콩은 약 4,000년 전부터 한국인의 식생활에 이용되고 있으며(Shin과 Jeong, 2015), 주로 한국에서는 콩을 삶은 후에 발효식품으로 만들거나 인절미, 두유 및 콩기름 등으로 사용하고 있다(Shin, 2011). 특히 콩을 발효시킨 식품인 된장, 간장 및 고추장은 현재 한국인에게 없어서는 안 될 필수품으로 여겨지고 있다(Shin과 Jeong, 2015).

된장은 한국, 일본, 중국 및 태국과 같은 동아시아 지역을 포함하여 전 세계적으로 높은 인기가 있는 발효식품으로 곡물 위주의 식단에 부족한 필수 아미노산을 보충할 수 있고 그 외에도 풍부한 지방산, 유기산, 무기질 및 비타민을 함유하여 우수한 영양학적 이점을 제공하는 영양식품으로 각광을 받고 있다(Namgung 등, 2010; Chun 등, 2020). 한국의 전통 된장은 삶은 콩을 Bacillus subtilis, Rizopus, Mucor 및 Aspergillus와 같은 미생물로 발효시켜 메주를 만든 다음 소금물에 절여 숙성시키고 액을 걸러 남은 잔여물을 뚝배기에 으깨어 담는 과정을 통해 만들어지는데, 발효과정에서 발생하는 휘발성 및 비휘발성 화합물에 의해 독특한 맛과 향을 가지고 있어 많은 전통 요리에 이용되고 있다(Jo 등, 2011). 또한, 된장의 조제 과정에서 얻어지는 액인 간장은 다양한 식품 조리에 조미 재료로 이용되고 있는데(Jo 등, 2011), 간장은 발효과정에서 발생하는 미생물 대사산물인 alcohol, aldehyde, ester, ketone 및 organic acid와 같은 성분에 의해 독특한 풍미와 향이 나고 특유의 짠맛과 감칠맛이 강하기 때문에 전 세계적으로 인기를 끌고 있으며, 그중에서도 한국, 일본 및 중국 등 아시아 국가에서 많이 이용하는 전통 발효 조미료이다(Wei 등, 2013; Devanthi와 Gkatzionis, 2019). 고추장은 메줏가루와 고춧가루, 쌀가루 및 소금을 물에 섞어 반죽 형태로 만든 한국의 전통적인 발효식품이다(Shin 등, 2016). 최근 고추장은 동맥경화 및 콜레스테롤 관련 질병을 완화하는 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며, 고추의 핵심 성분인 캡사이신은 항산화 및 항암효과가 있고 지질대사와 면역력을 강화하여 비만을 예방하는 것으로 보고된 바 있다(Reyes-Escogido 등, 2011; Leung, 2014).

한편, 수용성 비타민 중 티아민(thiamine, 비타민 B1)은 pyruvate dehydrogenase, α-ketoglutarate, transketolase 등의 효소활성에 관여하기 때문에 탄수화물 대사에 중요한 역할을 하고 신경 전도와 에너지 대사에도 참여한다고 보고된 바 있다(Kim 등, 2017). 리보플라빈(riboflavin, 비타민 B2)은 신체 내에서 FAD(flavin adenine dinucleotide) 및 FMN(flavin mononucleotide)의 전구체로 이용되어 여러 가지 신진대사에 필요한 조효소로 작용하며, 산화･환원 반응의 촉매 역할, 약물 대사, 지방 대사 및 에너지 생성에 관여하는데, 리보플라빈의 결핍 시 구강염, 빈혈, 피부 및 점막 장애를 유발할 수 있고 성장기 아동의 성장과 발달을 방해하는 요인으로 작용할 수 있다는 연구 결과가 보고된 바 있다(El-Hazmi와 Warsy, 1987; Kwak 등, 2006; Petteys와 Frank, 2011). 니아신(niacin, 비타민 B3)은 비타민 B 복합체의 한 종류로 nicotinic acid와 nicotinamide의 생물활성을 나타내는 유도체들을 통칭하며, 열량의 산화･환원 반응, 말초혈관 확장, 콜레스테롤 수치 조절 및 혈액순환 개선 등 생체 내에서 중요한 인자로 작용한다(Hong 등, 2009; Jeon 등, 2020). 이러한 니아신의 결핍은 pellagra disease, 설사, 색소침착, 우울증, 두통 및 불면증 등을 유발할 수 있는 것으로 보고된 바 있다(Williams와 Ramsden, 2005; Kim 등, 2017).

이러한 점을 고려했을 때 수용성 비타민 B는 인체에 매우 중요한 요소이며, 국민의 식생활 개선과 건강증진을 위해 다양한 식품군의 수용성 비타민 B의 함량평가 및 정보제공은 중요하다고 할 수 있으나, 된장, 간장 및 고추장과 같은 한국 전통 발효식품의 수용성 비타민인 티아민, 리보플라빈 및 니아신에 대한 정보는 제한적인 실정이다. 따라서 본 연구는 국내 지역별로 제조된 한국의 전통 콩 발효식품인 된장, 간장 및 고추장에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량을 정량적으로 검토하고 그 정보를 제공하고자 하였다.

실험재료

본 연구에 사용된 된장, 간장 및 고추장 시료는 총 21종으로 국가표준식품성분표 제10개정판 출간에 필요한 데이터베이스 축적을 위해 농촌진흥청 국립농업과학원으로부터 제공받았으며, 국내 7개 지역(강원, 충북, 경북, 경남, 전북, 전남 및 충남)에서 별도의 식품첨가물이 첨가되지 않고 가공된 전통 식품 품질인증 제품을 시료로 사용하였다. 또한, 모든 시료는 2019년에 제조되어 1년간 숙성 후 2020년에 판매되었던 제품이었으며, 지역별로 각각 4~7개 업체의 제품을 동량의 비율로 혼합하여 균질화한 composite 시료를 사용하였다.

본 연구에 사용된 추출용매 및 HPLC(high performance liquid chromatography) 이동상 용매인 메탄올과 초순수 증류수는 J.T. Baker Co.(Phillipsburg, NJ, USA)에서 구매하였으며, acetic acid는 대정화금(Siheung, Korea)에서 구매하여 사용하였다. 또한 triethylamine, sodium 1-hexanesulfonate, sodium phosphate monobasic과 본 분석에 사용된 표준시약인 thiamine hydrochloride, riboflavin-5′-adenosine diphosphate, riboflavin-5′-phosphate, riboflavin, nicotinic acid 및 nicotinamide는 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구매하여 사용하였다.

추출 및 전처리

된장, 간장 및 고추장에 함유된 티아민 및 니아신의 추출 및 분석법은 Kim 등(2014)의 동시 추출 및 분석법을 사용하였다. 즉, 균질화된 된장, 간장 및 고추장 시료 1~5 g을 칭량한 후 5 mM sodium 1-hexanesulfonate 용액 25 mL를 첨가하고 초음파 추출기(JAC 4020, KODO Technical Research Co., Ltd., Hwaseong, Korea)를 이용하여 40°C 조건에서 30분간 추출하였다. 이 추출액을 14,000 rpm에서 10분간 원심분리(1730MR, Gyrozen, Daejeon, Korea)하고 0.45 μm 실린지 필터(polyvinylidene difluoride filter media, PVDF, Whatman Inc., Maidstone, UK)를 이용해 여과한 후 HPLC 분석용 샘플로 사용하였다.

리보플라빈의 추출 및 분석 방법은 Kim 등(2014)의 분석법을 사용하였다. 즉, 균질화된 된장, 간장 및 고추장 1~5 g을 칭량한 후 초순수 증류수를 이용하여 50 mL로 정용하고 80°C의 항온수조에서 30분간 환류 추출한 뒤 방랭하였다. 그다음 추출액을 14,000 rpm으로 원심분리한 후 0.45 μm PVDF 실린지 필터를 이용하여 여과하고 HPLC 분석용 샘플로 사용하였다.

티아민, 리보플라빈 및 니아신의 HPLC 분석조건

티아민과 니아신을 동시 분석하기 위해 HPLC/DAD(HPLC/diode array detector)를 사용하였고, HPLC는 Agilent사(Wilmington, DE, USA)의 1200 series를 사용하였다. 분석용 column은 YMC-Pack ODS AM(250 mm×4.6 mm, 5 μm, YMC Co., Tokyo, Japan)을 사용하였고 column 온도는 column oven을 이용하여 40°C로 유지하였으며, detector의 검출파장은 270 nm로 설정하여 검출하였다. Mobile phase의 경우, acetic acid 0.75%와 triethylamine 0.02%가 첨가된 5 mM sodium 1-hexanesulfonate(solvent A)와 메탄올(solvent B)을 gradient elution system을 통해 분석하였으며, gradient profile은 0분 100%-A, 8분 100%-A, 20분 75%-A:25%-B, 30분 55%-A:45%-B, 31분 100%-A, 45분 100%-A로 조절하였고 유속은 0.8 mL/min으로 유지하였다.

리보플라빈 함량분석은 HPLC/FLD(HPLC/fluorescence detector)를 사용하였으며, HPLC는 1260 infinity series(Agilent)를 사용하였다. 분석용 column으로는 YMC-Pack Pro C18 RS(250 mm×4.6 mm, 5 μm, YMC Co.)를 사용하였고, column oven을 이용하여 column 온도를 40°C로 유지하였다. Detector의 excitation(여기파장)은 445 nm, emission(방출파장)은 530 nm에서 검출하였다. 또한, mobile phase는 10 mM sodium phosphate monobasic(pH 5.5):메탄올(75:25, v/v)을 이용하였으며, 이동상의 유속은 0.8 mL/min으로 설정한 isocratic elution system으로 분석하였다.

티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량평가

된장, 간장 및 고추장 시료에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량을 평가하기 위해 여러 농도로 표준용액을 희석하여 표준 검량선을 작성하고, 각 시료의 peak 면적을 대입하여 계산한 뒤 아래의 식에 적용하여 계산하였다(Ministry of Food and Drug Safety, 2020).

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

S: 시험용액에 함유된 비타민 B의 농도(μg/mL)

a: 시험용액의 전체 용량(mL)

b: 시험용액의 희석배수

티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 직선성, 분석감도 및 선택성 검증

티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 직선성을 확인하기 위하여 각 성분의 표준 검량선을 작성하였다. 성분별 표준 검량선의 농도는 티아민과 니아신의 경우 0.03~20 mg/L로 설정하였으며, 리보플라빈은 0.01~10 mg/L로 설정하여 작성된 표준 검량선의 결정계수를 검토하여 직선성을 확인하였다. 분석법의 분석감도를 검토하기 위해 분석법의 LOD(검출한계, limit of detection) 및 LOQ(정량한계, limit of quantification)를 검토하였다. 각 성분의 농도별 표준용액을 분석하였으며, LOD는 peak의 signal/noise가 3:1이 될 때의 농도로 설정하고 LOQ는 peak의 signal/noise가 10:1이 될 때의 농도로 설정하였다(Kim 등, 2014). HPLC 분석법의 선택성을 검증하기 위해 시료와 표준용액의 크로마토그램에서 분리 양상을 확인하였으며, 각 표준용액 peak의 이론단수(number of theoretical plate), 이론단 높이(height equivalent to theoretical plate), 분리능(peak resolution) 및 peak 대칭성(peak symmetry)을 검토하였다(Jeon 등, 2021).

티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 재현성 및 정확성 검증

티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 재현성을 검토하기 위해 in house quality control 시료로 사용된 조제 강화분유를 intra-day 10회, inter-day 15회 반복 추출하고, 정량분석을 실시하여 분석법의 재현성을 평가하였다. 또한, 정확성을 검증하기 위해 표준인증물질(SRM, standard reference material)을 분석하였는데, 본 연구에 사용된 표준인증물질은 티아민과 니아신의 경우 SRM-2387(NIST, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA)을 사용하였으며, 리보플라빈의 경우 SRM-3234(NIST)를 사용하여 성분별 회수율 및 상대표준편차(RSD%, relative standard deviation %)를 확인하였다.

통계처리

각 시료의 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량분석은 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) 프로그램을 이용하여 수행하였다. Box-whisker plot은 Microsoft Office Excel(Microsoft, Redmond, WA, USA)로 작성했으며, 주성분 분석(principal component analysis)은 Microsoft Excel 2013 add in multibase 2015 package(Numerical Dynamics, Tokyo, Japan) 프로그램으로 수행되었다.

티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 직선성, 분석감도 및 선택성 평가

티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 직선성, 분석감도 및 선택성을 평가하여 그 결과를 Table 1에 나타내었다. 직선성을 확인하기 위하여 성분별 표준용액 농도 대비 peak 면적을 통해 표준 검량선을 작성한 결과, 성분별 표준 검량선의 R2(결정계수)값은 모두 0.999** 이상으로 고도의 직선성을 나타내었다. 또한, 분석감도를 평가하기 위하여 성분별 표준용액의 LOD를 확인한 결과, 티아민은 0.018 mg/L, nicotinic acid는 0.029 mg/L, nicotinamide는 0.034 mg/L였으며, FAD는 0.010 mg/L, FMN은 0.002 mg/L, 리보플라빈은 0.002 mg/L로 충분한 분석감도임을 확인하였다. 분석법의 선택성을 검토하기 위하여 표준용액과 대표시료의 크로마토그램을 Fig. 1에 나타내었다. 크로마토그램을 검토했을 때 모든 성분이 우수하게 분리되는 것을 확인하였으며, 이를 수치상으로 검증하기 위하여 이론단수, 이론단 높이, 분리능 및 peak 대칭성을 검토하였고 그 결과를 Table 1에 나타내었다.

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
	(mg/L)
Nicotinic acid	0.029	0.098	12,120	0.00206	1.004	－	y=1,732.47x+0.25	0.999**
Nicotinamide	0.034	0.114	80,760	0.00031	0.958	27.87	y=1,578.44x−0.06	0.999**
Thiamine	0.018	0.06	268,623	0.00009	0.935	50.7	y=2,005.82x+0.29	0.999**
FAD7)	0.01	0.032	23,151	0.00108	0.955	－	y=371.07x−0.01	0.999**
FMN8)	0.002	0.005	43,048	0.00058	0.949	14.71	y=3,766.56x−2.38	0.999**
Riboflavin	0.002	0.006	53,595	0.00047	0.957	20.02	y=4,499.85x−0.60	0.999**

¹⁾Limit of detection. ²⁾Limit of quantification. ³⁾Number of theoretical plate. ⁴⁾Height equivalent to theoretical plate. ⁵⁾Peak symmetry. ⁶⁾Peak resolution. ⁷⁾Flavin adenine dinucleotide. ⁸⁾Flavin mononucleotide..

Fig 1. Representative HPLC chromatograms of thiamine, riboflavin, and niacin in Korean traditional fermented soybean foods. FAD: flavin adenine dinucleotide, FMN: flavin mononucleotide.

티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 재현성 및 정확성 평가

분석법의 재현성 및 정확성을 평가한 결과는 Table 2에 나타내었다. 재현성을 검토하기 위해 조제 강화분유를 intra-day 10회 및 inter-day 15회 반복 추출 및 분석한 결과, 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 상대표준편차가 최대 4% 이하를 나타내어 재현성이 우수함을 확인하였다. 또한 표준인증물질 SRM-2387 및 SRM-3234를 분석하여 티아민, 리보플라빈 및 니아신 분석법의 정확성을 평가하였다. 티아민의 표준 인증값은 0.563±0.012 mg/kg이었으며, 측정값은 0.564±0.006 mg/kg으로 회수율은 100.18%였다. SRM-3234의 리보플라빈 표준 인증값은 3.363±0.041 mg/kg이며, 본 연구의 측정값은 3.346±0.013 mg/kg으로 99.49%의 회수율을 나타내었다. 니아신의 경우 표준 인증값이 41.2±1.0 mg/kg으로 측정값(40.913±0.353 mg/kg)과 비교했을 때 회수율이 99.30%로 확인되었다. 또한 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 반복 간 상대표준편차는 각각 0.987, 0.382 및 0.353%로 확인되어 본 실험에 사용된 티아민, 리보플라빈 및 니아신 추출 및 분석법은 추가적인 개선사항이 필요하지 않았음을 확인하였다.

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

Vitamin	Precision		Accuracy
	RSD (%)1)		Content (mg/kg)			Recovery (%)	RSD (%)
	Intra-day (n=10)	Inter-day (n=15)	Material	Reference value	Analysis value
Thiamine	2.423	3.968	SRM-2387	0.563±0.012	0.564±0.006	100.18	0.987
Riboflavin	1.661	1.184	SRM-3234	3.363±0.041	3.346±0.013	99.49	0.382
Niacin	1.057	3.356	SRM-2387	41.2±1.0	40.913±0.353	99.3	0.353

¹⁾Relative standard deviation..

전통 콩 발효식품에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량평가

국내 7개 지역(강원, 충북, 경북, 경남, 전북, 전남 및 충남)에서 제조된 한국 전통 발효식품인 된장, 간장 및 고추장에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량을 Table 3에 나타내었다. 본 연구의 결과에서는 각 시료의 지역명을 실명이 아닌 알파벳으로 임의 표기하였으며, 각 지역 시료의 대표성을 위하여 지역별로 각각 4~7개의 전통 발효식품을 동량씩 혼합 및 균질화한 composite 시료를 분석하였다.

Table 3 . Comparison of thiamine, riboflavin, and niacin contents in Korean traditional fermented soybean foods.

Kind	District		Content (mg/kg)
		Thiamine	Total riboflavin1)	Total niacin2)
Soybean paste	A	1.837±0.008g3)	1.860±0.003d	9.552±0.005b
	B	4.647±0.003d	1.904±0.006c	5.745±0.012d
	C	6.825±0.007b	2.118±0.007a	8.762±0.011c
	D	7.438±0.005a	1.439±0.004g	4.135±0.016e
	E	2.529±0.007f	2.088±0.005b	11.479±0.014a
	F	2.923±0.007e	1.637±0.004f	3.983±0.000f
	G	4.847±0.005c	1.822±0.001e	3.929±0.012g
	Average	4.435±2.145A	1.838±0.240B	6.798±3.101B
Soy sauce	A	0.481±0.006f	1.022±0.001d	10.764±0.001b
	B	0.949±0.006e	1.400±0.002a	7.766±0.009e
	C	1.925±0.005b	1.262±0.000b	10.266±0.000c
	D	3.836±0.007a	1.173±0.004c	5.706±0.004f
	E	0.124±0.001g	0.997±0.002e	8.357±0.013d
	F	1.320±0.005c	0.864±0.003g	12.360±0.012a
	G	1.232±0.005d	0.923±0.001f	5.350±0.000g
	Average	1.410±1.219B	1.091±0.194C	8.653±2.623B
Red pepper paste	A	3.836±0.007c	2.538±0.005f	16.088±0.004g
	B	2.797±0.006g	2.920±0.002e	26.793±0.014c
	C	3.859±0.005b	2.982±0.003d	30.514±0.000b
	D	3.497±0.007d	3.314±0.002a	31.259±0.002a
	E	3.313±0.005f	2.300±0.002g	23.367±0.005e
	F	3.447±0.005e	3.190±0.002b	21.333±0.018f
	G	5.785±0.007a	3.016±0.001c	25.292±0.012d
	Average	3.790±0.949A	2.894±0.357A	24.949±5.298A

¹⁾Total riboflavin＝FAD×0.4537＋FMN×0.7869＋riboflavin..

²⁾Total niacin＝nicotinic acid＋nicotinamide..

³⁾Means with different letters (a-g and A-C) within a column are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05..

전통 된장에 함유된 수용성 비타민 B 중 티아민의 함량은 D 지역(7.438±0.005 mg/kg)에서 가장 높았으며, C 지역(6.825±0.007 mg/kg), G 지역(4.847±0.005 mg/kg), B 지역(4.647±0.003 mg/kg), F 지역(2.923±0.007 mg/kg), E 지역(2.529±0.007 mg/kg) 순으로 높았다. 티아민 함량이 가장 낮은 지역은 A 지역(1.837±0.008 mg/kg)이었으며, 각 지역에 따라 통계적으로 유의적인 차이가 확인되었다. 리보플라빈의 경우, 가장 높은 지역은 C 지역(2.118±0.007 mg/kg)이었고 그 뒤로 E 지역(2.088±0.005 mg/kg)이었으며, 리보플라빈 함량이 가장 낮은 지역은 D 지역으로 1.439±0.004 mg/kg이었다. 한편, 니아신은 E 지역(11.479±0.014 mg/kg)의 된장에서 함량이 가장 높았으며, 가장 낮은 지역인 G 지역(3.929±0.012 mg/kg)과 비교하여 약 3배 수준으로 높은 함량을 나타내어 E 지역 된장의 니아신 함량이 특이하게 높은 것을 확인하였다. 국내 농촌진흥청에서 발간한 국가표준식품성분표(RDA, 2016)에 명시된 데이터 중 보리가 첨가된 된장에는 티아민이 0.15 mg/100 g, 리보플라빈이 0.25 mg/100 g, 그리고 니아신이 0.6 mg/100 g 함유되어 있다고 보고되었는데, 이는 보리를 포함한 다양한 식품첨가물이 포함된 된장으로 추가적인 식품첨가물이 없었던 본 연구의 결과와 비교했을 때 티아민 및 리보플라빈 함량에 차이가 있음을 확인하였다. Kim 등(2018)의 연구에 따르면 된장국에는 티아민이 0.208±0.002 mg/100 g 함유되었고, 리보플라빈 및 니아신은 각각 0.009±0.001 및 9.456±0.158 mg/100 g이 들어있다고 보고하였다. 국가표준식품성분표(RDA, 2016)에서 찌개용 개량된장에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량은 0.763, 0.132 및 1.139 mg/100 g으로 된장찌개(0.07, 0.13 및 0.6 mg/100 g)보다 수용성 비타민 함량이 높은 양상을 보였는데, 이는 가열 등의 조리과정 및 식품첨가물에 의해 발생한 차이로 추측되며, 여러 선행연구에서 식품의 열처리에 따라 티아민 및 리보플라빈의 함량이 감소한다는 결과가 보고된 바 있다(Lešková 등, 2006; Ersoy와 Özeren, 2009). 따라서 본 연구에서 검토된 국내 지역별 전통 된장의 티아민 및 리보플라빈 함량이 Kim 등(2018)의 연구에서 확인된 된장국의 함량보다 높은 것은 선행연구의 결과와 유사한 결과임을 확인하였다. 한편, U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service(USDA-ARS, 2019a)에 따르면 일본 된장인 미소(miso)의 티아민 함량은 0.098 mg/100 g, 리보플라빈은 0.233 mg/100 g 및 니아신 함량은 0.906 mg/100 g 함유되어 있다고 보고된 바 있는데, 동일 원료인 콩을 사용한 발효식품임에도 불구하고 미소 된장의 가공에 사용된 콩 품종의 차이 및 누룩을 첨가하는 조제 과정 등에 의해 수용성 비타민의 함량에 차이가 있음을 추측할 수 있다(Yoshinaga 등, 2012).

국내 전통 간장 함유 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량이 가장 높은 지역은 성분별로 D 지역(3.836±0.007 mg/kg), B 지역(1.400±0.002 mg/kg) 및 F 지역(12.360±0.012 mg/kg)이었으며, 가장 낮은 지역은 E 지역(0.124±0.001 mg/kg), F 지역(0.864±0.003 mg/kg) 및 G 지역(5.350±0.000 mg/kg)이었다. D 지역 간장은 E 지역 간장보다 티아민 함량이 약 30배 이상 높아 티아민 함량이 특이하게 높았으며, B 지역의 경우 리보플라빈 함량이 F 지역보다 162% 수준으로 높았으나, 리보플라빈 함량이 낮았던 F 지역 간장은 니아신 함량에서 다른 지역의 간장보다 높은 수준이었다. Cho 등(2020)은 조림용 간장소스에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신 함량이 각각 0.305±0.001, 0.081±0.001 및 0.202±0.004 mg/100 g이라 보고한 바 있으며, USDA-ARS(2019b; 2019c)에는 일본식 타마리(tamari) 간장에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신이 각각 0.059, 0.152 및 3.95 mg/100 g이었고, 쇼유(shoyu) 간장은 0.033, 0.165 및 2.2 mg/100 g으로 명시된 바 있다.

국내 전통 고추장의 티아민 함량은 2.797~5.785 mg/kg으로 가장 높은 지역은 G 지역이었으며, 리보플라빈은 2.300~3.314 mg/kg으로 가장 높은 지역은 D 지역이었고, 니아신의 경우 16.088~31.259 mg/kg으로 리보플라빈과 마찬가지로 D 지역이 가장 높은 것으로 확인되었다. 국가표준식품성분표(RDA, 2016)에서는 개량 고추장에 함유된 티아민이 0.529, 리보플라빈이 0.221, 니아신이 1.141 mg/100 g이라고 보고되었으며, Jeon과 Kim(2020)의 연구에서는 고추장, 간장 및 동물성 사골 진액을 원료로 사용한 비빔 소스에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량이 각각 0.362±0.017, 0.276±0.004 및 1.706±0.030 mg/100 g으로 보고되어 본 연구와 유사한 범위임을 확인하였다.

전통 콩 발효식품의 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량 특성 검토

한국 전통 발효식품인 된장, 간장 및 고추장의 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량 특성을 확인하기 위해 주성분 분석을 수행하였다(Fig. 2). Loading plot의 PC1(principal component 1)과 PC2(principal component 2)는 각각 51.4 및 17.5%였는데, nicotinic acid, nicotinamide, 총 니아신 및 리보플라빈의 경우 PC1 및 PC2 모두 양(+)의 4사분면에 분포하였다. 또한, FMN, 총 리보플라빈 및 티아민의 경우 PC1에서는 양(+)의 범위에, PC2는 음(-)의 범위에 분포함을 확인하였으며, PC1과 PC2 모두 음(-)의 범위에 분포하는 성분은 FAD뿐이었다. 이 결과로 볼 때, 본 시료의 집단에서는 가공 지역 및 발효

Fig 2. Principal component analysis of thiamine, riboflavin, and niacin in Korean traditional fermented soybean foods. ●: loading plot, ●: score plot. FAD: flavin adenine dinucleotide, FMN: flavin mononucleotide.

제품군과 관계없이 리보플라빈 nicotinic acid, nicotinamide 및 총 니아신이 서로 밀접한 상관관계를 나타내고 있었으며, 티아민의 경우 FMN과 밀접한 관계를 나타내고 있음을 확인하였다. Score plot을 검토하였을 때 가공 지역의 차이에도 불구하고 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 조성 및 함량의 차이에 의해 전통 콩 발효식품이 제품군에 따라 각각 명확한 그룹으로 구분되어, 콩을 원료로 사용하더라도 조제 과정 및 방법의 차이로 인해 서로 다른 제품군으로 가공되면 각 수용성 비타민의 함량이 달라진다는 것을 의미하였다. 본 실험의 결과로 고추장은 리보플라빈 및 니아신 함량이 된장 및 간장보다 높았으며, 간장은 된장 및 고추장과 비교하여 상대적으로 티아민의 함량이 낮은 것을 확인하였다.

국내 전통 콩 발효식품에 함유된 수용성 비타민의 함량 변이와 분포 특성을 확인하기 위해 box-whisker plot을 Fig. 3으로 나타내었다. 된장의 경우 간장 및 고추장과 비교하여 티아민의 지역 간 함량 변이가 큰 것을 확인하였다. 간장은 된장 및 고추장과 비교하여 상대적으로 지역 간 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량 변이가 크지 않은 것을 확인하였다. 고추장의 경우 리보플라빈 및 니아신의 함량이 된장 및 간장보다 높았고 지역 간 함량 변이 또한 다른 발효식품보다 큰 것을 알 수 있었으며, 이는 주성분 분석의 결과와도 유사한 양상이었다.

Fig 3. Box-whisker plot of thiamine, riboflavin, and niacin in Korean traditional fermented soybean foods. FAD: flavin adenine dinucleotide, FMN: flavin mononucleotide.

본 연구의 결과로 도출된 국내 지역별 가공 전통 콩 발효식품의 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량정보는 한국 국가표준식품성분표 제10개정판의 출간에 필요한 데이터베이스로 제공될 것이며, 이는 국민의 식생활 개선 및 건강증진에 기여할 것이다.

콩은 한국인의 식단에서 중요한 역할을 하며 다양한 요리에 이용되고 있으나, 콩을 이용한 식품 중 발효식품인 된장, 간장 및 고추장의 수용성 비타민 B의 정보는 제한적인 실정이다. 따라서 본 연구는 국내 지역별 전통 콩 발효식품에 함유된 티아민, 리보플라빈 및 니아신의 함량을 HPLC를 이용하여 정량 분석하였다. 분석법을 검증하기 위하여 직선성, 분석감도, 선택성, 재현성 및 정확성을 검토했으며, 주성분 분석과 box-whisker plot을 이용하여 전통 콩 발효식품의 함량 특성을 평가하였다. 그 결과 된장, 간장 및 고추장에 함유된 티아민의 함량은 각각 1.837~7.438, 0.124~3.836 및 2.797~5.785 mg/kg이었다. 리보플라빈의 경우 된장은 1.439~2.118 mg/kg, 간장은 0.864~1.400 mg/kg, 고추장은 2.300~3.314 mg/kg의 범위였으며, 니아신은 된장이 3.929~11.479 mg/kg, 간장은 5.350~12.360 mg/kg, 고추장이 16.088~31.259 mg/kg의 범위를 나타내었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 주성분 분석을 수행했을 때 전통 콩 발효식품의 종류에 따라 명확한 그룹으로 구분이 되는 것을 확인했으며, box-whisker plot 결과 된장의 경우 간장 및 고추장과 비교하여 티아민의 지역 간 함량 변이가 큰 것을 확인하였다. 향후 본 연구의 결과는 국가표준식품성분표 제10개정판 출간의 기초자료로 사용될 것이다.

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