본 연구는 국내 및 국외에서 생산된 다양한 벌꿀에 대한 탄소, 수소 및 산소의 안정동위원소 비율을 분석하고, 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 등 과학적 벌꿀 관리를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 이를 위한 분석은 국내에서 생산 유통 중인 국내산 및 수입산 모든 벌꿀을 대상으로 하여 동위원소 비율 양상을 조사하였다. 탄소 동위원소 비율은 $C_3$ 식물군이 -27- -21‰, $C_4$ 식물군이 -19‰ 이상인 것으로 크게 양분되는 현상을 보였다. 수입산의 경우 탄소 동위원소 비율은 모두 -27- -23‰의 범위를 나타내어 수거된 제품은 모두 $C_3$ 식물군의 밀원에서 생산되어진 것으로 판단되었다. 수소 및 산소 동위원소 비율은 국내산의 경우, 각각의 밀원에 따라 결과 값의 범위가 넓어 차이가 뚜렷하지 않은 결과를 나타내었다. 또한 원산지에 따른 지역별 양상도 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 수입산은 위도 차이가 넓은 지역에서는 차이가 보이나 위도 위치가 좁은 지역에서는 구분이 어려웠다. F/G 비율과 탄소 동위원소 비율을 비교 분석한 결과, 국내산은 밀감꽃을 제외한 $C_3$ 그룹이 1.3 이상으로 나타났고 $C_4$ 그룹은 1.3 이하를 나타내었다. 수입산은 다양한 밀원(초본류 및 목본류)을 가지는 경우, $C_3$ 그룹의 경우에도 1.3 이하의 경향을 나타내어 구분에 어려움이 있었다. 결론적으로 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 판단에 탄소 동위원소 비율이 활용 가능하며, 보다 정확한 결과를 도출하기 위해 보완적으로 F/G 비율 결과를 병행하여 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 국내 및 국외에서 생산된 다양한 벌꿀에 대한 탄소, 수소 및 산소의 안정동위원소 비율을 분석하고, 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 등 과학적 벌꿀 관리를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 이를 위한 분석은 국내에서 생산 유통 중인 국내산 및 수입산 모든 벌꿀을 대상으로 하여 동위원소 비율 양상을 조사하였다. 탄소 동위원소 비율은 $C_3$ 식물군이 -27- -21‰, $C_4$ 식물군이 -19‰ 이상인 것으로 크게 양분되는 현상을 보였다. 수입산의 경우 탄소 동위원소 비율은 모두 -27- -23‰의 범위를 나타내어 수거된 제품은 모두 $C_3$ 식물군의 밀원에서 생산되어진 것으로 판단되었다. 수소 및 산소 동위원소 비율은 국내산의 경우, 각각의 밀원에 따라 결과 값의 범위가 넓어 차이가 뚜렷하지 않은 결과를 나타내었다. 또한 원산지에 따른 지역별 양상도 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 수입산은 위도 차이가 넓은 지역에서는 차이가 보이나 위도 위치가 좁은 지역에서는 구분이 어려웠다. F/G 비율과 탄소 동위원소 비율을 비교 분석한 결과, 국내산은 밀감꽃을 제외한 $C_3$ 그룹이 1.3 이상으로 나타났고 $C_4$ 그룹은 1.3 이하를 나타내었다. 수입산은 다양한 밀원(초본류 및 목본류)을 가지는 경우, $C_3$ 그룹의 경우에도 1.3 이하의 경향을 나타내어 구분에 어려움이 있었다. 결론적으로 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 판단에 탄소 동위원소 비율이 활용 가능하며, 보다 정확한 결과를 도출하기 위해 보완적으로 F/G 비율 결과를 병행하여 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
This study examines the authenticity discrimination of the circulated honey by using stable isotope ratio methods. In the case of domestic honey, the range of ${\delta}^{13}C$ for the samples labeled as pure honey was about -27- -21‰ at the $C_3$ origin, and the range of that f...
This study examines the authenticity discrimination of the circulated honey by using stable isotope ratio methods. In the case of domestic honey, the range of ${\delta}^{13}C$ for the samples labeled as pure honey was about -27- -21‰ at the $C_3$ origin, and the range of that for artificial honey was over -19‰ at the $C_4$ origin. The range of ${\delta}^{13}C$ for all imported honey was over -27- -23‰ originating from the $C_3$ plant. According to the nectar-source, ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$ for domestic honey were significantly different for 6 and 5 groups, respectively. However, we could not explain the detailed relationship as well as the geographical feature of ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$. The difference for ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$ in the wide range of latitude, such as between Australia and Canada, was more or less shown. However, it was difficult to find out the trends of ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$ for imported honey versus the geographical information in the similar latitudinal country.
This study examines the authenticity discrimination of the circulated honey by using stable isotope ratio methods. In the case of domestic honey, the range of ${\delta}^{13}C$ for the samples labeled as pure honey was about -27- -21‰ at the $C_3$ origin, and the range of that for artificial honey was over -19‰ at the $C_4$ origin. The range of ${\delta}^{13}C$ for all imported honey was over -27- -23‰ originating from the $C_3$ plant. According to the nectar-source, ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$ for domestic honey were significantly different for 6 and 5 groups, respectively. However, we could not explain the detailed relationship as well as the geographical feature of ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$. The difference for ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$ in the wide range of latitude, such as between Australia and Canada, was more or less shown. However, it was difficult to find out the trends of ${\delta}^2H$ and ${\delta}^{18}O$ for imported honey versus the geographical information in the similar latitudinal country.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구는 국내 및 국외에서 생산된 다양한 벌꿀에 대해 탄소, 수소 및 산소의 안정동위원소 비율을 분석하고, 이로부터 얻어진 결과를 통해 국내 유통 벌꿀의 순수여부 등 과학적 벌꿀 관리를 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다.
본 연구는 국내 및 국외에서 생산된 다양한 벌꿀에 대한 탄소, 수소 및 산소의 안정동위원소 비율을 분석하고, 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 등 과학적 벌꿀 관리를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 이를 위한 분석은 국내에서 생산·유통 중인 국내산 및 수입산 모든 벌꿀을 대상으로 하여 동위원소 비율 양상을 조사하였다.
동위원소 비율 값은 relative delta per mil(δ‰)을 단위로 하여 표준물질인 Vienna Pee Dee Belemnite(VPDB)과 Vienna Standard Mean Ocean Water(VSMOW)의 동위원소 비율에 대한 시료의 동위원소 비율을 환산하여 다음 계산식에 의하여 산출하였다.
수소와 산소 동위원소 비율은 벌꿀 시료 각각 약 350, 100 µg을 실버 캡슐에 넣어 세밀하게 밀봉한 후 원소분석기에 주입하였고, 이를 원소분석기에 장착된 1300℃의 고온으로 유지된 열분해 컬럼(pyrolysis column)에서 열분해한 후 유리탄소 칩(glassy carbon chips)이 충전된 컬럼을 통과시킨 후 흡착 컬럼에 의해 잔존하는 수분을 완전히 제거하여 얻어진 가스를 He을 운반 기체로 하여 표준 기체(δ2H: H2, δ18O: CO)와 함께 동위원소 질량 분석기에 주입하여 동위원소 비율의 값을 자동으로 측정하였다.
이때 HPLC 조건은 Prevail Carbohydrate ES(4.6×250 mm, 5 µm; Grace davison discovery sciences, Deerfield, IL, USA) 컬럼을 사용하였고, 컬럼 온도는 40℃, 이동상은 아세토니트릴:증류수(75:25, v/v)를 사용하여 분당 1.0 mL 속도로 유지시켰으며, 주입량은 10 µL 로 하여 굴절계검출기(2414; Waters)를 사용하여 분석하였다.
이를 위한 분석은 국내에서 생산·유통 중인 국내산 및 수입산 모든 벌꿀을 대상으로 하여 동위원소 비율 양상을 조사하였다.
이와 같이 국내산 벌꿀의 밀원별 양상이 뚜렷하지 않아, 지정학적 위치에 따른 지역별 수소 동위원소 비율 양상을 살펴보았다. 지역별 양상은 경기, 강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주 등 행정 지역에 따라 조사하였으며, 그 결과는 Table 3과 같다.
이와 같이 국내산 벌꿀의 밀원별 양상이 뚜렷하지 않아, 지정학적 위치에 따른 지역별 수소 동위원소 비율 양상을 살펴보았다. 지역별 양상은 경기, 강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주 등 행정 지역에 따라 조사하였으며, 그 결과는 Table 3과 같다.
탄소 동위원소 비율은 벌꿀 시료 약 150 µg을 주석 캡슐에 넣어 세밀하게 밀봉한 후 원소분석기에 주입하였고, 이를 1150℃의 고온으로 유지된 원소분석기 상에서 산소 공급 하에 연소로와 환원로의 컬럼을 거쳐 완전하게 연소시킨 후 흡착 컬럼에 의해 잔존하는 수분을 완전히 제거하여 얻어진 가스를 He을 운반 기체로 하여 표준 기체(δ13C: CO2)와 함께 동위원소 질량 분석기에 주입하여 동위원소 비율의 값을 자동으로 측정하였다.
0 mL 속도로 유지시켰으며, 주입량은 10 µL 로 하여 굴절계검출기(2414; Waters)를 사용하여 분석하였다. 표준용액은 glucose, fructose 및 sucrose(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)을 사용하여 1%의 stock solution을 조제한 후 1, 0.5, 0.25%로 희석하여 분석된 결과로 작성된 검량선을 이용하여 계산하였다.
대상 데이터
4는 국내 유통 중인 벌꿀의 원산지별 수소 동위원소 비율과 산소 동위원소 비율 값을 선형 회귀 분석에 의해 얻어진 방정식에 따라 상관관계를 산출한 결과이다. 본 연구에서 구입한 벌꿀은 액체 상태로 존재하였는데 액상 벌꿀의 수소 및 산소 동위원소 비율은 원산지 지역의 주변 환경에 기인하는 것으로 알려져 있다. 대기 상에 존재하는 수증기는 기온, 상대 습도, 강수량 등의 기후 요인에 영향을 받아 액체 상태인 벌꿀은 수분 흡수가 진행되면서 상대적으로 수소 및 산소 동위원소 비율 값에 영향을 미친다(31).
분석에 사용된 가스는 운반 기체로 헬륨(He), 표준 기체로 이산화탄소(CO2), 수소(H2) 및 일산화탄소(CO) 등으로 순도 99.999% 이상인 것을 사용하였다. 표준물질은 국제 원자력 기구(IAEA: International Atomic Energy Agency)에서 인증된 것으로 탄소 동위원소 비율은 IAEA-CH-6(Sucrose: −10.
시료는 국내에 유통 중인 벌꿀을 대상으로 원산지 및 밀원에 따라 인터넷 쇼핑몰 및 대형마트에서 구매하였다. 국내산은 밀원 별로 아카시아꽃꿀(56종), 잡화꿀(39종), 사양꿀(25종), 밤꽃꿀(12종), 토종꿀(7종), 유채꽃꿀(4종), 벚꽃꿀(4종), 떼죽나무꽃꿀(3종), 싸리나무꽃꿀(3종), 옻나무꽃꿀(3종), 밀감꽃꿀(3종), 복분자꽃꿀(2종), 오디꽃꿀(2종) 등 총 163종, 수입산은 원산지 및 밀원에 따라 뉴질랜드산 22종(마누카꽃꿀(14종), 잡화꿀(6종), 에코포레스트 꽃꿀(2종)), 호주산 7종(잡화꿀(4종), 레더우드꿀(3종)), 미국산 4종 (잡화꿀(2종), 선인장꽃꿀(2종)), 캐나다산 2종(잡화꿀(2종)), 쿠바산 2종(잡화꿀(2종)), 멕시코산 2종(잡화꿀(2종)), 독일산 4종(아카시아꽃꿀(2종), 잡화꿀(2종)), 이탈리아산 2종(밤꽃꿀(2종)), 슬로베니아산 2종(아카시아꽃꿀(2종)), 루마니아산 3종(아카시아꽃꿀(3종)), 폴란드산 2종(소나무꿀(2종)) 등 총 52종으로 국내 및 수입산 총 215종을 수거하여 분석에 사용하였다.
데이터처리
1)a-b: Mean with the same lettered superscripts in a column’s are not significantly different at the 1% level by Duncan’s multiple range test.
1)a-d: Mean with the same lettered superscripts in a column’s are not significantly different at the 1% level by Duncan’s multiple range test.
1)a-e: Mean with the same lettered superscripts in a column’s are not significantly different at the 1% level by Duncan’s multiple range test.
또한 One way ANOVA에 의해 p<0.01에서 Duncan’s multiple test로 군간 유의차를 검증하였다.
분석항목에 대한 실험은 3회 반복하였고, 얻은 결과들은 Excel software를 사용하여 평균 및 표준오차를 작성하였다. 또한 One way ANOVA에 의해 p<0.
이론/모형
F/G(Fructose/Glucose) 비율에 활용할 전화당(fructose, glucose)의 분석은 식품공전 상 벌꿀의 기준 규격 시험법 중 전화당 함량의 액체크로마토그래피법(32)에 따라 측정하였다. 100 mL의 메스플라스크에 시료 1g을 정밀히 달아 증류수 25 mL로 넣어 녹이고, 아세토니트릴로 표선까지 정용한 후, 0.
본 연구에서는 국내에 유통 중인 벌꿀을 제품 표시사항에 따라 수거하였다. 그 결과, 국내산은 아카시아꽃, 잡화꽃, 밤꽃 및 사양 벌꿀의 비율이 국내산 수거량의 34, 24, 7 및 15%를 차지함으로써 전체의 81% 해당하는 비율로 판매됨을 추정할 수 있었다.
안정동위원소 비율은 AOAC에 등재된 벌꿀의 탄소 동위원소 비율 분석법(4)과 Chesson 등의 수소 및 산소 동위원소 비율 분석법(31)을 이용하여 측정하였다. 분석기기는 원소분석기(EA: elemental analyzer, Vario micro cube, Elementar, Hanau, Germany)를 장착한 동위원소 질량 분석기(IR-MS: isotope ratio mass spectrometer, Isoprime, Cheadle, UK)를 사용하였다.
표준물질은 국제 원자력 기구(IAEA: International Atomic Energy Agency)에서 인증된 것으로 탄소 동위원소 비율은 IAEA-CH-6(Sucrose: −10.449±0.033‰VPDB, IAEA, Vienna, Austria), 수소 동위원소 비율은 IAEA-CH-7(polyethylene:−100.3±2.0‰VSMOW, IAEA, Vienna, Austria), 산소 동위원소 비율은 IAEA-602(benzoic acid: +71.4±0.5‰VSMOW, IAEA, Vienna, Austria)를 사용하였다.
성능/효과
국내산 밀원으로 확인된 아카시아꽃(45종), 잡화(28종), 밤꽃(11종), 토종꿀(2종), 벚꽃(3종), 때죽나무꽃(3종), 싸리나무꽃(3종), 옻나무꽃(3종), 밀감꽃(1종), 복분자꽃(2종), 오디꽃(2종)은 −24.23±1.01 (−26.19- −21.33)‰으로 나타났으며, 기타 벌꿀(5종)은 −19.90±0.68 (−20.90- −19.13)‰, 사양꿀(55종)은 −13.18±1.60(−18.96- −11.11)‰ 인 것으로 조사되었다.
국내산 벌꿀은 밀원에 따라 41.01-52.94‰ 범위로 나타났으며, (밀감꽃, 벚꽃) (벚꽃, 기타꿀, 사양꿀, 잡화, 떼죽나무꽃, 복분자꽃, 아카시아꽃, 밤꽃, 오디꽃) (기타꿀, 사양꿀, 잡화, 떼죽나무꽃, 복분자꽃, 아카시아꽃, 밤꽃, 오디꽃, 옻나무꽃) (아카시아꽃, 밤꽃, 오디꽃, 옻나무꽃, 싸리나무꽃) (옻나무꽃, 싸리나무꽃, 토종꿀) 등 5개 그룹으로 유의성이 인정되었다(p<0.01).
시료는 국내에 유통 중인 벌꿀을 대상으로 원산지 및 밀원에 따라 인터넷 쇼핑몰 및 대형마트에서 구매하였다. 국내산은 밀원 별로 아카시아꽃꿀(56종), 잡화꿀(39종), 사양꿀(25종), 밤꽃꿀(12종), 토종꿀(7종), 유채꽃꿀(4종), 벚꽃꿀(4종), 떼죽나무꽃꿀(3종), 싸리나무꽃꿀(3종), 옻나무꽃꿀(3종), 밀감꽃꿀(3종), 복분자꽃꿀(2종), 오디꽃꿀(2종) 등 총 163종, 수입산은 원산지 및 밀원에 따라 뉴질랜드산 22종(마누카꽃꿀(14종), 잡화꿀(6종), 에코포레스트 꽃꿀(2종)), 호주산 7종(잡화꿀(4종), 레더우드꿀(3종)), 미국산 4종 (잡화꿀(2종), 선인장꽃꿀(2종)), 캐나다산 2종(잡화꿀(2종)), 쿠바산 2종(잡화꿀(2종)), 멕시코산 2종(잡화꿀(2종)), 독일산 4종(아카시아꽃꿀(2종), 잡화꿀(2종)), 이탈리아산 2종(밤꽃꿀(2종)), 슬로베니아산 2종(아카시아꽃꿀(2종)), 루마니아산 3종(아카시아꽃꿀(3종)), 폴란드산 2종(소나무꿀(2종)) 등 총 52종으로 국내 및 수입산 총 215종을 수거하여 분석에 사용하였다.
본 연구에서는 국내에 유통 중인 벌꿀을 제품 표시사항에 따라 수거하였다. 그 결과, 국내산은 아카시아꽃, 잡화꽃, 밤꽃 및 사양 벌꿀의 비율이 국내산 수거량의 34, 24, 7 및 15%를 차지함으로써 전체의 81% 해당하는 비율로 판매됨을 추정할 수 있었다. 따라서 벌꿀의 주 밀원이 아카시아꽃, 잡화 및 밤꽃 등으로 이루어져있음을 확인하였다.
09로 순수 벌꿀에 비해 낮은 경향을 나타내었다(Table 6). 따라서 밀감꽃꿀을 제외한 나머지 C3 그룹의 꿀은 F/G 비율이 1.3 이상으로 C4 그룹의 꿀의 결과인 1.3 이하의 결과에 비해 높은 경향을 나타내어 벌꿀의 구분에 용이하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다(Fig. 5). 또한 국내산의 대표적 밀원은 아카시아꽃, 잡화 및 밤꽃꿀 등이 이용되고 있는데 밤꽃꿀은 1.
그 결과, 국내산은 아카시아꽃, 잡화꽃, 밤꽃 및 사양 벌꿀의 비율이 국내산 수거량의 34, 24, 7 및 15%를 차지함으로써 전체의 81% 해당하는 비율로 판매됨을 추정할 수 있었다. 따라서 벌꿀의 주 밀원이 아카시아꽃, 잡화 및 밤꽃 등으로 이루어져있음을 확인하였다. 수입산의 경우에는 원산지에 따라 수거하였는데 국내에 판매되는 벌꿀은 뉴질랜드산이 전체의 42.
꿀벌이 채집하는 주요 밀원인 꽃은 대부분이 C3 식물로 이루어져있고, 사계절이 뚜렷한 우리나라 기후 특성 상 꽃이 부족한 겨울에는 설탕 시럽을 꿀벌의 먹이로 사용하여 수명을 늘림으로써 양봉 소득에 도움을 주는데(33), 이때 사용되는 설탕 시럽은 주원료가 사탕수수이며 C4 식물로 이루어져있다. 따라서 벌꿀의 탄소 동위원소 비율 결과를 통해 C3 식물 그룹과 C4 식물 그룹으로 추정할 수 있었다. 수입산 벌꿀은 원산지 및 밀원에 관계없이 52종(Table 2) 모두가 C3 그룹인 경향을 나타내었다.
64)를 나타낸 결과와 유사함을 알 수 있었다. 따라서 수소 및 산소 동위원소 비율의 상관관계를 통해 위도가 유사한 국가 즉, 루마니아, 쿠바, 한국, 독일, 이탈리아 및 슬로베니아산 등의 경우처럼 위도가 유사한 국가끼리는 명확한 구분이 불가능하여 원산지 확인은 위도 상으로 지정학적 위치가 넓은 영역에서만 활용이 가능한 것으로 추정된다.
또한 Table 5와 같이 지역별 산소 동위원소 비율을 살펴본 결과, (제주, 강원, 경북, 경기, 전북, 충남, 충북, 경남) (경북, 경기, 전북, 충남, 충북, 경남, 전남) 등 2개 그룹으로 유의성은 인정되었으나(p<0.01), 제주가 48.99‰로 가장 높고 경남이 47.10‰으로 가장 낮았는데 그 차이가 1.89‰로 그룹 간의 차이가 낮아 중복되는 지역이 다수 존재하였다.
5). 또한 국내산의 대표적 밀원은 아카시아꽃, 잡화 및 밤꽃꿀 등이 이용되고 있는데 밤꽃꿀은 1.95 내외로 가장 높았고, 아카시아꽃꿀 1.55 내외, 잡화꽃꿀은 이보다 낮은 1.43 내외를 나타내어 밀원별 차이가 뚜렷하게 나타났다. 따라서 F/G 비율을 활용한 벌꿀의 구분은 밀감꽃꿀을 제외한 나머지 밀원 확인이 가능한 것으로 보이며, 대표적 밀원으로 아카시아꽃, 잡화, 밤꽃 등은 F/G 비율의 특성이 뚜렷한 경향을 나타내어 탄소 동위원소 비율 분석과 병행하여 활용한다면 벌꿀의 구분에 효과적으로 활용될 것이라 판단된다.
또한 지정학적 위치를 근거로 하여 원산지별 차이를 살펴본 결과(Table 4), (호주, 멕시코) (멕시코, 뉴질랜드) (뉴질랜드, 폴란드, 슬로베니아, 이탈리아, 독일, 루마니아) (폴란드, 슬로베니아, 이탈리아, 독일, 루마니아, 미국, 쿠바) (캐나다) 등 5개 그룹으로 유의성이 인정되었다(p<0.01).
본 연구의 결과를 통해 유통되는 벌꿀의 구분에 효과적으로 활용될 것으로 사료되며, 기존 연구자들에 의해 보고된 벌꿀의 탄소 동위원소 비율 값의 결과 (5,35-41)와 유사한 경향으로 본 연구의 결과는 C3 식물 그룹 범위(−27- −21‰), C4 식물 그룹 범위(−19‰ 미만)로 확연한 차이를 나타냈다.
수입산(52종)은 원산지와 밀원에 관계없이 모두 순수 벌꿀의 범위를 나타내었는데, 뉴질랜드산의 경우 −24.87±0.47(−25.44- −23.53)‰, 호주산은 −24.38±0.36(−24.73- −23.91)‰으로 나타났다.
따라서 벌꿀의 주 밀원이 아카시아꽃, 잡화 및 밤꽃 등으로 이루어져있음을 확인하였다. 수입산의 경우에는 원산지에 따라 수거하였는데 국내에 판매되는 벌꿀은 뉴질랜드산이 전체의 42.3%로 가장 높게 나타났으며, 뒤를 이어 호주, 미국, 독일 등의 순으로 판매되는 경향이었다.
아메리카를 지역으로 하는 미국산은 −25.45±0.15 (−25.63- −25.27)‰, 캐나다산은 −24.24±0.02(−24.25- −24.23)‰, 쿠바산과 멕시코산은 각각 −26.80±0.16(−26.92- −26.69)‰, −25.87±0.13(−25.96- −25.77)‰으로 나타났다.
이러한 지정학적 위치를 근거로 하여 원산지별 차이를 살펴본 결과(Table 4), (호주, 뉴질랜드, 슬로베니아) (뉴질랜드, 슬로베니아, 이탈리아, 쿠바, 독일, 멕시코) (슬로베니아, 이탈리아, 쿠바, 독일, 멕시코, 루마니아) (미국, 폴란드) (캐나다) 등 5개 그룹으로 유의성이 인정되었다(p<0.01).
이와 같이 국내산 벌꿀의 대부분 밀원은 목본류로 나타나 초본류의 값을 나타내는 사양 벌꿀과 다른 결과를 나타냄에 따라 구분이 가능할 것으로 사료되나, 수입산 벌꿀은 밀원이 초본류 및 목본류가 고루 분포되어 있어 구분이 어려울 것으로 판단된다. 또한 세계 여러 나라의 서로 다른 지정학적 위치(경위도)와 대륙의 면적에 따라 그 기후 환경이 현저하게 다르기 때문에 각기 다른 환경에서 생장하는 식물은 근원이 달라질 수도 있으며, 같은 밀원일지라도 각기 다른 환경 조건에 의해 식물의 생리적 구조가 달라져 다른 구성을 나타낼 수 있을 것으로 보인다(31,47).
지역별 수소 동위원소 비율 값이 가장 높게 나온 지역은 제주 지역으로 −21.90±15.56(−33.37- +14.86)‰로 나타났고, 가장 낮게 나온 지역은 충북 지역으로 −43.73±10.50(−61.11- −28.24)‰을 나타내었다.
탄소 동위원소 비율은 C3 식물군이 −27- −21‰, C4 식물군이 −19‰ 이상인 것으로 크게 양분되는 현상을 보였다.
후속연구
3 이하의 경향을 나타내어 구분에 어려움이 있었다. 결론적으로 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 판단에 탄소 동위원소 비율이 활용 가능하며, 보다 정확한 결과를 도출하기 위해 보완적으로 F/G 비율 결과를 병행하여 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
43 내외를 나타내어 밀원별 차이가 뚜렷하게 나타났다. 따라서 F/G 비율을 활용한 벌꿀의 구분은 밀감꽃꿀을 제외한 나머지 밀원 확인이 가능한 것으로 보이며, 대표적 밀원으로 아카시아꽃, 잡화, 밤꽃 등은 F/G 비율의 특성이 뚜렷한 경향을 나타내어 탄소 동위원소 비율 분석과 병행하여 활용한다면 벌꿀의 구분에 효과적으로 활용될 것이라 판단된다.
따라서 벌꿀의 밀원에 따라 각기 다른 값을 나타내는 탄소 동위원소 비율만으로 확인이 어려울 경우, 국내산 벌꿀에는 F/G 비율 결과를 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
수소 동위원소 비율은 바다에서 발생하는 수증기가 위도 및 고도에 따라 증발하면서 무게가 무거운 물질은 빨리 가라앉고 가벼운 물질은 높이 올라가 멀리 이동하는 원리를 이용한 것이기 때문에 지정학적 위치상에서 보자면 바다와의 거리가 큰 영향을 미치며, 강수 조건, 주변 기후 환경(온도,습도), 식물의 신진 대사에 필요한 물의 순환 경로가 영향을 미친다(8,31,43-45). 따라서 지정학적 위치에 따라 서로 다른 경향을 나타내는 벌꿀의 수소 동위원소 비율이 원산지 확인 측면에서 활용이 가능할 것으로 사료된다. 그러나 위도가 일부 유사한 유럽과 중남미 지역의 수소 동위원소 비율은 각각의 범위가 서로 겹치는 경향을 나타내어 원산지 확인에 어려움을 나타내었다.
본 연구의 결과를 통해 유통되는 벌꿀의 구분에 효과적으로 활용될 것으로 사료되며, 기존 연구자들에 의해 보고된 벌꿀의 탄소 동위원소 비율 값의 결과 (5,35-41)와 유사한 경향으로 본 연구의 결과는 C3 식물 그룹 범위(−27- −21‰), C4 식물 그룹 범위(−19‰ 미만)로 확연한 차이를 나타냈다. 따라서 현재 벌꿀 제품 표시사항의 탄소 동위원소 비율 자율 표시제(42)에 관하여 보완적인 평가 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
EA-IRMS를 활용한 탄소 동위원소 비율 측정법은 13C16O2와 12C16O2의 이온빔을 무엇을 이용하여 분석하는가?
현재 통상적으로 벌꿀의 순수 여부 확인에 사용되고 있는 검사 방법은 AOAC(Association of Official Analytical Chemists: Official methods of analysis)에 등재된 EA-IRMS를 활용한 탄소 동위원소 비율 측정법(4)이다. 이 방법은 13C16O2와 12C16O2의 이온빔을 동위원소 분석기를 이용하여 비교 분석하는 것이며, 식물의 탄수화물을 생성시키는 광합성 경로에 따라 Calvin 광합성 사이클을 이용한 C3 식물군(−21‰ 이하) 및 Hatch-Slack 광합성 사이클을 이용하는 C4 식물군(−19‰ 이상)으로 분류되어 구분이 가능하다(5-7). 이러한 구분은 벌꿀의 밀원 확인에 이용될 수 있는데 벌꿀을 생산하는 밀원이 대부분 C3 식물로 이루어져 있기 때문이다.
국내 식품공전에 따르면 벌꿀류의 정의는?
국내 식품공전에 따르면 벌꿀류의 정의는 “꿀벌들이 꽃꿀, 수액 등 자연물을 채집하여 벌집에 저장한 것을 채밀한 것 또는 일벌의 인두선에서 분비되는 분비물을 그대로 또는 섭취가 용이하도록 가공한 것을 말한다.”로 되어 있으며, 식품 유형 중 벌꿀은 “꿀벌들이 꽃꿀, 수액 등 자연물을 채집하여 벌집에 저장한 것을 채밀한 것으로, 채밀 후 화분, 로얄젤리, 당류, 감미료 등 다른 식품이나 식품첨가물을 첨가하지 아니한 것을 말한다.
현재 통상적으로 벌꿀의 순수 여부 확인에 사용되고 있는 검사 방법은 무엇인가?
현재 통상적으로 벌꿀의 순수 여부 확인에 사용되고 있는 검사 방법은 AOAC(Association of Official Analytical Chemists: Official methods of analysis)에 등재된 EA-IRMS를 활용한 탄소 동위원소 비율 측정법(4)이다. 이 방법은 13C16O2와 12C16O2의 이온빔을 동위원소 분석기를 이용하여 비교 분석하는 것이며, 식물의 탄수화물을 생성시키는 광합성 경로에 따라 Calvin 광합성 사이클을 이용한 C3 식물군(−21‰ 이하) 및 Hatch-Slack 광합성 사이클을 이용하는 C4 식물군(−19‰ 이상)으로 분류되어 구분이 가능하다(5-7).
참고문헌 (47)
KFDA. Food Code. Korea Food and Drug Administration, Cheongwon, Korea. pp. 5.29.7 (2010)
EU Council. Council Directive 2001/110/EC of 20 December 2001 relating to honey. Off. J. Euro. Commun. L10: 47-52 (2002)
CODEX Alimentarius Commission Standards. CODEX STAN 12-1981, Rev.2. CODEX Alimentarius Commission Standards, Rome, Italia (2001)
AOAC International. Official method of analysis 18th ed., Method 998.12. Association of Official Analytical Chemists, Arlington, VA, USA (2010)
Padovan GJ, De JD, Rodrigues LP, Marchini JS. Detection of adulteration of commercial honey samples by the $^{13}C/^{12}C$ isotopic ratio. Food Chem. 82: 633-636 (2003)
Kelly S, Heaton K, Hoogewerff J. Tracing the geographical origin of food: The application of multi-element and multi-isotope analysis. Trends Food Sci. Tech. 16: 555-567 (2005)
Tracing Food Commodities in Europe. Tracing the origin of food. Available from: http://trace.eu.org Accessed April 18, 2005.
Hegerding L, Seidler D, Danneel HJ, Gessler A, Nowak B. Oxygen isotope-ratio-analysis for the determination of the origin of beef. Fleischwirtschaft 82: 95-100 (2002)
Schmidt O, Quilter JM, Bahar B, Moloney AP, Scrimgeour CM, Begley IS, Monahan FJ. Inferring the origin and dietary history of beef from C, N, and S stable isotope ratio analysis. Food Chem. 91: 545-549 (2005)
Camin F, Perini M, Colombari G, Bontempo L, Versini G. Influence of dietary composition on the carbon, nitrogen, oxygen and hydrogen stable isotope ratio of milk. Rapid Commun. Mass Sp. 22: 1690-1696 (2008)
Rossmann A, Reniero F, Moussa I, Schmidt HL, Versini G, Merle MH. Stable oxgen isotope content of water of EU data-bank wines from Italy, France, and Germany. Eur. Food Res. Technol. 208: 400-407 (1999)
Rossmann A. Determination of stable isotope ratios in food analysis. Food Rev. Int. 17: 347-381 (2001)
Calderone G, Naulet N, Guillou C, Reniero F, Cortes AIB. Analysis of the $^{13}C$ natural abundance of $CO_{2}$ gas from sparkling drinks by gas chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Sp. 19: 701-705 (2005)
Serra F, Guillou CG, Reniero F, Ballarin L, Cantagallo MI, Wieser M, Iyer SS, Hberger K, Vanhaecke F. Determination of the geographical origin of green coffee by principal component analysis of carbon, nitrogen, and boron stable isotope ratios. Rapid Commun. Mass Sp. 19: 2111-2115 (2005)
Stocker A, Rossmann A, Kettrup A, Bengsch E. Detection of royal jelly adulteration using carbon and nitrogen stable isotope ratio analysis. Rapid Commun. Mass Sp. 20: 181-184 (2006)
Kawasaki A, Oda H, Hirata T. Determination of strontium isotope ratio of brown rice for estimating its provenance. Soil Sci. Plant Nutr. 48: 635-640 (2002)
Branch S, Burke S, Evans P, Fairman B, Briche C. Aprelinminary study in determining the geographical origin of wheat using isotope ratio inductively coupled plasma mass spectrometry with $^{13}C$ , $^{15}N$ mass spctrometry. J. Anal. Atom. Spectrom. 18: 17-22 (2003)
Aramendia M, Marinas A, Marina J, Moreno J, Moalem M, Rallo L, Urbano F. Oxygen-18 measurement of Andalusian olive oils by continuous flow pyrolysis/isotope ratio mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Sp. 21: 487-496 (2007)
Perez AL, Smith BW, Anderson KA. Stable isotope and trace element profiling combined with classification models to differentiate geographic growing origin for three fruits: effects of subregion and variety. J. Agr. Food Chem. 54: 4506-4516 (2006)
Georgi M, Voerkeliu S, Rossmann A, Brassmann J, Schnitzler WH. Multielement isotope ratios of vegetables from integrated and organic production. Plant Soil 275: 93-100 (2005)
Kim EY, Kim JH, Lee NY, Kim SJ, Rhyu MR. Discrimination of geographical origin for astragalus root(Astragalus membranaceus) by capillary electrophoresis and near-infrared spectroscopy.Korean J. Food Sci. Technol. 35: 818-824 (2003)
Lee NY, Bae HR, Noh BS. Discrimination of geographical origin of mushroom (Tricholoma matsutake) using near infrared spectroscopy. Korean J. Food Sci. Technol. 38: 835-837 (2006)
Rho JH, Lee SM, Kim YB, Lee TS. Discriminating domestic soybeans from imported soybeans by 20 MHz pulsed NMR. Korean J. Food Sci. Technol. 35: 653-659 (2003)
Jeong MS, Lee SB. Discrimination of geographical origin for herbal medicine by mineral content analysis with energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer. Korean J. Food Sci. Technol. 40: 135-140 (2008)
Kim BN, Kim TJ, Cheigh HS. Minerals, HMF, and vitamins of honey harvested in Kangwon area. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 23: 675-679 (1994)
Bong YS, Lee KS, Shin WJ, Ryu JS. Comparison of the oxgen and hydrogen isotopes in the juices of fast-growing vegetables and show-growing fruits. Rapid Commun. Mass Sp. 22: 1-4 (2008)
Bong YS, Ryu JS, Lee KS. Characterizing the origins of bottled water on the South Korean market using chemical and isotopic compostions. Anal. Chim. Acta 631: 189-195 (2009)
Bong YS, Shin WJ, Lee AR, Kim YS, Kim KJ, Lee KS. Tracing the geographical origin of beefs being circulated in Korean markets based on stable isotopes. Rapid Commun. Mass Sp. 24: 155-159 (2010)
KFDA. Food Code. Korea Food and Drug Administration, Cheongwon, Korea. pp. 5.29.10-11 (2010)
Oh DH, Park JR. Studies on present status of oriental bee keeping and quality of oriental bee honey. Korean J. Apic. 17: 59-68 (2002)
Kim DW, Jung CE. Current status of beekeeping industry in Australia and Korea. Korean J. Apic. 22: 201-210 (2007)
Yoo EC, Kong YK, Yoon BS. A study on the improved analysis methods to determine adulterated honeys. Korean J. Apic. 25: 63-76 (2010)
Ruiz-Matute AI, Weiss M, Sammataro D, Finley J, Sanz ML. Carbohydrate composition of high fructose corn syrups (HFCS) used for bee feeding effect on honey composition. J. Agr. Food Chem. 58: 7317-7322 (2010)
Cabanero AI, Recio JL, Ruperez M. Liquid chromatography coupled to isotope ratio mass spectrometry: A new perspective on honey adulteration detection. J. Agr. Food Chem. 54: 9719-9727 (2006)
GonzaAlez MartoAn I, MarqueAs MacoAas E, SaAnchez SaAnchez J, GonzaAlez Rivera B. Detection of honey adulteration with beet sugar using stable isotope methodology. Food Chem. 61: 281-286 (1998)
Cho HJ, Ha YL. Determination of honey quality by near infrared spectroscopy. Korean J. Food Sci. Technol. 34: 356-360 (2002)
Simsek A, Bilsel M, Goren AC. $^{13}C/^{12}C$ pattern of honey from Turkey and determination of adulteration in commercially available honey samples using EA-IRMS. Food Chem. 130: 1115-1121 (2012)
Chung DH, Baek SH. Antibacterial activities of honeys on the Staphylococcus aureus. Korean J. Food Nutr. 15: 158-164 (2002)
KFDA. Self indication system operation for production and circulation of healthy honey. Available from: http://www.foodnara.go.kr/portal/site/kfdaportal Accessed July 31, 2009.
Schellenberg A, Chmielus S, Schlicht C, Camin F, Perini M, Bontempo M, Heinrich K, Kelly SD, Rossmann A, Thomas F, Jamin E, Horacek M. Multielement stable isotope ratios (H, C, N, S) of honey from different European regions. Food Chem. 121: 770-777 (2010)
Bong YS, Ryu JS, Lee KS. Application of stable isotopes to tracing geographical origin of food and to determining its authenticity. Econ. Environ. Geol. 42: 645-654 (2009)
Jung ME, Lee SK. Quality characteristics of various honeys from different sources. Korean J. Food Sci. An. 28: 263-268 (2008)
Sorkun K, Dogan C, Basoglu N, Gumus Y, Ergun K, Bulakeri N, Isik N. Physical, chemical, and microscopic anlyses in distinguishing natural and artificial honey produced in Turkey. Mellifera 2: 45-53 (2002)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.