리놀레인산 자동산화에 미치는 페놀계 산화방지제의 활성 및 잔존량 평가 Assessment of Antioxidant Activity and Residue Level of Phenolic Antioxidants in Autoxidation of Linoleic Acid원문보기
본 연구는 리놀레인산에 7종의 산화방지제를 각각 0.02% 농도로 첨가하여 $50^{\circ}C$의 dry oven에서 8일간 자동산화 시키면서 이들 산화방지제의 잔존량 및 산화안정성을 측정하였다. 잔존량은 HPLC를 사용하여 측정하였으며, 산화안정성은 과산화물가를 이용하여 분석하였다. 잔존량은 0일째(100%)에서 시간에 따른 변화율을 측정하였고, 또한 잔존량을 이용하여 100-잔존량(%)으로 손실률(%)을 계산하였다. 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계를 분석하여 연관성을 확인하였다. 잔존량 분석 결과 tert-butylhydroquinone(TBHQ)> dodecyl gallate(DG)> octyl gallate(OG)> propyl gallate(PG)> butylated hydroxyanisole(BHA)> 2,4,5-trihydroxybutyrophenone(THBP)> butylated hydroxytoluene(BHT) 순으로 낮은 잔존량을 나타내었으나, BHA 같은 경우 다른 실험군에 비해 8일째의 잔존량이 4일째의 잔존량에 비하여 감소량이 크지 않았으며 TBHQ은 4일째의 잔존량이 이미 0에 가까운 값을 나타내어 8일째의 잔존량과 큰 차이가 없었다. 과산화물가 측정 결과 대조군> TBHQ> DG> OG> PG> BHA> THBP> BHT 순으로 높은 과산화물가를 보였으며 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계 분석 결과 상관관계(correlation coefficient, $R^2$)는 0.3913~0.9963의 범위로, 특히 BHT가 가장 높은 상관관계($R^2$=0.9963)를 보였다. BHA와 TBHQ를 제외한 대부분의 실험군에서 $R^2$ 값은 0.8769 이상의 높은 상관관계를 보였다. 본 연구에서 페놀계 산화방지제는 자동산화 과정에서 리놀레인산 기질 내 산화방지제의 잔존량과 기질의 산화안전성 간의 높은 상관관계를 보여주었다.
본 연구는 리놀레인산에 7종의 산화방지제를 각각 0.02% 농도로 첨가하여 $50^{\circ}C$의 dry oven에서 8일간 자동산화 시키면서 이들 산화방지제의 잔존량 및 산화안정성을 측정하였다. 잔존량은 HPLC를 사용하여 측정하였으며, 산화안정성은 과산화물가를 이용하여 분석하였다. 잔존량은 0일째(100%)에서 시간에 따른 변화율을 측정하였고, 또한 잔존량을 이용하여 100-잔존량(%)으로 손실률(%)을 계산하였다. 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계를 분석하여 연관성을 확인하였다. 잔존량 분석 결과 tert-butylhydroquinone(TBHQ)> dodecyl gallate(DG)> octyl gallate(OG)> propyl gallate(PG)> butylated hydroxyanisole(BHA)> 2,4,5-trihydroxybutyrophenone(THBP)> butylated hydroxytoluene(BHT) 순으로 낮은 잔존량을 나타내었으나, BHA 같은 경우 다른 실험군에 비해 8일째의 잔존량이 4일째의 잔존량에 비하여 감소량이 크지 않았으며 TBHQ은 4일째의 잔존량이 이미 0에 가까운 값을 나타내어 8일째의 잔존량과 큰 차이가 없었다. 과산화물가 측정 결과 대조군> TBHQ> DG> OG> PG> BHA> THBP> BHT 순으로 높은 과산화물가를 보였으며 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계 분석 결과 상관관계(correlation coefficient, $R^2$)는 0.3913~0.9963의 범위로, 특히 BHT가 가장 높은 상관관계($R^2$=0.9963)를 보였다. BHA와 TBHQ를 제외한 대부분의 실험군에서 $R^2$ 값은 0.8769 이상의 높은 상관관계를 보였다. 본 연구에서 페놀계 산화방지제는 자동산화 과정에서 리놀레인산 기질 내 산화방지제의 잔존량과 기질의 산화안전성 간의 높은 상관관계를 보여주었다.
This study assessed the antioxidant activity and residue level of phenolic antioxidants in autoxidation of linoleic acid. The antioxidant activity of phenolic antioxidants was measured based on peroxide value of linoleic acid at $50^{\circ}C$ for 8 days. We further evaluated the residue l...
This study assessed the antioxidant activity and residue level of phenolic antioxidants in autoxidation of linoleic acid. The antioxidant activity of phenolic antioxidants was measured based on peroxide value of linoleic acid at $50^{\circ}C$ for 8 days. We further evaluated the residue level of phenolic antioxidants in the autoxidation period by HPLC-UV. The residue level of antioxidants changed with time starting on day 0 (100%) and was determined by 100-remaining of antioxidants (%). Our results showed that peroxide values ranged from 0.33 to 10.18 meq/kg in propyl gallate, from 0.67 to 11.01 meq/kg in dodecyl gallate, from 0.01 to 10.34 meq/kg in octyl gallate, from 0.01 to 4.17 meq/kg in butylated hydroxytoluene (BHT), from 1.00 to 5.85 meq/kg in butylated hydroxyanisole (BHA), from 0.33 to 4.18 meq/kg in 2,4,5-trihydroxybutyrophenone, and from 1.00 to 11.01 meq/kg in tert-butylhydroquinone (TBHQ). Among the residue levels of antioxidants, on day 8, BHT showed the highest level while TBHQ showed the lowest. BHT showed the highest correlation coefficient, whereas BHA showed the lowest. This study proves that the residual level of phenolic antioxidants has a good correlation with the degree of autoxidation in linoleic acid.
This study assessed the antioxidant activity and residue level of phenolic antioxidants in autoxidation of linoleic acid. The antioxidant activity of phenolic antioxidants was measured based on peroxide value of linoleic acid at $50^{\circ}C$ for 8 days. We further evaluated the residue level of phenolic antioxidants in the autoxidation period by HPLC-UV. The residue level of antioxidants changed with time starting on day 0 (100%) and was determined by 100-remaining of antioxidants (%). Our results showed that peroxide values ranged from 0.33 to 10.18 meq/kg in propyl gallate, from 0.67 to 11.01 meq/kg in dodecyl gallate, from 0.01 to 10.34 meq/kg in octyl gallate, from 0.01 to 4.17 meq/kg in butylated hydroxytoluene (BHT), from 1.00 to 5.85 meq/kg in butylated hydroxyanisole (BHA), from 0.33 to 4.18 meq/kg in 2,4,5-trihydroxybutyrophenone, and from 1.00 to 11.01 meq/kg in tert-butylhydroquinone (TBHQ). Among the residue levels of antioxidants, on day 8, BHT showed the highest level while TBHQ showed the lowest. BHT showed the highest correlation coefficient, whereas BHA showed the lowest. This study proves that the residual level of phenolic antioxidants has a good correlation with the degree of autoxidation in linoleic acid.
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문제 정의
이처럼 페놀계 산화방지제 중에서 국내에서 식품첨가물로 지정된 BHT, BHA, TBHQ 및 PG 등에 대하여 다양한 연구가 진행되었지만 아직 국내 식품첨가물로 지정되지 않은 dodecyl gallate(DG), octyl gallate(OG) 및 2,4,5-trihydroxybutyrophenone(THBP) 등에 대한 산화안정성 및 잔류량 분석 연구는 초기단계에 머물러 있다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 식품첨가물로 미지정된 산화방지제(DG, OG, THBP)에 대한 기초자료를 확보하고자 페놀계 산화방지제 7종(PG, DG, OG, BHA, BHT, TBHQ, THBP)을 리놀레인산(linoleic acid) 기질에서 자동산화(50 °C) 하는 동안 이들 산화방지제에 의한 산화안정 효능 및 잔존량을 분석하여 산화방지제 손실률에 따른 산화안정성과의 상관관계를 평가하였다.
제안 방법
과산화물가(peroxide value, POV)는 AOCS의 Cd 8-53 법(18)을 변형하여 사용하였다. 100 mL 삼각플라스크에 시료 2 g을 취하여 acetic acid와 chloroform 혼합액(3:2, v/v) 10 mL를 이용하여 용해한 후 KI 포화용액 0.
리놀레인산 60 g에 산화방지제 7종(PG, DG, OG, BHA, BHT, TBHQ, THBP)을 각각 0.02% 농도로 첨가한 후 50 °C의 dry oven에 8일간 저장하면서 자동산화과정 중 2일마다 과산화물가를 측정하였고, 4일째에는 이들 산화방지제 잔존량을 분석하였다.
본 연구는 리놀레인산에 7종의 산화방지제를 각각 0.02% 농도로 첨가하여 50°C의 dry oven에서 8일간 자동산화 시키면서 이들 산화방지제의 잔존량 및 산화안정성을 측정하였다. 잔존량은 HPLC를 사용하여 측정하였으며, 산화안정성은 과산화물가를 이용하여 분석하였다.
산화방지제 손실률은 100－잔존량(%)으로 하여 계산하였으며, 산화안정성은 과산화물을 통해 측정하였다. x축은 과산화물가, y축을 산화방지제 손실률로 하여 과산화물가에 따른 산화방지제 손실률을 나타내었고, 이들의 상관관계 (correlation coefficient, R2)를 구하였다.
산화방지제의 잔존량은 HPLC를 이용하여 분석하였다. 식품공전(17)에 제시된 유지의 전처리법을 이용하여 비커에 시료 5 g을 취한 후 5 mL 헥산이 들어 있는 분액깔때기에 옮기고, 헥산 15 mL로 여러번 나누어서 씻어 분액깔때기에 합친 다음 여기에 헥산포화아세토니트릴 50 mL로 3회 반복하여 추출하였다.
02% 농도로 첨가하여 50°C의 dry oven에서 8일간 자동산화 시키면서 이들 산화방지제의 잔존량 및 산화안정성을 측정하였다. 잔존량은 HPLC를 사용하여 측정하였으며, 산화안정성은 과산화물가를 이용하여 분석하였다. 잔존량은 0일째 (100%)에서 시간에 따른 변화율을 측정하였고, 또한 잔존량을 이용하여 100－잔존량(%)으로 손실률(%)을 계산하였다.
데이터처리
산화방지제 손실률은 100－잔존량(%)으로 하여 계산하였으며, 산화안정성은 과산화물을 통해 측정하였다. x축은 과산화물가, y축을 산화방지제 손실률로 하여 과산화물가에 따른 산화방지제 손실률을 나타내었고, 이들의 상관관계 (correlation coefficient, R2)를 구하였다.
모든 실험은 3회 반복 수행하여 측정한 결과를 평균과 표준편차로 나타내었다. 실험 결과의 통계적 유의성은 SAS 9.
잔존량은 0일째 (100%)에서 시간에 따른 변화율을 측정하였고, 또한 잔존량을 이용하여 100－잔존량(%)으로 손실률(%)을 계산하였다. 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계를 분석하여 연관성을 확인하였다. 잔존량 분석 결과 tert-butylhydroquinone(TBHQ)> dodecyl gallate(DG)> octyl gallate (OG)> propyl gallate(PG)> butylated hydroxyanisole (BHA)> 2,4,5-trihydroxybutyrophenone(THBP)> butylated hydroxytoluene(BHT) 순으로 낮은 잔존량을 나타내었으나, BHA 같은 경우 다른 실험군에 비해 8일째의 잔존량이 4일째의 잔존량에 비하여 감소량이 크지 않았으며 TBHQ 은 4일째의 잔존량이 이미 0에 가까운 값을 나타내어 8일째의 잔존량과 큰 차이가 없었다.
모든 실험은 3회 반복 수행하여 측정한 결과를 평균과 표준편차로 나타내었다. 실험 결과의 통계적 유의성은 SAS 9.3(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 이용 하여 one-way ANOVA 분석을 수행하였고, 평균값의 통계적 유의성은 P<0.05 유의수준에서 검정하였다.
성능/효과
87%로 나타나 TBHQ> BHA> OG> DG> PG> THBP> BHT 순으로 잔존량의 변화가 크게 나타났다. 8일 째의 잔존량은 0.80~80.30%의 범위로 나타났으며, TBHQ 0.80%, DG 20.39%, OG 22.34%, PG 38.25%, BHA 45.71 %, THBP 73.14%, BHT 80.30%로 나타나 TBHQ> DG> OG> PG> BHA> THBP> BHT 순으로 잔존량 변화가 크게 나타났으며, BHA를 제외한 다른 산화방지제들은 4일째의 결과와 같은 잔존량 변화 양상을 나타내었다. BHA의 경우 4일째의 잔존량이 49.
잔존량 분석 결과 tert-butylhydroquinone(TBHQ)> dodecyl gallate(DG)> octyl gallate (OG)> propyl gallate(PG)> butylated hydroxyanisole (BHA)> 2,4,5-trihydroxybutyrophenone(THBP)> butylated hydroxytoluene(BHT) 순으로 낮은 잔존량을 나타내었으나, BHA 같은 경우 다른 실험군에 비해 8일째의 잔존량이 4일째의 잔존량에 비하여 감소량이 크지 않았으며 TBHQ 은 4일째의 잔존량이 이미 0에 가까운 값을 나타내어 8일째의 잔존량과 큰 차이가 없었다. 과산화물가 측정 결과 대조군> TBHQ> DG> OG> PG> BHA> THBP> BHT 순으로 높은 과산화물가를 보였으며 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계 분석 결과 상관관계(correlation coefficient, R2)는 0.3913~0.9963의 범위로, 특히 BHT가 가장 높은 상관관계(R2 =0.9963)를 보였다. BHA와 TBHQ를 제외한 대부분의 실험군에서 R2 값은 0.
9963을 보이면서 가장 높은 연관성을 보였다. 그러나 BHA는 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계는 R2 =0.3913으로 다른 실험군에 비해 현저히 낮은 연관성을 보였는데, 이는 시간에 따라서 과산화물가는 계속 증가하였으나 4일째의 BHA 잔존량과 8일째에서의 잔존량은 각각 49.21 및 45.71%로 큰 차이가 없는 것에서 기인한 것으로 판단된다. 또한, TBHQ의 경우 4일째에서 손실률이 99.
8769 이상의 높은 상관관계를 보였다. 본 연구에서 페놀계 산화방지제는 자동산화 과정에서 리놀레인산 기질 내 산화방지제의 잔존량과 기질의 산화안전성 간의 높은 상관관계를 보여주었다.
4에 나타내었다. 산화방지제 손실률과 과산화물가와의 연관성은 전체적으로 과산화물가가 증가함에 따라 산화방지제 손실률도 증가하며, 이들의 상관관계(correlation coefficient, R2)는 0.3913~0.9963의 범위로 다양한 상관관계를 보였다. 특히 BHT의 산화방지제 손실률과 과산화물가와의 상관관계는 R2 =0.
산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계를 분석하여 연관성을 확인하였다. 잔존량 분석 결과 tert-butylhydroquinone(TBHQ)> dodecyl gallate(DG)> octyl gallate (OG)> propyl gallate(PG)> butylated hydroxyanisole (BHA)> 2,4,5-trihydroxybutyrophenone(THBP)> butylated hydroxytoluene(BHT) 순으로 낮은 잔존량을 나타내었으나, BHA 같은 경우 다른 실험군에 비해 8일째의 잔존량이 4일째의 잔존량에 비하여 감소량이 크지 않았으며 TBHQ 은 4일째의 잔존량이 이미 0에 가까운 값을 나타내어 8일째의 잔존량과 큰 차이가 없었다. 과산화물가 측정 결과 대조군> TBHQ> DG> OG> PG> BHA> THBP> BHT 순으로 높은 과산화물가를 보였으며 산화방지제 손실률과 과산화물가의 상관관계 분석 결과 상관관계(correlation coefficient, R2)는 0.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유지의 산화의 구분은?
유지의 산화는 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, 낮은 온도에서 일어나는 자동산화와 극히 고온에서 일어나는 가열산화로 구분할 수 있다. 실온에서의 유지의 변패는 주로 낮은 온도에서 일어나는 자동산화에 의한 것이며, 유지의 자동산화는 수소 분자가 이탈되어 생성된 자유 라디칼에 산소 분자가 작용하여 과산화물을 형성하는 산화로 이 과정은 열, 빛, 과산화물, 효소, 금속이온 등에 의해 촉진되며 EDTA 같은 금속제거제나 각종 산화방지제는 이들 반응을 억제하는 기능을 가진다(3,4).
유지를 가열산화시키면 어떤 물질이 생성되는가?
가열산화는 고온에서 일어나는 산화로 일반적으로 자동산화보다 유지분자의 탄소-수소 결합을 끊을 충분한 에너지가 제공되기 때문에 낮은 온도에서보다 쉽게 수소가 이탈하여 산화속도가 빠르다(5). 유지를 고온에서 가열하면 지방질의 산화, 중합 및 분해 반응이 촉진되고 이로 인해 생성된 과산화물들이 기름 내 축적된다. 그리고 이들이 분해되어 알데하이드 및 케톤 등의 2차 산화 물질이 생성된다. 가열산화로 인해 식품의 색의 변화가 생기고 점도, 유리지방산 및 과산화물이 증가하며, 이로 인해 식품의 맛과 향기를 변화시키고 품질을 저하할 뿐 아니라 산화된 식품을 섭취시 체내의 암, 동맥경화 및 노화를 촉진시키는 것으로 알려져 있다(6-9).
자동산화를 방지하는 것은?
유지의 산화는 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, 낮은 온도에서 일어나는 자동산화와 극히 고온에서 일어나는 가열산화로 구분할 수 있다. 실온에서의 유지의 변패는 주로 낮은 온도에서 일어나는 자동산화에 의한 것이며, 유지의 자동산화는 수소 분자가 이탈되어 생성된 자유 라디칼에 산소 분자가 작용하여 과산화물을 형성하는 산화로 이 과정은 열, 빛, 과산화물, 효소, 금속이온 등에 의해 촉진되며 EDTA 같은 금속제거제나 각종 산화방지제는 이들 반응을 억제하는 기능을 가진다(3,4). 가열산화는 고온에서 일어나는 산화로 일반적으로 자동산화보다 유지분자의 탄소-수소 결합을 끊을 충분한 에너지가 제공되기 때문에 낮은 온도에서보다 쉽게 수소가 이탈하여 산화속도가 빠르다(5).
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