산초나무(Zanthoxylum schinifolium) 종자의 품질 평가를 위한 지표성분 Hesperidin 분석: HPLC–MS/MS 기반 연구
Hesperidin as a Marker Compound for Quality Evaluation of Zanthoxylum schinifolium Seeds: HPLC–MS/MS Analysis
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산초나무(Zanthoxylum schinifolium) 종자는 동아시아에서 향신료 및 약용 자원으로 널리 활용되고 있으나, 화학적으로 규정된 지표물질을 기반으로 한 체계적인 품질평가 기준은 아직 확립되지 않았다. 본 연구에서는 HPLC–DAD와 LC–MS/MS 분석을 통합적으로 적용하여 산초나무 종자의 품질평가를 위한 지표물질로서 hesperidin을 확인하고 검증하였다. 산초 종자의 메탄올 조추출물에 대해 크로마토그래피 분석을 수행한 결과, 주요 플라보노이드 성분들은 UV 흡수 특성과 음이온 ESI–MS/MS 단편화 패턴을 통해 동정되었다. 특히 m/z 609.6[M–H]–의 주요 전구체 이온은 hexose (162Da)와 rhamnose (146Da)의 순차적 중성손실을 거쳐 각각 m/z 463.4 및 301.3의 단편 이온을 생성하였으며, 이러한 단편화 거동은 표준물질 hesperetin-7-O-rutinoside (hesperidin)의 스펙트럼과 완전히 일치하였다. 이후 정량분석을 위해 확립된 HPLC–DAD 분석법은 우수한 직선성(R2 > 0.999), 높은 민감도(LOD 및 LOQ가 허용 범위 내), 그리고 재현성과 정밀도를 나타내어 분석법의 신뢰성을 확인하였다. 또한 여러 배치의 산초나무 종자 시료에서 hesperidin 함량이 일관되게 검출되어, 본 성분이 품질관리 지표물질로서 적합함을 확인하였다. 종합적으로, HPLC–MS/MS 기반 구조 규명과 정량 분석 결과는 hesperidin이 산초나무 종자의 주요 플라보노이드 배당체이며, 화학적 표준화 및 품질평가를 위한 적절한 지표성분임을 명확하게 보여준다. 본 연구는 산초나무 유래 기능성 소재의 산업적 활용과 표준화, 품질 보증을 위한 분석 기반을 제공하는 데 중요한 의의가 있다.
Abstract
Zanthoxylum schinifolium seeds are widely used as a traditional spice and medicinal resource in East Asia; however, systematic quality evaluation based on chemically defined marker compounds has not been fully established. In this study, hesperidin was identified and validated as a reliable marker compound for the quality assessment of Z. schinifolium seeds through an integrated HPLC–DAD and LC–MS/MS analytical approach. The crude methanolic extract of the seeds was subjected to chromatographic profiling, and major flavonoid constituents were characterized using UV absorption patterns and negative-ion ESI–MS/MS fragmentation. A dominant precursor ion at m/z 609.6[M–H] exhibited sequential neutral losses of 162Da (hexose) and 146Da (rhamnose), yielding fragment ions at m/z 463.4and 301.3, respectively. These fragmentation behaviors corresponded precisely to those of the authentic standard of hesperetin-7-O-rutinoside (hesperidin), confirming the presence of this compound in the seed extract. A quantitative HPLC–DAD method was subsequently established and validated according to standard analytical guidelines. The method showed excellent linearity (R²> 0.999), high sensitivity (LOD and LOQ within acceptable ranges), and strong repeatability and precision. The hesperidin content showed consistent quantification across multiple batches of Z. schinifolium seeds, demonstrating its suitability as a quality control marker. Overall, the combined HPLC–MS/MS and quantitative chromatographic results clearly demonstrate that hesperidin is a major flavonoid glycoside occurring in Z. schinifolium seeds and serves as an appropriate marker for their chemical standardization and quality evaluation. This study provides a validated analytical platform that can contribute to the industrial utilization, standardization, and quality assurance of Z. schinifolium-based functional ingredients and related products.