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표제지 1

요약 3

목차 5

Ⅰ. 서론 8

1. 연구의 배경 및 목적 8

Ⅱ. 이론적 고찰 12

1. 음료류 12

2. 식품첨가물 중 인공감미료 종류와 특성 13

1) 사카린나트륨(Sodium Saccharin) 15

2) 수크랄로스(Sucralose) 15

3) 아세설팜칼륨(Acesulfame potassium) 15

4) 아스파탐(Aspartame) 16

Ⅲ. 실험재료 및 방법 18

1. 실험재료 18

1) 시료 선정 18

2. 시약 및 표준용액 조제 19

3. 시험용액의 조제 20

1) 시료 전처리(탄산음료, 액상차, 혼합음료) 20

2) 지방 및 단백질 함량이 높은 시료(커피) 20

4. 분석조건 21

5. 분석법 검증 23

1) 특이성 23

2) 직선성 23

3) 검출한계(Limit of Detection) 및 정량한계(Limit of Quantification) 23

4) 범위 24

5) 정확성 25

6) 정밀성 26

Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 27

1. 분석법 검증(Validation) 27

1) 특이성 27

2) 직선성 및 검출한계, 정량한계 31

2) 범위 33

3) 정확성 및 정밀성 33

2. 모니터링 결과 37

1) 아세설팜칼륨 39

2) 사카린나트륨 43

3) 아스파탐 44

4) 수크랄로스 47

5) 음료류에서 사용된 인공감미료 4종의 비교분석 결과 50

Ⅴ. 결론 52

참고문헌 55

Abstract 58

표목차 6

Table 2.1. Comparison of the Characteristics of four artificial sweeteners 14

Table 3.1. Characteristics of gathered samples 18

Table 3.2. Analysis conditions for detection of artificial 4 sweeteners by HPLC 22

Table 4.1. R², LOD, LOQ results of artificial sweeteners as detector 31

Table 4.2. Accuracy and precision of Carbonated Drinks 34

Table 4.3. Accuracy and precision of Liquid Tea 35

Table 4.4. Accuracy and precision of Coffee 36

Table 4.5. The number of artificial sweeteners contained in drink samples 38

Table 4.6. Results of Acesulfame potassium content for Drink samples 40

Table 4.7. Comparison of results for types of drinks containing Acesulfame potassium 42

Table 4.8. Results of Sodium Saccharin content for Drink samples 43

Table 4.9. Results of Aspartame content for Drink samples 45

Table 4.10. Comparison of results for types of drinks containing Aspartame 46

Table 4.11. Results of Sucralose content for Drink samples 48

Table 4.12. Comparison of results for types of drinks containing Sucralose 50

Table 4.13. Analysis values by type of artificial sweeteners 50

그림목차 7

Fig 1.1. Exposure assessment to artifidal sweeteners by age for single-person households 10

Fig 1.2. Growth rate of Market size by all and zero Carbonated Drinks 11

Fig 3.1. Based on the Standard Deviation of a Linear Response and a Slope 24

Fig 3.2. Expected recovery range as a function of analytical concentration 25

Fig 3.3. Expected precision range as a function of analytical concentration 26

Fig 4.1. Chromatograms of standard solution 50 mg/L - DAD, ELSD 28

Fig 4.2. Chromatograms of standard solution 50 mg/L- DAD 28

Fig 4.3. Chromatograms of standard solution 50 mg/L - ELSD 28

Fig 4.4. Chromatograms of blank(DAD) (A), standard solution 2 mg/L(DAD) (B), 2 mg/L standard spiked sample(Carbonated Drinks, DAD) (C), 2 mg/L standard spiked... 29

Fig 4.5. Chromatograms of blank(ELSD) (A), standard solution 2 mg/L(ELSD) (B), 2 mg/L standard spiked sample(Carbonated Drinks, ELSD) (C), 2 mg/L standard spiked... 30

Fig 4.6. Calibration curve of Acesulfame potassium(ACS) 32

Fig 4.7. Calibration curve of Sodium Saccharin(SAC) 32

Fig 4.8. Calibration curve of Aspartame(ASP) 32

Fig 4.9. Calibration curve of Sucralose(SCL) 32

초록보기

 본 연구는 국내에서 유통되는 당 저감 음료를 대상으로 인공감미료 4종의 함량을 조사했다. 시료 선정기준은 아세설팜칼륨, 사카린나트륨, 아스파탐, 수크랄로스가 함유되었음이 정보표시면에 기재되어 있으며, 저당 기준에 적합한 탄산음료, 액상차, 혼합음료, 커피 유형을 대상으로 각 15건씩 총 60건을 선정했고, HPLC분석기기와 DAD (Diode Array Detector) 및 ELSD (Evaporative Light Scattering Detector) 검출기를 이용하여 인공감미료 4종을 동시 분석했다.

인공감미료 4종의 직선성(결정계수, R²)은 아세설팜칼륨 0.9999, 사카린나트륨 0.9998, 아스파탐 0.9999, 수크랄로스 0.9999로 높은 직선성을 보였으며, 검출 한계는 아세설팜칼륨 0.09 mg/L, 사카린나트륨 0.16 mg/L, 아스파탐 0.73 mg/L, 수크랄로스 0.39 mg/L로 나타났고, 정량한계는 아세설팜칼륨 0.27 mg/L, 사카린나트륨 0.50 mg/L, 아스파탐 2.20 mg/L, 수크랄로스 1.17 mg/L로 나타났다.

정확성(회수율) 및 정밀성(RSD%)은 AOAC guideline 기준에 따라 판단했다. 탄산음료, 액상차, 커피 유형의 샘플을 선정하여 표준용액을 첨가한 샘플을 대상으로 분석했으며, 정확성의 경우, 아세설팜칼륨은 94.66~105.85%, 사카린나트륨 92.01~104.36%, 아스파탐 86.28~105.90%, 수크랄로스 85.98~105.09%의 범위로 80~110%가 적합 기준으로 결과 모두 범위 내로 확인되어 본 연구에서 사용된 전처리 및 분석 방법 등이 모두 적합하다고 판단했으며, 정밀성(RSD%) 또한 100 mg/L일 경우 5.3%, 10 mg/L 7.3%, 1 mg/L 11% 기준으로 모두 적합 범위 내임을 확인했다.

시료로 선정한 음료류의 식품 유형에 따른 인공감미료 사용현황은 인공감미료 단독 사용보다는 혼합하여 사용하는 비율이 더 높은 것으로 나타났다. 또한 인공감미료 4종류 중 수크랄로스의 사용 빈도가 월등히 높은 것을 알 수 있었으며 사카린나트륨의 사용 빈도는 다른 감미료 대비 낮은 것으로 나타났다.

확립된 전처리법과 분석방법을 토대로 인공감미료 중 아세설팜칼륨의 분석 결과, 41개시료에서 검출되었으며, 탄산음료는 평균 206.03 mg/L, 85.31~537.22 mg/L 범위로 나타났고, 액상차는 평균 133.86 mg/L, 58.49~237.60 mg/L 범위로 나타났으며 혼합음료는 평균 101.96 mg/L, 57.54~205.47 mg/L 범위로 나타났고, 커피는 평균 93.12 mg/L, 5.14~215.59 mg/L 범위로 나타났다.

사카린나트륨의 분석 결과는 총 60개의 시료 중에서 사카린나트륨이 들어있는 음료류는 탄산음료 유형 2개가 유일했으며 평균 19.88 mg/L이 함유되어 있으며 19.78~19.97 mg/L 범위로 결과가 나타났다.

아스파탐의 분석 결과, 탄산음료 196.24 mg/L, 혼합음료 132.31 mg/L로 시료 1개에서 검출되었고, 액상차의 경우 평균 139.45 mg/L, 133.34~145.57 mg/L 범위로 나타났으며, 커피는 평균 1141.63 mg/L, 1054.05~1229.20 mg/L 범위로 나타났다.

수크랄로스의 분석 결과는 탄산음료는 평균 102.12 mg/L, 13.91~217.26 mg/L 범위로 나타났고, 액상차는 평균 92.10 mg/L, 41.60~231.74 mg/L 범위의 결과가 나타났으며, 혼합음료는 평균 92.94 mg/L, 29.29~173.34 mg/L 범위로 나타났다. 커피의 경우 평균 60.78 mg/L, 19.52~151.71 mg/L 범위를 나타냈다. 국내 식품첨가물 공전 기준에 따르면 55개의 시료 모두 국내 기준에 적합함을 확인할 수 있었다.

본 연구의 유효성 검증을 토대로 HPLC 분석기기에 DAD, ELSD 검출기를 사용해 인공감미료 4종에 대한 동시분석이 가능함을 확인했고, 현재 국내에서 유통 중인 저당 음료의 인공감미료 함량은 안전하다고 판단할 수 있으며, 본 연구가 저당 식품의 인공감미료 섭취량 평가에 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

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