Carrots (Daucus carota L.) are consumed as an important dietary source of provitamin A including $\beta$-carotene, $\alpha$-carotene and lutein. An HPLC method was applied to determine the content of the carotenoid composition in carrot cutivars cultivated in Korea. HPLC analys...
Carrots (Daucus carota L.) are consumed as an important dietary source of provitamin A including $\beta$-carotene, $\alpha$-carotene and lutein. An HPLC method was applied to determine the content of the carotenoid composition in carrot cutivars cultivated in Korea. HPLC analyses were carried out with five carrot cultivars (Socheon-5-chon, Hongsim-5-chon, Myeongju-5-chon, Seonhongbom-5-chon and Betarich) sown at April, 2007 and six cultivars (Yeoreum-5-chon, Hanyeoreum-5-chon, Sinheukjeon-5-chon, Bibariheukjeon, Manina and Betarich) sown at August of the same year. In general, the former varieties are not used for the sowing at summer because of their bolting (growth of floral axis). The former and the latter carrots were harvested after 110 and 96 days from seeding, respectively, and the carotenoids were extracted with acetone after freeze-drying. The amount of $\alpha$-carotene ($117.7{\sim}205.3\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) was similar to that of $\beta$-carotene ($113.1{\sim}189.6\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) for the carrot cultivars sown at spring, while the content ($46.2{\sim}71.1\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) was about a half of $\beta$-carotene content ($92.5{\sim}140.2\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) for the latter cultivars. In addition, the average content of lutein ($25.2\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) in the former cultivars was eight times higher than that in the latter cultivars ($3.1\;{\mu}g/g{\cdot}DW$). Among the spring cultivation types, Socheon-5-chon and Myeongju-5-chon showed higher amount of $\alpha$-carotene and $\beta$-carotene, while the higher amount was determined in Yeoreum-5-chon and Sinheukjeon-5-chon among the autumn cultivation types. Validation of the HPLC-DAD method showed good linearity ($r^2$ > 0.997) of the three compounds analyzed in a wide concentration range ($0.025{\sim}20\;{\mu}g/ml$). The R.S.D. values for intra-day and inter-day precision were less than 19.2% and the mean recovery of each compound was 85.4~104.7%.
Carrots (Daucus carota L.) are consumed as an important dietary source of provitamin A including $\beta$-carotene, $\alpha$-carotene and lutein. An HPLC method was applied to determine the content of the carotenoid composition in carrot cutivars cultivated in Korea. HPLC analyses were carried out with five carrot cultivars (Socheon-5-chon, Hongsim-5-chon, Myeongju-5-chon, Seonhongbom-5-chon and Betarich) sown at April, 2007 and six cultivars (Yeoreum-5-chon, Hanyeoreum-5-chon, Sinheukjeon-5-chon, Bibariheukjeon, Manina and Betarich) sown at August of the same year. In general, the former varieties are not used for the sowing at summer because of their bolting (growth of floral axis). The former and the latter carrots were harvested after 110 and 96 days from seeding, respectively, and the carotenoids were extracted with acetone after freeze-drying. The amount of $\alpha$-carotene ($117.7{\sim}205.3\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) was similar to that of $\beta$-carotene ($113.1{\sim}189.6\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) for the carrot cultivars sown at spring, while the content ($46.2{\sim}71.1\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) was about a half of $\beta$-carotene content ($92.5{\sim}140.2\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) for the latter cultivars. In addition, the average content of lutein ($25.2\;{\mu}g/g{\cdot}DW$) in the former cultivars was eight times higher than that in the latter cultivars ($3.1\;{\mu}g/g{\cdot}DW$). Among the spring cultivation types, Socheon-5-chon and Myeongju-5-chon showed higher amount of $\alpha$-carotene and $\beta$-carotene, while the higher amount was determined in Yeoreum-5-chon and Sinheukjeon-5-chon among the autumn cultivation types. Validation of the HPLC-DAD method showed good linearity ($r^2$ > 0.997) of the three compounds analyzed in a wide concentration range ($0.025{\sim}20\;{\mu}g/ml$). The R.S.D. values for intra-day and inter-day precision were less than 19.2% and the mean recovery of each compound was 85.4~104.7%.
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제안 방법
5종의 봄당근을 품종별로 110일간 재배한 다음 수확하였다. 명주5촌의 경우 주홍색이 가장 짙었으며 다음으로 소천5촌과 베타리치가 짙었다.
당근의 모양은 모두 비슷하였으며, 평균크기는 길이 15 cm, 지름 4 cm였으며, 평균중량은 67 g이었다. 6종의 가을 당근에 대해서는 품종별로 96일간 재배한 다음 수확하였다. 평균크기는 길이 13 cm, 지름 3 cm였으며, 평균중량은 45 g이었다.
HPLC를 이용한 carotenoid 분석은 Kim 등과 Morris 등의 방법을 변형하여 실시하였다®'). 즉, 품종별동결건조 당근 시료 약 250 mg을 정확하게 취하여 미리 차게 해 둔 유발에 넣은 다음 seasand와 무수황산나트륨, NaHCCh을 넣고, 약 5 ml의 아세톤(0.
HPLC용 칼럼으로는 carotenoid 전용칼럼을 사용하였으며, 전개용매로는 메탄올: MTBE : 물 = 81 : 15 : 4의 혼합용액을 A용액으로 하고, 메탄올: MTBE : 물 = 6 : 90 : 4의 혼합용액을 日용액으로 하여 여러가지 농도구배조건으로 HPLC를 실시하여 최적의 분리조건을 선정하였다. 네 가지 표준물질 모두 450 nm에서 흡수최대를 나타내었으므로 검출파장을 450 nm로 선정하였다(Fig.
025 pg/ml인 표준용액을 만들었다. 각 농도별로 제조한 표준용액에 대하여 HPLC를 실시하여 검량선(c이ibration curve)을 작성하였다.
구입한 표준물질은 각각 정확하게 칭량하여 BHT의 최종농도가 0.01%되게 만든 메틸렌클로라이드에 녹여 최종농도가 100 iig/ml이 되게하였고, 아세톤(0.01% BHT)으로 serial dilution하여 최종농도가 50, 20, 10, 5.0, 2.5, 1.0, 0.50, 0.25, 0.10, 0.025 pg/ml인 표준용액을 만들었다. 각 농도별로 제조한 표준용액에 대하여 HPLC를 실시하여 검량선(c이ibration curve)을 작성하였다.
국내에서 재배되고 있는 봄당근 5품종과 가을 당근 6품종을 포장에서 직접 재배수확하여 HPLC-PDA를 이용하여 품종별 carotenoid 함량을 분석하였다.
1)6>. 따라서, HPLC 를 이용하여 이 네 가지 성분에 대한 분석방법을 확립하였다.
파종하여 6~8월경에 수확하고 가을당근은 7~8월에 파종하여 11월에서 이듬해 2월까지 수확한다. 따라서, 본 연구에서는 봄당근과 가을당근으로 나누어 재배 수확하여 carotenoid 함량을 측정하였다. 베타리치의 경우 만추대종이라 연중재배가 가능하나 경제적인 측면에서 우리나라에서는 주로 봄당근으로 재배되고 있다.
2 m2 (110 cmxllO cm)의 면적에 4줄로 재배하였으며, 파종 후 3주 간격으로 3회에 걸쳐 솎아주어 주간거리가 10-12 cm가 되게 하였다. 배양토의 조성은 황토 50%, 부산물퇴비 40%, 상토 10%의 비율이었으며 전충시비를 한 다음 파종하였다. 부산물퇴비는 축분(돈분, 우분, 계분) 80%와 톱밥 20%로 이루어진 퇴보】(사천용현농협)를 사용하였다.
Carotenoid 성분은 공기나 빛, 열, .수분, 산 등에 의하여 쉽게 산화되므로 모든 실험과정은 최대한 빛을 차단한 저온상태에서 실시하였으며, 모든 용매에 산화방지제인 BHT를 첨가하여 사용하였다 (0.01%, w/v). 시료의 보관에는 갈색 vial을 사용하였고 질소가스로 치환 후 -80℃ 이하에서 보관하였다
확인하였다. 최종농도가 50, 20, 10, 5.0, 2.5, 1.0, 0.50, 0.25, 0.10, 0.025 ug/ml되게 만든 각각의 표준용액에 대하여 HPLC를 실시하여 각 표준물질에 대한 검량선을 Table 1과 같이 얻었다. 네 가지 표준물질 모두 0.
크로마토그램에서의 각 피크는 각 피크의 머무름 시간과 UV 스펙트럼을 각 표준물질의 데이터와 비교하여 확인하였다. 최종농도가 50, 20, 10, 5.
품종당 1.2 m2 (110 cmxllO cm)의 면적에 4줄로 재배하였으며, 파종 후 3주 간격으로 3회에 걸쳐 솎아주어 주간거리가 10-12 cm가 되게 하였다. 배양토의 조성은 황토 50%, 부산물퇴비 40%, 상토 10%의 비율이었으며 전충시비를 한 다음 파종하였다.
대상 데이터
경우。- carotene과 혼합형태(1:2)의 Sigma시약을 사용하였다. HPLC용 메탄올과 물, methyl-Zert-butylether (MTBE)는 J.
Carotenoid 전용칼럼 인 YMC C30 carotenoid 칼럼 (4.6x250 mm, 3 nm)을 사용하였으며, carotenoid의 검출은 PDA detects를 사용하여 실시하였고, 365 nm, 450 nm, 472 nm를 선정하여 크로마토그램을 얻었다. 유속은 0.
1. Chemical structures of four standard carotenoids used in this study.
HPLC에는 온도조절이 가능한 PAL auto sampler가 연결되어 있는 Agilent 1100 series HPLC system을 사용하였다. 전개용매로는 메탄올 : MTBE : 물 = 81 : 15 : 4의 혼합용액을 A용액으로 하고, 메탄올.
HPLC용 메탄올과 물, methyl-Zert-butylether (MTBE)는 J.T.Baker (USA) 제품을 사용하였다. Tert-butyJhy- droxytoluene (BHT)은 Sigma제품을 사용하였으며 기타 시약은 특급시약을 사용하였다.
Baker (USA) 제품을 사용하였다. Tert-butyJhy- droxytoluene (BHT)은 Sigma제품을 사용하였으며 기타 시약은 특급시약을 사용하였다.
경남 진주지역에서 2008년 1월과 6월에 각각 구입한 당근 시료 LM-이과 LM-06에 대해서도 같은 방법으로 동결건조한 후 보관하였다
위함이었다. 남아 있을지도 모르는 수분을 제거하기 위하여 무수황산나트륨을 사용하였고, 산 중화를 위하여 NaHCCh를 사용하였다',
선정하였다. 네 가지 표준물질 모두 450 nm에서 흡수최대를 나타내었으므로 검출파장을 450 nm로 선정하였다(Fig. 2). 이 조건에서 lutein, zeaxanthin, a-carotene, Q-carotene의 순으로 용출하였고, 각각의 머무름시 간(圮은 23, 9, 26.
봄당근 품종으로는 소천5촌(아시아종묘), 홍심5 촌(대농종묘), 명주5촌(농우바이오), 선홍 봄 5촌(농우바이오), 베타리치(사카다코리아)의 5종을, 가을 당근 품종으로는 여름5촌(동원농산종묘), 한여름5 촌(농우바이오), 신흑전5촌(아시아종묘), 비바리흑전(농우바이오), 마니나(농우바이오), 베타리치(사카다코리아)의 6종을 구입하여 진주산업대학교 실습농장에 2007년 4월 27일과 8월 20일에 각각 파종하여 8월 14일과 n월 23일에 각각 수확하였다.
배양토의 조성은 황토 50%, 부산물퇴비 40%, 상토 10%의 비율이었으며 전충시비를 한 다음 파종하였다. 부산물퇴비는 축분(돈분, 우분, 계분) 80%와 톱밥 20%로 이루어진 퇴보】(사천용현농협)를 사용하였다.
전개용매로는 메탄올 : MTBE : 물 = 81 : 15 : 4의 혼합용액을 A용액으로 하고, 메탄올. : MTBE : 물 = 6 : 90 : 4의 혼합용액을 B용액으로
이론/모형
Carotenoid 성분의 정량은 외부표준법에 의하여 실시하였다. 구입한 표준물질은 각각 정확하게 칭량하여 BHT의 최종농도가 0.
성능/효과
1)봄당근 품종에 있어서 a-carotene의 함량ecarotene의 함량과 유사하였으나, 가을당근 품종의 경우에는 a-carotene의 함량이 P-carotene 함량의 절반에 그쳤다.
2) Lutein의 함량에 있어서는 봄당근 품종의 평균함량이 가을당근 품종의 평균함량보다 8배 이상 높았다. Zeaxanthin의 경우에는 봄당근 품종에서는 평균함량이 7.
3) 봄당근 품종 중에서는 소천5촌과 명주5촌이 높은 a-carotene과 _p-carotene함량을 보였으며, 가을당근 품종 중에서는 여름5촌과 신흑전5촌이 높은 함량을 보였다.
8 p g/g-DW이었으나 가을당근 품종에서는 검출되지 않았다. 봄당근 품종 중에서는 소천5촌과 명주 5촌이 높은 a-carotene과 P-carotene함량을 보였으며, 가 을 당근 품종 중에서는 여름5촌과 신흑전5촌이 높은 함량을 보였다(Table 2, Fig. 3). 이러한 결과는 시중에서 판매되고 있는 봄당근(LM-06)과 가을당근 (LM-01)의 carotenoid 성분을 분석한 결과와 일치하였다(Table 2).
이와 같이 봄당근과 가을당근의 carotenoid 함량은 품종에 따라 상이하였으며, 특히 봄당근의 carotenoid 함량이 가을 당근보다 높은 것을 알 수 있었다. -향후 가공 중 당근의 carotenoid 함량 변화와 더불어 당근에 함유된 미량의 carotenoid 성분 분석에 관한 더 상세한 연구가 필요하다.
후속연구
있었다. -향후 가공 중 당근의 carotenoid 함량 변화와 더불어 당근에 함유된 미량의 carotenoid 성분 분석에 관한 더 상세한 연구가 필요하다.
참고문헌 (15)
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