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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 시금치의 저장 중에 일어나는 클로로필 성분의 변화에 대하여 알아보고 이들 성분에 영향을 주는 요인을 연구하였다.
- 저장 조건(온도,pH,기체조성,광도)이 시금치의 클로로필색소 성분의 변화에 주는 영향을 연구하기 위한 시료처리. 동결 건조 시금치 5 g을 100 ml 시료병 (serum bottle)에 넣은 후 pH 4.
- 포장 조건이 동결건조 시금치의 클로로필 색소 성분에 주는 영향을 연구하기 위한 시료 제조. 동결건조 시금치의 클로로필 변색을 최소화하는 포장조건을 연구하기 위하여 동결건조시금치 10 g을 포장하지 않은 상태에서 30℃의 온도 조건으로 2일 및 6일 동안 저장하거나 polyethylene bag으로 포장한 조건에서 30℃로 2,6일 동안 저장한 다음 클로로필 a 및 클로로필 b의 함량을 HPLC로 측정하였다.
- 항산화제(antioxidants)가 클로로필 색소 성분에 주는 영향을 연구하기 위한 시료의 제조 및 반응조건. 빛이 없는 조건에서 저장(dark storage)시 항산화제가 클로로필 색소 성분에 주는 영향을 연구하기 위하여 불포화지방산(linoleic acid,0.
제안 방법
- 시료는 나무상자의 하단에 위치한 광원(fluorescence light)으로부터 10 cm 상단에 위치한 철선으로 만들어진 그물망(wire netting) 위에 놓았다. 각각의 시료는 될 수 있는 한 균일한 광도(5,000 lux)를 받도록 매시간 마다 놓인 위치를 재배열하였다. 모든 시료는 8일간 저장하였으며 2일 간격으로 채취하여 시료로 하였고,각각의 가공 및 저장 조건별로 만들어진 시료는 동결 건조하여 사용하였다.
- 0의 완충용액 (citric acid+Na2HPO4)을 pH 조건별로 각각 50 ml 첨가하였다. 기체조성이 시금치의 클로로필 함량게 주는 영향을 연구하기 위하여 완충용액을 첨가한 시료 병에 질소를 purging한 시료와 질소처리를 하지 않은 대조시료를 준비한 다음 시료 병을 teflon septa와 aluminum cap으로 밀봉(air-tight seaHng)하였다. 저장온도가 시금치의 클로로필 함량에 주는 영향을 알아보기 위하여 위의 방법으로 만들어진 시료를 20℃ 및 60℃의 조건에서 8일 동안 저장하였다.
- 연구하기 위한 시료 제조. 동결건조 시금치의 클로로필 변색을 최소화하는 포장조건을 연구하기 위하여 동결건조시금치 10 g을 포장하지 않은 상태에서 30℃의 온도 조건으로 2일 및 6일 동안 저장하거나 polyethylene bag으로 포장한 조건에서 30℃로 2,6일 동안 저장한 다음 클로로필 a 및 클로로필 b의 함량을 HPLC로 측정하였다.12)
- 11) Linoleic acid,cc-tocopherol 및 β-carotene은 Tween 80(800㎍/ml)과 혼합한 후 완충용액에 첨가하였다. 모든 분석 시료는 30 ml serum bottle에 담아 septa로 밀봉한 후 25℃에서 5,10,15분 동안 반응시켜 제조되었다. 시료(100μl)는 아세톤 (400μl과 혼합한 후 HPLC로 분석하였다.
- 각각의 시료는 될 수 있는 한 균일한 광도(5,000 lux)를 받도록 매시간 마다 놓인 위치를 재배열하였다. 모든 시료는 8일간 저장하였으며 2일 간격으로 채취하여 시료로 하였고,각각의 가공 및 저장 조건별로 만들어진 시료는 동결 건조하여 사용하였다.
- 11) Linoleic acid,β-carotene 및 α-tocopheiol 은 Tween 80(800 μg/ml)과 혼합한 후 완충용액에 첨가하였다. 분석 시료는 30 ml serum bottle에 담아 septa로 밀봉한 다음 빛 저장 상자에 넣어 5,000 lux의 조건에서 5℃로 2,4,6분 동안 반응시켜 제조되었다. 시료(lOOμl)는 아세톤(400μl)과 혼합한 후 HPLC로 분석하였다.
- 위한 시료의 제조 및 반응조건. 빛이 없는 조건에서 저장(dark storage)시 항산화제가 클로로필 색소 성분에 주는 영향을 연구하기 위하여 불포화지방산(linoleic acid,0.40 mM)과 산화 효소(lipoxygenase 31,000 units; peroxidase L05units)와 천연항산화제 (α-tocopherol,ascorbic acid,catechin,β-carotene,quercetin,rutin,kaempherol,caffeic acid,chlorogenic acid,p- coumaric acid 및 ferulic acid) 및 합성 항산화제인 BHT를 15 mM 첨가한 모델 시스템(0.2 M citrate 완충용액,pH 6.8)에클로로필을 첨가하여 농도가 32pM이 되게 시료를 준비하였다.11) Linoleic acid,cc-tocopherol 및 β-carotene은 Tween 80(800㎍/ml)과 혼합한 후 완충용액에 첨가하였다.
- 빛이 있는 조건에서 저장(light storage)시 항산화제가 클로로필 색소 성분에 주는 영향을 연구하기 위하여 불포화지방산 (linoleic acid,0.40 mM)과 효소 (superoxide dismutase 40 units +catalase 250 units)와 항산화제(β-carotene,catechin,α- tocopherol,ascorbic acid,quercetin,rutin,kaempherol,caffeic acid,chlorogenic acid,p-coumaric acid,ferulic acid 및 BHT)가 15mM 함유된 모델 시스템 (0.2 M citrate 완충용액,pH 6.8)에 클로로필을 첨가하여 농도가 32μM이 되게 하였다.11) Linoleic acid,β-carotene 및 α-tocopheiol 은 Tween 80(800 μg/ml)과 혼합한 후 완충용액에 첨가하였다.
- 시금치의 클로로필 색소 성분의 추출 및 분석. 동결 건조한 시금치 분말 5 g을 cold acetone 20ml와 2분간 혼합한 후 celite를 첨가한 후 Buchner fiwinel에서 Whatman No.
- 분석 시료는 30 ml serum bottle에 담아 septa로 밀봉한 다음 빛 저장 상자에 넣어 5,000 lux의 조건에서 5℃로 2,4,6분 동안 반응시켜 제조되었다. 시료(lOOμl)는 아세톤(400μl)과 혼합한 후 HPLC로 분석하였다.
- 기체조성이 시금치의 클로로필 함량게 주는 영향을 연구하기 위하여 완충용액을 첨가한 시료 병에 질소를 purging한 시료와 질소처리를 하지 않은 대조시료를 준비한 다음 시료 병을 teflon septa와 aluminum cap으로 밀봉(air-tight seaHng)하였다. 저장온도가 시금치의 클로로필 함량에 주는 영향을 알아보기 위하여 위의 방법으로 만들어진 시료를 20℃ 및 60℃의 조건에서 8일 동안 저장하였다. 광도가 시금치 클로로필 성분 함량에 주는 영향을 연구하기 위하여 사용되는 빛 저장상자(Fig.
대상 데이터
- 저장온도가 시금치의 클로로필 함량에 주는 영향을 알아보기 위하여 위의 방법으로 만들어진 시료를 20℃ 및 60℃의 조건에서 8일 동안 저장하였다. 광도가 시금치 클로로필 성분 함량에 주는 영향을 연구하기 위하여 사용되는 빛 저장상자(Fig. 1)는 나무상자(80cm x 60cm x 60cm)를 이용하였다.10) 나무상자의 내부는 가능한 한 균일한 광도를 시료에 조사하기 위해 흰 종이로 포장하였다.
- 시료의 구입 및 처리. 본 실험에서 사용한 시금치는 (주)흥농종묘에서 재배한 것을 구입하여,물로 세척한 후 시금치 1.5 ton을 8시간 동안 동결시킨 후(초기온도: -10℃,말기온도: -28℃) 16시간 동안 동결 건조하여 시료로 사용하였다.
- 10) 나무상자의 내부는 가능한 한 균일한 광도를 시료에 조사하기 위해 흰 종이로 포장하였다. 시료는 나무상자의 하단에 위치한 광원(fluorescence light)으로부터 10 cm 상단에 위치한 철선으로 만들어진 그물망(wire netting) 위에 놓았다. 각각의 시료는 될 수 있는 한 균일한 광도(5,000 lux)를 받도록 매시간 마다 놓인 위치를 재배열하였다.
데이터처리
- 통계처리. 실험한 결과는 SAS 통계프로그램13)을 이용하여 Duncan's multiple range test에 의하여 유의성을 검정하였다.
성능/효과
- 저장했을 때 온도를 201에서 60。(2로 올리면 시금치의 클로로필 a의 함량은 547.05(mg/100 g dry weight)에서 209.45(mg/100g dry weight)으로 유의성 (P<0.05) 있게 감소하였다 (Table 2). 시금치 (pH 7.
- 05) 증가하였다(Table 2). 시금치를 20。(2에서 질소로 치환한 기체 조성으로 8일간 빛이 있는 조건에서 저장(5,000 lux)했을 때 pH를 4.5에서 7.0으로 증가시키면 클로로필 b의 함량은 169.64(mg/100 g dry weight) 에서 194.36(mg/100g dry weight)으로 유의적2로(P<0.05) 변화하였다(Table 3). 즉,20℃의 저장 조건에서는 다른 조건에 관계없이 pH에 의한 클로로필의 변화는 유의성이 있었다.
- 녹색 조직에 있는 클로로필 성분의 특성은 lipoprotein 및 chloroplast와 관련이 있으며,클로로필의 분해는 membrane array가 와해되어야 일어나는데 분해되면 갈색을 갖는 pheophytin 성분으로 변하여 제품의 품질을 떨어뜨린다.1,4) 시금치와 같은 채소류의 클로로필성분 분해는 산,온도,효소에 의하여 영향을 받으며 분해의 과정은 이들 제품의 노화에도 영향을 준다.5-6) Yamauchi와 Watada는6) 시금치에 있는 클로로필의 분해는 peroxidase-hydrogen peroxide 경로를 조절함으로써 최소화될 수 있다고 보고하였으며,한 등7)은 ascorbic acid,isoascorbic acid 및 metaphosphoric acid가 홍당무 쥬스의 적색 색소 성분이 분해되는 것을 억제하는 것으로 보고하였다.
- 이는 빛에 의한 지용성 클로로필의 산화는 free radical autooxidation 에 의한 산화가 아니라 singlet oxygen oxidatioii에 의한 것이라는 것을 보여주는 결과이다. Flavonoid류의 일종인 catechin,quercetin,rutin,kaempherol, caffeic acid,chlorogenic acid,p-coumaric acid,ferulic acid 도 β-carotene,알파-토코페롤,ascorbic acid와 같이 변색 방지 효과를 나타내는 것으로 보아 이들도 singlet oxygen을 소거하는 기능을 갖는 것으로 생각된다. 빛 저장 중에 클로로필 a의 잔존량을 증진시키는 작용은 β-caioteiie>알파-토코페롤>ascorbic acid>catechin>quercctin>rutin>kaempherol>cafieic acid>chlorogenic acid>p-coumaric acid>ferulic acid 의 순으로 감소하였다.
- 22(mg/100 g dry weight)이었다. Polyethylene bag 으로 포장하지 않은 시금치에 잔존하는 클로로필 a 및 클로로필 b 함량은 polyethylene bag으로 포장한 조건에서 시금치에 잔존하는 클로로필 a 및 클로로필 b 함량에 비해 유의적으로 (P<0.05) 낮게 나타났다. 결과적으로 시금치는 polyethylene bag 에 포장하여 저장하는 것이 클로로필의 파괴를 최소화하는 방법이 될 수 있다.
- 05) 낮게 나타났다. 결과적으로 시금치는 polyethylene bag 에 포장하여 저장하는 것이 클로로필의 파괴를 최소화하는 방법이 될 수 있다.
- 이는 시금치에 있는 지용성 색소 성분인 클로로필이 산소에 의한 자동 산화 및 광산화로 인하여 분해되기 때문이라 사료된다. 결과적으로 시금치의 지용성 색소 성분인 클로로필은 산소의 존재 유무에 따라 그 안전성이 변화되는 것을 알 수 있다.
- 05) 변화를 나타내지는 않았다(Table 3). 결과적으로,시금치의 클로로필 a,b는 중성 조건보다는 산성인 조건에서 더 많이 분해됨을 알 수 있다. 채소류의 저장 중 클로로필이 분해되어 클로로필의 유도체인 pheophytin이나 pheophobide 로 변화하는 것은 세포 내에 있는 산의 유출에 의해 일어나거나 또는 새로운 산의 형성에 의하여 일어난다고 보고되었다.
- ,b는 현저히 파괴되었다. 결과적으로,시금치의 클로로필 성분은 빛에 의하여 분해가 일어남을 알 수 있고,이는 빛에 의해 시금치의 지용성 색소인 클로로필이 photosensitized oxidation과 photolysis의 작용을 받아 분해되기 때문이라 사료된다.
- 20 (mg/100 g dry weight)이었다고 발표했다. 본 연구에서는 동결시금치를 시료로 사용하였기 때문에,신선한 시금치의 수분함량이 약 90%가 되는 것을 감안한다면,클로로필 a의 함량은위의 두 결과의 중간 정도 되었고 클로로필 b의 함량은 두 결과와 비교해서 높은 것으로 나타났다.
- 36(mg/100 g dry weight)이었다(Thble 3). 빛 처리를 하지 않은 시금치의 클로로필 b 함량이 조사 처리를 한 시금치의 클로로필 b 함량보다 유의적으로(P<0.05) 많았다.
- 빛이 없는 조건에서 25℃로 15분 동안 저장(dark storage)했을 때 항산화제가 클로로필 a의 잔존 함량에 주는 영향은 Table 4와 같다. 빛이 차단된 상태에서의 저장 중 클로로필 a 단독으로 있을 때의 분해속도 보다는 linoleic acid와 함께 존재할 때의 분해속도가 빨랐으며,특히 Hpoxygenase 및 peroxidase와 같은 산화 효소가 첨가되었을 경우에는 분해가 시작된 후 15분이 지나면 클로로필 a가 더 이상 존재하지 않았다. 즉 산화 효소인 lipoxygenase와 peroxidase는 빛이 없는 조건에서도 클로로필 a 의 분해를 빠르게 진행시켰다.
- 32(mg/100g dry weight) 및 20L65(mg/100 g dry weight)이었다(Table 2). 빛이있는 조건에서 저장된 시금치의 클로로필 a 함량이 빛 처리를하지 않은 시금치의 클로로필 a 함량보다 유의적으로(P<0.05) 적었다. 시금치 (pH 7.
- 05) 있게 감소하였다 (Table 2). 시금치 (pH 7.0)를 질소로 충진하지 않은 기체 조성으로 8일간 빛이 있는 조건(5,000 lux)에서 저장했을 때 온도를 20℃에서 60℃로 올리면 시금치의 클로로필 b의 함량은 81.42(mg/100g dry weight)에서 59.43(mg/100 g dry weight)으로 유의적으로(P<0.05) 감소하였다(Table 3). Table 2,3에서 보듯이 pH,기체조성 ,광도 등의 .
- 96(mg/100 g dry weight) 으로 감소하였다(Table 2). 시금치를 16종류의 서로 다른 조건에서 저장하셔도 클로로필의 a 및 클로로필 b의 함량은 저장 기간이 증가함에 따라 모두 감소하였다(Table 2,3).
- 05) 많았다. 시금치를 8일간 빛이 없는 조건에서 20℃로 pH 7.5의 조건에서 저장했을 때 질소 처리를 한 시료와 질소 처리를 하지 않은 시료의 클로로필 b의 함량은 각각 228.34(mg/100g dry weight) 및 192.51(mg/100g dry weight)이었으며 질소 처리를 한 시료의 클로로필 b 함량이 질소 처리를 하지 않은 시료의 클로로필 b 함량 보다 유의적으로(P<0.05) 많았다(Table 3). 즉,질소 처리를 하여 산소를 제거하면 저장온도,pH 및 광도의 조건에 관계없이 시금치의 클로로필 a,b의 함량 파괴는 억제되었다.
- 시금치의 클로로필 색소에 주는 pH의 영향을 보면 시금치를 20℃에서 질소처리를 하지 않은 조건에서 8일간 빛이 없는 조건에서 저장했을 때 pH를 4.5에서 7.0으로 변화시키면 클로로필 a의 함량은 463.04(mg/100g dry weight)에서 535.32(mg/ 100 g dry weight)으로 유의적으로(P<0.05) 증가하였다(Table 2). 시금치를 20。(2에서 질소로 치환한 기체 조성으로 8일간 빛이 있는 조건에서 저장(5,000 lux)했을 때 pH를 4.
- 온도,pH,기체 조성 및 빛의 유무에 관계없이 클로로필 a의분해 속도가 클로로필 b의 분해 속도' 보다 빠르게 나타났다. Hyrayama와 Oido3) 는 개방된 저장 조건에서는 클로로필 a의 분해속도가 클로로필 b의 분해 속도 보다 빠르다고 보고하였다.
- 알파-토코페롤,ascorbic acid 및 β-carotene는 합성 항산화제인 BHT와 비슷한 효과를 보였다. 이 결과로부터 클로로필 a의 변색 과정에서 산소가 중요한 역할을 한다는 사실을 알 수 있다. 알파-토코페롤,ascorbic acid 및 β-carotene은 암과 심장병 등을 예방해주며 ,식품에 있어서 항산화 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.
- 이상의 결과를 종합하면 시금치에 있는 클로로필의 분해는 높은 저장 온도,낮은 pH 및 산소와 빛의 존재에 의해서 잘 일어나는 것을 알 수 있다.
- 성분에 주는 영향. 저장 기간이 시금치의 클로로필 색소성분에 주는 영향을 보면 시금치(pH 4.5)를 기체 환경을 질소로 치환한 조건에서 8일 동안 빛이 없는 조건으로 저장했을때,저장 기간이 0일에서 2일,4일,6일,8일로 증가함에 따라시금치의 클로로필 a 함량은 710.54(mg/100g dry weight)에서 555.28(mg/100 g dry weight),521.45(mg/100g dry weight),495.04(mg/100 g dry weight),452.96(mg/100 g dry weight) 으로 감소하였다(Table 2). 시금치를 16종류의 서로 다른 조건에서 저장하셔도 클로로필의 a 및 클로로필 b의 함량은 저장 기간이 증가함에 따라 모두 감소하였다(Table 2,3).
- 저장온도,pH 및 기체조성에 관계없이 시금치를 빛 처리를하여 저장하면 빛 처리를 하지 않은 시료와 비교해서 클로로필 a,b는 현저히 파괴되었다. 결과적으로,시금치의 클로로필 성분은 빛에 의하여 분해가 일어남을 알 수 있고,이는 빛에 의해 시금치의 지용성 색소인 클로로필이 photosensitized oxidation과 photolysis의 작용을 받아 분해되기 때문이라 사료된다.
- 05) 많았다(Table 3). 즉,질소 처리를 하여 산소를 제거하면 저장온도,pH 및 광도의 조건에 관계없이 시금치의 클로로필 a,b의 함량 파괴는 억제되었다. 이는 시금치에 있는 지용성 색소 성분인 클로로필이 산소에 의한 자동 산화 및 광산화로 인하여 분해되기 때문이라 사료된다.
- 14(mg/100 g dry weight)이었다(Table 2). 질소처리를 한 시금치의 클로로필 a 함량이 질소 처리를 하지 않은 시금치의 클로로필 a 함량보다 유의적으로(P<0.05) 많았다. 시금치를 8일간 빛이 없는 조건에서 20℃로 pH 7.
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