식품의 제조, 가열, 훈연 및 건조 과정에서는 여러 종류의 다환방향족탄화수소 (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)가 생성될 수 있습니다.
그중 Benzo[a]pyrene은 식품의 안전성 관리에서 대표적으로 분석되는 PAH 성분입니다.
식품의약품안전처에서는 「벤조피렌 시험법 실무해설서」와 식품 중 벤조피렌 분석 관련 자료를 통해 시험실에서 활용할 수 있는 분석 정보를 제공하고 있습니다.
이번 글에서는 식품 중 벤조[a]피렌 분석을 준비할 때 필요한 Analytical Standard, CRM, PAH Mix 및 Isotope-Labeled Internal Standard를 정리해 보겠습니다.
1. Benzo[a]pyrene은 무엇인가요?
Benzo[a]pyrene은 여러 개의 방향족 고리가 결합된 PAH 계열 화합물입니다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 성분명 | Benzo[a]pyrene |
| 약어 | BaP / B[a]P |
| CAS No. | 50-32-8 |
| 분자식 | C20H12 |
| 분자량 | 252.31 |
| 분석용 표준품 | Benzo[a]pyrene Analytical Standard / CRM |
2. 벤조[a]피렌 분석에는 어떤 표준품이 필요할까요?
정량분석을 위해서는 농도를 알고 있는 Benzo[a]pyrene Reference Standard를 이용하여 검량선용 표준액을 준비합니다.
제품은 제조사에 따라 다음과 같은 형태로 공급될 수 있습니다.
| 표준품 형태 | 예시 | 특징 |
|---|---|---|
| Neat Standard | Benzo[a]pyrene 고순도 표준품 | 직접 칭량하여 표준원액 제조 |
| Single Solution | Benzo[a]pyrene in Acetonitrile / Toluene 등 | 농도가 정해져 있어 표준액 조제가 편리 |
| CRM | Certified Benzo[a]pyrene Solution | 인증값, 불확도 및 Traceability 정보 확인 가능 |
| Isotope-Labeled Standard | Benzo[a]pyrene-d12 | GC-MS / LC-MS 계열 분석의 내부표준으로 활용 가능 |
3. HPLC-FLD를 이용한 Benzo[a]pyrene 분석
Benzo[a]pyrene은 자체 형광 특성을 가지고 있기 때문에 HPLC와 Fluorescence Detector(FLD)를 이용한 정량분석에 활용할 수 있습니다.
식품 Matrix에 따라 추출 후 지방 및 간섭물질을 제거하고 SPE 등을 이용하여 정제한 뒤 HPLC-FLD로 분석하는 방식이 사용됩니다.
| 분석 단계 | 주요 제품군 | 용도 |
|---|---|---|
| 표준액 조제 | Benzo[a]pyrene Standard | 검량선 작성 |
| 추출 | Hexane / Acetonitrile 등 | 시료 중 PAH 추출 |
| 정제 | Florisil / Silica / PAH SPE Cartridge | 지방 및 Matrix 간섭 제거 |
| 분석 | HPLC + FLD | Benzo[a]pyrene 분리 및 정량 |
식용유, 육류, 훈연식품, 수산물 등은 지방 함량과 Matrix 특성이 서로 다르기 때문에 동일한 전처리법을 그대로 적용하기 어려울 수 있습니다.
따라서 표준품뿐 아니라 분석 대상 식품에 맞는 SPE 및 Cleanup 제품을 함께 검토하는 것이 좋습니다.
4. GC-MS 분석과 Benzo[a]pyrene-d12
Benzo[a]pyrene은 GC-MS를 이용하여 분석할 수도 있습니다.
질량분석을 이용하는 경우 분석물질과 화학적 성질이 유사한 Benzo[a]pyrene-d12와 같은 Stable Isotope-Labeled Standard를 내부표준으로 활용할 수 있습니다.
| 구분 | 제품 | 주요 용도 |
|---|---|---|
| Native Standard | Benzo[a]pyrene | 분석대상 / 검량선 |
| Isotope-Labeled Standard | Benzo[a]pyrene-d12 | Internal Standard / Recovery Correction |
5. Benzo[a]pyrene-d12 표준품
| 성분명 | CAS No. | 제품 형태 예시 | 추천 제조사 |
|---|---|---|---|
| Benzo[a]pyrene-d12 | 63466-71-7 | Neat / Solution | Dr. Ehrenstorfer / LGC Standards Supelco / Sigma-Aldrich TRC |
6. Benzo[a]pyrene 하나만 분석하면 될까요?
시험 목적에 따라 Benzo[a]pyrene 단독 분석이 아닌 여러 PAHs를 동시에 분석하는 경우도 있습니다.
이 경우에는 각 PAH의 개별 표준품을 준비하거나 분석 대상 성분이 구성된 PAH Multi-Component Standard를 사용할 수 있습니다.
7. 대표적인 PAH 분석 대상
| 성분 | CAS No. | 표준품 |
|---|---|---|
| Naphthalene | 91-20-3 | Naphthalene Standard |
| Acenaphthylene | 208-96-8 | Acenaphthylene Standard |
| Acenaphthene | 83-32-9 | Acenaphthene Standard |
| Fluorene | 86-73-7 | Fluorene Standard |
| Phenanthrene | 85-01-8 | Phenanthrene Standard |
| Anthracene | 120-12-7 | Anthracene Standard |
| Fluoranthene | 206-44-0 | Fluoranthene Standard |
| Pyrene | 129-00-0 | Pyrene Standard |
| Benzo[a]anthracene | 56-55-3 | Benzo[a]anthracene Standard |
| Chrysene | 218-01-9 | Chrysene Standard |
| Benzo[b]fluoranthene | 205-99-2 | Benzo[b]fluoranthene Standard |
| Benzo[k]fluoranthene | 207-08-9 | Benzo[k]fluoranthene Standard |
| Benzo[a]pyrene | 50-32-8 | Benzo[a]pyrene Standard |
| Indeno[1,2,3-cd]pyrene | 193-39-5 | Indeno[1,2,3-cd]pyrene Standard |
| Dibenz[a,h]anthracene | 53-70-3 | Dibenz[a,h]anthracene Standard |
| Benzo[g,h,i]perylene | 191-24-2 | Benzo[g,h,i]perylene Standard |
8. PAH 16 Mix란 무엇인가요?
PAH 표준품을 검색하면 PAH 16 Mix 또는 Polynuclear Aromatic Hydrocarbons Mix라는 제품을 자주 볼 수 있습니다.
대표적인 16종 PAHs가 하나의 용액에 혼합되어 있어 환경 및 식품 관련 다성분 PAH 분석에서 활용할 수 있습니다.
예를 들어 혼합액에는 다음과 같은 성분이 포함될 수 있습니다.
- Naphthalene
- Acenaphthylene
- Acenaphthene
- Fluorene
- Phenanthrene
- Anthracene
- Fluoranthene
- Pyrene
- Benzo[a]anthracene
- Chrysene
- Benzo[b]fluoranthene
- Benzo[k]fluoranthene
- Benzo[a]pyrene
- Indeno[1,2,3-cd]pyrene
- Dibenz[a,h]anthracene
- Benzo[g,h,i]perylene
PAH Mix는 구성 성분을 반드시 확인하세요.
제품명이 단순히 "PAH Mix"라고 되어 있어도 제조사와 분석 Method에 따라 포함 성분과 농도가 다를 수 있습니다.
따라서 제품명만 보고 구매하지 말고 Analyte List / Concentration / Solvent를 시험법과 하나씩 비교해야 합니다.
9. 식품 PAH 분석에서는 PAH4도 자주 접하게 됩니다
해외 식품 분석이나 수출입 시험을 검토하다 보면 PAH4라는 용어를 볼 수 있습니다.
일반적으로 다음 네 성분을 의미합니다.
| 성분 | CAS No. |
|---|---|
| Benzo[a]anthracene | 56-55-3 |
| Chrysene | 218-01-9 |
| Benzo[b]fluoranthene | 205-99-2 |
| Benzo[a]pyrene | 50-32-8 |
해외 시험규격을 적용하는 경우에는 분석 대상이 Benzo[a]pyrene 단독인지, PAH4인지 또는 더 많은 PAH인지 먼저 확인해야 합니다.
10. Single Standard와 PAH Mix 중 무엇을 선택할까요?
| 상황 | 추천 형태 |
|---|---|
| Benzo[a]pyrene만 분석 | Benzo[a]pyrene Single Standard |
| PAH4 분석 | PAH4 Mix 또는 개별 4종 Standard |
| PAH 16종 분석 | PAH 16 Multi-Component Standard |
| 각 성분 농도를 다르게 조제 | Individual Standards |
| GC-MS 내부표준 분석 | Deuterated PAH Standard / Mix |
11. Deuterated PAH Internal Standards
GC-MS 또는 LC-MS 기반 PAH 분석에서는 Benzo[a]pyrene-d12 외에도 여러 종류의 Deuterated PAH Standard를 사용할 수 있습니다.
| Internal Standard 예시 | 활용 |
|---|---|
| Naphthalene-d8 | 저분자 PAH 내부표준 후보 |
| Acenaphthene-d10 | PAH 분석 내부표준 후보 |
| Phenanthrene-d10 | PAH 분석 내부표준 후보 |
| Chrysene-d12 | 고분자 PAH 내부표준 후보 |
| Benzo[a]pyrene-d12 | Benzo[a]pyrene 정량 보정 |
| Perylene-d12 | PAH 분석 내부표준 후보 |
실제 어떤 isotope-labeled compound를 사용할지는 적용하는 분석법을 기준으로 결정해야 합니다.
12. PAH 표준품 전문 제조사
| 제조사 | 주요 제품군 | 추천 분야 |
|---|---|---|
| AccuStandard | Individual PAH Standards PAH Multi-Component Mix Method-specific PAH Standards |
GC / GC-MS / Environmental & Food Analysis |
| Dr. Ehrenstorfer / LGC Standards | Benzo[a]pyrene Individual PAH Standards Deuterated PAH Standards |
Food / Environmental / Routine QC |
| Supelco / Sigma-Aldrich | PAH Analytical Standards PAH Calibration Mix Deuterated PAH Standards |
HPLC / GC-MS / Method Validation |
| TRC | PAH Impurities Deuterated / Isotope-Labeled Compounds |
Specialty Standards / MS Internal Standards |
13. 표준품 구매 전에 확인해야 할 사항
| 확인 항목 | 예시 |
|---|---|
| 분석 대상 | Benzo[a]pyrene / PAH4 / PAH16 |
| 제품 형태 | Neat / Single Solution / Mix |
| 농도 | 10 µg/mL / 100 µg/mL / 1,000 µg/mL 등 |
| 용매 | Acetonitrile / Toluene / Dichloromethane 등 |
| Native 여부 | Benzo[a]pyrene |
| Isotope Label 여부 | Benzo[a]pyrene-d12 |
| 인증 수준 | Analytical Standard / CRM |
| Certificate | Lot-specific Certificate 확인 |
14. PAH는 빛과 보관조건도 확인하세요
PAH 표준품은 제품에 따라 빛, 온도 및 용매 조건에 영향을 받을 수 있으므로 제조사가 지정한 보관조건을 확인해야 합니다.
특히 혼합표준액의 경우 각 성분의 안정성을 고려한 용매와 농도로 제조되어 있으므로 임의로 용매를 변경하기 전에 분석법과 제조사 자료를 확인하는 것이 좋습니다.
시험법을 보내주시면 필요한 표준품을 함께 확인해 드립니다.
Benzo[a]pyrene 분석은 비교적 단순해 보이지만 실제로는 분석기기와 시험법에 따라 필요한 표준품의 구성이 달라질 수 있습니다.
예를 들어 HPLC-FLD 분석에서는 Benzo[a]pyrene Standard가 중심이 되지만, GC-MS 분석에서는 Benzo[a]pyrene-d12와 같은 내부표준이 추가로 필요할 수 있습니다.
여러 PAH를 동시에 분석한다면 개별 표준품과 PAH Mix 중 어떤 구성이 효율적인지도 함께 비교할 수 있습니다.
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전화: 070-8028-3500
참고자료: 식품의약품안전처 「벤조피렌 시험법 실무해설서」 및 「식품 중 벤조피렌 분석법」
※ 본 콘텐츠는 Benzo[a]pyrene 및 PAH 분석과 관련 표준품에 대한 정보 제공을 목적으로 작성되었습니다. 실제 시험 적용 시에는 최신 식품공전과 해당 시험기관에서 적용하는 분석방법을 확인하시기 바랍니다.
※ PAH4, PAH16, isotope-labeled standards 등은 시험 목적과 분석법에 따라 적용 여부가 달라질 수 있습니다. 본문의 제조사는 식품의약품안전처가 지정하거나 추천한 제조사가 아니며, 표준품 소싱을 위한 참고용 정보입니다.