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연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
식품가공 및 식품첨가물 제조공정 발생물질의 변이원성 연구
- 연구책임자
- 임경택 외 2명
- 수 행 연 도
- 2018년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- 1. 연구배경 본 연구는 커피 로스팅 공정관련 질환(폐쇄 세기관지염) 발생(미국 NIOSH 발표자료) 내용에 근거하였으며, 2,3-butanedione(diacetyl), 2,3-pentanedione 등에 의한 직업성 폐질환 예방을 위한 독성 스크리닝, 유해성 확인 및 동 직업성 질환의 조기발견을 위한 생체지표의 발굴이 필요하여 수행하였다(중기사업계획-화학물질연구 관련). 커피 가공시설에서 디아세틸이라고 불리는 화학물질에 노출된 노동자들은 폐쇄성 세기관지염(Bronchiolitis obliterans)이라고 불리는 희귀하고 심각한 호흡기 질환과 관련된 연구결과들이 있으며, 동 사례는 모두 미국 텍사스의 한 직장에서 커피 가공분야에서 일하는 노동자에게서 발생했다. 커피에 첨가된 향료는 디아세틸과 2,3-펜탄디온을 함유하고 있으며, 모두 커피로스팅, 그라인딩 및 포장을 포함한 다수의 식품 제조 과정에서 노출된다. 따라서 동 연구 결과를 식품가공 및 식품첨가물 제조관련 노동자의 화학물질에 의한 노동자 직업성 질환예방에 활용하고자 하였다. 2. 주요 연구내용 - 연구결과 1) 국내외 관련 문헌 및 발표자료 등을 이용한 커피 로스팅 공정 노동자 안전보건에 대한 문헌고찰로 국내외 관련 실태를 조사하였다. 2) 커피의 향기물질은 대부분이 GHS 분류에 따른 유해성·위험성 물질이었으며, 2차에 걸친 외부 전문가 자문회의를 거쳐 연구를 수행하였다. 3) 커피 로스터의 대기오염물질 배출량 측정에 대한 문헌고찰 및 커피 로스팅 시 배출되는 대기오염물질 배출량 추정에 대한 문헌고찰을 통해 커피로스팅 시 배출되는 오염물질 특성을 조사하였다. 4) 커피 로스팅 공정에서 발생하는 화학물질의 유전자 발현변이 고찰로, 폐세포에의 커피 로스팅 공정 발생물질 처리하고, 처리된 물질에 의한 유전자 변이원성 확인 및 독성유전체 변화 확인(일부시험 외부의뢰) 하였다. 5) 본 연구에서 수행한 커피 로스팅 공정 발생물질에 의한 독성유전체 분석과 및 miRNA 발현분석을 수행하였으며, 발현변이가 나타난 miRNAs의 target을 받는 유전자에 대한 분석과 mRNA 발현 결과를 매치시켜 통합분석한 결과, Fosl1, Rb1, Aspn, Dusp1, Rnf19b, Jun 및 Hbegf 유전자가 저발현된 miRNAs의 target를 받아 과발현함을 보였다. - 시 사 점 커피 로스팅 공정에서 폐쇄성 세기관지염을 일으키는 것으로 확인된 화학물질 2종으로 처리된 세포주의 유전자 발현 분석(mRNA 및 miRNA expression profiling) 실험을 수행한 결과로, 두 가지 시험물질이 정상 폐세포에 처리되었을 때 초기 생화학적 변화, 기전 및 초기 바이오마커의 발견에 중점을 두었으며, 폐쇄성 세기관지염을 일으키는 생화학 기전(Pathway) 및 유전자 생체지표(Biomarker)의 제시를 통해 동 질병이 왜 치료가 어려운 지에 대한 설명 및 향후 동 질병의 효율적인 예방에 활용될 수 있도록 하였다. 3. 연구 활용방안 - 제 언 미래의 연구로는 다양한 커피 찌꺼기와 커피 콩 품종뿐만 아니라 분쇄한 커피로부터 다양한 유기화합물과 알파-디케톤의 측정을 포함, 폐쇄성 세기관지염의 발생과 관련해 OELs의 기초 및 알파-디케톤의 잠재적 독성을 명확히 하기 위한 향후 연구가 필요하다. - 개선방안 또는 정책방안 많은 연구들에서 평가된 작업장은 디아세틸의 ACGIH STEL과 NIOSH REL에 근거하였으며, 분쇄 및 포장작업에서 커피 로스터 및 낮은 농도의 알파-디케톤에 노출되는 노동자 건강보호를 위해, 미래 역학 및 노출 연구로서 특히 커피 로스팅 관련 노동자에서 알파-디케톤과 폐질환 사이의 용량-반응 관계에 대한 현재의 이해를 명확히 하는 것이 필요하다. - 활 용 ？ 식품가공(커피 로스팅, 포장 등) 공정에서 화학물질 노출에 의한 유전자발현조절 고찰, 생체지표 발굴에 의한 직업성 질환의 효과적인 예방 ？ 식품가공 및 식품첨가물 제조공정 노동자, 식품산업 관련 정책 입안 기관, 유해성 화학물질 취급 노동자 등에 정보전달 ？ SCI급, SH@W 등 국내외 우수 학술지 논문게재 및 학회발표 등 관련 후속연구의 기초연구로 활용 4. 연락처 - 산업안전보건연구원 유해성연구부 임경택
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문의처
- 연구기획부
- 제유리
- 052-703-0814
