케이랩(주)에서 제공한 'Alpha UV-Vis 분광광도계를 이용한 ISO 14502-1 기반 녹차 파우더 총 폴리페놀 함량 정량'에 관한 응용자료의 주요 내용은 다음과 같다.
1. 개요
본 연구에서는 ISO 14502-1:2005(E) 표준 분석법을 기반으로 식품 제조에 사용되는 녹차 파우더 시료의 총 폴리페놀(Total Polyphenol) 함량을 정량 하였다. 폴리페놀은 식물의 2차 대사산물로, 항산화 활성과 더불어 항암, 항균, 심혈관 질환 예방 등 다양한 생리활성을 나타내는 성분군이다. 특히 녹차에는 카테킨(Catechins) 계열 폴리페놀이 풍부하게 함유되어 있어 기능성 식품 및 건강보조소재로 널리 활용되고 있다.
본 실험에서는 케이랩(주)(K LAB)의 Alpha UV-Vis 분광광도계를 이용하여, 70 % 메탄올로 추출한 시료를 Folin-Ciocalteu 시약과 반응시켜 생성된 청색 착물의 흡광도를 765 nm에서 측정하였다. 표준물질인 갈산(Gallic acid)으로 작성한 검량선을 바탕으로, 시료 내 폴리페놀 함량을 갈산 등가치(Gallic Acid Equivalent. GAE)로 환산하여 해당 녹차 파우더의 폴리페놀 함량을 산출하였다
[그림 1]. 케이랩(주)(K LAB)의 Alpha UV-Vis 분광광도계 - 본 장비는 190-1,100 nm 파장 범위에서 정밀한 흡광도 측정이 가능하며, 다양한 셀 홀더 호환성을 바탕으로 식품·환경·생명과학 분야의 정량 분석에 활용된다. 본 연구에서는 765 nm에서 폴리페놀 분석을 수행하였다.
2. 재료 및 방법
2-1. 시료
본 연구에 사용된 시료는 식품 제조에 사용되는 상업용 녹차 파우더로 밀봉 상태에서 구입하여 실험 전까지 실온에 보관하였다.
2-2. 시약 및 표준물질
- Gallic acid(Sigma Aldrich, G7384)
- Folin & ciocalten’s phenol(Sigma Aldrich, F9252)
- Sodium Carbonate(삼전순약, F17919)
- Methanol(Alfa, A0782)
2-3. 장비 및 소프트웨어
실험에 사용된 장비는 케이랩(주)의 Alpha UV-Vis 분광광도계를 사용하였으며, [Quantitation] 모드를 통해 765 nm 파장에서 시료의 흡광도를 측정하였다.
[그림 2]. 케이랩(주) Alpha UV-Vis 분광광도계의 초기 화면 - Photometric, Quantitation, Spectrum, Kinetic 모드 선택이 가능하며, 본 실험에서는 [Quantitation] 모드를 선택하여 765 nm에서 시료의 폴리페놀 함량을 정량 분석하였다.
2-4. 실험 절차
(1) 시료 추출
① 녹차 시료 0.200 g을 15 mL 원심분리기 튜브에 넣는다.
② 70 % 메탄올 용액을 70 ℃로 예열한 뒤, 시료가 담긴 튜브에 5 mL를 첨가한다.
③ 튜브를 밀봉하고 70 ℃ 수욕조에 넣어 5분간 방치한 후, 꺼내어 볼텍서로 혼합한다.
④ 다시 70 ℃ 수욕조에 넣어 추가로 5분간 방치한 뒤, 꺼내어 볼텍서로 혼합한다. (총 가온 시간 10분)
⑤ 실온으로 냉각한 후, 3,500 r/min에서 10분간 원심분리한다.
⑥ 상등액을 취해 눈금 튜브에 옮긴다.
⑦ 동일 과정을 1회 반복하여 두 추출액을 합친 뒤, 70 % 메탄올로 최종 부피를 10 mL로 맞춘다.
⑧ 분석 전, 시료를 다양한 배수로 희석하여 측정 범위에 적합하도록 준비한다.
(2) 표준용액 제조
① Gallic acid를 정확히 0.100 g을 칭량하여 증류수 100 mL로 정용한다.
② 이 Stock 용액을 증류수로 희석하여 10, 20, 30, 40, 50 μg/mL 농도의 표준 용액을 준비한다.
(3) 반응 및 측정
① 표준용액, 시료용액, 블랭크 용액 1 mL를 각각 시험관에 취한다.
② 10배 희석한 Folin-Ciocalteu 시약 5 mL를 첨가한 뒤 5분간 암소에서 반응한다.
③ 7.5 % Sodium Carbonate 용액 4 mL를 첨가하고, 상온 암소에서 60분간 반응시킨다.
④ Alpha UV-Vis 분광광도계의 [Quantitiaion] 모드에 표준용액 농도
(10, 20, 30, 40, 50 μg/mL)를 입력하고 765 nm에서 흡광도를 측정한다.
⑤ 측정된 흡광도 값을 바탕으로 검량선을 작성하고, 시료의 흡광도를 갈산 등가치(Gallic Acid Equivalent, GAE)로 환산한다.
3. 결과
3-1. 직선성
Gallic acid 표준용액 Stock 용액을 일정 부피 분주 후 희석하여 준비했으며, 표에 제시된 농도 값은 제조 농도가 아닌 반응에 투입된 갈산 질량을 환산한 값이다.
이 환산 질량(10.- 50.2 μg)을 x축으로, 765 nm에서 측정한 흡광도를 y축으로 하여 표준곡선을 작성한 결과, [그림 3]과 같이 결정계수(R2)는 0.9999로 나타났다.
[표 1]. Gallic aicd 환산 질량에 따른 흡광도 값(3회 반복 측정 평균)
[그림 3]. Gallic acid 환산 질량(10.0 - 50.2 μg) 대비 765 nm 흡광도 표준곡선(R2 = 0.9999)
3-2. 시료 결과 계산
검량선 범위(10.0 - 50.2 μg)에 해당한 희석 시료는 80배 및 100배 희석 시료였다. 80배 희석 시료의 평균 흡광도(0.0858, 3회 반복)에서 역산한 갈산 환산 질량은 11.9 μg이었으며, 100배 희석 시료의 평균 흡광도(0.0720, 3회 반복)에서는 10.7 μg이었다.
희석배수를 반영하면 각각 원액 기준 953.7 μg GAE와 1,071.3 μg GAE에 해당하며, 이 두 값을 평균한 결과 원액의 총 폴리페놀 함량은 1,011.65 μg GAE로 산출되었다. 이를 초기 칭량량 0.2004 g에 적용하고 100 g 환산 시, 시료의 총 폴리페놀 함량은 0.505 g GAE/100 g(w/w)로 나타났다.
[표 2]. 시료의 희석배수별 3회 반복 측정 평균 흡광도와 해당 평균 흡광도로부터 검량선을 이용해 역산한 갈산 환산 질량(μg)
4. 결론
ISO 14502-1:2005(E) 표준 분석법을 적용하여 식품 제조용 녹차 파우더 시료의 총 폴리페놀 함량을 정량한 결과, Folin-Ciocalteu 시약 반응으로 측정한 흡광도와 갈산 표준곡선을 이용한 역산을 통해 0.505 g GAE/100 g(w/w)로 확인되었다. 본 시험을 통해 케이랩(주) Alpha UV-Vis 분광광도계의 [Quantitation] 모드를 사용하면 해당 표준 시험법을 안정적으로 수행할 수 있음을 확인하였다.
'Alpha UV-Vis 분광광도계를 이용한 ISO 14502-1 기반 녹차 파우더 총 폴리페놀 함량 정량'에 대한 궁금한 내용은 본 원고 자료를 제공한 케이랩(주)을 통하여 확인할 수 있다.
Reference(참고문헌): International Organization for Standardization(ISO). ISO 14502-1:2005(E): Determination of substances characteristic of green and black tea — Part 1: Content of total polyphenols in tea — Colorimetric method using Folin-Ciocalteu reagent. ISO, Geneva, Switzerland.
Model Name(모델명): Alpha Double Beam UV-Vis Spectrophotometer
The Person in Charge(담당자): Ji－su Kim
Maker(제조사): K LAB
Country of Origin(원산지): Korea
e-mail: mint5135@klab.im
Data Services(자료제공): K LAB
<이 기사는 사이언스21 매거진 2025년 9월호에 게재 되었습니다.>
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