본 연구는 국내 외에서 생산된 다양한 벌꿀에 대한 품질특성을 비교 분석하고, 국내 유통 벌꿀의 과학적 벌꿀 관리를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 이를 위한 분석은 수집된 벌꿀을 대상으로 하여 안정탄소동위원소비율, 수분함량, 전화당 및 자당 함량, HMF 함량을 측정하였다. 안정탄소동위원소비율은 밀원에 따라 -25.18 - -12.60‰ 범위로 $C_4$ 식물군인 사양꿀을 제외하면 모든 벌꿀이 순수벌꿀로 유통되었다. 수분함량은 18.12-19.70% 범위로 식품공전 및 Codex 기준치에 충족하였다. 벌꿀의 당 함량은 fructose의 경우 36.10-43.94% 범위, glucose의 경우 22.61-31.91% 범위로 전화당 함량이 64.89-72.79% 범위를 나타내어 기준치에 충족하였다. Sucrose 함량 역시 1.56-4.75%로 기준치에 모든 벌꿀이 충족하였다. HMF 함량은 국내산의 경우 0.11-48.85 mg/kg 수준, 수입산의 경우는 4.10-78.66 mg/kg 수준을 나타내어 기준치에 적합하였다. 결론적으로 국내 유통 벌꿀을 수집하여 품질을 비교 분석한 결과, 모든 벌꿀이 우리나라 식품공전상 규정하고 있는 기준치에 충족한 결과를 나타내었지만, 긴 유통과정을 거치는 수입산 벌꿀의 경우 HMF 함량이 4.10-78.66 mg/kg 수준으로 국제기구인 Codex의 기준치인 40 mg/kg 이하에 일부 벌꿀이 초과하였고, 식품공전 상 기준치인 80 mg/kg 이하에 근접한 결과를 나타내었다. 따라서 국내에 유통 판매되는 벌꿀의 품질수준을 높이기 위해서는 당 및 HMF 함량 등 품질지표가 될 수 있는 구성성분에 대한 국제적 수준 또는 국내 실정에 적합한 벌꿀의 규격 관리가 마련되어야할 것으로 판단된다.
본 연구는 국내 외에서 생산된 다양한 벌꿀에 대한 품질특성을 비교 분석하고, 국내 유통 벌꿀의 과학적 벌꿀 관리를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 이를 위한 분석은 수집된 벌꿀을 대상으로 하여 안정탄소동위원소비율, 수분함량, 전화당 및 자당 함량, HMF 함량을 측정하였다. 안정탄소동위원소비율은 밀원에 따라 -25.18 - -12.60‰ 범위로 $C_4$ 식물군인 사양꿀을 제외하면 모든 벌꿀이 순수벌꿀로 유통되었다. 수분함량은 18.12-19.70% 범위로 식품공전 및 Codex 기준치에 충족하였다. 벌꿀의 당 함량은 fructose의 경우 36.10-43.94% 범위, glucose의 경우 22.61-31.91% 범위로 전화당 함량이 64.89-72.79% 범위를 나타내어 기준치에 충족하였다. Sucrose 함량 역시 1.56-4.75%로 기준치에 모든 벌꿀이 충족하였다. HMF 함량은 국내산의 경우 0.11-48.85 mg/kg 수준, 수입산의 경우는 4.10-78.66 mg/kg 수준을 나타내어 기준치에 적합하였다. 결론적으로 국내 유통 벌꿀을 수집하여 품질을 비교 분석한 결과, 모든 벌꿀이 우리나라 식품공전상 규정하고 있는 기준치에 충족한 결과를 나타내었지만, 긴 유통과정을 거치는 수입산 벌꿀의 경우 HMF 함량이 4.10-78.66 mg/kg 수준으로 국제기구인 Codex의 기준치인 40 mg/kg 이하에 일부 벌꿀이 초과하였고, 식품공전 상 기준치인 80 mg/kg 이하에 근접한 결과를 나타내었다. 따라서 국내에 유통 판매되는 벌꿀의 품질수준을 높이기 위해서는 당 및 HMF 함량 등 품질지표가 될 수 있는 구성성분에 대한 국제적 수준 또는 국내 실정에 적합한 벌꿀의 규격 관리가 마련되어야할 것으로 판단된다.
This study was carried out to examine the quality properties of honey in Korean commercial markets. The moisture content, stable carbon isotope ratio, invert sugar, cane sugar, and hydroxy-methylfurfural (HMF) contents of honey were measured according to the Korea Food Code and AOAC's (Association o...
This study was carried out to examine the quality properties of honey in Korean commercial markets. The moisture content, stable carbon isotope ratio, invert sugar, cane sugar, and hydroxy-methylfurfural (HMF) contents of honey were measured according to the Korea Food Code and AOAC's (Association of Official Analytical Chemists) official methods. The stable carbon isotope ratio ranged from -25.18‰ to -12.60‰, which clearly differed between honey of $C_3$ origin (flower) and $C_4$ origin (artificial). Results of quality measurements revealed a moisture content of 18.12 to 19.70%, fructose content of 36.10 to 43.94%, glucose content of 22.61 to 31.91%, sucrose content of 1.56 to 4.75%, invert sugar content of 64.89 to 72.79%, and HMF content of 4.10 to 78.66 mg/kg. These values demonstrate that the quality of the tested honey meets the standard criteria of the Korean Food Code and Codex. However, it is necessary to reconsider the appropriate criteria for imported honey because it is circulated in the market through a long distribution process.
This study was carried out to examine the quality properties of honey in Korean commercial markets. The moisture content, stable carbon isotope ratio, invert sugar, cane sugar, and hydroxy-methylfurfural (HMF) contents of honey were measured according to the Korea Food Code and AOAC's (Association of Official Analytical Chemists) official methods. The stable carbon isotope ratio ranged from -25.18‰ to -12.60‰, which clearly differed between honey of $C_3$ origin (flower) and $C_4$ origin (artificial). Results of quality measurements revealed a moisture content of 18.12 to 19.70%, fructose content of 36.10 to 43.94%, glucose content of 22.61 to 31.91%, sucrose content of 1.56 to 4.75%, invert sugar content of 64.89 to 72.79%, and HMF content of 4.10 to 78.66 mg/kg. These values demonstrate that the quality of the tested honey meets the standard criteria of the Korean Food Code and Codex. However, it is necessary to reconsider the appropriate criteria for imported honey because it is circulated in the market through a long distribution process.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
제안 방법
시료는 국내에 유통 중인 벌꿀을 대상으로 원산지 및 밀원에 따라 인터넷 쇼핑몰 및 대형마트에서 구매하였다. 구매한 벌꿀은 안정탄소동위원소비율 측정을 이용해 순수여부를 확인하였다. 분석에 사용된 벌꿀은 국내산의 경우, 아카시아꿀(KAC, 10점), 잡화꿀(KPF, 10점), 밤꽃꿀(KCN, 10점), 사양꿀(KAF, 10점) 등 40점, 수입산은 뉴질랜드산으로 마누카꿀(NMN, 10점), 잡화꿀(NPF, 5점), 루마니아산으로 아카시아꿀(RAC, 5점), 호주산으로 잡화꿀 (APF, 5점), 레더우드꿀(ALW, 5점), 독일산으로 아카시아꿀(GAC, 5점), 이탈리아산으로 밤꿀(ICN, 5점) 등 40점, 총 80점을 분석에 사용하였다.
45 µm 멤브레인 필터로 여과하여 시험용액으로 사용하였다. 기기는 Waters HPLC system (e2695, Waters) 을 이용하여 분석하였다. 이때 HPLC 조건은 Xbridge C18 (4.
45 µm 멤브레인 필터로 여과하여 시험용액으로 사용하였다. 기기는 Waters HPLC system (e2695, Waters, Milford, MA, USA)을 이용하여 분석하였다. 이때 HPLC 조건은 Prevail Carbohydrate ES (4.
이는 Calvin 광합성 사이클을 이용한 C3 식물군(−21‰ 이하)과 Hatch-Slack 광합성 사이클을 이용하는 C4 식물군(−19‰ 이상)으로 분류되며, 이러한 구분은 벌꿀의 밀원 확인에 이용된다(11,15,16). 따라서 수집된 벌꿀의 순수 여부를 확인하기 위해 안정탄소동위원소비율을 측정 하였다.
수분함량 측정은 시료를 잘 섞고 20 ℃를 유지하면서 압베굴절기(NAR-1T, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 굴절률을 측정하고 식품공전에 명시된 온도에 따른 보정 값을 적용한 후 수분환산 표에 따라 수분함량을 산출하였다(1).
안정탄소동위원소비율 값은 relative delta per mil (d‰)을 단위로 하여 표준물질인 Vienna Pee Dee Belemnite (VPDB)의 안정 탄소동위원소비율에 대한 시료의 안정탄소동위원소비율을 환산하여 다음 계산식에 의하여 산출하였다.
이는 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 표준 기체(δ13C: CO2)와 함께 He을 운반 기체로 하여 안정동위원소 질량 분석기에 주입되어 안정탄소동위원소 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 µL로 하여 굴절계검출기(2414, Waters, Milford, MA, USA)를 사용하여 분석하였다.
이때 HPLC 조건은 Xbridge C18 (4.6×250 mm, 5 µm, Waters, Dublin, Ireland) 컬럼을 사용하였고, 컬럼 온도는 40℃, 이동상은 메탄올:증류수(10:90, v/v)를 사용하여 분당 1.0 mL 속도로 유지시켰으며 주입량은 20 µL로 하여 UV/Vis 검출기(2489, Waters)를 사용하여 분석하였다.
이러한 측면에서 본 연구는 국내에서 유통되는 다양한 벌꿀을 수집하여 품질평가 지표로 활용되는 수분 함량, 안정탄소동위원소비율, 당 조성 및 HMF 함량을 비교 · 조사하였다.
0 mL 속도로 유지시켰으며 주입량은 20 µL로 하여 UV/Vis 검출기(2489, Waters)를 사용하여 분석하였다. 표준용액은 HMF (Wak℃hemical, Osaka, Japan)를 사용하여 100 mg/L의 stock solution을 조제한 후 0.5, 1, 2.5, 5 및 10 mg/L의 농도로 희석하여 측정된 결과로 부터 작성된 검량선을 이용하여 HMF 함량을 계산하였다.
0 mL 속도로 유지시켰으며 주입량은 10 µL로 하여 굴절계검출기(2414, Waters, Milford, MA, USA)를 사용하여 분석하였다. 표준용액은 glucose, fructose 및 sucrose (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 사용하여 1%의 stock solution을 조제한 후 0.25, 0.5 및 1%의 농도로 희석하여 측정된 결과로 부터 작성된 검량선을 이용하여 전화당 및 자당 함량을 계산하였다.
대상 데이터
분석에 사용된 가스는 운반 기체로 헬륨(He, Donga Industrial Gas, Seoul, Korea), 표준 기체는 이산화탄소(CO2, Donga Industrial Gas)로 순도 99.999% 이상인 것을 사용하였다. 표준물질은 국제 원자력 기구(IAEA: International Atomic Energy Agency)에서 인증된 것으로 IAEA-CH-6 [(Sucrose: −10.
구매한 벌꿀은 안정탄소동위원소비율 측정을 이용해 순수여부를 확인하였다. 분석에 사용된 벌꿀은 국내산의 경우, 아카시아꿀(KAC, 10점), 잡화꿀(KPF, 10점), 밤꽃꿀(KCN, 10점), 사양꿀(KAF, 10점) 등 40점, 수입산은 뉴질랜드산으로 마누카꿀(NMN, 10점), 잡화꿀(NPF, 5점), 루마니아산으로 아카시아꿀(RAC, 5점), 호주산으로 잡화꿀 (APF, 5점), 레더우드꿀(ALW, 5점), 독일산으로 아카시아꿀(GAC, 5점), 이탈리아산으로 밤꿀(ICN, 5점) 등 40점, 총 80점을 분석에 사용하였다.
시료는 국내에 유통 중인 벌꿀을 대상으로 원산지 및 밀원에 따라 인터넷 쇼핑몰 및 대형마트에서 구매하였다. 구매한 벌꿀은 안정탄소동위원소비율 측정을 이용해 순수여부를 확인하였다.
표준물질은 국제 원자력 기구(IAEA: International Atomic Energy Agency)에서 인증된 것으로 IAEA-CH-6 [(Sucrose: −10.449±0.033‰VPDB, IAEA, Vienna, Austria)을 사용하였다.
데이터처리
1)Means with the same lettered superscripts in a column are not significantly different at the 5% level by Duncan’s multiple range test.
즉, 데이터 간의 유의차는 One way ANOVA의 Duncan’s multiple range test를 통해 p<0.05 수준에서 검증하였다.
통계 분석은 SPSS ver. 19 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 소프트웨어를 이용하여 측정하였다. 즉, 데이터 간의 유의차는 One way ANOVA의 Duncan’s multiple range test를 통해 p<0.
이론/모형
벌꿀의 HMF 함량은 식품공전의 액체크로마토그래피법에 따라 측정하였다(1). 50 mL의 메스플라스크에 시료 5g을 정밀히 달아 증류수로 정용한 후 0.
벌꿀의 전화당 및 자당 함량은 식품공전의 액체크로마토그래피법에 따라 측정하였다(1). 100 mL의 메스플라스크에 시료 1g을 정밀히 달아 증류수 25 mL로 넣어 녹이고, 아세토니트릴로 표선까지 정용한 후 0.
분석에 사용된 벌꿀의 순수여부 확인을 위하여 AOAC에 등재된 벌꿀의 안정탄소동위원소비율 분석법을 활용하였다(14). 분석 기기는 원소분석기(Elemental analyzer (EA), Vario micro cube, Elementar, Hanau, Germany)가 장착된 안정동위원소 질량 분석기 (Isotope ratio mass spectrometer (IR-MS), Isoprime, Cheadle, UK)를 사용하였다.
5% 수준이라 보고한바 있다. 따라서 기존 연구와 더불어 본 연구의 결과는 수분함량 20% 내외로서 국내 품질 규격 관리가 비교적 양호한 것으로 판단된다.
70% 수준이라 보고한 바 있다. 따라서 기존 연구의 전화당 함량 조사 결과와 본 연구의 결과는 유사한 결과이며, 식품공전 및 Codex 기준에 적합한 결과로서 전화당 함량 역시 국내 품질 규격 관리가 비교적 양호한 것으로 판단된다.
또한, Padovan 등(11)의 순수벌꿀(−27‰)과 고과당 옥수수 시럽(HFCS, high fructose corn syrup (−12- −9‰)) 간의 차이와도 유사하였다. 따라서 상기 연구결과를 근거로 본 연구에서 수집된 벌꿀의 순수여부는 사양꿀을 제외하고 꽃을 밀원으로 하는 벌꿀 모두가 순수벌꿀로 유통됨을 확인하였다.
즉 fructose 함량이 높을 경우 무수물을 선호하여 자유수에 대한 용해도를 증가시켜 결정화를 감소시키고, fructose 함량이 낮은 경우 수화물을 선호하여 자유수의 함량이 낮게 되어 결정화가 증가되는 것이다. 따라서 수분함량의 결과는 벌꿀 전체 가용성분의 60% 이상인 당류에 상당한 영향을 끼칠 것으로 판단된다.
우리나라 식품공전의 수분함량 기준 및 규격은 20% 이하로 규정 되어 있으며(1), EU 및 Codex에서도 20% 이하로 규정되어 있다 (2,3). 따라서 수집된 벌꿀은 국내는 물론 국제적인 수준에도 부합하는 결과를 확인할 수 있었다. 이처럼 20% 이하의 기준이 설정된 이유는 벌꿀 고유의 흡습성이 기인하는데, 20% 이상의 수분을 함유할 경우, 효모에 의한 발효가 일어나기 쉽고 결정화에도 큰 영향을 미쳐 벌꿀의 품질에 큰 영향을 끼치기 때문이다(13).
00%라 보고한 바 있어 본 연구의 sucrose 함량 수준과 유사한 경향이었다. 또한, 식품공전 및 Codex의 기준 함량인 7 및 5%에 모두 만족하여 품질 면에서 문제가 없는 것으로 판단된다. Sucrose는 벌의 타액 속에 함유되어 있는 효소의 작용으로 fructose와 glucose로 분해되어 꿀의 주성분을 이룬다.
본 연구에서 수집한 벌꿀의 fructose 함량은 36.10-43.94% 범위로 (KAC, KCN, RAC) (KCN, RAC, GAC) (GAC, NMN, KPF, APF) (NMN, KPF, APF, NPF, ICN, ALW) (KAF)의 5개 그룹으로 유의성이 인정되었다(p<0.05).
우리나라 식품공전에서 규정하고 있는 벌꿀 중 HMF 함량 기준치는 80 mg/kg 이하이며, 국제기구인 Codex에서는 40 mg/kg 이하(열대지역의 경우만 80 mg/kg 이하)로 다소 낮은 함량으로 규정하고 있다. 본 연구에서는 국내산의 경우 순수벌꿀은 0.11-19.65 mg/kg 범위, 사양벌꿀은 2.88-48.85 mg/kg 범위로 식품공전 기준치에 적합한 수준이지만, 사양벌꿀 2종에서 Codex 기준치를 초과하였다. 수입산의 경우에도 4.
05). 이러한 결과에서 순수벌꿀이 아닌 사양벌꿀이 fructose 함량에서 확연한 유의적 차이를 나타내었고, 밀원별로는 잡화 및 밤꿀보다 아카시아꿀이 더 높은 함량을 나타내었다. Glucose 함량의 경우에는 전체적으로 밤꿀이 낮은 함량을 나타내었다.
05). 전화당 결과를 통해 밀원 별 차이를 명확히 확인할 수는 없지만, 전체적으로 밤꿀이 가장 낮은 결과를 나타내었다. 이는 상대적으로 glucose 함량이 낮았던 결과로 비춰볼 수 있다.
국내 식품공전에 따르면 벌꿀의 정의는 “꿀벌들이 꽃꿀, 수액등 자연물을 채집하여 벌집에 저장한 것을 채밀한 것으로, 채밀후 화분, 로얄젤리, 당류, 감미료 등 다른 식품이나 식품첨가물을 첨가하지 아니한 것을 말한다.”로 기술하고 있다.
밀원의 종류에 따라 벌꿀은 어떻게 생산되는가?
이와 같이 벌꿀의 조성은 밀원의 종류, 기후, 환경조건 등 생산되는 지역의 특성에 기인하여 성분 함량 측면에서 차이를 확인할 수 있다. 또한, 벌꿀의 주성분은 당류가 60% 이상, 수분이 20% 내외, 그 외 영양성분으로서 단백질, 산, 미네랄 등이 공통 적으로 함유되어 있으며(12), 각각의 밀원에 따라 색, 향기, 맛 등이 독특하게 나타내어 클로버, 감귤, 싸리, 아카시아, 밤, 감, 메밀 및 유채벌꿀 등 다양하게 생산되고 있다(13). 아울러 벌꿀은 주로 단당류로 이루어져 있고 산성을 띄기 때문에 가공·유통시 물리적인 열 또는 장시간 저장에 의해 fructose와 같은 단당류가 hexose로부터 탈수 반응이 일어나 품질에 영향을 미칠 수있는 HMF가 생성된다(13).
벌꿀의 기준 및 규격은 어떻게 규정되는가?
”로 기술하고 있다. 벌꿀의 기준 및 규격은 수분(20% 이하), 물불용분(0.5% 이하), 산도(40 meq/kg 이하), 전화당(60% 이상), 자당(7% 이하), hydroxy methyl furfural (HMF, 80 mg/kg 이하), 타르색소(검출되어서는 아니 된다), 인공감미료(검출되어서는 아니 된다)로 규정하고 있다(1). 아울러, EU 및 Codex 등의 국제기구에서도 벌꿀의 기준 및 규격을 국내의 식품공전과 유사하게 설정하고 있다(2,3).
참고문헌 (23)
MFDS. Food Code. Notification 2013-204. Ministry of Food and Drug Safety, Cheongju, Korea (2013)
European Union. Council Directive 2001/110/EC of 20 December 2001 relating to honey. Off. J. Euro. Commun. L10: 47-52 (2002)
Codex. Codex stan 12-1981, Rev.2. Codex Alimentarius Commission Standards. Codex Alimentarius Committee, Rome, Italia (2001)
Cho HJ, Ha YL. Determination of honey quality by near infrared spectroscopy. Korean J. Food Sci. Technol. 34: 356-360 (2002)
Choi CH, Kim JH, Kwon KH, Kim YJ. Development of a portable quality evaluation system for bee-honeys by using near infrared spectroscopy. Korean J. Food Preserv. 18: 156-164 (2011)
Paik WK, Kwak AK, Oh YJ, Lee ML, Sim HS. Studies on the chemical characteristics of hairy vetch (Vicia villosa Roth) honey produced in Korea. Korean J. Apic. 28: 345-354 (2013)
Yun JS, Jeon HS, Kim IS, Lee HJ, Lee HJ, Hyun JY, Kim JB. Simultaneous determination of fructose, glucose, and sucrose in honey and commercial drinks by GC and GC/MS. Korean J. Food Sci. Technol. 45: 537-544 (2013)
Cho YJ, Kim JY, Chang MI, Kang KM, Park YC, Kang I, Do JA, Kwon K, Oh JH. A study on stable isotope ratio of circulated honey in Korea. Korean J. Food Sci. Technol. 44: 401-410 (2012)
Kang KM, Yoo B. Dynamic rheological properties of honeys at low temperatures as affected by moisture content and temperature. Korean J. Food Sci. Biotechnol. 17: 90-94 (2008)
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)
Lee ML, Kim HK, Lee MY, Choi YS, Kim HB, Chung HG, Kim SH. Antioxidant and antibacterial capacity of chestnut (Castanea crenata var. dulcis) honey produced in Korea. Korean J. Apic. 22: 147-152 (2007)
Kim ES, Rhee CO. Comparison of quality attributes of Korean native-bee honey and foreign-bee honey by K/Na ratio. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 25: 672-679 (1996)
AOAC. Official Method of Analysis of AOAC 18th ed. Method 998.12. Association of Official Analytical Chemists, Arlington, VA, USA (2010)
Calvin M, Bassham JA. The photosynthesis of carbon compounds. W.A. Benjamin Inc., Newyork, NY, USA. pp. 8-67 (1962)
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)
Hawer WD, Ha JH, Nam YJ. The quality assessment of honey by stable carbon isotope analysis. Anal. Sci. Technol. 5: 229-234 (1992)
Lee SM, Hong JY, Park EJ, Kim JI. Analysis of important quality-related components in honeys collected in Incheon metropolitan area. Korean J. Vet. Serv. 30: 23-32 (2007)
Jung ME, Lee SK. Quality characteristics of various honeys from different sources. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 28: 263-268 (2008)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.