관련 제품명 : GC용 VUV 검출기 

다양한 이성질체를 가진 테르펜(terpene) 분석

우리가 냄새를 맡고, 맛을 보는 대부분의 제품에는 테르펜(terpene)이 함유되어 있다. Essential oil, 향수, 과일 및 채소, 향신료 및 허브, 알코올 음료, 대마초, 그리고 심지어 의약품 중 일부는 자연적으로 발생하거나 인위적으로 테르펜을 첨가하여 독특하고 매력적인 냄새 및 풍미를 만든다.

다양한 냄새와 풍미에 기여하는 이 화합물의 가장 놀라운 점은 모두 동일한 분자 단위인 이소프렌(C5H8)으로 만들어졌다는 것이다. 이소프렌(C5)을 구성단위로 하여 단위 수에 따라 모노테르펜(C10), 세스퀴테르펜(C15), 디테르펜(C20)이라고 한다. 하지만 이는 많은 구조 이성질체가 생성될 수 있음을 뜻하며, 많은 테르펜 물질이 질량 분석법으로 구별하기 어렵다. 또한 GC에서 피크 분리가 되지 않는 성분들에 대해서도 추가적인 어려움이 있다. <그림 1> 이로 인해 향미 및 향료 성분을 정확하게 식별하거나 정량화하는 것에 어려움이 있어 인위적인 물질을 분간하기가 쉽지 않다.

[분석 A] 흡수 스펙트럼 차이를 읽어내는 VUV 검출기

아래 <그림2>는 GC-VUV로 21개의 모노테르펜(monoterpene)과 세스퀴테르펜(sesquiterpene)이 포함된 테르펜 혼합물을 분석한 크로마토그램 결과이다. 각 물질마다 고유한 VUV 흡수 스펙트럼이 존재하기 때문에 이성질체 혹은 co-elution 된 물질이라 할지라도 개별적으로 정성 및 정량 분석할 수 있다. 이로 인해 GC 런타임을 2-3배 이상 줄일 수 있다. 이번 GC-VUV를 이용한 테르펜 분석의 경우 크로마토그램을 9분 이내로 압축시켜 분석 시간을 크게 단축시켰다.

<그림2> 크로마토그램 4.4분부터 약 0.2분 동안 co-elution 되어 용출된 5개의 모노테르펜(monoterpene) 을 볼 수 있다. (이중 4개는 이성질체) <그림 3>은 해당 물질들의 VUV흡수 스펙트럼을 보여주며, 시각적으로 쉽게 구별됨을 확인할 수 있다. <그림 4>는 이러한 흡수 스펙트럼 차이를 이용해 co-elution된 물질을 deconvolution 시켜 개별 크로마토그램으로 분리 시킨 것을 보여준다.

[분석 B] GC-VUV를 이용한 Essential Oils 분석

Essential oil에는 식물의 향기가 추출된 “essence” 가 들어 있다. 이는 농축된 아로마 화합물의 소수성 용액으로, 일반적으로 오일 1ml 당 겨우 mg, 많게는 몇 g 정도 포함된다. 대부분의 Essential oil은 증기 증류, 용매 추출 및 냉간 압축과 같은 공정을 통해 식물 자체에서 자연적으로 추출된다.

이런 고농축 오일을 분석할 때 함유되어 있다고 예상되는 성분들이 발견되지 않는다면 어떨까? 만약 우리가 이 성분들을 발견하지 못한다면 그 essential oil의 진정성에 의문을 제기 할 수 있을 것이다. 우리는 headspace-GC-VUV를 사용하여 여섯 가지 essential oil을 분석했다. <그림 5>는 각 essential oil의 크로마토그램 분석결과를 보여준다. [그림 6]은 주요 표적인 테르펜 물질의 정량 결과를 나타낸다.(노란색으로 표시된 부분은 major peak)

6개의 oil 중 5개에서 우리가 기대했던 결과를 확인하였다. eucalyptus oil에서는 Eucalyptol, lavender oil에서는 cis-, trans-ocimene, peppermint oil에서는 menthol, sweet orange oil에서는 limonene, tea tree oil에서는 α-, γ-terpinene이 검출되었다.

하지만 neroli oil에서 몇 가지 중요한 테르펜 cis-와 trans-nerolido이 빠져있다. (<그림6>에서 빨간색으로 강조 표시된 부분) 이 두 물질의 이름은 nero과 함께 neroli oil에서 처음 발견됨으로써 파생된 것이다. 그렇기에 이 결과는 해당 neroli oil의 진정성에 대해 의심을 해볼만한 근거가 될 수 있다.

 Flavor & Fragrance 분석에서의 VUV 검출기의 주요 특징

 - 사용하기 쉬운 검출기

   :VUV 검출기는 최소 설정 및 한번의method calibration이 필요

 - 인적 오류의 감소

   :이성질체를 포함하여 정확한 향미와 향료의 식별을 보장하는 독보적인 선택성 

    높은 재현성과 데이터 분석의 단순화

 - 높은 분석 처리량

   :크로마토그래피는 의도적으로 3x-5x 이상으로 압축 가능

    이로 인해 신속하고 자동화된 향미 및 향료의 오염물 스크리닝이 가능