[논문]혈당상승억제 기능성 소재인 달맞이꽃종자 추출물의 지표물질 분석법의 통계적 검증에 대한 연구

박상욱; 방준석; 이원재

Abstract ▼ AI-Helper

Background: The use of the extracts from evening primrose seeds as a health functional food has been gradually increased. Therefore, the monitoring and screening process has been considerably required for its quality control. Objective: This study aimed to estimate the measurement uncertainty associ...

Background: The use of the extracts from evening primrose seeds as a health functional food has been gradually increased. Therefore, the monitoring and screening process has been considerably required for its quality control. Objective: This study aimed to estimate the measurement uncertainty associated with determination of penta-o-galloyl ${\beta}$-D-glucose (PGG) in extracts from evening primrose seeds by high-performance liquid chromatography. Methods: The sources of measurement uncertainty was expressed in accordance with mathematical/statistical theories of GUM & EURACHEM Guide. The expanded uncertainty was calculated by using the relative standard uncertainty between analytical result and sources of uncertainty in measurement (sample weight, final volume, extraction volume, standard solution, matrix and instrument etc). Results: In the results of 95% confidence interval, the uncertainty in measurement was $10,253.34{\pm}1,844.50{\mu}g/kg$ (k = 2.0). Conclusion: In this study, it showed that the value of uncertainty in measurement for determination of PGG in extracts from evening primrose seeds by HPLC has about 18.0% influence on PGG contents of the analytical results. The results would be very useful for the monitoring and screening of evening primrose seeds marketed in Korea for its quality control as dietary supplement.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 기능성 원료인 달맞이꽃종자 추출물을 이용하여 건강기능식품으로 시판되고 있는 식이보충제를 대상으로 식약처에서 고시⁹⁾하고 있는 건강기능식품공전 2-15. 달맞이꽃종자 추출물4)시험법에 따라 분석했으며, 각 단계에서 발생하는 실험적 오차요인들을 도출한 후 수리통계학적 관계식으로부터 산출된 불확도 값이 최종 시험결과값에 미치는 영향을 산정하고자 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 달맞이꽃종자 추출물의 지표성분인 PGG를 HPLC로 분석하는 방법을 GUM 지침¹¹⁾에 따라 불확도를 추정했다. 불확도 발생의 원인들로는 측정량 계산에 사용되는 시료의 무게, 시험용액 전량, 기기측정값 등이 작용했고, 개별 구성요소는 저울의 안정성, 분해능, 재현성, 표준품 순도, 분자량, 농도, 표준용액 희석, 검량선, 회수율 및 기기의 재현성을 고려했다.
불확도 발생의 원인들로는 측정량 계산에 사용되는 시료의 무게, 시험용액 전량, 기기측정값 등이 작용했고, 개별 구성요소는 저울의 안정성, 분해능, 재현성, 표준품 순도, 분자량, 농도, 표준용액 희석, 검량선, 회수율 및 기기의 재현성을 고려했다. 불확도의 산출은 GUM⁷⁾과 EURACHEM/CITAC¹⁰⁾에 근거하였고, 각 인자들은 A-type으로 산출된 표준불확도와 합성불확도를 산출했다. 그 결과 시료 중의 PGG의 함량과 시험 과정 중에 발생하는 불확도의 추정값은 10,253.

대상 데이터

본 연구를 위한 시료로 인증값을 가지는 인증표준시료(certified reference material, CRM)는 시판되지 아니하므로 이를 대신하여 국내 대형마트에서 판매 중인 달맞이꽃종자 추출물 식이보충제를 구입하여 사용하였다. 표준물질 PGG은 Sigma-Aldrich사(St.

데이터처리

불확도 요인은 크게 시료전처리(저울의 교정성적서 및 안정성, 분해능, 초자의 허용오차, 반복성, 온도팽창계수), 표준용액조제(표준물질 인증서, 저울의 교정성적서 및 안정성, 초자의 허용오차, 반복성, 온도팽창계수), 표준검량곡선, 시료 반복측정 및 회수율 측정으로 나누어 각각의 상대표준불확도와 자유도를 구하였다. 이렇게 얻은 불확도값에서 합성표준불확도와 포함인자(k)를 이용하여 확장불확도를 계산하고 측정불확도를 산출하였다.
측정불확도의 산출을 위해 GUM⁷⁾과 EURACHEM¹⁰⁾측정 모델량을 선정하여 불확도 인자를 검토한 후, 요인별 표준불확도 및 자유도 계산을 통해 합성불확도를 구하였다. 불확도 요인은 크게 시료전처리(저울의 교정성적서 및 안정성, 분해능, 초자의 허용오차, 반복성, 온도팽창계수), 표준용액조제(표준물질 인증서, 저울의 교정성적서 및 안정성, 초자의 허용오차, 반복성, 온도팽창계수), 표준검량곡선, 시료 반복측정 및 회수율 측정으로 나누어 각각의 상대표준불확도와 자유도를 구하였다.

성능/효과

0%로 산정되었다. 또한, 각 시험과정에서 발생하는 불확도 요인의 기여도를 확인한 결과, 표준물질을 이용하여 표준용액 조제 시 27.2%로써 가장 컸으며, 그 다음은 직선성에서 23.1%, 기기재현성에서 12.4%, 시험용액 조제 시 11.4%의 기여도를 보였다. 불확도 산정에 대한 본 연구결과가 국내 식이보충제로 시판되고 있는 달맞이꽃종자 추출물의 분석 모니터링을 통한 품질관리의 기초적 자료로 유용하게 사용되리라 기대한다.
불확도의 산출은 GUM⁷⁾과 EURACHEM/CITAC¹⁰⁾에 근거하였고, 각 인자들은 A-type으로 산출된 표준불확도와 합성불확도를 산출했다. 그 결과 시료 중의 PGG의 함량과 시험 과정 중에 발생하는 불확도의 추정값은 10,253.34 ± 1,844.50 μg/g (신뢰수준 약 95%, k = 2.0 일 때)로서 시험 전과정에서 발생하는 불확도 추정은 함량 측정값의 18.0%로 산정되었다. 또한, 각 시험과정에서 발생하는 불확도 요인의 기여도를 확인한 결과, 표준물질을 이용하여 표준용액 조제 시 27.

후속연구

그 일환으로 본 연구에서와 같이 식이유래 혈당상승 억제에 도움이 될 수 있는 기능성 원료인 달맞이꽃종자 추출물 유래 식이보충제의 임상적 사용 활성화가 요청되고 있다. 식이보충제 제품의 품질관리를 향상시키기 위해, 본 연구의 달맞이꽃종자 추출물 중 주요 지표물질인 PGG 분석방법의 정밀성을 높이기 위해 표준물질을 이용한 표준원액의 조제와 검량선의 작성 및 기기의 재현성 등 주요 인자들을 집중 관리함으로 오차를 최소화 할 수 있는 방안이 적극적으로 모색되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	달맞이꽃종자 추출물은 어떤 과정을 통해 만들어지는가	“달맞이꽃종자 추출물”은 달맞이꽃(Oenothera biennis L.)의 종자를 압착하거나 또는 헥산을 이용해 지방을 제거한 후 60%의 주정으로 추출해서 농축 및 분무건조과정을 통해 제조 되며, 지표성분은 폴리페놀과 penta-o-galloyl beta-D-glucose(PGG)로서 각 함량이 60~70%, 2~2.8%가 되도록 표준화되어 있다.
	혈당수치가 약간 높은 사람에게 달맞이꽃종자 추출물은 어떤 효과를 보이는가	1) 음식물로부터 섭취된 전분은 α-glucosidase에 의해 포도당으로 분해되어 흡수되는데 달맞이꽃종자 추출물은 효소α-glucosidase의 활성을 저해하여 전분의 소화와 흡수를 낮춰줌으로써 식후 혈당수치의 상승을 완화시켜주는 것이 동물시험에서 관찰되었다.2-4) 더불어, 혈당수치가 약간 높은 사람을 대상으로 달맞이꽃종자 주정추출물의 효과를 비교한 연구에서 본 추출물이 식후 혈당수치의 상승속도를 저해하고, 공복혈당(FPG)과 당화혈색소(HbA1C)의 수치를 개선하는데 유효함이 확인되었다.5) 이에, 2012년 식품의약품안전처(이하 식약처)에서는 달맞이꽃종자 추출물에 대해서 “식이유래 혈당상승 억제에 도움을 줄 수 있음”이라는 기능성을 인정하였으며, 기반연구와 인체적용연구의 수가 충분하지는 않으나 그 결과에 일관성이 있으므로 “기타기능 II” 등급에 해당한다고 고시하였다.
	달맞이꽃종자 추출물의 지표성분은 무엇인가	“달맞이꽃종자 추출물”은 달맞이꽃(Oenothera biennis L.)의 종자를 압착하거나 또는 헥산을 이용해 지방을 제거한 후 60%의 주정으로 추출해서 농축 및 분무건조과정을 통해 제조 되며, 지표성분은 폴리페놀과 penta-o-galloyl beta-D-glucose(PGG)로서 각 함량이 60~70%, 2~2.8%가 되도록 표준화되어 있다.1) 음식물로부터 섭취된 전분은 α-glucosidase에 의해 포도당으로 분해되어 흡수되는데 달맞이꽃종자 추출물은 효소α-glucosidase의 활성을 저해하여 전분의 소화와 흡수를 낮춰줌으로써 식후 혈당수치의 상승을 완화시켜주는 것이 동물시험에서 관찰되었다.

참고문헌 (11)

Ministry of Food and Drug Safety (MFDS). A notice from 2012-108, Chungcheongbuk-do, Republic of Korea, 2012.
Michio AK, Hiroyuki A, Yasuhiro S, et al. Effect of an extract from evening-primrose seeds on postprandial blood glucose level and its active components. Jpn Soc food Sci Tech J 2003;50:180-7.

상세보기
Dwek RA, Butters TD, Platt FM, et al. Targeting glycosylation as a therapeutic approach. Nat Rev Drug Discov 2002;1:65-75.

상세보기
Sancheti S, Lee H, Lee JE, et al. Screenign of korean medicinal plant extracts for ${\alpha}$ -glucosidase inhibitory activities. Iran J Pharm Res 2011;10:261-4.
Ministry of Food and Drug Safety (MFDS). Information for health functional food 2008. Submission of manuscript. Available at http://www.foodnara.go.kr/hfoodi/. Accessed December 20, 2015.
Chwae, JH. Study on international accreditation for residue analysis and uncertainty in measurement. Korean Soc Environ Agri 2009; 1:105-15.
ISO/IEC Guide 2008. Guide to the expression of uncertainty in measurement. Submission of manuscript. Available at http://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso-iec:guide:98:-3:ed-1:v2:en. Accessed December 20, 2015.
Michael T, Ellison LRS, Roger W. International Union of Pure and Applied Chemistry. Harmonized Guidelines for Single-Laboratory Validation of Methods of Analysis. J Pure Appl Chem 2002;4:835-55.
Ministry of Food and Drug Safety (MFDS). A notice from 2014-204, Chungcheongbuk-do, Republic of Korea, 2014.
EURACHEM/CITAC Guide 2007. Measurement uncertainty arising form sampling. Submission of manuscript. Available at http://eurachem.org/images/stories/Guides/pdf/Ufs_2007. Accessed December 20, 2015.
International Union of Pure and Applied Chemistry. Commission on atomic weight an isotopic abundances. J Phys Chem Ref 1993;22: 1571-84.

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