The physiologically advantageous aspects of green tea have been identified recently and green tea has been a favorite drink of many people. Due to the increased awareness of green tea's positive effects on human health, the demand for foods containing green tea has increased. This has led to the dev...
The physiologically advantageous aspects of green tea have been identified recently and green tea has been a favorite drink of many people. Due to the increased awareness of green tea's positive effects on human health, the demand for foods containing green tea has increased. This has led to the development of diverse green tea-related beverages; thereby many companies in Korea have put a wide variety of manufactured green tea beverages on the market. However, the components within green tea beverages have not been examined in Korea yet. In this study, we investigated the contents of the physiologically functional materials found in green tea, such as catechin, catechin gallate, epicatechin, epicatechin gallate, epigallocatecin gallate, gallocatechin gallate and caffeine. Fifty-six green tea products purchased from the local grocery stores and cafes were analyzed using high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. As a result, all tested products contained catechin and caffeine, although the amount of each component was largely different. The total amount of catechin derivatives in the manufactured green tea beverages purchased from cafes was 263.17 mg/L, while they were 61.99 mg/L in the beverages purchased from the local grocery stores. And, to the almost samples the amount of caffeine was proportional to the amount of catechin.
The physiologically advantageous aspects of green tea have been identified recently and green tea has been a favorite drink of many people. Due to the increased awareness of green tea's positive effects on human health, the demand for foods containing green tea has increased. This has led to the development of diverse green tea-related beverages; thereby many companies in Korea have put a wide variety of manufactured green tea beverages on the market. However, the components within green tea beverages have not been examined in Korea yet. In this study, we investigated the contents of the physiologically functional materials found in green tea, such as catechin, catechin gallate, epicatechin, epicatechin gallate, epigallocatecin gallate, gallocatechin gallate and caffeine. Fifty-six green tea products purchased from the local grocery stores and cafes were analyzed using high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. As a result, all tested products contained catechin and caffeine, although the amount of each component was largely different. The total amount of catechin derivatives in the manufactured green tea beverages purchased from cafes was 263.17 mg/L, while they were 61.99 mg/L in the beverages purchased from the local grocery stores. And, to the almost samples the amount of caffeine was proportional to the amount of catechin.
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문제 정의
현재까지 발표된 녹차관련 연구결과에서도 카페 등에서 판매하는 녹차음료 내 catechin 성분 함량에 대한 자료를 찾을 수 없다. 이번 연구를 통하여 녹차음료에 대한 정보를 제공함으로써 국민의 건강한 선택에 도움을 주고자 한다.
제안 방법
Injection volume은 10 μL를 주입하였으며, 시료마다 3회 이상 분석하여 얻은 평균값을 사용하였다. HPLC-PDA를 통하여 수집된 시험용액의 데이터는 표준품의 retention time과 UV spectrum 파형을 비교하여 확인하였으며, 면적비교를 통하여 정량하였다.
Validation이 완료된 분석방법을 이용하여 녹차음료 중 catechin류 6종과 caffeine을 동시분석 하였으며, 이들의 chromatogram은 Fig. 1과 같았다. 성분들의 정량 값은 실험을 통해 얻은 회수율을 보정하여 계산하였다.
검체 전처리에 따른 함량 차이를 보정하고자 회수율을 측정하였다. 이를 위해 catechin류와 caffeine이 포함되어 있지 않은 혼합 우유음료에 표준품을 첨가 후 전처리를 실시하였다.
시험법의 유효성 검증을 위해 직선성, limit of detection(LOD), limit of quantification(LOQ) 및 회수율(%) 실험을 하였으며, 그 결과는 Table 2와 같았다.
검체 전처리에 따른 함량 차이를 보정하고자 회수율을 측정하였다. 이를 위해 catechin류와 caffeine이 포함되어 있지 않은 혼합 우유음료에 표준품을 첨가 후 전처리를 실시하였다. 전처리가 끝난 시험용액은 matrix 차이에 의한 오차를 보정하고자 동일한 음료 matrix로 희석한 표준용액과 비교하였으며, 3회 반복으로 얻은 평균값을 첨가한 양과 비교하여 회수율로 사용하였다.
이를 위해 catechin류와 caffeine이 포함되어 있지 않은 혼합 우유음료에 표준품을 첨가 후 전처리를 실시하였다. 전처리가 끝난 시험용액은 matrix 차이에 의한 오차를 보정하고자 동일한 음료 matrix로 희석한 표준용액과 비교하였으며, 3회 반복으로 얻은 평균값을 첨가한 양과 비교하여 회수율로 사용하였다.
최종 실험용액은 3,500 rpm으로 5분 동안 원심분리(Han-Il Sciences, Republic of Korea) 후 상등액을 0.45 μm polytetrafluorethylene(PTFE) syringe filter로 여과하여 분석하였다.
대상 데이터
Carrez solution I과 II를 제조할 때 사용된 potassium ferrocya-nide trihydrate와 zinc acetate dehydrate는 Daejung Chemicals & Metals사(Gyeonggi province, Republic of Korea)의 제품을 구매하였다.
Column은 Thermo scientific BDS hypersil cyano, 250×4.6 mm, particle size 5 μg을 사용하였으며, 분석온도는 40℃를 유지하였다.
HPLC 분석 이동상 제조에 필요한 acetic acid는 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)와 acetonitrile사(B & J, Republic of Korea)에서 구매하였다.
Carrez solution I과 II를 제조할 때 사용된 potassium ferrocya-nide trihydrate와 zinc acetate dehydrate는 Daejung Chemicals & Metals사(Gyeonggi province, Republic of Korea)의 제품을 구매하였다. 또한, Carrez solution II 제조시에 필요한 glacial acetic acid는 Sigma-Aldrich사(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 추출용매로 사용한 methanol(B & J, Republic of Korea)은 HPLC 급을 사용하였다.
본 연구를 위해 구입한 녹차음료는 총 56건으로 소매점에서 18건, 카페에서 38건을 직접 구매하였다. 소매점에서 구입한 18건의 녹차음료는 모두 녹차에 우유 또는 당분 등을 혼합한 녹차음료였으며, 3건을 제외하고는 모두 대만, 일본, 미국에서 수입된 제품이었다.
본 연구를 위해 구입한 녹차음료는 총 56건으로 소매점에서 18건, 카페에서 38건을 직접 구매하였다. 소매점에서 구입한 18건의 녹차음료는 모두 녹차에 우유 또는 당분 등을 혼합한 녹차음료였으며, 3건을 제외하고는 모두 대만, 일본, 미국에서 수입된 제품이었다. 카페에서 구입한 38건 중 30건은 녹차라떼였으며, 8건은 차갑게 음용하는 ice-tea 형태의 녹차음료였다.
45 μm polytetrafluorethylene syringe filter는 Advantec사(Tokyo, Japan)의 제품이 사용되었다. 실험에 사용된 초순수는 Barnstead RO(Thermo sci-entific, USA)가 이용되었다.
카페에서 구입한 38건 중 30건은 녹차라떼였으며, 8건은 차갑게 음용하는 ice-tea 형태의 녹차음료였다. 제품을 구입한 카페는 21곳으로 동일브랜드에서 같은 검체를 중복 구입하지는 않았다. 또한, 제품을 구입한 카페들은 모두 프랜차이즈 업체들이었다.
추출용매로 사용한 methanol(B & J, Republic of Korea)은 HPLC 급을 사용하였다.
소매점에서 구입한 18건의 녹차음료는 모두 녹차에 우유 또는 당분 등을 혼합한 녹차음료였으며, 3건을 제외하고는 모두 대만, 일본, 미국에서 수입된 제품이었다. 카페에서 구입한 38건 중 30건은 녹차라떼였으며, 8건은 차갑게 음용하는 ice-tea 형태의 녹차음료였다. 제품을 구입한 카페는 21곳으로 동일브랜드에서 같은 검체를 중복 구입하지는 않았다.
표준품으로 사용한 catechin, catechin gallate, epicatechin, epicatechin gallate, epigallocatecin gallate, gallocatechin gallate은 Sigma-Aldrich사(St. Louis, MO, USA)의 제품을 사용하였다. Carrez solution I과 II를 제조할 때 사용된 potassium ferrocya-nide trihydrate와 zinc acetate dehydrate는 Daejung Chemicals & Metals사(Gyeonggi province, Republic of Korea)의 제품을 구매하였다.
데이터처리
Injection volume은 10 μL를 주입하였으며, 시료마다 3회 이상 분석하여 얻은 평균값을 사용하였다.
1과 같았다. 성분들의 정량 값은 실험을 통해 얻은 회수율을 보정하여 계산하였다.
직선성을 평가하기 위하여 6단계 농도의 표준품을 분석하였고, 얻어진 크로마토그램에서의 peak 면적과 농도 간의 상관관계를 회귀분석을 통해 결정하였다. 그 결과, R2값이 0.
이론/모형
Catechin류 6종과 caffeine의 LOD와 LOQ는 각각의 표준용액을 6회 분석하여 얻어진 결과를 바탕으로 International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use 가이드 라인(ICH Harmonised Tripartite Guideline)에 따라 아래의 방법으로 계산하였다.
성능/효과
이는 아이스티나 에이드의 형태의 음료를 제조하는 경우, 식감이나 맛 등의 문제로 녹차원료를 많이 사용할 수 없기 때문으로 사료된다. 38종 제품의 검출 범위를 나누어 보면 100 mg/L 이하는 3종, 100 mg/L 초과 300 mg/L 이하는 22종, 300 mg/L초과 500 mg/L 이하는 11종, 500 mg/L 초과는 2종으로, 카페제품이 소매점 제품보다 catechin류 함량이 상당히 높았다. Catechin 6종의 개별 검출량을 비교한 결과, 평균 123 mg/L로 가장 높은 함량을 보인 것은 EGCG였다(Table 5).
녹차음료를 유제품의 혼입 여부로 나누어 라떼제품군과 아이스티(에이드) 제품군으로 비교한 결과는 라떼제품군에서 비교적 높은 catechin과 caffeine 함량을 보였다. Caffeine 함량은 소매제품보다 카페의 녹차음료 제품에서 월등히 높은 것을 확인하였다. 이는 소매제품의 경우, 식약처의 ‘고카페인 제품 표시 기준’을 지키기 위한 것으로 생각된다.
38종 제품의 검출 범위를 나누어 보면 100 mg/L 이하는 3종, 100 mg/L 초과 300 mg/L 이하는 22종, 300 mg/L초과 500 mg/L 이하는 11종, 500 mg/L 초과는 2종으로, 카페제품이 소매점 제품보다 catechin류 함량이 상당히 높았다. Catechin 6종의 개별 검출량을 비교한 결과, 평균 123 mg/L로 가장 높은 함량을 보인 것은 EGCG였다(Table 5). 이는 녹차의 catechin류 중 EGCG가 가장 높은 함량을 보인다는 Kondo 등(1999)의 결과와 같았다.
이는 소매제품의 경우, 식약처의 ‘고카페인 제품 표시 기준’을 지키기 위한 것으로 생각된다. 결과적으로 catechin 섭취를 위해 녹차음료를 선택할 경우, 소매점보다는 카페에서 판매하는 라떼 형태의 제품이 유리하다. 그러나, 카페판매 녹차음료에서의 catechin 함량은 caffeine 함량과 비례하므로 caffeine에 민감한 사람, 특히 어린이들은 음료선택에 주의해야 할 필요가 있다.
국내 소매점과 카페에서 시판 중인 56종의 녹차음료를 구입하여 catechin류 6종과 caffeine을 동시 분석한 결과, 모든 녹차음료에는 녹차의 생리활성성분인 catechin류가 4종 이상 포함되어 있었으며, 녹차의 잎과 동일하게 EGCG의 함량이 가장 높았다. Total catechin 함량은 소매점보다 카페에서 파는 녹차음료에서 훨씬 높게 나타났다.
Total catechin 함량은 소매점보다 카페에서 파는 녹차음료에서 훨씬 높게 나타났다. 녹차음료를 유제품의 혼입 여부로 나누어 라떼제품군과 아이스티(에이드) 제품군으로 비교한 결과는 라떼제품군에서 비교적 높은 catechin과 caffeine 함량을 보였다. Caffeine 함량은 소매제품보다 카페의 녹차음료 제품에서 월등히 높은 것을 확인하였다.
35 mg/L(Table 7)로 caffeine 역시 카페 제품의 함량이 더욱 높게 나타났다. 또한, total catechin 평균 함량 대비 caffeine 평균 함량을 비교해 보면 소매제품이 1 : 4.2와, 카페제품이 1 : 2.5로 소매제품이 catechin 및 caffeine 함량은 작지만, catechin 함량 대비 caffeine 함량이 더 큰 걸 확인할 수 있었다. 이는 소매제품에 녹차원료와 별개로 향미를 위한 caffeine을 첨가하였기 때문으로 사료된다.
본 연구를 위하여 구입한 모든 소매제품에는 “고카페인”문구가 없었으며, 함량범위는 Table 6과 같이 24.89~141.52 mg/L로 모두 식품의약품안전처의 기준을 충족하였다.
본 연구에 사용한 모든 녹차음료에는 녹차의 생리활성성분인 catechin, catechin gallate, epicatechin, epicatechin gallate, epigallocatechin gallate, gallocatechin gallate 중 최소 4종 이상의 catechin이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있었다(Table 3, 4). 제품별 비교를 위한 catechin 총 함량은 6종의 개별 catechin류 합을 구하여 “total catechin”으로 표기하였다.
Pan 등(2003)의 연구와 같이 녹차잎에는 상당량의 caffeine이 포함되어 있다고 알려져 있는만큼 녹차를 이용하여 만든 음료에도 카페인이 포함되어 있었다. 소매점 제품의 caffeine함량 평균은 약 65.14 mg/L(Table 6), 카페 제품의 평균은 약 165.35 mg/L(Table 7)로 caffeine 역시 카페 제품의 함량이 더욱 높게 나타났다. 또한, total catechin 평균 함량 대비 caffeine 평균 함량을 비교해 보면 소매제품이 1 : 4.
17 mg/L(Table 4)로 카페제품에서 상대적으로 높은 경향을 보였다. 소매점과 카페에서 가장 높은 함량을 보인 제품들은 각각 200.03 mg/L(Table 3)와 832.47 mg/L(Table 4)였다. 이는 Lee 등(2015)의 연구결과와 비교할 경우, 소매제품 catechin 함량은 녹차잎 1~1.
제품별 비교를 위한 catechin 총 함량은 6종의 개별 catechin류 합을 구하여 “total catechin”으로 표기하였다. 소매점에서 판매하는 모든 녹차음료제품의 total catechin 평균함량은 61.99 mg/L(Table 3)이었으며, 카페 판매제품의 평균은 263.17 mg/L(Table 4)로 카페제품에서 상대적으로 높은 경향을 보였다. 소매점과 카페에서 가장 높은 함량을 보인 제품들은 각각 200.
해당제품은 소매제품으로서는 유일하게 카페제품과 같은 함량과 경향성을 보이는 것으로 비춰볼 때 녹차원료를 많이 사용한 것으로 생각된다. 유제품 함유 여부로 제품을 나누어 비교해본 결과, 가장 높은 함량을 보인 3가지 제품은 모두 유제품을 포함한 라떼형태의 제품으로 라떼제품에서 비교적 높은 caffeine 함량을 나타냈다. 그러나 소매점에서 구입한 18종 중 14종은 100 mg/L 이하였으며, 이 중 10종은 50 mg/L도 되지 않았다.
이중 가장 높은 함량을 보인 것은 국내 P사 제품의 녹차라떼였으며, 가장 낮은 함량을 보인 것은 S사의 그린티에이드였다. 음료의 형태를 우유가 포함된 라떼와 우유가 불포함된 아이스티(에이드) 형태로 나누어 비교해 본 결과, 라떼형태의 음료에서 catechin류가 훨씬 높게 나오는 것을 확인할 수 있었다. 이는 아이스티나 에이드의 형태의 음료를 제조하는 경우, 식감이나 맛 등의 문제로 녹차원료를 많이 사용할 수 없기 때문으로 사료된다.
분석한 제품을 유제품 혼입 여부로 나누어 catechin 함량비를 확인하였으나, 상관관계를 확인할 수 없었다. 전체적으로 카페의 제품보다 소매점 제품에서 catechin류 함량이 현저히 낮았으며, 개별 catechin 함량의 경향성도 보이지 않았다.
2와 같이 비례하는 양상을 보였다. 즉, 제조시 녹차원료의 비율이 높아짐에 따라 두 종류의 화합물 함량이 모두 높아졌음을 유추할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹차 flavonoid의 종류는?
이 중 Flavonoid류는 차, 과일, 와인 등과 같은 식물유래 식품에 다채롭게 존재하며, 섭취 시 항산화 작용 등을 통해 건강에 도움을 준다고 알려져 있다(Tsao R 2010; Daniel 등 2013). 녹차 flavonoid의 대부분은 catechin류로 존재하며, 그 종류로는 catechin, catechin gallate, epicatechin, epicatechin gallate, epigallocatecin gallate(EGCG), gallocatechin gallate 6종이 주종을 이루고 있다고 한다(Khokhar & Magnusdottir 2002; An MK 2008). 녹차추출물에 함유한 catechin의 생리적 기능으로는 항균작용, 충치예방, 비만억제, 혈당저하작용, 항알러지 효과 등이 보고되었다(Rasheed & Haider 1998; Lee 등 2015).
녹차의 정의는?
녹차는 인류가 음용한 가장 오래된 차종(種)으로 커피와 함께 세계적으로 널리 소비되고 있는 대표적 다류이다. 녹차의 주재료는 차나무(Camellia sinensis) 잎이며, 많은 polyphenol을 함유하고 있다고 알려져 있다(Lin 등 2003).
caffeine을 하루 300mg이상 과다 섭취할 경우 어떤 문제를 초래할 수 있는가?
이 중 caffeine은 methylated- xanthine류 화합물의 일종으로 중추신경흥분, 강심작용, 말초혈관작용과 심장박동 강화를 통한 에너지대사 증가 및 지방연료 사용의 촉진 등의 기능을 한다고 알려져 있다(Ranheim & Halvorsen 2005; Monteiro 등 2007). 다만, 하루 300 mg 이상 과다 섭취할 경우, 불안, 불면, 위장장애 등의 부정적 생리기능을 초래할 수 있다(Kim 등 2008; Chu YF 2012). 전통적인 녹차의 음용방식은 직접 녹차 잎을 약 80℃의 물에 넣어 일정시간 우려내어 마시는 형태였다.
참고문헌 (27)
An MK. Ahn JB, Lee KG. 2008. Development of green tea beverage with organic tea leaves. Korean J Food Sci Technol 40:485-490
Bramati L, Aquilano F, Pietta P. 2003. Unfermented rooibos tea: Quantitative characterization of flavonids by HPLC-UV and determiantion of the total antioxidant activity. J Agric Food Chem 51:7472-7474
Chu YF. 2012. Coffee: Emerging Health Effects and Disease Prevention. pp.81-83. John Wiley & Sons
Daniel DR, Ana RM, Jeremy PES, Massimiliano T, Gina B, Alan C. 2013. Dietary(poly)phenolics in human health: Structures, bioavaility, and evidence of protective effects against chronic diseases. Antioxid Redox Signaling 18:1818- 1892
ICH Harmonised Tripartite Guideline. Validation of Analytical Procedures: Test and Methodology Q2(R1). pp.1-17. International Conference on Harmonisation
James CS. 1995. Analytical Chemistry of Foods. p.153. Blackie Academic and Professional. London. England
Khokhar S, Magnusdottir SGM. 2002. Total phenol, catechin, and caffeine, contents of teas commonly consumed in the United Kingdom. J Agric Food Chem 50:565-570
Kim DO, Jeong SW, Lee CY. 2002. Antioxidant capacity of phenolic phytochemicals from various cultivars of plums. Food Chemistry 81:321-326
Kim MH, Kim YR, Lee JW, Park BK, Kim MK, Choi MK, Kim AJ. 2008. The effect of caffeine on lipid and mineral content in the serum of rats. Korean J Food Nutr 21:336-343
Kim SH, Han DS, Park JD. 2004. Changes of some chemical compounds of Korean (Posong) green tea according to har- vest periods. Korean J Food Sci Technol 36:542-546
Kim SJ, Hong MS, Lee ES, Cho IS, Lee YC, Kim SD, Cho HB, Kim JH, Jung K. 2014. Research on the caffeine content of drinks. Report of SIHE 50:3-10
Kondo K, Kurihara M, Miyata N, Suzuki T, Toyoda M. 1999. Scavengingmechanisms of (-)-epigallocatechin gallate and (-)-epicatechingallate on peroxyl radicals and formation of superoxide during the inhibitory action. Free Radicals Biol Med 27:855-863
Lee LS, Kim SH, Park JD, Kim YB, Kim YC. 2015. Physiochemical properties and antioxidant activities of loose-leaf green tea commercially available in Korea. Korean J Food Sci Technol 47:419-424
Lee MJ, Kwon DJ, Park OJ. 2007. The comparison of antioxidant capacities and catechin contents of Korean commercial green, oolong, and black teas. Korean J Food Culture 22: 449-453
Lee YS, Jung SA, Kim JH, Cho KS, Shin EK, Lee HY, Ryu HK, Ahn HJ, Jung WI, Hong SH. 2015. A study on change in chemical composition of green tea, white tea, yellow tea, oolong tea and black tea with different extraction conditions. Korean J Food Nutr 28:766-773
Moeenfard M, Rocha L, Alves A. 2014. Quantification of caffeoylquinic acids in coffee brews by HPLC-DAD. J Anal Methods Chem 2014:1-10
Monteiro M, Farah A, Perrone D, Trugo LC, Donangelo C. 2007. Chlorogenic acid compounds from coffee are differentially absorbed and metabolized in humans. J Nutr 137: 2196-2201
Nilson Company Korea. 2015. Retail market sales report by tea types. Available from http://www.thinkfood.co.kr/news/articleView.html?idxno61850 [cited 20 December 2016]
Pan X, Niu G, Liu H. 2003. Microwave-assisted extraction of tea polyphenols and tea caffeine from green tea leaves. Chem Eng Process 42:129-133
Ranheim T, Halvorsen B. 2005. Coffee consumption and human health-beneficial or detrimental? Mechanisms for effects of coffee consumption on different risk factors for cardiovascular disease and type 2 diabetes mellitus. Mol Nutr Food Res 49:274-284
SANTE/EU. 2015. Method Validation and Quality Control Procedures for Pesticide Residues Analysis in Food and Feed. pp.1-42. European Union
Shulz H, Joubers E, Shutze W. 2003. Quantification of quality parameters for reliable evaluation of green rooivos (Asphalthus linearis). Eur Food Res Technol 216:539-543
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