아이렌 포도 주스의 케르세틴과 카테킨 함량이 높아 기능성 식품 생산에 활용 가능

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추상적인:건강한 삶과 웰빙을 보장하는 것은 UN 2030 의제의 지속 가능한 개발 목표 중 하나입니다. 결과적으로, 천연 제품이 어떻게 건강을 증진할 수 있는지에 대한 연구는 오늘날 수요가 많은 새로운 세대의 기능 식품 및 기능성 식품에 필수적입니다. 포도 주스는 물, 설탕, 미네랄, 비타민 및 다양한 폴리페놀로 구성된 천연 식품입니다. 폴리페놀은 항산화 특성과 건강에 대한 이점으로 인해 큰 관심을 받고 있는 생체 활성 화합물로, 항균, 노화 방지 및 항암 활성을 지원합니다. 전 세계적으로 생산되는 포도 주스의 대부분은 와인 생산에 사용되지만 일부는 식품 산업, 주로 이유식 및 스포츠 음료에 사용됩니다. 이 연구의 목적은 스페인에서 생산되는 주요 청포도 품종인 아이렌 포도의 천연 농축 주스에서 폴리페놀 함량을 측정하는 것입니다. 이를 위해 5가지 포도 품종(아이렌, 소비뇽 블랑, 게뷔르츠트라미너, 베르데호, 템프라니요)의 신선한 주스와 농축 아이렌 주스를 분석하고 비교했습니다. 결과는 연구된 모든 포도 품종에서 유사한 페놀산과 스틸벤 함량을 보여주었지만 Airen 품종은 케르세틴과 카테킨이라는 두 가지 플라보노이드의 농도가 더 높은 것으로 나타났습니다. 포도 주스 농축 과정은 이러한 화합물의 안정성에 부정적인 영향을 미치며 케르세틴과 카테킨을 제외하고 폴리페놀 함량을 54-71% 사이로 감소시킨다고 결론지을 수 있습니다.

키워드:포도 주스; 폴리페놀; 항산화제; 비티의 비니페라 var. 아이렌

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1. 소개

포도 주스는 포도 열매에서 추출한 제품입니다. 지중해식 식단에서 인기 있는 주식인 포도는 물, 설탕, 포도당, 과당, 소량의 미네랄, 비타민 및 파이토케미칼로 알려진 기타 유기 화합물로 구성되어 있습니다. 페놀 화합물은 인간의 건강과 관련된 흥미로운 특성을 나타내는 식물과 과일에 존재하는 이 유기 분자 그룹에 속합니다[1]. 이러한 화합물의 항산화 능력은 특히 노화 방지, 항염증, 심장 보호 및 면역 조절 특성과 관련하여 광범위하게 입증되었습니다[2-6]. 또한 특정 폴리페놀 화합물의 항균 및 항암 특성이 플라보노이드 및 스틸벤 계열과 관련이 있다는 증거가 있습니다[7]. 이 모든 증거는 식품, 특히 어린이, 스포츠맨 및 다양한 질병으로 고통받는 사람들을 위해 맞춤화된 기능성 식품의 품질을 개선하기 위한 기능식품으로서의 사용과 관련하여 이러한 생리활성 분자에 대한 더 큰 관심을 촉진했습니다.

스페인은 포도나무와 와인 생산 문화에 있어 훌륭한 전통을 가지고 있습니다. Vitis vinifera의 Airen 품종은 주요 백포도 품종(21546헥타르 점유)으로 국가 전체 포도원 면적의 23%, 백포도 품종의 50%를 차지합니다[8]. Verdejo, Gewurztraminer 및 Sauvignon Blanc와 같은 스페인에서 재배되는 다른 백포도는 재배된 포도나무 표면의 2%만을 차지합니다. Castilla-La Mancha는 주로 와인 생산에 활용되는 Airen 품종의 가장 높은 포도원 지역이 있는 스페인 지역입니다. 그러나 재배되는 아이렌 포도의 약 20%는 와인을 생산할 때 세례 과정에 필요한 제품인 농축 포도 주스 생산과 스포츠 음료를 포함한 이유식 및 음료 생산을 위한 식품 산업에 사용됩니다. .

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Cistanche 캔 안티 에이징

음료 및 식품에 포함된 포도 주스는 폴리페놀 함량과 건강 증진 및 질병 발병 예방에 대한 유익한 특성 때문에 가치가 있습니다[{0}}]. 포도 주스에 존재하는 페놀 화합물의 양과 유형은 포도 품종, 기후, 포도 재배 조건 및 주스를 얻는 과정에 따라 다릅니다. 현재까지 이러한 화합물은 광범위하게 연구되지 않았습니다. 폴리페놀의 대부분은 포도 열매의 씨와 껍질에 있는 반면 펄프에는 이러한 화합물이 더 적습니다[3,12,13].감귤류 바이오플라보노이드껍질과 씨앗에는 쓴맛과 떫은 맛을 내는 복합 폴리페놀이 함유되어 있어 식품에서는 그다지 높이 평가되지 않습니다. 특정 포도 종의 펄프에서 얻은 포도 주스는 생리 활성 분자가 있는 천연 제품입니다. 이 주스는 주스, 유아용 음료, 원기 회복 음료 및 에너지 쉐이크와 같은 무알코올 음료에 사용하기 위해 수요가 높습니다 [14,15]

과거 연구에 따르면 폴리페놀이 풍부한 식품의 섭취는 항산화 특성으로 인해 산화 스트레스 유발 질병의 위험을 감소시키고 신경퇴행성, 심혈관, 및 암 질환 [16,17]암 [18-20] 및 심혈관 질환 치료에 유익한 효과를 나타내는 포도 폴리페놀을 사용한 생체 내 연구 및 임상 시험이 있습니다. [21,22]또한, 특정 레스베라트롤과 같은 폴리페놀은 일부 유형의 암 및 관상동맥 심장병의 진행과 관련된 수많은 대사 경로를 방해하는 것으로 나타났습니다[23,24]. 퀘르세틴 및 그 유도체와 같이 포도에 존재하는 다른 폴리페놀은 염증 및 통증 관리에 관여하고[25], 특정 암 유형의 치료에 사용될 때 흥미로운 항발암성 및 세포자멸사 특성을 보여주었습니다[19,26, 27].

최근 몇 년 동안 많은 연구에서 와인의 폴리페놀 함량을 특성화했습니다. 이 연구는 적포도주에 있는 이러한 화합물의 양이 포도 품종과 생산에 관련된 기술 과정 때문에 백포도주보다 훨씬 더 많다는 것을 보여주었습니다[28,29]. 그러나 최근의 역학 및 시험관 연구에 따르면 화이트 와인은 레드 와인과 비교할 때 유사한 건강상의 이점이 있을 수 있습니다[30-34]. 더욱이, 백포도 품종에 존재하는 폴리페놀의 항산화 능력은 무시할 수 없는 수준이며, 이는 포도 주스를 포함하여 그러한 품종에서 파생된 모든 제품에 가치를 더해줍니다[35]. 최근 연구에 따르면 포도 주스와 와인 모두에 존재하는 생리 활성 분자가 식단에 포함될 때 건강상의 이점을 제공합니다. 그럼에도 불구하고, 와인에 존재하는 알코올은 어린이, 노인 및 병이 다른 사람들에게 권장되지 않습니다. [36] 게다가, 포도 주스의 소비는 와인에 함유된 더 많은 양의 폴리페놀에도 불구하고 와인과 유사한 항산화 효과가 있는 것으로 보고되었습니다. 와인 [37]. 체질량 지수, 혈당, 혈장 지질의 과산화, 혈압 및 총 콜레스테롤의 감소, 혈청 항산화 능력 및 HDL의 혈장 수준 증가를 포함하여 인간 건강에 대한 포도 주스 소비의 긍정적인 효과를 보여주는 여러 연구가 있습니다. -c 및 아포지단백 B[37-4]. 이러한 결과는 포도 주스의 폴리페놀 구성과 매일 식단에 포함될 때 건강에 대한 유익한 효과를 더 잘 이해하는 데 계속해서 관심을 불러일으키고 있습니다[12,14,45].

청포도에 있는 대부분의 페놀 화합물은 비플라보노이드 그룹에 속하며, 주로 페놀산(갈산, 프로토카테츄산, 시린산, 바닐산 및 엘라그산)과 플라바놀(카테킨, 에피카테킨, 프로시아니딘 및 고급 올리고머)을 포함한 플라보노이드 및 플라보놀(퀘르세틴 및 기타 5가지 아글리콘, 주로 배당체). 이러한 모든 페놀류는 심장 보호, 신경 보호, 항암, 항산화, 항염 및 항균 특성을 갖는 것으로 보고되어[3,4,14] 고함량 제품인 아이렌 포도 주스의 폴리페놀 조성을 결정하려는 본 연구의 목표를 뒷받침합니다. 식품 산업의 수요. 이 연구의 주요 목적은 스페인 카스티야-라만차 지역에서 생산되는 농축된 아이렌 포도 주스의 폴리페놀 함량을 특성화하는 것이었습니다. 이를 위해 4가지 청포도 품종(Airen, Sauvignon Blanc, Verdejo 및 Gewürztraminer)과 적포도 Tempranillo의 포도 주스 샘플을 분석했습니다.

2. 재료 및 방법

2.1.화학물질 및 시약

폴리페놀 추출 및 액체 크로마토그래피 질량 분석(LC-MS/MS) 분석에 사용되는 용매, 메탄올, 아세토니트릴 및 포름산은 Merck(Darmstadt, Germany)에서 구입했습니다.2,{3}}diphenyl-lpicrylhydrazyl(DPPH) ), 항산화 능력 측정에 사용, Thermo Fisher(Kandel, Germany)에서 구입 표준으로 사용된 폴리페놀, 아미노벤조산, 아세틸살리실산, 카페산, 클로로겐산, 엘라그산, 갈산, p-쿠마르산, protocatechuic acid, salicylic acid, trans-ferulic acid, vanillic acid, apigenin, epicatechin, aesculetin, catechin hydrate, isorhamnetin, kaempferol, luteolin, polydatin, quercetin, resveratrol, rutin, syringaldehyde, viniferin, are buyed from Sigma-Aldrich 스페인). 모든 용액에 사용된 Mili-Q 물은 Merck Millipore Milli-QTM Reference Ultrapure Water Purification System 모델 Z{11}}QSVC01(Darmstadt, Germany)로 정제되었습니다.

2.2.포도 주스 샘플 및 폴리페놀 추출

Vitis vinifera(아이렌, 소비뇽 블랑, Gewürztraminer 및 Verdejo)의 4가지 다른 백포도 품종과 적포도 Tempranillo의 신선한 주스가 분석되었습니다. 모든 포도원은 스페인 카스티야라만차에 위치하고 있으며 2017년과 2018년 수확 기간 동안 와이너리인 Vinicola de Tomelloso(스페인 토멜로소)에서 주스 샘플을 공급했습니다. 와이너리의 양조 전문가가 품질 관리를 수행한 후 샘플을 수집하여 실험실에서 처리할 때까지 -20도에서 냉동했습니다.

농축된 포도 주스 샘플은 스페인 토멜로소에 위치한 Mostos Es-paioles SA 회사에서 얻었습니다. 농축 과정은 포도 주스를 95도에서 가열하여 물을 증발시키고 설탕의 농도를 19에서 65 브릭스(주스 100mL당 설탕 그램)로 높이는 것으로 구성되었습니다.사이노모리움 혜택변색된 농축 포도 주스를 얻기 위해 0.{1}}마이크로미터 공극 직경(Permeare, Padova, Italy)의 니트로셀룰로오스 관형 막을 통한 여과 단계를 농축 전에 수행했습니다. 이 과정을 통해 미네랄, 철, 마그네슘, 칼슘 또는 칼륨과 같은 이온 및 주스에 존재하는 기타 생리 활성 분자 외에도 색상을 담당하는 화합물을 제거할 수 있었습니다[9,15]. 일반 및 탈색 농축 주스(각각 NCJ 및 DCJ)에서 농축 과정의 3단계에서 산업용 샘플을 수집했습니다: 초기 19도 Bx(NCJ19/DCJ19), 중간 30도 Bx(NCJ3o/DCJa) 및 최종 제품 65도 Bx(NCJ65/DCJ65)에서. 농축 주스는 신선한 포도 주스보다 3.5배 더 많은 설탕을 함유하고 있습니다.

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폴리페놀의 추출은 포도송이, 껍질 및 종자에서 이러한 화합물의 추출에 대해 이전에 설명한 것을 기반으로 아래 설명된 절차에 따라 수행되었습니다[10,11,47]. 이 방법은 상업적으로 이용 가능한 표준 폴리페놀로 최적화되었습니다.사막 히아신스이러한 화합물은 메탄올, 에탄올 및 아세톤과 같은 다른 용매로 추출되었으며 모두 Mili-Q 물로 100% 및 50% 희석되었습니다. 그 후, 폴리페놀을 280 nm에서 분광광도계 측정으로 정량화하여 순수한 메탄올로 추출한 결과 유의한 분자 손실이 없음을 보여주었습니다.

{0}}.2mL의 신선하고 농축된 포도 주스 샘플을 동결건조하고 고체 건조 매트릭스를 추출용 기질로 사용했습니다. 폴리페놀 추출은 1.{10}} mL의 메탄올을 고체 매트릭스(비율 15 w/o)에 첨가하여 수행하고 추출은 부드러운 회전 혼합으로 4도에서 2시간에 걸쳐 수행했습니다. 이어서, 샘플을 13,{8}} rpm 및 4도에서 원심분리하고, 상청액을 회수하고 Merck(Darmstadt, Germany)에서 구입한 0.45 uM 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인 필터(친수성 PTFE)를 사용하여 여과하였다. 얻어진 폴리페놀 추출물을 LC-MS/MS로 분석할 때까지 -80도에서 동결시켰다. 이 연구에서는 각 포도 주스 샘플의 12가지 다른 추출물을 분석했습니다.

2.3. 총 폴리페놀 추정

추출물과 포도 주스 샘플의 총 폴리페놀 수는 참조로 알려진 농도(2~20mg/L 범위)의 갈산을 사용하여 280nm에서 분광광도계로 추정했습니다. 갈산을 사용한 검량선(y=0.0179x-0.0376; R2=0.9998)을 사용하여 mg/L 갈산 당량(GAE) 단위의 폴리페놀 함량을 결정했습니다.

2.4.DPPH 라디칼 소거 분석

포도 주스 샘플과 폴리페놀 추출물의 자유 라디칼 소거 활성은 Brand-Williams[48]에 의해 설명된 절차에 따라 일부 수정[49]과 함께 결정되었습니다. 산화성 화합물 DPPH를 기질로 사용하였고, ICso 값은 DPPH 라디칼을 50% 소거하는 폴리페놀(또는 추출물)의 농도(mg/L)를 표현하여 계산하였다. 분석은 다양한 양의 포도 주스 또는 폴리페놀 추출물(0-20μL)과 함께 메탄올에 용해된 200μL의 DPPH 60μM이 있는 96-웰 플레이트(Nunc Delta Surface)에서 수행되었습니다.플라보노이드 추출법 pdf혼합물을 암실에서 실온에서 30분 동안 인큐베이션하고, 반응 후 TECAN Sunrise 분광광도계(Zurich, Switzerland)에서 562 nm에서의 흡광도를 측정했습니다. 갈산은 대조군으로 분석에 포함되었습니다. 가장 낮은 ICso 값은 샘플의 가장 높은 항산화 능력을 나타냅니다.

2.5.LC-MS/MS 분석

폴리페놀 추출물은 Turbo V 전자분무 이온화 소스가 장착된 QTrap 45{11}}0 질량 분석 시스템(Sciex, Darmstadt, Germany)에서 분석되었습니다. Analyst 소프트웨어 1.6(Sciex, Darmstadt, Germany)을 사용하여 데이터를 수집했습니다. 질량 분석 작업은 4차 펌프, 자동 시료 주입기 및 컬럼 오븐이 있는 Agilent 1260 시리즈 Infinity LC 시스템(Agilent, Las Rozas, Madrid, Spain)과 결합되었습니다. 크로마토그래피는 포름산 0.1%(A)와 아세토니트릴(B)로 구성된 이동상을 사용하여 Kromasil C18 컬럼(250 × 50mm, id4.6um)으로 30도에서 수행되었습니다. 400 μL/min의 가 적용됨∶0-5 min,0% B;5-8 min,{17}}% B;8-11 min,{19}}% B;{ {20}}분,{21}} 퍼센트 B;13-20분,{23}} 퍼센트 B;20-23분,45-55퍼센트 B;23-28분 , 55-63퍼센트 B;28-32분, 63-70퍼센트 B;32-37분,{31}}퍼센트 B,37-40분, 80퍼센트 B; 5분 안에 초기 상태로 돌아갔다. 샘플의 주입 부피는 5 μL이었다.

전자분무 이온화는 4500V 음극 및 5500V 양극 모드에서 수행되었습니다. 온도, 커튼 가스, 이온 소스 가스 1 및 가스 2에 대한 매개변수 설정은 유량 20L/min에서 500도, 20psi, 20psi였습니다. MRM(다중 반응 모니터링) 모드를 사용하여 데이터를 수집했습니다. MRM 질량 분석 매개변수 DP(탈클러스터링 전위), CXP(충돌 셀 출구 전위), CE(충돌 에너지), EP(진입 전위)는 보충 자료의 표 S1에 요약되어 있습니다. 크로마토그램은 MultiQuant 소프트웨어 1.0.3.(Sciex, Darmstadt, Germany)과 통합되었습니다.

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보정 곡선은 내부 표준 작업 용액으로 5 uL 아세틸살리실산을 추가하여 1 ug/L-10mg/L 범위에서 이전에 설명한 대로 상용 표준(섹션 2.1.화학물질 및 시약)을 사용하여 수행했습니다. (50 ug/L) 두 세트의 검량선 샘플이 서로 다른 두 날에 준비되었습니다. 내부 표준에 대한 샘플 가변성과 정규화된 피크 면적을 설명하기 위해 개별 신호를 총 중량을 기준으로 정규화했습니다.

모든 샘플은 하루 중 3개의 복제본으로 분석되었으며 분석은 6-한 달 동안(일중) 세 번 반복되었습니다. 검출 한계(LOD) 및 정량 한계(LOQ)를 사용하여 선형성을 결정하고 모든 데이터를 보충 자료의 표 S2에 요약했습니다.

2.6.통계분석

확인된 폴리페놀을 결정하기 위한 농도의 통계적 분석은 SPSS[50] 및 R[51]을 사용하여 수행되었습니다. 기술 통계에는 평균, 중앙값, 모드 및 표준 편차가 포함됩니다. 데이터의 정규성 및 등분산성을 확인하기 위해 Shapiro-Wilk 및 Bartlett 검정을 각각 수행했습니다.시스탄체 위르쿵그 후 ANOVA 및 사후 Tukey(Welch 보정 포함) 테스트를 사용하여 다양한 포도 주스의 폴리페놀 수를 비교했습니다. LC-MS/MS 측정의 높은 정밀도로 인해 얻은 표준 편차가 너무 작아서 임계값 0.01을 사용하여 통계적 유의성을 평가했습니다.

p-값 결과는 일반적으로 대사체학[52]에서 사용되는 변화의 배수와 결합되어 주스 샘플에서 폴리페놀의 농도 차이의 기능적 관련성을 결정합니다. 변화 값의 배수는 서로 다른 포도 주스에서 결정된 각 폴리페놀의 농도와 Airen 포도 주스의 농도 사이의 비율이며 후자는 참조로 사용되었습니다. 통계적 테스트에 대한 기능적 관련성 수준은 표 1에 표시된 변화 값의 배수 외에 p-값 < 0.01로="" 정의되었습니다.="" 수준="" 3="" 및="" 4는="" 수준="" 1과="" 2는="" 관련성이="" 있는="" 것으로="" 간주될="" 수="" 없는="" 작은="" 상대적="" 변화를="">

이 기사는 Foods 2021, 10, 1532에서 발췌했습니다. https://doi.org/10.3390/foods10071532 https://www.mdpi.com/journal/foods