Identification and Quantification of Phytosterols in Maize Kernel and Cob

옥수수 종실 및 속대의 Phytosterol 동정과 함량 변이

Unsaponifiables in the kernel and the cob of 7 maize varieties were analyzed by using thin-layer chromatography (TLC) and gas chromatography (GC) for the identification of phytosterols and their concentrations. The unsaponifiables of the kernel were clearly separated into band I (campesterol, stigmasterol, and ${\beta}$-sitosterol), band II (${\Delta}^5$-avenasterol), band III (${\Delta}^7$- stigmastenol), and band IV (${\Delta}^7$-avenasterol). In the cob, on the other hand, three or more bands were separated in addition to bands. The GC analysis of unsaponifiables showed good separation of campesterol, stigmasterol and ${\beta}$-sitosterol, but the mixture of ${\Delta}^7$-avenasterol (retention time[RT] 22.846), ${\Delta}^7$-stigmastenol (RT 22.852), and ${\Delta}^5$-avenasterol (RT 22.862) showed poor separation. Phytosterol content of the maize kernel was 635.9 mg/100 g, and that of the cob was 273.0 mg/100 g, respectively. The phytosterol content of the kernel was 2.4-fold higher than that of the cob. The phytosterol content of the kernel was higher in the order ${\beta}$sitosterol 80.05% > campesterol 10.5% > stigmasterol 9.46%, but that of the cob was higher in the order ${\beta}$-sitosterol 59.43% > stigmasterol 31.72% > campesterol 10.98%. Based on these results, it appears that the phytosterols of the maize kernel are synthesized in the maize cob and are transferred to the kernel, because the precursors (${\Delta}^7$-avenasterol, ${\Delta}^7$-stigmastenol, and ${\Delta}^5$-avenasterol) of major phytosterols were detected in maize cobs.

옥수수 종실(kernel)과 속대(cob)의 불검화물(ZML) 중 phytosterol의 조성과 함량의 변이를 구명하여 고품질 옥수수 신품종 육성 및 생리활성물질의 유용 소재화를 위한 기초자료로 활용하고자 본 연구를 실시하여 얻어진결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 옥수수 종실과 속대의 포화지방산은 phytosterol 함량과 부의 상관관계의 경향이었고, 불포화지방산 중 stearic 및 linoleic acid는 정상관 경향을 보였으나, linolenic acid는 종실에서 정상관($r=0.652^*$), 속대는 부상관($r=-0.505^*$) 관계를 보였다. 2. 옥수수 종실의 불검화물을 TLC로 분리한 결과 band I (campesterol, stigmasterol, ${\beta}$-sitosterol), band II (${\Delta}^5$-avenasterol), band III (${\Delta}^7$-stigmastenol), 및 band IV (${\Delta}^7$-avenasterol)로 뚜렷하게 분리되었고, 속대는 band I~IV 이외에도 3종 이상의 band가 추가적으로 분리되었다. 3. 옥수수 종실과 속대에 함유된 phytosterol의 GC 분리 패턴을 확인한 결과 campesterol, stigmasterol 및 ${\beta}$-sitosterol의 분리능이 좋았으나, ${\Delta}^7$-avenasterol (RT 22.846), ${\Delta}^7$-stigmastenol (RT 22.852) 및 ${\Delta}^5$-avenasterol (RT 22.862)은 혼합물질 상태로는 분리가 되질 않았다. 4. 옥수수 종실의 평균 phytosterol 함량은 635.9 mg/100g, 속대는 273.0 mg/100 g으로 종실이 속대에 비해 약 2.4배 정도 phytosterol 함량이 높았다. 옥수수 종실의 phytosterol 조성은 ${\beta}$-sitosterol 80.05% > campesterol 10.5% > stigmasterol 9.46% 순이었으나, 속대는 ${\beta}$-sitosterol 59.43% > stigmasterol 31.72% > campesterol 10.98%으로 종실과 속대의 phytosterol 조성비는 다소 상이하였다. 5. 본 연구 결과를 토대로 판단할 때 옥수수 종실에 함유된 ${\beta}$-sitosterol, campesterol 및 stigmasterol의 생합성 경로에서 전구물질이 되는 ${\Delta}^7$-avenasterol, ${\Delta}^7$-stigmastenol 및 ${\Delta}^5$-avenasterol이 옥수수 속대에서 검출되는 것으로 보아 옥수수 종실의 phytosterol은 속대에서 합성되어 종실로 전이되는 물질인 것으로 추정되었다.