[논문]콩 함유 사포닌의 종류 및 함량 분석

한상준

doi:10.7740/kjcs.2011.56.3.244

콩 함유 사포닌의 종류 및 함량 분석
HPLC/MS/MS Method for Determination of Soyasaponins in the Soybean Varieties 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.56 no.3, 2011년, pp.244 - 249

한상준 (한국방송통신대학교 자연과학대학 농학과)

초록
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본 연구는 콩 함유 사포닌의 함량을 쉽고 빠르게 정량할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 시도하였다. 사포닌 표준 물질인 soyasaponin I은 대두에서 직접 분리하여 동정하였고, 분석은 HPLC/MS/MS를 이용하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. DAD 또는 ELSD를 이용하여 분석할 때보다 전처리 과정을 획기적으로 줄일 수 있어 신품종 육성의 선발과 같은 대량의 분석에 적합하였다. 2. Soyasaponin I의 함량은 나물콩과 같은 소립종에서 대립종에 비해 함량이 유의하게 높은 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

A sensitive and rapid high-performance liquid chromatographic-tandem mass spectrometric (HPLC/MS/MS) assay was developed for the determination of soyasaponins in soybean. Among soyasaponins, soyasaponin I was isolated and characterized from methanol extracts of soybean as analytical standards and the development of a new analytical procedure for quantification of its content in various cultivars. The structures of these compound was elucidated by $^1H$, $^{13}C$ NMR experiments and by mass spectrometric analysis. Aqueous ethanol extracts of soybean samples were injected on an Agilent XDB-C18 column ($4.6mm{\times}50mm$, $1.8{\mu}m$) with a mobile phase consisting of 10 mM ammonium acetate-acetonitrile, a flow rate of 0.3 mL/min and a total run time of 8 min. Detection was performed by mass spectrometer bin the multiple reaction monitoring (MRM) mode with negative electrospray ionization (ESI) m/z at 941 ${\rightarrow}$ 615 for soyasaponin I. In the 9 soybean samples, contents of soyasaponin I ranged from 205 to 726 mg/kg, and correlated negatively with seed size.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내 콩 유전자원을 대상으로 전통적인 분석방법을 통하여 soyasaponin 등의 함량을 보고한 바는 있으나(Kim, 2003; Kim, 2006; Kang, 2010), 육종의 선발과 같이 많은 수의 계통을 평가하기 위해서는 보다 더 신속하고 정확한 분석방법이 개발되어야 할 것이다. 따라서 건강기능성 식품 소재로 함량이 높은 콩품종 육성을 위해 콩에 함유된 사포닌의 간단하고 빠른 정량분석 방법을 개발하고자 본 연구를 수행하였다.
본 연구는 콩 함유 사포닌의 함량을 쉽고 빠르게 정량할수 있는 방법을 개발하기 위하여 시도하였다. 사포닌 표준 물질인 soyasaponin I은 대두에서 직접 분리하여 동정하였고, 분석은 HPLC/MS/MS를 이용하였으며 그 결과는 다음과 같다.

제안 방법

Mass spectra는 electro spray ionization(ESI) source가 장착된 G6410 Triple Quadrupole Mass Spectrometer를 검출기로 사용하였으며, 수집조건은 다음과 같다: dwell time200 ms; gas flow 6 L/min; nebulizer pressure 15 psi; fragmentor voltage 150V; collision energy 48V; temperature 300℃. Mass spectrometer는 negative ESI에서 m/z 941⟶615로 이온화된 분자를 MRM 모드로 검출하였다.
공시된 콩 품종 2 g을 TissueLyser(Retsch GmbH & Co. KG, Haan, Germany)를 이용하여 곱게 마쇄한 후 70% 에탄올 20 ml를 가해 초음파기(Branson Ultrasonics Co., CT, USA)로 30분간 추출하였다.
그러나 HPLC/MS/MS의 보급은 사포닌의 정량분석 과정의 여러 문제들을 해결할 수 있는 가장 획기적인 방법을 제공할 것으로 기대된다. 따라서 콩 사포닌 함량을 쉽고 빠르게 분석해내기 위하여 콩에 함유된 사포닌 성분 가운데 대표적인 soyasaponin I을 대상으로 HPLC/MS/MS를 이용한 정량분석을 시도하였다.
본 연구는 콩 함유 사포닌의 함량을 쉽고 빠르게 정량할수 있는 방법을 개발하기 위하여 시도하였다. 사포닌 표준 물질인 soyasaponin I은 대두에서 직접 분리하여 동정하였고, 분석은 HPLC/MS/MS를 이용하였으며 그 결과는 다음과 같다.
콩 함유 soyasaponin I의 함량분석은 HPLC/MS/MS(Agilent 1200 series; quaternary pump, vacuum degasser, autosampler, thermostat column compartment, diode array detector, G6410 triple quadrupole mass spectrometer, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)를 이용하였다. 컬럼은 Agilent XDB-C18 (4.

대상 데이터

본 실험에 사용한 8품종의 콩은 강원도 춘천 소재 재배농가에서 2010년도에 재배 및 수확하였다. Methanol, acetonitrile 및 초순수 증류수는 J.T. Baker(Mallinckrodt Baker, Inc., NJ, USA)에서, ammonium acetate는 Sigma-Aldrich(St. Louis, Mo. USA)에서 각각 구입하였다. Reagent급의 Hexane, chloroform, EtOAc, n-BuOH은 삼천(Samchum Pure Chemical co.
USA)에서 각각 구입하였다. Reagent급의 Hexane, chloroform, EtOAc, n-BuOH은 삼천(Samchum Pure Chemical co. Ltd., Korea)에서 구입하였다. TLC plate(Kieselgel 60 F254)와 column packing용 silica gel(Kieselgel 60(mesh 70～230))은 모두 Merck사로부터 구입하였다.
, Korea)에서 구입하였다. TLC plate(Kieselgel 60 F254)와 column packing용 silica gel(Kieselgel 60(mesh 70～230))은 모두 Merck사로부터 구입하였다.
본 실험에 사용한 8품종의 콩은 강원도 춘천 소재 재배농가에서 2010년도에 재배 및 수확하였다. Methanol, acetonitrile 및 초순수 증류수는 J.

성능/효과

1. DAD 또는 ELSD를 이용하여 분석할 때보다 전처리 과정을 획기적으로 줄일 수 있어 신품종 육성의 선발과 같은 대량의 분석에 적합하였다.
2. Soyasaponin I의 함량은 나물콩과 같은 소립종에서 대립종에 비해 함량이 유의하게 높은 것으로 나타났다.
대두 분말 n-BuOH 분획은 Silica-gel column chromatography, Recycling HPLC, Preparative HPLC를 연속하여 최종 부정형의 흰색 분말을 얻었다. Preparative HPLC 에서 얻어진 분말은 HPLC/MS/MS SIM chromatogram에서 m/z 941.3 [M-H]- 의 soyasaponin I의 모분자임을 확인 할 수있었다. 1 H-NMR spectrum(pyridine-d5)으로부터 일곱 개의 angular methyl singlet signal들을 δ 0.
MeOH 추출물은 회전감압농축기(EYELA, N-3000, Japan)을 이용하여 감압 농축한 다음 n-hexane, chloroform, ethyl acetate, n-BuOH(40g) 순으로 분획한 후, n-BuOH 분획물을 silica gel column 크로마토그래피(10cm×50cm, CHCl₃:MeOH:H₂O(65:35:10))를 통하여 sub-fraction을 얻었으며 사포닌은 TLC를 통하여 확인하였다. Soyasaponin I 주요 분획을 Recycle HPLC(Japan Analytical Instrument Co. Ltd., Japan)와 Prep HPLC(Gilson Prep HPLC system, France)를 이용하여 부정형의 흰색 분말을 얻었고, ¹H-NMR, ¹³C-NMR의 결과를 문헌과 비교하여 soyasaponin I임을 확인하였다.
공시된 9개의 품종을 대상으로 soyasaponin I의 함량을 조사한 결과 205 mg/kg에서 726 mg/kg 수준으로 나타났다 (Table 3).
3에서와 같이 m/z 615에 해당하는 자분자 피크를 얻을 수 있다. 이와 같은 결과를 토대로각 샘플의 크로마토그램의 용출물들을 이온화 시켜 표준물질인 soyasaponin I과 정확히 일치하는 이온만을 골라 크로마토그램으로 표현할 수 있으며(Fig. 3), 이 때 얻어진 크로 마토그램의 결과를 통해 양을 정량화 할 수 있게 된다.
콩으로부터 분리한 soyasaponin I의 negative ESI full scan크로마토그램을 통하여 m/z 941 [M-H]- 의 이온이 만들어지는 것을 확인할 수 있으며(Fig. 2), 이 이온을 전구체로 선별하여 재이온화 시키면 Fig. 3에서와 같이 m/z 615에 해당하는 자분자 피크를 얻을 수 있다. 이와 같은 결과를 토대로각 샘플의 크로마토그램의 용출물들을 이온화 시켜 표준물질인 soyasaponin I과 정확히 일치하는 이온만을 골라 크로마토그램으로 표현할 수 있으며(Fig.

후속연구

그 동안 국내에서도 소비자의 수요에 맞추어 가공적성에 특화된 콩 품종 육성이 이루어져 왔으나 특정 생리활성 성분의 함량을 높이기 위한 연구는 시도되지 못한 실정이다. 국내 콩 유전자원을 대상으로 전통적인 분석방법을 통하여 soyasaponin 등의 함량을 보고한 바는 있으나(Kim, 2003; Kim, 2006; Kang, 2010), 육종의 선발과 같이 많은 수의 계통을 평가하기 위해서는 보다 더 신속하고 정확한 분석방법이 개발되어야 할 것이다. 따라서 건강기능성 식품 소재로 함량이 높은 콩품종 육성을 위해 콩에 함유된 사포닌의 간단하고 빠른 정량분석 방법을 개발하고자 본 연구를 수행하였다.
따라서 분석을 위한 검체를 제조하는 과정에서 보다 순수한 검체를 확보하기 위한 불필요한 전처리 과정이 더해져 데이터의 정확성을 떨어뜨리는 원인이 되었다. 그러나 HPLC/MS/MS의 보급은 사포닌의 정량분석 과정의 여러 문제들을 해결할 수 있는 가장 획기적인 방법을 제공할 것으로 기대된다. 따라서 콩 사포닌 함량을 쉽고 빠르게 분석해내기 위하여 콩에 함유된 사포닌 성분 가운데 대표적인 soyasaponin I을 대상으로 HPLC/MS/MS를 이용한 정량분석을 시도하였다.
본 연구에서 다룬 soyasaponin I은 콩의 주요한 사포닌 성분으로 신품종 선발에 직접 활용될 것으로 기대하며, 또한 유사 성분들에 대한 분석방법 개발이 신속히 이루어져야 할것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콩의 원산지는?	우리나라와 만주지방이 원산지인 콩은 주요 식품자원으로 이용되어 왔으며, 용도에 따라 장콩, 기름콩, 나물콩, 밥 밑콩, 풋콩 등 많은 품종이 개발되었다. 기능성 식품으로서 콩은 훌륭한 식물성 단백질원이며, 녹말, 식이섬유, 미네랄및 각종 비타민들의 주요 공급원으로(Ruiz et al.
	용도에 따라 개발된 콩 품종으로는 어떤 것들이 있는가?	우리나라와 만주지방이 원산지인 콩은 주요 식품자원으로 이용되어 왔으며, 용도에 따라 장콩, 기름콩, 나물콩, 밥 밑콩, 풋콩 등 많은 품종이 개발되었다. 기능성 식품으로서 콩은 훌륭한 식물성 단백질원이며, 녹말, 식이섬유, 미네랄및 각종 비타민들의 주요 공급원으로(Ruiz et al.
	콩사포닌은 무엇에 따라 A 그룹과 B 그룹으로 분류할 수 있는가?	, 1996). Soyasaponin들은 개별 aglycone들의 구조에 따라 A그룹과 B그룹으로 분류하며, 그 구조와 종류는 Fig. 1과 같다.

참고문헌 (17)

Adlercreutz, H. and W. Mazur. 1997. Phyto-estrogens and western diseases. Ann. Med. 29 : 95-120.

상세보기
Chung, H. J., Q. Liu, R. Hoover, T. D. Warkentin, B. Vandenberg. 2008. In vitro starch digestibility, expected glycemic index, and thermal and pasting properties of flours from pea, lentil and chickpea cultivars. J. Food Chem. 118 : 316-321.
Daveby, Y. D., P. Aman, J. M. Betz, and S. M. Musser. 1998. Effect of storage and extraction on ration of soyasaponin I to 2,3-Dihydro-2,5-dihydroxy-6-methyl-4-pyrone-conjugated soyasaponin I in dehulled peas (Pisum sativum L). J. Sci. Food Agric. 141-146.
Kang, E. Y., S. H. Kim, S. L. Kim, S. H. Seo, E. H. Kim, H. K. Song, J. K. Ahn, and I. M. Chung. 2010. Comparison of soyasapogenol A, B concentrations in soybean seeds and sprouts. Korean J. Crop Sci. 55(2) : 165-176.

원문보기 상세보기
Kim, S. L., M. A. Berhow, J. T. Kim, I. M. Chung, H. Y. Chi, J. Song, N. K. Park, and J. R. Son. 2006. Composition and content of soyasaponins and their interaction with chemical components in different seed-size soybeans. Korean J. Crop Sci. 51(4) : 340-347.

원문보기 상세보기
Kim, Y. H. 2003. Biological activities of soyasaponins and their genetic and environmental variations in soybean. Korean J. Crop Sci. 48(S) : 49-57.
Lampe, J. W. 2003. isoflavonoid and lignan phytoestrogens as dietary biomarkers. J. Nutr. 133(suppl 3) : 956S-964S.

상세보기
Lee, H. P., L. Gourley, S. W. Duffy, J. Esteve, and J. Lee. 1991. Day NE: Dietary effects on breast-cancer risk in Singapore. Lancet. 337(8751) : 1197-1200.

상세보기
Perterson, G. 1995. Evaluation of the biochemical targets of genistein in tumor cells. J. Nur. 125(3 Suppl) : 784-789.
Ruiz, R. G., K. R. Price, A. E. Arthur, M. E. Rose, M. J. C. Rhodes, R. G. Fenwick. 1996. Effect of soaking and cooking on the saponin content and composition of chickpeas (Cicer arietinum) and lentils (Lens culinaris). J. Agric. Food Chem. 44 : 1526-1530.

상세보기
Sakamoto, S., S Kofuji, M. Kuroyanagi, A. Ueno, and S. Sekita. 1992. Saponins from Trifolium repens. Phytochemistry. 31(5) : 1773-1777.

상세보기
Song, T. T., S. Hendrich, and P. A. Murphy. 1999. Estrogenic activity of glycitein, a soy isoflavone. J. Agric Food Chem. 47(4) : 1607-1610.

상세보기
Tham, D. M., C. D. Gardner, and W. L. Haskell. 1998. Potential health benefits of dietary phytoestrogens: a review of clinical, epidemiological, and mechanistic evidence. J. Clin. Endocrinol. Metab. 83 : 2223-2235.

상세보기
Wang, X., X. Zhao, B. Yang, H. Dong, D. Liu, and L. Huang. 2011. A combination of ultrasonic-assisted extraction with RRLC-QQQ method for the determination of artemisin in the chinese herb Artemisia annua L. Phytochemical Analysis. 22(3) : 280-284.

상세보기
Yoshiki, Y., J. H. Kim, and K. Okubo. 1994. Saponins conjugated with 2,3-dihydro-2,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-one from Phaseolus coccineus. Phytochemistry. 36(4) : 1009-1012.

상세보기
Zhang, W., D. G. Popovich. 2008. Effect of soyasapogenol A and soyasapogenol B concentrated extracts on Hep-G2 cell proliferation and apoptosis. J. Agric. Food Chem. 56 : 2603-2608.

상세보기
Zhang, W., S. P. Teng, D. G. Popovich. 2009. Generation of group B woyasaponins I and III by hydrolysis. J. Agric. Food Chem. 57 : 3620-3625.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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