국민의 식생활 수준이 향상됨에 따라 식재료의 맛과 함께 식품의 3차적 기능까지 요구되고 있으며, 최근에는 새로운 식품개발의 일환으로 과거부터 식품으로 소비되어 온 생리활성을 나타내는 생약재를 첨가물 혹은 주원료로 활용하여 건강 기능성 식품을 개발 및 이용하고 있다(Kwak과 Lee, 2002). 이러한 건강 기능식품은 개인의 건강, 신체 활동 및 정신 건강에 긍정적인 영향을 미치는 성분 혹은 추출물이 함유된 식품으로 면역 체계를 강화하고 질병 예방 및 특정 질병의 회복에 도움을 주어 신체적 혹은 정신적 장애를 조절하고 노화를 예방할 수 있는 식품으로 정의할 수 있으며, 대표적으로 건강 보조식품, 비타민, 미네랄, 허브 및 시리얼이 이에 해당한다(Banerjee와 Ray, 2019). 최근 이러한 시대적 조류에 따라 건강 기능식품의 원료로 이용되거나 과거부터 식재료로 이용되어 왔던 생약재의 약리학적 주성분 외에도 일반 영양성분의 함량 평가와 같은 식품영양학적 연구도 수행되고 있으며(Park 등, 2003; Han 등, 2006; Ahn 등, 2014), 국가적 차원에서 국가표준식품성분표에 수재된 일부 생약재의 탄수화물, 단백질 및 지방 함량을 중심으로 자체적인 데이터베이스의 지속적인 업데이트가 수행되어 왔다(Jeong 등, 2020). 그러나 이러한 노력에도 불구하고 현재 건강 기능식품의 원료로 이용되는 농식품의 수용성비타민 함량 연구는 매우 미비한 실정이다.

수용성비타민 B군 중 가장 먼저 발견된 티아민(thiamine, 비타민 B₁)은 transketolase, pyruvate dehydrogenase 및 α-ketoglutarate 등 효소의 활성에 관여하여 에너지 대사의 역할을 수행하고 신경전달에도 관여한다고 알려져 있다(Kim 등, 2017). 리보플라빈(riboflavin, 비타민 B₂)은 산화･환원반응과 다양한 대사 과정에 중요한 역할을 하는 조효소 성분으로 결핍 시 성장기 아동의 성장을 저해한다고 알려져 있다(El-Hazmi와 Warsy, 1987). 또한, 니아신(niacin, 비타민 B₃)은 nicotinic acid 및 nicotinamide와 같은 유도체를 총칭하는 성분으로 말초혈관 확장을 통해 혈액순환을 촉진하고 탄수화물, 단백질 및 지방과 같은 열량의 산화･환원반응에 필요하며, 결핍 시 pellagra disease와 같은 피부병, 점막 손상 및 흑설병에 대한 위험이 보고되었다(Cho 등, 2019; Yoon 등, 2019).

이처럼 수용성비타민 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 생체 내 중요성을 고려할 때, 현재 건강 기능성 식품의 원료로 이용되고 있는 농식품의 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량 정보는 매우 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 건강 기능성 식품의 원료로 이용되고 있는 일부 농식품 및 가공품을 대상으로 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량을 정량적으로 평가하고, 그 결과를 국가표준식품성분표 제10개정판 작성의 데이터베이스로 활용하여 대국민 식생활 개선 및 건강 증진의 기초자료로 사용하고자 하였다.

실험 재료

본 연구에 사용된 건강 기능성 식품의 원료로 이용되고 있는 일부 농식품은 국가표준식품성분표 제10개정판 출간을 위한 데이터베이스 생산을 목적으로 농촌진흥청 국립농업과학원으로부터 제공되었다. 제공된 농식품 시료로는 수삼(Panax ginseng), 생강(Zingiber officinale), 마늘(Allium sativum), 염교(Allium chinense), 동충하초(Cordyceps militaris), 노루궁뎅이버섯(Hericium erinaceus) 및 매실(Prunus mume)이 있었으며, 가공품으로는 열처리류(열처리 수삼, 열처리 노루궁뎅이버섯, 편강 및 홍삼), 청류(매실청 및 오미자청) 및 음료류(생강차 및 매실음료)로 구분하였다.

실험에 사용된 시약 중 메탄올 및 초순수 증류수는 J.T. Baker Co.(Phillipsburg, NJ, USA)에서 구매하였으며, sodium phosphate monobasic, sodiumn 1-hexanesulfonate, triethylamine 및 표준시약{thiamine hydrochloride, riboflavin-5′-adenosine diphosphate(FAD), riboflavin- 5′-phosphate(FMN), riboflavin, nicotinic acid 및 nicotinamide}은 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구매하였고, acetic acid는 Daejung Chemicals & Metals Co.(Siheung, Korea)에서 구입하여 사용하였다.

추출 및 전처리

건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품군에 함유된 티아민과 니아신을 추출하기 위해 Jeon 등(2020a)의 방법을 사용하여 동시 추출을 수행하였다. 즉, 검체 1~5 g을 칭량한 후 5 mM sodium 1-hexanesulfonate(acetic acid 7.5 mL/L＋triethylamine 0.2 mL/L) 용액 25 mL를 가하고 37°C 조건으로 30분간 초음파 추출(JAC 4020, KODO Technical Research Co., Hwaseong, Korea)하였다. 이후 추출액을 14,000 rpm으로 원심분리하고, 상층액을 0.45 μm syringe filter(Whatman Inc., Maidstone, UK)로 여과하여 정량 분석용 검액으로 사용하였다.

리보플라빈의 경우 Kim 등(2014)의 방법을 이용하여 추출하였다. 검체 1~5 g을 칭량한 후 초순수 증류수 50 mL를 가하고 80°C 조건으로 30분간 환류 추출(LEB-106D, Daihan LabTech Co., Namyangju, Korea)하였다. 추출액은 14,000 rpm으로 원심분리하였고, 상층액을 0.45 μm syringe filter로 여과하여 정량 분석용 검액으로 사용하였다.

기기분석 조건

건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품군에 함유된 티아민과 니아신을 분석하기 위해 Jeon 등(2021)의 방법을 이용하였다. 분석장비는 Agilent사의 1200 series HPLC(Wilmington, DE, USA)를 사용하였으며, 검출기는 diode array detector(DAD)를 이용하여 270 nm에서 흡광 피크의 면적을 측정하였다. Column은 YMC Co.(Tokyo, Japan)의 YMC-Pack ODS AM(250 mm×4.6 mm, 5 μm)을 이용하였으며, 분석 column의 온도는 40°C로 설정하였다. 이동상 용매는 5 mM sodium 1-hexanesulfonate(acetic acid 7.5 mL/L＋triethylamin 0.2 mL/L)를 A 용매로 사용하였으며, 메탄올을 B 용매로 사용하여 gradient elution system으로 분석하였다. Gradient profile은 B 용매를 기준으로 다음과 같다: 0분, 0%; 8분, 0%; 20분, 25%; 30분, 45%; 31분, 0%; 45분, 0%.

한편, 리보플라빈의 함량은 Kim 등(2014)의 방법으로 분석하였다. 분석장비는 Agilent사의 1260 infinity series HPLC를 사용하였으며, 검출기는 fluorescence detector(FLD)를 이용하여 여기파장(excitation)은 445 nm, 방출파장(emission)은 530 nm로 설정하였다. Column은 YMC사의 YMC-Pack PRO C₁₈ RS(250 mm×4.6 mm, 5 μm)를 사용하고 column의 온도는 40°C로 유지하였으며, 10 mM sodium phosphate monobasic(pH 5.5)과 메탄올을 75:25의 부피 비율로 혼합한 용액을 이동상 용매로 사용하여 isocratic elution system으로 분석을 수행하였다.

분석법 검증

본 연구에 이용된 추출 및 분석조건의 정확성, 재현성, 감도, 직선성 및 HPLC column의 분리 효율을 검토하였다. 분석법의 정확성을 평가하기 위하여 표준인증물질인 SRM-3234(standard reference material-3234; soy flour; 리보플라빈) 및 SRM-3287(blueberry; 티아민, 니아신)을 3회 추출 및 분석을 수행하여 표준 인증값과 비교하였다. 한편, 재현성을 평가하기 위해 강화조제 분유를 일내(intra-day) 10 반복 및 일간(inter-day) 15 반복으로 추출 및 분석하여 얻은 측정값의 변이계수(coefficient of variation; CV)를 검토하였다. 분석법의 감도 평가를 위하여 각 성분 표준용액의 signal 대비 noise 비율(s/n 비)이 3이 될 때의 농도를 LOD(limit of detection)로 설정하였고, s/n 비가 10이 될 때의 농도를 LOQ(limit of quantification)로 설정하였다(Jeon 등, 2020b). 또한, 본 분석의 정량분석을 위해 작성되었던 검량선의 결정계수를 검토하여 직선성을 평가하였다. HPLC column의 분리 효율은 피크의 대칭성(S), 분리능(Rs), 이론단수(N) 및 이론단의 높이(HEPT)를 측정하여 평가하였다.

함량 계산

건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품군의 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량 평가를 위하여 티아민, FAD, FMN, 리보플라빈, nicotinic acid 및 nicotinamide 표준품을 1,000 ppm으로 조제했으며, 이를 희석하여 표준검량선을 작성하였다. Nicotinic acid, nicotinamide 및 티아민은 0.03~20 μg/mL 수준으로 희석하였고 FAD, FMN 및 리보플라빈은 0.01~10 μg/mL로 희석하여 HPLC 분석을 수행하였다. 각 성분의 검량선을 통해 확인된 농도를 아래에 나타낸 계산식에 적용하여 평가하였다(Kim 등, 2014).

$$Vita\min B의함량\left(mg/100g\right)=\frac{S\times a\times b}{검체채취량\left(g\right)}\times \frac{100}{1,000}$$

S: 시험용액 중의 비타민 B의 농도(μg/mL)

a: 시험용액의 전량(mL)

b: 시험용액의 희석배수

통계처리

건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품군의 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량 평가는 모두 3 반복으로 수행되었으며, 기본통계(처리 간 평균, 표준편차 및 상대표준편차) 및 처리 평균 간 유의성 검정인 Duncan’s multiple range test는 SAS 9.4(Statistical Analysis System, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 수행하였다. 주성분 분석(principal component analysis, PCA)의 경우 Microsoft Excel 2013 add in multibase 2015 package(Numerical Dynamics, Tokyo, Japan) 프로그램을 이용하였다.

추출 및 분석법 검증

각 성분의 검출한계, HPLC column의 분리 효율 및 직선성 평가: 본 실험에 사용된 HPLC 분석법의 검출한계(LOD), column의 분리 효율 및 직선성을 검토하여 Table 1에 나타내었다. Nicotinic acid, nicotinamide 및 티아민의 LOD는 각각 0.025, 0.031 및 0.015 μg/mL였으며, FAD, FMN 및 리보플라빈은 0.009, 0.002 및 0.003 μg/mL 수준임을 확인하였다. HPLC column의 분리 효율을 평가하기 위해 이론단수, 이론단의 높이, 피크 대칭성 및 분리능을 검토한 결과 모든 성분의 분리 효율이 충분하였음을 알 수 있었으며, 표준용액 및 농식품의 HPLC 크로마토그램을 검토하였을 때 모든 성분이 우수하게 분리되는 것을 확인하였다(Fig. 1). 또한, nicotinic acid, nicotinamide 및 티아민의 경우 0.03~20 μg/mL 농도 구간에서 검량식의 결정계수(R²)가 0.999^**로 우수한 직선성을 나타내었으며, FAD, FMN 및 리보플라빈의 경우에도 0.01~10 μg/mL 범위에서 우수한 직선성(R²=0.999^**)을 나타내었다. Sunarić 등(2020)은 potassium ferricyanide로 형광 유도체화 후 FLD를 이용하여 티아민을 분석하고 분석법을 검증하였는데, LOD는 0.5 ng/mL로 매우 우수하였으나 표준검량선의 결정계수는 티아민의 농도 범위에 따라 0.964~0.970 수준으로 낮은 직선성을 나타내었으며, 이는 불안정한 유도체화 반응성에 의한 것이라고 보고하였다. 또한, Sunarić 등(2020)의 연구에 따르면 리보플라빈을 FLD로 분석했을 때, 10 ng/mL 이상의 농도 범위를 가지는 표준검량선의 결정계수는 0.99 이상으로 우수한 직선성을 나타내었으며, LOD는 3.2 ng/mL로 본 연구와 유사한 수준임을 확인하였다. 선행연구 결과와 비교했을 때 본 연구에 사용된 분석법은 LOD, 우수한 직선성 및 동시분석이 가능한 조건으로 효율적이고 신뢰성 있는 분석이 가능함을 확인하였다.

Table 1 . Comparison of the sensitivity, selectivity, and linearity of the HPLC method.

Vitamin	Sensitivity		Selectivity				Linearity
	LOD1)	LOQ2)	N3)	HETP4)	S5)	Rs6)	Calibration curve	R2
	(μg/mL)
Nicotinic acid	0.025	0.083	20,097	0.01244	0.91	－	y=1,752.327x－0.720	0.999**
Nicotinamide	0.031	0.102	60,571	0.00413	1.01	32.68	y=1,581.416x－0.146	0.999**
Thiamine	0.015	0.05	401,875	0.00062	0.97	68.08	y=1,834.750x＋0.141	0.999**
FAD	0.009	0.031	10,212	0.02448	0.94	－	y=646.121x＋0.262	0.999**
FMN	0.002	0.006	12,136	0.0206	0.93	13.38	y=5,996.033x－0.332	0.999**
Riboflavin	0.003	0.01	9,532	0.02623	0.94	16.05	y=7,694.682x－0.326	0.999**

¹⁾Limit of detection. ²⁾Limit of quantitation..

³⁾Number of theoretical plate.⁴⁾Height equivalent to theoretical plate (mm). ⁵⁾Peak symmetry. ⁶⁾Peak resolution..

Fig 1. HPLC chromatograms of thiamine, niacin, and riboflavin in agri-foods using as raw materials for health functional food. FAD: flavin adenine dinucleotide, FMN: flavin mononucleotide.

정확성 및 재현성 평가: 본 분석법의 재현성 및 정확성을 평가한 결과는 Table 2에 나타내었다. 강화조제 분유를 intra-(n=10) 및 inter-day(n=15)로 추출 및 분석하여 재현성을 평가한 결과, 티아민, 리보플라빈 및 니아신 모두 변이계수가 3% 이하로 우수한 재현성을 나타냄을 확인하였다. 또한, 티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 정확성을 검토하기 위해 표준인증물질을 추출하고 분석하여 측정된 값과 표준 인증값을 비교하였다. 그 결과 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 회수율은 각각 100.24, 99.33 및 101.85%로 우수한 정확성을 나타내었으며, 변이계수도 0.063~0.287%로 매우 우수한 정밀성을 나타내었다. 한편, 추출 조건은 분석법의 정확성 및 재현성에 밀접한 영향을 미치는데, Yoon 등(2020)은 티아민 및 니아신의 추출 방법 및 온도에 따른 추출 효율에 대해 논의하였으며, 본 연구와 유사한 조건에서 추출(40°C, 초음파 추출법, 30분)했을 때 가장 우수한 추출 효율을 나타내었다고 보고한 바 있다. 또한, 리보플라빈 분석에 관한 선행연구에 따르면 초음파 추출 및 환류 추출법, 추출 온도에 따른 각 추출 효율을 비교한 결과에서도 본 연구의 방법과 유사한 조건인 75°C 조건에서 환류 추출했을 때 가장 우수한 추출 효율을 나타낸다고 보고하여 본 연구의 추출 방법이 최적의 조건이었음을 알 수 있었다(Jeon 등, 2022). 즉, 본 연구에 사용된 분석법의 검출한계, HPLC column의 분리 효율, 직선성, 재현성 및 정확성을 총괄적으로 검토한 결과 추가 개선사항이 필요치 않음을 확인하였다.

Table 2 . Results of precision and accuracy test for thiamine, riboflavin, and niacin..

Vitamin	Precision		Accuracy
	CV (%)1)		Content (mg/kg)			Recovery (%)	CV (%)
	Intra-day (n=10)	Inter-day (n=15)	Material	Reference value	Analysis value
Thiamine	2.427	2.756	SRM-3287	1.679	1.683	100.236	0.063
Riboflavin	2.055	2.171	SRM-3234	3.34	3.363	99.325	0.287
Niacin	1.909	1.997	SRM-3287	2.864	2.917	101.846	0.176

¹⁾Coefficient of variation..

함량 평가

건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품군에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량을 Table 3에 나타내었다. 티아민이 가장 많이 함유된 것은 홍삼으로 0.515±0.010 mg/100 g이었으며 동충하초(현미)가 0.302±0.014 mg/100 g으로 다음 순이었으나, 동충하초(현미)는 상황버섯 침출액(0.284±0.008 mg/100 g) 및 편강(0.300±0.005 mg/100 g)과 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. Cha 등(2004)은 동충하초를 100~120°C의 온도로 120분간 추출한 다음 상층액을 동결건조한 추출 분말의 수용성비타민 함량을 분석한 결과, 티아민의 함량이 1.11 mg/100 g으로 본 연구의 결과인 동충하초(현미)보다 약 3.7배 높은 함량을 나타내었는데, 이 연구 결과는 완전히 건조된 추출 분말에서 얻어진 함량이었기 때문에 생체 함량을 평가한 본 연구의 결과보다 고농도의 함량을 나타낸 것으로 판단되며, 현재까지 동충하초 생체에 대한 비타민 함량 정보가 보고된 바는 없다. 한편, 노루궁뎅이 버섯의 티아민 함량은 0.241±0.001 mg/100 g으로 조사되었는데, United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service(USDA-ARS, 2021)의 결과에서는 티아민 함량이 0.05~0.29 mg/100 g으로 본 연구의 결과와 유사한 수준이었다. 또한, 노루궁뎅이 버섯을 열처리했을 때 티아민 함량은 0.174±0.001 mg/100 g으로 생체 대비 약 28% 감소하는 것을 확인하였으며, 수삼의 경우도 열처리했을 때 약 38%의 손실을 나타내었다(0.099±0.004 mg/100 g→0.062±0.000 mg/100 g). 과거 선행연구에 의하면 티아민, 레티놀, 비타민 C 및 folate는 조리과정 중 손실률이 높은 비타민이며, 열처리 방법에 따라 다르지만 티아민의 손실률은 약 30~70% 수준으로 보고된 바 있다(Kimura 등, 1990; Lešková 등, 2006). 매실의 티아민 함량은 0.178±0.010 mg/100 g이었으나, 매실청 및 매실음료의 경우 각각 0.097±0.003 및 0.088±0.001 mg/100 g으로 티아민 함량이 감소하는 경향을 보였는데, 이는 매실청 혹은 음료의 제조과정에서 설탕 및 수분 등 첨가물에 의해 티아민 비율이 감소하여 함량이 감소하는 것으로 판단된다(Bae 등, 2000; Bae와 Yoo, 2019).

Table 3 . Thiamine, riboflavin, and niacin contents of agri-foods using as raw materials for health functional food.

Group		Sample	Thiamine	Riboflavin1)	Niacin2)
			Content (mg/100 g)
Agri-foods		Cordyceps (husked rice)	0.302±0.014b3)	0.195±0.005d	0.785±0.020f
		Cordyceps (oat)	0.203±0.013d	0.138±0.000f	0.757±0.006g
		Cordyceps (silkworm pupa)	0.233±0.035c	0.288±0.011a	1.261±0.009c
		Garlic	0.210±0.004d	0.173±0.000e	1.155±0.017d
		Ginger	0.199±0.000de	0.102±0.001g	1.521±0.007a
		Fresh ginseng	0.099±0.004g	0.056±0.000h	1.304±0.009b
		Korean plum	0.178±0.010ef	0.024±0.000j	0.631±0.018i
		Lion’s mane mushroom	0.241±0.001c	0.256±0.006b	0.486±0.023j
		Phellinus Igniarius (extract)	0.284±0.008b	0.024±0.000j	0.495±0.004j
		Rakkyo	0.064±0.002h	ND4)	0.228±0.002l
Processed agri-foods	HT5)	Fresh ginseng (HT)	0.062±0.000h	0.048±0.001i	1.171±0.017d
		Lion’s mane mushroom (HT)	0.174±0.001f	0.206±0.004c	0.183±0.003m
		Pyeongang	0.300±0.005b	ND	0.249±0.006l
		Red ginseng	0.515±0.010a	0.192±0.001d	0.881±0.008e
	Syrup	Korean plum syrup	0.097±0.003g	0.010±0.006k	1.270±0.003c
		Schisandra syrup	ND	0.103±0.001g	0.665±0.005h
	Beverage	Ginger tea	ND	ND	0.292±0.001k
		Korean plum beverage	0.088±0.001g	ND	0.069±0.000n

¹⁾FAD×0.4537＋FMN×0.7869＋riboflavin. ²⁾Nicotinic acid＋nicotinamide..

³⁾Each letter mean a statistically significant difference based on Duncan’s multiple range test at P=0.05..

⁴⁾Not detection..

⁵⁾Hot treatment..

본 연구에 이용된 농식품군 중에서 리보플라빈이 가장 많이 함유된 것은 동충하초(누에번데기; 0.288±0.011 mg/100 g)였으며, 노루궁뎅이 버섯이 0.256±0.006 mg/100 g으로 다음 순이었다. 가공된 검체 중에서는 열처리된 노루궁뎅이 버섯(0.206±0.004 mg/100 g)과 홍삼(0.192±0.001 mg/100 g)의 순이었다. USDA–ARS(2021)는 노루궁뎅이 버섯에 함유된 리보플라빈 함량은 재배지역(West, Midwest 및 Atlantic)에 따라 0.26~0.57 mg/100 g의 함량 범위를 나타낸다고 보고하였는데, 본 연구에 사용된 노루궁뎅이 버섯도 일반적인 함량 범위에 속함을 알 수 있었다.

한편, Li 등(2020)의 연구에 따르면 중국 훈춘 지역에서 재배된 4년근 건조 인삼 분말의 리보플라빈 함량이 0.0004%(0.4 mg/100 g)라고 보고한 바 있는데, 본 연구에서 확인된 수삼의 리보플라빈 함량은 0.056 mg/100 g으로 Li 등(2020)의 결과와 비교했을 때 약 7.1배 낮은 함량을 나타내었다. 국가표준식품성분표(RDA, 2019)에 의하면 수삼(수분 함량 74.9%)은 백삼(수분 함량 10.1%)보다 수분이 약 7.4배 높은 것으로 보고되었는데, 이는 본 연구 결과인 수삼의 리보플라빈 함량이 Li 등(2020)의 결과에서 보고된 건조 인삼(백삼) 분말의 결과와 함량이 약 7.1배 차이 나는 원인이 결국 수분 함량에 기인한 것임을 판단해볼 수 있다. Kim 등(2013)은 동결건조된 마늘 분말에 리보플라빈이 0.231±0.030 mg/100 g 수준으로 함유되었다고 보고한 바 있는데, 본 연구에서 사용된 마늘은 수분이 제거되지 않은 생마늘(0.173±0.000 mg/100 g)로 건조 분말 마늘을 사용한 Kim 등(2013)의 결과와 비교하면 수분 함량에 의해 상대적으로 낮은 함량을 나타냄을 알 수 있다.

니아신의 경우 본 연구에 사용된 모든 시료군에서 검출되었으며, 그중 생강이 1.521±0.007 mg/100 g으로 가장 많이 함유되었는데, USDA–ARS(2019)에 따르면 생강 생체에 함유된 니아신 함량은 0.75 mg/100 g이라고 보고하여 본 연구 결과와는 차이가 있었다. 생강 다음으로는 수삼(1.304±0.009 mg/100 g)과 매실청(1.270±0.003 mg/100 g)의 순이었으며, 매실청의 경우 동충하초(누에번데기; 1.261±0.009 mg/100 g)와 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 마늘의 경우 니아신 함량이 1.155±0.017 mg/100 g이었는데, Lee 등(2016)의 연구에 의하면 난지형 마늘과 한지형 마늘의 니아신 함량은 각각 0.13±0.01 및 0.03±0.00 mg/100 g으로 재배지역에 따라 큰 차이를 나타내었다. 또한, USDA-ARS(2020)는 마늘 생체의 니아신 함량이 0.7 mg/100 g이었다고 보고하여 본 연구 결과와 함량적 차이를 나타내었는데, 이러한 선행연구 결과들을 검토했을 때 재배 품종 및 환경에 따라 니아신 함량의 차이가 크게 발생할 수 있음을 추측해 볼 수 있다(Lee 등, 2016). 또한, Lee 등(2016)은 열처리 시 니아신 함량이 감소한다고 보고하였는데, 이는 수삼(1.304±0.009→1.171±0.017 mg/100 g) 및 노루궁뎅이 버섯(0.486±0.023→0.183±0.003 mg/100 g)의 실험 결과와 일치하는 양상이었다. 한편, 니아신은 비교적 열 안정성이 우수하다고 알려져 있는데, Lešková 등(2006)의 연구에 따르면 육류의 경우 열처리에 의해 니아신 함량이 감소하지 않지만, 콩은 열처리에 의해 종실 내 수분의 유출과 함께 니아신 침출이 발생하여 함량이 감소할 수 있으며, 조리과정 중 니아신의 손실은 주로 조리수에 의해 니아신이 침출되어 나타나는 현상이라고 보고하였다.

함량 특성 검토

건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품의 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량 특성을 총괄적으로 검토하기 위하여 주성분 분석을 수행하였다(Fig. 2). Loading plot은 농식품에 함유된 각 수용성비타민 성분의 함량 특성을 PC1(44.0%) 및 PC2(22.4%)로 나타낸 것이며, 시료 집단의 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량 분포를 검토하는 기준이 된다. Nicotinic acid를 제외한 모든 성분은 PC1이 음(-)의 값을 나타내었으며, PC2의 경우 총 리보플라빈, 리보플라빈 및 티아민만이 음(-)의 값을 나타내었다. Score plot을 검토했을 때 열처리된 수삼, 노루궁뎅이 버섯 및 편강은 정도의 차이는 있었으나 PC1은 양(+)의 값, PC2는 음(-)의 값으로 이동되었다. 이는 열처리에 의해 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량이 손실되어 나타난 결과로 선행연구의 결과와 유사한 양상이었다(Lešková 등, 2006; Lee 등, 2016). 또한, 생강차 및 매실음료의 경우 PC1은 양(+)의 값(≥1.91) 그리고 PC2는 음(-)의 값(≤-0.95)을 나타내어 원재료에 비하여 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량이 현저히 낮아짐을 확인하였다. 또한, 매실청 및 오미자청의 경우 PC1 및 PC2 모두 양의 값을 나타내어 본 시료군 내에서 nicotinic acid 함량이 높은 양상이었다.

Fig 2. Principal component analysis of thiamine, riboflavin, and niacin content in agri-foods using as raw materials for health functional food. Each colored dots represent the type of sample (green: raw material, blue: heat treatment material, purple: syrup, red: beverage). A: loading plot, B: score plot, FAD: flavin adenine dinucleotide, FMN: flavin mononucleotide, total riboflavin: FAD×0.4537＋FMN×0.7869＋riboflavin, total niacin: nicotinic acid＋nicotinamide.

본 연구에서 검토된 건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품의 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량 평가 결과는 향후 국가표준식품성분표 제10개정판 출간에 필요한 데이터베이스로 활용될 것이며, 이는 대국민 식생활 증진에 기여할 것으로 사료된다.

건강 기능성 식품에 관한 관심이 증가함에 따라 농식품의 영양성분 연구가 활발히 이루어지고 있음에도 불구하고 수용성비타민 B에 대한 정보는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 건강 기능성 식품의 원료로 이용되는 농식품에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 정량 분석법을 검증하고 그 함량을 평가하였다. 그 결과, 티아민이 가장 많이 함유된 것은 홍삼(0.515±0.010 mg/100 g)이었으며, 다음으로 동충하초(현미; 0.302±0.014 mg/100 g)의 순이었고, 동충하초(현미)의 경우 상황버섯 침출액(0.300±0.005 mg/100 g) 및 편강(0.284±0.008 mg/100 g)과 통계적 차이가 인정되지 않았다. 리보플라빈이 가장 많이 함유된 것은 동충하초(누에번데기; 0.288±0.011 mg/100 g)였으며, 다음으로 노루궁뎅이 버섯(0.256±0.006 mg/100 g)의 순이었다. 니아신의 경우 본 연구에서 검토된 모든 시료군에서 검출되었고 생강(1.521±0.007 mg/100 g)이 가장 높은 함량을 나타내었다. 본 연구의 결과는 향후 국가표준식품성분표 제10개정판 출간에 활용될 것이며, 대국민 식생활 홍보 및 증진에 기여할 수 있을 것이다.

본 연구의 일부는 농촌진흥청 공동연구사업(PJ0133982022)의 지원을 받아 수행되었으며, 이에 감사드립니다.