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가설 설정
- 1)All values are mean ± standard deviation. * significantly different at p<0.
- -IR, Ti-SR, T2-SE, T2-CPMG. 3) The value in parenthesis is a number of same posterior probability.
제안 방법
- 황색콩과 검은콩의 원산지를 판별하기 위하여 일반성분 및 20 MHz pulsed NMR을 이용하여 자기완화시간을 측정하였다. 일반성분으로는 황색콩은 조지방 함량 만이 원산지별 차이를 나타내었고, 검은콩의 경우에는 수분과 단백질 함량이원산지별 차이를 보였다.
대상 데이터
- 시험에 이용된, 기기는 NMS 120(Bruker Gmbh, Germany) 으로 10, VTS(various temperature) probe를 사용하였으며 , 시료 튜브의 직경은 10 mm였으며, 측정항목은 Rho 등이제시한 펄스기법을 이용하였다. 즉, 90 pulse를 이용한
- 실험에 사용된 콩은 2002년 경기도내 백화점, 대형 할인마트 및 농협직매장에서 원산지가 표시된 황색콩과 검은콩을 선별하였다. 황색콩은 국내산과 수입산 각각 10종, 20종이었으며, 검은콩은 국내산 12종, 수입산 14종을 시료로 사용하였다.
- 황색콩은 국내산과 수입산 각각 10종, 20종이었으며, 검은콩은 국내산 12종, 수입산 14종을 시료로 사용하였다.
데이터처리
- deviation. esignificantly different at p<0.01 by Student's t-test. **pv0.
- 각 항목당 결과는 SAS를 이용하여 t-test에 의해 유의성을검정하였으며, 원산지 판별은 SAS를 이용하여 일반성분 함량만을 이용하였을 때와 NMR로 측정한 relaxation time과 SFC 함량을 이용하였을 때로 나누어 정준판별분석 (canonical discriminant analysis)을 시행하였다('즈. 두 그룹으로 구분지을 수있는 판별함수는 Mahalanobis 거리를 구하여 계산하였으며, 각 개체 X가 집단 속할 사후 확률(posterior probability)은개체로부터 부분집단 j까지 일반화된 거리(general squared distance: Dk)< 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.
이론/모형
- SFC(solid fat content) 와 종이 완시간(T” spin-lattice relaxation time)의 측정 법 인 TrIR(inverse recovery: 18O°-t-9O° pulse)과 T]-SR(saturation recovery: 90°-t-90°-t pulse), 횡이완시 간(T> spin-spin relaxation time) 측정 법 인 T2-SE(spin echo: 90°-T-180o-t-180° pulse), T2-CPMG(Carr-Purcell-Mei- boom-Gill method)< 측정하였다(Table 1). NMR 분석에 이용한 시료는 높이가 4cm 내외가 되도록 튜브에 넣었으며, 3회 반복 측정하였다.
- analysis)을 시행하였다('즈. 두 그룹으로 구분지을 수있는 판별함수는 Mahalanobis 거리를 구하여 계산하였으며, 각 개체 X가 집단 속할 사후 확률(posterior probability)은개체로부터 부분집단 j까지 일반화된 거리(general squared distance: Dk)< 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.
성능/효과
- 일반성분으로는 황색콩은 조지방 함량 만이 원산지별 차이를 나타내었고, 검은콩의 경우에는 수분과 단백질 함량이원산지별 차이를 보였다. 20MHz pulsed NMR을 이용하여자기완화시간 및 고형지방함량을 측정한 결과 황색콩은 고형지방함량과 T2-CPMG 측정시 원산지에 따라 유의적인 차이를 나타내었으며, 검은콩은 T, -SR을 제외한 모든 측정항목에서 원산지별 차이를 나타내었다. 황색콩과 검은콩의 원산지 판별 분석시 일반성분만으로 정준판별분석을 시행한 결과 70~91.
- 98이상의 확률로 정확하게 국내산과 수입산을 구별해 낼 수가 있었다. 검은콩의 경우에도이와 유사하게 NMR 데이터를 이용하였을 때에는 100%의원산지 판별 정확성을 나타내었으나 일반성분만으로는 12종의 국내산 검은콩을 국내산으로 판별한 경우는 11종으로 91.7%의 정확성을 나타내었고, 14종의 수입한 검은콩을 수입산으로 판별한 경우는 12종으로 85.7%의 정확성을 보였다. 사후 확률로 비교하였을 때에도 일반성분 만으로 국내산과 수입산을 판별한 경우 정확하게 판별이 되었다 할지라도 。.
- 42%였다. 국내산과 수입산 간 함량의 차이를 나타내는 항목은 황색콩과는 다르게 수분과 단백질 함량이었으며, 0.1%내에서의 고도의 유의성이 있었으며, 국내산이 수입산에 비하여 낮은 수분 및 높은 단백질 함량을 가지는 것으로 나타났다. 검정콩의 경우 주식용 또는 자반용으로 사용되었으며, 일부는 한방재료로도 이용되는 등우리나라에서의 수요가 많은 곡류이다.
- 국내산과 수입산 황색콩의 일반성분 조성은 Table 2와 같이 수분 함량은 국내산이 9.90 0.56%, 수입산이 10.46±1.06%를 나타냈으며, 지방함량은 국내산과 수입산이 각각 17.68+1.41%, 19.74±1.42%, 단백질 함량은 한국산이 38.15 ±3.19%, 수입산이 36.96+1.05%, 회분 함량은 국내산과 수입산이 각각 4.73±022%, 4.78±0.10%를 나타내었다. 이러한결과는 Kim 둥⑬이 국내산 콩의 수분함량과 회분함량이 각각 10.
- 같다. 국내산과 수입산에 따른 유의적인 차이는 고형지방함량 측정법을 이용하였을 때와 TjCPMG를 이용하여 측정한 NMR 값이 차이를 보였으며, 특히 Tz-CPMG의 펄스기법으로 측정한 자기 완화 시간은 고도의 유의성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 이와는 다르게 검은콩의 NMR 자기 완화시간을 측정한 결과 Table 5와 같이 종이완 측정법인 TrSR 을 제외한 나머지 측정 항목에서 국내산과 수입산 간에 차이를 나타내는 것을 알 수 있었다.
- 황색콩의 경우 수분, 조지방, 조단백 및 회분 함량을 사용하여 정준판별분석을 시행한결과 국내산 10종 중 7종 만이 국내산으로 판별되었고, 수입산 20종 중 18종 만이 수입산으로 판별되어 각각 70%, 90%의 정확성을 나타내었다. 그러나 NMR을 이용한 수입여부 판별시에는 국내산과 수입산 모두 100%의 정확성을 나타내었다. 또한 사후확률을 비교하였을 경우 NMR을 이용하여 국내산과 수입산을 판별할 경우 국내산을 국내산으로 정확히 판별한 경우(1.
- 수 있다. 따라서 생산지별로 기후적 특성이나 토양학적인 차이로 인하여 특성이 달라진 농산물을 평균 함량 만으로 원산지간의 차이를 살펴보는 것보다 물질 내부의 proton 의 공명 신호를 측정하는 NMR의 방법을 이용한 경우에 판별능이 더 높아지게 되는 것으로 판단된다.
- 그러나 NMR을 이용한 수입여부 판별시에는 국내산과 수입산 모두 100%의 정확성을 나타내었다. 또한 사후확률을 비교하였을 경우 NMR을 이용하여 국내산과 수입산을 판별할 경우 국내산을 국내산으로 정확히 판별한 경우(1.0000)가 10종 중 9종이었으며, 수입산을수입산으로 정확히 판별한 경우(1.0000)가 20종 중 16종이었으며, 나머지 종류도 거의 0.98이상의 확률로 정확하게 국내산과 수입산을 구별해 낼 수가 있었다. 검은콩의 경우에도이와 유사하게 NMR 데이터를 이용하였을 때에는 100%의원산지 판별 정확성을 나타내었으나 일반성분만으로는 12종의 국내산 검은콩을 국내산으로 판별한 경우는 11종으로 91.
- 본 실험의 자기 완화 시간의 측정시 종이완 측정법인 I; -IR과 T「SRe 다른 항목에 비하여 표준편차가 크게 나타나자기 완화 시간측정법으로 적당하지 않은 것으로 평가되었다. 따라서 자장의 균일성이 국내산과 수입산 판별에 미치는영향에 관하여는 앞으로 계속적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 0% 였다는 보고와도 일치하는 함량을 나타내었다. 이 중 함량의유의적 차이를 보인 항목은 조지방 함량으로 1% 내에서 현저한 유의성을 나타냈으며, 국내산에 비해 수입 황색콩이 약 2% 높은 지방 함량을 가지는 것을 알 수 있었다.
- 일반성분으로는 황색콩은 조지방 함량 만이 원산지별 차이를 나타내었고, 검은콩의 경우에는 수분과 단백질 함량이원산지별 차이를 보였다. 20MHz pulsed NMR을 이용하여자기완화시간 및 고형지방함량을 측정한 결과 황색콩은 고형지방함량과 T2-CPMG 측정시 원산지에 따라 유의적인 차이를 나타내었으며, 검은콩은 T, -SR을 제외한 모든 측정항목에서 원산지별 차이를 나타내었다.
- 20MHz pulsed NMR을 이용하여자기완화시간 및 고형지방함량을 측정한 결과 황색콩은 고형지방함량과 T2-CPMG 측정시 원산지에 따라 유의적인 차이를 나타내었으며, 검은콩은 T, -SR을 제외한 모든 측정항목에서 원산지별 차이를 나타내었다. 황색콩과 검은콩의 원산지 판별 분석시 일반성분만으로 정준판별분석을 시행한 결과 70~91.7%의 정확도를 나타내었으나, NMR 자기완화시간및 고형지방함량을 이용한 경우 100%의 정확성으로 원산지를 판별해낼 수 있었다.
후속연구
- 함을 입증하였다. Tz-CPMG는 NMR 자기 완화시간 측정법중 가장 짧은 시간(수 초)이 소요되기 때문에 농산물 검사기관에서 판별에 이용하였을 때에 보다 신속하고 정확한 판별법으로 실용화될 수 있을 것으로 판단된다.
- 검정콩의 경우 주식용 또는 자반용으로 사용되었으며, 일부는 한방재료로도 이용되는 등우리나라에서의 수요가 많은 곡류이다. 근래에 들어 항산화활성을 가져 노화방지에 효과적이라는 연구보고들이 잇달아발표되면서 약콩이라는 이름으로 그 수요가 높아지고 있으나, 원산지별 성분 함량의 차이에 관한 연구는 매우 미약하여 추후 원산지별, 품종별 성분 함량에 관한 연구가 보충되어야 할 것으로 판단된다.
- 따라서 자장의 균일성이 국내산과 수입산 판별에 미치는영향에 관하여는 앞으로 계속적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 수 있는 것은 아니다. 선행된 연구(9)에서 low field NMR을 이용하여 참깨의 원산지를 판별한 결과 Tz-CPMG가가장 낮은 유의성을 갖는 데이터 변수였으며, NMR 데이터를 모두 사용하여 판별식을 작성한 경우 국내산 판별에 95% 의 정확성을 나타내었기 때문에 앞으로 농산물의 종류에 따라 효과적인 NMR 측정법을 계속적으로 연구해야 할 것으로 보여진다.
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