[논문]식물성 유지 10종에 대한 주요 Phytosterol 함량 분석

조상훈; 이명진; 김기유; 박건영; 강석호; 엄경숙; 강효정; 박용배; 윤미혜

doi:10.9799/ksfan.2021.34.2.217

식물성 유지 10종에 대한 주요 Phytosterol 함량 분석
Analysis of Major Phytosterol Contents for 10 Kind of Vegetable Oils 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.34 no.2, 2021년, pp.217 - 223

Abstract ▼ AI-Helper

Vegetable oils are a rich source of bioactive substances. Phytosterols in those have been known for many years for their properties for reducing blood cholesterol levels, as well as their other beneficial health effects. Phytosterols are triterpenes that are important structural components of plant cell membranes just as cholesterol does in animal cell membranes. The aim of this study was to provide consumers with information about phytosterol contents in vegetable oils in Korea market. The contents of major phytosterols (campesterol, stigmasterol, β-sitosterol) in 50 vegetable oils of 10 kinds (perilla oil, peanut oil, avocado oil, olive oil, pine nut oil, sesame oil, canola oil, coconut oil, grape seed oil, and sunflower oil) were analyzed by gas chromatography with flame ionization detector. The average contents of vegetable oils containing 5 or more samples were in the order of sesame oil (334.43 mg/100 g), perilla oil (262.16 mg/100 g), grape seed oil (183.71 mg/100 g), and olive oil (68.68 mg/100 g). Phytosterol content of sesame oil and perilla oil was high among vegetable oils.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Analysis conditions of gas chromatograpy
표 Table 2. Analysis conditions of GC/ToF-MS
표 Table 3. Linear correlation coefficients, limits of detec-tion, and quantification of phytosterols analyzed by GC-FID
표 Table 4. Accuracy (recovery) and Precision (repeatability) for the determination of phytosterol in vegetable oils
표 Table 5. Phytosterol contents of vegetable oil in Korea market analyzed GC-FID
그림 Fig. 1. Phytosterol average contents of vegetable oils in Korea market. The blue bars on the graph indicates that there are more than five samples (n>5).

AI 본문요약
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문제 정의

땅콩유(peanut oil)는 중국산 제품을 1건 수거했다. 국내 유통제품이 적어 시료수거가 어려웠으나 다른 식물성 유지의 분석 결과와 비교하고자 참고로 분석했다. 총 phytosterol 함량은 131.
본 연구에서는 시중에 유통 중인 식물성유지 10종(들기름, 땅콩유, 아보카도오일, 올리브오일, 잣유, 참기름, 카놀라유, 코코넛오일, 포도씨유, 해바라기유)을 선정하여 함량이 높고 기능성이 확인된 주요 피토스테롤 3종(campesterol, stigmasterol, β-sitosterol)을 조사했다.

가설 설정

3) ND: None detected.

제안 방법

본 실험에서는 3종의 표준시약을 각각 campesterol(6.99 mg/10 mL), stigmasterol(50.80 mg/50 mL), β-sitosterol(35.53 mg/25 mL) 농도가 되도록 2% acetonitrile/hexane에 녹여 표준원액을 만들었다. 표준원액 3종은 분석농도에 맞추어 100 mL flask에 혼합한 후 내부표준물질을 4 mL 첨가하고 2% acetonitrile/hexane으로 표선을 맞추어 혼합표준용액을 만들었다.
본 실험에서는 6 point 검량선을 작성하여 회기직선의 정보(y-절편과 기울기)와 상관계수를 검토하여 직선성을 확인했다.
정량한계는 적절한 정밀성과 정확성을 가진 정량값으로 표현할 수 있는 분석대상물질의 최소량을 말한다. 본 실험에서는 검량선을 3회 작성하여 반응의 표준편차와 검량선의 기울기에 근거하여 측정했다. 산출 방법은 국제의약품규제조화위원회(International conference on harmonization of technical requirements for registration of pharmaceuticals for human use, ICH)에서 제시한 방법을 사용했다(ICH 2005).
올리브유는 올리브 나무의 원산지인 지중해 주변 지역에서 가장 많이 사용하는 식물성유지다. 본 연구에서는 스페인산 4건, 이탈리아산 6건, 그리스산 1건, 그리고 그리스, 이탈리아, 스페인산을 혼합하여 만든 제품 1건을 수거하여 검사했다. 총 phytosterol 함량이 가장 높은 제품은 이탈리아산 올리브유 제품으로 92.
분석법의 검증은 의약품 등 분석법의 밸리데이션에 대한지침(MFDS 2014)을 참고하여 특이성(specificity), 직선성(linea- rity), 검출한계(detection Limit), 정량한계(quantitation Limit), 정밀성(precision), 정확성(accuracy)을 확인했다.
실험에 사용했다. 수거기간은 2019년 7월부터 8월까지이고, 인터넷 수거 1회와 현장수거 2회로 실시했다.
시료 약 1 g을 50 mL flask에 정확히 넣은 후 내부표준물질 0.2 mL와 7.5% KOH/methanol 50 mL를 첨가하고 80℃ water bath에서 30분간 가온하는 검화(saponification)과정을 진행했다. Flask는 실온이 될 때까지 냉각하고 냉각된 시료를분액여두에 옮겼다.
정확성의 평가는 회수율 측정을 통해 평가했다. 적합한 시료를 선정하여 알고 있는 농도의 표준액을 주입하고 같은 농도의 표준액과 비교하여 측정했다.
정밀성과 정확성 자료는 Table 4와 같다. 정밀성은 3회 반복 측정하여 피크면적의 상대표준편차(% RSD)로 확인했다. 정확성은 시료 중 포도씨유 1종을 선정하여 대조군과 동일한 농도의 혼합표준용액을 주입하여 회수률(% recovery) 로확인했다.
2 mL/min 유속으로 사용했다. 주입량은 2.0 μL 이고, split 10:1로 280℃정온 조건에서 40분간 유지하여 피토스테롤 3종을 분석했다(Table 1).
참기름(sesame oil)은 국내산 3건, 인도산 1건, 혼합원료를 사용한 제품 4건을 분석했다. Phytosterol의 분석결과는 campesterol 37.
측정범위 내에서 신호를 분석대상물질의 농도 또는 함량에 대한 함수로 작성한 그래프를 이용하여 직선성을 측정한다. 본 실험에서는 6 point 검량선을 작성하여 회기직선의 정보(y-절편과 기울기)와 상관계수를 검토하여 직선성을 확인했다.

대상 데이터

본 실험에서는 두 가지 방법으로 특이성을 확인했다. (1) GC/FID분석결과 3가지 phytosterol 성분이 적정하게 검출된 포도씨유를 선정했다. 혼합표준용액을 선정된 시료에 첨가하고 3종의 단일표준용액과 비교하여 주성분 피크의 머무름 시간(retention time)이 일치함을 확인했다.
경기도 지역에 있는 대형유통매장 2곳과 인터넷쇼핑몰 2 곳에서 식물성유지 50건(들기름 7건, 땅콩기름 1건, 아보카도 오일 4건, 올리브오일 12건, 잣유 2건, 참기름 8건, 카놀라오일 3건, 코코넛오일 1건, 포도유 9건, 해바라기유 3건)을 수거하여 실험에 사용했다. 수거기간은 2019년 7월부터 8월까지이고, 인터넷 수거 1회와 현장수거 2회로 실시했다.
들기름(perilla oil)은 국내산 5건과 중국산 2건을 분석했다. Campesterol 함량은 10.
땅콩유(peanut oil)는 중국산 제품을 1건 수거했다. 국내 유통제품이 적어 시료수거가 어려웠으나 다른 식물성 유지의 분석 결과와 비교하고자 참고로 분석했다.
실험에 사용한 분석장비는 GC(Agilent 6890N, USA)와 FID (Agilent, USA)이고, 분석 컬럼은 HP-5(60 m, 0.25 mm id., 0.25 μm film thickness, Agilent, USA)이다.
실험에 사용한 표준시약은 campesterol(65%, Sigma-ldrich, USA), stigmasterol(95%, Sigma-Aldrich, USA), β-sitosterol(95%, Sigma-Aldrich, USA)이다. 내부표준물질로 사용한 시약은 5- α-cholestane(97%, Sigma-Aldrich, USA)이고 시약을 hexane (Burdick & Jackson, Korea)에 녹여 내부표준액(1,000 mg/L)으로 사용했다.
아보카도 오일(avocado oil)은 멕시코산 3건과 뉴질랜드산 1건을 분석했다. 아보카도 오일의 stigmasterol 함량은 매우 낮게 나타났으나 β-sitosterol 평균함량이 174.
내부표준물질로 사용한 시약은 5- α-cholestane(97%, Sigma-Aldrich, USA)이고 시약을 hexane (Burdick & Jackson, Korea)에 녹여 내부표준액(1,000 mg/L)으로 사용했다. 용매는 methanol(Merck, Germany), acetonitrile (Merck, Germany), hexane, petroleum ether(Tedia, USA)를 사용했다. 그 밖에 시약으로 potassium hydroxide(Daejung, Korea) 와 sodium sulfate(Sigma-Aldrich, India)를 사용했다.
잣유(pine nut oil)는 경기도 가평산과 강원도 홍천산 각각 1건씩 수거해 분석했다. 분석결과 각각의 총 phytosterol 함량은 121.
포도씨유(grape seed oil)는 이탈리아산 5건, 프랑스산 1건, 스페인산 3건을 분석했다. 스페인산 2건의 함량이 다른 제품에 비해 높게 나타났다.

데이터처리

재현성 정도를 평가한다. 본 실험에서는 분석대상물질을 3회 반복 측정하여 측정값의 평균과 표준편차를 구하여 상대표준 편차(% RSD)를 확인했다.
정확성의 평가는 회수율 측정을 통해 평가했다. 적합한 시료를 선정하여 알고 있는 농도의 표준액을 주입하고 같은 농도의 표준액과 비교하여 측정했다.
혼합표준용액을 이용하여 검량선을 3번 작성하여 검량 선의 기울기 평균과 Y절편의 표준편차를 구하여 5.3의 계산식으로 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)를 각각 구했다. 실험 결과는 Table 3과 같다.

이론/모형

Phytosterol 분석방법은 Chen 등(2015)의 전처리방법을 참고했다. 시료 약 1 g을 50 mL flask에 정확히 넣은 후 내부표준물질 0.
물질을 확인했고 분석조건은 Table 2와 같다. 분석물의 특이성 확인은 NIST (National Institute of Standards and Technology) library의 유사도를 사용했다. 분석결과 유사도는 분석대상 시료 모두 80% 이상으로 확인했다.
본 실험에서는 검량선을 3회 작성하여 반응의 표준편차와 검량선의 기울기에 근거하여 측정했다. 산출 방법은 국제의약품규제조화위원회(International conference on harmonization of technical requirements for registration of pharmaceuticals for human use, ICH)에서 제시한 방법을 사용했다(ICH 2005).

성능/효과

경기도지역에서 유통되고 있는 10종의 식물성유지 50건을 수거하여 주요 phytosterol 3개 성분(campesterol, stigmasterol, β-sitosterol)의 함량을 분석한 결과, 총 phytosterol 함량은 참기름(334.43 mg/100 g), 들기름(262.16 mg/100 g), 포도씨유 (183.71 mg/100 g), 올리브유(68.68 mg/100 g) 순으로 높게 나타나, 우리나라 전통음식에 주로 사용되는 참기름과 들기름에 phytosterol성분이 많이 함유되어 있음을 알 수 있었다. 조사대상 식물성유지의 phytosterol 함량 분포는 땅콩유와 포도씨유, 해바라기씨유를 제외하고는 β-sitosterol이 가장 높았고 campesterol, stigmasterol 순으로 나타났다.
66 mg/100 g이다. 다른 종류의 식물성유지들과 비교했을 때 campesterol과 stigmasterol 함량뿐 아니라 β-sitosterol 함량도 높게 나타났다. In 등(1999)의 연구와 유사한 함량분포를 나타냈다.
이런 시료들은 단순비교가 어려워 참고로 추가했다. 분석 시료의 개수가 5개 이상으로 분석결과의 신뢰도가 높은 시료들을 비교한 결과는 참기름(334.43 mg/100 g), 들기름(262.16 mg/100 g), 포도씨유(183.71 mg/100 g), 올리브유(68.68 mg/ 100 g) 순으로 나타났다. 분석결과 참기름과 들기름이 올리브유나 포도씨유보다 phytosterol 함량이 높았다.
정확성은 시료 중 포도씨유 1종을 선정하여 대조군과 동일한 농도의 혼합표준용액을 주입하여 회수률(% recovery) 로확인했다. 분석결과 RSD는 0.3%~2.6%로 나타났다. 실제로 50건의 시료를 분석결과 개발된 분석법으로 최종 측정되는 농도 수준은 0.
수거해 분석했다. 분석결과 각각의 총 phytosterol 함량은 121.04 mg/100 g과 145.28 mg/100 g으로 나타났으며 대부분이 β-sitosterol이었다. 산림청의 2019년 임업통계연보(KFS 2019)에 따르면 국내 잣 생산량은 1, 164, 585 kg으로 가평과 홍천지역에서 생산되는 양(1, 136, 945 kg)이 전국 잣 생산량의 97% 이상을 차지한다.
분석물의 특이성 확인은 NIST (National Institute of Standards and Technology) library의 유사도를 사용했다. 분석결과 유사도는 분석대상 시료 모두 80% 이상으로 확인했다.
68 mg/ 100 g) 순으로 나타났다. 분석결과 참기름과 들기름이 올리브유나 포도씨유보다 phytosterol 함량이 높았다. 참기름과 들기름은 우리나라 전통음식에 주로 사용되는 식물성 유지로 국민 영양통계(KHIDI 2017)에 따르면 식물성유지의 1일 평균 섭취량은 참기름 1.
6%로 나타났다. 실제로 50건의 시료를 분석결과 개발된 분석법으로 최종 측정되는 농도 수준은 0.01%~0.1%로 AOAC 가이드라인 기준(AOAC 2016)과 비교하면 최종분석물의 농도수준이 1%, 0.1%, 0.01% 일 때 RSD 기준은 각각 2.7%, 3.7%, 5.3%로 각 항목의 측정 결과는 기준 이하로 적합했다.
분석했다. 아보카도 오일의 stigmasterol 함량은 매우 낮게 나타났으나 β-sitosterol 평균함량이 174.48 mg/100 g로 높아 총 phytosterol의 평균함량은 205.35 mg/100 g으로 높았다. 총 phytosterol 함량이 가장 높은 제품은 멕시코산 제품으로 함량은 306.
유지의 종류에 따라 특징적으로 불검출 성분이 있었다. 올리브유와 코코넛 오일에서는 campesterol과 stigmasterol이 불검출이었고 stigmasterol 성분이 불검출 수준으로 나타난 경우는 10종의 유지 중 5종류로 많은 유지류 중에서 stigmasterol 성분이 검출되지 않았다. Fig.
68 mg/100 g) 순으로 높게 나타나, 우리나라 전통음식에 주로 사용되는 참기름과 들기름에 phytosterol성분이 많이 함유되어 있음을 알 수 있었다. 조사대상 식물성유지의 phytosterol 함량 분포는 땅콩유와 포도씨유, 해바라기씨유를 제외하고는 β-sitosterol이 가장 높았고 campesterol, stigmasterol 순으로 나타났다. 캐나다산 카놀라유는 총 phytosterol 함량이 425.
국내 유통제품이 적어 시료수거가 어려웠으나 다른 식물성 유지의 분석 결과와 비교하고자 참고로 분석했다. 총 phytosterol 함량은 131.30 mg/100 g이고 campesterole 17.15 mg/100 g, stig- masterole 23.08 mg/100 g, β-sitosterole 91.08 mg/100 g로 나타났다. 땅콩은 42.
본 연구에서는 스페인산 4건, 이탈리아산 6건, 그리스산 1건, 그리고 그리스, 이탈리아, 스페인산을 혼합하여 만든 제품 1건을 수거하여 검사했다. 총 phytosterol 함량이 가장 높은 제품은 이탈리아산 올리브유 제품으로 92.75 mg/100 g으로 나타났다. 올리브유는 3 종류의 phytosterol 중 β-sitosterol이 44.
코코넛오일(coconut oil)은 필리핀산 1건이었고, 올리브유와 같이 β-sitosterol만 14.36 mg/100 g으로 나타나 phytosterol 함량이 전체 실험대상 중 가장 낮은 수준으로 나타났다.
해바라기유(sunflower oil)는 campesterol 함량은 4.57 mg/100 g~ 6.51 mg/100 g이었고 stigmasterole 6.09 mg/100 g~10.52 mg/100 g, β-sitosterole 69.01 mg/100 g~99.33 mg/100 g 수준으로 나타났고 총 phytosterol 함량은 79.67 mg/100 g~116.36 mg/100 g로 평균 102.33 mg/100 g이었다.
(1) GC/FID분석결과 3가지 phytosterol 성분이 적정하게 검출된 포도씨유를 선정했다. 혼합표준용액을 선정된 시료에 첨가하고 3종의 단일표준용액과 비교하여 주성분 피크의 머무름 시간(retention time)이 일치함을 확인했다.

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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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