Development and application of a method for rapid and simultaneous determination of three β-agonists (clenbuterol, ractopamine, and zilpaterol) using liquid chromatography - tandem mass spectrometry

Abstract

β-agonist계 약물은 특수한 동화작용(anabolic effect)에 의해 지방을 분해하고 근육을 증가시키는 효능이 있어, 이 약물을 투여한 가축은 비육률과 사료효율이 높아져 경제적인 효과를 얻을 수 있다. 이런 이유로 오랫동안 가축의 성장촉진제로 사료에 첨가되고 있으며, 그로 인해 오염된 식육을 섭취함으로써 발생하는 2차적인 인체중독의 위험성이 가중되고 있다. 따라서 본 연구에서는 3가지 β-agonist계 약물 (clenbuternol, ractopamine, zilpaterol)에 대한 신속한 동시분석법을 개발하여 여러 종류의 샘플(쇠고기, 돼지고기 그리고 쇠고기 부산물)에 이 분석법을 적용하였다. Codex guidelines에 따라 실시한 validation 검사를 통해 도출된 clenbuterol과 zilpaterol의 정량한계는 0.2 ug/kg이었으며, ractopamine은 0.4 ug/kg이었다. 또한 평균 회수률은 clenbuterol 109.1-118.3%, ractopamine 95.3-109.0% 이었으며, zilpaterol은 94.1-120.0%를 보여 모든 약물에서 Codex guidelines에 적합한 수준을 보였다. 또한 변경된 전처리법을 통해 분석시간은 줄었지만 감도는 감소하지 않았다. 이와 같이 본 연구를 통해 zilpaterol을 추가하여 β-agonist계 3가지 약물에 대한 새로운 동시분석법을 개발하였다. 이 방법을 적용하면 β-agonist 약물에 대해 신속하지만 검출효율이 감소되지 않는 분석이 가능할 것으로 기대된다. 또한 zilpaterol을 추가분석 함으로써 이 약물에 대한 지속적인 관리가 가능하여 앞으로 MRLs 설정 및 이 약물의 위해성 평가에도 도움이 될 것으로 생각된다. 나아가 이 약물이 허가된 나라에서 수입되는 축산물의 안전관리에 활용하여, 2차 오염에 의한 중독사고 예방 등 국민 보건 수준 향상에 일조 할 수 있으리라 기대한다.

β-agonists are anabolic compounds that promote fat loss and muscle gain, and their administration into livestock may provide economic benefits by increasing growth rate and feed efficiency. For these reasons, β-agonists are commonly added to livestock feed as growth promoters, which can introduce a significant risk of secondary human poisoning through intake of contaminated meat. Therefore, a new method for the simultaneous determination of three β-agonists (clenbuterol, ractopamine, and zilpaterol) was developed in this study and applied to various meat samples. The limits of quantification, derived through a validation test following Codex guidelines, were 0.2 g/kg for clenbuterol and zilpaterol and 0.4 g/kg for ractopamine. The average recovery rates for clenbuterol, ractopamine, and zilpaterol were 109.1–118.3%, 95.3–109.0%, and 94.1–120.0%, respectively, all of which are acceptable according to the Codex guidelines. Notably, this pretreatment method reduced the analysis time without decreasing detection efficiency. It is hoped that this method may be utilized to manage the safety of imported meat products from countries where zilpaterol use is still permitted, thereby improving public health and preventing β-agonist poisoning due to secondary contamination.