<h2>산딸기 침지액의 대사물질 분석 및 이의 다변량 통계 분석</h2><p>저장기간에 따른 산딸기 침지액의 비휘발성 성분과 휘발성 향기 성분을 GC/MS를 이용하여 분석한 결과(Fig. \(3\)), 비휘발성성분 \(11\)개와 휘발성 향기 성분 \(20\)개를 동정하였다. 산딸기 시료들 간의 차이를 확인하기 위하여 분석된 물질들을 PLS-DA score plot으로 분석한 결과, t[1]와 t[2]를 기준으로 시료들이 뚜렷하게 분리되는 것을 확인하였다(Fig. \(4\)A). Permutation test를 이용하여 교차검증한 결과 \( \mathrm{R} 2 \) 와 \( \mathrm{Q} 2 \) 의 \( \mathrm{y} \) 절편이 각각 \( >0.51 \), \( >-0.42 \) 을 나타내 통계적으로 문제가 없는 것으로 확인되었다. 또한 PLS-DA quality parameter인 \( \mathrm{R} 2 \mathrm{X}, \mathrm{R} 2 \mathrm{Y}, \mathrm{Q} 2 \) 의 값이 각각 \( 0.979,0.986,0.931 \) 으로 예측 가능성이 매우 높은 것으로 확인되었고, \( p \)-value도 \( 0.049 \) 로 사용된 PLS-DA 모델이 통계적으로 문제가 없는 것을 확인하였다.</p><h2>주요 대사물질 동정</h2><p>PLS-DA에서 보여지는 저장기간에 따른 산딸기 침지액의 차이에 관여하는 주요 물질들을 분석한 결과(Table \(2\)), GC/MS에서 \(11\)개 물질들이 동정되었고 휘발성 향기 성분은 \(20\)개 물질들 (alcohol계열 \(12\)개, acid 계열 \(6\)개, aldehyde 계열 \(2\)개)이 동정되었다. 이들 물질들의 variable importance in the projection(VIP) 값과 SPSS 통계분석 값을 확인한 결과, GC/MS에서는 휘발성 향기 성분 중 \(2\)-ethyl-\(1\)-hexanol을 제외한 모든 물질이 VIP값이 \( 0.8 \) 이상이고 \( p \)-value값이 \( 0.05 \) 이하인 것으로 분석되어 동정된 물질 대부분이 저장기간에 따른 산딸기 침지액의 차이에 주로 관여하는 것으로 확인되었다.</p><h2>대사물질들의 함량 비교 및 상관관계 분석</h2><p>동정된 물질들의 chromatogram intensity를 비교한 결과(Fig. \(5\)),GC/MS 로 분석된 대사물질 중 ketohexose의 대표적인 형태로 sucrose의 가수분해에 의해 형성된 전화당의 주요 구성단위인 fructose의 함량은 \(0\)일 시료에 비하여 \(10\)일 시료에서 약 \( 44 \% \) 증가하였으나 저장기간이 길어질수록 다시 유의적으로 감소하는 것이 확인되었으며, glucose의 함량은 저장기간 \(10\)일 시료에 비하여 \(3\)개월 시료에서 약 \( 50 \% \) 증가하였으나 \(12\)개월 시료로 갈수록 유의적으로 감소하는 것으로 확인되었다. 반면에 sucrose는 다른 저장기간에서는 거의 검출되지 않았지만 특이적으로 \(0\)일 시료에서만 검출되었다. 분석된 휘발성 향기 성분 중 과일향이 난다고 알려진 \(1\)-pentanol의 함량은 \(0\)일차에 비해 \(10\)일 시료에서 약 \( 98 \% \) 증가하였으며 \(3\)개월 시료까지 유의적으로 증가하던 것이 \(12\) 개월 시료에서 \(10\) 일 시료와 유사한 수준으로 감소한 것이 확인되었다. 치즈향으로 알려진 hexanoic acid, 민트향으로 알려진 \( \alpha \)-terpineol은 \(0\) 일 시료에서 거의 검출되지 않았지만 \(10\) 일 시료에서 각각 약 \( 92,100 \% \), 약 \( 63 \% \) 증가하였으며 이후 저장기간이 길어질수록 함량 변화가 있었지만 유의적인 차이는 없는 것으로 확인되었다. 반면에 꽃과 풀향으로 알려진 \(1\)-hexanol, 치즈향인 octanoic acid, 풀과 버터향인 \(2,3\)-butanediol, \(3\)-methyl-\(1\)-hexanol, 신 향기인 decanoic acid, 장미향인 citronellol, benzoic acid는 \(10\)일 시료에서 크게 증가하였다 저장기간이 길어질수록 함량이 감소하는 것으로 확인되었다. Linalool 계열 물질인 epoxylinalool의 함량은 \(10\) 일 시료에 비하여 \(3\)개월 시료에서 약 \( 74 \% \) 증가한 후 \(12\)개월 시료까지 유의한 수준을 보인 것으로 확인되었고, \(6\)-methyl-\(5\)-hepten-\(2\)-ol의 함량은 다른 저장기간에 비해 \(3\)개월 시료에서 가장 높은 함량을 보였으며, succinic acid는 \(0\) 일시료에서 거의 검출되지 않았으나 저장기간이 길어질수록 함량이 증가하는 것으로 확인되었다. \(0\)일 시료에서 검출되지 않았던 benzeneethanol이 \(10\)일 시료에서 새로 생겨나 저장기간이 길어질수록 함량이 감소하는 것으로 확인되었으며, 꽃과 귤향이나는 것으로 알려진 linalool의 함량은 \(10\) 일 시료에서 유의적으로 증가하였다 저장기간이 길어질수록 함량이 감소하는 것으로 확인되었다. 특이적으로 아몬드향으로 알려진 benzaldehyde은 저장기간 \(12\)개월 시료에서만 검출되었고, hydroxy-benzaldehyde는 \(0\)일 시료에서만 검출되었다. 이러한 휘발성 향기 성분들은 산딸기에서 향기 성분을 분석한 논문들과 유사하게 검출되었으며, 유기산, 알코올, 알데하이드 계열 물질들이 산딸기 향기의 주된 물질로 분석되었다. 둥굴레와 치커리를 볶음 처리하였을 때 sucrose인 유리당이 갈변반응의 기질로서 관여하여 향기성분이 발현된 것으로 보고한 바와 같이 당 침지 10 일 이후에 생성된 향기 성분들인 경우 산딸기 당침지액의 갈변반응 과정에서 생성된 것으로 사료된다. 동정된 대사물질, 휘발성 향기 물질과 항산화 활성, 관능평가의 상관관계를 분석한 결과(Fig. \(6\)), 항산화 활성이 높을수록 citronellol, \(2,3\)-butanediol, \(3\)-methyl-\(1\)-hexanol, \(2\)-heptanol, \(1\)-hexanol, octanoic acid, decanoic acid, hexanoic acid, \( \alpha \)-terpineol 의 함량이 증가하는 positive correlation \( (0.53<\mathrm{r}<0.99) \) 을 보인 반면 sucrose, hydroxybenzenaldehyde의 함량은 negative correlation \( (-0.70<\mathrm{r}<-0.62) \) 을 갖는 것으로 확인되었다. citronellol, octanoic acid, hexanoic acid 물질들이 항산화 활성을 보유한 것으로 보고되고 있으며 각 물질들의 함량 그래프에서 저장기간 \(10\) 일 시료에서 함량이 높고, DPPH와 ABTS를 이용하여 측정한 항산화 활성 분석 결과에서 저장기간 \(10\) 일 시료 항산화가 높게 측정된 것으로 보아 이들 물질이 항산화 활성에 관여하는 것으로 예상된다. 산딸기 침지액의 색이진할수록 \(1\)-pentaol \( (\mathrm{r}=0.96), 6 \)-methyl-5-hepten-2-ol \( (\mathrm{r}=0.96) \)의 함량이 증가하고 색이 연할수록 sucrose \( (\mathrm{r}=-0.79) \), hydroxy-benzaldehyde \( (\mathrm{r}=-0.80) \) 의 함량이 감소하는 것으로 분석되었으며, 향과 신맛이 증가할수록 succinic acid의 함량이 positive correlation \( (0.95<\mathrm{r}<0.99) \) 을 보인 반면 sucrose, hydroxy benzaldehyde의 함량은 negative correlation \( (-0.97<\mathrm{r}<-0.90) \)을 갖는 것으로 확인되었다. 점도와 단맛이 증가할수록 sucrose, hydroxybenzaldehyde의 함량이 positive correlation \( (0.98<\mathrm{r}<0.99) \)으로 분석되었으나 hexanoic acid, hexanoic acid ethyl ester, fructose, \( \alpha \)-terpineol의 함량은 negative correlation \( (-1.00<\mathrm{r}< \) \( -0.83) \) 을 갖는 것으로 확인되었다.</p><h1>초 록</h1><p>저장기간에 따른 산딸기 당 침지액의 일반성분, 항산화 활성, 관능평가 및 대사물질을 비교 분석하고 이들의 상관관계를 분석한 결과, 저장기간의 증가에 따른 색의 변화는 주로 갈변반응 때문인 것으로 사료되며 이 과정에서 향기성분들도 새롭게 생겨나는 것으로 확인되었다. 맛과의 상관성을 분석한 결과, 저장 초기에 sucrose가 완전히 fructose와 glucose로 분해되어 단맛이 급속히 감소되었으나 저장기간의 증가에 따른 차이는 없었으며 저장기간의 증가에 따라 succinic acid 함량 증가로 인해 신맛이 증가한 것으로 확인되었다. 휘발성 향기성분인 경우 linalool과 hydroxybenzaldehyde을 제외한 대부분의 성분들이 저장기간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 특히 항산화물질로 알려진 citronellol, octanoic acid, hexanoic acid 등의 함량은 저장 \(10\) 일에 가장 높은 함량을 보였으며 이때 항산화 활성도 가장 높은 것으로 확인되었다. 본 연구에서 산딸기 당 침지액의 저장 중 미생물의 변화 및 갈변반응에 대한 연구를 수행하지 못하였지만 본 연구결과들은 산딸기 당 침지액의 품질이 저장기간에 따라 크게 영향을 받는 것을 확인 할 수 있었으며 산딸기 당 침지액의 제품화 연구에 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.</p>
동정된 대사물질, 휘발성 향기 물질과 항산화 활성, 관능평가의 상관관계를 분석했을 때 항산화 활성이 높을 수록 negative correlation 을 가지는 물질은 무엇인가?
sucrose, hydroxybenzenaldehyde