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ISSN : 1229-1153(Print)
ISSN : 2465-9223(Online)
Journal of Food Hygiene and Safety Vol.32 No.5 pp.371-380
DOI : https://doi.org/10.13103/JFHS.2017.32.5.371

A Comparative Study on Anthocyanin and Polyphenol Contents in Colored Agricultural Products

Il-Hyung Jeong*, Moon-Seog Oh, Jong-Sup Jeon, Han-Taek Kim, Se-Ra Hong, Kwang-Hee Park, Mi-Hye Yoon
Public Health Research Planning Team, Gyeonggi-do Institute of Health and Environment, Suwon, Korea
Correspondence to: Il-Hyung Jeong, Public Health Research Planning Team Gyeonggi-do Institute of Health and Environment 95, Pajangcheon-ro, Jangan-gu, Suwon-si, Gyeonggi-do 16025, Korea 82-31-250-2571, 82-31-250-2606jih1010@gg.go.kr
July 10, 2017 August 3, 2017 September 21, 2017

Abstract

In this study, 17 kinds of polyphenols and 5 kinds of anthocyanins were analyzed to compare the contents of polyphenols and anthocyanins in 76 colored agricultural products. A total of 17 polyphenols were analyzed simultaneously by 9 phenolic acids (gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-ferulic acid, t-cinnamic acid) and 8 flavonoids ((+)catechin, syringic aldehyde, rutin, epicatechin gallate, naringin, luteolin, naringenin, kaempferol) and 5 anthocyanins (delphinidin-3-glucoside, delphinidin- 3-rutinoside, cyanidin-3-galactoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-arabinoside) were simultaneously analyzed. The total content of 17 polyphenols was determined as seoritae 255.1 ± 7.5 μg/g, seomoktae 275.8 ± 5.3 μg/g, black rice 78.5 ± 4.6 μg/g, black sesame 75.8 ± 3.2 μg/g, blueberry 143.3 ± 5.5 μg/g, aronia 195.2 ± 4.9 μg/g and blackcurrent 131.6 ± 3.2 μg/g, the highest content was found in the order of seomoktae > seoritae > aronia > blueberry > blackcurrant > black rice > black sesame. The total content of 5 anthocyanins was determined as seoritae 82.4 ± 17.2 μg/g, seomoktae 95.2 ± 6.1 μg/g, black rice 74.1 ± 9.7 μg/g, black sesame were not detected, blueberry 110.8 ± 1.9 μg/g, aronia 218.9 ± 6.1 μg/g and blackcurrent 209.7 ± 4.0 μg/g, the highest content was found in the order of aronia > blackcurrant > blueberry > seomoktae > seoritae > black rice. These results indicated that seomoktae and aronia possessed the high level of functional components and further study will be needed to develop high value-added foods based on the colored agricultural products.


유색 농산물 중 안토시아닌과 폴리페놀 함량 비교 연구

정 일형*, 오 문석, 전 종섭, 김 한택, 홍 세라, 박 광희, 윤 미혜
경기도보건환경연구원 보건연구기획팀

초록


    건강 100세 시대를 맞이하여 컬러푸드(color food)가 인 기를 끌고 있으며, 조화로운 식생활과 건강한 삶을 유지 하는 데 큰 도움을 주는 건강식품으로 노화를 예방하는 검 정색 식품, 면역력과 항암 효과를 높이는 주황색 식품, 혈 관과 위장을 깨끗하게 하는 초록색 식품, 콜레스테롤을 낮 추는 하얀색 식품, 심장병 예방과 독소를 제거하는 보라 색 식품, 피부가 좋아지는 노란색 식품, 항암 효과와 혈관 을 튼튼하게 하는 빨간색 식품 등이 있다1). 컬러푸드의 빨 강, 노랑, 초록, 보라, 검정, 흰색 등의 색깔은 식품의 파 이토케미컬(phytochemical)이라는 성분에 의한 것이며, 식 품의 색뿐 만이 아니라 식품 고유의 독특한 맛과 향을 부 여하며, 항산화 작용이나 면역기능 증가 등을 통해 건강에 이로운 역할을 하는 자연 발생의 생리활성을 가지는 물질 이다2-3). 파이토케미컬은 carotenoids, phenolics, alkaloid, nitrogen-containing compounds, organosulfur compounds로 분류된다4). 그중에서도 폴리페놀은 녹색 식물의 광합성 작 용에 의해 생성된 당의 일부가 변화한 2차 대사산물로 벤 젠고리(C6H6)의 수소 중 하나가 수산기(OH−)로 치환된 물 질을 페놀이라 하고 2개 이상 갖고 있는 물질을 폴리페놀 또는 다가 페놀이라고 한다5). 폴리페놀은 산화방지와 종 양세포억제, 자유라디칼 소거 역할을 하며6), 혈소판 응집 억제, 심혈관질환 예방, 항암효과, 알츠하이머병에 의한 뇌 손상 예방 역할을 한다7). 또한 안토시아닌은 식물계에 널 리 분포되어 있는 페놀 화합물 중 하나로 열매, 꽃, 과실, 줄기, 잎, 뿌리 등 식물체 각 부위에 폭넓게 분포되어 있 는 적색, 자색, 청색 등의 색을 나타내는 수용성 flavonoid 계 색소이다8). 안토시아니딘과 당이 결합된 배당체를 안 토시아닌이라고 하며, 자연계에 다양한 색깔로 존재하고 있으며, 항산화 및 항염 활성 뿐만 아니라 특정 암세포에 대하여 세포증식억제, 세포주기정지, 세포사멸유도 등의 메커니즘을 통해 강력한 항암효과를 나타내는 것으로 알 려져 있다9). 이처럼 파이토케미컬에 관한 연구는 성인병 예 방과 관련된 항암효과10), 심혈관 질환 예방11), 면역증진12), 노화지연13) 등 건강증진 효과와 관련하여 작용 기작이나 구조 활성 관계를 중심으로 연구가 수행되어 왔으며, 최 근에는 ESI (electrospray ionization)를 기반으로 질량분석 기술을 적극 활용하여 분석하고 있으나14-15), 대부분의 연 구가 정성적 특성평가에 국한되어 있으며16-17), 여러 개별 성분을 동시에 분석할 수 있는 정량분석의 기본이 되는 분석조건에 관한 연구는 아직 미흡한 실정이다.

    따라서, 본 연구에서는 인터넷 쇼핑몰에서 유통되는 유 색 농산물 76건을 대상으로 폴리페놀 17종 및 안토시아닌 5종을 동일한 전처리 방법으로 동시 분석하여 개별 성분 함량을 비교 조사하여 이를 이용한 다양한 기능성 식품 개발의 기초자료를 제공하고자 하였다.

    Materials and Methods

    실험재료

    본 실험에서는 인터넷 쇼핑몰에서 유통되는 콩류(서리 태 10건, 서목태 10건) 20건, 곡류(흑미) 20건, 유지종실류 (흑임자) 10건, 장과류(블루베리 14건, 아로니아 7건, 블랙 커런트 5건) 26건으로 총 76건을 구입하여 시료로 사용하 였다.

    표준물질 및 시약

    폴리페놀 표준물질로는 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, (+)catechin, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-ferulic acid, t-cinnamic acid, syringic aldehyde, naringin, naringenin, kaempferol 등은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)사의 제품을 사 용하였고, rutin, epicatechin gallate, luteolin 등은 Wako Pure Chemical Industries (Osaka, Japan)사의 제품을 사용 하였다. 안토시아닌 표준물질로는 delphinidin-3-glucoside, delphinidin-3-rutinoside, cyanidin-3-galactoside, cyanidin-3- glucoside, cyanidin-3-arabinoside 등은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)사의 제품을 사용하였다. methanol과 acetonitrile의 경우 Burdick & Jackson (Muskegon, MI, USA)사의 제품이며, trifluoroacetic acid와 acetic acid는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)사의 제품을 사용하 였고, potassium ferrocyanide trihydrate 및 zinc acetate dihydrate는 Daejung Chemicals & Metals (Siheung, Republic of Korea)사의 제품을 사용하였다. water는 Thermo Scientific Barnstead NANO Pure Diamond (Reverse Osmosis, Model D126611/D11911, Dubuque, Iowa, USA)로 제조한 3차 water (> 18.2 MΩ cm resistivity)를 사용하였다.

    장비

    HPLC 분석은 Agilent사의 1100 series (Agilent Technologies, Boeblingen, Germany)를 사용하였고, HPLC-MS/MS 는 SPLC (Shiseido, Tokyo, Japan)와 TSQ Quantum Ultra (Thermo Scientific, San Jose, CA, USA)로 구성되었으며, 원심분리기(Hanil Scientific, Combi-514R, Gimpo, Republic of Korea)와 질소농축기(Biotage, TurboVap-LV, Uppsala, Sweden)를 사용하였다.

    실험방법

    시료 전처리

    시료 약 5 g에 1% acetic acid in 50% methanol 50 mL 를 첨가한 후 상온상태에서 24시간 추출한 후, Whatman No. 1 여과지(Toyo Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하여 시료 추출액으로 사용하였다. 시료의 단백질 등 간섭물질 제거 를 위해 다른 연구에서 사용된 전처리법을 변형하여 추출 액에 카레스(carrez) 침전제 제1액(15% 페로시안화칼륨용 액) 1 mL를 가해 흔들어 섞은 다음 다시 제2액(30% 초산 아연용액) 1 mL를 가해 흔들어 섞고, 원심분리(3500 rpm, 10분, 4°C)하여 상층액 2 mL을 취하였다18-19). Sep-pak C18 cartrdge (Waters, Milford, MA, USA)를 methanol 5 mL, H2O 5 mL의 순으로 흘려주어 활성화시킨 다음, 상층액 2 mL을 loading 후, 5 mL 1% acetic acid in 50% methanol 로 2회 용출 한 후, 45°C에서 N2 가스로 농축한 다음, 50% methanol 2 mL로 용해하고 Membrane syringe filter (PTFE 25 mm, 0.45 μm, Advantec, Toyo Ltd., Tokyo, Japan)로 여 과하여 시험용액으로 사용하였다.

    표준용액 조제

    각 표준물질의 표준원액(stock standard)은 약 100 μg/mL 의 농도가 되도록 methanol에 녹여 조제하여 냉장 보관하 여 사용하였다. 혼합표준용액(working standard mix)는 표 준원액(stock standard)을 50% methanol로 적정한 농도로 희석하여 사용하였다.

    폴리페놀 정량

    분석대상 폴리페놀은 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-ferulic acid, t-cinnamic acid 등 9종의 phenolic acid와 (+)catechin, syringic aldehyde, rutin, epicatechin gallate, naringin, luteolin, naringenin, kaempferol 등 8종의 flavonoid로 총 17종의 폴리페놀을 서 등20)의 방 법을 변형하여 동시 분석하였고, HPLC 분석조건은 Table 1과 같다.

    안토시아닌 정량

    분석대상 안토시아닌은 delphinidin-3-glucoside, delphinidin- 3-rutinoside, cyanidin-3-galactoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-arabinoside 등 5종을 정21)의 방법을 변형하여 동시 분석하였고, HPLC 분석조건은 Table 2와 같다.

    HPLC-MS/MS 확인

    폴리페놀 17종 및 안토시아닌 5종의 확인시험은 selected reaction monitoring (SRM) mode를 이용하였고, 이온화는 electrospray ionization (ESI) 방식으로 하였으며, 각 성분 의 표준용액(1 μg/mL)을 개별적으로 질량분석기에 직접 주 입하여 ESI Positive & Negative mode에서의 이온화 조건 을 검토하였고, 각 성분의 이온화된 parent ion과 product ion으로의 이행조건을 검토하여 product ion에 대한 최적 의 collision energy를 선정하였으며, 검액은 정량시험용으 로 조제된 시료를 50% methanol로 10배 희석하여 사용하 였다. HPLC-MS/MS 분석조건은 Table 3에 나타내었고, 다 른 연구에서 사용된 시험방법을 응용하였다22-23).

    Results and Discussion

    시험법의 유효성 검토

    직선성

    직선성을 평가하기 위하여 5단계로 희석한 혼합표준용 액을 HPLC로 5회 반복 측정하여 검량선을 구해 1차 회 귀방정식(y = Sx + b)으로 결정계수(determination coefficient, R2)를 구하고 직선성(Linearity)을 검토하였다. 그 결과 폴 리페놀 17종의 결정계수(R2) 값은 0.9991~0.9999, 안토시 아닌 5종의 결정계수(R2) 값은 0.9994~0.9998로 1과 거의 유사한 값이므로 검량선 범위 내에 있는 각각의 농도에 대하여 직선적인 측정값을 나타냄을 알 수 있었고, Table 4에 나타내었다.

    정확성과 정밀성

    서리태, 흑미, 흑임자, 블루베리를 유형별 대표식품으로 선정하여 폴리페놀 및 안토시아닌의 혼합표준용액을 첨가 한 후 혼합표준용액을 첨가하지 않은 시료와 동시에 전처 리한 후 혼합표준용액 첨가 시료와 비첨가 시료의 폴리페 놀 및 안토시아닌 함량을 HPLC로 구한 후 그 차를 회수 율로 이용하였고, 이 과정을 3회 반복하여 정밀성을 확인 하였다. 그 결과 폴리페놀 17종의 회수율은 서리태 84.5~ 105.2%, 흑미 83.7~98.6%, 흑임자 85.1~102.5%, 블루베리 88.5~106.1% 사이에서 확인되었고, 안토시아닌 5종의 회 수율은 서리태 93.2~102.4%, 흑미 91.6~99.5%, 흑임자 90.8~97.3%, 블루베리 94.9~101.3% 이었다. 이는 AOAC (Association of official analytical chemists)에서 제시하는 회수율 적정범위 75~120%를 만족한다24). 또한 상대표준 편차(Relative Standard Deviation)는 폴리페놀 17종은 서리 태 1.2~4.1%, 흑미 1.4~3.9%, 흑임자 1.3~4.5%, 블루베리 1.5~3.6% 사이에서 확인되었고, 안토시아닌 5종은 서리태 1.4~3.3%, 흑미 1.6~3.5%, 흑임자 1.5~3.9%, 블루베리 1.3~ 3.4%로 나타나 AOAC에서 제시하는 8% 미만으로서24), 정 밀성이 양호한 시험법임을 확인할 수 있었고, Table 5에 나타내었다.

    검출한계 및 정량한계

    검출한계(Limit of Detection, LOD)와 정량한계(Limit of Quantitation, LOQ)는 직선성 시험에서 구한 1차 회귀방정 식으로 검량선의 기울기(S)를 구하고 반응의 표준편차(σ) 를 이용하여 검출한계는 신호 대 잡음비(S/N비)의 3.3배, 정량한계는 10배의 값으로 ICH (International Council for Harmonisation)25)에서 제시한 아래의 식으로 계산하였다.

    LOD = 3.3 × σ/S LOQ = 10 × σ/S

    • σ = the standard deviation of the response

    • S = the slope of the calibration curve

    그 결과 폴리페놀 17종의 검출한계(LOD)는 0.0106~ 0.0920 μg/mL, 정량한계(LOQ)는 0.0322~0.3124 μg/mL이 었고, 안토시아닌 5종의 검출한계(LOD)는 0.0450~0.0975 μg/mL, 정량한계(LOQ)는 0.1366~0.2955 μg/mL로 각 성분 별 분석 농도보다 낮은 정량한계를 나타냄으로서 정량이 가능한 수준을 보여 주었으며, Table 4에 나타냈다.

    폴리페놀의 정량 결과

    폴리페놀 17종에 대해 정량 분석한 결과는 Table 6과 같 이 나타났으며, 표준물질 17종에 대한 크로마토그램은 Fig. 1와 같다.

    서리태는 6종의 폴리페놀이 검출되었고, 이들 중 pcoumaric acid 함량이 105.0 ± 18.3 μg/g으로 가장 높았으 며, protocatechuic acid 95.1 ± 16.9 μg/g, naringenin 20.0 ± 9.6 μg/g, gallic acid 17.3 ± 3.4 μg/g, syringic acid 9.0 ± 2.3 μg/g, epicatechin gallate 8.7 ± 1.5 μg/g 순으로 나타났고, 서목태는 7종의 폴리페놀이 검출되었고, 이들 중 protocatechuic acid 함량이 93.8 ± 12.3 μg/g으로 가장 높았으며, (+)catechin 76.3 ± 16.2 μg/g, p-coumaric acid 42.8 ± 11.6 μg/g, naringenin 25.2 ± 9.4 μg/g, gallic acid 14.7 ± 2.7 μg/ g, epicatechin gallate 11.8 ± 2.3 μg/g, syringic acid 11.2 ± 4.8 μg/g 순으로 검출되었다. 흑미는 protocatechuic acid 42.9 ± 13.9 μg/g, syringic acid 23.3 ± 8.8 μg/g, vanillic acid 12.3 ± 4.8 μg/g 순으로 3종의 폴리페놀이 검출되었다. 흑임 자는 protocatechuic acid 31.8 ± 8.3 μg/g, chlorogenic acid 18.5 ± 4.7 μg/g, naringin 9.3 ± 1.6 μg/g, t-cinnamic acid 8.3 ± 1.3 μg/g, gallic acid 7.9 ± 0.9 μg/g 순으로 5종의 폴리페 놀이 검출되었다. 블루베리는 6종의 폴리페놀이 검출되었 고, 이들 중 chlorogenic acid 함량이 62.2 ± 15.6 μg/g으로 가장 높았으며, epicatechin gallate 40.8 ± 11.6 μg/g, syringic acid 16.7 ± 6.3 μg/g, naringin 9.5 ± 3.6 μg/g, (+)catechin 8.0 ± 2.5 μg/g, gallic acid 6.1 ± 1.9 μg/g 순으로 나타났으 며, 아로니아는 protocatechuic acid 87.0 ± 14.8 μg/g, chlorogenic acid 75.2 ± 12.5 μg/g, (+)catechin 21.1 ± 7.5 μg/g, syringic acid 11.9 ± 3.9 μg/g 순으로 4종의 폴리페놀 이 검출되었다. 블랙커런트는 protocatechuic acid 55.3 ± 13.3 μg/g, epicatechin gallate 31.4 ± 8.8 μg/g, rutin 27.5 ± 8.7 μg/g, vanillic acid 17.4 ± 5.5 μg/g 순으로 4종의 폴리 페놀이 검출되었고, 분석한 17종의 폴리페놀 성분 중 서 리태 6종, 서목태 7종, 흑미 3종, 흑임자 5종, 블루베리 6 종, 아로니아 4종, 블랙커런트 4종의 개별 성분을 정량하 였다. 서리태, 서목태, 흑임자, 블루베리, 아로니아, 블랙커 런트는 phenolic acid, flavonoid 계열을 함유하고 있었지 만, 흑미는 phenolic acid 계열만을 함유하고 있었다. 페놀 성 물질의 정량방법으로 Folin-Ciocalteu 시약을 이용하는 Folin-Denis 방법26)이 실험자들에게 있어서 가장 널리 이 용되고 있다. 이 방법은 간단하면서도 비교적 감도가 높 고, 페놀성 물질들의 중합도에 관계없이 정량성을 나타낸 다는 점에서 유용성을 가지고 있다27). 하지만 Folin-Ciocalteu 시약과 반응할 수 있는 다양한 종류의 화합물들로 인해 시료 중의 페놀성 물질 정량에 있어서 간섭요인들이 발생 되어28-29), 대략적인 폴리페놀의 함량을 측정하는 방법으로 이용되고 있다30). 폴리페놀 17종의 총 함량은 서리태 255.1 ± 7.5 μg/g, 서목태 275.8 ± 5.3 μg/g, 흑미 78.5 ± 4.6 μg/g, 흑임자 75.8 ± 3.2 μg/g, 블루베리 143.3 ± 5.5 μg/g, 아로니 아 195.2 ± 4.9 μg/g, 블랙커런트 131.6 ± 3.2 μg/g로 나타나 서목태 > 서리태 > 아로니아 > 블루베리 > 블랙커런트 >흑 미 >흑임자 순으로 높은 함량을 나타내었다. 페놀성 화합 물은 식물계에 널리 분포되어 있는 물질로 다양한 구조와 분자량을 가지며 페놀성 화합물의 phenolic hydroxyl기가 단백질과 같은 거대분자와의 결합을 통해 항산화, 항암 및 항균 등의 생리기능을 가지는 것으로 알려져 있다31).

    안토시아닌의 정량 결과

    안토시아닌 5종에 대해 정량 분석한 결과 Table 7과 같 이 나타났으며, 표준물질 5종에 대한 크로마토그램은 Fig. 2와 같다.

    서리태는 cyanidin-3-glucoside 63.9 ± 15.3 μg/g, delphinidin- 3-glucoside 12.8 ± 6.1 μg/g, cyanidin-3-arabinoside 4.7 ± 2.0 μg/g, cyanidin-3-galactoside 1.0 ± 0.4 μg/g 순으로 나타났 으며, 서목태는 cyanidin-3-glucoside 69.5 ± 14.3 μg/g, delphinidin-3-glucoside 18.6 ± 7.4 μg/g, cyanidin-3-arabinoside 5.9 ± 3.0 μg/g, cyanidin-3-galactoside 1.2 ± 0.5 μg/g 순으로 나타났다. 흑미는 cyanidin-3-glucoside 61.9 ± 20.6 μg/g, cyanidin-3-galactoside 6.1 ± 1.6 μg/g, cyanidin-3-arabinoside 4.1 ± 1.0 μg/g, delphinidin-3-rutinoside 2.0 ± 1.2 μg/g 순으 로 나타났으며, 흑임자는 안토시아닌 5종이 불검출 되었 다. 블루베리는 cyanidin-3-glucoside 31.4 ± 9.2 μg/g, cyanidin- 3-galactoside 28.7 ± 9.5 μg/g, cyanidin-3-arabinoside 26.5 ± 6.3 μg/g, delphinidin-3-glucoside 24.2 ± 5.7 μg/g 순으로 나 타났고, 아로니아는 cyanidin-3-galactoside 169.6 ± 15.9 μg/ g, cyanidin-3-arabinoside 42.8 ± 10.7 μg/g, cyanidin-3-glucoside 6.5 ± 3.8 μg/g 순으로 나타났으며, 블랙커런트는 delphinidin-3-rutinoside 158.3 ± 11.2 μg/g, delphinidin-3-glucoside 39.5 ± 6.3 μg/g, cyanidin-3-glucoside 11.9 ± 3.4 μg/g 순으로 검출되었고, 5종의 안토시아닌 성분 중 서리태 4 종, 서목태 4종, 흑미 4종, 흑임자 10종, 블루베리 4종, 아 로니아 3종, 블랙커런트 3종의 개별 성분을 정량하였다. 5 종의 안토시아닌 성분은 흑임자만 함유하지 않았고, 서리 태, 서목태, 흑미, 블루베리, 아로니아, 블랙커런트는 폴리 페놀 성분과 함께 함유하고 있었다. 방 등32)의 연구에서도 블루베리는 안토시아닌, 플라보노이드, 각종 페놀화합물 등을 함유하고 있다고 보고하였다. 안토시아닌 5종의 총 함량은 서리태 82.4 ± 17.2 μg/g, 서목태 95.2 ± 6.1 μg/g, 흑 미 74.1 ± 9.7 μg/g, 흑임자는 불검출, 블루베리 110.8 ± 1.9 μg/g, 아로니아 218.9 ± 6.1 μg/g, 블랙커런트 209.7 ± 4.0 μg/ g로 나타나 아로니아 >블랙커런트 >블루베리 >서목태 >서 리태 > 흑미 순으로 높은 함량을 나타내었다.

    HPLC-MS/MS의 확인 결과

    분석의 신뢰도를 향상시키고자 HPLC-MS/MS를 이용하 여 확인 시험을 실시하였다. 분석대상의 성분명, 분자량, parent 이온 분자량, product 이온 분자량, 충돌에너지(CE, collision energy), polarity 등 질량분석 조건은 Table 8에 나타내었다. 각 성분의 product ion은 1 μg/mL 표준용액을 개별적으로 질량분석기에 직접 주입하여, collision energy (CE)를 가하여 parent ion이 product ion으로 깨어지도록 하고 collison energy 값을 미세하게 조절하여 정량이온과 정성이온 별로 가장 좋은 collision energy 값을 결정하였 고, 이동상과 함께 표준용액을 주입하면서 MS parameter 의 조건을 최적화하였다. 폴리페놀 17종에 대한 SRM chromatogram은 Fig. 3과 같다. 그중 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-Ferulic acid, t-cinnamic acid, (+)catechin, rutin, epicatechin gallate, naringin, luteolin, naringenin, kaempferol이 ESI negative mode에서 높은 감 도를 나타내었고, ESI positive mode에서는 syringic aldehyde 가 높은 감도를 나타내었다. 다른 논문에서는 페놀 화합 물 분석시 ESI 방식의 경우 positive mode보다 negative mode에서 감도가 더 좋다고 보고 되어있다33-34). 본 연구 에서는 표준용액의 검출조건을 결정할 때 positive, negative mode를 사용하여 비교해본 결과 대체로 negative mode에 서 더 높은 감도를 보였으나, syringic aldehyde만 ESI positive mode에서 더 높은 감도를 보였다. 안토시아닌 5 종에 대한 SRM chromatogram은 Fig. 4에 나타냈고 delphinidin-3-glucoside, delphinidin-3-rutinoside, cyanidin- 3-galactoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-arabinoside 등은 ESI positive mode에서 높은 감도를 나타내었다. 김 등35)의 연구에서도 안토시아닌 정성 및 정량 MS 분석시 electrospray ionization (ESI) source를 이용하여 positive ionization mode로 진행하였다. HPLC-MS/MS로 ESI positive와 negative mode에서의 이온화 조건은 폴리페놀 17종 중 16종은 ESI negative mode, 1종은 ESI positive mode, 안토시아닌 5종은 ESI positive mode에서 높은 감도를 확 인할 수 있었다. 본 실험결과 폴리페놀은 서목태, 안토시 아닌은 아로니아가 가장 높은 함량을 나타내었으며 향후 유색 농산물을 활용한 기능식품 개발이 필요한 것으로 판 단된다.

    국문요약

    본 연구에서는 인터넷 쇼핑몰에서 유통되는 컬러푸드 중 블랙푸드 76건을 대상으로 폴리페놀 17종 및 안토시아닌 5종을 동일한 전처리 방법으로 HPLC, HPLC-MS/MS 분 석하여 정량 및 정성시험을 실시하였다. 분석대상 폴리페 놀은 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-ferulic acid, t-cinnamic acid 등 9종의 phenolic acid와 (+)catechin, syringic aldehyde, rutin, epicatechin gallate, naringin, luteolin, naringenin, kaempferol 등 8종의 flavonoid 로 총 17종의 폴리페놀을 동시분석 하였고, 안토시아닌은 delphinidin-3-glucoside, delphinidin-3-rutinoside, cyanidin- 3-galactoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-arabinoside 등 5종을 동시분석 하였다. 폴리페놀 17종의 총 함량은 서 리태 255.1 ± 7.5 μg/g, 서목태 275.8 ± 5.3 μg/g, 흑미 78.5 ± 4.6 μg/g, 흑임자 75.8 ± 3.2 μg/g, 블루베리 143.3 ± 5.5 μg/ g, 아로니아 195.2 ± 4.9 μg/g, 블랙커런트 131.6 ± 3.2 μg/g 로 나타나 서목태 > 서리태 > 아로니아 > 블루베리 > 블랙 커런트 > 흑미 > 흑임자 순으로 높은 함량을 나타냈다. 안 토시아닌 5종의 총 함량은 서리태 82.4 ± 17.2 μg/g, 서목 태 95.2 ± 6.1 μg/g, 흑미 74.1 ± 9.7 μg/g, 흑임자 불검출, 블 루베리 110.8 ± 1.9 μg/g, 아로니아 218.9 ± 6.1 μg/g, 블랙커 런트 209.7 ± 4.0 μg/g로 나타나 아로니아 > 블랙커런트 >블 루베리 > 서목태 > 서리태 > 흑미 순으로 높은 함량을 나타 났다. 본 실험결과 폴리페놀은 서목태, 안토시아닌은 아로 니아가 가장 높은 함량을 나타내었으며 향후 유색 농산물 을 활용한 기능식품 개발이 필요한 것으로 판단된다.

    Figure

    JFHS-32-371_F1.gif

    Chromatogram of 17 polyphenol standards by HPLC.

    JFHS-32-371_F2.gif

    Chromatogram of 5 anthocyanin standards by HPLC.

    JFHS-32-371_F3.gif

    SRM chromatogram of 17 polyphenol standards.

    JFHS-32-371_F4.gif

    SRM chromatogram of 5 anthocyanin standards.

    Table

    Conditions of polyphenol analysis by HPLC

    Conditions of anthocyanin analysis by HPLC

    Operation conditions of HPLC-MS/MS

    Regression, R2, LOD, LOQ and linear range for the studied compounds

    Recovery of the studied compounds in colored agricultural products

    1)RSD : Relative Standard Deviation

    Contents of 17 polyphenol compounds in colored agricultural products

    1)S.D.: Standard Deviation
    2)N.D.: Not Detected

    Contents of 5 anthocyanin compounds in colored agricultural products

    1)S.D.: Standard Deviation
    2)N.D.: Not Detected

    SRM parameters of the studied compounds by HPLCMS/ MS

    1)MW : Molecular Weight
    2)CE : Collision Energy

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