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제안 방법
- , Korea)에 기름 없이 양면 10분씩 가열 조리하여 제조하였다. HCAs의 감소 정도를 비교하기 위한 control로서 microwave preheating 처리를 하지 않은 쇠고기 패티를 위 시료들과 같은 조리 조건(220℃에서 양면 각 10분 간 가열)으로 조리하였다. 가열 온도의 측정을 위해서 프라이팬의 표면온도는 철 표면온도계로 측정하였고 쇠고기 패티의 내부온도는 조리 시간 중 패티 중심에 surface temperature thermometer(Trend Instruments Inc.
- HCAs의 감소 정도를 비교하기 위한 control로서 microwave preheating 처리를 하지 않은 쇠고기 패티를 위 시료들과 같은 조리 조건(220℃에서 양면 각 10분 간 가열)으로 조리하였다. 가열 온도의 측정을 위해서 프라이팬의 표면온도는 철 표면온도계로 측정하였고 쇠고기 패티의 내부온도는 조리 시간 중 패티 중심에 surface temperature thermometer(Trend Instruments Inc., Lawrenceville, GA, USA)의 탐침을 넣어 측정하였다.
- 가열된 쇠고기 패티의 HCAs는 Gross 등(1992)의 방법을 변형하여 추출하였다. 일정한 조건에서 조리한 패티를 냉동고에서 보관한 후 동결건조기(Labconco, Kansas City, MO, USA)를 이용하여 건조시킨 다음, 분쇄하였다.
- 1 M HCl (6:4, v/v)을 5 mL씩 3번에 나누어서 총 15 mL을 가한 후 2 mL H2O을 첨가하여 preconditioning 시킨 Bond-Elut PRS 컬럼을 통과하도록 하였다. 그 후 Chem Elut extraction cartridges에 20 mL씩 3번에 나누어서 총 60 mL의 CH2Cl2 : toluene(95:5, v/v)를 가하여 용출된 분석물이 Bond-Elut PRS 컬럼을 통과하도록 하였다. 그 다음 Bond-Elut PRS 컬럼을 H2O 15 mL(5 mL씩 3회 나누어서 사용)로 washing 하고, 미리 MeOH 5 mL와 H2O 5 mL로 preconditioning시킨 C-18 cartridges를 Bond-Elut PRS 컬럼에 연결하였다.
- 본 실험방법의 회수율을 도출하기 위하여, 15가지 HCAs 의 농도가 각각 500 ng/mL가 되도록 표준용액을 혼합시킨 혼합용액을 쇠고기 4 g에 spike하고 전처리를 한 후 분석하였으며, 동일한 농도의 HCAs 표준물질을 LC/MS에서 분석하여 피크 면적비를 비교하여 회수율을 평가하였다. Solid-phase extraction 방법에 의한 전처리 과정에서 TriMeIQx, Norharman, Harman는 약 15-26%의 낮은 회수율을 나타내었고, AαC, MeIQx, IQ, Glu-P-2, MeAαC는 회수율이 60% 이상이었다(Table 1).
- 헤테로고리 아민은 높은 돌연변이성과 발암 가능성을 가진 물질로, 단백질이 높게 함유된 식품의 가열 중 발생한다. 본 실험에서는 220℃에서 양면을 10분씩 가열 조리한 쇠고기 패티를 microwave를 이용하여 예열처리를 하였을때 나타나는 HCAs의 생성량에 대한 영향을 분석하였다. 헤테로고리 화합물의 분석을 위해 전처리 과정에서 solidphase extraction 방법을 이용하였고, LC/MS로 정량과 정성분석을 하였다.
- 그러나 Felton 등(1994) 의 실험에서 주된 분석대상 물질은 2-amino-3-methylimidazo[4,5-f]-quinoline(IQ), 4,8-DiMeIQx, PhIP이었으며, Felton 등(1994)의 연구 이후로 microwave를 사용하여 형성을 억제하는 연구가 이루어지지 않았다. 본 실험에서는 IQ, 4,8-DiMeIQx, PhIP 외의 amino-carbolines류와 aminoimidazo-azaarenes류에 속하는 15가지의 HCAs를 대상으로, 쇠고기 패티를 microwave로 preheating 처리를 한 후 가열조리를 하였을 때 생성되는 발암우려물질인 HCAs의함량을 평가하고 저감화 효과를 고찰하였다.
- Myoung(2007)에 의하면 HCAs는 이동상의 조성에 비해 강한 염기성 물질이기 때문에 분자 구조에 양성자 1개가 붙은 [M+H]+ 와 메틸기가 떨어진 [M+H-CH3]+가 기준이온(base ion)으로 검출된다. 본 실험에서는 이 기준이온의 분자량을 이용하여 15가지 HCAs를 검출하였고, 해당 m/z 값은 Table 1에 나타내었다.
- , Korea)로 preheating 처리를 하였다. 이때 패티 별로 1분, 1.5분, 2분, 3분 동안 각각 가열한 다음, 표면 온도가 220℃ 인 teflon-coated electric frying pan(Chefline Corp., Korea)에 기름 없이 양면 10분씩 가열 조리하여 제조하였다. HCAs의 감소 정도를 비교하기 위한 control로서 microwave preheating 처리를 하지 않은 쇠고기 패티를 위 시료들과 같은 조리 조건(220℃에서 양면 각 10분 간 가열)으로 조리하였다.
- 본 실험에서는 220℃에서 양면을 10분씩 가열 조리한 쇠고기 패티를 microwave를 이용하여 예열처리를 하였을때 나타나는 HCAs의 생성량에 대한 영향을 분석하였다. 헤테로고리 화합물의 분석을 위해 전처리 과정에서 solidphase extraction 방법을 이용하였고, LC/MS로 정량과 정성분석을 하였다. 시료에서는 9개의 HCAs(Trp-P-2, TrpP-1, Glu-P-1, Glu-P-2, Norharman, Harman, AαC, MeIQx, PhIP)가 검출되었으며 이 중 Norharman, Harman, PhIP가상대적으로 높은 함량이었다.
대상 데이터
- Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. Polysulfonic acid(PRS) Bond Elute columns(500 mg), C-18 cartridge(100 mg), Extrelut-20 columns은 Varian(Harbor City, CA, USA)사로부터 구입하여 사용하였다. 실험에 사용된 모든 유기용매는 Fisher Scientific(Fair Lawn, NJ, USA)사의 HPLC등급을 사용하였다.
- 사용된 HPLC 장비는 Agilent 1100 series(Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)를 사용하였다. 식품 중 HCAs의 분석을 위한 크로마토그래피 분리를 위한 LC 분석조건 으로 Zorbox RX-C8 column(Agilent Technologies, NarrowBore 2.
- 실험에 사용된 모든 유기용매는 Fisher Scientific(Fair Lawn, NJ, USA)사의 HPLC등급을 사용하였다. 쇠고기 패티를 제조하기 위해 사용한 쇠고기는 호주산으로 부위는 등심(loin)이었다.
- Polysulfonic acid(PRS) Bond Elute columns(500 mg), C-18 cartridge(100 mg), Extrelut-20 columns은 Varian(Harbor City, CA, USA)사로부터 구입하여 사용하였다. 실험에 사용된 모든 유기용매는 Fisher Scientific(Fair Lawn, NJ, USA)사의 HPLC등급을 사용하였다. 쇠고기 패티를 제조하기 위해 사용한 쇠고기는 호주산으로 부위는 등심(loin)이었다.
- 표준용액은 표준물질을 HPLC급 메탄올에 녹여 1 mg/g의 농도로 조제하였으며, 분석하기 전 50 µg/g의농도 이하로 희석하여 사용하였고 내부표준물질인 caffeine 은 Sigma사(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 각 군간의 측정치 비교는 one way analysis of variance(ANOVA)를 시행하였으며 유의성은 신뢰구간 p<0.05에서 의미를 부여하였다.
- 모든 실험 data는 3회 반복한 것이며 각 실험군 간의 통계학적 분석은 Windows용 Sigma-Stat 2.0(Jandel Co., San Rafael, CA, USA)를 이용하였다. 각 군간의 측정치 비교는 one way analysis of variance(ANOVA)를 시행하였으며 유의성은 신뢰구간 p<0.
이론/모형
- Solid-phase extraction 방법에 의한 전처리 과정에서 TriMeIQx, Norharman, Harman는 약 15-26%의 낮은 회수율을 나타내었고, AαC, MeIQx, IQ, Glu-P-2, MeAαC는 회수율이 60% 이상이었다(Table 1). 본 실험에서 사용하고 있는 solid-phase extraction 방법과 LC/MS 분석의 유효성을 검증하기 위해 Harris(2007)의 방법에 따라 LOD(Limit of detection)와 LOQ(Limit of quantification)를 계산하였다. LOD는 대부분의 HCAs가 0.
- 기울기 용매 조건은 초기에 A가 88%이였으며 0-15분 동안 88%, 15-25분 동안에는 50%, 25-33분 동안에는 88%로 흘려주었으며, 컬럼의 재평형을 위해 15분간 88%로 흘려주었다. 사용된 질량 분석기는 이온포집(ion trap)형태의 Agilent 1100 series LC/MSD Trap이었으며, 이온화는 양이온(positive ion) 방법의 전자 분무 이온화(electrospray ionization, ESI)이었다. 질량분석기는 quadrupole mass analyzer 와 연결된 분석기를 사용하였다.
- 05에서 의미를 부여하였다. 상관 관계는 Student-Newman-Keuls 방법에 의해 도출하였다.
성능/효과
- 본 실험과 동일한 조리조건인 실험(Messner and Murkovic, 2004)에서는 amino-imidazo-azaarenes류인 IQ, 4,8-DiMeIQx, MeIQx, PhIP가 검출되었는데, 그 중 MeIQx의 함량은 30 ng/g이고, PhIP의 함량은 390 ng/g이었다. Amino-carbolines류 HCAs와 마찬가지로 1분간 preheating 처리를 하였을 때, MeIQx의 함량은 검출한도 이하로 감소하였고, PhIP는 26.32 ng/g으로 생성량이 감소하였다. Amino-carbolines류와는 달리 microwave preheating 처리 시간이 증가할수록 쇠고기 패티의 HCAs 생성 저감화 효과도 증가하였다.
- 32 ng/g으로 생성량이 감소하였다. Amino-carbolines류와는 달리 microwave preheating 처리 시간이 증가할수록 쇠고기 패티의 HCAs 생성 저감화 효과도 증가하였다. PhIP의 저감화율은 microwave preheating 처리를 2분간 하였을 때 가장 높았다.
- Solid-phase extraction 방법에 의한 전처리 과정에서 TriMeIQx, Norharman, Harman는 약 15-26%의 낮은 회수율을 나타내었고, AαC, MeIQx, IQ, Glu-P-2, MeAαC는 회수율이 60% 이상이었다(Table 1).
- 본 실험에서 검출된 aminocarbolines류 HCA의 대부분은 가열조리 전, microwave에 1분간 처리하였을 때 가장 효과적으로 생성량이 감소하였다. TrP-P-2, Glu-P-1, Glu-P-2는 1분 동안 microwave preheating 처리시 검출한도 이하까지 함량이 감소하였고, 무처리 대조군에서 비교적 높은 함량이 검출된 Norharman(91.29 ng/g)과 Harman(92.00 ng/g)은 90% 이상의 감소율을 나타내었다. Amino-carboline 그룹 중 특이적으로 TrpP-1은 1.
- MeIQx 와 PhIP를 제외한 amino-imidazo-azaarenes류 HCAs는 고온의 조리조건(220℃에서 양면 10분씩 pan-fry인 가열조리)에서 생성이 억제되거나 일부는 분해된 것으로 추측된다. 본 실험 결과에서, amino-carbolines류 HCAs와 마찬가지로 amino-imidazo-azaarenes류의 MeIQx와 PhIP의 함량이 microwave preheating에 의해 감소하는 경향을 나타내었다(Table 3). 본 실험과 동일한 조리조건인 실험(Messner and Murkovic, 2004)에서는 amino-imidazo-azaarenes류인 IQ, 4,8-DiMeIQx, MeIQx, PhIP가 검출되었는데, 그 중 MeIQx의 함량은 30 ng/g이고, PhIP의 함량은 390 ng/g이었다.
- Bordas 등(2001)에 의한 model system 실험에서, free amino acid, creatine, creatinine, glucose가 함유된 고기 추출물을 dry condition인 open dish에서 200℃로 10분간 가열한 경우, Norharman은 209 ng/g, Harman은 175 ng/g이 생성되어 본 실험에서 검출된 Norharman과 Harman 보다 높은 함량을 나타내었다. 본 실험에서 검출된 aminocarbolines류 HCA의 대부분은 가열조리 전, microwave에 1분간 처리하였을 때 가장 효과적으로 생성량이 감소하였다. TrP-P-2, Glu-P-1, Glu-P-2는 1분 동안 microwave preheating 처리시 검출한도 이하까지 함량이 감소하였고, 무처리 대조군에서 비교적 높은 함량이 검출된 Norharman(91.
- 시료에서는 9개의 HCAs(Trp-P-2, TrpP-1, Glu-P-1, Glu-P-2, Norharman, Harman, AαC, MeIQx, PhIP)가 검출되었으며 이 중 Norharman, Harman, PhIP가상대적으로 높은 함량이었다.
- Shinha 등(1998)의 실험에서 쇠고기를 구웠을 때, 구운 쇠고기에서는 HCAs가 발견되지 않았지만, 유출된 육즙에서 MeIQx와 DiMeIQx, PhIP가 검출되었다. 위 결과와 타 논문에서의 결과를 비교하여 미루어 볼 때, 220℃에서 가열 조리된 쇠고기 패티에서 생성되는 HCAs는 microwave를이용한 preheating 처리로 생성을 억제시킬 수 있으며, 이는 microwave 처리로 인해 육류 내부로부터 HCAs 생성에 관여하는 전구물질들이 유출되었기 때문인 것으로 여겨진다.
- Skog 등(2000)의 연구에서 meat juice에 유리 아미노산(Trp)을 2배, 5배로 첨가하여 가열하였을 때, closed aqueous 조건(175℃에서 10분간 가열)과 open dry 조건(200℃에서 30분 가열)에서 아미노산의 첨가에 의존적으로 Harman과 Norharman의 함량이 증가하였다. 이 결과를 통해, microwave를 이용한 preheating 처리가 쇠고기 패티 내의 유리 아미노산과 단백질의 함량을 감소시켜 amino-carboline 그룹의 생성을 저해한 것으로 추론된다.
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