SDE 및 SPME에 의한 달래(Allium monanthum) 정유 및 Headspace 성분 분석

최향숙,강은진,김건희 덕성여자대학교 자연과학연구소 2006 자연과학 논문집 Vol.12 No.-

근래에는 식생활 수준의 향상으로 식품소비 구조가 고급화되고 다양화됨에 따라 독특한 향기를 지난 달래의 수요가 증가하고 있으며 달래는 과거와는 달리 초겨울에서부터 늦봄 에 걸쳐 다양한 형태로 소비되고 있다. 특히 국민의 의식이 미각 뿐 아니라 건강을 추구하기위한 목적으로 향신채소를 이용하는 경향이 증가하고 있고 이러한 건강에 대해 관심의 증대로 우리나라 전통 식용 작물에 대한 가치가 재고되고 있다. 본 연구에서는 다양한 생리적 기능성 외에 우리 국민에게 친숙한 향기를 지닌달래를 대상으로 식용 부위에 따른 향기성분을 SDE 및 SPME 방법으로 동시 분석하여 우리나라 고유 방향성 식물자원의 보다 효과적인 활용을 위한 기초 자료를 제시하고자 하였다. SDE 방법으로 포집한 정유 성분과 SPME 방법으로 추출한 headspace 성분 간에는 상당한 차이를 보였는데, 정유에는 headspace 성분보다 상대적으로 탄화수소의 함량이 적었고, 유기산류 및 함유황 화합물의 함량이 높게 나타났다. 유황 함유화합물은 냉이 향기성분에서 가장 다량 함유된 화합물로 확인되었고 구근류(56.88%)에서 그 함량이 가장 높게 보여졌다. 달래 잎 및 구근류에서는 dimethyl trisulfide가 각각 13.03% 및 23.09%로 가장 함유량이 높았는데 달래 정유에서 다량 함유된 것으로 확인된 dimethyl trisulfide는 동결 건조된 달래의 headspace에서는 확인되지 않았다. 반면 diphenyl disulfide의 함량이 headspace에서 높은 것으로 확인되었다. This study was conducted to determine the volatile flavor compositions of the essential oil and the headspace of Allium monanthum. Essential oil and headspace from the plant were extracted by simultaneous steam distillation extraction (SDE), and solid-phase microextraction (SPME) methods, respectively. Ninety-eight compounds including 31 hydrocarbons, 10 aldehydes, 14 ketones, 10 alcohols, 1 ester, 16 acids, 14 sulfur containing compounds and 2 miscellaneous ones were identified in the leaf essential oil extracted by SDE method. Ninety-eight and ninety-nine compounds were identified in the bulb and root essential oils, respectively. According to the instrumental analyses the essential oil, sulfur containing compounds (31.32% in leaves, 56.88 in bulbs, 46.91 % in roots) were the most abundant compounds group. On the other hand, thirty-seven compounds including 10 hydrocarbons, 3 aldehydes, 1 ketone, 10 alcohols, 8 acids, 4 sulfur containing compounds, and 1 miscellaneous one were identified in the leaf headspace by SPME. Thirty-eight and fifty-three compounds were identified in the bulb and root headspace, respectively. Hydrocarbons (43.02% in leaves, 49.63% in bulbs, 16.36% in roots) were the main components of the headspace of Allium monanthum.

Evaluation of headspace-gas chromatography/mass spectrometry for the analysis of benzene in vitamin C drinks; pitfalls of headspace in benzene detection

Ju, Hyun Kyoung,Park, Jeong Hill,Kwon, Sung Won John Wiley Sons, Ltd. 2008 Biomedical chromatography Vol.22 No.8

<P>Recently, there have been reports regarding the presence of benzene in vitamin C drinks. This is caused by sodium benzoate and ascorbic acid (vitamin C), which can react together to induce benzene formation. While the headspace gas chromatography method is well known for the detection of benzene, there could be pitfalls in the process of benzene extraction. This study was performed to check if benzene could be generated under high-temperature incubation conditions. As a result, the amount of benzene detected by headspace-gas chromatography/mass spectrometry (HSGC/MS) was affected by temperature changes. As the temperature of the sample vial was increased, newly generated benzene from the headspace also increased, causing false-positive determination of benzene. Although 80°C is generally accepted for the temperature of headspace sample vials, lower temperatures, such as 40°C, minimize the false-positive identification of benzene. Considering that this minimization allows benzene to be quantified at around 5 ppb, this lower temperature should definitely be considered since benzene, which is formed in sodium benzoate, can appear in vitamin C drinks under certain circumstances. The proposed analysis method of benzene in vitamin C drinks by HSGC/MS at 40°C is an accurate and universal method for the monitoring of benzene without false-positive identification. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.</P>

반응표면분석법을 이용한 Trimethylamine의 Static과 Dynamic Headspace 분석 방법 최적화

홍동리,조성래,유정완,김소현,김현재,이양봉 한국식품영양과학회 2019 한국식품영양과학회지 Vol.48 No.7

본 연구에서는 생선 비린내의 주요 성분 중 하나인 trimethylamine 분석방법을 반응표면분석법을 사용하여 최적의 분석 조건을 설계하였다. Sodium hydroxide를 통해 headspace에서의 직접 분석과 SPME를 이용한 두 가지 방안을 제시하였으며, sodium hydroxide의 농도가 TMA를 headspace에 휘발시키는 데 중요한 요인으로서 분석에 필수 요소인 것을 알 수 있었으며, 온도와 시간 또한 어느 정도 영향을 주는 요인으로 판단된다. 추후 본 연구를 통해 신선도를 평가하는 TMA 분석에 신뢰도 높은 결과를 활용할 수 있을 것으로 판단된다. Trimethylamine (TMA) is an index compound of fish smell in fishery products. The objective of this study is to optimize the static and dynamic headspace analyses with 200 μL direct injection and solid phase microextraction using response surface methodology. A fractional 4-level-3-factor experiment design which consists of 33 experimental trials and five replicates at nine center points was adopted to see the effect of independent values such as TMA concentration (2∼14 mg/100 g), sodium hydroxide concentration (5∼25%), temperature (4∼32°C), and time (3∼11 min) on the responses of isolated TMA amounts. Data were analyzed using SAS Statistical Software to get a second-order polynomial formula and the 3-dimensional graphs were drawn with Design-Expert Software. Regression coefficients (R2) of direct injection and solid phase microextraction were 0.9816 and 0.9802, respectively. TMA contents between static and dynamic analyses showed a similar tendency. These results will provide basic information in measuring TMA contents in fish products.

Gas Chromatography-mass Spectrometry와 Headspace-Gas Chromatography-mass Spectrometry를 이용한 제주산 민트 에센셜오일 성분 분석

현호봉 ( Ho Bong Hyun ),부경환 ( Kyung Hwan Boo ),강혜림 ( Hye Rim Kang ),김소미,( Somi Kim Cho ) 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 2015 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.58 No.2

제주에서 생산된 페퍼민트, 스피아민트, 오데코롱민트 3종으로 부터 추출한 에센셜오일의 성분을 기체 크로마토그래피-질량분 석기(GC-MS)와 headspace-GC-MS (HS-GC-MS)를 이용하여 분석하였다. GC-MS 분석결과 페퍼민트, 스피아민트, 오데코롱민트 각각에서 13종의 성분이 동정되었다. 전체 이온 크로마토 그램의 피크 intensity를 기초로 보았을 때, 페퍼민트에서는 peperitenone oxide, 스피아민트에서는 carvone과 limonene, 오데 코롱민트에서는 linalool이 주 화합물로 동정되었다. HS-GC-MS 분석에서는 GC-MS와 비교하였을 때 alcohol과 acetate와 같은 휘발성이 강한 성분이 많이 검출되었고, 검출되는 성분의 수도 증가하였다. 하지만 스피아민트와 오데코롱민트의 주 화합물은 GC-MS에서 검출된 것과 같았고, 페퍼민트에서만 GC-MS에서 낮은 함량을 보였던 menthol이 주요화합물로 동정되었다. 흥미롭게도, 오데코롱민트 에센셜 오일에서 linalyl acetate와 linalool 의 함량이 탁월하게 높음을 확인했다. Compositions of essential oils extracted from mint herb such as Mentha piperita, Mentha spicata, and Mentha × piperita var. citrate produced in Jeju were analyzed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and headspace- GC-MS (HS-GC-MS). By the GC-MS analysis, 13 compounds were tentatively identified in Mentha piperita, Mentha spicata, and Mentha × piperita var. citrate, respectively. Peperitenone oxide, carvone, and linalool were detected as major compounds in Mentha piperita, in Mentha spicata, in Mentha × piperita var. citrate, respectively, based on the ratio of peak intensity in the total ion chromatogram. The greater number of compounds, including volatile alcohols and acetates were identified by HSGC- MS than by GC-MS in these all three essential oils. Similarpatterns of composition were detected in both Mentha spicata and Mentha × piperita var. citrate by either one of GC-MS methods. However, in case of Mentha piperita, L-(-)-menthol, which was identified as the major compound by HS-GC-MS was detected in dramatically reduced quantity by GC-MS. Interestingly, we found that both linalyl acetate and linalool were identified as the dominant compounds in the essential oil of Mentha × piperita var. citrate.

Headspace -GC/ECD를 이용한 수중의 미량 요오드계 트리할로메탄류 분석

손희종(Hee Jong Son),송미정(Mi Jung Song),김경아(Kyung A Kim),염훈식(Hoon Sik Yoom),최진택(Jin Taek Choi) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.1

소독부산물의 일종인 트리할로메탄류(THMs)는 정수처리 공정에서 소독제로 사용되는 염소와 수중에 잔존하는 유기 물질이 반응하여 생성된다. 일반적으로 염소계 및 브롬계 THMs는 일반적인 수돗물에서 검출되기 때문에 잘 알려져 있으나, 요오드계 THMs (I-THMs)의 경우는 수중에 요오드 이온이 존재할 때 생성된다. I-THMs는 약품취를 유발하며, 또한 염소계나 브롬계 THMs에 비해 인체독성이 더 강한 것으로 알려져 있다. 현재 I-THMs 분석을 위한 공인된 분석법은 없는 실정이다. 10종의 THMs 분석을 위해 headspace 전처리장치와 GC/ECD를 이용하여 최적화된 분석법을 개발하였으며, 개발된 분석법에 의한 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)는 각각 12 ng/L~56 ng/L 및 38 ng/L~178 ng/L로 나타났다. 강물, 해수 및 하수처리장 최종방류수의 matrix 영향을 평가하였으며, 본 연구에서 개발된 분석법은 별도의 전처리 과정이 필요치 않아 간편하고 빠르며 자 동화된 방법으로 수중에 미량으로 함유된 I-THMs 분석에 적합한 것으로 나타났다. Trihalomethanes (THMs) are formed as a results of the reaction of residual chlorine, used as a disinfectant in drinking water, with the organic matter in raw water. Although chlorinated and brominated THMs are the most common disinfection by- products (DBPs) reported, iodinated THMs (I-THMs) can be formed when iodide is present in raw water. I-THMs have been usually associated with several medicinal or pharmaceutical taste and odor problems and is a potential health concern since they have been reported to be more toxic than their brominated and chlorinated analogs. Currently, there is no published standard analytical method for I-THMs in water. An automated headspace-gas chromatography/electron capture detector (GC/ECD) technique was developed for routine analysis of 10 THMs including 6 I-THMs in water samples. The optimization of the method is discussed. The limits of detection (LOD) and limits of quantification (LOQ) range from 12 ng/L to 56 ng/L and from 38 ng/L to 178 ng/L for 10 THMs, respectively. Matrix effects in river water, sea water and wastewater treatment plant (WWTP) final effluent water were investigated and it was shown that the method is suitable for the analysis of trace levels of I-THMs, in a wide range of waters. The method developed in the present study has the advantage of being rapid, simple and sensitive.

의약품중 잔류유기용매 시험법 확립에 관한 연구

고용석,강찬순,최보경,김혜수,홍정희,최명신,김상현,장성재,김길수 식품의약품안전청 2001 식품의약품안전청 연보 Vol.5 No.-

Headspace-GC(딘5-GC)를 이용하여 ICH 잔류웅매 가이드라인 class 1, 2에 속하는 28종의 잔류유기웅매 분석방법을 연군한 결과 SPB-5, BB-WAX column을 동시 이용하여 각각을 확인, 정량할 수 있었다.또한 염의 참가효과, 평형시간,평형온도가 headspace분석에 미치는 영향을 검토한 결과 평형 시간 30분,평형온도 85℃,Na₂SO₄Ig을 첨가하여 시험할 때 최적 부넉조건을 나타내었다. 회수율은 1,1-achloroethene(68.3%)를 제외하고 90.9 ~ 114.5%로 패체적으로 양호하였다. 따로 HS-GCJECD, DB-524 column을 이용하여 9종의 잔류유기용매에 대하여 각각의 검랸선을 작성하고 검출한계를 구하였다. 실제 의약품 원료 10종및 제제 5종에 적용시킨 결과 모두 불검출되었으며 본 시험법은 의약품중의 잔류유기용매 분석에 적용할 수 있는 방법이라고 판단된다. The headspace-fC/FID(HS -GC/FID) method was performed for test method developnlent of residu;31 organic solvents in pfrarmaceuticals. Using SPB-S and BB-WAXcolumn, 28 kinds of solvents iri ICH residual sof)·ents guidetine class 1, 2 couBd be individuallt-identified and quantitated. The foIBowing residoal soIYents were not detected by the headspaceinjection condition : N,N-Cmethylacetamide, N,N-dimeth)rlformamide, ethyfeneglycol, formamide,2-methoryethanot, N-rnethylpyrrolidone, suBforane. The effects of the addition of salts,equilibration time, and equilibration temperature on headspace analt·sis were invesugated. Theoptimum conditions weiFe obtained with addtion of Ifa2s04 19 as a salt, simultaneously. thetime and temperature of equitibration were 30min and 8i'f, respectivety. The recovery havefound between 90.9 and 114.5% except 1,1-dichloroethene(fi8.3%). Using DB-624 column &HS-GC/:ECD method, 9 kinds of residual solvents could be individually identified andfuantitated. This HS-GC method can be applied to test the residua3 organic solvent in thepharmaceuticals.

Headspace-Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography/Mass spectrometry를 이용한 첨가 막걸리의 휘발성 향기성분 분석에 따른 분류

유지선, 김건, 배선영 서울여자대학교 자연과학연구소 2016 자연과학연구논문집 Vol.28 No.-

In this study, the volatile components in 12 samples (4 types x 3 trials) of commercial Korean Makgeolli were analyzed by headspace-solid phase microextraction (HS-SPME) and followed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). A total of 54 volatile components including 18 esters, 13 alcohols, 12 hydrocarbons, 8 aldehydes, 2 ketons, and 1 acid were identified. General volatile components in Makgeolli such as 3-methyl-1-butanol, phenylethyl alcohol, isoamyl acetate, 2-methyl-1-butanol, phenethyl acetate, ethyl acetate, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-1-butyl acetate, and ethyl hexanoate were identified. In particular, components such as furfural, ethyl-2-methyl butyrate, linalool, benzoic acid, ethyl phenyl acetate, ethyl caprate, and others were identified in additive Makgeollis. Based on GC/MS data, similarity and dissimilarity of volatile components in 12 Makgeolli samples were investigated by using principal component analysis (PCA) and pattern recognition was proposed by grouping values obtained from PCA results. The first and second principal components were able to be explained due to its relatively high value about 87.3% of the total variation across the samples. The approach proposed in this study could provide fundamental information on characterization of volatile compo-nents and pattern recognition of crude and additive Makeolli.

화학사고 시 실시간 수질감시를 위한 온라인 헤드스페이스 직접질량분석법의 적합성 평가

김기범,김민희,정상용,신은지,이선홍,최재원,강윤석 한국환경분석학회 2020 환경분석과 독성보건 Vol.23 No.1

Online headspace-SIFT/MS was evaluated by comparing performance with headspace-GC/MS for 20 types of VOCs. Performance evaluation was determined by comparing the linearity of the calibration curve, the detection limits, and the quantitation limits. The accuracy and precision of the two analytical methods were also compared. Online HSS-SIFT/MS possessed quantification almost equal to HSS-GC/MS. In the case of analysis accuracy and precision, inaccuracies were observed at low concentrations. However, overall, online HSS-SIFT/MS presented sufficient accuracy to determine the concentrations for that defines chemical accidents.

선택적 흡착법에 의한 피라진계 휘발성 성분의 분석

전호남 서울保健大學 1997 論文集 Vol.17 No.1

일반적으로 구운냄새는 수분이 적은 조건에서 100℃ 이상의 고온으로 식품을 가열하였을 때 발생되는데, 지질의 산화·분해반응, 단백질·펩타이드·아미노산·당· 핵산계 성분의 열분해반응, 치아민의 열분해반응, Maillard반응 등의 성분간 상호반응에 의해 발생된다. 특히 Maillard반응에 의해서 생성되는 성분이 중요하며, 그 중에서도 피라진계 휘발성 성분이 중요한 것으로 알려져 있다. 일반적으로 피라진계 휘발성 성분은 직화가열, 간접가열, 튀김 풍 가열 조리방법에 관계없이 여러가지 식품에서 식품의 독특한 냄새를 나타내는 중요하고도 특징적인 휘발성 냄새 성분이다. 그러나, 대부분의 경우 다른 성분과 비교하여 냄새 감응역치가 낮을 뿐 만 아니라 미량이 존재하므로 휘발성 성분 분석시에 크로마토그라피상에서 유사한 성질을 나타내는 성분이나 다량이 들어있는 성분에 의하여 방해를 받아 분리에 어려움이 많다. 따라서, 본 연구에서는 육류의 휘발성 성분 중 냄새가 강하여 실제로는 육류의 냄새에 많은 영향을 미치고 있으나 상대적으로 소량만이 존재함에 따라 분리 및 동정이 제대로 되지 못하고 이에 따라 그 중요성이 확인되지 못하고 있는 성분을 식품으로부터 분리해 낼 수 있는 방법을 고안하였다. 즉, 가열처리한 육류의 headspace에 존재하고 있는 휘발성 성분 중 피라진계 성분을 선택적으로 분리하기 위하여 묽은 염산용액을 사용하는 선택적 흡착법을 고안하였다. 이때 피라진계 휘발성 성분은 밀폐용기에 담은 육류에 질소가스를 불어넣어 묽은 염산용액에 흡착시키고, 묽은 염산용액에 흡착된 피라진계 성분은 수산화나트륨 용액으로 pH 를 13으로 상승시켜 탈착시킴과 동시에 CH_(2)Cl_(2)로 추출하는 방법으로 휘발성 성분을 분리하였다. 이와같은 방법은 기존의 여러가지 휘발성 성분의 분리방법과 비교하여 소량으로 존재하는 성분의 분리가 가능할 뿐만 아니라 조작이 간단하여 짧은 시간에 분석을 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 휘발성 성분을 총휘발성 성분, 피라진계 휘발성 성분, 비파라진계 휘발성 성분으로 분획하여 GC 및 GC-MS 방법으로 분리 동정한 결과 분리가 불가능하였던 총 15종의 피라진계 휘발성 생분을 동정할 수 있었다. The pyrazinyl, non-pyrazinyl, and total volatile flavor compounds from top round roast beef were identified. Roast beef together with NaCl and distilled water was placed in the sample flask. The suspended roast beef being maintained at 70℃ with water bath was purged by nitrogen gas at a flow rate of 400㎖/min. A diluted aqueous HCl solution was used selectively to trap pyrazinyl compounds from total headspace volatiles. After being titrated to pH 13.5 with 30% NaOH solution, the acid-trapped flavor compounds were recovered by the methylene chloride. The solution was separated using separatory funnel to get pyrazinyl compounds. Most of the non-pyrazinyl compounds passed through the acid solution were condensed in a cold methylene chloride trap which were cooled with dry ice and acetone slurry. The pyrazinyl, non-pyrazinyl, and total volatile flavor compounds dried with anhydrous sodium sulfate and then concentrated using Kuderna-Danish Concentrator were analyzed by gas chromatography and combined gas chromatography-mass spectrometry. This method quantified minor or trace volatiles from a very small amount of sample with complex volatiles and was much less laborious and time-consuming compared with other traditional isolation, fractionation methods. A total of 15 pyrazinyl compounds were identified.

헤드스페이스-GC/FID를 이용한 대기 중 트라이메틸아민 분석법 개발

김만구,박수미,정탁교,장미옥,이철원,이민도,한진석 한국냄새환경학회 2006 실내환경 및 냄새 학회지 Vol.5 No.4

An analytical method for trimethylamine in ambient air was developed, using headspace gas chromatography with flame ionization detection. Trimethylamine was collected on the acid filter which was impregnated sulfuric aicd in the 47 mm diameter of glass fiber filter. Trimethylamine collected on the acid filter was regenerated in the headspace vial and introduced into the GC analytical column directly. Several parameters such as sample volume, equilibrium temperature and time, and slurry method of filter were optimized to provide maximum detection response. Resolution power also compared according to liquid phase of analytical column. The detection limit of method was 0.13 ppb with 50 L sampling volume. The developed acid filter method is easy to deal with the field sampling and the method was adopted as the standard method for odor analysis in Korea. 이 연구에서는 헤드스페이스-모세관 컬럼-GC/FID를 이용한 대기중 트라이메틸아민의 새로운 분석방법을 개발하였다. 트라이메틸아민은 황산함침필터방법을 사용하여 채취하였으며 1N H2SO4와 직경 47 mm 유리섬유필터를 사용하여 제작하였다. 트라이메틸아민시료가 채취된 필터는 22.3 mL 바이알 안에서 KOH 용액을 이용하여 곤죽화하여 헤드스페이스로 트라이메틸아민을 전이시켜 헤드스페이스 채취기로 GC에 직접 도입하여 분석하였다. 트라이메틸아민의 헤드스페이스 형성조건은 시료의 부피 헤드스페이스 평형온도와 가열 시간, 곤죽화 방법에 관하여 검토하였다. 그리고 분석칼럼의 종류에 따른 트라이메틸아민의 분리도를 검토하였다. 50 L의 대기를 채취하는 것으로 계산한 분석방법의 검출한계는 0.13 ppb이었다. 개발된 황산함침필터-헤드스페이스-GC/FID 분석 방법은 우수한 현장 적용성을 나타내며 우리나라 환경 대기 중 트라이메틸아민의 공정시험방법으로 채택된 유용한 시험 방법이다.