폴리페놀화합물인 안토시아닌, 레스베라트롤, 쿼세틴, 카테킨, 에피카테킨류는 항암작용과 항산화작용을 하는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 다양한 국내 육성 포도 품종과 외국 도입 품종에 대하여 포도내 대표적인 폴리페놀계 화합물인 안토시아닌, 레스베라트롤, 쿼세틴, 카테킨, 에피카테킨류의 함량을 분석하였다. 전체적으로 카테킨 및 에피카테킨의 함량은 레스베라트롤과 쿼세틴보다 훨씬 높게 검출되었다. 폴리페놀계의 화합물은 과피색 간에 큰 차이는 보이지 않았으나, 동일 과피색내의 품종간에는 유의적인 차이를 나타냈다. 각 과피색 그룹에서 흑색 포도에서는 캠벨얼리, 청색 그룹에서는 세네카, 그리고 적색그룹에서는 베니가드 품종이 가장 높은 수치를 보였다. 성분별로 적게 함유하거나 전혀 검출되지 않는 품종도 일부 존재하였다. 이러한 결과는 향후 포도 육종개발 및 가공 분야에 응용되는 유용한 정보가 될 것으로 기대된다.
폴리페놀화합물인 안토시아닌, 레스베라트롤, 쿼세틴, 카테킨, 에피카테킨류는 항암작용과 항산화작용을 하는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 다양한 국내 육성 포도 품종과 외국 도입 품종에 대하여 포도내 대표적인 폴리페놀계 화합물인 안토시아닌, 레스베라트롤, 쿼세틴, 카테킨, 에피카테킨류의 함량을 분석하였다. 전체적으로 카테킨 및 에피카테킨의 함량은 레스베라트롤과 쿼세틴보다 훨씬 높게 검출되었다. 폴리페놀계의 화합물은 과피색 간에 큰 차이는 보이지 않았으나, 동일 과피색내의 품종간에는 유의적인 차이를 나타냈다. 각 과피색 그룹에서 흑색 포도에서는 캠벨얼리, 청색 그룹에서는 세네카, 그리고 적색그룹에서는 베니가드 품종이 가장 높은 수치를 보였다. 성분별로 적게 함유하거나 전혀 검출되지 않는 품종도 일부 존재하였다. 이러한 결과는 향후 포도 육종개발 및 가공 분야에 응용되는 유용한 정보가 될 것으로 기대된다.
Natural polyphenolic compounds such as catechin, epicatechin derivatives, quercetin, and resveratrol, have been reported to have a wide range of biological activities against carcinogen and reactive oxygen species. The compounds can act together in synergy or can independently affect the activity. C...
Natural polyphenolic compounds such as catechin, epicatechin derivatives, quercetin, and resveratrol, have been reported to have a wide range of biological activities against carcinogen and reactive oxygen species. The compounds can act together in synergy or can independently affect the activity. Contents of four compounds in different grape cultivar groups with different skin color were determined through HPLC. There were not significant differences in content of four phenolic compounds among the different skin color groups of the same grape cultivar groups, but were among different grape cultivars within the same skin color groups. Totally, contents of catechin, epicatechin derivatives were much higher than those of quercetin and resveratrol. In each skin color group, Campbell Early in Black, Seneka in Green, and Benigard in Red group showed highest contents, respectively. Nothing or a very small amount of four phenolic compounds was detected in some cultivars. This information would be useful for grape breeders and manufactures.
Natural polyphenolic compounds such as catechin, epicatechin derivatives, quercetin, and resveratrol, have been reported to have a wide range of biological activities against carcinogen and reactive oxygen species. The compounds can act together in synergy or can independently affect the activity. Contents of four compounds in different grape cultivar groups with different skin color were determined through HPLC. There were not significant differences in content of four phenolic compounds among the different skin color groups of the same grape cultivar groups, but were among different grape cultivars within the same skin color groups. Totally, contents of catechin, epicatechin derivatives were much higher than those of quercetin and resveratrol. In each skin color group, Campbell Early in Black, Seneka in Green, and Benigard in Red group showed highest contents, respectively. Nothing or a very small amount of four phenolic compounds was detected in some cultivars. This information would be useful for grape breeders and manufactures.
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문제 정의
최근 국내에서 웰빙 문화가 사회의 이슈로 자리잡아 포도 각 품종별로 함유하고 있는 주요 폴리페놀 성분의 함량 분석은 재배 주산지나 농가별로 우수성을 부각시키는 주요 전략이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 생산 포도의 부가가치 향상과 경쟁력 제고를 도모하고 새로운 포도품종의 개발에 필요한 기초자료를 얻고자 하였다. 기존에 판매되는 품종과 도입 품종을 표피 색깔별로 구분하여 각 품종의 특성 및 유용 항산화 성분인 안토시아닌, 레스베라트롤, 카테킨, 쿼세틴 함량에 대한 분석을 실시하였다.
가설 설정
1)A11 data are means±standard deviations from triplicates. Each replicate value represents the mean of 3 observations.
1)All data are meansistandard errors from triplicates. Each replicate value rq)resents the mean of 10 observations
3)ND: not detected.
제안 방법
7 mL/min, injection volumee 10 pL로 사용하였다. PDA detector를 사용하여 trans-resveratrole 306 nm, quercetine 360 nm, 카테킨과 에피카테킨 4종((-)- epicatechin (EQ, (-)-epicatechin gallate (ECG), (-)- epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epigallocatechin (EGG))은 280 nm의 흡광도에서 정 량분석하였다. 분석에 사용된 표준물질은 Siga-AldHch사(Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany)의 HPLC용 특급 시약을 사용하였다.
포도송이는 나무의 방향을 달리하는 3개의 지점으로부터 각각 1송이씩 수확하여 무게를 측정하였다. 과립의 생육은 과방을 상중하로 나누어 각 위치 별로 평균적인 과립을 대상으로 무게, 길이, 폭을 조사하였다. 모든 조사는 3반복으로 실시하였고, 반복당 1주, 주당 3송이를 조사하였다.
이에 본 연구에서는 국내 생산 포도의 부가가치 향상과 경쟁력 제고를 도모하고 새로운 포도품종의 개발에 필요한 기초자료를 얻고자 하였다. 기존에 판매되는 품종과 도입 품종을 표피 색깔별로 구분하여 각 품종의 특성 및 유용 항산화 성분인 안토시아닌, 레스베라트롤, 카테킨, 쿼세틴 함량에 대한 분석을 실시하였다.
분액된 ethylacetate층을 40℃에서 감압 농축기를 이용하여 분말상태까지 농축시켰다. 농축된 시료의 무게를 즉정하고 용매 2 mL(50% Dimethylsulfoxide)를 가하여 녹인 다음, 최종시료는 HPL용 실린지 필터를 이용(0.45 pm) 하여 여과 후 레스베라트롤, 쿼세틴, 카테킨을 동시에 정량 분석하였다. 분석 및 표준 용매 사용과 검출방법은 Chang 등(16)의 방법으로 실시하였다.
분석용매는 75% acetonitril과 25% 증류수를 사용하여 isocratic 조건으로, flow rate 1 mL/min, injection volumee 10 uL로 분석하였다. 레스베라트롤(trans-resvemtrol), 쿼세틴, 카테킨 분석에는 GROM-SIL 120 ODS-5 ST, 250 mm * 4.6 mm 5 um 컬럼 (GROM, Milford, MA, USA)을 사용하여 PDA detector (Waters 2996, Waters Inc., Milford, MA, USA)를 장착한 HPLC (Waters 2695 Separations Module, Waters, USA)를 사용하였다. 분석용매는 acetonitril (0.
레스베라트롤(trans-resveratrol), 쿼세틴, 카테킨 분석은 Cho 등(18)이 실시한 방법을 변형하여 실시하였다. 위에서 기술한 포도송이에서 각각 상중하로 적당히 10을 떼어내 분쇄한 다음 동결건조기(PVTFD, Ilshinlab, Korea)로 건조하여 아래와 같이 분석하였다.
과립의 생육은 과방을 상중하로 나누어 각 위치 별로 평균적인 과립을 대상으로 무게, 길이, 폭을 조사하였다. 모든 조사는 3반복으로 실시하였고, 반복당 1주, 주당 3송이를 조사하였다. 포도의 색도는 색치계 (JS 555, Color Teclmo Japan System Co Ltd, Japan)를 이용하여 측정하였다.
포도의 색도는 색치계 (JS 555, Color Teclmo Japan System Co Ltd, Japan)를 이용하여 측정하였다. 색도는 L, a, b 값으로 표시 하였고, 모든 조사는 3반복으로 실시 하였고, 반복당 1주, 주당 3송이, 송이당 3립을 분석하였다.
레스베라트롤(trans-resveratrol), 쿼세틴, 카테킨 분석은 Cho 등(18)이 실시한 방법을 변형하여 실시하였다. 위에서 기술한 포도송이에서 각각 상중하로 적당히 10을 떼어내 분쇄한 다음 동결건조기(PVTFD, Ilshinlab, Korea)로 건조하여 아래와 같이 분석하였다. 분쇄된 시료에 80% ethanol 200 mL을 가한 다음 water bath에서 초음파를 이용하여 40℃에서 1시간 추출하였다.
분석 및 표준 용매 사용과 검출방법은 Chang 등(16)의 방법으로 실시하였다. 유리당 분석에는 Prevail Cabohydrate ES, 250 mm * 4.6 mm 5 u 컬럼 (Crawford, Scotland, UK) 을 사용하여 ELSD detector (Alltech ELSD2000, Altech, USA)를 장착한 HPLC 로 분석하였다. 분석용매는 75% acetonitril과 25% 증류수를 사용하여 isocratic 조건으로, flow rate 1 mL/min, injection volumee 10 uL로 분석하였다.
본 연구에 사용된 포도의 생육조사는 Shin 등(10)의 방법을 기초로 하여 아래와 같이 실시하였다. 포도송이는 나무의 방향을 달리하는 3개의 지점으로부터 각각 1송이씩 수확하여 무게를 측정하였다. 과립의 생육은 과방을 상중하로 나누어 각 위치 별로 평균적인 과립을 대상으로 무게, 길이, 폭을 조사하였다.
포도의 당도는 당도계 (Master-M, Atago, Japan, Brix 0.0~33%)를 이용하여 측정하였으며, 가용성 고형물 (Brix) 로 각각 표시하였다. 총산(tmaric acid)는 Chang 등(16)이 실시한 빙-법에 준하여 실시하였다.
모든 조사는 3반복으로 실시하였고, 반복당 1주, 주당 3송이를 조사하였다. 포도의 색도는 색치계 (JS 555, Color Teclmo Japan System Co Ltd, Japan)를 이용하여 측정하였다. 색도는 L, a, b 값으로 표시 하였고, 모든 조사는 3반복으로 실시 하였고, 반복당 1주, 주당 3송이, 송이당 3립을 분석하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 포도는 중청북도 옥천군 소재 중청북 도농업기술원 포도연구소에서 재배된 포도를 품종별로 수 집하였다. 흑색계통으로 켐벨얼리, 버팔로, 탐나라, 자랑, 자옥, 거봉 등 6품종, 녹색(이하 관행상 청색) 계통으로 세네카, 뉴나이아가라, 경조정, 조생네오마스켓, 골드핑거, 이탈리아 등 6품종, 적색계통으로 베니그라드, 홍이슬, 킹델라 등 3품종을 분석대상으로 하였다 (Table 1).
PDA detector를 사용하여 trans-resveratrole 306 nm, quercetine 360 nm, 카테킨과 에피카테킨 4종((-)- epicatechin (EQ, (-)-epicatechin gallate (ECG), (-)- epigallocatechin gallate (EGCG), (-)-epigallocatechin (EGG))은 280 nm의 흡광도에서 정 량분석하였다. 분석에 사용된 표준물질은 Siga-AldHch사(Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany)의 HPLC용 특급 시약을 사용하였다.
본 연구에 사용된 포도는 중청북도 옥천군 소재 중청북 도농업기술원 포도연구소에서 재배된 포도를 품종별로 수 집하였다. 흑색계통으로 켐벨얼리, 버팔로, 탐나라, 자랑, 자옥, 거봉 등 6품종, 녹색(이하 관행상 청색) 계통으로 세네카, 뉴나이아가라, 경조정, 조생네오마스켓, 골드핑거, 이탈리아 등 6품종, 적색계통으로 베니그라드, 홍이슬, 킹델라 등 3품종을 분석대상으로 하였다 (Table 1). 과피의 색깔은 Table 1에서와 같이 Hunter color value (JS 555, Color Techno Japan System Co Ltd, Japan)에 의거해서 분류하였다.
데이터처리
통계분석은 SAS 프로그램(version 6.12, SAS Institute, Cary, NC)을 이용하여 수행하였다.
이론/모형
본 연구에 사용된 포도의 생육조사는 Shin 등(10)의 방법을 기초로 하여 아래와 같이 실시하였다. 포도송이는 나무의 방향을 달리하는 3개의 지점으로부터 각각 1송이씩 수확하여 무게를 측정하였다.
45 pm) 하여 여과 후 레스베라트롤, 쿼세틴, 카테킨을 동시에 정량 분석하였다. 분석 및 표준 용매 사용과 검출방법은 Chang 등(16)의 방법으로 실시하였다. 유리당 분석에는 Prevail Cabohydrate ES, 250 mm * 4.
안토시아닌은 Matsumoto 등(17)의 분석방법에 따라 과피를 취하여 7 mm cork borer로 3개의 disk를 취하여 5 mL의 1% HC1 함유한 methanol 용액에서 24시간 추출한 후 10배 희석하여 분광광도계 (Cary 50 Cone, Varian co. Ltd. Australia)로 530 nm에서 즉정하였다.
0~33%)를 이용하여 측정하였으며, 가용성 고형물 (Brix) 로 각각 표시하였다. 총산(tmaric acid)는 Chang 등(16)이 실시한 빙-법에 준하여 실시하였다. 시료는 0.
성능/효과
적색 계에서도 레스베라트롤의 함량은 대체적으로 청색계와 유사한 수준 이었으며 홍이슬, 킹델라, 배니그라드 순으로 함량이 높았다. 15품종 포도의 평균 레스베라트롤 함량은 약 0.65 nKg으로 기존 보고된 32품종 포도의 평균 레스베 라트롤 함량 약 0.26 mg/Kg (9) 보다 약 2.5배 높은 함량을 나타냈다. 이와 같은 차이는 레스베라트롤이 비생물학적 또는 생물학적 스트레스에 반응하여 여러 종류의 식물에서 생산되는 방어 물질 중의 하나인 점을 고려할 때, 품종 및 재배환경의 차이로 사료되며 앞으로 품종 개발과 재배조건 차이에 따른 환경변이에 대한 연구가 필요한 것으로 생각된 다(4, 25).
17 mg/Kg보다 약 159배 높은 함량을 보였다. 4종의 에피카테킨의 조성을 보면 유도체 종류에 따라 함량의 정도에서 차이가 큰 경향이었다. 예를 들면, 에피카테킨 유도체 중 EGC와 EC는 대부분의 품종에서 검출되 었지만, EGCG와 ECG는 흑색 계통에서 검출되지 않았다.
품종별 포도의 카테킨 함량을 보면 품종에 따라 차이가 큰 것으로 나타났다. 공시 품종 중 세네카가 823.60 mg/Kg 으로 가장 높은데 비해 같은 청색 계통인 경조정의 5.17 mg/Kg보다 약 159배 높은 함량을 보였다. 4종의 에피카테킨의 조성을 보면 유도체 종류에 따라 함량의 정도에서 차이가 큰 경향이었다.
특히, 흑색 계통이 품종 간의 차이가 유의하게 나타났다. 과피색 별로는 흑색과 적색 계통 품종이 청색 계통보다 다소 높은 경향이었다. 과피 색 별로 흑색계에서는 버팔로가 25.
각 포도품종의 과실 특성은 Table 2와 같다 과실 크기나 무게는 흑색, 청색, 적색 포도 등 과피 색에 관계없이 품종간 에 큰 차이를 보였다. 따라서 본 연구에서 사용된 과실의 생육 상태를 보면, 과방중은 과피색에 관계없이 이탈리아, 자옥, 베니그라드 순으로 무거웠으며, 과립은 흑색 계통에서 자랑과 자옥, 녹색 계통에서 이탈리아, 적색 계통에서 베니그라드의 크기가 가장 크게 나타났다(Table 2).
포도가 갖는 유용한 생리활성 성분 중 가장 많이 알려진 레스베라트롤과 쿼세틴 카테킨, 에피카테킨 유도체 함량의 분석 결과는 Table 4와 같다. 본 연구결과에 따르면 4종의 물질의 함량은 과피색과 큰 연관이 없는 것으로 나타났다. 성분별 로는 카테킨과 에피 카테킨 이 레스베 라트롤과 쿼세 틴에 비해 상대적으로 높은 함량을 보였다.
본 연구를 통하여 다양한 국내 육성 품종과 기존의 판매 품종간의 특성 및 유용한 폴리페놀 화합물의 조성 및 함량에서 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. 특히 각 포도 품종 간 폴리페놀 화합물의 조성에 차이가 있다는 점은 시사하는 바가 매우 크다.
본 연구결과에 따르면 4종의 물질의 함량은 과피색과 큰 연관이 없는 것으로 나타났다. 성분별 로는 카테킨과 에피 카테킨 이 레스베 라트롤과 쿼세 틴에 비해 상대적으로 높은 함량을 보였다. 특히, 에피카테킨 유도체의 일부 물질은 9 품종에서 검출되지 않거나 매우 미량이 존재하는 것으로 나타났다.
성분별 로는 카테킨과 에피 카테킨 이 레스베 라트롤과 쿼세 틴에 비해 상대적으로 높은 함량을 보였다. 특히, 에피카테킨 유도체의 일부 물질은 9 품종에서 검출되지 않거나 매우 미량이 존재하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 Chang 등(23)의 보고와 같은 경향이었다.
7 Brix°에 이를 정도로 품종 별로 매우 상이하였다. 특히, 흑색 계통이 품종 간의 차이가 유의하게 나타났다. 과피색 별로는 흑색과 적색 계통 품종이 청색 계통보다 다소 높은 경향이었다.
포도 과립 내의 레스베라트롤 함량은 본 연구에서 분석된 폴리페놀계 물질 중 가장 낮은 수치를 나타냈다. 과피색 별로 혹은 품종별로 큰 차이를 보이지 않았으며 일부 품종 에서는 검출되지 않았다.
품종별 포도의 카테킨 함량을 보면 품종에 따라 차이가 큰 것으로 나타났다. 공시 품종 중 세네카가 823.
후속연구
하지만 캠벨얼리나 MBA 등 한국인들이 생식용으로 소비량이 높은 품종들은 대부분 과육 부위 만이 섭취되고 있어 기능성 성분의 섭취가 제한되고 있는 형편이다 따라서 향후 육종 및 판매 전략의 방향도 과실의 섭취 부위에 따른 기능성 성분의 홍보 전략도 특화되어야 될 것으로 판단된다. 그러므로 포도의 품종별 특성을 파악하여 생식용인 경우 과피와 과육 등을 모두 섭취할 수 있는 포도의 품종 개량과 포도특성에 따라 포도가공용품 제조에 과피나 종자 및 송이가지를 이용하는 방법들(10>27)에 응용 할 수 있을 것으로 보여진다.
5배 높은 함량을 나타냈다. 이와 같은 차이는 레스베라트롤이 비생물학적 또는 생물학적 스트레스에 반응하여 여러 종류의 식물에서 생산되는 방어 물질 중의 하나인 점을 고려할 때, 품종 및 재배환경의 차이로 사료되며 앞으로 품종 개발과 재배조건 차이에 따른 환경변이에 대한 연구가 필요한 것으로 생각된 다(4, 25). 특히 레스베라트롤은 포도의 과피, 과육보다는 송이가지와 잎에 많이 분포된 관계로 이를 포도송이로 옮기거나 송이가지나 잎을 활용하는 방안을 강구해야 할 것이대23).
특히, 쿼세틴의 경우 대부분이 과피에서만 발견된다(26). 하지만 캠벨얼리나 MBA 등 한국인들이 생식용으로 소비량이 높은 품종들은 대부분 과육 부위 만이 섭취되고 있어 기능성 성분의 섭취가 제한되고 있는 형편이다 따라서 향후 육종 및 판매 전략의 방향도 과실의 섭취 부위에 따른 기능성 성분의 홍보 전략도 특화되어야 될 것으로 판단된다. 그러므로 포도의 품종별 특성을 파악하여 생식용인 경우 과피와 과육 등을 모두 섭취할 수 있는 포도의 품종 개량과 포도특성에 따라 포도가공용품 제조에 과피나 종자 및 송이가지를 이용하는 방법들(10>27)에 응용 할 수 있을 것으로 보여진다.
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