩류 2종(녹두, 팥) 및 기타 3종(과라나, 흰민들레 및 민들레), 총 21종을 선정하였으며, 종 특이 프라이머를 이용하여 예상되는 PCR 산물의 생성 유무를 확인하였다. PCR분석 결과, 21종의 식물성 식품원료에 대하여 각각 예상된 PCR 산물을 확인하였으며, 프라이머별로 비교종에서비 특이적 PCR 산물(non-specific PCR product)이 생성되지 않음을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 종 특이 프라이머는 가열 및 가공된 식품 중 21종의 식물성 식품원료의 진위 판별에 이용될 것이며, 불량식품 근절에 적극 활용될 것으로 기대된다.

곡류, 두류, 어패류분말, 건조채소류 및 다류 등 5가지 식품유형에 대하여 전자선과 감마선 0-10 kGy 조사 후 광자극발광법(PSL)과 열발광법(TL) 분석을 통해 적용 가능성을 확인하고 두 선종의 결과를 비교·분석 하였다. PSL 분석 결과, 새우분말을 제외한 비조사 검체는 700 이하의 PCs, 음성검체로 나타났다. 전자선과 감마선 조사된 곡류, 두류 및 다류는 양성검체뿐만 아니라 중간검체, 음성검체로도 확인되어 적용 가능성이 낮았다. 특히, 두류는 감마선보다 전자선 조사된 검체가 더 명확한 판별이 가능하였 다. 전자선과 감마선 조사된 어패류분말과 건조채소류는 모두 양성검체로 나타나 조사선원에 관계없이 조사여부 확인이 가능하였다. TL 분석 결과 조사되지 않은 검체는 자연방사선에 의해 300oC 전후에서 낮은 peak를 가지는 글로우곡선이 나타났고, 대부분의 조사 검체에서는 150- 250oC의 부근에서 특유의 글로우곡선이 나타났다. 하지만, 쌀과 레몬홍차는 조사에 따른 특이적인 peak가 나타나지 않아 조사여부 확인이 어려웠다. 또한 TL 비를 산출해본 결과, 쌀과 레몬홍차를 제외한 대부분 비조사 검체는 0.0001- 0.0728, 전자선과 감마선 조사된 검체는 0.1004-4.6748로 나타나 조사여부를 확인할 수 있었다. 쌀과 레몬홍차의 TL 비는 0.1 이하로 나타나 글로우 1에서 확인한 것처럼 조사여부를 판단하기 어려웠다. 따라서 조사 선원에 따른 곡 류와 두류의 PSL 측정 결과는 전자선 조사된 검체가 더 명확한 판별이 가능하였고, TL 측정 결과는 쌀과 레몬홍차를 제외하고 모든 검체에서 조사 선원에 관계없이 조사 여부 판별이 가능하였다. 본 연구를 통해 전자선 조사에 따른 확인시험법 적용 가능성을 확인하고 선종에 따른 PSL 시험법에 대한 검지감도의 차이를 확인하였다. 연구결과는 전자선 추가 허용에 따른 데이터베이스 구축 및 조사 식품 관리체계 마련에 기초자료로 활용될 계획이다.

전분의 사용원료를 확인하는 방법은 전분입자의 크기 또는 형태 등으로 분류하는 이화학적인 방법이 연구되었으나 원료별 또는 동일한 원료라도 품종에 따른 차이점으로 인하여 명확하게 확인하기 어려운 단점이 있어 유전자분석법을 시도하였다. 시료는 고구마 전분, 감자 전분, 옥수수 전분 및 타피오카 전분 등 총 11종을 사용하였으며, 유전자추출은 DNeasy plant mini 키트, magnetic DNA purification system 및 CTAB 방법으로 하였으며 추출유전자의 증폭을 위하여 WGA 키트로 처리하였다. 그리고 고구마, 감자, 옥수수 및 타피오카 검출을 위한 유전자 부위는 SSR (simple sequence repeat, ib-286-F/ib-286-R), 자당합성효소 (potato sucrose synthase, Pss 01n-5'/Pss 01n-3'), 전분합성효소(starch synthase, SSllb 3-5'/SSllb 3-3') 및 SSR (SSRY26- F/SSRY26-R)를 각각 사용하였다. 그 결과 대부분의 경우 WGA를 처리한 경우에는 사용원료의 확인이 가능하였다.

본 연구는 비허용 품목인 유지종실류 5종(달맞이꽃씨, 홍화씨, 유채씨, 해바라기씨 및 아마씨)을 선정하여 광자 극발광법(PSL), 열발광법(TL), 전자스핀공명법(ESR) 및 기체크로마토그래프/질량분석법(GC/MS)을 활용하여 검지 특성 연구를 수행하였다. PSL 및 TL 측정 결과, 5종 모두 적용 가능성이 높은 것으로 판단하였다. ESR 분석결과는 5종 모두 조사시료에서 조사유래의 특이 ESR signal이 관찰되지 않아 적용 가능성이 낮다고 판단하였다. GC/MS 분석 결과, 홍화씨, 유채씨, 해바라기씨 및 아마씨의 경우에는 조사 유래의 hydrocarbon류가 검출되어 적용 가능성이 높은 것으로 판단하였다. 특히, oleic acid에서 유도된 8-heptadecene (C17:1), 1,7-hexadecadiene (C16:2)이 조사 여부를 확인하는 화학적 마커로 활용 가능성이 높았다. 달맞이꽃씨 경우에는 oleic acid에서 유도된 hydrocarbon류가 검출되지 않아 적용 가능성이 낮다고 판단하였다. 또한, 달맞이꽃씨, 홍화씨 및 해바라기씨에서 감마리놀렌산의 주요 원료인 linoleic acid에서 유도된 1,7,10-hexadecatriene (C16:3)과 6,9-heptadecadiene (C17:2)이 검출되어 조사여부를 확인하는 화학적 검지 마커로 활용 가능성이 높다고 판단 하였다. 본 연구 결과를 통해 유지종실류 5종에 대한 적용 가능성 및 다중분석 체계(PSL-TL-GC/MS)를 확립하였다.

본 연구에서는 분자생물학적 방법을 통한 알레르기 유발 원재료 확인을 위해 PCR방법의 최적 조건을 구축하였 다. 가공식품에서 알레르기 원료성분 확인을 위하여 200bp 내외의 PCR 산물을 생성할 수 있는 종특이 프라이머를 설계하거나 선행연구사업 결과를 활용하였다. 대상 원료로는 국내 식품알레르기 표시대상인 난류, 우유, 메밀, 땅 콩, 대두, 밀, 고등어, 게, 새우, 돼지고기, 복숭아 및 토마 토와 제외국에서 알레르기 유발 성분으로 규정하고있는 아몬드, 참깨를 포함하여 총 14종을 대상으로 하였다. 특이 프라이머를 사용하여 PCR 한 결과 난류, 우유, 메밀, 땅콩, 대두, 밀, 고등어, 게, 새우, 돼지고기, 복숭아, 토마토, 아몬드 및 참깨로부터 각각 281, 131, 138, 120, 118, 127, 211, 174, 231, 138, 174, 132, 103 및 220bp의 특이 밴드를 확인하였으며 상호간의 비특이적 밴드는 검출되 지 않았다. 본 연구에서 확립한 알레르기 유발 원재료 검출법은 식품의 부정확한 표시나 가공식품의 제조과정 중 알레르기 유발물질의 비의도적 혼입 등으로부터 소비자를 보호하고 향후 수출 제품에 있어서 정확한 알레르기 유발 원재료 표기에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

기름치를 참치회 또는 메로구이로 판매하는 사례가 있으며 국내에서는 2012년 6월1일부터 식품원료로 판매가 금 지되어 이를 판별하는 시험법 마련이 필요하다. 기름치는 농어목(Perciformes) 갈치꼬치과(Gempylidae)에 속하는 기 름갈치꼬치(R. pretiosus)와 흑갈치꼬치(L. flavobrunneum)가 있으며 이를 판별하기 위한 종 특이 프라이머를 개발하기 위하여 미토콘드리아에 존재하는 16S DNA 유전자부위를 선정하였다. 그리고 미국 국립보건원에서 운영하는 유전자 은행(www.ncbi.nlm.nih.gov)에 등록되어있는 기름갈치꼬치, 흑갈치꼬치. 참다랑어, 황다랑, 청새치 및 황새치의 염기서열을 대상으로 BioEdit ver. 7.0.9.0 프로그램을 사용하여 비교 및 분석을 실시하였다. 분석을 통하여 기름갈치 꼬치 및 흑갈치꼬치를 판별할 수 있는 각각 4종의 프라이 머를 설계하였다. 설계된 프라이머에 대하여 대조군으로 다랑어 3종(참다랑어, 황다랑어, 눈다랑어) 및 새치류 4종 (청새치, 황새치, 녹새치, 돛새치)에 대한 실험적 평가를 실 시하였다. 그 결과 기름갈치꼬치에 대하여는 R.P-16S-006- F/R.P-16S-008-R, 흑갈치꼬치는 L.F-16S-004-F/L.F-16S- 006-R 프라이머를 최종 선정하였으며, PCR 조건을 확립하였다. 확립된 조건에서는 각각 178bp 및 238bp의 PCR 산 물을 확인하였으며, 유사종간의 비특이적 밴드는 형성되 지 않았다. 따라서 본 연구에서 개발된 기름치를 판별할 수 있는 종 특이 프라이머는 인터넷쇼핑몰 또는 시중에 불법적으로 유통 가능성이 있는 제품을 신속하고 과학적으로 판별할 수 있어 식품안전관리에 활용도가 매우 클 것 으로 기대된다.

In this study, ribulose bisphosphate carboxylase (rbcL), RNApolymeraseC (rpoC1), intergenic spacer (psbA-trnH), and second internal transcribed spacer (ITS2) as identification markers for discrimination of P. mirifica in foods were selected. To be primer design, we obtained 719 bp, 520 bp, 348 bp, and 507 bp amplicon using universal primers from selected regions of P. mirifica. The regions of rbcL, rpoC1, and psbA-trnH were not proper for design primers because of high homology about P. mirifica, P. lobata, and B. superba. But, we had designed 4 pairs of oligonucleotide primers from ITS2 gene. Predicted amplicon from P. mirifica were obtained 137 bp and 216 bp using finally designed primers SFI12-miri-6F/SFI12-miri-7R and SFI12-miri-6F/SFI12-miri-8R, respectively. The species-specific primers distinguished P. mirifica from related species were able to apply food materials and processed foods. The developed PCR method would be applicable to food safety management for illegally distributed products in markets and internet shopping malls.

In order to determine an authenticity of food ingredient, we used DNA barcode method by universal primers. For identification of animal food ingredients, LCO1490/HCO2198 and VF2/FISH R2 designed for amplifying cytochrome c oxidase subunit1 (CO1) region and L14724/H15915 for cytochrome b (cyt b) region on mitochondrial DNA were used. Livestock (cow, pig, goat, sheep, a horse and deer) was amplified by LCO1490/HCO 2198, VF2/FISH R2 and L14724/H15915 primers. Poultry (chicken, duck, turkey and ostrich) was amplified by LCO1490/HCO 2198 and VF2/FISH R2 primers. But, Fishes (walleye pollack, herring, codfish, blue codfish, trout, tuna and rockfish) were only amplified by VF2/FISH R2 primers. For plant food ingredients, 3 types of primers (trnH/ psbA, rpoB 1F/4R and rbcL 1F/724R) have been used an intergenic spacer, a RNA polymerase beta subunit and a ribulose bisphosphate carboxylase region on plastid, respectively. Garlic, onion, radish, green tea and spinach were amplified by trnH/psbA, rpoB 1F/4R and rbcL 1F/724R. The PCR product sizes were same by rpoB 1F/4R and rbcL 1F/724R but, the PCR product size using trnH/psbA primer was different with others for plants each. We established PCR condition and universal primer selection for 17 item's raw materials for foods and determine base sequences aim to PCR products in this study. This study can apply to determine an authenticity of foods through making an comparison between databases and base sequences in gene bank. Therefore, DNA barcode method using universal primers can be a useful for species identification techniques not only raw materials but also processed foods that are difficult to analyze by chemical analysis.

In this study, the experimental method has been investigated using molecular biological way to identify raw materials from seasoned red-pepper sauce which is one of the most popular spices in Korea. 6 kinds of seasoned red-pepper sauces were chosen as a sample containing chilli pepper, garlic, onion as a major ingredient and species specific primers were used for the identification of the raw material of processed food. Selected samples were pre-treated to remove salt (samples were washed with distilled water 3~4 times for desalting), after that, to amplify the extracted genes, whole genome amplification (WGA) kit was performed. Afterwards, PCR products were confirmed through the electrophoresis. As a result, 102, 180, 280 bp of specific PCR products were confirmed for each major ingredients such as chilli pepper, garlic, onion. From this study, the gene extraction method was validated for the identification of ingredients from the spices and it would be applied to distinction of low quality chilli pepper powder including seasoned red-pepper sauce illegally.

In this study, effective gene extraction methods were compared to identify raw materials of processed meat products through molecular biological methods. Species specific primers were used to identify ingredients of processed foods and, as a sample, 13 kinds of processed meat products including beef, pork and chicken. According to the type of sample, 13 kinds of samples were classified into liquid type, source type and powder type. The samples were pre-treated (centrifugation) and (or) performed Whole Gene Amplification (WGA) kit for amplification of the extracted DNA. As a result, it was possible to identify the raw material of products through the centrifugation of sample 1 ml for liquid type of processed meat products. For source type of products after gene extraction, it was required to perform WGA for the identification of ingredients. For powder type products did not required any further pre-treatment and WGA. In this study, it was an opportunity to confirm the possibility of identification of raw material from the gene extraction of processed meat products and this method could be used to examine the authenticity of raw material of products.

In this study, a method was developed using molecular biological technique to distinguish an authenticity of meats for processed meat products. The genes for distinction of species about meats targeted at 12S or 16S genes in mitochondrial DNA and the species-specific primers were designed by that PCR products' size was around 200bp for applying to processed products. The target materials were 10 species of livestock products and it checked whether expected PCR products were created or not by electrophoresis after PCR using species-specific primers. The results of PCR for beef, pork, goat meat, mutton, venison, and horse meat were 131, 138, 168, 144, 191, and 142 bp each. The expected PCR products were confirmed at 281, 186, 174, and 238 bp for chicken, duck, turkeymeat, and ostrich. Also, non-specific PCR products were not detected in similar species by species-specific primers. The method using primers developed in this study confirm to be applicable for composite seasoning including beefs and processed meat products including pork and chicken. Therefore, this method may apply to distinguish an authenticity of meats for various processed products.

본 연구는 황태채, 북어채 및 대구채간의 차이를 MS-전자코를 이용하여 분석하였다. 이들 각 시료의 mass spectrum은 뚜렷한 차이를 보였으며 판별함수분석을 통해 휘발성 성분의 패턴을 분석한 결과 황태채와 북어채, 대구채가 구분되었다(r2= 0.7787, F = 185.2). 이러한 결과는 황태채, 북어채 및 대구채를 러시아산만을 선택하여 비교한 결과 그 차이가 더욱 뚜렷이 구분되었다. 결과적으로 전자코를 이용하여 유사 식품 간의 차이를 충분히 구분 가능하였으며 EMA 식품을 선별하는 데에도 도움이 될 것으로 기대된다.

오징어 젓갈과 한치 젓갈의 차이를 질량분석기를 기반으로 한 전자코를 이용하여 분석한 결과 두 시료의 mass spectrum은 뚜렷한 차이를 보였다. 판별함수분석을 통해 휘발성분의 패턴을 분석한 결과 오징어 젓갈과 한치 젓갈이 뚜렷이 구분되었으며 젓갈의 양념을 제거한 후 분석하였을 때 구분이 더 잘되었다. 결과적으로 전자코를 이용하여 유사 식품 간의 차이를 충분히 구분 가능하였으며 이러한 결과는 추후 젓갈뿐 아니라 다양한 방면에 적용 가능할 것으로 보여 EMA 식품을 선별하는 데에도 도움이 될 것으로 기대된다.