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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 산채류의 생리적 기능을 규명하기 위한 연구의 일환으로 손(12)의 연구 결과와 같이 생리활성효과가 있다고 보고된 참취의 주요 조리가공 공정인 데침 시간과 소금의 첨가량에 따른 생리활성 성분으로서 flavonoid, polyphenol, vitamin C, β-carotene, chlorophyll, mineral의 참취내 농도 변화와 특성을 조사하였다.
제안 방법
- 건조시료 0.1 g을 75% methanol 20mL를 가하여 실온에서 vortexing한 상태로 하룻밤 동안 추출한 후 총 flavonoid 및 polyphenol 함량을 측정하기 위한 검액으로 사용하였다. 총 flavonoid 함량은 검액 LOmL를 시험관에 취하고 10mL의 diethylene glycol 가하여 잘 혼합한다.
- 1 mL를 가하여 잘 혼합한 다음 37C의 수욕상에서 1시간동안 incubation 시킨 후 분광광도계(U-2000, Hitachi,JapanX 사용하여 파장 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 공시험에 대해서도 시료용액 대신 50%(v/v) methanol용액을 동일하게 처리하여 흡광도를 측정하였다. 표준물질로서 rutin을 이용하여 표준곡선을 작성하고 총 flavonoid함량으로 환산하였다(15)
- 2mL를 가하고 잘 섞은 후 증류수로 2mL되게 희석한 다음 실온에서 1시간 방치하고 3000×g에서 10분간 원심 분리한 다음 분광 광도계를 사용하여 파장 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 공시험은 75% methanol 용액으로 동일하게 처리하였으며, 표준물질은 tannic acid를 사용하여 표준곡선을 작성하고 총 polyphenol 함량으로 계산하였다(15)
- 총 flavonoid 함량은 검액 LOmL를 시험관에 취하고 10mL의 diethylene glycol 가하여 잘 혼합한다. 다시 여기에 1N NaOH 0.1 mL를 가하여 잘 혼합한 다음 37C의 수욕상에서 1시간동안 incubation 시킨 후 분광광도계(U-2000, Hitachi,JapanX 사용하여 파장 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 공시험에 대해서도 시료용액 대신 50%(v/v) methanol용액을 동일하게 처리하여 흡광도를 측정하였다.
- 데친 잎과 데침액의 색도는 참취를 2장씩 겹쳐 8회 반복 측정하였으며, 데침액은 Whatman No. 2 여과지로 여과한 다음 color spectrophotometer(Macbeth Color-Eye 3100, USA)를 이용하여 L(명도), a(적색도), b(황색도)값으로 나타내었고 색차(AE)는 산채잎은 데치지 않은 잎을, 데침액의 경우는 증류수를 대조구로 하여 식(1)과 같이 계산하였다.
- 데침시간과 데침액의 소금농도를 달리하여 데친 다음 pH와 흡광도를 각각 660 nm, 420nm에서 측정하였다(Table 7).
- 데침시간과 소금첨가비를 달리하여 데친 참취의 잎과 데침액의 색도를 측정하였다(Table 6). 데친 잎의 경우 명도, 적색도와 황색도 그리고 색차는 데침시간의 영향을 받았다.
- 본 연구에서는 예로부터 나물로 많이 애용되어 오던 산채 중의 하나인 참취를 데침시간별로 1, 3, 5분과 데침액에 첨가한 소금농도를 0, 1, 2%로 달리하여 처리한 다음 vitamin C, carotene, chlorophyll, flavonoid와 polyphenol, 무기질 그리고 데침액의 이화학적 특성을 측정하였으며 그 결과는 다음과 같다.
- 호렴을 이용하여 데침액의 소금농도는 0%(대조구), 1%, 2%(w/v), 데치는 시간은 1, 3, 5분으로 하였다. 손질한 참취 300g을 기준으로 5배(1500 mL)의 물 혹은 소금물을 가열하여 95℃가 되었을 때 참취를 넣어 시간별로 데친 후 즉시 흐르는 냉수에서 3회 수세한 다음 증류수로 1회 헹구고 소쿠리에서 1시간 동안 자연적으로 물기를 빼고 티슈로 남아있는 물기를 제거한 다음 식품분쇄기로 마쇄하여 일부는 냉동건조한 다음 분말로 만들어 -20℃의 냉동고에 보관하면서 분석에 이용하였다. 데침액은 따로 받아 내어 부피를 재고 pH, 색도, 갈변도를 측정하기 위한 시료로 사용하였다.
- 호렴을 이용하여 데침액의 소금농도는 0%(대조구), 1%, 2%(w/v), 데치는 시간은 1, 3, 5분으로 하였다. 손질한 참취 300g을 기준으로 5배(1500 mL)의 물 혹은 소금물을 가열하여 95℃가 되었을 때 참취를 넣어 시간별로 데친 후 즉시 흐르는 냉수에서 3회 수세한 다음 증류수로 1회 헹구고 소쿠리에서 1시간 동안 자연적으로 물기를 빼고 티슈로 남아있는 물기를 제거한 다음 식품분쇄기로 마쇄하여 일부는 냉동건조한 다음 분말로 만들어 -20℃의 냉동고에 보관하면서 분석에 이용하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 참취는 1998년 6월 횡성군 둔내면 농가에서 재배된 것을 구입하여 사용하였으며, 재료는 구입한 즉시 이물질을 제거하고, 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 모든 자료는 statistical analysis system(SAS) program에 의해 ANOVA검정과 요인분석 그리고 Duncan's multiple range test를 이용하여 실험군의 평균값 간에 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 데침액의 pH는 산채 데침액을 pH meter(Orion, USA)를 사용하여 측정하였으며 흡광도(O.D.)는 Suh(16)의 방법에 따라 데침시간이 경과함에 따라 데침액에 녹아나오는 정도를 측정하기 위한 척도로서 갈변 정도는 420nm에서, 녹색이 용출되는 정도는 660nm에서 데침액을 일정량 취하여 분광광도계 (U-2000, Hitachi, Japan)를 사용하여 흡광도를 측정하였다.
- 산채의 데침조건은 최(13)의 실험결과를 기초로하여 설정하였다. 호렴을 이용하여 데침액의 소금농도는 0%(대조구), 1%, 2%(w/v), 데치는 시간은 1, 3, 5분으로 하였다.
- 수분은 105℃의 oven에서 상압 가열 건조법으로, Vitamin C 함량은 이(14)의 방법에 따라 2, 4-dinitrophenylhydrazine (DNP)법에 의해 측정하였고, Ca, Fe, Mg, Na, K, Cu, Zn등 무기질은 건식분해한 다음 원소별로 적정 농도로 희석하여 Atomic absorption spectrophotometer(Z-6100, Hitachi, Japan)를 사용하여 분석하였다.
성능/효과
- 1. 데침조건에 따른 참취의 vitamin C 함량은 차이가 없었으며, [3-carotenee 데침시간에 따른 영향은 받지 않은 반면 데침액의 소금농도가 증가함에 따라 보유량이 증가했다.
- 2. Chlorophyll a의 함량은 무첨가시에만 데침시간이 증가함에 따라 증가하였으나 소금을 1%, 2%로 첨가했을 때는 데침시간에 따른 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 반면 chlorophyll b는 데침시간과 소금농도에 따른 영향을 받지 않았다.
- 3. Flavonoid와 polyphenol 함량는 데침시간과 데침액의 소금농도에 의한 영향을 모두 받았는데, 데침시간이 경과함에 따라 유의적으로 감소하였으나 데침액의 소금농도가 증가할수록 손실이 억제되었다.
- 4. 무기질 성분 중 Na함량은 소금, 데침시간, 그리고 두 요인의 상호작용에 의한 영향을 받았다. 또한 K와 Mg함량은 데침시간에 의해서만 영향을 받았으나 소금농도의 증가에 따른 함량변화는 없었다.
- 5. 데친 잎의 색도와 색차는 데침시간의 영향을 받았으나 소금농도에 의한 변화는 나타나지 않았으며, 데침액은 적색도와 황색도 그리고 색차가 데침시간이 경과함에 따라 증가했으며 소금첨가농도가 증가함에 따라 무첨가시에 비해 색차의 변화가 적었다.
- K와 Mg함량은 데침시간에 의해서만 영향을 받았다. Fee 데침조건에 의한 영향을 받지 않았으나 Na함량은 데침시간 증가에 따라 소금 2% 첨가시에만 유의적으로 증가하였으며 소금첨가량 증가시 Na도 비례적으로 증가하였다. K와 Mg함량은 데침시간이 경과함에 따라 감소하였으나 소금첨가에 따른 차이는 나타나지 않았다.
- 0이었다는 Schwartz와 Lorenzo(26)의 연구보고와 유사한 값이었고, 데침조건에 따른 Ca/Cb의 변화는 없었다. Na의 첨가로 인해 chlorophyll a의 용출이 억제되었다는 Nakashima(27)의 연구 결과와 비교하여, 본 연구에서는 소금을 첨가하지 않았을 때는 데침시간이 증가함에 따라 오히려 chlorophyll a의 보유량이 더 높아졌고 소금 1%와 2%첨가시에는 데침시간에 따른 함량의 변화가 없었다.
- β-carotene 함량은 데침시간의 경과에 따른 유의적 차이는 없었으나, 데침액의 소금농도가 증가함에 따라 약간씩 증가하는 경향을 보였다. 조 등(20)의 연구결과에서 데침과정에 의해 P-carotene 함량이 증가했는데, 들깻잎은 3.
- 일치하는 경향이었다. 그러므로 데침액에 용출되는 양은 데침조건에 의해 많은 영향을 받으며 데침시간이 짧고 소금농도가 높을수록 억제됨을 알 수 있었다.
- 그러므로 본 실험결과를 통해 데침시 소금 첨가는 지용성인 chlorophyll과 잎의 색에는 거의 영향을 미치지 않고 수용성성분이나 flavonoid 등과 같은 성분이 데침액에 용출되는 양을 감소시키는 것으로 보인다. 이는 윤 등(32)의 연구에서 고사리 데침액에 소금을 첨가하면 polyphenol물질의 용출이 억제되었다는 연구 결과와 일치하는 경향이었다.
- 데침과정에 의한 참취의 무기질 성분 중 Ca함량은 소금과 데침시간과의 상호작용의 영향이 있었으며 Na함량은 소금, 데침시간, 그리고 두 요인의 상호작용에 의한 영향을 받았다 (Table 5). K와 Mg함량은 데침시간에 의해서만 영향을 받았다.
- 데침시간이 경과함에 따라 총 flavonoid와 총 polyphenol함량이 감소하는 것은 vitamin C의 결과와 같았으나, 소금 첨가시에 3가지 산채 모두에서 0.001% 유의수준에서 총 flavonoide- 총 polyphenol의 손실 억제효과가 나타난 것이 주목된다. 이러한 결과는 식용식물을 데칠 때 소금을 첨가할 경우 불미성분을 제거하는 효과가 있다고 보고한 이(33)의 연구 결과와 같이 소금의 첨가에 의한 불미성분 제거와 생리활성성분 보호 효과와 관련지어 더 많은 연구가 되어야 할 것으로 생각된다.
- 데침시간이 증가함에 따라 총 flavonoid와 총 polyphenol 함량은 유의적으로 감소하였으나, 동일한 데침시간을 기준으로 할 때 소금 첨가량이 증가함에 따라 총 flavonoid와 총 polyphenol의 잔류량도 높아졌다. 소금첨가에 의한 손실억제효과가 모든 소금첨가구에서 나타났다.
- 데친 잎의 경우 명도, 적색도와 황색도 그리고 색차는 데침시간의 영향을 받았다. 데침액은 명도의 경우에만 데침시간의 영향이 있었고 적색도와 황색도 그리고 색차는 소금에 의한 영향과 데침시간에 의한 영향을 받았다.
- 데침조건에 따른 참취의 vitamin C 함량에는 유의적인 차이를 나타내지 않았으며 반면 β-carotenee 소금첨가 요인에 의한 영향과 소금농도와 데침시간 간의 상호작용의 영향을 받는 것으로 나타났다(Table 2).
- 데침조건에 따른 참취의 총 flavonoid 함량는 소금의 영향, 데침시간의 영향 그리고 소금과 데침시간과의 상호작용에 의한 영향을 받았다. 또한 총 polyphenol함량도 총 fla- vonoid에서와 같이 소금과 데침시간 그리고 두 요인의 상호작용에 따른 영향을 받았다(Table 4).
- 소금첨가에 의한 손실억제효과가 모든 소금첨가구에서 나타났다. 또한 3분 이상 데쳤을 때는 소금 1%와 2% 수준 사이에 차이가 없었던 결과에서 볼 때 참취의 총 flavonoid와 총 polyphenol화합물의 보유를 증가시키기 위해서는 나물용으로 산채를 데칠 때 데침시간 3분을 기준으로 1%정도의 소금을 첨가하는 것이 바람직 할 것으로 보인다.
- 의한 영향을 받았다. 또한 총 polyphenol함량도 총 fla- vonoid에서와 같이 소금과 데침시간 그리고 두 요인의 상호작용에 따른 영향을 받았다(Table 4).
- 반면 데침액의 색도와 색차도 데침시간에 의한 영향으로 색차가 증가되었으나 소금을 2%까지 증가시킴으로써 색차가 유의적으로 감소되었다. 이는 Table 4의 결과에서 소금첨가시 데침시간 경과에 의한 flavonoid와 polyphenol함량의 감소를 억제했던 결과와 같은 맥락으로 볼 수 있다.
- Schwart 등(31)은 시금치를 데치기 전과 후 chlorophyll a와 b peak 모양을 HPLC에 의해 비교했을 때 데침 처리 후에 원래의 peak 바로 옆에 작은 chlorophyll a와 chlorophyll b' peak가 나타났음을 보고한 바 있다. 본 실험에서도 데친 참취의 경우 chlorophyll a' 와 b'의 형성으로 인해 HPLC chromatogram상에서 큰 peak의 형태가 산과 같은 모양의 작은 peak로 갈라지는 현상을 보였으며, 데침시간의 경과에 따른 함량 증가는 chlorophyll a와 isomer의 형태인 chlorophyll a'가 함께 계산되었기 때문에 나타난 결과로 판단된다.
- 참취의 chlorophyll a와 b 함량이 소금 무첨가시에는 데침시간이 길어짐에 따라 증가하였으나 소금을 1, 2% 첨가했을 때는 데침 시간에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 소금 첨가농도별 chlorophyll a의 함량은 소금 0%일 때 가장 높았고 유의적인 차이가 있었다. 데침조건에 따른 Ca/Cbe 3.
- 이러한 결과를 종합해 볼 때 chlorophyll a는 소금첨가의 영향에 의한 차이가 나타났으며 chlorophyll b는 나타나지 않았다. 또한 소금 무첨가시에 데침시간이 경과함에 따라 chlorophyll a 함량이 증가하였다.
- 흡광도는 데침시간이 경과함에 따라 증가하였으나 소금을 1~2% 첨가했을 때 유의적으로 감소되었다. 이러한 결과를 통해 데침액의 색도 및 색차에 미치는 소금 첨가의 영향은 flavonoid와 같은 수용성 색소 성분이 소금첨가시에 적게 용출되는 것과 일치하는 결과로 볼 수 있다.
- 이상의 결과로부터 참취를 데침조건을 달리하여 처리할 때 생리활성성분인 flavonoid와 polyphenoT함량이 데침시간과 소금 농도에 의해 가장 영향을 많이 받았으며 이는 데침액의 색도 변화와도 일치하는 경향이었다. 그러므로 데침액에 용출되는 양은 데침조건에 의해 많은 영향을 받으며 데침시간이 짧고 소금농도가 높을수록 억제됨을 알 수 있었다.
- 이상의 결과에서 데칠 때 소금의 첨가는 잎의 색도에는 영향을 미치지 않았으나 데침액에 수용성성분과 색소성분이 용출되는 양은 억제하는 효과가 있었다.
- 이상의 결과와 같이 Na는 데침액의 소금첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. K과 Mg는 데침시간이 경과함에 따라 유의적으로 감소하였으며 소금의 첨가에 의한 변화는 나타나지 않았다.
- 그러나 소금첨가시 적색도와 황색도 그리고 색차가 감소했다. 즉 소금을 1-2% 첨가했을 때 데침시간의 경과에 따른 색차가 유의적으로 감소함으로써 소금의 첨가는 데친 잎의 색도보다는 데침 액의 색도 및 색차에 더 영향을 주는 것으로 판단된다. 즉 소금을 2% 첨가하고 5분 데쳤을 때는 데침액에 용출되는 성분이 적었음을 의미한다고 볼 수 있다.
- 참취 잎에서는 데침시간이 증가함에 따라 적색도와 색차가 유의적으로 증가했고 황색도와 명도는 유의적으로 감소하였다. 그러나 소금 첨가량의 증가에 의한 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났다.
- 참취의 vitamin C함량은 데침시간과 소금의 첨가농도에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았으나 데침시간이 증가함에 따라 점차 감소하였고 소금 첨가량이 증가할수록 vitemin C의 보유량이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 데치는 시간이 길어질수록 데침 액에 vitamin C가 용출되어 나오기 때문이며(17), Selman(18)의 연구결과에서 cooking 후에 vitamin C는 잎채소의 70%, 뿌리채소의 40%가 손실되었으나 carotene 등의 지용성 vitamin는 잎·뿌리 채소 모두 손실이 없었음을 보고했다.
- 한편 소금의 첨가 농도에 따른 β-carotene의 함량 변화를 HPLC에 의해 분석한 연구 결과는 거의 없는 실정이며, 본 연구결과로부터 채소의 종류에 따라 조금씩 차이는 있겠으나 산채를 데칠 때 소금을 1-2% 첨가하고 데치는 것이 β-carotene의 손실을 억제할 것으로 판단된다.
후속연구
- 001% 유의수준에서 총 flavonoide- 총 polyphenol의 손실 억제효과가 나타난 것이 주목된다. 이러한 결과는 식용식물을 데칠 때 소금을 첨가할 경우 불미성분을 제거하는 효과가 있다고 보고한 이(33)의 연구 결과와 같이 소금의 첨가에 의한 불미성분 제거와 생리활성성분 보호 효과와 관련지어 더 많은 연구가 되어야 할 것으로 생각된다. 또한 참취 원료에 함유되어 있는 총 flavonoid 38.
- 일반 채소류는 생식 또는 조리가공을 하여 섭취하게 된다. 조리 과정 중의 색, 질감, 맛 및 향의 변화, vitamin C 등 수용성 영양성분의 파괴, 지용성 carotenoid의 산화 등에 대한 연구는 상당히 추진되었으나(11), 산채류의 조리·가공과정에 따른 이화학적 특성 및 carotene, flavonoid 등과 같은 생리활성 성분의 변화에 관한 연구는 미진하므로 이에 대한 보다 체계적인 연구가 필요하다고 판단된다.
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