[논문]유색 농산물 중 안토시아닌과 폴리페놀 함량 비교 연구

정일형; 오문석; 전종섭; 김한택; 홍세라; 박광희; 윤미혜

doi:10.13103/jfhs.2017.32.5.371

유색 농산물 중 안토시아닌과 폴리페놀 함량 비교 연구
A Comparative Study on Anthocyanin and Polyphenol Contents in Colored Agricultural Products 원문보기

한국식품위생안전성학회지 = Journal of food hygiene and safety, v.32 no.5, 2017년, pp.371 - 380

정일형 (경기도보건환경연구원 보건연구기획팀) , 오문석 (경기도보건환경연구원 보건연구기획팀) , 전종섭 (경기도보건환경연구원 보건연구기획팀) , 김한택 (경기도보건환경연구원 보건연구기획팀) , 홍세라 (경기도보건환경연구원 보건연구기획팀) , 박광희 (경기도보건환경연구원 보건연구기획팀) , 윤미혜 (경기도보건환경연구원 보건연구기획팀)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 인터넷 쇼핑몰에서 유통되는 컬러푸드 중 블랙푸드 76건을 대상으로 폴리페놀 17종 및 안토시아닌 5종을 동일한 전처리 방법으로 HPLC, HPLC-MS/MS 분석하여 정량 및 정성시험을 실시하였다. 분석대상 폴리페놀은 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-ferulic acid, t-cinnamic acid 등 9종의 phenolic acid와 (+)catechin, syringic aldehyde, rutin, epicatechin gallate, naringin, luteolin, naringenin, kaempferol 등 8종의 flavonoid로 총 17종의 폴리페놀을 동시분석 하였고, 안토시아닌은 delphinidin-3-glucoside, delphinidin-3-rutinoside, cyanidin-3-galactoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-arabinoside 등 5종을 동시분석 하였다. 폴리페놀 17종의 총 함량은 서리태 $255.1{\pm}7.5{\mu}g/g$, 서목태 $275.8{\pm}5.3{\mu}g/g$, 흑미 $78.5{\pm}4.6{\mu}g/g$, 흑임자 $75.8{\pm}3.2{\mu}g/g$, 블루베리 $143.3{\pm}5.5{\mu}g/g$, 아로니아 $195.2{\pm}4.9{\mu}g/g$, 블랙커런트 $131.6{\pm}3.2{\mu}g/g$로 나타나 서목태 > 서리태 > 아로니아 > 블루베리 > 블랙커런트 > 흑미 > 흑임자 순으로 높은 함량을 나타냈다. 안토시아닌 5종의 총 함량은 서리태 $82.4{\pm}17.2{\mu}g/g$, 서목태 $95.2{\pm}6.1{\mu}g/g$, 흑미 $74.1{\pm}9.7{\mu}g/g$, 흑임자 불검출, 블루베리 $110.8{\pm}1.9{\mu}g/g$, 아로니아 $218.9{\pm}6.1{\mu}g/g$, 블랙커런트 $209.7{\pm}4.0{\mu}g/g$로 나타나 아로니아 > 블랙커런트 > 블루베리 > 서목태 > 서리태 > 흑미 순으로 높은 함량을 나타났다. 본 실험결과 폴리페놀은 서목태, 안토시아닌은 아로니아가 가장 높은 함량을 나타내었으며 향후 유색 농산물을 활용한 기능식품 개발이 필요한 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, 17 kinds of polyphenols and 5 kinds of anthocyanins were analyzed to compare the contents of polyphenols and anthocyanins in 76 colored agricultural products. A total of 17 polyphenols were analyzed simultaneously by 9 phenolic acids (gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-ferulic acid, t-cinnamic acid) and 8 flavonoids ((+)catechin, syringic aldehyde, rutin, epicatechin gallate, naringin, luteolin, naringenin, kaempferol) and 5 anthocyanins (delphinidin-3-glucoside, delphinidin-3-rutinoside, cyanidin-3-galactoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-arabinoside) were simultaneously analyzed. The total content of 17 polyphenols was determined as seoritae $255.1{\pm}7.5{\mu}g/g$, seomoktae $275.8{\pm}5.3{\mu}g/g$, black rice $78.5{\pm}4.6{\mu}g/g$, black sesame $75.8{\pm}3.2{\mu}g/g$, blueberry $143.3{\pm}5.5{\mu}g/g$, aronia $195.2{\pm}4.9{\mu}g/g$ and blackcurrent $131.6{\pm}3.2{\mu}g/g$, the highest content was found in the order of seomoktae > seoritae > aronia > blueberry > blackcurrant > black rice > black sesame. The total content of 5 anthocyanins was determined as seoritae $82.4{\pm}17.2{\mu}g/g$, seomoktae $95.2{\pm}6.1{\mu}g/g$, black rice $74.1{\pm}9.7{\mu}g/g$, black sesame were not detected, blueberry $110.8{\pm}1.9{\mu}g/g$, aronia $218.9{\pm}6.1{\mu}g/g$ and blackcurrent $209.7{\pm}4.0{\mu}g/g$, the highest content was found in the order of aronia > blackcurrant > blueberry > seomoktae > seoritae > black rice. These results indicated that seomoktae and aronia possessed the high level of functional components and further study will be needed to develop high value-added foods based on the colored agricultural products.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 인터넷 쇼핑몰에서 유통되는 유색 농산물 76건을 대상으로 폴리페놀 17종 및 안토시아닌 5종을 동일한 전처리 방법으로 동시 분석하여 개별 성분 함량을 비교 조사하여 이를 이용한 다양한 기능성 식품 개발의 기초자료를 제공하고자 하였다.

제안 방법

분석대상 안토시아닌은 delphinidin-3-glucoside, delphinidin-3-rutinoside, cyanidin-3-galactoside, cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-arabinoside 등 5종을 정²¹⁾의 방법을 변형하여 동시 분석하였고, HPLC 분석조건은 Table 2와 같다.
분석대상 폴리페놀은 gallic acid, protocatechuic acid, chlorogenic acid, vanillic acid, caffeic acid, syringic acid, p-coumaric acid, t-ferulic acid, t-cinnamic acid 등 9종의 phenolic acid와 (+)catechin, syringic aldehyde, rutin, epicatechin gallate, naringin, luteolin, naringenin, kaempferol 등 8종의 flavonoid로 총 17종의 폴리페놀을 서 등²⁰⁾의 방법을 변형하여 동시 분석하였고, HPLC 분석조건은 Table 1과 같다.

대상 데이터

본 실험에서는 인터넷 쇼핑몰에서 유통되는 콩류(서리태 10건, 서목태 10건) 20건, 곡류(흑미) 20건, 유지종실류(흑임자) 10건, 장과류(블루베리 14건, 아로니아 7건, 블랙커런트 5건) 26건으로 총 76건을 구입하여 시료로 사용하였다.

성능/효과

방 등³²⁾의 연구에서도 블루베리는 안토시아닌, 플라보노이드, 각종 페놀화합물 등을 함유하고 있다고 보고하였다. 안토시아닌 5종의 총 함량은 서리태 82.4 ± 17.2 μg/g, 서목태 95.2 ± 6.1 μg/g, 흑미 74.1 ± 9.7 μg/g, 흑임자는 불검출, 블루베리 110.8 ± 1.9 μg/g, 아로니아 218.9 ± 6.1 μg/g, 블랙커런트 209.7 ± 4.0 μg/ g로 나타나 아로니아 >블랙커런트 >블루베리 >서목태 >서리태 > 흑미 순으로 높은 함량을 나타내었다.
하지만 Folin-Ciocalteu 시약과 반응할 수 있는 다양한 종류의 화합물들로 인해 시료 중의 페놀성 물질 정량에 있어서 간섭요인들이 발생 되어^28-29), 대략적인 폴리페놀의 함량을 측정하는 방법으로 이용되고 있다³⁰⁾. 폴리페놀 17종의 총 함량은 서리태 255.1 ± 7.5 μg/g, 서목태 275.8 ± 5.3 μg/g, 흑미 78.5 ± 4.6 μg/g, 흑임자 75.8 ± 3.2 μg/g, 블루베리 143.3 ± 5.5 μg/g, 아로니아 195.2 ± 4.9 μg/g, 블랙커런트 131.6 ± 3.2 μg/g로 나타나 서목태 > 서리태 > 아로니아 > 블루베리 > 블랙커런트 > 흑미 > 흑임자 순으로 높은 함량을 나타내었다. 페놀성 화합물은 식물계에 널리 분포되어 있는 물질로 다양한 구조와 분자량을 가지며 페놀성 화합물의 phenolic hydroxyl기가 단백질과 같은 거대분자와의 결합을 통해 항산화, 항암 및 항균 등의 생리기능을 가지는 것으로 알려져 있다³¹⁾.

후속연구

HPLC-MS/MS로 ESI positive와 negative mode에서의 이온화 조건은 폴리페놀 17종 중 16종은 ESI negative mode, 1종은 ESI positive mode, 안토시아닌 5종은 ESI positive mode에서 높은 감도를 확인할 수 있었다. 본 실험결과 폴리페놀은 서목태, 안토시아닌은 아로니아가 가장 높은 함량을 나타내었으며 향후 유색 농산물을 활용한 기능식품 개발이 필요한 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	안토시아니딘과 당이 결합된 배당체가 나타내는 색깔은?	폴리페놀은 산화방지와 종양세포억제, 자유라디칼 소거 역할을 하며6), 혈소판 응집 억제, 심혈관질환 예방, 항암효과, 알츠하이머병에 의한 뇌 손상 예방 역할을 한다7). 또한 안토시아닌은 식물계에 널리 분포되어 있는 페놀 화합물 중 하나로 열매, 꽃, 과실, 줄기, 잎, 뿌리 등 식물체 각 부위에 폭넓게 분포되어 있는 적색, 자색, 청색 등의 색을 나타내는 수용성 flavonoid 계 색소이다8). 안토시아니딘과 당이 결합된 배당체를 안토시아닌이라고 하며, 자연계에 다양한 색깔로 존재하고 있으며, 항산화 및 항염 활성 뿐만 아니라 특정 암세포에 대하여 세포증식억제, 세포주기정지, 세포사멸유도 등의 메커니즘을 통해 강력한 항암효과를 나타내는 것으로 알려져 있다9).
	컬러푸드의 색상 별 특징은 무엇인가?	건강 100세 시대를 맞이하여 컬러푸드(color food)가 인기를 끌고 있으며, 조화로운 식생활과 건강한 삶을 유지하는 데 큰 도움을 주는 건강식품으로 노화를 예방하는 검 정색 식품, 면역력과 항암 효과를 높이는 주황색 식품, 혈관과 위장을 깨끗하게 하는 초록색 식품, 콜레스테롤을 낮추는 하얀색 식품, 심장병 예방과 독소를 제거하는 보라 색 식품, 피부가 좋아지는 노란색 식품, 항암 효과와 혈관을 튼튼하게 하는 빨간색 식품 등이 있다1). 컬러푸드의 빨강, 노랑, 초록, 보라, 검정, 흰색 등의 색깔은 식품의 파 이토케미컬(phytochemical)이라는 성분에 의한 것이며, 식품의 색뿐 만이 아니라 식품 고유의 독특한 맛과 향을 부여하며, 항산화 작용이나 면역기능 증가 등을 통해 건강에 이로운 역할을 하는 자연 발생의 생리활성을 가지는 물질이다2-3).
	폴리페놀의 효능은?	그중에서도 폴리페놀은 녹색 식물의 광합성 작용에 의해 생성된 당의 일부가 변화한 2차 대사산물로 벤젠고리(C6H6)의 수소 중 하나가 수산기(OH−)로 치환된 물질을 페놀이라 하고 2개 이상 갖고 있는 물질을 폴리페놀 또는 다가 페놀이라고 한다5). 폴리페놀은 산화방지와 종양세포억제, 자유라디칼 소거 역할을 하며6), 혈소판 응집 억제, 심혈관질환 예방, 항암효과, 알츠하이머병에 의한 뇌 손상 예방 역할을 한다7). 또한 안토시아닌은 식물계에 널리 분포되어 있는 페놀 화합물 중 하나로 열매, 꽃, 과실, 줄기, 잎, 뿌리 등 식물체 각 부위에 폭넓게 분포되어 있는 적색, 자색, 청색 등의 색을 나타내는 수용성 flavonoid 계 색소이다8).

참고문헌 (35)

Lee J.J.: Colored foods and diabetes. J. Korean Diabetes, 12, 219-224 (2011).

상세보기
Kim D.O., Jeong S.W. and Lee C.Y.: Antioxidant capacity of phenolic phytochemicals from various cultivars of plum. Food Chemistry, 81, 321-326 (2003).

상세보기
Oliver Chen, C.Y. and Blumberg, J.: Phytochemical composition of nuts. Asia Pac. J. Clin. Nutr., 17, 329-332 (2008).

상세보기
Tsao, R.: Chemistry and biochemistry of dietary polyphenols. Nutrients, 2(12), 1231-1246 (2010).

상세보기
Cieslik, E., Greda, A., Adamus, W.: Contents of polyphenols in fruit and vegetables. Food Chemistry, 94, 135-142 (2006).

상세보기
Schijlen, E.G., de Vos, R.C.H., van Tune, A.J., Bovy, A.G.: Modification of flavonnoid biosysthesis in crop plants. Phytochemistry, 65, 2631-2648 (2004).

상세보기
Havsteen, B.: Flavonoids a class of natural products of high pharmacological potency. Biochem. Pharmaco., 32, 1141-1148 (2003).
Kim Y.H., Yun H.T., Park K.Y. and Kim, S.D.: Extraction and separation of anthocyanins in black soybean. Korean J. Crop Sci., 39(1), 35-38 (1997).
Kong J.M., Chia L.S., Goh N.K., Chia T.F. and Brouillard, R.: Analysis and biological activities of anthocyanins. Phytochemistry, 64, 923-933 (2003).

상세보기
D'Incalci, M., Steward, W.P., Gesoher, A.J.: Use of cancer chemopreventive phytochemicals as antineoplastic agents. Lancet Oncol, 6, 899-904 (2005).

상세보기
Steinberg, F.M., Bearden, M.M., Keen, C.L.: Cocoa and chocolate flavonoids: implications for cardiovascular health. Am J. Diet. Assoc., 103, 215-223 (2003).

상세보기
Sforcin, J.M. Orsi, R.O., Bankova, V.: Effect of propolis, some isolated compounds and its source plant on antibody production. J. Ehthopharmacol, 98, 301-305 (2005).

상세보기
Blaylock, R.L.: Neurodegeneration and aging of the central nerous system : prevention and treatment by phytochemicals and metabolic nutrients. Integ. Med., 1, 117-133 (1999).

상세보기
Zhang M.W., Guo B.J., Zhang R.F., Chi J.W., Wei Z.C., Xu Z.H., Zhang Y. and Tang X.J.: Separation, purification and identification of antioxidant compositions in black rice. Agricultural Sciences in China, 5(6), 431-440 (2006).

상세보기
Zhang M.W., Zhang R.F., Zhang F.X. and Liu R.H.: Phenolic profiles and antioxidant activity of black rice bran of different commercially available varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58, 7580-7587 (2010).

상세보기
Choung M.G., Han W.Y., Kang S.T., Baek I.Y., Shin D.C., Kim S.D., Kim S.C., Moon H.P. and Kang K.H.: Structural analysis of anthocyanins in black soybean. Korean Soybean Digest, 19(2), 68-77 (2002).
Kim S.L., Kim H.B., Choi H.Y., Park N.K., Son J.R., Yun H.T. and Kim S.J.: Variation of anthocyanins and isoflavones between yellow-cotyledon and green-cotyledon seeds of black soybean. Food Sci. Biotechnol., 14(6), 778-782 (2005).

원문보기 상세보기
Fujioka, K. and Shibamoto, T.: Chlorogenic acid and caffeine contents in various commercial brewed coffees. Food Chem., 106(1), 217-221 (2008).

상세보기
Ceirwyn, S.J.: Analytical chemistry of foods. Blackie Academic and Professional, London, 153 (1995).
Seo M.C., Ko J.Y., Song S.B., Lee J.S., Kang J.R., Kwak D.Y., Oh B.G., Yoon Y.N., Nam M.H., Jeong H.S., Woo K.S.: Antioxidant compounds and activities of foxtail millet, proso millet and sorghum with different pulverizing methods. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 40(6), 790-797 (2011).

원문보기 상세보기
Choung M.G.: Optimal HPLC Condition for Simultaneous Determination of Anthocyanins in Black Soybean Seed Coats. Korean J. Crop Sci., 53(4), 359-368 (2008).
Kim H.W., Kim J.B., Chu S.M., Kim S.Y., Kim S.N., Cho Y.S., Cho S.M., Baek H.J., Kim J.H., Park H.J., Lee D.J., Hiba A. Ali and Derek, S.: Analysis of Anthocyanin Composition and Content Contained from Grains of the Korean Purple Rice Varieties by Liquid Chromatography with Diode Array Detection and Electrospray Ionization/Mass Spectrometry (LC-DAD-ESI/MS). Korean J. Intl. Agri., 22(3), 267-272 (2010).
Shin S.O., Shin S.H., Lim S.G., Lee J.H., Kang N.S., Suh D.Y., Park K.Y., Ha T.J.: Isolation and Identification of New Anthocyanins from the Black Seed Coat of Soybean (Glycine max L.) by HPLC-DAD-ESI/MS Analysis. Korean Soybean Digest, 24(1), 23-33 (2007).
AOAC. Guidelines for Single Laboratory Validation of Chemical Methods for Dietary Supplements and Botanicals (2002).
The International Council for Harmonisation (ICH): Validation of analytical procedures, text and methodology Q2(R1), 1-17 (2005).
Folin, O. and Denis, W.: On phosphotungstic-phosphomolybdic compounds as color reagents. J. Biol. Chem., 12, 239-249 (1912).
Prior, R., Wu, X., Schaich, K.: Standardized methods for the determination of antioxidant capacity and phenolics in foods and dietary supplements. J. Agric. Food Chem., 53, 4290-4302 (2005).

상세보기
Box, J.D.: Investigation of the Folin-Ciocalteu phenol reagent for the determination of polyphenolic substances in natural waters. Water Res., 17, 511-525 (1983).

상세보기
Ikawa, M., Schafer, T., Dollard, C., Sasner, J.: Utilization of Folin-Ciocalteu reagent for the detection of certain nitrogen compounds. J. Agric. Food Chem., 51, 1811-1815 (2003).

상세보기
Bradley, W.B., Oliver Chen, C.Y., Diane, L.M., Jeffrey, B.B.: Tree nut phytochemicals: composition, antioxidant, capacity, bioactivity, impact factors. A systemic review of almonds, brazils, cashews, hazelnuts, macadamia, pecans, pine nuts, pistachios and walnuts. Nutrition Research Reviews, 24, 244-275 (2011).

상세보기
Rice-Evans, C.A., Miller, N.J., Paganga, G.: Antioxidant properties of phenolic compounds. Trends in Plant Sci., 2, 152-159 (1997).

상세보기
Bang I.S., Yu C.Y., Lim J.D.: Effects of temperature and UV irradiation on stability of anthocyanin-polyphenol copigment complex in mulberry fruits. Korean Journal of Medicinal Crop Science, 18(3), 191-200 (2010).

원문보기 상세보기
Novakova, L1., Vildova, A., Mateus, J.P., Goncalves, T. and Solich, P.: Development and application of UHPLC-MS/MS method for the determination of phenolic compounds in Chamomile flowers and Chamomile tea extracts. Talanta, 82(4), 1271-1280 (2010).

상세보기
Gruz, Jiri, Novak, Ondrej and Strnad Miroslav.: Rapid analysis of phenolic acids in beverages by UPLC-MS/MS. Food chemistry, 111(3), 789-794 (2008).

상세보기
Kim H.W., Kim J.B., Chu S.M., Kim S.Y., Kim S.N., Cho Y.S., Cho S.M., Baek H.J., Kim J.H., Park H.J., Lee D.J., Ali, H.A. and Stewart, D.: Analysis of anthocyanin composition and content contained from grains of the korean purple rice varieties by liquid chromatography with diode array detection and electrospray ionization/mass spectrometry. Korean J. Intl. Agri., 22(3), 267-272 (2010).

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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