Evaluation of Commercial Korean Honey Quality and Correlation Analysis of the Quality Parameters
Hwa-Jung Sung1, Chuleui Jung2.3, Jiyoung Kwon3 and Ho-Yong Sohn1,3*
1Department of Food and Nutrition, Andong National University, Andong 36729, Korea
2Department of Plant Medicals, Andong National University, Andong 36729, Korea
3Agricultural Science and Technology Institute, Andong National University, Andong 36729, Korea
Received September 20, 2018 /Revised November 12, 2018 /Accepted November 19, 2018
Honey is made from flower nectar by honey bees. In this study, 120 honeys from various flowers and across eight different provinces in Korea were collected and their components, antioxidants, and he- molytic activities against red blood cell were evaluated. Our results show that total polyphenol (TP) varied widely across the samples, with chestnut honey showing the highest TP (77.1±8.4 mg/100g), protein content (25.9±0.9 mg/100g), and absorbance at 400 nm (A400 :0.156±0.036). In contrast, the aca- cia honey and sugar honey had a TP of 9.5~30 mg, 12~15 mg/100g of, and the lowest A400 of 0.06±
0.02. High amounts of total flavonoid were quantified in the jujube and chestnut honeys at 8.73±7.31 and 8.39±3.02 mg/100g, respectively. No samples demonstrated hemolytic activity up to 1 mg/ml.
Antioxidant activities determined by DPPH, ABTS, and nitrite scavenging placed the chestnut honey highest, followed by jujube, styrax, multi-floral, citrus, acacia and sugar honey. Analysis of parameter correlations indicated that the components and bioactivity of the honey are dependent on the origin of the flower rather than on bee-farming regions. A positive correlation between TP content and anti- oxidant activity was identified. The correlation coefficients between A400 and the TP, ABTS scavenging, and reducing power values were 0.804, 0.772 and 0.741, respectively. We therefore suggest that A400
could be used as a noble , economic and simple factor for honey quality evaluation. Our results can potentially be used to develop functional honey for the food and pharmaceutical industries.
Key words : Anti-oxidation, colorness, domestic honey, origin of flower, polyphenol
*Corresponding author
*Tel : +82-54-820-5491, Fax : +82-54-820-7804
*E-mail : [email protected]
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Journal of Life Science 2018 Vol. 28. No. 12. 1489~1500 DOI : https://doi.org/10.5352/JLS.2018.28.12.1489
서 론
벌꿀은 통상 꽃에서 생성된 화밀을 꿀벌이 수집하여 벌집에 저장한 것을 말하며, 우리나라 식품공전에서는 “꿀벌들이 꽃 꿀, 수액 등 자연물을 채집하여 벌집에 저장한 것을 채밀한 것으로, 채밀 후 화분, 로얄젤리, 당류, 감미료 등 다른 식품이 나 식품첨가물을 첨가하지 아니한 것을 말한다”라고 규정하 고 있다[20]. 또한 국내에서는 2017년 1월 1일부터 겨울철, 장 마철 등 채밀기가 아닌 시기에 벌의 생존을 위해 일부 설탕을 먹여 키워 생산한 벌꿀을 사양벌꿀로 인정하여, 현재는 “설탕 사양벌꿀”이라는 식품유형으로 유통되고 있다[20]. 벌꿀은 자 연의 밀원에 따라, 색, 맛, 향기 등에 차이가 확연하며 단일밀 원 유래로는 아카시아꿀[27], 밤꿀[21, 24], 유채꿀[14], 대추꿀 [26], 밀감꿀[14], 메밀꿀, 때죽꿀[26], 헛개나무꿀[27] 등이 주
로 이용되고 있으며, 그 외 잡화꿀이 생산되고 있다[23].
한편 벌꿀은 꿀벌이 자연의 밀원으로부터 화밀을 채집하여 밀위에 저장하였다가 다시 뱉어 벌집에 저장하는 과정 중에 invertase 등을 포함한 다량의 소화액을 포함하게 된다[17]. 이 러한 과정 중에 벌꿀은 밀원의 자당이 과당과 포도당으로 전 화되고 이후 농축, 숙성되면서 특유의 단맛을 나타내게 되며, 밀원으로부터 유래하는 다양한 유기산, 아미노산, 무기질, 폴 리페놀 등의 생리활성물질을 포함하게 된다[23]. 따라서 벌꿀 은 예로부터 기력보충을 위한 고열량 식품, 천연 감미료 및 건강식품으로 각광받아 왔다[3]. 벌꿀의 알려진 생리활성으로 는 항균 활성[25], 항산화 활성[10], 미백활성[12, 14], 갈변억제 활성[7] 등이 있으며, 일부 벌꿀에서는 적혈구 용혈 억제활성 [15]도 알려져 있다. 특히 항균 및 항산화 활성은 벌꿀의 페놀 성 성분에 기인하는 것으로 알려져 있다[2, 9].
벌꿀에 대한 국내 연구는, 벌꿀 구성당의 분석 및 탄소안정 동위원소 비율 등 규격연구와 잔류농약, 중금속, HMF (Hy- droxymethylfurfural) 등의 유해성분 정량[18, 23] 및 일부 사 람들에게 나타나는 벌꿀 알러지 또는 적혈구 용혈활성 등에 집중되어 있으며[8, 28], 다양한 밀원별 개별 벌꿀에 대한 성분 및 활성 평가는 오래 전부터 진행되어 왔다[14, 21, 23, 24, 26, 27]. 그러나, 벌꿀 종류별로 유용 기능성에 대한 비교 연구는
상대적으로 미미한 실정이다. 최근에는 벌꿀과 함께 양봉산업 부산물인 벌꿀집, 로얄젤리, 프로폴리스, 화분, 봉독의 유용 생리활성 연구가 진행되면서[11, 13, 19, 32], 벌꿀-로얄젤리 등 의 복합소재 제품도 개발되고 있는 실정으로[18], 다양한 밀원 에 따른 벌꿀의 특성의 생리활성 비교연구가 필요하다.
본 연구에서는 국내 시판되는 다양한 벌꿀 종류와 유용 생 리활성과의 상호관계를 조사하고자 다양한 지역, 다양한 밀원 으로 생산된 국내산 벌꿀 120종을 대상으로 이들의 유용성분 분석, 항산화 활성 및 인간 적혈구 용혈활성을 평가하고, 분석 인자간의 상관관계를 검토하여, 밀원과 벌꿀 색(400nm 흡광 도)의 중요성을 확인하였기에 이를 보고하고자 한다.
재료 및 방법
실험재료
본 실험에 사용된 벌꿀은 2017년 국내 양봉농가에서 수확한 아카시아꿀 47종, 밤꿀 17종, 잡화꿀 42종, 대추꿀 5종, 밀감꿀 2종, 유채꿀 1종, 때죽꿀 1종 및 사양벌꿀 5종으로 총 120종을 사용하였다. 지역별로는 경북산(경산, 경주, 봉화, 상주, 성주, 안동, 영덕, 영주, 영천, 의성, 청송, 칠곡) 55종, 전북산(남원, 무주, 전주) 13종, 경남산(거창, 고성, 김해, 산청) 13종, 강원도 산(평창, 양양, 영월, 원주, 춘천) 12종, 경기도산(안성, 양평, 포천) 9종, 전남산(구례, 나주, 담양, 해남) 9종, 제주산 5종, 충 북산(보은, 영동) 4종을 사용하였다. 잡화꿀의 5종 벌꿀은 토종 꿀벌로부터 생산되었으며, 나머지 115종은 서양꿀벌에 의해 생산되었다. 본 벌꿀들은 수분함량, 안정탄소동위원소비율, 당 조성 및 HMF 함량 등의 국내 벌꿀 규격에 모두 충족함을 확인하였다[16, 23]. 회수된 벌꿀은 멸균수를 이용하여 적합한 농도로 녹여 성분분석 및 활성평가에 사용하였으며, 벌꿀 시 료는 안동대학교 식품영양학과에서 보관하고 있다(voucher specimen 2017-BH1~120).
벌꿀의 항산화 활성
벌꿀의 항산화 활성은 기존의 보고[1]한 DPPH (1,1-diphe- nyl-2- picryl hydrazyl) 음이온 소거능, ABTS [2,2-azobis(3- ethylbenzothiazoline-6- sulfonate)] 양이온 소거능, nitrite 소 거능 및 환원력 측정으로 평가하였으며, DPPH, ABTS 및 환원 력 측정은 시료농도를 5 mg/ml농도로, nitrite 소거능은 2 mg/ml 농도로 조정하여 평가하였다. 이때 활성 대조구로는 vitamin C (Sigma Co.)를, 용매 대조구로는 DMSO를 사용하 였다.
벌꿀의 인간 적혈구 용혈활성
벌꿀의 인간 적혈구 용혈 활성은, 기존의 보고된 방법[15]과 동일하게 평가하였다. 먼저 PBS로 3회 수세한 인간 적혈구 (4%) 100 μl를 96-well microplate에 가하고 다양한 농도의 시
료용액 100 μl를 가한 다음 37℃에서 30분간 반응시켰으며, 이후, 반응액을 10분간 원심분리(1,500 rpm)하여 상등액 100 μl를 새로운 microtiter plate로 옮긴 후 용혈에 따른 헤모글로 빈 유출 정도를 414 nm에서 측정하였다. 시료의 용매 대조구 로는 DMSO (2%)를 사용하였으며, 활성 대조구로는 triton X-100과 amphotericin B를 사용하였다. 용혈활성은 다음의 식 을 이용하여 계산하였다.
(%) Hemolysis = [(S － C)/(T － C)] ×100.
S: 시료 첨가구의 흡광도, C: DMSO 첨가구의 흡광도, T:
triton 첨가구의 흡광도.
기타 분석
벌꿀의 총 폴리페놀(total polyphenol) 및 총 플라보노이드 (total flavonoid) 함량은 기존의 보고된 방법[30, 31]에 따라 측정하였으며, 각각 rutin과 tannic acid를 표준시약으로 사용 하였다. 각각의 분석결과는 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 나타내었다. 벌꿀의 단백질 함량은 BCA법[4]으로 측정하였으 며, 0.15M sodium chloride에 녹인 bovine serum albumin (BSA)을 표준품으로 하여 검량선을 작성하였으며, 단백질 함 량은 BSA-mg/100 g으로 나타내었다. 벌꿀의 색차 분석을 위 한 흡광도 분석은 Biotek Epoch Spectrophotometer (Biotek Instruments, Inc, VT, USA)를 이용하여 400~700 nm에서 spectral scan하여 가장 흡광도가 높게 나타난, 400nm을 선정 하여 각각의 벌꿀에 대한 흡광도를 측정하였다.
통계분석
실험 결과는 SPSS 24.0 버전을 사용하여 mean ± SD로 나타 내었으며, 각 군간의 차이는 ANOVA로 분석하였으며, Dun- can 다중비교 검증법으로 통계적 유의성 검정을 조사하였다.
유의수준은 p<0.05로 하였다. 분석인자들간의 상관관계는 각 각의 측정값의 그래프를 linear regression하여 상관계수를 계 산하였다.
결과 및 고찰
벌꿀의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 단백질 함량 및 흡 광도 분석
120종 국내산 벌꿀의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 단백질 함량 및 벌꿀의 흡광도 분석 결과는 Table 1에 나타내었다.
총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 평균 함량은 각각 32.44±
29.14 mg/100 g 및 4.85±5.06 mg/100 g이었으며, 가장 높은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 각각 경북산 밤꿀의 106.12 mg/100 g 및 경북산 잡화꿀의 32.45 mg/100 g으로 나타났다. 벌꿀내의 평균 단백질 함량은 0.19±0.09 mg/100 g 이며, 가장 높은 함량은 충북산 밤꿀의 47.13 mg/100 g이었다.
벌꿀의 진한 갈색을 표시하는 400 nm에서의 평균 흡광도는 0.08±
Table 1. List of domestic honey products used in this study, and their component and hemolysis activities against human red blood cell
No. Botanical
origin
Honey bee
Content (mg/100 g)
OD 400 nm
Hemolysis Total (%)
polyphenol
Total
flavonoid Protein
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47
Acarcia
Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am
15.615 8.096 26.314 10.988 9.831 10.988 8.964 9.542 13.301 13.591 14.169 4.916 9.253 4.048 6.651 10.121 12.145 10.410 18.506 14.458 7.518 5.783 1.735 5.205 8.096 3.181 8.964 6.651 6.362 0.289 3.759 13.591 2.024 15.326 2.024 10.410 7.518 15.036 4.337 2.313 5.783 21.109 8.096 13.880 9.253 13.012 15.326
0.786 0.112 2.808 1.460 2.134 1.460 1.460 2.134 2.134 1.460 1.460 0.583 0.786 2.808 0.786 0.235 2.134 3.482 1.460 3.482 4.155 0.786 0.112 0.786 5.503 0.002 0.003 2.134 0.003 0.001 2.134 4.829 0.112 4.829 1.460 1.460 0.112 0.112 3.931 1.460 1.460 2.134 2.134 6.851 2.134 2.808 1.909
8.29 11.91 7.91 9.62 1.99 16.86 14.00 6.39 4.67 1.44 14.95 3.53 3.34 11.91 3.32 16.48 21.42 25.80 21.42 19.90 16.67 19.52 23.71 14.76 2.75 3.72 14.76 14.76 13.81 19.52 15.90 19.52 11.72 23.52 10.95 15.52 14.76 6.39 14.57 17.43 17.62 18.00 18.76 23.71 19.52 20.28 13.62
0.062 0.047 0.061 0.054 0.047 0.057 0.056 0.061 0.056 0.059 0.048 0.049 0.054 0.051 0.059 0.083 0.056 0.058 0.060 0.057 0.058 0.049 0.072 0.047 0.053 0.054 0.056 0.056 0.047 0.051 0.055 0.061 0.047 0.066 0.054 0.050 0.050 0.047 0.048 0.051 0.048 0.057 0.052 0.056 0.052 0.053 0.050
1.718 0.859 1.890 2.405 3.127 1.856 1.890 1.821 1.478 0.378 1.581 1.581 0.825 1.306 0.550 0.893 0.790 1.306 2.165 1.581 2.234 1.306 2.440 1.581 1.684 2.062 1.134 1.340 0.412 0.962 0.687 1.478 1.409 0.893 1.684 2.199 2.405 1.718 2.302 1.168 1.615 1.546 1.031 3.196 1.718 0.206 1.684 48
49 50 51 52 53 54
Chest
Am Am Am Am Am Am Am
65.929 59.278 68.820 88.194 72.290 60.145 50.314
10.220 5.503 14.263 8.872 5.503 7.525 7.525
19.52 28.66 25.42 21.23 20.28 21.04 31.51
0.138 0.120 0.129 0.158 0.135 0.167 0.120
2.234 2.371 1.787 0.447 2.612 0.241 0.412
Table 1. Continued
No. Botanical
origin
Honey bee
Content (mg/100 g)
OD 400 nm
Hemolysis Total (%)
polyphenol
Total
flavonoid Protein
55 56 57 58 59 60 61 62 63 64
Chest
Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am
106.122 72.579 74.603 87.327 93.399 103.809 62.748 99.471 83.278 62.748
8.872 6.851 4.829 9.546 8.872 16.285 7.525 7.525 7.525 5.503
29.80 25.23 44.46 47.13 29.80 44.65 37.04 29.42 20.85 25.99
0.263 0.175 0.149 0.182 0.197 0.174 0.124 0.173 0.134 0.125
1.409 0.893 1.443 1.649 2.165 0.137 1.375 1.649 0.584 1.512 65
66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
Multi- floral
Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Am Ac Ac Ac Ac Am Am Am Am Ac
25.446 60.435 78.941 27.470 55.230 65.350 19.085 56.097 25.735 99.182 34.699 103.809 44.531 27.759 93.399 56.675 36.434 25.446 26.024 13.301 22.265 26.603 41.639 32.964 47.133 22.265 10.699 36.723 34.988 18.217 22.265 13.880 46.266 74.025 18.795 56.965 96.580 35.567 25.735 24.868 28.627 23.422
4.155 3.482 9.546 4.155 6.177 7.525 2.808 5.503 2.134 32.457 15.611 13.589 2.808 1.460 28.414 13.589 8.199 5.503 3.482 4.155 6.177 4.155 4.155 5.503 6.851 1.460 0.786 5.279 6.177 2.134 4.829 1.460 5.503 10.220 1.460 11.568 6.851 6.177 4.829 2.808 2.808 4.155
20.85 30.37 25.42 17.05 24.85 11.53 15.71 8.29 7.91 13.43 32.66 27.33 21.04 33.23 25.80 13.24 25.99 10.38 20.09 6.19 18.57 22.19 30.75 27.33 16.67 17.81 22.76 20.47 29.23 25.80 26.37 9.24 25.61 26.95 7.15 16.86 37.42 12.10 22.00 28.66 21.04 6.58
0.101 0.105 0.117 0.073 0.101 0.070 0.066 0.133 0.066 0.152 0.110 0.162 0.086 0.069 0.123 0.154 0.090 0.066 0.062 0.058 0.062 0.080 0.105 0.082 0.108 0.066 0.052 0.109 0.074 0.061 0.072 0.052 0.081 0.116 0.059 0.102 0.092 0.058 0.070 0.058 0.058 0.064
2.371 2.131 1.753 1.924 1.615 2.268 2.131 1.718 2.440 1.512 1.306 1.237 1.787 1.512 1.890 0.515 1.271 0.790 0.928 1.478 0.137 0.997 0.378 0.997 0.962 5.223 0.481 0.241 2.131 1.168 1.203 0.859 2.027 0.275 2.405 1.581 0.859 2.371 2.818 1.581 3.058 0.962
Table 1. Continued
No. Botanical
origin
Honey bee
Content (mg/100 g)
OD 400 nm
Hemolysis Total (%)
polyphenol
Total
flavonoid Protein
107 108 109 110 111
Jujube
Am Am Am Am Am
55.230 32.675 60.724 50.892 76.049
4.829 6.177 6.851 4.155 21.676
19.71 18.19 26.95 16.09 10.00
0.073 0.076 0.100 0.089 0.122
2.543 2.646 1.581 1.890 1.409 112
113 Citrus Am
Am
10.988 17.928
2.808 4.155
19.33 21.23
0.059 0.063
2.131 0.997
114 Rape Am 11.856 2.808 19.71 0.061 2.818
115 Taejuk Am 44.242 6.177 30.56 0.082 0.997
116 117 118 119 120
Sugar honey
Am Am Am Am Am
4.916 13.012 2.313 4.627 12.434
1.460 1.460 3.482 1.460 4.605
9.81 13.05 14.76 20.66 12.48
0.049 0.048 0.048 0.047 0.045
1.271 1.134 0.447 1.718 1.924 Am=Apis mellifera, Ac= Apis cerana, Taejuk: Styrax japonica
Fig. 1. Comparison of (A) total polyphenol, (B) total flavonoid, (C) soluble protein content and (D) Abs. 400 nm among 120 domestic honey products from different botanical origins.
0.04이었으며, 가장 높은 흡광도를 나타낸 벌꿀은 경북산 밤꿀 의 0.263이었다.
한편 밀원별 벌꿀의 유용성분 함량은 Fig. 1에 나타내었다.
총 폴리페놀 함량의 경우, 밤꿀이 가장 높은 77.1±8.4 mg/100 g을 나타내었으며, 대추꿀, 때죽꿀, 잡화꿀, 밀감꿀, 유채꿀,
사양꿀의 순으로 나타났으며, 아카시아꿀이 9.5±1.8 mg/100 g으로 가장 낮게 나타났다. 이는 밤꿀이 아카시아꿀보다 10배 높은 폴리페놀 함량을 나타낸다는 보고[19]와 유사하며, 기존 의 메밀꿀(17.1 mg/100 g), 유채꿀 (12.6 mg/100 g), 아카시아 꿀(4.7 mg/100 g)의 보고[23]와는 약간의 차이가 있으나, 이는
Fig. 2. Comparison of (A) total polyphenol, (B) total flavonoid, (C) soluble protein content and (D) Abs. 400 nm among 120 domestic honey products from different apiculture regions.
채취시기 및 벌꿀 분석시 표준물질 사용의 차이로 인한 것으 로 판단된다.
총 플라보노이드 함량의 경우 대추꿀(8.73±7.31 mg/100 g) 과 밤꿀(8.39±3.02 mg/100 g)에서 가장 높은 함량을 보였으며, 밀감꿀 > 잡화꿀 > 때죽꿀 > 사양꿀 > 유채꿀 > 아카시아꿀 순으로 나타났으나, 편차가 심해 통계적으로 유의적이지는 않 았다(p<0.05). 밤꿀의 경우 폴리페놀 함량에 비해 플라보노이 드 함량이 10% 수준으로 낮은 편이었으며, 밀감 및 유채꿀의 경우 플라보노이드 함량이 높다는 보고[14, 19]와 같이, 전체 폴리페놀성 화합물 중 플라보노이드 성분이 22~23%로 높은 비중을 차지하였다.
단백질 함량은 밤꿀에서 가장 높은 25.9±0.9 mg/100 g을 나타내었으며, 아카시아, 유채 및 사양꿀에서는 12~15 mg/100 g을 함유하고 있었다. 이는 기존의 유채꿀이 10.2 mg/100 g 단백질을 포함하고 있다는 보고와 유사하나, 아카 시아꿀의 3 mg/100 g 함량 보고와는 차이가 있었다[22]. 그러 나, 밤꿀을 제외한 나머지 벌꿀의 단백질 함량 차이는 유의성 이 인정되지 않았다(p<0.05).
또한 400 nm에서의 흡광도 측정 결과, 밤꿀이 0.156±0.036 의 흡광도를 나타내어 다른 여타의 꿀보다 확연히 높은 값을 나타내어 차별화 되었으며, 대추꿀 > 잡화꿀 > 때죽꿀 > 유채 꿀 > 감굴뀰 > 사양벌꿀 및 아카시아꿀의 순으로 나타났다.
벌꿀의 품질 분석을 위해 다양한 분광법이 사용되어 왔으며 [29], 실제 벌꿀 품질평가로 240-250 nm의 UV 흡광도가 사용
되고 있다[6]. 현재까지 250 nm 흡광물질에 대한 확인된 바 없으나 폴리페놀과 같은 이중결합 형성물질로 추측된다. 그러 나, 본 연구에서는 가시광선 영역의 400 nm 측정이 다양한 밀원의 많은 꿀을 차별화 하는데 용이함을 확인하였다. 향후 벌꿀의 400 nm 흡광물질에 대한 연구가 필요하며, 벌꿀의 색 측정을 통한 간편 벌꿀 품질검사가 가능하리라 판단된다. 한 편 지역별 벌꿀의 유용성분 함량은 Fig. 2에 나타낸 바, 총 폴리 페놀, 총 플라보노이드, 단백질 함량 및 벌꿀의 흡광도 분석결 과 벌꿀 채취 지역 및 양봉농가별 차이는 유의성을 나타내지 않았다(p<0.05). 따라서 벌꿀의 성분은 밀원에 의해 다양하게 변화됨을 확인하였다.
벌꿀은 일부 사람들에게 알러지 또는 적혈구 용혈활성을 나타낼 수 있음이 보고되어 있으므로[8, 28], 120종 국내산 벌 꿀의 인간 적혈구 용혈활성을 평가하였다. 그 결과 모든 시료 는 1 mg/ml 농도까지 용혈활성은 나타나지 않았다(Table 1).
따라서 국내 벌꿀의 경우 특정 유해물질이 오염되지 않는 경 우 용혈활성은 나타나지 않을 것으로 판단되며, 최근의 보고 에서 건조지역에서 생산된 일부 벌꿀은 산화적 스트레스에 의한 적혈구 용혈을 억제[15]하는 것으로 알려진 만큼 벌꿀을 이용한 적혈구 용혈증 또는 용혈성 빈혈에 대응하는 기능성 약용 벌꿀 개발도 필요하다고 판단된다.
벌꿀의 항산화 활성 평가
120종 국내산 벌꿀의 항산화 활성을 DPPH 음이온 소거능,
Table 2. Comparison of the antioxidant activities of 120 honey products produced in Korea
No. Botanical origin Anti-oxidation activity (%)
DPPH SA ABTS SA Nitrite SA Reducing power
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47
Acarcia
2.81 1.78 8.71 4.59 1.22 1.97 1.97 2.81 2.81 0.75 0.19 5.62 8.33 5.90 1.31 0.28 0.84 0.75 2.78 6.58 1.11 2.13 5.00 3.15 3.61 2.87 2.22 7.14 1.58 6.12 6.77 3.24 2.59 1.39 2.22 3.06 1.92 3.39 3.39 4.39 0.91 3.48 4.67 2.47 3.20 1.37 4.57
6.91 7.45 14.76 7.18 7.45 10.90 10.37 8.51 9.44 5.32 7.18 7.18 8.24 6.12 2.66 7.85 9.04 7.58 12.96 10.85 11.11 8.99 6.48 9.92 11.77 7.67 9.66 8.73 10.71 6.88 8.07 14.42 9.13 12.70 10.71 10.71 9.64 10.83 8.32 9.64 8.59 10.96 9.25 10.04 10.70 9.78 10.44
30.06 36.35 19.63 21.17 24.39 30.83 47.55 12.73 20.40 42.64 29.29 30.52 25.31 24.23 19.17 27.45 7.36 8.44 27.15 27.30 28.68 24.69 37.88 27.76 24.54 24.69 30.67 20.86 22.85 26.53 42.64 10.43 -8.90 16.87 6.29 17.18 22.85 44.17 33.44 23.16 0.92 15.64 29.45 12.12 37.12 10.89 13.80
0.022 0.013 0.058 0.010 0.013 0.009 0.012 0.003 0.007 0.018 0.005 0.007 0.005 0.022 0.008 0.009 0.022 0.025 0.008 0.006 0.029 0.002 0.011 0.013 0.076 0.015 0.015 0.007 0.005 0.019 0.007 0.004 0.001 0.011 0.028 0.003 0.003 0.013 0.004 0.028 0.006 0.004 0.003 0.008 0.007 0.022 0.020 48
49 50 51 52 53 54
Chest
8.90 6.65 5.71 10.67 15.20 13.99 7.23
34.44 26.20 28.06 40.16 34.66 31.08 27.51
36.66 42.02 22.24 36.04 73.47 27.15 37.58
0.094 0.071 0.138 0.089 0.076 0.064 0.060
Table 2. Continued
No. Botanical origin Anti-oxidation activity (%)
DPPH SA ABTS SA Nitrite SA Reducing power
55 56 57 58 59 60 61 62 63 64
Chest
13.62 12.51 9.82 8.97 11.89 12.08 8.33 9.52 11.34 11.34
40.34 33.20 30.69 31.97 34.74 31.18 30.38 36.20 33.69 35.14
40.49 27.91 4.60 34.20 35.74 49.39 25.46 25.92 13.04 17.48
0.192 0.073 0.067 0.200 0.200 0.176 0.079 0.181 0.106 0.101 65
66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
Multi- floral
1.87 5.43 8.52 7.49 9.93 8.55 3.28 7.58 7.96 11.99 5.52 11.58 6.39 7.41 13.16 14.37 9.18 5.28 5.65 3.61 4.63 11.03 6.12 6.86 10.94 5.03 1.65 4.76 3.84 2.01 6.95 1.56 6.13 9.97 7.32 -1.66 0.10 -5.06 -4.48 -2.04 -4.38 4.76
10.11 21.01 33.11 12.63 22.34 30.05 15.03 26.06 14.76 45.08 17.69 33.99 16.80 10.85 45.37 37.30 22.22 16.01 20.11 9.39 14.02 17.72 21.03 19.84 20.90 14.13 9.64 18.63 16.38 10.96 14.80 12.81 20.74 31.57 9.78 25.29 24.51 7.39 11.02 16.99 14.40 11.62
33.44 44.48 43.87 41.10 22.55 69.33 32.52 28.99 8.13 38.96 10.74 32.98 31.60 37.12 39.88 36.20 26.99 51.53 31.29 29.29 50.61 22.39 19.48 26.23 45.55 21.01 14.88 25.46 40.80 16.41 31.90 3.68 19.48 21.01 1.53 1.69 16.10 14.72 17.02 24.69 -1.23 -6.90
0.028 0.054 0.112 0.036 0.063 0.041 0.017 0.078 0.026 0.091 0.086 0.091 0.039 0.013 0.142 0.079 0.072 0.053 0.041 0.017 0.025 0.036 0.032 0.037 0.104 0.024 -0.001 0.041 0.037 0.006 0.012 0.035 0.065 0.106 0.037 0.065 0.073 0.025 0.043 0.024 0.026 0.031
Table 2. Comparison of the antioxidant activities of 120 honey products produced in Korea
No. Botanical origin Anti-oxidation activity (%)
DPPH SA ABTS SA Nitrite SA Reducing power
107 108 109 110 111
Jujube
3.28 7.89 8.05 10.58 10.49
22.47 22.21 22.74 23.67 35.51
44.02 32.52 21.78 19.48 22.70
0.052 0.104 0.137 0.046 0.060 112
113 Citrus 1.92
5.31
10.30 10.44
23.31 13.50
0.009 0.015
114 Rape 3.02 10.44 24.69 0.006
115 Taejuk* 7.50 21.14 5.06 0.059
116 117 118 119 120
Sugar honey
-1.12 -1.22 -1.11 3.43 3.66
0.53 3.32 4.10 3.57 5.55
19.79 18.87 27.30 27.76 22.70
0.003 0.007 0.007 0.019 0.005
*Taejuk : Styrax japonica
Fig. 3. Comparison of antioxidant activities among 120 domestic honey products from different botanical origins.
ABTS 양이온 소거능, nitrite 소거능 및 환원력을 측정하여 평 가하였으며, 그 결과는 Table 2에 나타내었다. 먼저 최종 농도 0.5 mg/ml에서 평균 DPPH 음이온 소거능 및 ABTS 양이온 소거능은 5.17±4.19 및 16.78±10.44%로 나타나 벌꿀의 경우 양이온 소거능이 음이온 소거능보다 우수하였으며, 가장 강력 한 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능은 각각 경기도 밤꿀 및 경북
잡화꿀에서 나타났다(Table 2). 또한 평균 환원력은 0.04±0.04 로 나타났으며, 가장 우수한 환원력은 충북 밤꿀에서 나타났 다. Nitrite 소거능의 경우 평균 25.83±13.63%이었으며, 경기도 밤꿀에서 가장 높은 값을 나타내었다.
한편 밀원별 벌꿀의 항산화 활성을 평가한 결과는 Fig. 3에 나타내었다. 가장 우수한 DPPH, ABTS, nitrite 소거능 및 환원
Fig. 4. Comparison of antioxidant activities among 120 domestic honey products from different apiculture regions.
Table 3. Correlation matrix for quantitative determinations in the 120 domestic honey products
Parameters Total
polyphenol
Total flavonoid
Soluble
protein Colorness DPPH
SA
ABTS SA
Nitrite SA
Reducing power Total polyphenol
Total flavonoid Soluble protein Colorness DPPH SA ABTS SA Nitrite SA Reducing power
- 0.543 0.317 0.804 0.441 0.879 0.076 0.747
- 0.108 0.405 0.273 0.591 0.040 0.423
- 0.300 0.091 0.250 0.006 0.272
- 0.508 0.772 0.072 0.741
- 0.566 0.134 0.403
- 0.085 0.678
-
0.058 -
력은 모두 밤꿀에서 확인되었으며, 가장 미약한 활성은 유채 꿀, 아카시아꿀, 사양벌꿀에서 확인되었다. 구체적으로 DPPH 및 ABTS 소거능의 경우 밤꿀 > 대추꿀 > 때죽꿀 > 잡화꿀
> 밀감꿀 > 유채꿀, 사양꿀 및 아카시아꿀의 순으로 유사하게 나타난 반면, nitrite 소거능의 경우 밤꿀, 대추꿀, 잡화꿀 >
유채꿀, 밀감꿀, 사양꿀 및 아카시아꿀의 순으로 나타나 차이 가 있었다. 또한 환원력 평가의 경우, 밤꿀 > 대추꿀 > 밀감꿀
> 때죽꿀 > 잡화꿀 > 사양꿀, 아카시아꿀 의 순으로 나타났다.
이러한 결과는 기존의 개별적인 단일 밀원 벌꿀의 항산화 활 성 분석 결과[2, 10, 14, 22, 26, 27]와 유사하며, 아카시아꿀 및 유채꿀의 경우 항산화 활성 강화 부재료의 첨가가 필요함 을 제시하고 있다. 따라서 본 결과를 통해, 국내 벌꿀 중 항산 화 활성은 밤꿀이 가장 우수함을 확인하였다.
지역별로 생산된 벌꿀의 항산화 활성 평가 결과는 Fig. 4에 나타낸 바, 벌꿀의 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거 능, nitrite 소거능 및 환원력은 벌꿀 채취 지역 및 양봉 농가별 차이는 유의성을 나타내지 않았다(p<0.05). 따라서 벌꿀의 성 분 및 유용생리활성은 벌꿀 채취 지역 및 양봉농가별로는 차 이가 없으며, 밀원에 의해 다양하게 변화됨을 확인하였다.
벌꿀 유용성분, 색상 분석, 항산화 활성과의 상관관계 분석 상기 120종 국내산 벌꿀의 유용성분, 색상분석 및 항산화 활성과의 상관관계를 계산하였으며, 그 결과는 Table 3에 나타 내었다. 가장 높은 상관계수(0.879)는 총 폴리페놀 함량과 ABTS 양이온 소거능에서 나타났으며, 특이하게 총 폴리페놀 함량과 DPPH 음이온 소거능은 0.441의 상관계수를 보여 상대
적으로 관련성이 낮음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 벌꿀이 활성 음이온보다는 활성 양이온에 대한 소거능이 더욱 우수함 을 의미한다. 총 폴리페놀 함량과 일반적인 항산화 활성은 높 은 상관관계를 나타냄이 알려져 있으므로[2, 19], 보다 구체적 인 이해를 위해서는 향후 밀원별 벌꿀의 항산화 활성물질에 대한 프로파일 규명 연구가 필요하다고 판단된다. 한편, 400 nm에서의 흡광도는 ABTS 소거능 및 환원력과 높은 상관계수 (0.772 및 0.741)를 보였으며, 또한 총 폴리페놀 함량과는 0.804 의 높은 상관계수를 나타내어, 벌꿀의 색이 진한 갈색~검은색 이 될수록 총 폴리페놀 함량이 높고 항산화 활성이 우수함을 알 수 있었다[5, 19]. 통상 250 nm 흡광도 측정으로 벌꿀내 폴리페놀과 같은 이중 결합물질의 함량을 추측하여 왔으나[6], 이러한 결과는 가시광선 영역의 흡광도 측정으로도 총 폴리페 놀 함량 및 항산화 활성을 평가할 수 있음을 제시하고 있다.
또한 상관계수 비교에서 나타낸 바와 같이, 벌꿀의 항산화 활 성은 단백질 함량, 총 플라보노이드 함량과는 매우 낮은 상관 관계를 가지며, nitrite 소거능은 총 폴리페놀, 총 플라보노이 드, 단백질 함량 및 색상과 무관하며, DPPH, ABTS 및 환원력 과도 매우 낮은 상관관계를 보여 상기와 무관한 성분에 의해 나타남을 추측할 수 있었다.
본 연구에서는 국내 시판 벌꿀이 밀원에 따라 폴리페놀 성 분, 단백질 함량 및 항산화 활성에 많은 차이가 있으며, 채취농 가 및 채취지역은 영향이 미미함을 확인하였다. 또한 다양한 벌꿀 중, 밤꿀에서 가장 높은 폴리페놀 함량 및 항산화 활성을 확인하였으며, 벌꿀의 색(400 nm 흡광도)이 폴리페놀 함량 및 항산화 활성과 높은 상관관계를 나타내어, 향후 간편 품질검 사에 이용 가능함을 제시하였다. 현재 기능성 벌꿀 개발을 위 한 선정 꿀의 다양한 유용활성 평가 및 활성물질의 분리가 진행 중에 있으며, 약용작물 추출물을 이용한 사양벌꿀 개발 도 진행 중에 있다.
감사의 글
이 논문은 2018년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재 단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(NRF-2018R1A6A1 A03024862).
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초록：국내 시판 벌꿀의 품질 평가 및 품질인자간 상관관계 분석
성화정1․정철의2,3․권지영3․손호용1,3*
(1안동대학교 식품영양학과, 2안동대학교 식물의약과, 3안동대학교 농업과학기술연구소)
벌꿀은 꽃의 화밀을 꿀벌이 수집하여 벌집에 저장한 것으로, 밀원에 따라 색, 맛, 향기 등에 많은 차이가 나타난다.
본 연구에서는 다양한 지역, 다양한 밀원에서 생산된 국내 120종 벌꿀(밤꿀, 대추꿀, 때죽꿀, 잡화꿀, 밀감꿀, 유채꿀, 사양벌꿀)의 유용성분 분석, 항산화 활성 및 인간 적혈구 용혈활성을 평가하고, 분석인자간의 상관관계를 검토하였 다. 그 결과, 벌꿀의 성분 및 생리활성은 밀원에 의해 차별화되었으며, 채취농가 및 채취지역에 따른 차이는 인정되지 않았다. 벌꿀의 총 폴리페놀 함량 분석 결과, 밤꿀이 가장 높은 77.1±8.4 mg/100 g을 나타내었으며, 총 플라보노이드 함량의 경우 대추꿀(8.73±7.31 mg/100 g)과 밤꿀(8.39±3.02 mg/100 g)에서, 단백질 함량은 밤꿀에서 가장 높은 25.9±0.9 mg/100 g을 나타내었으며, 아카시아, 유채 및 사양꿀에서는 12~15 mg/100 g의 낮은 함량을 보였다. 400 nm에서의 흡광도는, 밤꿀에서 가장 높은 0.156±0.036를 나타내었고, 대추꿀 > 잡화꿀 > 때죽꿀 > 유채꿀 > 감굴꿀
> 사양벌꿀 및 아카시아꿀로 나타났다. 모든 벌꿀 시료는 1 mg/ml 농도까지 적혈구 용혈활성이 나타나지 않았다.
한편 항산화 활성평가 결과, DPPH 및 ABTS 소거능의 경우 밤꿀 > 대추꿀 > 때죽꿀 > 잡화꿀 > 밀감꿀 > 유채꿀, 사양벌꿀 및 아카시아꿀의 순으로 나타난 반면, nitrite 소거능의 경우 밤꿀, 대추꿀, 잡화꿀 > 유채꿀, 밀감꿀, 사양벌 꿀 및 아카시아꿀의 순으로 우수하였다. 분석인자간의 상관성을 계산한 결과, 총 폴리페놀 함량과 ABTS 양이온 소거능에서 가장 높은 상관계수(0.879)를 나타났으며, 특이하게 총 폴리페놀 함량과 DPPH 음이온 소거능은 0.441로 상대적으로 낮은 상관계수를 보였다. 또한 400 nm 흡광도는 총 폴리페놀 함량, ABTS 소거능 및 환원력과 각각 0.804, 0.772 및 0.741의 높은 상관계수를 보여, 향후 400 nm 측정으로 벌꿀 간편 품질검사가 가능함을 제시하였다.
이상의 결과는 기능성 벌꿀 개발 및 벌꿀 유용성분을 이용한 식의약품 소재개발의 기초자료로 이용될 것이며, 현재 선정벌꿀로부터 활성물질 분리 및 약용작물 추출물을 이용한 사양벌꿀 개발이 진행 중에 있다.
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