한국엘랑코동물약품㈜ 전략축종사업부
본부장 허재승
농장동물에 사용되는 동물용의약품과 반려동물에서 사용하는 동물용의약품에는 여러가지 차이가 있지만, 약품의 허가 측면에서 가장 크게 차이가 나는 부분이 있다. 바로 휴약기간이다.
개나 고양이와 같은 반려동물에만 허가된 동물용의약품에는 휴약기간이 없지만 소, 돼지, 닭과 같은 농장동물에 대한 용법을 가진 모든 동물용의약품은 휴약기간을 명시해야 한다. 비록 휴약기간이 0일이라도 말이다.
농장동물에 사용되는 동물용의약품에 휴약기간이 있는 이유는 무엇일까? 바로, 농장동물을 통해서 생산되는 축산물을 사람이 섭취하기 때문이다. 사람에 위해가 없어야 하기 때문에 축산물 생산과정에서는 식육에 항생제와 같은 동물용의약품이 잔류하지 않도록 관리해야 하며 잔류한다고 하더라도 설정된 잔류허용기준(Maximum Residue Limits, MRL) 이하로 관리되어야 한다.
이러한, 잔류허용기준은 해당 물질이 인체에 미치는 여러 독성(급/만성, 발암성, 생식독성 등)에 대한 과학적 근거에 의해 설정된다.
축산물에 대해서 뉴스에서 가장 많이 이슈가 되는 것은 항생제를 비롯한 동물용의약품 또는 농약성분의 잔류이다. 2017년 계란 살충제(피프로닐) 잔류는 여전히 많은 국민들이 기억하고 있을 만큼 이슈가 되었던 사건이다.
그와 같은 사태가 발생하지 않도록 Positive List System(PLS) 등 많은 부분에서 먹거리(축산물)에 대한 규제가 강화되고 있다.
본고에서는 동물용의약품 및 농약성분에 대해서 설정되어 있는 축산물내 최대잔류허용기준(MRL)이 어떤 근거를 기반으로 설정되며, 서두에서 언급한 항생제(또는 동물용의약품)의 휴약기간이 최대잔류허용기준(MRL)과 어떠한 관계가 있는지에 대해서 살펴보도록 하겠다.
식품공전과 동물용의약품 잔류허용기준
잔류허용기준(Maximum Residue Limits, MRL)은 식품 중에 잔류가 허용되는 동물용의약품 또는 농약 등의 최대농도를 말한다.
이는 식품공전에서 명시되어 있는데, 식품공전이라는 것은 식품위생법 제7조제1항의 규정에 따른 식품의 원료에 관한 기준, 식품의 제조･가공･사용･조리 및 보존방법에 관한 기준, 식품의 성분에 관한 규격과 기준･규격에 대한 시험법에 대한 총론이다.
즉 무엇이 먹거리인지, 어떤 원료로 만들어서 어떻게 보존해야 하는지, 먹거리에는 어떤 성분이 있는지, 또한 어떤 성분은 제한되어야(없어야)하는지 등에 대한 사항을 규정한 매우 방대한 지침이다.
아래의 예를 살펴보자.
유(乳)라는 것은 포유류로부터 생산된 우유, 양유, 염소유 등의 원유를 말한다.
유가공품은 원유 또는 유가공품을 주원료로 하여 제조･가공한 우유류, 가공유류, 산양유, 발효유류, 버터유류, 농축유류, 유크림류, 버터류, 치즈류, 분유류, 유청류, 유당, 유단백 가수분해식품 등을 말한다.
원유는 이물을 제거하기 위한 청정공정과 필요한 경우 유지방구의 입자를 미세화 하기 위한 균질공정을 거쳐야 한다.
이러한 유가공품의 살균 또는 멸균 공정은 따로 정하여진 경우를 제외하고 저온 장시간 살균법(63∼65℃에서 30분간), 고온단시간 살균법(72∼75℃에서 15초 내지 20초간), 초고온순간처리법(130∼150℃에서 0.5초 내지 5초간) 또는 이와 동등 이상의 효력을 가지는 방법으로 실시하여야 한다.
그리고 살균제품에 있어서는 살균 후 즉시 10℃ 이하로 냉각하여야 하고, 멸균제품은 멸균한 용기 또는 포장에 무균공정으로 충전･포장하여야 한다.
이러한 원유 및 유가공품에는 방사능(134Cs ＋ 137Cs)이 50Bq/kg이하로, 멜라민은 불검출되어야 하며, 아플라톡신과 같은 곰팡이독소는 0.5μg/kg이하로 관리되어야 한다.
이처럼 식품공전은 유와 유가공품에 대해 식품적 정의는 무엇이며, 어떻게 제조하고 어떤 위해성분이 관리되어야 하는지 등을 자세하게 기술하고 있다.
아마도 기억력이 좋은 독자분들께서는 이와 같은 세부 사항에 대해 과거 공중보건학 시간에 배웠다는 것을 떠올리실 것 같다.
이와 같은 식품공전은 식품의약품안전처에서 제정한다. 항생제와 같은 동물용의약품과 밀접하게 연관되는 부분이 바로 식품공전에서 명시된 ‘동물용의약품의 잔류허용기준’이다.
식품공전에서 명시된 잔류허용기준 이상의 항생제 또는 동물용의약품이 잔류할 경우 식품을 섭취한 사람에게 위해가 있을 수 있다고 판단된다. 때문에 축산물내 항생제 또는 동물용의약품이 잔류허용기준을 초과할 것으로 확인될 경우 해당 축산물은 전량 폐기된다.
바꿔 말하면, 축산물내 항생제 또는 동물용의약품이 잔류허용기준 이내로 검출될 경우에는 문제가 되지 않다고도 볼 수 있다.
이러한 동물용의약품 잔류허용기준은 식품공전의 [별표 5] 식품 중 동물용의약품의 잔류허용기준에 명시되어 있다.
아래 표와 같이 겐타마이신의 경우 항생제(항균제)로서 대사잔유물(C1,C2)의 총합이 해당 부위에서 기준 이하여야 한다. 돼지근육(돈육)에서는 0.1mg/kg이하로, 유(乳)에서는 0.2mg/kg까지 잔류가 허용되어 있음을 알 수 있다.
동물용의약품 잔류허용기준 설정방법
이렇게 잔류허용기준을 설정하는 이유는 해당 식품(축산물)을 먹은 일반소비자가 식품내 잔류물로 인해 위해를 입지 않아야 하기 때문이다.
식약처는 동물용의약품의 잔류허용기준을 정하기 위해서 다음 두가지 자료를 토대로 그 기준을 정한다. 하나는 독성평가 자료이며, 다른 하나는 잔류성평가 자료이다.
1) 일일섭취허용량(ADI) 산출
먼저, 독성평가가 필요한 이유는 해당 동물용의약품이 사용된 축산물이 소비자에게 안전한지에 대해서 확인하기 위해서다. 각종 독성평가자료(급성, 만성, 생식, 유전독성 및 발암성)를 근거로 최대무독성량을 산출한다.
최대무독성량(No Observed Adverse Effect Level, NOAEL)은 독성시험 시에 투여군이 대조군에 비해 바람직하지 않은 영향을 나타내지 않는 최대 투여용량이다. 최대무독성량(NOAEL) 이하에서는 어떠한 독성도 확인되지 않는다는 뜻이다.
이 최대무독성량을 근거로 일일섭취허용량(Acceptable Daily Intake, ADI)을 산출한다. 이는 식품을 통해서 사람이 생애 전기간에 걸쳐 매일 섭취하더라도 우려할 만한 위해가 없는 용량을 뜻하나. 다른 말로 ‘인체안전노출기준’이라고 한다.
이와 같은 일일섭취허용량(ADI)이 바로 잔류허용기준을 정하는 기준이 된다. 정리하면, 독성평가자료→최대무독성량(NOAEL) 확인→일일섭취허용량(ADI)산출 순으로 진행된다.
아래 겐타마이신의 예를 살펴보자.
① 겐타마이신의 최대무독성량(NOAEL)은 10 mg/kg bw이다.
② 축산물을 통해서 섭취한 겐타마이신이 사람의 장내에서 작용하여 장내 세균을 억압하거나 소화기능장애 또는 내성균발현에 대한 가능성을 감안하여 최대무독성량(NOAEL)의 1/500인 0.020 mg/kg bw을 일일섭취허용량(ADI)로 설정하고 있다.
이처럼 일일섭취허용량(ADI)이 0.020 mg/kg bw라는 뜻은 70kg의 체중을 가진 성인이 음식을 통해 하루최대 1.4 mg의 겐타마이신을 매일동안 평생 음식을 통해 섭취해도 건강상 문제가 전혀 없다는 뜻이다.
이렇게 설정된 일일섭취허용량(ADI)은 이어서 설정하는 잔류허용기준(MRL)의 근거가 된다.
2) 잔류허용기준(MRL) 설정
항생제와 같은 동물용의약품은 동물에 투여하면 분포, 대사, 배설의 과정을 거치게 된다. 이를 규명한 것을 약동학 자료라고 한다.
이와 같은 약동학 자료와 근육, 지방, 간장, 유(乳)와 같은 가식부위에서 잔류성시험 결과를 통해서 가식부위에서 시간대별 항생제 농도를 측정한다.
상기 그래프는 겐타마이신의 우유에서의 잔류성 시험결과를 약동학적으로 요약한 것이다.
소에서 정상치료용량으로 겐타마이신을 투여할 경우 가식부위인 유(乳)에서 6시간내 최대 농도인 0.5mg/kg에 도달했다가 24시간내에 급속히 소실되는 것을 확인할 수 있다.
이처럼, 가식부위에 대한 잔류성시험결과가 확인되면 가식부위를 통해서 전달될 수 있는 동물용의약품이 일일섭취허용량(ADI)을 넘지 않는 범위 내에서 잔류허용기준(MRL)을 설정하게 된다.
구체적으로 설정방법을 살펴보자.
① 겐타마이신의 일일섭취허용량(ADI)은 0.020 mg/kg bw이며 이는 70kg성인의 경우 음식을 통해서 겐타마이신을 1.4 mg을 매일동안 평생 음식을 통해 섭취해도 문제가 없다는 뜻이다.
② 겐타마이신의 잔류성시험자료에 따르면 소에 투여시 유(乳)에서 6시간에 최고농도인 0.5mg/kg에 도달하고 24시간 평균 겐타마이신의 평균잔류농도는 0.2mg/kg라는 것을 확인하였다.
③ 체중 70kg 국내 성인의 하루 평균 우유섭취량은 80ml(0.08L)이다. 그러므로 겐타마이신이 우유에 최대 잔류한 시점의 우유를 섭취한다 하더라도 국내 성인이 평균적으로 섭취하게 되는 겐타마이신의 양은 0.04mg인 셈이다.
이처럼 체중 70kg 성인의 일평균 겐타마이신 섭취량 0.04mg은 최고잔류농도(0.5mg/kg)와 체중 70kg 성인 하루평균 우유섭취량(0.08L)을 곱해서 산출한다.
요컨대, 산출된 체중 70kg 성인의 일평균 겐타마이신 최대섭취량 0.04mg은 앞에서 설정된 일일섭취허용량(ADI) 1.4mg에 비해서 1/35에 불과한 매우 적은 용량이라는 것을 확인할 수 있다.
그러므로, 평균적으로 우유를 섭취하는 성인에게 있어서 우유의 겐타마이신 잔류는 문제가 없다고 판단할 수 있다.
하지만, 어떤 사람들은 우유를 굉장히 좋아하기 때문에 국내성인의 평균 섭취량보다 30배 많은 우유(2.4L)를 매일 섭취한다고 한다.
물론, 이보다 많은 섭취를 하는 사람도 있을 수 있겠지만 통계적으로 검토했을 때 우유를 가장 많이 먹는 사람들을 확인한 수치가 바로 매일 2.4L의 우유를 먹는다는 것이다.
이렇게 해당 식품을 가장 많이 먹는 그룹에 대해서 하루평균 섭취하는 용량이 확인되면 이러한 사람들에게도 겐타마이신 잔류가 영향을 주지 않는지를 확인해야 한다.
따라서 최고잔류농도(0.5mg/kg)와 우유를 선호하는 70kg성인의 하루평균 최대 우유섭취량(2.4L)을 서로 곱하면 우유를 가장 많이 섭취하는 70kg성인의 일평균 최대 겐타마이신 섭취량은 1.2mg에 달하는 것을 확인할 수 있다.
이렇게 우유를 평균적으로 많이 먹는 그룹에 대해서도 위해를 끼치지 않아야 하기 때문에 70kg 성인에 대한 겐타마이신 최대허용기준을 보다 높은 1.4mg으로 설정하였다.
다만, 잔류허용기준(MRL)은 mg/kg으로 표기되기 때문에 지금까지 70kg성인을 기준으로 한 계산을 다시 kg체중으로 환산하면 우유에 대한 겐타마이신의 잔류허용기준은 0.2mg/kg이라고 확인할 수 있다.
지금까지 진행했던 잔류허용기준(MRL)을 설정하는 방법에 대해서 요약해보자.
MRL을 설정하기 위해서는 ①최대무독성량(NOAEL)을 통해서 ②일일섭취허용량(ADI)을 선출해야 한다. 그리고, 평균적인 성인의 우유섭취량 뿐만 아니라 우유를 가장 많이먹는 성인이 하루에 평균적으로 섭취할 수 있는 ③겐타마이신 최대 섭취량을 산출하며, 이렇게 산출된 ③최대 겐타마이신의 섭취량이 ②일일섭취허용량(ADI)을 초과하지 않는 범위(③≤②)에서 잔류허용기준(MRL)을 설정한다.
이와 같은 잔류허용기준 산출방식과 기존에 식품공전에서 설정된 겐타마이신의 잔류허용기준(MRL)잔류허용기준은 동일하게 0.2mg/kg이라는 것을 확인할 수 있다.
요컨대 잔류허용기준(MRL)은 여러 과학적인 근거에 의거하여 사람에게 위해도가 나타나지 않는 최대 허용기준이라는 것을 확인할 수 있다.
3) 휴약기간 설정하기
잔류허용기준(MRL)은 식품의약품안전처에서 설정한다. 동물용의약품 허가를 담당하는 농림축산검역본부에서 이를 근거로 휴약기간을 설정한다.
기본적으로 잔류허용기준에 사용되는 잔류성시험과 비슷하지만 휴약기간 설정 시에는 여러가지 변수를 추가로 고려한다.
예를 들어, 항생제를 1회 투약한 약동학 그래프를 사용하는 것이 아니라 임상적용 최대기간 또는 최대횟수를 투여한 이후에 항생제 또는 동물용의약품이 가식부위에서 어떻게 소실되는지에 대해서 확인한다.
또한, 투여용량에서도 허가된 용량뿐만 아니라 2배이상 투약 등 여러가지 투약용량을 적용한다. 농장 현장에서 발생할 수 있는 여러가지 변수를 최대한 반영하여 휴약기간을 설정하기 위해서다.
상기 그래프는 어떤 항생제의 우유에서의 휴약기간을 확인하기 위해서 진행한 잔류성 실험의 결과이다.
먼저, 2일간격으로 3회 항생제를 투여한 이후에 항생제 농도가 잔류허용기준(MRL) 이하로 떨어지는 시간을 확인한다.
예를 들어, 정상농도로 투약을 하였던 파란색 그래프를 보면 하루(24시간)가 지나면 우유에서 잔류허용기준(MRL)이하로 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
반면 2배 용량으로 투약한 빨간색 점으로 표기된 그래프를 보면 1.5일(36시간)이 지났을 때 잔류허용기준(MRL)이하로 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
우상단의 그래프는 4배 용량 투여 모델이다. 이 경우 2.3일(52시간)이 지났을 때 우유에서 잔류허용기준(MRL) 이하로 농도가 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
그러므로, 잠정적으로 휴약기간을 3일을 적용하면 해당 항생제가 우유에 잔류허용기준 이하로 분포하므로 이를 섭취한 사람에게 위해가 없다는 것을 확인할 수 있다.
이처럼 휴약기간은 식품에 대한 국민의 안전을 위해 설정된 최소한의 기준이다. 때문에 항생제와 같은 동물용의약품을 농장동물에 사용하면 반드시 휴약기간이 지난 다음에 출하해야 한다.
잔류가 확인된 식품에 대해서는 과감하게 폐기한다. 반복적으로 위반을 하는 농가는 더 이상 농장동물을 사육하지 못하도록 하는 행정조치도 함께 진행된다.
마무리하며
지금까지 항생제를 비롯한 동물용의약품의 휴약기간을 어떻게 설정하는지에 대한 이론 및 실무과정을 확인하였다.
독성학 및 공중보건학에서 다루었을 내용이지만 수의학과를 졸업한 이후에는 잔류허용기준이나 휴약기간 설정에 대한 실무를 하는 경우는 거의 없기 때문에 배웠던 내용을 떠올리는데 다소 어려우셨을 것이다. 하지만 농장동물을 다루는 수의사에게는 중요한 내용이기 때문에 의욕이 앞선 나머지 어려운 내용을 자세하게 설명하는 과오를 범한 것 같다.
농장동물을 다루는 수의사에게 항생제 등 동물용의약품의 잔류문제는 매우 직접적인 연관이 있다. 식육이나 우유 또는 계란에서 항생제나 동물용의약품 또는 농약성분이 검출되었다는 뉴스가 반복적으로 나올 때마다 해당 축산물은 큰 파동을 겪는다. 해당 농장동물을 다루는 수의사들도 같이 파동에 휩쓸려가게 된다.
물론 국민 보건 측면에서 축산물의 안전은 매우 중요하다. 다만, 일부 언론이나 소비자모임에서 내놓는 기사나 문제를 접근하는 방식이 너무나 감정적인 경우가 있다는데 문제가 있다.
예를 들어, 2017년 계란내 농약(피프로닐) 잔류 사건이 발생했을 때 언론이 너무 혐오 쪽으로만 몰아가는 것에 문제의식을 가진 어떤 수의사분께서 일일섭취허용량(Acceptable Daily Intake, ADI)을 기준으로 하루에 계란을 36개씩 매일 지속적으로 먹어야 문제가 될만한 용량이라고 발표하신 것을 본 적이 있다.
중요한 문제는 실제 사람에게 미치는 위해인데 이러한 부분을 간과하고 단지 어떤 위해성분(바퀴벌레 약에나 사용하는 강력한 농약성분)이 검출되었다는 것에만 초점을 맞춰 호도한다면 문제가 될 수 있다.
때문에 이 부분에 대해서는 잔류허용기준(MRL)이라는 과학적 근거가 있다는 점을 지속적으로 거론해야 한다. 잔류허용기준(MRL)을 초과한 잔류가 나왔던 사례에 대해서만 문제를 삼아야 한다.
아무쪼록, 항생제의 휴약기간 설정이라는 부분을 매개로 축산물내 항생제 잔류등에 대한 이론적 배경을 쉽게 설명하고 싶었지만 필자의 능력 부족으로 다소 어렵게 정리된 듯한 마음에 죄송하다는 말씀을 드린다.
다만 이번기회를 통해서 축산물에는 잔류허용기준(MRL)이 있으며 이를 근거로 농장동물에 사용하는 항생제나 동물용의약품의 휴약기간이 설정된다는 것, 그리고 잔류허용기준(MRL)이하에서 검출되는 항생제나 동물용의약품은 문제가 되지 않는다는 결론에 대해서 다시 한번 기억해주시기 바라며 이만 글을 줄인다.
참고문헌
1) 축·수산물의 잔류물질 안전관리 제도개선을 위한 각국의 관리제도 조사
2) 동물용의약품 잔류허용기준 설정 및 신청 절차, 식품의약품안전처
3) 식품의 기준 및 규격 제 2022-16호
4) 동물용의약품 등 잔류성시험 세부지침 및 시험보고서 주요 고려사항
<대한수의사회 및 저자와의 협의에 따라 KVMA 대한수의사회지 2021년 8월호부터 2022년 5월호까지 게재된 원고를 전재합니다 – 편집자주>
[농장동물에서 사용하는 항생제의 이해] 지난 칼럼 보러 가기
