선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구는 LC-MS/MS를 사용하여 시중에 판매되고 있는 국내산과 중국산 홍삼 농축액 안의 ginsenoside 함량을 분석 하였다. 여기서 얻은 데이터를 통계분석함으로써 원산지 판별이 어려운 국내산과 중국산의 홍삼 농축액을 판별할 수 있는지를 검토하고자 하였다.
- 따라서 위의 data를 주성분 분석 통계처리를 통하여 의심시료의 혼합비율을 알아내고자 하였다. Fig.
- 따라서 본 연구는 LC-MS/MS를 사용하여 시중에 판매되고 있는 국내산과 중국산 홍삼 농축액 안의 ginsenoside 함량을 분석 하였다. 여기서 얻은 데이터를 통계분석함으로써 원산지 판별이 어려운 국내산과 중국산의 홍삼 농축액을 판별할 수 있는지를 검토하고자 하였다.
제안 방법
- 국내산과 중국산 시판 홍삼 농축액의 원산지 판별을 위하여 LC-MS/MS의 data를 통계 처리해 보았다. 국내산 시판 홍삼 농축액과 중국산 시판 홍삼 농축액은 LC-MS/MS의 ginsenoside 함량 비교 결과 특정 ginsenoside에서 함량 차이를 크게 보여주었고, 이를 토대로 의심시료를 선정할 수 있었다.
- 본 실험에서 국내산 시판 홍삼 농축액과 중국산 시판 홍삼 농축액의 LC-MS/MS를 통하여 얻어진 data를 토대로 판별함수분석을 시행하였다.
- 원산지에 따른 홍삼 농축액의 ginsenoside 함량의 차이를 알아보기 위하여 시중에 판매되고 있는 국내산 홍삼 농축액 54종과 중국산 홍삼 농축액 47종을 LC-MS/MS로 분석하였다. 그 결과 국내산 홍삼 농축액과 중국산 홍삼 농축액 간의 ginsenoside 함량에 차이가 나타났다(Table 1, 2).
- 위의 결과를 토대로 LC-MS/MS data를 분석하여 국내산 시판 홍삼 농축액에서 중국산이 혼합되었다고 생각되는 시료를 4가지 선별해내었다.
- 의심시료의 혼합 비율을 판별하기 위해서 LC-MS/MS 데이터를 국내산과 중국산의 ginsenoside 함량을 각각 평균을 내어 각 혼합 비율대로 0에서 100%까지 20%의 비율로 섞어주었다. 이때, 혼합비율은 국내산과 중국산이 각각 10:0, 8:2, 6:4, 4:6, 2:8, 0:10으로 섞인 것이다.
- 질량분석기는 Agilent HPLC 1200 series (Agilent, Santa Clara, CA, USA)가 연결된 Q Trap 3200 (Applied Biosystem, Foster City, CA, USA)을 사용하였으며 column은 YMC C18 Column (reversed-phased column, I.D. 4.6×150 mm, particle size 3 µm, Allentown, PA, USA)을 사용하 였다.
대상 데이터
- Ginsenosides F11, 25OH-Rg3, Rg1, Re, Rf, Rh1, Rg2, Rc, Rd, Rh2, Rb2, Rb1, Rg3, Rk1, Rg5, Compound K, Ra1, F2, Ro, F1, Rg6, F4, Rk3, Rh4 표준물질은 앰보 연구소(Daejeon, Korea)에서 구매하였다. 질량분석기는 Agilent HPLC 1200 series (Agilent, Santa Clara, CA, USA)가 연결된 Q Trap 3200 (Applied Biosystem, Foster City, CA, USA)을 사용하였으며 column은 YMC C18 Column (reversed-phased column, I.
- 따라서 위의 국내산 10, 15, 19, 24의 4개 시료를 미지의 시료 1, 2, 3, 4로 선정하였다.
- 본 실험에서 사용된 시료는 모두 시중에서 판매되고 있는 국내산 홍삼 농축액과 중국산 홍삼 농축액이었다. 그러나 LC-MS/ MS 분석 data를 토대로 통계분석을 시행한 결과 국내산 홍삼 농축액에서 원산지가 의심되는 홍삼 농축액이 있을 것이라고 판단된다.
- 본 실험에서는 농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부와 국립농산물 품질관리원에서 수집한 국내산 54종과 중국산 47종 시판 홍삼 농축액을 제공받아 사용하였다.
- 지난 연구에서 Kim (19)등은 전자코를 사용하여 직접 제조한 중국산과 국내산 홍삼농축액의 혼합비를 사용하여 국내산과 중국산이 얼마나 혼합되었는지 판별하는 연구를 시행한 바 있다. 본 연구에서는 원산지가 분명한 직접 제조 홍삼 농축액이 아닌 시중에 판매되고 있는 홍삼 농축액으로 실험을 진행하였다.
- 중국산과 국내산의 홍삼 농축액이 원산지에 따라 ginsenoside 함유량이 얼마나 차이나는지 한눈에 보기 위하여 대표적인 중국산과 국내산의 홍삼 농축액 LC-MS/MS data를 Fig. 1으로 나타내었다. 그 결과 원산지가 다른 두 가지의 홍삼 농축액에서 ginsenoside의 peak가 다르게 나타나는 것을 뚜렷하게 확인할 수있었다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 반복하였고, 실험 데이터는 통계처리 프로그램인 SPSS (Statistical Package for the Social Sciences, version 20.0, Chicago, IL, USA)와 MATLAB (MathWorks, version 8.3, Natick, MA, USA)을 사용하여 정준 판별 함수 분석과 주성분 분석을 시행하였다.
이론/모형
- 이동상은 5 mM ammonium acetate/distilled water와 5 mM ammonium acetate/acetonitrile을 사용하였고 표준용액은 메탄올에 녹인 후 희석하여 사용하였다. 시료 주입방식은 infusion 방식을 사용하였으며(18), 각각의 성분에 대한 최적의 compound parameter 를 선택하였다.
성능/효과
- Ginsenoside Ra1, ginsenoside Rb1, ginsenoside Rg2, ginsenoside Re 등은 국내산 홍삼 농축액과 중국산 홍삼 농축액의 값의차이가 매우 크게 나타났고, 국내산 홍삼 농축액에서는 ginsenoside F2가 거의 대부분 검출되지 않은 반면에 중국산 홍삼 농축액의 경우에는 ginsenoside F2가 검출되었고, ginsenoside Rh2의 경우에도 ginsenoside F2와 같은 결과 값을 나타내었다. 이는 홍삼 농축액 제조 과정에서 생성된 것으로, ginsenoside F2와 Rh2는 국내 산과 중국산의 원산지 판별에 있어서 강력한 지표역할을 하는 것을 볼 수 있었다.
- 국내산 10 시료의 경우 국내산에서는 검출되지 않는 ginsenoside F2가 3.488 mmol 존재하였고, 국내산 15는 ginsenoside Ra1과 ginsenoside Rb1의 값이 국내산의 평균값에 월등하게 미치지 못하는 것을 확인할 수 있었다. 국내산 19 시료 역시 국내산에서 검출되지 않는 ginsenoside F2가 0.
- 488 mmol 존재하였고, 국내산 15는 ginsenoside Ra1과 ginsenoside Rb1의 값이 국내산의 평균값에 월등하게 미치지 못하는 것을 확인할 수 있었다. 국내산 19 시료 역시 국내산에서 검출되지 않는 ginsenoside F2가 0.412 mmol 존재함을 볼 수 있었으며, 국내산 24 시료는 국내산에서 검출되지 않는 ginsenoside Rh2가 0.467 mmol만큼 존재하는 것을 확인할 수 있었다.
- 국내산과 중국산 시판 홍삼 농축액의 원산지 판별을 위하여 LC-MS/MS의 data를 통계 처리해 보았다. 국내산 시판 홍삼 농축액과 중국산 시판 홍삼 농축액은 LC-MS/MS의 ginsenoside 함량 비교 결과 특정 ginsenoside에서 함량 차이를 크게 보여주었고, 이를 토대로 의심시료를 선정할 수 있었다. 또한, LC-MS/MS data를 정준 판별 분석과 주성분 분석을 통하여 원산지가 의심되는 시료를 검출할 수 있었고, 그 혼합 비율까지 추정할 수 있었다.
- 국내산과 중국산 시판 홍삼 농축액의 집단 중심점은 DF1의 방향으로 확연하게 분리되는 것을 확인할 수 있었으며, 미지의 시료의 집단 중심점은 국내산 홍삼 농축액의 집단 중심점과 가까웠지만 DF2 방향으로 분리되는 것을 확인할 수 있었다. 이때, 국내산 시판 홍삼 농축액 중 미지의 시료의 집단 중심점과 가까운 3가지의 시료는 원산지가 의심된다고 판별되었음을 Fig.
- 원산지에 따른 홍삼 농축액의 ginsenoside 함량의 차이를 알아보기 위하여 시중에 판매되고 있는 국내산 홍삼 농축액 54종과 중국산 홍삼 농축액 47종을 LC-MS/MS로 분석하였다. 그 결과 국내산 홍삼 농축액과 중국산 홍삼 농축액 간의 ginsenoside 함량에 차이가 나타났다(Table 1, 2).
- 1으로 나타내었다. 그 결과 원산지가 다른 두 가지의 홍삼 농축액에서 ginsenoside의 peak가 다르게 나타나는 것을 뚜렷하게 확인할 수있었다.
- 그 결과(Table 3) 국내산 시판 홍삼 농축액을 국내산 시판 홍삼 농축액으로 판별한 확률이 1.00인 경우가 4개, 0.99인 경우가 11개, 0.98인 경우가 3개 등 총 50개의 시료 중에 47개로 90% 이상의 확률이 36개, 80% 이상의 확률이 6개, 80% 미만의 확률이 총 5개로 나타났다. 반면 국내산 시판 홍삼 농축액을 원산지가 의심된다고 생각되는 시료로 판별한 경우는 3가지가 나타났다.
- 따라서 제 1 주성분의 값으로 추세선을 그려봄으로써 의심시료가 얼마나 혼합되었는지를 판별할 수있었는데, 혼합비율에 따른 반응식 PC1= −8.0414X(국내산 홍삼 농축액의 % 농도)+16.524로 나타났으며 상관계수(r2)는 0.9930으로 1에 근접하여 높은 정확도를 나타내었다.
- 또한 중국산 시판 홍삼 농축액을 중국산 시판 홍삼 농축액이라고 판별할 확률은 1.00이 46개, 0.66인 경우가 1개로 총 47개의 시료 중 47개로 판별되었다.
- 원산지가 의심되는 미지의 시료는 국내산 시판 홍삼 농축액의 위치보다는 DF2의 위쪽 방향으로 위치하는 것을 볼 수 있었으며, 집단 중심점은 DF1의 F값 −2.928, DF2의 F값 2.405이였다.
- 원산지에 따른 홍삼 농축액의 위치를 보면 국내산 시판 홍삼 농축액은 DF1의 왼쪽 방향에 모여있는 것을 확인할 수 있었으며 집단 중심점은 DF1의 F값 −3.328, DF2의 F값 −0.182이였다.
후속연구
- 그러나 LC-MS/ MS 분석 data를 토대로 통계분석을 시행한 결과 국내산 홍삼 농축액에서 원산지가 의심되는 홍삼 농축액이 있을 것이라고 판단된다. 이러한 결과를 볼 때, 한가지 분석방법으로 판정하기 보다는 전자코나 NIR이나 기타 다양한 분석기기를 통하여 원산지 판별을 상호 보정 한다면 열처리 과정이 많이 이루어지는 시료의 원산지 판별이 어려운 홍삼 농축액에 대한 좀 더 정확한 실험결 과를 얻을 수 있을 것이라고 사료된다.
- 지표물질로 생각한 ginsenoside의 F2와 Rh2등의 성분에 의하여 구분이 가능한 것으로 판단하였으나 통계 분석에서는 국내산 시료 중에서 중국산이 일부 혼입된 것으로 판단되는 시료가 존재 하거나 지표물질로 구분한 성분들 중에서도 의심시료가 아닌 국내산으로 판별되는 시료가 있었다. 향후 이에 대한 추가 반복 실험을 통하여 이에 대한 검증을 지속해야 할 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.