Korean Journal of Food Preservation
The Korean Society of Food Preservation
Article

다소비 식품에 대한 비타민 D 함량 분석 다소비 식품에 대한 비타민 D 함량 분석

임종순1https://orcid.org/0000-0001-9688-563X, 김현정1https://orcid.org/0000-0002-1609-3956, 이상훈2https://orcid.org/0000-0003-4190-3356, 최용민2https://orcid.org/0000-0002-8633-4671, 이삼빈1,3,*https://orcid.org/0000-0001-9413-2482
Jong-Soon Lim1https://orcid.org/0000-0001-9688-563X, Hyun-Jeong Kim1https://orcid.org/0000-0002-1609-3956, Sang-Hoon Lee2https://orcid.org/0000-0003-4190-3356, Young-Min Choi2https://orcid.org/0000-0002-8633-4671, Sam-Pin Lee1,3,*https://orcid.org/0000-0001-9413-2482
1계명대학교 전통미생물자원개발 및 산업화연구센터
2농촌진흥청 국립농업과학원 농식품자원과 식생활영양과
3계명대학교 식품가공학과
1The Center for Traditional Microorganism Resources, Keimyung University, Daegu 42601, Korea
2Food & Nutrition Division, Department Agrofood Resources, National Institute of Agricultural Science, Rural Development Administration (RDA), Wanju 54875, Korea
3Department of Food Science and Technology, Keimyung University, Daegu 42601, Korea
*Corresponding author Sam-Pin Lee Tel: +82-53-580-5554 E-mail: splee@kmu.ac.kr

Citation: Lim JS, Kim HJ, Lee SH, Choi YM, Lee SP. Analysis of vitamin D content of frequently-consumed foods. Korean J Food Preserv, 29(1), 70-83 (2022)

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Received: Oct 12, 2021; Revised: Dec 24, 2021; Accepted: Dec 09, 2021

Published Online: Feb 28, 2022

4. 요약

국내 다소비식품으로 곡류 및 관련제품(45종), 두류(12종), 견과 및 종실류(1종), 채소류(9종), 과일류(10종), 홍삼(3종), 해조류(1종), 버섯류(36종), 육류(9종), 난류(1종), 유제품(3종), 어패류 및 기타수산물(20종), 차류 및 음료류(8종), 당류(1종), 유지류(7종), 조미료류(16종)를 포함하여 181종의 비타민 D 함량을 LC-MS/MS를 이용하여 분석한 결과, 16종에서 비타민 D가 검출되었다. 버섯류는 비타민 D2가 가장 많은 종에서 검출되었으며, 그중 자연건조 꽃송이버섯에서 D2가 147.96 μg/100 g으로 비타민 D 함량이 가장 높았으며, 표고버섯 자연건조(D2 77.59 μg/100 g), 양송이버섯 자연건조, 큰느타리버섯 자연건조 순으로 비타민 D2가 다량 검출되었다. 비타민 D3는 난류, 피단에서 7.07 μg/100 g이 검출되었으며, 어패류 및 기타수산물 중 연어 캔(전체, 고형물)과 훈제연어(생것)에서 5.62-8.90 μg/100 g이 검출되었다.

Abstract

In the present study, the vitamin D content of frequently-consumed Korean foods were evaluated to update the National Standard Food Composition Table (NSFCT) that is published by the Korean Rural Development Administration. Total 181 types of frequently-consumed foods including cereals, beans, vegetables, meat and, fish products, drinks, condiments, and mushrooms were analyzed by liquid chromatography-mass spectrometry. The standard materials, BCR-122 and SRM 3235, exhibited recovery rates of 98.40% and 104.17%, respectively. All the analyses were performed under the control line based on the quality control chart for vitamin D2 and D3. Among the analysis of 181 species, vitamin D was detected only in 16 species including mushrooms (Vit D2), eggs and fish products (Vit D3). The vitamin D2 content of mushroom ranged from 0 to 147.96 μg/100 g, with naturally dried Sparassis crispa exhibiting the highest vitamin D2 content. In mushroom of Sparassis crispa, Lentinula edoles, Pleurotus eryngii, and Agaricus bisporus the natural drying showed the superior to vitamin D content compared to those of device drying. However, raw mushrooms except for Auricularia auricula-judae did not contain vitamin D2. The vitamin D3 content of eggs and fish products ranged from 0 to 8.90 μg/100 g (solids part in canned salmon). However, vitamin D was not detected in a majority of the frequently-consumed foods under analysis, such as cereals, beans, vegetables, nut and seeds, ginseng, fruits and seaweed, most fish products and animal foods.

Keywords: vitamin D; frequently consumed foods; certified reference material; LC-MS/MS

1. 서론

비타민은 신진대사 및 성장에 관여하는 중요 물질 중 하나로 체내에서 충분히 합성되지 않아 외부(식품 등)로부터 공급받아야 한다. 일반적으로 비타민은 생체 내 생리작용을 조절하는 영양소이며, 항암 및 노화방지와 같은 대사활동에 도움을 준다(Kim 등, 2018).

비타민 D는 지용성 비타민의 한 종류로 체내에서 비타민 D2(ergocalciferol)와 비타민 D3(cholecalciferol)로 존재하는 것으로 알려져 있으며, 비타민 D2는 주로 식물에서 합성되고, 비타민 D3는 주로 자외선 B에 노출되었을 때 피부에서 합성된다(Holick, 2004). 비타민 D는 칼슘 대사를 조절하여 칼슘과 인의 흡수에 관여하고, 근육과 뼈의 정상적인 발달을 위해 반드시 필요한 영양소이다. 결핍 시 영유아에게는 구루병을, 성인에게는 골연화증을 야기하는 것으로만 알려져 있다. 하지만 최근 비타민 D가 심혈관질환, 각종 감염성 질환, 당뇨병, 대사증후군, 종양, 자가면역 질환 등 여러 만성질환과의 관련성이 보고되면서(Jung 등, 2018), 비타민 D의 면역조절기능에 대한 관심이 증가하고 있다. 최근에는 혈중 비타민 D 농도가 낮을수록 COVID-19 감염 발생 가능성이 높으며, 특히 치명률이 높은 것으로 보고되어(Ilie 등, 2020) 비타민 D의 기능성에 더욱 이목이 집중되고 있다.

최근 현대인에게 있어 비타민 D의 부족이 세계적으로 광범위하게 증가하고 있는 것으로 보고되고 있으며(Abrahamsen 등, 2010; Holick, 2008), 국제적으로 비타민 D 부족 상태에 대한 진단기준의 세분화 및 진단기준에 따른 비타민 D 상태 분포, 질병과의 관련성에 대한 연구와 더불어 섭취 권장량이 새롭게 설정되고 있다(Chowdhury 등, 2012; Misra 등, 2008). 비타민 D 상태에 대한 국내 연구의 경우 국민건강영양조사 자료를 바탕으로 분석한 보고에서 한국인의 경우 비타민 상태가 매우 취약하며, 남성보다는 여성이, 연령대별로는 20대가 가장 취약한 것으로 보고하고 있다(Choi 등, 2011; Jung, 2013). 비타민 D의 급원식품으로 연어, 참치, 고등어, 정어리 같은 고지방 생선, 간유, 달걀노른자, 우유, 그리고 비타민 강화 마가린과 시리얼, 태양에 말린 목이버섯, 느타리버섯, 표고버섯 등으로 일부 식품에만 함유되어있어 매우 제한적이다(Kim과 Jo, 2012; Kim과 Kang, 2012).

최근, 국내 식품 영양성분 데이터의 활용도가 증가하고 있으나, 영양소의 종류별, 분석된 식품 종류별 정보 및 식품 성분 분석과정과 결과에 대한 상세 정보가 많이 부족한 실정이다. 미국 농무성(USDA)에서는 미국 내에서 소비되고 있는 식품의 영양성분 함량에 관한 데이터베이스를 제시하고 있고, 일본에서는 식품 관련 학계 혹은 과학기술청 보고서 자료 등을 이용하여 실수요자 중심의 자료를 발간하고 있다. 우리나라의 식품의 영양성분 정보 구축의 경우에 농촌진흥청에서 1970년 초판의 발간 후 5년 주기로 개정판이 발간되고 있으며, 현재 제9개정 국가표준식품성분표까지 발간되었다(Ji 등, 2015).

비타민 D는 인체 내 중요한 역할과 기능을 수행하는 필수 영양소로 질환과 관련된 연구가 대부분으로, 다양한 식품 원료에 대한 비타민 D 함량 연구는 매우 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 소비되는 식품 중 다소비 식품을 선별하여 식품에 함유되어 있는 비타민 D 함량 분석을 실시하여 제10개정 국가표준식품성분표 개정을 위한 DB 구축 및 국민영양평가의 기초자료로 제공하고자 하였다.

2. 재료 및 방법

2.1. 재료

본 연구에서 비타민 D 추출을 위해 사용된 pyrogallol 시약은 TCI사(Tokyo, Japan)로부터 구입하였고, 에탄올, 메탄올 및 n-헥산은 Honeywell(Morris plains, NJ, USA)로부터 구입하여 사용하였다. 표준품인 비타민 D2와 비타민 D3는 TCI사의 순도 98% 이상의 HPLC급을 구입하여 사용하였으며, 그 외 실험에 사용된 시약은 특급 이상을 사용하였다.

2.2. 시료의 전처리

본 연구에서 사용된 시료는 국민건강영양조사를 통해 생산되는 국민건강통계를 참고로 하여 국내 다소비, 다빈도 이용식품과 통계청의 농림어업 총 조사 등을 활용하여 선정한 다소비 작목 중 주요 작목의 품종별로 샘플링되었고, 샘플링된 작목은 다시 단순 가공 단계별로 나누어 선정하였다. 이렇게 선정된 시료들은 2019년 농촌진흥청이 국가표준 식품성분표 제10개정판을 발간하기 위한 연구사업의 일환으로 선정되었다.

최종 선정된 시료로는 곡류(45종), 두류(12종), 견과 및 종실류(1종), 채소류(9종), 과일류(10종), 홍삼(3종), 해조류(1종), 버섯류(36종), 육류(9종), 난류(1종), 유제품(3종), 어패류 및 기타수산물(20종), 차류 및 음료류(8종), 당류(1종), 유지류(7종), 조미료류(16종)의 총 181종이었다. 이들 시료는 국립농업과학원 기능성식품과에서 수세 및 수분제거를 한 다음, 가로세로 약 1 cm 정도 크기로 절단하고 액체질소로 급속냉동하여 균질화 과정을 거쳐 동결 후 배송되었으며, 배송된 시료는 −70°C 냉동고에서 보관하면서 분석에 사용하였다.

2.3. 비타민 D 추출

비타민 D 함량 분석은 균질화된 시료를 수산화칼륨과 피로가롤․에탄올 용액을 이용하여 검화시킨 후 동시 추출하였다(MFDS, 2014). 갈색 검화 플라스크에 균질화된 시료 1-3 g을 정밀히 취한 후, 10% 피로가롤․에탄올 용액 40 mL를 가하여 약하게 진탕 혼합하였다. 여기에 90% 수산화칼륨용액 10 mL를 가하고 진탕 혼합하였다. 검화 플라스크를 환류냉각관을 부착하여 비등수욕 중에서 60분간 가열하여 검화하였다. 검화 완료한 시료는 즉시 실온으로 냉각하고 갈색 분액깔때기로 옮긴 후 헥산 50 mL를 가하여 10분간 강하게 진탕 혼합하였다. 일정시간 방치하여 층 분리가 되면 상등액은 수집하고 남은 하층에 헥산 50 mL를 가하여 2회 더 반복 추출하여 상등액을 수집하였다. 수집된 전체 상등액에 1 N 수산화칼륨용액 100 mL를 가하여 진탕혼합한 후 방치하여 층 분리를 진행 후 혼탁한 물층을 제거하였다. 헥산층에 0.5 N 수산화칼륨용액 40 mL를 가하여 진탕한 후 방치하여 층 분리가 되면 물층은 다시 버리고 헥산층은 세척액이 페놀프타레인 시약에 알칼리반응이 나타나지 않을 때까지 충분히 세척하였다. 수세가 끝난 헥산층은 무수황산나트륨으로 탈수하여 갈색 감압농축플라스크에 옮겨 40°C 이하에서 감압농축하였다. 농축하여 얻어진 잔류물에 메탄올 4 mL를 가하여 재용해시켜 0.45 μm membrane filter로 여과한 후, 비타민 D 분석용 시험용액으로 사용하였다.

2.4. 비타민 D 분석방법

비타민 D 분석은 시험용액을 LC-MS/MS(high performance liquid chromatography mass spectrometry, Triple Quad 4500 AB Sciex Instruments, Framingham, Massachusetts, USA)로 분석하여 비타민 D2 및 D3 함량을 정량하였다. 분석조건으로는 C18 column(CAPCELL CORE C18, SHISEIDO, Tokyo, Japan)을 이용하여 이동상(5 mM ammonium acetate: methanol = 5:95)을 60°C에서 0.45 mL/min으로 흘려주었으며, 질량분석기는 ESI positive 조건에서 capillary 온도 750°C, collision 가스는 N2를 사용하였다. 이때 모든 시료는 2회 반복 분석하였으며, 비타민 D2 및 D3 함량의 평균값으로 나타내었다(Table 1).

Table 1. LC-MS/MS conditions for the analysis of vitamin D
HPLC (Ekspert ultraLC 110-XL) conditions
Column CAPCELL CORE C18 (90 Ǻ×2.7 μm×2.1 mm×150 mm)
Mobile phase 5 mM ammonium acetate:methanol (5:95)
Oven temperature 60°C
Inject volume 10 μL
MS/MS (Triple Quad 4500) conditions
Ionization ESI positive
Source temperature 700°C
Collision gas N2
Vitamin D2 Vitamin D3
Precursor ion (m/z) 397 385
Fragment ion (m/z) 107, 105, 91 107, 105, 79
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2.5. 비타민 D 분석법 검증

비타민 D 분석방법에 대한 정확성 평가를 위하여 정기적으로 표준인증물질로 CRM(Certified reference material)인 BCR-122[Margarine, IRMM(Institute for Reference Materials and Measurements), EU] 및 SRM3235 [Soymilk, NIST(National Institute of Standards and Technology), USA]를 이용하여 분석방법의 정확성 및 회수율을 검증하였다. CRM은 분석방법, 측정방법의 정확성을 평가할 수 있게 정확한 특성 값이 정해진 균일하고 안정적인 표준물질로 많은 연구기관에서 이용하고 있다.

2.6. 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)

본 실험에서 얻어진 LC-MS/MS chromatogram으로부터 각 분석물질 주변 peak의 신호/잡음(signal/noise, S/N)의 비율이 3에 해당하는 각각의 농도를 검출한계(limit of detection, LOD)로 하였으며, S/N 비 10에 해당하는 각각의 농도를 정량한계(limit of quantitation, LOQ)로 계산하였다.

2.7. 비타민 D 분석 품질관리

분석방법의 정밀성(precision)을 평가하기 위하여 품질관리시료로 건조표고버섯과 브로콜리 혼합물 및 조제분유를 매회 분석하여 분석결과에 대한 품질을 관리하였다. 95% 수준의 경고한계(2SD: standard deviation)를 넘을 경우 재분석으로 판정하였으며, 99% 수준의 조절한계(3SD)를 넘을 경우 실험방법, 실험환경 등을 시정하여 허용범위에 들도록 관리하였다.

2.8. 통계처리

각 비타민 D의 분석 정량 값은 IBM SPSS Statistics 25 (Statistical Analysis System, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 시료 간의 차이 유무를 분산분석(ANOVA)을 시행한 후, Duncan’s multiple range test (p<0.05)를 실시하여 각 시료 간의 유의성을 검증하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1. 곡류, 두류, 견과 및 종실류, 채소류, 과일류, 홍삼, 해조류의 비타민 D 함량

다소비 곡류 45종으로 분류된 옥수수(건조) 11품종, 수수(생) 3품종, 기장(생) 3품종, 조(생) 8품종, 백미(생) 10품종, 현미 10품종을 대상으로 비타민 D2 및 D3 함량을 분석한 결과는 Table 2와 같이, 옥수수, 백미, 흑미 등을 포함한 45종의 곡류에서 비타민 D2와 D3는 모두 검출되지 않았다.

Table 2. Vitamin D content in cereals
Sample Water content (%) Vitamin D2 (μg/100 g) Vitamin D3 (μg/100 g)
Cereals (45) Corn (drying) Dapyeongok 10.70±0.09 ND1) ND
Shinkwangok 10.95±0.07 ND ND
Shinhwangok 10.63±0.10 ND ND
Andaok 10.60±0.03 ND ND
Yanganok 10.53±0.04 ND ND
Jangdaok 10.49±0.04 ND ND
Changdaok 10.41±0.02 ND ND
Chunganok 10.31±0.05 ND ND
Pyeonggangok 10.33±0.08 ND ND
Pyeonganok 10.83±0.01 ND ND
Hwangdaok 10.37±0.08 ND ND
Sorghum (raw) Donganme 10.18±0.09 ND ND
Nampungchal 9.62±0.02 ND ND
Sodamchal 9.42±0.04 ND ND
Proso millet (raw) Leebaekchal 11.18±0.02 ND ND
Hanlachal 11.26±0.05 ND ND
Hwangshilchal 11.51±0.08 ND ND
Foxtail millet (raw) Gyeonggwan 1st 10.39±0.00 ND ND
Gyeonggwan 2nd 10.86±0.06 ND ND
Dahwangme 10.87±0.01 ND ND
Dan-ame 11.30±0.04 ND ND
Samdame 11.19±0.01 ND ND
Samdachal 11.79±0.11 ND ND
Johwangme 11.35±0.05 ND ND
Hwangmichal 11.07±0.04 ND ND
White rice (raw) Geumgang 1st 12.39±0.06 ND ND
Namchan 13.33±0.00 ND ND
Boramchan 12.69±0.08 ND ND
Alchanmi 11.74±0.03 ND ND
Younghojinmi 12.63±0.03 ND ND
Yeochan 13.35±0.04 ND ND
Chindeul 13.43±0.01 ND ND
Hangaru 11.40±0.00 ND ND
Hanahreum 4th 12.38±0.05 ND ND
Haedamssal 11.67±0.07 ND ND
Brown rice (raw) Geumgang 1st 11.97±0.03 ND ND
Namchan 14.09±0.03 ND ND
Boramchan 13.57±0.02 ND ND
Alchanmi 11.50±0.01 ND ND
Younghojinmi 12.39±0.05 ND ND
Yeochan 13.75±0.08 ND ND
Chindeul 13.93±0.01 ND ND
Hangaru 12.48±0.05 ND ND
Hanahreum 4th 11.93±0.06 ND ND
Haedamssal 11.33±0.07 ND ND

ND, not detected.

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또한, 두류 12종, 견과 및 종실류 1종, 채소류 9종, 과일류 10종, 홍삼류 3종 및 해조류 1종을 대상으로 비타민 D2 및 D3 함량을 분석한 결과에서도 이들 36종의 식품에서 비타민 D가 검출되지 않았다(Table 3). 즉 두류 12종, 견과 및 종실류 1종, 채소류 9종 및 홍삼류 3종의 대상 식품들을 생으로 또는 가열하거나, 찌고, 건조하여도 비타민 D 함량 차이 없이 비타민 D2 및 D3가 검출되지 않았으며, 귤(생) 8품종, 오렌지, 자두 및 해조류에서도 비타민 D가 검출되지 않았다. 따라서 국내에서 다소비 되고 있는 이들 곡류, 두류, 견과 및 종실류, 채소류, 과일류, 홍삼, 해조류에서는 비타민 D가 존재하지 않았다.

Table 3. Vitamin D content in beans, nut and seeds, vegetables, ginsengs, fruits and seaweed
Sample Water content (%) Vitamin D2 (μg/100 g) Vitamin D3 (μg/100 g)
Beans (12) Vigna angularis Yeonduchae 12.85±0.02 ND1) ND
Huinguseul 11.87±0.05 ND ND
Huingnalae 14.04±0.04 ND ND
Geomguseul 14.57±0.09 ND ND
Seona 12.75±0.05 ND ND
Arari 13.84±0.05 ND ND
Vigna angularis Raw 16.69±0.13 ND ND
Boiled 71.24±0.03 ND ND
Vigna angularis (Willd.) Ohwi Raw 17.73±0.03 ND ND
Boiled 61.16±0.04 ND ND
Vigna unguiculata Raw 16.77±0.15 ND ND
Boiled 68.08±0.05 ND ND
Nut and seeds (1) Pine nuts Raw 2.24±0.34 ND ND
Vegetables (9) Korean radish Raw 93.29±0.02 ND ND
Boiled 95.76±0.24 ND ND
Peeled garlic Raw 67.78±0.22 ND ND
Boiled 66.34±0.18 ND ND
Pumpkin Raw 89.93±0.15 ND ND
Boiled 93.69±0.01 ND ND
Steamed 89.67±0.14 ND ND
Device drying 10.72±0.08 ND ND
Sliced ginger Raw 9.84±0.12 ND ND
Ginsengs (3) Ginseng (raw ginseng) Raw 74.87±0.72 ND ND
Boiled 76.34±0.07 ND ND
Red ginseng Raw 13.41±0.11 ND ND
Fruits (10) Tangerine (flesh) Miyagawa wase 89.15±0.13 ND ND
Shinyegam 90.86±0.05 ND ND
Beni Madonna 88.81±0.01 ND ND
Okitsu wase 88.81±0.01 ND ND
Harye josaeng 89.72±0.09 ND ND
Kanpei 86.71±0.02 ND ND
Setoka 89.15±0.00 ND ND
Shiranuhi 86.58±0.05 ND ND
Orange 86.82±0.11 ND ND
Plum 91.03±0.06 ND ND
Seaweed (1) Seaweed, dried seaweed sheets 2.40±0.07 ND ND

ND, not detected.

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3.2. 버섯류의 비타민 D 함량

버섯류를 대상으로 비타민 D2와 D3 함량을 분석한 결과는 Table 4와 같이, 36종의 모든 버섯류에서 비타민 D3는 검출되지 않았으나, 꽃송이버섯, 표고버섯, 양송이버섯, 큰느타리버섯, 목이버섯 및 갈색팽이버섯에서는 비타민 D2가 검출되었다. 그 중 꽃송이버섯은 자연건조에서 147.96± 8.24 μg/100 g의 가장 높은 비타민 D2 함량을 보였으며, 기기건조에서도 2.13±0.46 μg/100 g의 비타민 D2 함량을 나타내었다. 그리고 자연건조한 표고버섯에서 77.59± 12.82 μg/100 g, 양송이버섯에서 68.81±1.18 μg/100 g, 큰느타리버섯에서 62.33±14.51 μg/100 g, 목이버섯에서 9.26±0.54 μg/100 g의 높은 비타민 D2 함량을 나타내었으나, 표고버섯, 양송이버섯 및 큰느타리버섯의 생것, 데친 것 및 기기건조한 것에서는 비타민 D2가 검출되지 않았다. 그러나 목이버섯은 생것에서 0.75±0.92 μg/100 g, 데친 것에서 0.87±0.09 μg/100 g, 기기건조에서 8.08±0.70 μg/100 g, 자연건조에서 9.26±0.54 μg/100 g 순으로 비타민 D2 함량을 나타내었다. 즉 목이버섯은 다른 버섯과는 다르게 가공 공정에 따른 차이 없이 비타민 D2가 존재하였다. 특히 꽃송이버섯, 표고버섯, 양송이버섯, 큰느타리버섯 및 목이버섯은 자연건조시에 비타민 D2 함량이 크게 증가함을 알 수 있었다.

Table 4. Vitamin D content in mushrooms

Means with different superscripts are significantly different by a Duncan’s range test at p<0.05.

Sample Water content (%) Vitamin D2 (μg/100 g) Vitamin D3 (μg/100 g)
Mushrooms (14) Sparassis crispa Raw 90.94±0.10 ND1) ND
Boiled 89.55±0.21 ND ND
Device drying 8.61±0.06 2.13±0.46a2) ND
Natural drying 49.53±0.21 147.96±8.24d ND
Lentinula edodes Raw 86.38±0.31 ND ND
Boiled 89.87±0.2 ND ND
Device drying 10.66±0.11 ND ND
Natural drying 9.71±0.37 77.59±12.82c ND
Auricularia auricula-judae Raw 92.77±0.11 0.75±0.92a ND
Boiled 93.53±0.23 0.87±0.09a ND
Device drying 12.30±0.02 8.08±0.70a ND
Natural drying 6.70±0.06 9.26±0.54a ND
Pleurotus eryngii Raw 90.24±0.03 ND ND
Boiled 88.80±0.22 ND ND
Device drying 6.90±0.02 ND ND
Natural drying 9.64±0.00 62.33±14.51b ND
Agaricus bisporus Raw 92.09±0.03 ND ND
Boiled 92.14±0.08 ND ND
Device drying 37.60±0.40 ND ND
Natural drying 9.69±0.09 68.81±1.18b ND
Brown-Agaricus bisporus Raw 91.89±0.16 ND ND
Boiled 92.42±0.20 ND ND
Hypsizygus tessellatus Raw 91.11±0.23 ND ND
Boiled 90.96±0.68 ND ND
Tremella fuciformis Raw 85.01±0.29 ND ND
Boiled 90.67±0.42 ND ND
Pleurotus ostreatus Raw 91.77±0.05 ND ND
Boiled 90.49±0.32 ND ND
Grifola frondosa Raw 93.26±0.12 ND ND
Boiled 92.06±0.06 ND ND
Flammulina velutipes Raw 89.16±0.03 ND ND
Boiled 89.38±0.17 ND ND
Brown-Flammulina velutipes Raw 89.15±0.08 2.61±0.33a ND
Boiled 89.07±0.01 1.43±0.24a ND
Phellinus linteus Drying, Leachate 99.70±0.02 ND ND
Ganoderma lucidum Drying, Leachate 99.89±0.01 ND ND

ND, not detected.

All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations.

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한편, 갈색팽이버섯 생것에서 2.61±0.33 μg/100 g, 데친것에서 1.43±0.24 μg/100 g의 비타민 D2가 검출되었으며, 그 외 흰백목이버섯 등 6종 버섯류의 생것과 데친 것에서는 비타민 D가 검출되지 않았다. 상황버섯 및 영지버섯 침출액의 건조물에서도 비타민 D가 검출되지 않았다.

일반적으로 버섯은 햇빛이나 자외선 조사에 의하면 높은 비타민 D 함량을 생성할 수 있다는 보고(Cardwell 등, 2018)처럼, 본 연구에서도 꽃송이버섯, 표고버섯, 양송이버섯, 큰느타리버섯 및 목이버섯은 자연건조시에 비타민 D2 함량이 크게 증가함을 확인하였다.

Pyo 등(2020)의 연구에 따르면 5종의 버섯(새송이, 느타리, 팽이, 양송이, 표고)을 미세분말화하여 UV-B 조사에 따른 비타민 D2 전구체인 ergosterol과 비타민 D2의 함량을 분석하여 UV-B 조사에 따른 전환율을 확인하였다. 자외선 조사 전 표고버섯 분말에서 2.55 mg/g, 양송이버섯 2.42 mg/g, 느타리버섯 1.92 mg/g 순으로 ergosterol의 함량을 확인할 수 있었으며 비타민 D3는 확인되지 않았다. 30분 동안 자외선 조사를 한 후 버섯 분말의 비타민 D2 함량을 비교한 결과 표고버섯(76.12 μg/g), 양송이버섯(55.41 μg/g), 느타리버섯(40.13 μg/g) 순으로 비타민 D2 전구체 함량이 높은 순으로 비타민 D2가 전환된 것을 확인하였다. 즉 표고버섯, 양송이버섯, 느타리버섯을 자연건조 하여 분석한 본 연구보다, 자외선 조사로 제조한 이들 버섯에서 비타민 D2 함량이 더 높게 존재하였는데, 이는 직접적인 자외선 조사에 의해 비타민 D2로의 전환율이 크게 증가하여 비타민 D2 함량이 증가된 것으로 생각된다. 또한, 자연건조에 의해서도 비타민 D2의 함량이 높아지는 것은 건조 후 수분함량의 감소와 자연건조 중의 자외선 조사도 진행되어 비타민 D2가 생성이 되는 것으로 사료된다.

Kim 등(2012)의 연구에 따르면 목이버섯 품종과 영양성분 비교 시에 털목이, 흑목이, 갈색목이버섯 3품종의 비타민 D2 함량 비교시 흑목이버섯 5.45 μg/g, 갈색목이버섯 2.76 μg/g, 털목이버섯 1.66 μg/g 순으로 목이버섯 품종 간의 함량차이가 있었다. 이처럼 버섯류의 품종에 따른 비타민 D 함량의 차이가 존재하는 것처럼, 본 연구에서도 버섯 종류별에 따른 비타민 D 함량 차이를 보이는 것으로 사료된다.

3.3. 육류, 난류, 유제품 및 기타수산물 식품의 비타민 D 함량

육류(햄, 순대) 9종, 난류(피단) 1종, 유제품(생크림, 동물성 및 식물성 휘핑크림) 3종, 기타수산물(젓갈, 액젓, 통조림 등)을 포함한 20종의 식품에 대한 비타민 D2와 D3 함량을 분석한 결과는 Table 5와 같다. 그 결과 육류(햄, 순대)와 유제품(생크림, 동물성 및 식물성 휘핑크림)에서는 비타민 D가 검출되지 않았으며, 난류(피단)에서 비타민 D3가 7.07±0.87 μg/100 g 검출되었다. 기타 수산물 중에서는 명란젓에서 비타민 D3가 1.84±0.13 μg/100 g 검출되었으며, 연어통조림(전체)에서 8.67±0.32 μg/100 g, 연어통조림(고형물)에서 8.90±1.45 μg/100 g, 훈제연어 생것에서 5.62±0.51 μg/100 g의 비타민 D3가 검출되었다. 피단은 중국요리에서 오리알이나 달걀을 삭힌 음식으로, Lim 등(2019)의 연구에서 난류(메추리알, 달걀, 오리알)의 가공 전, 후 비타민 D 함량을 분석한 결과 난백에서는 비타민 D가 모두 검출되지 않았으나, 난황에서는 메추리알(3.59-4.99 μg/100 g), 오리알(20.85-22.30 μg/100 g), 달걀(63.96-95.04 μg/100 g)에서 비타민 D3가 검출되어 피단의 비타민 D3의 검출은 난류의 난황에서 검출된 것으로 생각된다.

Table 5. Vitamin D content in meats, eggs, milk products and fish products

Means with different superscripts are significantly different by a Duncan’s range test at p<0.05.

Sample Water content (%) Vitamin D2 (μg/100 g) Vitamin D3 (μg/100 g)
Meats (9) Sliced ham Raw 65.41±0.07 ND1) ND
Bake 57.40±0.23 ND ND
Blanch 63.69±0.52 ND ND
Square ham Raw 62.99±0.80 ND ND
Bake 60.34±1.27 ND ND
Lean meat ham Bake 57.33±0.44 ND ND
Blanch 58.13±0.93 ND ND
Sundae High rate of vegetables and seonji 70.35±0.46 ND ND
High rate of glass noodle 59.26±0.13 ND ND
Eggs (1) Century egg 71.00±0.27 ND 7.07±0.87c2)
Milk products (3) Fresh milk cream 54.95±0.28 ND ND
Animal whipped cream 55.74±0.02 ND ND
Vegetable whipped cream 60.02±0.00 ND ND
Fish products (20) Dried shredded squid Domestic 27.29±0.07 ND ND
International 36.45±0.03 ND ND
Dried pollack Raw 17.99±0.02 ND ND
Salted pollack intestine 59.77±0.13 ND ND
Salted pollack roe 63.10±0.13 ND 1.84±0.13a
Salted clam 69.34±0.45 ND ND
Salted squid 54.18±0.05 ND ND
Salted shrimp 67.30±0.17 ND ND
Canary fish sauce 70.05±0.13 ND ND
Anchovy fish sauce 70.37±0.22 ND ND
Canned mackerel Whole 79.84±0.09 ND ND
Solids 66.19±0.01 ND ND
Canned saury Whole 78.84±0.04 ND ND
Solids 64.50±0.27 ND ND
Canned sea snails Solids 72.01±0.22 ND ND
Canned salmon Whole 70.43±0.56 ND 8.67±0.32d
Solids 67.00±0.18 ND 8.90±1.45d
Smoked salmon Raw 62.17±0.66 ND 5.62±0.51b
Crab meat Raw 69.16±0.23 ND ND
Blanch 69.48±0.07 ND ND

ND, not detected.

All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations.

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생선류에는 비타민 D3의 함량이 높으며, 살코기보다는 지방이 많은 생선인 고등어, 연어, 무지개 송어 등이 지방함량이 적은 생성보다 비타민 D의 함량이 높다는 보고(Malesa-Ciecwierz와 Usydus, 2015)처럼 연어통조림 및 훈제연어에서 비타민 D3의 함량이 높게 함유되었음을 알 수 있었다. 또한, Lu 등(2007)의 연구에서 자연산 연어와 양식 연어의 비타민 D3의 함량을 비교한 결과 자연산 연어는 988±524 IU vitamin D3/3.5 oz(249.0 μg/kg), 양식 연어는 240±108 IU vitamin D3/3.5 oz(60.5 μg/kg)였고, 양식연어의 조리법에 따른 비타민 D 함량 비교 시 구운 양식연어는 240 IU vitamin D3/3.5 oz였으며, 식물성 기름으로 튀긴 양식연어는 123 IU vitamin D3/3.5 oz로 조리법에 따라 비타민 D3의 함량이 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서도 연어의 가공방법에 따라 비타민 D의 함량에 차이나는 것으로 생각된다.

3.4. 차류, 음료류, 당류, 유지류, 조미료류의 비타민 D 함량

차류 및 음료류(코코아차 외) 8종, 당류(로얄젤리) 1종, 유지류(쇼트닝 외) 7종, 조미료류(마요네즈 외) 16종을 대상으로 비타민 D2와 D3 함량을 분석한 결과는 Table 6과 같으며, 이들 32종의 식품군에서는 비타민 D가 검출되지 않았다.

Table 6. Vitamin D content in tea and drinks, sugars, oil and fats, and condiments
Sample Water content (%) Vitamin D2 (μg/100 g) Vitamin D3 (μg/100 g)
Tea and drinks (8) Cocoa tea Powder 1.69±0.02 ND1) ND
Adlay tea Powder 2.76±0.09 ND ND
Ginseng tea Powder 1.44±0.01 ND ND
Red ginseng tea Solution 90.05±0.04 ND ND
Black tea Powder 0.85±0.80 ND ND
Black herbal tea Powder 1.19±0.01 ND ND
Ginger tea with solids Solution 39.15±0.05 ND ND
Plum drink 88.92±0.07 ND ND
Sugars (1) Royal jelly 70.30±0.10 ND ND
Oil and fats (7) Shortening −0.04±0.02 ND ND
Lard oil −0.67±0.05 ND ND
Palm oil −0.07±0.02 ND ND
Coconut oil 0.21±0.02 ND ND
Avocado oil −0.54±0.05 ND ND
Sunflower seed oil −1.31±0.04 ND ND
Walnut milk −1.97±0.00 ND ND
Condiments (16) Mayonnaise 21.95±1.18 ND ND
Mayonnaise, low calorie 53.08±0.22 ND ND
Salad dressing, thousand island 55.84±0.57 ND ND
Salad dressing, Italian 70.66±0.56 ND ND
Garlic powder 9.72±0.10 ND ND
Ginger powder 6.82±0.10 ND ND
Curry powder 5.16±0.00 ND ND
Black soybean sauce powder 4.85±0.03 ND ND
Cooking wine 63.38±1.77 ND ND
Barbecue sauce 62.74±0.42 ND ND
Balsamic vinegar 68.46±1.06 ND ND
Hot source 86.28±0.03 ND ND
Pepper 11.47±0.05 ND ND
Persimmon vinegar 97.05±0.04 ND ND
Brown rice vinegar, manufacturing 95.57±0.55 ND ND
Anchovy condiment, manufacturing 4.06±0.07 ND ND

ND, not detected.

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3.5. 비타민 D의 내부 분석품질관리

비타민 D 분석방법에 대한 정확성을 평가하기 위하여 정기적으로 CRM에 대한 분석을 실시하였으며, 그 결과는 Table 7Fig. 1에 나타내었다. 먼저 참값이 알려져 있는 BCR-122(Margarine)와 SRM 3235(Soy milk)를 이용하여 분석기간 중 반복 분석하였다. 그 결과, 분석기간 내내 참값 허용범위를 벗어나지 않았으며, 이들 회수율은 각각 98.40% 및 104.17%로 허용범위를 만족하였다. 또한, 분석 품질관리를 위해 분유(비타민 D3)와 브로콜리, 표고버섯 가루(비타민 D2)를 12회 이상 반복하여 비타민 D를 분석한 결과, 모든 데이터가 경고한계 범위 내에 존재하여 지속해서 양호한 분석 품질을 유지할 수 있었다(Fig. 2). 본 실험의 유효성 검증을 위한 검출한계(LOD), 정량한계(LOQ)를 측정한 결과 비타민 D2의 LOD는 100 g 당 0.21 μg, LOQ는 100 g 당 0.69 μg이었으며, 비타민 D3의 LOD는 100 g 당 0.13 μg, LOQ는 100 g 당 0.44 μg이었으며, 비타민 D의 표준 검량선의 결정계수(R2)는 0.99 이상으로 우수한 직선성을 나타내었다.

Table 7. The LOD and LOQ of vitamin D, and accuracy of vitamin D content for SRM 3235 (Soy milk) and BCR-122 (Margarine)
Component LOD1) (μg/100 g) LOQ2) (μg/100 g) Reference value3) (μg/100 g) Analysis value4) (μg/100 g) Recovery (%) RSD5) (%)
Vitamin D2 0.21 0.68 1.25±0.13 1.20±0.24 104.17 10.23
Vitamin D3 0.13 0.44 12.29±0.95 12.50±0.70 98.32 7.76

LOD, limit of detection.

LOQ, limit of quantitation.

Referenace value indicates the vitamin D2 and D3 contents of SRM 3235 and BCR-122 provided by NIST and IRMM as the certificate value.

The values are mean±SD of 3 replications.

RSD, relative standard deviation.

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kjfp-29-1-70-g1
Fig. 1. Chromatogram of vitamin D standard solution (A) and SRM3235 (B) by LC-MS/MS.
Download Original Figure
kjfp-29-1-70-g2
Fig. 2. Quality control (QC) chart for accuracy of vitamin D analysis. Same vitamin D2 and D3 quality control chart as shown in (A), (B). When QC values deviate outside the 3SD confidence interval or showed a trend, the analytical run was rejected and corrective action was taken.
Download Original Figure

감사의 글

본 연구는 농촌진흥청 공동연구사업(과제번호: PJ01339808)의 지원에 의해 이루어진 것으로 감사드립니다.

Conflict of interests

The authors declare no potential conflicts of interest.

Author contributions

Conceptualization: Lim JS. Data curation: Choi YM, Lee SH, Lee SP. Formal analysis: Lim JS, Kim HJ, Lee SP. Methodology: Kim HJ, Lee SP. Validation: Lee SP, Choi YM. Writing - original draft: Lim JS. Writing - review & editing: Lim JS, Kim HJ, Lee SP

Ethics approval

This article does not require IRB/IACUC approval because there are no human and animal participants.

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