초록 ▼

Ⅳ. 연구결과 (해당 연구분야 책임자 작성)
위해물질 3종(바이오젠닉 아민, 다환방향족 탄화수소류, 가공과정에서 생성되는 트랜스 지방산)과 마늘에 존재하는 생리활성물질의 신속동시분석기술을 다음과 같이 확립하였다.
○ 바이오제닉아민류 분석조건 확립.
- 간장, 된장 : 0.1N HCl용액을 이용하여 추출하고 이를 dansyl chloride을 이용하여 유도체화여 C18칼럼과 PDA가 장착한 HPLC를 이용하여 tryptamine, agmatine, histamine, phenylethylamine 등 12종을 분

Ⅳ. 연구결과 (해당 연구분야 책임자 작성)
위해물질 3종(바이오젠닉 아민, 다환방향족 탄화수소류, 가공과정에서 생성되는 트랜스 지방산)과 마늘에 존재하는 생리활성물질의 신속동시분석기술을 다음과 같이 확립하였다.
○ 바이오제닉아민류 분석조건 확립.
- 간장, 된장 : 0.1N HCl용액을 이용하여 추출하고 이를 dansyl chloride을 이용하여 유도체화여 C18칼럼과 PDA가 장착한 HPLC를 이용하여 tryptamine, agmatine, histamine, phenylethylamine 등 12종을 분리하였음. 검출은 254 nm에서 실시하였고 용매는 물과 아세토나이트릴를 사용하여 gradient system에서 분리하였음. 유효성검증 결과도 매우 양호함.
- 청국장 및 젓갈류(새우젓, 멸치젓): 간장 및 된장에 적용한 추출방법에 따라 추출하여 이를 UHPLC/MS/MS로 분리정량함. 12종의 biogenic amine을 동시분리 정량할 수 있는 방법을 확립함. 확립된 방법을 청국장 및 젓갈류(새우젓, 멸치젓) 2품목에 적용하여 추출방법 및 matrix effect를 검토하고, 검량선의 직선성, LOD, LOQ, 반복성, 재현성 및 회수율에 대한 유효성검증을 실시한 결과 모두 국제적 수준에 적합한 것으로 나타냄.
- 발효주(청주, 막걸리, 와인) : 단백질을 제거하기 위해 sulfosalicylic acid를 가하고 0.1N HCl용액으로 추출한 후, 이를 dansyl chloride를 이용하여 유도체화함. UHPLC/MS/MS를 기반으로 histamine, tyramine, tryptamine 등 12종의 biogenic amine을 동시분리 정량할 수 있는 방법을 확립함. 확립된 방법을 발효주(청주, 막걸리, 와인) 3품목에 적용하여 추출방법 및 matrix effect를 검토하고, 검량선의 직선성, LOD, LOQ, 반복성, 재현성 및 회수율에 대한 유효성검증을 실시한 결과 모두 국제적 수준에 적합한 것으로 나타냄.
○ 다환방향족탄화수소류 분석조건 확립.
- 참기름, 들기름 : 검체 200 mg을 n-hexane 1 mL에 녹여 활성화 된 Silica gel 이 충진된 SPE(Solid phase extraction)에 가하여 흡착후 n-hexane과 dichloromathane(7:3, V/V)혼합용매 25 ml로 용출시켰음. SUPELCOSIL LC-PAH칼럼과 형광검출기가 작창된 HPLC를 이용하여 benzo[c]fluorene, pyrene, benzo[a]pyrene 등 16종을 동시 정량 가능한 상태로 분리하였고 유효성검증결과도 매우 양호하였음.
- 훈제햄 및 훈제연어: PAHs의 분석을 위해 균질화한 시료를 알칼리 분해하여 n-hexane 으로 추출하여 SUPELCOSIL LC-PAH칼럼과 형광검출기가 작창된 HPLC에 주입 분리함.Benzo[c]fluorene, pyrene, benzo[a]pyrene 등 14종을 동시 정량 가능한 상태로 분리하였고, 확립된 추출 및 분리방법에 대하여 검량선의 직선성, LOD 및 LOQ, 반복성, 재현성 및 회수율에 대한 유효성검증을 실시한 결과 국제적 기준에 모두 적합한 것으로 나타냄.
- 어패류 및 해조류 : 조개류 및 해조류에서의 PAHs14종의 분석을 위해 고전적인 전처리 방법인 알카리 분해와 신속정밀 분석법인 QuEChERS 방법에 따른 최적 추출방법을 검토·비교하고, 검량선의 직선성, LOD 및 LOQ, 반복성, 재현성 및 회수율을 산출하여 분석법의 유효성을 검증한 결과 모두 국제적 기준에 적합한 것으로 나타냄.
○ 천연트랜스지방산과 경화트랜스지방산의 구조분석 및 개별분리기술확립.
- GC x GC/TOFMS 및 NMR을 이용하여 천연트랜스지방과 경화트랜스지방의 정성 및 정량하기 위한 분리조건을 확립함.
- GC x GC/TOFMS를 이용하여 마가린 과 우지 중의 C18:1 trans 이성체 tr6, tr9, tr11, tr13 및 tr15를 분리하였고 이를 각각 TOFMS를 이용하여 확인하였음.
- GCxGC-FID와 GCxGC-TOFMS을 이용하여 elaidic acid와 vaccenic acid의 비율측정(V/E value)에 의한 N-TFA와 H-TFA의 판별분석법을 확립하여 유제품(2품목), 식물성 유지(2품목) 및 동물성유지(2품목)의 정밀도 및 정확도를 측정한 결과 양호하였음.
- Silver ion cartridge (SIC)를 이용하여 cis-FA를 제거하고 개별 trans-FA를 선택적으로 분취하는 분석법을 확립하여 양념용식용유 (6품목), 경화어류 (3품목), 아이스크림 (14품목) 및 어류 (13품목)의 유효성검증을 실시한 결과 국제적 기준에 적합한 것으로 나타냄.
○ 마늘의 생리활성물질 분석조건 확립.
- 마늘의 생육 및 저장 중 중요한 생리활성물질로 알려진 ϒ-glutamyl-S-alkenyl-Lcysteines, S-alkenyl-L -cysteine) 및 S-alkenyl-L- cysteine sulfoxides)과 분쇄한 마늘의 냄새 및 생리활성물질인 thiosulfinates의 가장 중요한 성분인 allicin을 HPLC 시스템을 이용하여 분석 할 수 있는 방법을 확립하였음.
- 확립된 방법을 생마늘에 적용하여 추출방법 및 matrix effect를 검토하고 검량선의 직선성, LOD 및 LOQ, 반복성, 재현성 및 회수율에 대한 유효성 검증을 실시한 결과 국제적 기준에 모두 적합한 것으로 나타냄.
- 마늘 및 마늘가공품중의 S-allyl-L-cysteine의 분석법을 검토한 결과 생마늘에서는 1차년도에 수행한 방법에 의거 정량이 가능하였으나 가열처리항려 갈변이 된 제품의 경우에는 matrix effect가 발생하여 densyl chloride를 이용하여 유도체화한 후 분리하면 정량이 가능함. 또한 UHPLC/MS를 이용하여 분리정량하는 방법을 확립하였음.
- Garlic oil marcerate중의 유효성분인 ajoene의 정량방법을 확립함.
- 마늘의 저장 중 저장온도에 따른 다양한 생리활성을 나타내는 함황화합물의 변화를 측정한 결과 ϒ-glutamyl-S-alkenyl-L-cysteines은 감소하고 S-alkenyl-L-cysteine sulfoxides는 증가하는 것으로 나타났음. 이러한 현상은 4℃가 -2℃ 및 23℃보다도 더욱 큰 것으로 나타났음.
- S-allyl-L-cysteine (SAC) 의 생성 영향인자 및 최대 생성조건을 측정한 결과 원료마늘의 생산시기 및 품종 및 반응조건 등이 SAC 함량 증가에 미치는 중요한 인자임을 확인 할수 있었으며, 최대생성량은 2011년산 생산마늘 (N)이 SAC함량을 최대 17.98 mg를 생산할 수 있는 것으로 나타났음. 이는 현재 일본에서 생산할 수 있는 기준인 6.44 mg 보다 2.79배 증가한 생산조건임
- Ajoene 생성 영향인자 및 최대 생성조건을 검토한 결과 아조엔이 가장 많이 생성되는 동물성 지방인 유지방을 이용하여 아조엔 최대 생성 조건을 탐색하였으며 이를 위하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 사용하였으며 실험 계획은 중심합성계획(Central Composite of Design: CCD)을 이용하였음. 2010년 생산 마늘을 이용하여 실험한 결과 식용유 A와 마늘주스 혼합물을 이용하여 아조엔 생성에 적합한 최적 조건은 반응온도 61.05℃, 반응시간 2.56 시간 및 오일함유량은 3.63으로 하여 제조할 경우 896.1 ug/g(마늘주스)의 ajoene을 생산할 수 있는 것으로 나타났음. 또한 마늘주스에 식용유 A를 3배가하여 65℃에서 2시간 반응한 결과 1301 ug/g(마늘주스)의 ajoene을 생산할 수 있었음.

Abstract ▼

Ⅳ. Result
The rapid and precise analytical methods for determination of BAs, PAHs, fatty acid in foods and OSCs in gallic were established using a chromatographic separation. The results can be summarized as followed;
○ A high-performance liquid chromatography (HPLC) method was developed and

Ⅳ. Result
The rapid and precise analytical methods for determination of BAs, PAHs, fatty acid in foods and OSCs in gallic were established using a chromatographic separation. The results can be summarized as followed;
○ A high-performance liquid chromatography (HPLC) method was developed and validated for the simultaneous determination of 12 BAs in commercial fermented food after a precolumn derivatization with dansyl chloride. The new method is sensitive and rapid.
- The identity of the dansyl derivatives was confirmed by an ultra high pressure liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry (UHPLC-ESI-MS/MS).
- The validation of the entire procedure was performed based on the European Union directive 2002/657/EC and Food and Drug Administration (FDA) guideline. The reliability of the method was satisfactory in terms of linearity (r2 > 0.9587),
precision (relative standard deviation below 15%), recovery (72.5%-125.6%), and sensitivity.
○ Development of analytical methods for PAHs in different foods
- Sesame oil and perilla oil: A simple and rapid method has been validated for the determination of sixteen PAHs in sesame oil and perilla oil. The Samples were dissolved in n-hexane, the interferences were removed by clean-up step of a silica colume. The concentrations of PAHs were determined by a reverse-phase HPLC with fluorescence detection. The proposed method was performed based on the FDA guidelines for validation of analytical procedures.
- Smoked ham and smoked salmon: The HPLC method for the determination of PAHs in smoked ham and the smoked salmon, and the method was optimized and validated. Fourteen PAHs were simply extracted with hexane after saponification, followed by the sensitive and selective determination of all compounds using a reverse-phase HPLC with fluorescence detection. The proposed method was performed based on the FDA guidelines for validation of analytical procedures.
- Shellfish and seaweed : This study was performed to establish the rapid analytical method for fourteen polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in shellfish and seaweed. The quick and simple QuEChERS method and alkali digestion sample
preparation were used. Two methods involved a simple extraction, clean-up, and determination by a HPLC with fluorescence detection. The proposed method was performed based on the FDA guidelines for validation of analytical procedures.
○ Development of analytical method for discrimination of natural trans fatty acids (N-TFA) from hydrogenated trans fatty acids (H-TFA). The results can be summarized as follows;
- The separating conditions of N-TFA from H-TFA using GC x GC/TOFMS and NMR for the qualification were established.
- C18:1 TFA isomers including tr6, tr9, tr11, tr13 and tr15, in margarine and beef tallow, were separated and confirmed by GCxGC-TOFMS.
- Using GCxGC-TOFMS and GCxGC-FID, the analytical method for the discrimination of N-TFA from H-TFA by comparing the ratio of vaccenic acid to elaidic acid (V/E value) was established and evaluated on the parameters of accuracy and precision. In addition, numerous food samples, including dairy products (2 items), vegetable odus (2 items) and animal fats (2 items) were analyzed and its validation parameters were also evaluated.
- The analytical method for selective fractionization and separation of individual TFA isomers after removing cis-FA from trans-FA using silver ion cartridge (SIC) was established and evaluated based on the international guide line of single
laboratory validation. Based on the developed method, seasoning oils (6 items), hydrogenated oils (3 items), ice creams (14 items) and fish oils (13 items) were analyzed. It was assured that the developed method could be used reliably for the
analysis of TFA in food samples.
○ Development of the analytical methods for determination of biological active compounds in garlic and garlic products
- Analytical method for the quantification of organosulfur compounds(OSCs), including four glutamyl dipeptides, tow S-alk(en)yl-L-cysteine sulfoxides and two S-alk(en)yl-L- cysteine in intact garlic, was established using a high performance
liquid chromatograph (HPLC) with an UV/Vis detector. These compounds were extracted with water, followed by the sensitive and selective determination of all compounds in a single-run using a reverse-phase HPLC.
- Thiosulfinate including allicin was extracted with dichloromethane and diethyl ether and determine by a normal-phase HPLC/UV system.
- An analytical method for the determination of S-allyl-L-cysteine(SAC) in garlic bulb was established using the reverse phase HPLC-UV system. This method was suitable for analysis of SAC in fresh garlic bulb. However, when it was applied for
quantification of SAC in the heated garlic juice and black aged garlic, we could not obtain an exact determination because of the raise of the baseline on the chromatogram.
- Two repeatable, sensitive and selective methods for the determination of SAC in heated garlic juice and black aged garlic were established using a HPLC/FLD (fluorescence detector) and HPLC/mass spectrometry detection (LC-MS/MS) method, respectively, with pre-derivatization with a dansyl chloride reagent.
- The high-performance liquid chromatography (HPLC) method for determination of ajoene isomers in garlic oil products was optimized and validated. E- and Z-ajoenes were extracted with ethylacetate, followed by the sensitive and selective determination of two isomers in a single-run using a normal phase HPLC equipped with silica gel column.
- Aforementioned all of the developed methods was validated based on FDA guideline for validation of analytical procedures, and we could obtain a satisfactory validation results on linearity, selectivity, detection limits, quantification limit, precision and accuracy.
- The changes in the contents of OSCs in garlic bulbs during storage at -2, 4 and 23 ℃ during 24 weeks were determined using the developed HPLC method. Decreases in ϒ-glutamyl-S-alkenyl-L-cysteines and increases in S-alkenyl L-cysteine s-sulfoxides were observed at all storage temperature. Especially, at 4℃, the significant conversion of the glutamyl peptide to S-alkenyl-L-cysteine s-sulfoxides was observed.
○ Factors affecting SAC formation and the establishment of optimum conditions for maxiumm production of SAC: Factors affecting SAC formation in processing procedures were evaluated. The SAC concentration may depend on several factors
such as cultivar, storage conditions, and manufacturing parameters(time and temperature). Maximum production of SAC was obtained from garlic bulbs which was stored for no more than 90 days at 4℃. The temperature and time in the extraction procedure were key factors of the formation of SAC.
- Factors affecting ajoene formation and the establishment of optimum condition for maxiumm production of Ajoene: Factors affecting ajoene formation in processing procedures were evaluated. For the most efficient production of ajoene, the milk
fat was selected to establish the optimized condition for ajoene production. For this purpose, the response surface methodology was employed and the central composite design (CCD) was selected as the experimental design. The optimal
condition for ajoene production was reaction temperature = 61.05 ºC, reaction time = 2.56 hr and oil volume = 3.63 times. Under the optimal condition, ajoene could be effectively produced from the garlic-animal fat mixture at 2 times higher
concentration as compared to the existing method.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 머리말 ... 3
• 요약문 ... 5
• Summary ... 11
• Contents ... 17
• 목차 ... 19
• 제1절 바이오제닉 아민 분석법 개발 ... 21
• 1. 서론 ... 21
• 2. 장류(간장, 된장) 중의 바이오젠닉 아민 분석법 개발 ... 21
• 3. 청국장 및 젓갈류(새우젓,멸치젓) 중의 바이오젠닉 아민 분석법 개발 ... 28
• 4. 발효주 중의 바이오젠닉 아민 분석법 개발 ... 34
• 5. 요 약 ... 39
• 참고문헌 ... 41
• 제2절 다환방향족 탄화수소류 분석법 개발 ... 42
• 1. 서론 ... 42
• 2. 유지류제품 중의 PAHs 분석법 개발 ... 42
• 3. 훈제품 중의 다환 방향족 탄화 수소류 분석법 개발 ... 50
• 4. 어패류 중의 PAHs 분석법 개발 ... 57
• 5. 요 약 ... 68
• 참고문헌 ... 70
• 제3절 천연 및 인공 트랜스 지방산 판별 분석법 개발 ... 72
• 1. 서론 ... 72
• 2. 이중결합 위치가 다른 트랜스지방의 개별 분리기술 개발 ... 73
• 3. 유제품 및 식용유지중의 트랜스지방산 정량분석법 개발 ... 82
• 4. SIC를 이용한 TFA 선택적 분취법 확립 및 TFA의 식품 matrix별 유효성 검증 ... 88
• 5. 요 약 ... 96
• 참고문헌 ... 98
• 제4절 마늘 및 마늘가공품중의 생리활성 물질 분석법 개발 ... 100
• 1. 서론 ... 100
• 2. 마늘 중의 함황 생리활성물질 분석법 개발 ... 101
• 3. 마늘 중의 allicin 등 thiosulfinates 분석법 개발 ... 106
• 4. 마늘저장 중의 생리활성물질변화 ... 109
• 5. 마늘가공제품 중의 생리활성물질 분석법 개발 ... 111
• 6. S-allyl-L-cysteine 및 Ajoene의 생성 영향인자 규명 및 최대 생성조건 ... 123
• 7. 요 약 ... 127
• 참고문헌 ... 130
• 끝페이지 ... 131