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문제 정의
- 갈조류의 조섬유 함량에 대한 연구 (Sara et al., 2007; Kim et al, 1993)는 주로 가식부를 대상으로 한 조섬유의 함량 분석이었으나, 본 연구는 해조류의 가식부와 비가식부를 포함한엽체 전체를 대상으로 한 엽체 부위별 조섬유의 함량뿐만 아니라 연령별 조섬유 함량을 분석함으로써 대형 갈조류의 부위별 및 연령별 활용도를 제고하는데 도움이 될 수 있도록 하였다. 즉, 본 연구의 결과는 해조류의 식이섬유원과 같은 기능성 식품 소재로서 활용성을 극대화시키는데 기여할 것으로 생각된다.
- 따라서 본 연구에서는 널리 식용 또는 이용되고 있는 3종의 대형 갈조류 (감태, 곰피 및 다시마)의 엽체 부위별 및 연령별 (양성 기간별) 식이섬유의 함량을 비교 분석함으로써 식이섬유 원으로 해조자원의 이용성을 극대화시킬 수 있는 기초 자료를 제공하고자 하였다.
- , 1996)에 비하여 매우 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 조섬유의 함량이 식품의 종류 또는 해조류의 종뿐만 아니라 동일종일지라도 엽체의 부위 및 양성 기간에 따라 차이를 보일 수 있다하겠다. 또한 본 연구에서 대형 갈조류의 총 식이섬유에 대한 조섬유의 평균 함량비율은 5.
제안 방법
- Prosky et al. (1984, 1988)의 방법을 부분 개량하여 불용성 식이섬유 함량을 측정하였다. 시료당 2개씩 1 g의 무게를 정확히 칭 량해 500 mL 비 이커에 넣고 phosphate buffer (0.
- 항량을 구한 celite를 함유한 1G3여과용 유리 도가니를 78% 에탄올 30 mL, 95% 에탄올 10 mL, 아세톤 10 mL 순으로 침전물을 씻어내고, 70℃ 진공오븐에서 12시간 건조시켰다. 그 후 데시케이터에서 식힌 유리 도가니 무게를 재어 침전물의 무게를 구하고, 불용성 식이섬유와 동일한 방법으로 단백질 함량과 회분 함량을 측정하였다. 이 모든 과정을 blank에서도 같이 진행하였다.
- 1). 그 후 동결 건조기에서 건조한 다음 시료를 약 300 “m정도로 마쇄하여 전기 건조기 (105℃) 에서 24시간 건조시킨 다음 무게를 측정하여 건조시킨 전후의 시료 무게 차이를 수분 함량으로 계산하였다. 이들 냉동건조 시료를 가지고 섬유질 분석을 실시하였다.
- 항량을 구한 celite를 함유한 1G3 여과용 유리 도가니를 에탄올로 도가니 안의 celite를 적신 후 가열 분해물을 여과하여 뜨거운 증류수로 수회 세척한 후 다시 에탄올로 씻어내고 130℃ 건조기에서 2시간 건조시켰다. 데시케이터에서 식힌 후 유리 도가니 속의 침전물의 무게를 잰 후 515℃에서 30분 동안 회화시키고, 다시 데시케이터에서 식힌 후 회분량을 측정하여 침전물의 무게에서 회분량을 빼 조섬유의 함량을 구하였다.
- 25를 사용)하였다. 또 다른 1개의 시료는 515℃에서 5시간동안 회화로 (Hwashin Med-Lab Co., Model AJ 1525) 에서 회분화시켜 회분 함량을 정량한 다음 아래식으로 불용성 식이섬유 (insoluble dietary fiber; IDF)량을 산줄하였다.
- 양성장에서 채취한 해조 시료는 냉장의 신선한 상태로 실험실로 운반한 후 잡물과 불순물들을 제거하고 흐르는 물에 씻은 다음 증류수로 헹군 후 물기를 제거하고 엽체를 엽상부, 줄기부 및 부착기부의 3부분으로 분리하여 자연 건조 시켜 무게를 측정하였다 (Fig. 1). 그 후 동결 건조기에서 건조한 다음 시료를 약 300 “m정도로 마쇄하여 전기 건조기 (105℃) 에서 24시간 건조시킨 다음 무게를 측정하여 건조시킨 전후의 시료 무게 차이를 수분 함량으로 계산하였다.
- 5 g을 넣고 130℃에서 건조한 후 항량을 구하였다. 여기에 78% 에탄올 20 mL를 흘려보내 celite를 고르게 가라앉힌 후 침전시킨 시료를 여과용 도가니로 옮겨 감압 여과하고, 78% 에탄올로 20 mL씩 3회, 95% 에탄올로 10 mL씩 2회, 아세톤으로 10 mL씩 2회 씻어내렸다. 침전물이 담긴 여과용 도가니를 건조기에서 (105℃, 4시간) 건조시킨 다음 침전물의 무게를 0.
- 그 후 동결 건조기에서 건조한 다음 시료를 약 300 “m정도로 마쇄하여 전기 건조기 (105℃) 에서 24시간 건조시킨 다음 무게를 측정하여 건조시킨 전후의 시료 무게 차이를 수분 함량으로 계산하였다. 이들 냉동건조 시료를 가지고 섬유질 분석을 실시하였다.
- 여기에 78% 에탄올 20 mL를 흘려보내 celite를 고르게 가라앉힌 후 침전시킨 시료를 여과용 도가니로 옮겨 감압 여과하고, 78% 에탄올로 20 mL씩 3회, 95% 에탄올로 10 mL씩 2회, 아세톤으로 10 mL씩 2회 씻어내렸다. 침전물이 담긴 여과용 도가니를 건조기에서 (105℃, 4시간) 건조시킨 다음 침전물의 무게를 0.1 mg 단위까지 측정하였다. 두 개의 시료 중 하나는 단백질 함량을 즉정하기 위해 Automatic nitrogen analyzer (Buch 322/342 Kjeldahl system)를 사용해서 분석 (질소 계수는 6.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 해조류는 다시마과의 3종 [감태 (Ecklonia cava), 곰피 (E. stolonifera) 및 다시 마 (Lamirwia japonicaR으로 이들 해조류는 전라남도 완도군 약산면 장용리 지선에서 양식된 것이다. 양식은 2005년 11월과 2006년 11월부터 2007 년 10월까지 1년 또는 2년 동안 본양성이 이루어졌다.
- 양식은 2005년 11월과 2006년 11월부터 2007 년 10월까지 1년 또는 2년 동안 본양성이 이루어졌다. 분석용 시료는 2005년 11월부터 2006년 10월까지 12개월 양성된 것과 2005년 11월부터 2007년 10월까지 24개월 양성된 감태, 곰 피 및 다시마를 1년생과 2년생으로 구분하여 각각의 양성 로프로부터 잡물의 부착이 적고 깨끗한 엽체를 선별하여 채취하였다.
- stolonifera) 및 다시 마 (Lamirwia japonicaR으로 이들 해조류는 전라남도 완도군 약산면 장용리 지선에서 양식된 것이다. 양식은 2005년 11월과 2006년 11월부터 2007 년 10월까지 1년 또는 2년 동안 본양성이 이루어졌다. 분석용 시료는 2005년 11월부터 2006년 10월까지 12개월 양성된 것과 2005년 11월부터 2007년 10월까지 24개월 양성된 감태, 곰 피 및 다시마를 1년생과 2년생으로 구분하여 각각의 양성 로프로부터 잡물의 부착이 적고 깨끗한 엽체를 선별하여 채취하였다.
데이터처리
- 각 시료의 섬유질 함량은 3반복 실험하여 평균값 및 표준편차로 나타내었다.
- 감태, 곰피 및 다시마의 연령별 실험결과의 유의성 분석은 Student's t-test, 엽체부위별 실험결과의 유의성 분석은 Kruskal-Wallis test (비모수 검정)으로 평균간의 유의차를 검정하였다.
- 1 mg 단위까지 측정하였다. 두 개의 시료 중 하나는 단백질 함량을 즉정하기 위해 Automatic nitrogen analyzer (Buch 322/342 Kjeldahl system)를 사용해서 분석 (질소 계수는 6.25를 사용)하였다. 또 다른 1개의 시료는 515℃에서 5시간동안 회화로 (Hwashin Med-Lab Co.
이론/모형
- 냉동건조 과정을 거친 시료에 대하여 한 시료당 건조물 기준 0.2 g의 시료를 취하여 AOAC (1990) 공정법으로 조섬유 (crude fiber; CF) 함량을 측정하였다. 시료를 예열된 1.
성능/효과
- 1년생의 경우 부위별 SDF 함량은 다시마의 엽상부, 줄기부와 부착기부에서 각각8.6±0.3%, 10.1±0.4%, 10.5±0.6%로 감태와 곰피의 SDF 함량보다 높게 나타났으며, IDF 함량은 감태의엽상부, 줄기부 및 부착기부에서 각각 34.3±0.5%, 39.6±0.7%, 41.4±0.6%로 곰피와 다시마의 IDF 함량보다 월등히 높았다 부위별 TDF 함량은 감태의 경우 42.4±0.7~48.5±0.6% 범위로 곰 피와 다시마의 30.2±0.6~36.1±0.7% 보다 상당히 높게 나타났다. 부위별 SDF 함량은 감태와 곰피의 경우 엽상부에서각각 8.
- 2년생의 경우 부위별 SDF 함량은 감태와 곰피의 경우 엽상부에서 각각 8.4±0.4%, 8.1±0.5%로 다시마의 10.2±0.5% 보다 낮았으며, 부위별 IDF 함량은 감태와 곰피의 경우 부착 기부에서 각각 44.5±0.7%, 30.8±0.7%로 다시마의 24.8±0.6% 보다 월등히 높았다. 부위별 TOF 함량은 감태의 경우 43.
- 이와 같은 경향은 1년생의 엽체 부위별 CF 함량과 비슷한 것이었다. TDF 함량과 CF 함량의 비는 감태의 경우 7.4~8.8%, 곰피의 경우 5.8-73%, 다시마의 경우 5.6~7.7%로 1년생의 것들 보다 약간 낮아지는 경향을 보였으며, 엽상부에서 가장 높았으며, 부착 기부에서 가장 낮았다.
- 4%로 낮게 나타났다. TDF 함량은 SDF 함량과 IDF 함량과 비슷한 경향으로 감태, 곰 피 및 다시마에서 부착기부의 TDF 함량이 높았으며, 엽상부의 TDF 함량은 낮았다.
- 6% 보다 상당히 높게 나타났다. TDF 함량은 엽상부 보다 부착기부에서 다소 높았으며, SDF 함량과 IDF 함량은 감태, 곰피 및 다시마 모두에서 1년생의 것보다 다소 증가되어 전체적으로 TDF 함량이 높아지는 경향을 보였다.
- 5% 로 곰피와 다시마의 CF 함량보다 높게 나타났다. TOF 함량과 CF 함량의 비는 감태에서 7.6~9.4%로 곰피와 다시마의 5.6-8.0% 보다 높게 나타났으며, 엽체 부위별 TDF 함량과 CF 함량의 비는 감태의 경우 엽상부에서 9.4%로 가장 높았으며, 부착기부에서 7.6%으로 가장 낮았다. 곰피와 다시마의 경우 TOF 함량과 CF 함량의 비는 줄기부가 높게 나타났으며, 부착기부가 다소 낮게 나타났다.
- 부위별로 차이를 나타내었다 (Table 3과 4). 감태의 연령별 식이섬유 함량은 엽체 부위별로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 곰피는 엽상부를 제외한 주지와 포복지 부분에서만엽체 부위별 차이를 나타냈고, 다시마는 엽체 부위별 유의한 차이를 나타내었다 (Table 3). 또한 감태, 곰피 및 다시마의엽체 부위별 식이섬유 함량을 연령별로 다중비교한 결과, 3종 모두 연령별로 엽체 부위별 식이섬유의 함량이 유의한 차이를 나타내었다 (Table 4).
- 6%으로 가장 낮았다. 곰피와 다시마의 경우 TOF 함량과 CF 함량의 비는 줄기부가 높게 나타났으며, 부착기부가 다소 낮게 나타났다.
- 계산하였다. 그리고 종 식이섬유 (total dietary fiber; TDF) 함량은 불용성 식이섬유 (IDF)와 수용성 식이섬유 (SDF) 함량을 합한 값으로 나타내었다.
- 감태의 연령별 식이섬유 함량은 엽체 부위별로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 곰피는 엽상부를 제외한 주지와 포복지 부분에서만엽체 부위별 차이를 나타냈고, 다시마는 엽체 부위별 유의한 차이를 나타내었다 (Table 3). 또한 감태, 곰피 및 다시마의엽체 부위별 식이섬유 함량을 연령별로 다중비교한 결과, 3종 모두 연령별로 엽체 부위별 식이섬유의 함량이 유의한 차이를 나타내었다 (Table 4). 즉, 다시마과 대형 갈조 3종의 식이섬유 함량은 연령에 따른 함량변화 보다 엽체 부위별 함량 차이가 큰 것으로 분석되었다.
- 본 실험에서 얻어진 해조류의 연령별 및 엽체 부위별 식이섬유 함량과의 관계를 다중비교한 결과는 종별, 연령별 및엽체 부위별로 차이를 나타내었다 (Table 3과 4). 감태의 연령별 식이섬유 함량은 엽체 부위별로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 곰피는 엽상부를 제외한 주지와 포복지 부분에서만엽체 부위별 차이를 나타냈고, 다시마는 엽체 부위별 유의한 차이를 나타내었다 (Table 3).
- 본 연구에서 분석된 3종의 대형 갈조류의 식이섬유 함량은 감태 42.4±0.7~50.2±0.5%, 곰피 33.2±0.5~38.4±0.6% 및 다시마 30.2±0.6~35.6±0.7%로 Christine et al. (2007)에 의해 분석 된 다시마의 식이섬유 함량인 36g/100g semi-dry weight와 비슷하였으나, 미역의 45g/100g semi-dry weight와 모자반과인 톳의 62.3g/100g semi-dry weight 보다는 상대적으로 적은 것으로 나타났으나, 과일의 9.4-28.8% (Lee and Lee, 1993)와 채소류의 26.0-35.7% (Lee and Lee, 1993) 및 8.2-12.4% (Kim et al., 1993) 보다는 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 일반적으로 양질의 식이섬유란 총 식이섬유 함량에 대한 수용성 식이섬유의 비율이 높은 것을 뜻하는데 (Stockton et al, 1980), 본 실험에서 분석된 다시마과 대형 갈조류의 총 식이섬유에 대한 수용성 식이섬유의 평균 함량비율은 19~31%로 채소류와 과일류의 29.
- 본 연구에서 얻어진 3종의 갈조류의 조섬유 함량은 감태 4.5±0.4~6.8±0.7%, 곰피 4.2±0.6~6.6±0.6% 및 다시마 3.9±0.6~ 6.4±0.7%로 Sara et al. (2007)에 의해 분석된 L digitata의 7.7±1.6% 보다는 다소 적었으나, 과일의 0.10~0.79% (Lee and Lee, 1993) 와 채소류의 0.35-2.61% (Lee and Lee, 1993) 및 0.15-0.82% (Hwang et al., 1996)에 비하여 매우 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 조섬유의 함량이 식품의 종류 또는 해조류의 종뿐만 아니라 동일종일지라도 엽체의 부위 및 양성 기간에 따라 차이를 보일 수 있다하겠다.
- , 1997)는 주로 식용해조를 대상으로 한 식이섬유의 함량 분석이었으나, 본 연구는 해조류의 가식 부와 비가식부를 포함한 엽체 전체를 대상으로 한 엽체 부위별 식이섬유의 함량뿐만 아니라 다년생 해조류의 연령별 식이섬유 함량을 분석함으로써 해조류의 엽체 부위별 및 연령별 활용도를 제고하는데 유용할 것으로 판단된다. 실제로 본 연구의 결과에서도 감태, 곰피 및 다시마의 식이섬유 총 함량은엽체 부위별로 부착기부 > 줄기부 > 엽상부 순으로 많은 경향을 보였으며, 양성 기간에 따라서는 양성 기간이 짧은 12개월 (1년생)의 엽상체 보다 양성 기간이 긴 24개월 (2년생)의 엽상체에서 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 사실은 해조류의 식이섬유 함량이 엽체의 부위별 또는 양성 기간에 따라서도 차이를 나타낼 수 있다는 것을 시사한다.
- 7%의 범위로 1년생의 CF 함량 보다 다소 높은 것으로 나타났으며, CF 함량은 감태, 곰피, 다시마 순으로 1년생과 동일한 양상이었다. 엽체 부위별 CF 함량은 감태, 곰피 및 다시마의 부착 기부에서 각각 6.8±0.7%, 6.6±0.6% 및 6.4±0.7%로 엽상부의 4.9±0.5%, 4.6±0.7% 및 4.3±0.6% 보다 높게 나타났다. 이와 같은 경향은 1년생의 엽체 부위별 CF 함량과 비슷한 것이었다.
- (1995)과 Yoshie-Stark (2001)의 연구에 따르면 해조류의 식이섬유 함량이 산지별 또는 채취시기별로 변동을 보였다고 보고한 바 있다. 이와 같은 결과와 본 연구의 엽체부위별 및 양성 기간별 식이섬유의 함량 차이를 직접적으로 비교할 수는 없지만, 해조류의 식이섬유 함량은 서식환경 조건, 생육 단계, 엽상체의 형태 (분화된 형태 및 조직), 생육 기간에 따라 동일종 일지라도 차이를 보일 수 있는 것으로 여겨진다. 즉, 세분화된 다양한 요소들에 대한 해조류의 유효성분의 함량 변화에 관한 보다 구체적인 정보는 효율적인 해조 자원의 이용을 도모하는데 매우 유용할 것으로 보인다.
- 또한 감태, 곰피 및 다시마의엽체 부위별 식이섬유 함량을 연령별로 다중비교한 결과, 3종 모두 연령별로 엽체 부위별 식이섬유의 함량이 유의한 차이를 나타내었다 (Table 4). 즉, 다시마과 대형 갈조 3종의 식이섬유 함량은 연령에 따른 함량변화 보다 엽체 부위별 함량 차이가 큰 것으로 분석되었다. 이와 같은 결과는 해조류로부터 특정 유효성분을 얻고자할 때, 그 효율성을 극대화하기 위해선 이용대상 해조류의 연령 및 엽체 부위별 차이가 고려되어져야 한다는 것을 시사한다.
후속연구
- 갈조류의 식이섬유 함량에 대한 연구 (Christine et al, 2007; Wang et al., 2001; Do et al., 1997)는 주로 식용해조를 대상으로 한 식이섬유의 함량 분석이었으나, 본 연구는 해조류의 가식 부와 비가식부를 포함한 엽체 전체를 대상으로 한 엽체 부위별 식이섬유의 함량뿐만 아니라 다년생 해조류의 연령별 식이섬유 함량을 분석함으로써 해조류의 엽체 부위별 및 연령별 활용도를 제고하는데 유용할 것으로 판단된다. 실제로 본 연구의 결과에서도 감태, 곰피 및 다시마의 식이섬유 총 함량은엽체 부위별로 부착기부 > 줄기부 > 엽상부 순으로 많은 경향을 보였으며, 양성 기간에 따라서는 양성 기간이 짧은 12개월 (1년생)의 엽상체 보다 양성 기간이 긴 24개월 (2년생)의 엽상체에서 높은 것으로 나타났다.
- 4%보다 높게 나타났다. 이상의 결과는 대형 갈조류가 총 식이섬유 함량도 높을 뿐만 아니라 총 식이섬유 함량에 대한 조섬유의 비율도 높은 양질의 식이 섬유 원이라 할 수 있을 것이다.
- , 2007; Kim et al, 1993)는 주로 가식부를 대상으로 한 조섬유의 함량 분석이었으나, 본 연구는 해조류의 가식부와 비가식부를 포함한엽체 전체를 대상으로 한 엽체 부위별 조섬유의 함량뿐만 아니라 연령별 조섬유 함량을 분석함으로써 대형 갈조류의 부위별 및 연령별 활용도를 제고하는데 도움이 될 수 있도록 하였다. 즉, 본 연구의 결과는 해조류의 식이섬유원과 같은 기능성 식품 소재로서 활용성을 극대화시키는데 기여할 것으로 생각된다.
- 이와 같은 결과와 본 연구의 엽체부위별 및 양성 기간별 식이섬유의 함량 차이를 직접적으로 비교할 수는 없지만, 해조류의 식이섬유 함량은 서식환경 조건, 생육 단계, 엽상체의 형태 (분화된 형태 및 조직), 생육 기간에 따라 동일종 일지라도 차이를 보일 수 있는 것으로 여겨진다. 즉, 세분화된 다양한 요소들에 대한 해조류의 유효성분의 함량 변화에 관한 보다 구체적인 정보는 효율적인 해조 자원의 이용을 도모하는데 매우 유용할 것으로 보인다.
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