포도의 레스베라트롤 함량은 품종에 따라 매우 다양하나, 대체적으로 자옥, 피오네, 머스캇함부르크 등의 흑색계 품종에서 가식부인 과실의 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 조사되었으며 머스카텔루소, 골드핑거, 뉴나이 등의 일부 청색계 품종에서도 레스베라트롤 함량이 비교적 높았다. 그러나 과경과 과축을 포함하면 자옥, 머스캇오브알렉산드리아, 베이비핑어 등의 품종에서 레스베라트롤 함량이 높았으며 이러한 품종은 친환경 재배에 유리할 것으로 생각된다. 레스베라트롤은 주로 과경과 과축에 고농도로 분포하는 반면 과육에서는 거의 검출되지 않았다. 부위별 레스베라트롤의 분포로 볼 때 레스베라트롤은 아마도 과경에서 주로 합성되는 것으로 추측된다.
포도의 레스베라트롤 함량은 품종에 따라 매우 다양하나, 대체적으로 자옥, 피오네, 머스캇함부르크 등의 흑색계 품종에서 가식부인 과실의 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 조사되었으며 머스카텔루소, 골드핑거, 뉴나이 등의 일부 청색계 품종에서도 레스베라트롤 함량이 비교적 높았다. 그러나 과경과 과축을 포함하면 자옥, 머스캇오브알렉산드리아, 베이비핑어 등의 품종에서 레스베라트롤 함량이 높았으며 이러한 품종은 친환경 재배에 유리할 것으로 생각된다. 레스베라트롤은 주로 과경과 과축에 고농도로 분포하는 반면 과육에서는 거의 검출되지 않았다. 부위별 레스베라트롤의 분포로 볼 때 레스베라트롤은 아마도 과경에서 주로 합성되는 것으로 추측된다.
The resveratrol contents in grapes showed a great variation according to the cultivars. In spite of it, a high resveratrol content in fruit was found generally in cultivars of Shigyoku, Pione, Muscat of Alexandria (black colored cultivars) and Muscatel Ruso, Gold Finger, Niunai (green colored cultiv...
The resveratrol contents in grapes showed a great variation according to the cultivars. In spite of it, a high resveratrol content in fruit was found generally in cultivars of Shigyoku, Pione, Muscat of Alexandria (black colored cultivars) and Muscatel Ruso, Gold Finger, Niunai (green colored cultivars). But in case included fruit stem and rachis, some cultivars, i.e. Shigyoku, Muscat of Alexandria and Baby Finger, showed relatively higher resveratrol content, and these cultivars could be advantageous for cultivation without chemical fungicide, because resveratrol was known as a phytoalexin. While resveratrol was not detected in fruit flesh, fruit stem and rachis contained considerably high content of resveratrol; that shows resveratrol may be synthesized in these parts.
The resveratrol contents in grapes showed a great variation according to the cultivars. In spite of it, a high resveratrol content in fruit was found generally in cultivars of Shigyoku, Pione, Muscat of Alexandria (black colored cultivars) and Muscatel Ruso, Gold Finger, Niunai (green colored cultivars). But in case included fruit stem and rachis, some cultivars, i.e. Shigyoku, Muscat of Alexandria and Baby Finger, showed relatively higher resveratrol content, and these cultivars could be advantageous for cultivation without chemical fungicide, because resveratrol was known as a phytoalexin. While resveratrol was not detected in fruit flesh, fruit stem and rachis contained considerably high content of resveratrol; that shows resveratrol may be synthesized in these parts.
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문제 정의
그러나 포도는 어느 작물보다도 품종의 분화가 다양한데, 포도의 이러한 다양한 품종 또는 각 품종별 과실의 부위에 따른 레스베라틀롤의 함량의 차이에 관한 연구는 많지 않은 편이다. 본 연구에서는 다양한 포도 품종을 대상으로 병저항성이 강하여 유기농 재배에 적합한 품종을 선발하고 건강기능성의 포도 가공품 생산의 기초자료를 확보하기 위하여 LC-MS를 이용하여 여러 포도품종에서 부위별 레스베라트롤 함량의 차이를 분석하였다.
Electro spray ionization negative (ESI-) mode로 시료를 이온화하였으며, 이때, source temperature는 120℃, con voltage는 35 V로 하였다. 레스베라트롤은 m/z 227의 이온을 SIR mode에서 검출하는 동시에 m/z 50-400을 mass scanning하였고(Fig. 1, 2), Empower 2 소프트웨어(Waters)를 이용하여 외부표준물법에 의해 정량하였다.
1μm membrane filter로 재차 여과하였다. 레스베라트롤은 광에 노출시 이성질체화하는 경향이 있으므로 모든 추출 및 분석 과정은 희미한 조명 조건에서 수행되었다.
시료는 auto sampler를 이용하여 5℃를 유지하면서 10 μL를 주입하였다. 분리된 레스베라트롤은 MS(Waters 3100 MSD)를 이용하여 검출하였다. Electro spray ionization negative (ESI-) mode로 시료를 이온화하였으며, 이때, source temperature는 120℃, con voltage는 35 V로 하였다.
흑색계통으로 켐벨어얼리, 머스캇베일리에이(MBA), 거봉, 피오네, 자옥, 스튜벤, 머스캇함부르크, 킹델라 등의 8 품종, 적색계통으로 노스레드, 리자마트, 베니발라디, 적령, 홍이두 등 5 품종, 청색계통으로 뉴나이, 발라디, 조생네오마스, 다마유다까, 량옥, 로자리오비앙코, 머스캇오브알렉산드리아, 머스카텔루소, 골드핑어, 베이비핑어, 세네카, 이탈리아, 경조정, 청수, 하니 비너스 등 15 품종을 분석 대상으로 하였다(총 28품종). 수집한 포도를 과피, 과육, 종자, 과경, 과축, 잎, 줄기로 분류하여 부위별 레스베라트롤 함량을 분석하였다.
1x150 mm, Waters)을 이용하였다. 용매는 0.1% formic acid/water(용매 A)와 0.1% formic acid/acetonitrile(용매 B)을 혼합 이용하였으며, 용매 B를 초기 20%에서 10분간에 걸쳐 100%까지 상승시켰고 유속은 0.2 mL/min으로 하였다. 시료는 auto sampler를 이용하여 5℃를 유지하면서 10 μL를 주입하였다.
대상 데이터
레스베라트롤은 HPLC(Waters 2695)를 이용하여 분리하였다. Column은 Xterra C-18 (3.5 um, 2.1x150 mm, Waters)을 이용하였다. 용매는 0.
군위, 영천, 대구 성동(고산), 김천, 경산 등의 지역에서 시설재배 또는 노지에서 비가림 재배한 포도를 6월에서 9월 사이에 품종별로 수집하였다. 흑색계통으로 켐벨어얼리, 머스캇베일리에이(MBA), 거봉, 피오네, 자옥, 스튜벤, 머스캇함부르크, 킹델라 등의 8 품종, 적색계통으로 노스레드, 리자마트, 베니발라디, 적령, 홍이두 등 5 품종, 청색계통으로 뉴나이, 발라디, 조생네오마스, 다마유다까, 량옥, 로자리오비앙코, 머스캇오브알렉산드리아, 머스카텔루소, 골드핑어, 베이비핑어, 세네카, 이탈리아, 경조정, 청수, 하니 비너스 등 15 품종을 분석 대상으로 하였다(총 28품종).
군위, 영천, 대구 성동(고산), 김천, 경산 등의 지역에서 시설재배 또는 노지에서 비가림 재배한 포도를 6월에서 9월 사이에 품종별로 수집하였다. 흑색계통으로 켐벨어얼리, 머스캇베일리에이(MBA), 거봉, 피오네, 자옥, 스튜벤, 머스캇함부르크, 킹델라 등의 8 품종, 적색계통으로 노스레드, 리자마트, 베니발라디, 적령, 홍이두 등 5 품종, 청색계통으로 뉴나이, 발라디, 조생네오마스, 다마유다까, 량옥, 로자리오비앙코, 머스캇오브알렉산드리아, 머스카텔루소, 골드핑어, 베이비핑어, 세네카, 이탈리아, 경조정, 청수, 하니 비너스 등 15 품종을 분석 대상으로 하였다(총 28품종). 수집한 포도를 과피, 과육, 종자, 과경, 과축, 잎, 줄기로 분류하여 부위별 레스베라트롤 함량을 분석하였다.
성능/효과
총 28 종의 포도 품종에서 레스베라트롤 함량은 품종에 따라 매우 큰 차이가 있는 것으로 조사되었다. 과실 전체에 대한 분석 결과를 비교하여 볼 때, 대체적으로 흑색계 품종에서 약간 높은 함량을 보였으며 특히 자옥, 피오네, 머스캇 함부르크 등 품종에서 과실의 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 조사되었다. 그러나 머스카텔루소, 골드핑어, 뉴나이 등의 일부 청색계 품종은 흑색계 품종 못지않게 높은 레스베라트롤 함량을 보였다.
레스베라트롤은 과피에서 주로 검출되며 과육 부위에서는 레스베라트롤이 거의 검출되지 않았다(과육 데이터 제시 생략). 대체적으로 과실 전체에서 높은 레스베라트롤 함량을 보이는 품종에서는 과피의 레스베라트롤 함량이 상대적으로 높은 경향을 보였으며 과실 전체와 과피간에는 비교적 높은 상관성이 있었다(Table 2). 부위별 레스베라트롤 분포는, 흑색계 품종의 경우에는 과경, 과축, 잎, 종자, 과실, 줄기 순으로, 적색계 품종의 경우에는 잎과 과경, 과피, 종자, 과실, 줄기 순으로, 청색계 품종의 경우에는 과경, 과축, 잎, 종자, 줄기, 과실 순으로 레스베라트롤 함량이 높게 나타났다.
본 실험에서 자옥, 머스캇오브알렉산드리아, 베이비핑어 등의 품종은 대체적으로 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 분석되었으며, 이러한 품종은 레스베라트롤이 곰팡이 또는 세균에 대한 항균 작용성을 가지고 있음에 비추어볼 때 화학농약 사용을 배제하는 친환경 또는 유기 재배에 유리한 품종일 것으로 생각된다. 그러나 식물 조직에 생성된 레스베라트롤은 산화와 중합 과정을 거치면서 viniferin 으로 전환되는데, 레스베라트롤은 미생물에 대한 독성이 강하지 않은 반면 viniferin은 실질적인 항균 활성을 가진다 (14).
대체적으로 과실 전체에서 높은 레스베라트롤 함량을 보이는 품종에서는 과피의 레스베라트롤 함량이 상대적으로 높은 경향을 보였으며 과실 전체와 과피간에는 비교적 높은 상관성이 있었다(Table 2). 부위별 레스베라트롤 분포는, 흑색계 품종의 경우에는 과경, 과축, 잎, 종자, 과실, 줄기 순으로, 적색계 품종의 경우에는 잎과 과경, 과피, 종자, 과실, 줄기 순으로, 청색계 품종의 경우에는 과경, 과축, 잎, 종자, 줄기, 과실 순으로 레스베라트롤 함량이 높게 나타났다. 이는 대체적으로 과경, 과축, 잎 등에 레스베라트롤이 많이 함유되어있는 반면 과실에는 상대적으로 적은 양이 함유되어 있음을 보이는데, 이러한 분석 결과는, 과육에서는 레스베라트롤이 거의 검출되지 않는 반면 과축과 과경에는 과피 또는 종자보다 수십배 높게 레스베라트롤이 함유되어있다는 Cho 등(13)의 기존의 보고와도 잘 일치한다.
이러한 부위별 함량의 차이는 레스베라트롤의 합성 부위와 밀접한 관련이 있을 것으로 생각되는데, 다른 부위에 비하여 레스베라트롤 함량이 극단적으로 높은 과경 부위가 아마도 레스베라트롤의 합성 부위일 것으로 추측된다. 비록 잎, 줄기 등의 다른 영양기관에서 합성된 레스베라트롤이 과실로 전이되는 과정에서 과경 부위에 집중적으로 축적되었을 가능성도 본 실험 결과만으로는 배제하기 어렵지만, 본 실험실에서 본 연구와는 별도로 수행한 연구에서 과실을 줄기에서 분리하여 수확한 후 자외선을 조사한 경우에도 과실 내 레스베라트롤 함량이 크게 증가한 점에 비추어 볼 때(데이타 제시 생략), 과경이 주요한 레스베라트롤 합성 부위일 가능성은 신빙성이 높아 보인다.
스튜벤, 청수, 하니비너스 품종의 경우 특이하게 과실의 레스베라트롤 함량은 매우 낮으나 종자에서는 과경의 레스베라트롤 함량은 과실의 다른 부위에 비해 월등히 높았으며, 거봉, 적령, 조생네오마스 등은 수십 μg, 켐벨어얼리, MBA, 피오네 등은 수백 μg, 자옥, 스튜벤, 홍이두 등은 수천 μg 수준으로 매우 높은 경향을 나타내었다 (Fig. 9).
종자의 레스베라트롤 함량은 흑색계, 청색계, 적색계 순으로 높았다. 흑색계 품종에서는 스튜벤, 청색계 품종에서는 청수, 하니비너스, 경조정 등의 레스베라트롤 함량이 높았다(Fig.
흑색계에서는 자옥, 피오네, 머스캇함부르크, MBA 순으로, 적색계에서는 적령, 베니발라디, 리자마트 순으로 레스베라트롤 함량이 높았다. 청색계 품종의 전체 과실 중 레스베라트롤 함량은 대체적으로 적색계와 유사한 수준이었으며, 머스카텔루소, 골드핑어, 뉴나이 순으로 레스베라트롤 함량이 높았다(Fig. 4).
총 28 종의 포도 품종에서 레스베라트롤 함량은 품종에 따라 매우 큰 차이가 있는 것으로 조사되었다. 과실 전체에 대한 분석 결과를 비교하여 볼 때, 대체적으로 흑색계 품종에서 약간 높은 함량을 보였으며 특히 자옥, 피오네, 머스캇 함부르크 등 품종에서 과실의 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 조사되었다.
포도의 레스베라트롤 함량은 품종에 따라 매우 다양하나, 대체적으로 자옥, 피오네, 머스캇함부르크 등의 흑색계 품종에서 가식부인 과실의 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 조사되었으며 머스카텔루소, 골드핑거, 뉴나이 등의 일부 청색계 품종에서도 레스베라트롤 함량이 비교적 높았다. 그러나 과경과 과축을 포함하면 자옥, 머스캇오브알렉산드리아, 베이비핑어 등의 품종에서 레스베라트롤 함량이 높았으며 이러한 품종은 친환경 재배에 유리할 것으로 생각된다.
품종 및 부위별 Resveratrol 함량 과실을 부위별로 분리하지 않고 과실 전체를 대상으로 레스베라트롤을 추출하였을 때, 과실의 레스베라트롤 함량은 대체적으로 흑색계 품종이 적색계 또는 청색계 품종보다 높은 경향을 보였다(Fig. 3). 흑색계에서는 자옥, 피오네, 머스캇함부르크, MBA 순으로, 적색계에서는 적령, 베니발라디, 리자마트 순으로 레스베라트롤 함량이 높았다.
과피만을 대상으로 레스베라트롤을 분석하였을 때, 흑색계 및 적색계에서 품종별 과피 레스베라트롤 함량의 차이는 대체적으로 전체 과실을 대상으로 분석했을 때와 유사한 경향을 보였다. 흑색계 품종에서 피오네, MBA 순으로(Fig. 5), 적색계 품종에서는 베니발라디, 적령의 순으로(Fig. 6), 청색계 품종에서는 뉴나이, 머스카텔루소, 하니비너스 순으로 과피의 레스베라트롤 함량이 높았다(Fig. 7).
3). 흑색계에서는 자옥, 피오네, 머스캇함부르크, MBA 순으로, 적색계에서는 적령, 베니발라디, 리자마트 순으로 레스베라트롤 함량이 높았다. 청색계 품종의 전체 과실 중 레스베라트롤 함량은 대체적으로 적색계와 유사한 수준이었으며, 머스카텔루소, 골드핑어, 뉴나이 순으로 레스베라트롤 함량이 높았다(Fig.
후속연구
그러나 식물 조직에 생성된 레스베라트롤은 산화와 중합 과정을 거치면서 viniferin 으로 전환되는데, 레스베라트롤은 미생물에 대한 독성이 강하지 않은 반면 viniferin은 실질적인 항균 활성을 가진다 (14). 따라서 무농약 친환경 재배에 적합한 품종의 최종적인 선택을 위해서는 레스베라트롤의 함량 뿐만 아니라 viniferin으로의 전환 정도를 추후 분석해 볼 필요가 있다. 한편, 포도에서 레스베라트롤 함량은 가식부인 과실보다 식용으로 이용하지 않는 과경이나 과축에 훨씬 많은 양이 축적되어있으며, 이러한 부위의 자원화 또는 가공 기술의 개발이 필요할 것으로 생각된다.
따라서 무농약 친환경 재배에 적합한 품종의 최종적인 선택을 위해서는 레스베라트롤의 함량 뿐만 아니라 viniferin으로의 전환 정도를 추후 분석해 볼 필요가 있다. 한편, 포도에서 레스베라트롤 함량은 가식부인 과실보다 식용으로 이용하지 않는 과경이나 과축에 훨씬 많은 양이 축적되어있으며, 이러한 부위의 자원화 또는 가공 기술의 개발이 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
레스베라트롤은 어떤 반응으로 합성이 촉진되는가?
오디, 땅콩, 포도, 솔방울, 콩 등에서 발견되는 polyphenol의 하나인 레스베라트롤 (3,4,5-trihydroxystilbene)은 서양 약초의 하나인 white hellebore (Veratrum grandiflorum)에서 1940년에 처음으로 분리되었다. 레스베라트롤은 식물의 항생물질인 phytoalexin의 일종으로서 곰팡이의 감염이나 자외선 조사, 변온 등의 스트레스에 대한 반응으로 합성이 촉진된다(1). 최근의 연구에 따르면, 항산화 작용, 소염작용, 혈소판 응집 억제, 세포분열 억제 등의 다양한 생물학적 활성을 가지는 것으로 보고되어있기도 하다(2, 3).
포도의 품종 중 과경과 과축을 포함한 레스베라트롤 함량이 높은 품종은 무엇인가?
본 실험에서 자옥, 머스캇오브알렉산드리아, 베이비핑어 등의 품종은 대체적으로 레스베라트롤 함량이 높은 것으로 분석되었으며, 이러한 품종은 레스베라트롤이 곰팡이 또는 세균에 대한 항균 작용성을 가지고 있음에 비추어볼 때 화학농약 사용을 배제하는 친환경 또는 유기 재배에 유리한 품종일 것으로 생각된다. 그러나 식물 조직에 생성된 레스베라트롤은 산화와 중합 과정을 거치면서 viniferin 으로 전환되는데, 레스베라트롤은 미생물에 대한 독성이 강하지 않은 반면 viniferin은 실질적인 항균 활성을 가진다 (14).
레스베라트롤의 생물학적 활성은 무엇이 있는가?
레스베라트롤은 식물의 항생물질인 phytoalexin의 일종으로서 곰팡이의 감염이나 자외선 조사, 변온 등의 스트레스에 대한 반응으로 합성이 촉진된다(1). 최근의 연구에 따르면, 항산화 작용, 소염작용, 혈소판 응집 억제, 세포분열 억제 등의 다양한 생물학적 활성을 가지는 것으로 보고되어있기도 하다(2, 3). 특히 포도 또는 포도주에 많이 함유되어있는 것으로 알려져 있는 레스베라트롤은 심혈관계 질환의 예방에 효과가 있다.
참고문헌 (14)
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