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문제 정의
- SPME에 의한 휘발 성분의 흡착은 fiber의 stationary phase coating 성 분에 의해 영향을 받기때문에(12) 분석 시료에 따른 휘발 성분 흡착에 적합한 fiber 선정이 중요하다고 판단된다. PDMS/DVB fiber의 극성을띤 작은 분자량을 가진 집 단의 흡착 성질의 우수함을 이용해본 연구에 이용되었다(7, 13).
가설 설정
- S, France)로 12개의 metal oxide sensor(MOS)들로 구성되어 있다. 분석조건은 air conditioning unit-fi- 활용하여 dry/humid air의 비율이 20%가되 도록 온도는 36℃, 압력 5 psi, air 흐름은 150 mL/rnin으로설정하였다. 0, 1, 2, 3일간 저장한 포도의 과즙을 20 mL vial 에 3 mL를 취하여 분석을 실시하였다.
제안 방법
- 분석조건은 air conditioning unit-fi- 활용하여 dry/humid air의 비율이 20%가되 도록 온도는 36℃, 압력 5 psi, air 흐름은 150 mL/rnin으로설정하였다. 0, 1, 2, 3일간 저장한 포도의 과즙을 20 mL vial 에 3 mL를 취하여 분석을 실시하였다. Incubation 시간은 5분, incubation 온도는 35℃, 진탕은 500 rpm으로 head- space로부터 포집하였다.
- GC/MS 분석으로 얻은 mass spectrum을 GC/MS 의 소프트웨어 로 내장된 WILEY Library(Registry of mass spectral data, 6th edition, USA)와 NIST Library(Mass spectral search program, version 4.5, USA)를 함께 이용하였다. 또
- MS 에서 ionization source는 electron ionization(EI mode) 으로 전압은 70 eV 이었다. Trap 과 manifold의 온도는 각각 200, 50℃이고 transfer line의 온도는 180℃로 설정 하였다. Injector port의 온도는 260℃로 설정하였으며 이송기 체는헬륨을 사용하였다.
- 수세과정을 거치지 않은 포도송이는 구입 시포장에 사용된 용기와 유사한 위생 백 (high-density poly- ethylene)에 넣어 4℃ 냉장고와 직사광선이 없는 상태의 실온에서 1, 2, 3일간 각각 보관하였다. 각 재료는 개봉 즉시과피를 제거하지 않은 포도 알을 gauze로 감싸 직접 압착하여 얻은 과즙을 통해 분석에 이용하였다.
- SPME법은 흡착과 탈착 단계로 추출이 이루어진다. 먼저 silica fiber 지지체에 코팅된 고체상에 분석하고자 하는 수용액상 또는 기체상에 일정시간 노출하여 분석물질이 fiber 지지체에 코팅된고체상에 대한 친화력에 따라 흡착하여(10) 각각의 휘발성향기 성분의 분리 동정이 가능한 GC/MS를 통하여 분석할수 있다. 이 분석법은 분석시간이 빠르고 휘발 성분 추출에용매가 사용되지 않고 추출과정에서 인공적 산물이 생기지않는다.
- 발 성분의 변화를 나타내었으며 포도의 저장 기간에 따른휘발성 향기 패턴에 대한 기여율을 구하였다. 모든 품종을동시에 PCA로 나타낸 결과 4℃ 저장과 실온 저장 시 제 1주성분 값의 기여율은 전체 향의 차이에 대하여 각각 99.
- 분석 간격은 5분으로 센서가충분히 안정된 후 다음 분석을 실행하였다. 본 실험에서는각 처리시료의 3반복 분석이 이루어졌다.
- 수세과정을 거치지 않은 포도송이는 구입 시포장에 사용된 용기와 유사한 위생 백 (high-density poly- ethylene)에 넣어 4℃ 냉장고와 직사광선이 없는 상태의 실온에서 1, 2, 3일간 각각 보관하였다. 각 재료는 개봉 즉시과피를 제거하지 않은 포도 알을 gauze로 감싸 직접 압착하여 얻은 과즙을 통해 분석에 이용하였다.
- 저장에 따른 포도의 휘발 성분을 동정하기 위하여 휘발성분 분석에 많이 사용되고 있는 SPME 방법을 통하여 포집된 휘발 성분을 GC/MS 분석을 실행하였다. SPME법은 흡착과 탈착 단계로 추출이 이루어진다.
- 품종에 따른 포도를 이용하여 3일 동안 4℃와 실온에 각각저장함에 따라 변화하는 전체적인 향의 패턴을 전자코를 통하여 분석하였고 SPME-GC/MS 분석 결과를 통하여 휘발성분을 분리 동정하였다. 대표적인 포도의 주요 휘발 성분은
- 하여 3일간 실온과 4℃에 각각 저장함에 따른 휘발 성분을 SPME-GC/MS를 통하여 분리 동정하였고 시료간의 전체적인 향의 패턴을 전자코를 통하여 분석하였다.
- 한 이미 보고된 연구결과들과 비교 분석하여 휘발 성분을동정하였다(5, 8).
- 시료의 휘발 성분 포집을 위하여 5 mL의 시료를 25 mL vial에 넣은 후 septum과 hole cap을 이용하여 밀폐후 新C에서 30분간 휘발 성분의 유도를 촉진시킨 후 head- space로 포집하였다. 휘발 성분을 포집한 fiber는 injector에 5분간 정치시켜 휘발 성분이 column을 통과하도록 하여 chromatogram을 얻었다.
- 휘발성 향기 성분 패턴 분석 결과로부터 얻은 각 센서의감응도(delta Rgas/Rair) 즉, 공기 저항값(Rair)에 대한 시료 휘발성 성분의 저항값(Rgas)의 변화율로 주성분분석 (principal component analysis; PCA)을 실 행 하여 제 1주성 분 값과 제 2주성분 값을 구하였다. 각 12개의 센서 값들은 2000
대상 데이터
- auto injector와 sampler/} 부착된 a-FOX 3000 Electronic Nose System(Alpha M.O.S, France)로 12개의 metal oxide sensor(MOS)들로 구성되어 있다. 분석조건은 air conditioning unit-fi- 활용하여 dry/humid air의 비율이 20%가되 도록 온도는 36℃, 압력 5 psi, air 흐름은 150 mL/rnin으로설정하였다.
- 본 실험에 사용된 재료는 시중에 유통되고 있는 총 4종의포도(캠벨, 세레단, 레드글로브, 머루)로써 2005년 10월에 대전 유성구 대형 할인점(C사, E사)에서 구입하여 휘발 성분을분석하였다. 수세과정을 거치지 않은 포도송이는 구입 시포장에 사용된 용기와 유사한 위생 백 (high-density poly- ethylene)에 넣어 4℃ 냉장고와 직사광선이 없는 상태의 실온에서 1, 2, 3일간 각각 보관하였다.
- T70/2 센서는 식품 향기와휘발성 성분들을 감지하며 P40/1, SY/LG 센서들은 주로 fluoride와 chloride 화합물을 감지한다. 본 실험에서 사용되는 MOS typee 세라믹 지지 체와 이를 통과하는 열선과 지지체를 덮고 있는 반전도성 필름(SnG)으로 구성되어 있다. 기기가 작동되면 센서에 산소가 접촉하여 전자를 빼앗아 전기 전도도가 상승되는데, 이때 냄새 성분을 포함한 가스에환원성 물질 등이 존재하면 전기 전도도의 상승이 감소하게된다.
- 포도즙의 휘발 성분 포집은 SPME 방법을 활용하였다. 분석 시 사용된 fiber는 polydimethyl silox- ane(PDMS)/divinylbenzene(DVB)으로 코팅된 것을 사용하였다(7). 시료의 휘발 성분 포집을 위하여 5 mL의 시료를 25 mL vial에 넣은 후 septum과 hole cap을 이용하여 밀폐후 新C에서 30분간 휘발 성분의 유도를 촉진시킨 후 head- space로 포집하였다.
-
SPME-GC/MS를 이용한 휘발 성분 분석
분석기기는 Saturn 2000 GC/MS(Vartan, USA)로 휘발성성 분들은 DB-5MS column(60 mm x 0.32 mm id, 0.25 pm film thickness)을 사용하여 분리하였다(4). Column 온도는 40℃에서 10분간 유지 후 5℃/min 비율로 100℃까지 도달후 3℃/min 비율로 148℃까지 '증가시 켰다.
이론/모형
- Injector port의 온도는 260℃로 설정하였으며 이송기 체는헬륨을 사용하였다. 포도즙의 휘발 성분 포집은 SPME 방법을 활용하였다. 분석 시 사용된 fiber는 polydimethyl silox- ane(PDMS)/divinylbenzene(DVB)으로 코팅된 것을 사용하였다(7).
성능/효과
- 이와 같이 세레단 또한 실온에서 저장한 시료 분석 결과 더많은 센서의 변화를 나타내었다. 4℃ 저장 결과 0, 1일과 2, 3일은 센서의 감응도의 유사함을 보였고 실온 저장 역시 0, 1일의 센서 감응도가 유사함에 따라 휘발 성분이 저장 2일부터 비교적 큰 변화를 확인할 수 있었다. Fig.
- 4). 동정되었으나 area 면적 비교 시 캠벨에 비해 보다 적은 양 모든 품종에서 4℃ 저장 시 2-nonen-l-ol, (E) 성분은 저장의 휘발 성분이 나타났다. 동일한 조건하에 레드글로브와 기간이 지남에 따라 peak area가 감소하다가 저장 마지막
- 8로5 증가함을 보였다. 또한 &않은 3(2H)-furanone/4-methoxy-2, 5-dimethyl, heptanoic phenylethyl alcohol인 경우 4℃에서 저장 시 저장 당일 141.0 7 5acid 등이 검출됨 에 따라 다른 품종과의 차별성을 보였다. 에서 저장 1, 2일째 71.
- 전반적으로 모든 품종의 포도는 0일에서 3일로 진행됨에 따라 제 1주성분 값이 negative에서 positive로 이동하는 경향을 보였으며 품종에 따른 차별적인 향기 성분 패턴을 제시하였다. 또한 4℃ 저장 결과 각각의 향기 패턴 변화가 0.1 ~ 1.0 범위에 속하나 실온 저장 결과 0.2~ 1.2 범위에서 변화하는것을 확인한 결과, 실온 저장에 비해 4℃ 저장이 향의 변화가적음을 알 수 있었다. 이는 품종에 따른 포도의 향기 패턴이차별적 인 변화를 제시하고 저장 온도에 따라 변화하는 경향이 서로 다름에 따라 포도 재배 시 환경요인 중 온도가 크게영향을 미 쳤을 것으로 사료된다.
- 나타나지 않았다. 또한 전자코를 이용하여 휘발성 향기성분 패턴 분석결과 4℃와 실온 저장한 시료의 제 1주성분값의 기여율은 각각 99.30, 99.36%로 품종에 따라 구분이가능하였다. 4℃ 저장 시 저장 기간에 따른 제 1주성분 값의변화 범위는 실온에서 저장한 것에 비해 적었음을.
- 향기 패턴에 대한 기여율을 구하였다. 모든 품종을동시에 PCA로 나타낸 결과 4℃ 저장과 실온 저장 시 제 1주성분 값의 기여율은 전체 향의 차이에 대하여 각각 99.30, 99.36%로 나타났다. 이와 같이 4℃ 저장 시 다른 품종에 비해 저장 기간에 따른 레드글로브는 제 1 주성분 값이 -0.
- 0 7 5acid 등이 검출됨 에 따라 다른 품종과의 차별성을 보였다. 에서 저장 1, 2일째 71.6, 66.3에 비7 해 저장 3일째 173.3으로3대표적인 포도 향 성분은 esters, alcohols, acids, terpenes 증가하였으며 실온 저장은 저장 n 기간이 지남에 따라 저장등으로 본 실험 결과 butanoic acid/ethyl ester와 1-hexanol, 당일 141.0에서 77.8로 감소하였다. 세레단과 머루는 4℃ 저3
- 의 센서에서 유의적 차이를 보였으며 실온에서 저장 결과 P10/2, P40/1 등 보다 많은 센서들이 변화하였고 SY/LG, SY/AA 등 나머지 센서에서는 큰 변화를 나타내지 않았다. 이와 같이 세레단 또한 실온에서 저장한 시료 분석 결과 더많은 센서의 변화를 나타내었다.
- 캠 벨은 다른 품종과는 달리 실온 저장한 결과가 4℃ 저장 시 얻은 포도의 향기 패턴 변함보다 비교적크게 나타나 다른 품종과의 차별적 인 결과를 나타내었다. 전반적으로 모든 품종의 포도는 0일에서 3일로 진행됨에 따라 제 1주성분 값이 negative에서 positive로 이동하는 경향을 보였으며 품종에 따른 차별적인 향기 성분 패턴을 제시하였다. 또한 4℃ 저장 결과 각각의 향기 패턴 변화가 0.
- 2 범위 안에 속해 큰 변화를보이지 않았다. 캠 벨은 다른 품종과는 달리 실온 저장한 결과가 4℃ 저장 시 얻은 포도의 향기 패턴 변함보다 비교적크게 나타나 다른 품종과의 차별적 인 결과를 나타내었다. 전반적으로 모든 품종의 포도는 0일에서 3일로 진행됨에 따라 제 1주성분 값이 negative에서 positive로 이동하는 경향을 보였으며 품종에 따른 차별적인 향기 성분 패턴을 제시하였다.
- 저장 기간에 따른 센서 변화가 가장 뚜렷했던 캠벨 4℃ 저장결과와 머루 실온 저장 결과를 Table 5와 같이 나타내었으며다른 품종의 포도도 이와 동일하게 통계 처리하여 품종간의차별적 인 결과를 얻었다. 캠벨은 4℃ 저장 결과 총 12개의센서 중 SY/G, T30/1, P10/1 등 7개의 센서들에서 유의적차이를 나타내었으나 2, 3일에서 유사한 값을 나타냄에 따라저장 2일까지 포도의 향이 변화한 후 3일까지 휘발 성분의변화가 거의 감지되지 않았다. 반면 실온에서 저장한 시료는 SY/G, SY/Gh, SY/gCTl의 센서만이 변화를 보였다.
- 품종별 포도를 4℃와 실온에서 각각 저장하여 저장 기간에 따른 향의 변화는 전자코 분석을 통해 얻은 각 센서별감응도를 MANOVA 통계 처 리하여 유의적 차이를 보이 며구분되는 센서의 수를 나타내었으며 (p<0.05), 전반적으로 organic solvent를 감지 하는 PA2 센서가 크게 작용하였다. 저장 기간에 따른 센서 변화가 가장 뚜렷했던 캠벨 4℃ 저장결과와 머루 실온 저장 결과를 Table 5와 같이 나타내었으며다른 품종의 포도도 이와 동일하게 통계 처리하여 품종간의차별적 인 결과를 얻었다.
- 성분만을 표기하였다(Table 2-4). 품종별로 동정된 휘발 검출되지 않았으며, 세레단의 hexanoic acid/ethyl ester, 성 분과 peak area가 다르게 나타남에 따라 재배 조건이나 phenylethyl alcohol, 1-hexanol 등의 주요 휘발 성분들은품종의 차이가 휘발 성분에 영향을 준 것으로 사료된다. 저 전반적으로 실온 저장한 시료가 4℃ 저장한 것에 비해 보다n
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