BACKGROUND: Anthocyanins, potential health-promoting compounds, were major natural pigment in the blueberry (Vaccinium corymbosum L.). The objectives of this study was to investigate anthocyanin glycosides in the blueberry varieties.METHODS AND RESULTS: A total of seventeen anthocyanins were identif...
BACKGROUND: Anthocyanins, potential health-promoting compounds, were major natural pigment in the blueberry (Vaccinium corymbosum L.). The objectives of this study was to investigate anthocyanin glycosides in the blueberry varieties.METHODS AND RESULTS: A total of seventeen anthocyanins were identified from highbush blueberry using HPLC (representatives, 530 nm) and ESI-MS in positive ion mode. The individual anthocyanins are containing cyanidin, delphinidin, malvidin, peonidin, and petunidin moieties which are acylated with aliphatic acid (acetic acid) and conjugated with sugar moieties (arabinose, galactose, and glucose). Among them, delphinidin 3-O-galactoside (D3Ga), peonidin 3-O-glucoside (Pn3G) + malvidin 3-O-galactoside (M3Ga) were major compounds in varieties. Total anthocyanins were found the highest level in 'Elizabeth' (1,406.3 mg/100 g dry weight) which was 3-fold higher than 'Darrow' (465.7). Especially, D3Ga was presented the 32% of total anthocyanins followed by Pn3G + M3Ga (20%) in 'Elizabeth'.CONCLUSION: This result was showed as valuable information regarding nutritional properties of the different varieties of the highbush blueberry.
BACKGROUND: Anthocyanins, potential health-promoting compounds, were major natural pigment in the blueberry (Vaccinium corymbosum L.). The objectives of this study was to investigate anthocyanin glycosides in the blueberry varieties.METHODS AND RESULTS: A total of seventeen anthocyanins were identified from highbush blueberry using HPLC (representatives, 530 nm) and ESI-MS in positive ion mode. The individual anthocyanins are containing cyanidin, delphinidin, malvidin, peonidin, and petunidin moieties which are acylated with aliphatic acid (acetic acid) and conjugated with sugar moieties (arabinose, galactose, and glucose). Among them, delphinidin 3-O-galactoside (D3Ga), peonidin 3-O-glucoside (Pn3G) + malvidin 3-O-galactoside (M3Ga) were major compounds in varieties. Total anthocyanins were found the highest level in 'Elizabeth' (1,406.3 mg/100 g dry weight) which was 3-fold higher than 'Darrow' (465.7). Especially, D3Ga was presented the 32% of total anthocyanins followed by Pn3G + M3Ga (20%) in 'Elizabeth'.CONCLUSION: This result was showed as valuable information regarding nutritional properties of the different varieties of the highbush blueberry.
이와 같이 블루베리는 안토시아닌 등 체내에서 생리활성을 갖는 이차대사산물이 풍부한 소재로 각광 받아 활발히 연구되고 있다. 따라서 본 연구는 하이부쉬 블루베리 내 안토시아닌 개별 성분을 분석하고 품종에 따른 함량 차이를 조사함으로서 안토시아닌 고함유 식품 소재로 활용 가능성을 재고하고 이를 위하여 필요한 개별 성분 정보를 제공하고자 하였다.
본 연구에서는 품종 및 숙기별 하이부쉬 블루베리 내 안토시아닌의 개별 성분 분석을 통하여 안토시아닌 고함유 자원을 조사하였다. 총 8 품종의 하이부쉬 블루베리로부터 총 17종의 안토시아닌이 확인되었으며, 총 안토시아닌 함량 범위는 품종 및 숙기에 따라 차이를 보였고 중생종의 함량이 높게 나타났다.
제안 방법
안토시아닌 개별성분을 정성 및 정량하기 위하여 Synergi Polar-RP 80A(4.6 × 250 mm I.D., 4 μm; Phenomenex, USA)를 장착한 LC-PDA-ESI/MS를 사용하였다. 검출 파장은 250~600 nm(대표파장 530 nm)로 설정하였고, 시료 주입량은 10 μL, 컬럼 오븐 온도는 30℃, 유속은 1 mL/min로 설정하였다.
Sep-pak C18 classic cartridge를 MeOH 2 mL, water 2 mL의 순으로 흘려주어 활성화시킨 다음, 안토시아닌 추출 상층액 1 mL 및 내부표준물질(cyanin, 100 ppm) 1 mL을 각각 loading 후, water 2 mL로 세척하여 MeOH 1 mL로 용출시켰다. 용출된 안토시아닌 여과액은 N2 가스로 농축한 후, 1 mL의 5% formic acid in water로 재용해하여 LC-PDA-ESI/MS로 분석하였다. 각 개별성분은 내부표준물질(cyanin)과 비교하여 상대적인 값을 나타내었고, 품종별로 3회 반복 시행하여 얻어진 결과를 평균값으로 표시하였다.
하이부쉬(highbush) 블루베리 8 품종(‘Bluecrop’, ‘Bluegold’, ‘Chandler’, ‘Darrow’, ‘Elizabeth’, ‘Legacy’, ‘Nelson’, ‘Patriot’)에 함유된 안토시아닌 분석은 PDA가 장착된 HPLC로 대표파장 530 nm에서 분석하였고 electrospray ionizion source가 장착된 single quadrupole MS에서 positive ion mode로 분석하였다. 하이부쉬 블루베리로부터 총 17종의 안토시아닌 개별 성분을 확인하였으며, 각 피크의 단편 이온의 패턴, 머무름 시간을 분석하여 안토시아닌의 조성을 확인하였다(Fig. 2).
하이부쉬(highbush) 블루베리 8 품종(‘Bluecrop’, ‘Bluegold’, ‘Chandler’, ‘Darrow’, ‘Elizabeth’, ‘Legacy’, ‘Nelson’, ‘Patriot’)에 함유된 안토시아닌 분석은 PDA가 장착된 HPLC로 대표파장 530 nm에서 분석하였고 electrospray ionizion source가 장착된 single quadrupole MS에서 positive ion mode로 분석하였다. 하이부쉬 블루베리로부터 총 17종의 안토시아닌 개별 성분을 확인하였으며, 각 피크의 단편 이온의 패턴, 머무름 시간을 분석하여 안토시아닌의 조성을 확인하였다(Fig.
대상 데이터
본 연구에 사용된 하이부쉬 블루베리는 총 8품종으로 충남농업기술원으로부터 제공받은 시료를 사용하였다. 건조 분말시료 2 g을 conical tube(50 mL)에 담아 20 mL의 5% formic acid in water를 넣어 40℃ 진탕항온수조에서 24시간 추출한 후, 원심분리(3,000 rpm, 10분, 4℃)하여 상층액 1 mL를 취하였다.
데이터처리
용출된 안토시아닌 여과액은 N2 가스로 농축한 후, 1 mL의 5% formic acid in water로 재용해하여 LC-PDA-ESI/MS로 분석하였다. 각 개별성분은 내부표준물질(cyanin)과 비교하여 상대적인 값을 나타내었고, 품종별로 3회 반복 시행하여 얻어진 결과를 평균값으로 표시하였다.
성능/효과
각 성분에서 1개의 당 분자가 잘려나가는 단편이온 패턴을 나타내었으며(Fig. 3), 동일한 단편 이온 패턴을 갖는 성분은 타 연구 결과를 바탕으로 안토시아닌 개별 성분을 확인하였다(Cardenosa et al. 2016; Nakajima et al.
본 연구에 사용된 블루베리 중 남부형인 ‘Legacy’를 제외한 7 품종이 북부형 하이부쉬 블루베리였으며, ‘Patriot’, ‘Bluegold’는 조생종, ‘Legacy’, ‘Bluecrop’, ‘Elizabeth’는 중생종이었고 ‘Chandler’, ‘Darrow’, ‘Nelson’은 만생종이었다. 8 품종의 하이부쉬 블루베리에 함유되어 있는 총 안토시아닌의 함량 범위는 465.7~1406.3 mg/100 g dry weight(DW)로 나타났다(Table 2).
이와 같이 8품종의 하이부쉬 블루베리의 안토시아닌 조성 및 함량을 조사한 결과, delphinidin 배당체와 malvidin 배당체가 총 함량의 약 70% 이상을 차지하고 있는 주된 성분들이었고 D3Ga, Pn3G+M3Ga, M3G가 주요 성분인 것을 알 수 있었다. Delphinidin 배당체와 malvidin 배당체의 비율 및 함량, 총 안토시아닌 함량은 같은 숙기와 품종에 따라 다른 함량의 차이가 있는 것으로 나타났다. 국외에서 재배된 87종의 하이부쉬 블루베리의 안토시아닌을 정량 분석한 결과, 본 연구 결과와 함량과 차이가 나타났다 (Ehlenfeldt and Prior, 2001) 이는 블루베리 내 안토시아닌 조성과 함량의 차이가 품종을 포함한 여러 가지 요인에 의해 설명 될 수 있음을 의미한다.
7 mg/100g로 가장 낮았다. ‘Nelson’과 ‘Chandler’는 delphinidin 배당체(C3Ga 포함) 함량 비율이 각각 약 39, 42%로 malvidin 배당체(Pn3G 포함)보다 높았으나, ‘Darrow’에서는 malvidin 배당체(Pn3G 포함, 약 47%)가 주요 안토시아닌으로 나타났다.
, 2004). 남부형 하이부쉬 블루베리(‘Legacy’)와 북부형 하이부쉬 블루베리(‘Bluecrop’, ‘Elizabeth’)간 안토시아닌 조성과 함량은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 중생종의 M3G 함량(평균 15.
, 2004). 동일한 aglycone을 갖는 안토시아닌의 경우 당 종류에 따라 머무름 시간의 차이가 있는 것을 알 수 있었고 galactose → glucose → arabinose의 순으로 검출되는 것을 확인하였다. Malvidin과 petunidin에서는 아실화 되어있는 형태도 확인되었으며 결합된 당(galactose와 glucose)의 6"번 위치에 acetic acid가 결합되어 있는 것을 확인하였다.
만생종인 ‘Nelson’과 ‘Chandler’의 안토시아닌 함량(각각 706.4, 755.7 mg/100 g DW)은 비슷하였고, ‘Darrow’의 안토시아닌 함량은 465.7 mg/100g로 가장 낮았다. ‘Nelson’과 ‘Chandler’는 delphinidin 배당체(C3Ga 포함) 함량 비율이 각각 약 39, 42%로 malvidin 배당체(Pn3G 포함)보다 높았으나, ‘Darrow’에서는 malvidin 배당체(Pn3G 포함, 약 47%)가 주요 안토시아닌으로 나타났다.
본 연구에 사용된 블루베리 중 남부형인 ‘Legacy’를 제외한 7 품종이 북부형 하이부쉬 블루베리였으며, ‘Patriot’, ‘Bluegold’는 조생종, ‘Legacy’, ‘Bluecrop’, ‘Elizabeth’는 중생종이었고 ‘Chandler’, ‘Darrow’, ‘Nelson’은 만생종이었다. 8 품종의 하이부쉬 블루베리에 함유되어 있는 총 안토시아닌의 함량 범위는 465.
총 8 품종의 하이부쉬 블루베리로부터 총 17종의 안토시아닌이 확인되었으며, 총 안토시아닌 함량 범위는 품종 및 숙기에 따라 차이를 보였고 중생종의 함량이 높게 나타났다. 안토시아닌 고함유 품종으로는 중생종에 속하는 ‘Elizabeth’가 1,406.3 mg/100 g DW로 가장 높은 함량을 나타냈다. 본 연구 결과를 토대로 국내에서 재배된 8종의 하이부쉬 블루베리 내 안토시아닌의 조성 및 함량 분석을 통하여 안토시아닌 고함유 식품 소재로 활용될 가능성이 있을 것으로 판단되며, 향후 이와 관련된 연구에 기초 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
이와 같이 8품종의 하이부쉬 블루베리의 안토시아닌 조성 및 함량을 조사한 결과, delphinidin 배당체와 malvidin 배당체가 총 함량의 약 70% 이상을 차지하고 있는 주된 성분들이었고 D3Ga, Pn3G+M3Ga, M3G가 주요 성분인 것을 알 수 있었다. Delphinidin 배당체와 malvidin 배당체의 비율 및 함량, 총 안토시아닌 함량은 같은 숙기와 품종에 따라 다른 함량의 차이가 있는 것으로 나타났다.
조생종의 경우, 총 안토시아닌 함량은 ‘Bluegold’(1,299.9)가 ‘Patriot’(1,128.5 mg/100 g DW)보다 약간 높았고 조생종 내에서 큰 차이는 없었다. ‘Patriot’에서는 총 malvidin 배당체(Pn3G 포함) 함량 비율이 약 40%로 delphinidin 배당체(C3Ga 포함, 약 31%)보다 높았고 malvidin 3-O-glucoside(M3G)가 227.
7)에 비하여 평균 안토시아닌 함량이 약 2배 더 높았다. 중생종 3품종의 총 delphinidin 배당체(C3Ga 포함) 함량은 평균 620.0 mg/100 g DW로 총 malvidin 배당체(Pn3G 포함) 함량 평균(447.3)보다 약 1.4배 높아 주요 aglycone임을 알 수 있었고 D3Ga(평균 405.2)가 주성분으로 나타났다. 타 연구의 결과와 마찬가지로 블루베리의 안토시아닌 함량이 품종에 따라 차이가 나타났고 배당체 중 galactose 결합이 glucose 결합보다 더 많은 비중을 차지하였으며, 품종에 따라 주요 aglycone인 delphinidin, malvidin 배당체들의 함량 비율이 달라지는 것을 확인하였다.
4 mg/100 g DW)이 주요 성분으로 나타났다. 중생종과 만생종에서는 미검출 또는 검출되지 않은 아실화된 안토시아닌인 petunidin 3-O-(6"-O-acetoyl)glucoside(Pt3,6AcG), malvidin 3-O-(6"-O-acetoyl)galactoside(M3,6AcGa), malvidin 3-O-(6"-O-acetoyl)glucoside(M3,6AcG)은 조생종에서 상대적으로 높게 나타났다.
남부형 하이부쉬 블루베리(‘Legacy’)와 북부형 하이부쉬 블루베리(‘Bluecrop’, ‘Elizabeth’)간 안토시아닌 조성과 함량은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 중생종의 M3G 함량(평균 15.0 mg/100 g DW)은 조생종(평균 165.3 mg/100 g DW)과 비교하여 약 11배 감소하였다.
중생종의 경우, 안토시아닌 함량이 1,368.1~1,406.3 mg/100 g DW이었으며, 만생종(465.7~755.7)에 비하여 평균 안토시아닌 함량이 약 2배 더 높았다. 중생종 3품종의 총 delphinidin 배당체(C3Ga 포함) 함량은 평균 620.
중생종의 총 안토시아닌 함량은 평균 1,385.6 mg/100 g DW로 가장 높았고 조생종(1,214.2), 만생종(642.6)의 순으로 숙기에 따라 총 안토시아닌 함량 변화를 보였다. 품종별 총 안토시아닌 함량은 ‘Elizabeth’(1,406.
본 연구에서는 품종 및 숙기별 하이부쉬 블루베리 내 안토시아닌의 개별 성분 분석을 통하여 안토시아닌 고함유 자원을 조사하였다. 총 8 품종의 하이부쉬 블루베리로부터 총 17종의 안토시아닌이 확인되었으며, 총 안토시아닌 함량 범위는 품종 및 숙기에 따라 차이를 보였고 중생종의 함량이 높게 나타났다. 안토시아닌 고함유 품종으로는 중생종에 속하는 ‘Elizabeth’가 1,406.
2)가 주성분으로 나타났다. 타 연구의 결과와 마찬가지로 블루베리의 안토시아닌 함량이 품종에 따라 차이가 나타났고 배당체 중 galactose 결합이 glucose 결합보다 더 많은 비중을 차지하였으며, 품종에 따라 주요 aglycone인 delphinidin, malvidin 배당체들의 함량 비율이 달라지는 것을 확인하였다. 또한 D3Ga가 ‘Bluecrop’ 내 주요 성분으로 나타나 본 연구와 비슷한 경향을 나타내었다(Cho et al.
6)의 순으로 숙기에 따라 총 안토시아닌 함량 변화를 보였다. 품종별 총 안토시아닌 함량은 ‘Elizabeth’(1,406.3) > ‘Legacy’(1,382.4) > ‘Bluecrop’(1,368.1 mg/100 g DW) 순으로 중생종이 높았으며, ‘Elizabeth’는 만생종인 ‘Darrow’(465.7 mg/100 g DW)보다 약 3배 높았다. 블루베리는 같은 산앵두나무속에 속하는 빌베리(V.
후속연구
, 2002) 안토시아닌의 기능적으로 긍정적인 효과 때문에 안토시아닌 고함유 식품을 통한 적절한 섭취가 필요하다고 판단된다. 따라서 국내산 하이부쉬 블루베리 내 안토시아닌 개별 성분의 정확한 정성, 정량 평가와 함께 안토시아닌 고함유 품종을 조사함으로서 블루베리가 안토시아닌 고함유 소재로 활용 가능성을 제시할 수 있으며 향후 안토시아닌 개별 성분의 대사, 생리활성과 관련된 연구에 기초 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
3 mg/100 g DW로 가장 높은 함량을 나타냈다. 본 연구 결과를 토대로 국내에서 재배된 8종의 하이부쉬 블루베리 내 안토시아닌의 조성 및 함량 분석을 통하여 안토시아닌 고함유 식품 소재로 활용될 가능성이 있을 것으로 판단되며, 향후 이와 관련된 연구에 기초 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
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