아질산 나트륨
1. 개요
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Sodium Nitrite, NaNO2 "아"질산 나트륨이기 때문에 NO3가 아님에 유의.[1]
흰색의 결정으로, 물에 매우 잘 녹고 흡습성이 있다. 공업용, 의학용으로도 사용되지만 식품첨가물로 가장 잘 알려져 있으며, 특히 햄, 소시지, 베이컨 등의 가공육에 매우 높은 확률로 거의 다 들어간다. 이것을 첨가하지 않은 가공육은 오래 보관하지 못하기 때문에 매우 비싸다. 전통적으로 가공육을 만들때 써왔던 초석이나 질산염을 대체[2]한다.
공업적으로만 만들어 내는 물질인 것 같은 선입견이 있으나, 사실 아질산염은 채소에도 들어있다. 자연적으로 자란 채소에는 그다지 많지 않고, 질소 비료를 많이 뿌려서 키운 채소에는 킬로그램당 적게는 수십에서 많게는 무려 수천 mg 수준까지 들어 있다.
2. 제조법과 화학반응식
참고로 질산염은 열분해 시 금속 산화물로 변하는데, 질산나트륨과 질산칼륨은 열분해 시 예외적으로 금속 산화물이 아닌 아질산염으로 변한다.2NaNO3 → 2NaNO2 + O2
NO2 + NO는 HNO2 로 대체될 수 있다.2NaOH + NO2 + NO → 2NaNO2 + H2O
3. 식품에서의 이용
식품에 쓰이는 아질산나트륨은 다음과 같은 효과가 있다.
- 그람 양성균의 생육을 억제한다.
- 육가공품의 붉은색을 선명하게 한다.
- 고기에 포함되어 있는 미오글로빈과 반응하여 미오글로빈의 색을 붉게 만듦으로써 고기의 발색을 개선한다. 육가공품 특유의 향미를 만들기도 하는데, 이 기전은 명확히 밝혀지지 않았다.
- 지방의 산화를 억제한다.
- 고기에 포함되어 있는 지방이 산화할 경우 독성은 물론이고, 끔찍한 맛과 악취를 내는데, 아질산 이온이 산소 라디칼과 반응하여 질산이온으로 변하는 반응을 하기 때문에, 산화방지제의 역할을 한다.
햄, 프레스햄, 소시지, 육포, 베이컨과 같은 육가공품에 사용이 허가되어 있으며, 이 제품군에서는 아질산나트륨을 쓰지 않는 상품을 찾기 어려울 정도로 많이 쓴다. 시중에서 파는 훈제 오리고기도 실제로는 햄으로 분류되며 아질산나트륨을 넣은 경우가 대부분이고, 명란젓에도 발색을 위해 많이 쓰인다. 허가되지 않은 식품에 아질산나트륨을 사용하는 것은 불법이며, 2009년경 유명 호텔들이 뷔페에 나오는 훈제 연어의 발색을 위해 아질산나트륨을 대량 넣었다가 적발되는 사건이 있었다. 어육 소시지의 경우 첨가 자체는 합법이지만 발색이 굳이 필요없기 때문인지 잘 쓰이지 않는 편이다.
4. 의학용도로 이용
청산가리의 해독제로 사용 가능하다. 정확히는 해독을 하는 것이 아니고, 세포의 죽음을 미루어 해독을 하는데 도움을 준다.
5. 독성과 부작용
1972년 네브래스카 대학 의학 연구소에 있는 Sidney Miruish 박사가 아질산염이 발암물질인 니트로사민을 생성하며, 이 니트로사민이 쥐의 종양을 발생시킨다고 발표하였다. 가열시 생선 및 육류의 구성물질인 알킬아민류와 아질산 성분이 결합하여 니트로사민이 생성된다. 아질산염은 세계보건기구 산하의 국제암연구소(IARC)에서 '발암 가능성 있음'으로 분류되고 있다.
혈관을 확장시키는 효과가 있어서 두통의 원인이 되기도 한다.[3] 혈관평활근에 이완하여 혈관을 확장시킨다. 베이컨 등 아질산염이 잔뜩 들어간 가공육을 먹고 관자놀이 쪽의 혈관이 확장되어 심장이 뛰는 것 처럼 쿵쿵 뛴다고 느껴지면 아질산염 탓일 가능성이 높다.고로 웬만하면 요즘에는 예전과 다르게 아질산염이 들어가지 않고도 맛있는 햄류가 많이 나오고 있으니 잘 선택해서 사도록 하자.
치사량은 성인의 경우 4~6g 정도인데[4], 대량 복용시 혈액중의 헤모글로빈을 산화시켜 헤모글로빈의 산소운반 능력을 상실시키는 메트헤모글로빈을 형성, 죽음에 이르게 한다. 중국에서 만든 식제품에 대량의 아질산염이 들어가 중독 증세를 일으켜 문제가 된 적이 있었고, 소금으로 착각하고 국에 아질산염을 넣었다가 호흡곤란으로 죽는 사고도 있었다.
충분히 사람을 죽일 수 있는 물질이다. 2020년 9월 29일 중국 허난성 자오쭤(焦作)시 중급인민법원 1심 재판부에서는 학생 관리문제로 다툰 다른 교사에게 복수하기 위해 이 아질산나트륨을 유치원 급식으로 나갈 죽에 풀어서 유치원생 25명이 중독됐고, 이 중 1명은 숨지는 사고가 일어나자 해당 교사를 사형 선고했다. 이 사람은 몇년 전인 2017년 2월에도 남편과 부부싸움을 한 뒤 남편의 컵에 아질산나트륨을 넣어 중독시킨 전적이 있다고. 해당 기사
2020년 10월 16일 만 17세 고등학생이 인플루엔자 백신을 맞은 뒤 사망한 채 발견되어 논란이 되었는데, 알고 보니 사인은 백신 부작용이 아니라 이 아질산나트륨의 과다 섭취였다. 부검 결과 위장 속에서 치사량 수준인 4g의 아질산나트륨이 검출되었다고 한다. # 이후 이 학생이 스스로 구입하여 복용한 자살 사건이었음이 확인되었다.
6. 허용 기준
대한민국의 경우 식육가공품의 경우 70ppm(kg당 70mg) 이하의 아질산염 첨가만을 허용하고 있다. 어육소시지의 경우는 50ppm, 명란젓의 경우 5ppm, 그리고 훈제연어에는 사용이 금지되어 있다. 이것은 육가공품의 소비가 많은 유럽에 비해서도 낮은 허용치이다. 미국의 경우 육가공품에 대해서 200ppm(kg당 200mg) 이하로 관대한 편이다.
1일 섭취허용량은 '0.07mg/kg(체중)/1일'인데 50kg의 사람의 경우 3.5mg이다. 스팸 1캔에 함유된 아질산 나트륨의 양과 비슷하다. 스팸 몇 개 먹으면 아질산나트륨 치사량일까?
세계 보건기구의 경우, 체중 1kg에 대해서 하루 0.06mg 이하를 허용치로 보고 있다.
7. 유해성 논란
* 사람에게 있어 발암물질 추정단계인 이유
사람한테 실험하는것이 비윤리적이라 실행 자체를 못함
사실 가공육도 어마무시하지만 사실 채소에 들어있는 질산염이 더 많다. 이는 비료 때문인데, 합성 비료든 유기농에 쓰이는 천연 비료든 채소의 질산염을 축적시키기는 마찬가지라서 유기농 작물이 특별히 질산염 햠량이 낮다던가 하는 경우는 없다. 채소에 질산염이 많다고 채소 먹지 말라는 소리는 하지 않는다.
특히 인간이 흡수하는 대부분의 아질산염은 햄이나 채소를 통해 섭취하는게 아니린 장내 세균의 활동으로 인해 자연적으로 발생하는 것을 흡수하는 것이다. 참조
가공육의 유해성에 대해서는 IARC가 2015년 1군 발암물질로 규정하긴 했지만 이에 관해서는 논란이 많다. 관련 칼럼
2015년 11월 20일 방송된 SBS 백종원의 3대천왕에서 백종원은 우리나라의 가공육 섭취량은 연간 4kg밖에 안 되기 때문에 1년에 40kg을 먹는 미국인들, 1년에 30kg 를 먹는 독일인들이나 걱정해야지 한국인들은 딱히 걱정할 만한 수치가 아니라는 견해를 밝히기도 했다.
반면 2015년 11월 29일 채널A의 먹거리 X파일 에서는 우리나라 사람들의 하루 가공육 섭취량이 6g에 불과하고, 연간은 고작 4kg에 불과하다는 식약처 발표에 대해 의문을 표하는 방송을 하였다. 6g이 어느정도인지 측정해보니 소시지의 꼭지 부분을 손톱크기 만하게 자른 정도에 불과했다. 가공육은 우리 주변에 다양하게 있어서 자기도 모르게 먹는 경우가 많다. 김밥에도, 햄버거에도, 샌드위치에도 들어가 있는게 가공육인데, 하루 평균 손톱크기 정도만 먹는다는 식약처 발표가 도저히 믿기지 않는다는 내용이었다.[5] 이런 것이 바로 평균에서 나오는 오류인데 노년층은 좀처럼 먹지 않지만 어릴 때 부터 익숙하게 접한 젊은 연령대 특히 독신자나 자취생은 흔하게 먹는 것이 가공육이다. 연령대만이 아니라 생활방식에 따라서도 매일 먹는 사람과 거의 안 먹는 사람이 현격하게 갈리기 때문에 문제가 있는 것이다.
WHO는 적색육 하루 평균 섭취량이 100g이면 대장암 발병률이 17%, 가공육 하루 평균 섭취량이 50g이면 18%증가한다고 발표했다. 핫도그 반 개만 매일 먹어도 위험하다는 것인데 아질산염을 흔하게 사용하는 세상이라 그것만이 섭취량의 전부일 수가 없으니 더 위험하다.
아질산염의 위험이 보도된 이후 가공육류 종류에는 7무첨가 등의 표기가 붙었는데 합성아질산염 등등을 사용하지 않았다는 것이다. 대신 무엇으로 부패를 막느냐면 셀러리 등의 야채에서 추출한 천연아질산염을 사용한다고 한다. 이는 글루타민산나트륨 대신 그 성분이 포함된 복합시즈닝을 대신 표기하는 사례처럼 소비자를 우롱하는 말장난이다. 야채로 먹었을 때 야채의 다른 성분들에 의해 유해도가 낮은 것과 야채 추출물을 방부제로 사용하는 것은 전혀 다르다.
물론 부패한 것을 먹으면 사망가능성까지 있으니 진공포장이나[6] 아질산염 등 여러 부패방지방법의 사용은 불가피하지만 애초에 가공식품에 길들여지지 않는 것이 최선이다. 적색육 자체도 미오글로빈과 포화지방이 건강에 안 좋지만 가공육은 대부분 정육으로 판매 가능한 부위를 제외한 부산물을 갈아서 만들기 때문에 신선도부터 보장하기 힘들다.
IARC에서도 첨언했듯 가공육을 '먹으면 안된다'가 아니라 '너무 많이 먹으면 안된다'가 정확한 표현. 제이미 올리버항목에서도 나오지만 미국, 유럽 등지에서도 걱정하는 건 질 낮은 가공식품을 불가피하게 일상적으로 섭취하고 요리하는 법을 알지 못하는 대다수의 국민, 특히 극빈층의 식생활 문제지, 요리사 두고 진짜 고기 먹는 상류층을 걱정하는 게 아니다. 한국은 가공육이 고기 못지 않게 비싸고 전통적인 식습관이 서구와 달라서 통계에는 저렇게 나오지만, 진짜 고기가 아니라 허구한날 소시지만 나오는 집은...[7] 좀 식생활을 심하게 고민할 필요가 있다.[8]
가공육이나 야채를 끓는 물에 2~3분 정도 데치면 아질산나트륨을 비롯한 질산염들을 상당량 제거할 수 있다.[9] 특히 가공육의 색이 붉은 색에서 물 빠진 듯한 색으로 변하는 이유가 바로 이것이다.
[1] 버금 아(亞)는 영단어 'sub-'와 비슷한 뜻이다.[2] 고기의 미생물에 의해서 초석/질산염이 아질산염으로 변환되어서 작용하는 방식이다보니 현대에는 직접 아질산염을 넣는 방식으로 변경[3] 아질산기, 질산기 모두 보이는 효과이다.[4] 71 mg/kg.[5] 연간 판매량을 인구수로 나뉘었기 때문에 식약처 발표가 틀린 것은 아닐 것이다. 개인 당 섭취량이 차이가 있을 뿐. 먹거리 X파일 같은 공포 조장 방송이 다 그렇지만, 누가 하루에 손톱만큼만 먹겠는가? 어느날은 안먹고 어느날은 먹으니 이런 결과가 나온것.[6] 보툴리누스 균은 혐기성이라 진공포장으로 예방할 수 없다.[7] 농담 아니고 채소나 과일을 곁들인게 아닌 소시지만 먹는것을 뜻한다.[8] 생존주의적 입장에서 보존식품 생각을 해볼 경우에도 참고해볼 필요가 있다.[9] 단, 가열식품이 언제나 그렇듯 채소에 함유된 비타민과 미네랄이 파괴된다.