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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 시금치의 생육적기인 가을철에 2종류의 시금치를 노지 재배하여 성숙 시기에 따라 클로로필, 비타민 C, 무기질, 색도를 측정하여 가공식품 개발을 위한 기초 자료를 제시하여 시금치에 대한 조리과학적 정보를 확보하는 데 그 의의를 찾고자 한다.
제안 방법
- 본 실험에서 사용한 시금치는 ‘청록’(흥농종묘)과 ‘땅딸이’(중앙종묘) 품종으로 대구 지역에서 노지 재배한 것을 사용하였다. 9월말에 파종을 하여 잎이 처음 나온 것을 기준으로 해서 7, 14, 21, 28, 35일에 수확하였다. 이것을 오전에 채취하여 실험 시료로 사용하였다.
- 길이와 너비는 vernier calliper(Mitutoy Co., Japan)로 측정하였고, 무게는 balance(PAG, Switzerland)로 측정하였다.
- 본 실험에 사용한 시금치는 즉시 실험실로 이송해서 깨끗이 세척하여 증류수로 헹군 후 표면의 물기를 제거한 다음잎, 줄기, 뿌리로 나누어 3회 반복하여 실험하였다.
- 본 연구에서는 가을철 노지에 ‘청록’(흥농종묘)과 ‘땅딸이’ (중앙종묘) 품종의 시금치 씨를 뿌려 잎이 처음 나온 후 7, 14, 21, 28, 35일 성숙됨에 따라 잎, 줄기, 뿌리로 나누어 영양 성분 함량 변화를 조사하였다.
- 추출한 용액을 25 mL 메스플라스크에 5% metaphosphoric acid로 정용한 후 원심분리(12,000 rpm, 4℃, 10 min, Hanil HMR-150Ⅳ)하여 상층액 20 μL를 직접 HPLC에 주입하여 분석하였다. 비타민 C는 reduced standard ascorbic acid(Wako Chemical Co., Japan)의 retention time과 비교하였으며, peak 면적에 의하여 산출된 값을 기준으로 총 함량을 구하였다. HPLC의 분석 조건은 Table 1과 같다.
- 클로로필의 추출 및 분석은 Kozukue & Friedman(2003)의 방법을 사용하여 시료 1 g에 80% acetone을 첨가하여 마쇄한 후, 시료의 색소 성분이 없어질 때까지 80% acetone을 첨가하여 흡입 여과하였다. 추출액은 50 mL 메스플라스크에 80% acetone으로 정용하여 분광광도계(Shimadzu UV mini 1240, Japan)에서 파장 645 nm와 663 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 흡광도를 이용하여 계산한 클로로필 농도는 다음과 같다.
- 추출한 용액을 25 mL 메스플라스크에 5% metaphosphoric acid로 정용한 후 원심분리(12,000 rpm, 4℃, 10 min, Hanil HMR-150Ⅳ)하여 상층액 20 μL를 직접 HPLC에 주입하여 분석하였다.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용한 시금치는 ‘청록’(흥농종묘)과 ‘땅딸이’(중앙종묘) 품종으로 대구 지역에서 노지 재배한 것을 사용하였다.
데이터처리
- 각 시료 간에 평균과 표준편차를 구하였으며, 각 시료에 대한 유의성 검증은 One-way ANOVA를 이용하였으며, Duncan's multiple range test로 a=0.05 수준에서 사후검증을 하였다.
- 본 실험의 결과는 SPSS 10.0 program을 이용하여 통계처리를 하였다. 각 시료 간에 평균과 표준편차를 구하였으며, 각 시료에 대한 유의성 검증은 One-way ANOVA를 이용하였으며, Duncan's multiple range test로 a=0.
이론/모형
- Fe의 분석은 자기 분광광도계(Simadzu UV-2100, Japan)에서 파장 510 nm, P는 몰리브덴 비색법(大谷 & 藤田1993)을 사용하여 자기분광광도계(Simadzu UV-2100, Japan)의 파장 650 nm에서 측정하였다.
- 5 mL를 첨가한 후 증류수로서 25 mL 정용해 시료 원액으로 하였다. Mg, Ca, Na, K의 분석은 원자흡광분석법(鈴木正己1984)을 사용하여 원자흡광광도계(Hitachi 508A, Japan)에서 측정하였다. Fe의 분석은 자기 분광광도계(Simadzu UV-2100, Japan)에서 파장 510 nm, P는 몰리브덴 비색법(大谷 & 藤田1993)을 사용하여 자기분광광도계(Simadzu UV-2100, Japan)의 파장 650 nm에서 측정하였다.
- 수분은 AOAC(1995)의 상압 가열 건조법으로 시료 1 g을 도가니에 넣어 105℃에서 4시간 건조시킨 후 무게를 측정하여 분석하였다.
- 클로로필의 추출 및 분석은 Kozukue & Friedman(2003)의 방법을 사용하여 시료 1 g에 80% acetone을 첨가하여 마쇄한 후, 시료의 색소 성분이 없어질 때까지 80% acetone을 첨가하여 흡입 여과하였다.
성능/효과
- ‘청록’ 품종은 ‘땅딸이’보다 잎 부위에서 클로로필과 비타민 C의 함량이 높았다.
- 41 mg/100 g으로 높았다. 35일 성숙된 두 품종 시금치의 총 클로로필 함량은 잎 부위에서 115.66 mg/100 g, 줄기에서 18.16 mg/100 g, 뿌리에서 1.23 mg/100 g으로 잎은 줄기보다 6.4배, 뿌리보다 94.0배 높은 함량을 나타내었다. Cho et al(1993)의 연구에서 돌산갓 잎은 잎줄기보다 7.
- 35일 성숙된 시금치 두 품종의 Ca과 P의 비율은 잎 부위에서는 1:1.2, 줄기 부위에서 1:3.3, 뿌리 부위에서는 1:6.2의 비율을 보였다. 잎은 이상적인 Ca과 P의 비율이나 줄기와 뿌리 부위에서는 수치가 높아 영양적 불균형을 해소하기 위해 많은 양의 Ca을 보충해 주어야 하겠다.
- 35일 성숙된 시금치 두 품종의 잎 부위의 수분 함량은 봄, 여름시금치보다 낮았고, 줄기는 봄시금치보다는 높았으나, ‘땅딸이’는 여름시금치보다 낮았다.
- 35일 성숙하였을 때 수분 함량은 잎 부위에서 ‘땅딸이’가 90.23%로 높았고, 줄기와 뿌리 부위에서는‘청록’이 94.51, 88.68%로 높았다.
- Na은 잎, 줄기, 뿌리 부위에서 성숙될수록 대체로 증가하였지만 K은 감소하였고, Mg, Ca, Fe, P는 일정한 변화를 보이지는 않았으며, 성숙 시기에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 성숙 시기에 따른 무기질 함량의 변화를 보면 ‘청록’ 품종의 잎에서 Mg, Ca, Na, Fe는 증가하는 경향을 나타내었다.
- 0:1을 나타내어 뿌리의 경우 현저하게 낮은 경향을 보이고 있으며, 성숙 시기에 따라서는 일정한 변화가 없었다. 그러므로 잎 부위에서는 클로로필 a의 함량이 높아 청록색이었으며, 줄기부위는 잎 부위보다 비율이 낮아 잎 부위보다 연한 청록색이었으며, 뿌리 부위는 비율이 비슷하여 백색이었다. Shin SC(1989)의 연구에서 고들빼기 잎의 클로로필 a:b는 3.
- 노지 재배 시금치는 품종, 성숙 시기에 따라 그리고 부위별로 함유되어 있는 성분에는 차이가 있다는 것을 알 수 있었다. 특히 일반적으로 폐기되어지는 부위인 뿌리에도 영양성분이 함유되어 있어 조리시 이용한다면 자원의 활용 측면으로 기여할 수 있을 것이다.
- 녹색 판정을 하는 a/b의 값은 잎의 앞면에서는 성숙될수록 대체적으로 증가되어 녹색도가 증가되었고, 잎의 앞면이 뒷면보다 수치가 높아 더 짙은 녹색을 나타내었다.
- 따라서 성숙 시기에 따른 영양 성분 변화의 분석 결과, 잎 부위에서 클로로필, 비타민 C, Na 함량과 색도의 a/b 값은 성숙될수록 증가되어 35일 성숙하였을 때 가장 높았고, 줄기나 뿌리 부위는 성숙 시기에 따라 일정한 변화가 없었다. 잎은 줄기나 뿌리 부위보다 클로로필, 비타민 C, Mg, Ca의 함량이 큰 차이로 높았으며, 뿌리에는 철의 함량이 높았다.
- 이러한 결과로부터 성숙 시기에 따라 비타민 C의 함량에 변화가 있다는 것을 알 수 있었고, 특히 부위별로는 줄기와 뿌리보다는 잎에 함량이 높다는 것을 알 수 있었다. 또한, 뿌리에도 그 양은 적으나 비타민 C가 함유되어 있다는 것을 본 실험 결과로부터 알 수 있었다. 비타민 C는 항산화 작용을 가지는 대표적인 물질로 알려져 있다(Park & Kim 1995).
- 본 실험의 시금치는 노지에서 직접 수확하여 즉시 실험실로 이송해서 측정한 결과로 높은 수치를 나타낸 것으로 사료되며, 고랭지 여름재배용 시금치 ‘광채’의 경우도 수확 직후의 비타민 C 함량이 166 mg/100 g이었다(Lee et al 2004).
- 잎, 줄기, 뿌리 부위의 무기질 함량에서 Mg과 Ca은 잎 부위, Fe은 뿌리 부위가 함량이 높았으며, Na, K, P는 잎, 줄기, 뿌리의 함량이 비슷하였다. 본 연구의 비타민 C나 클로로필 함량은 잎 부위가 줄기나 뿌리 부위보다 큰 차이로 높았으나, 무기질은 줄기나 뿌리 부위에서도 함량이 높았다. 특히 Fe은 헤모글로빈의 구성 성분으로 빈혈 예방에 도움이 되는 무기질로서 뿌리의 Fe의 함량은 일반 채소류에 비하여 높았다.
- 비타민 C 함량은 잎 부위에서 성숙될수록 증가하였는데, 클로로필이 있는 곳에 비타민 C도 존재하여 영양적으로 매우 우수하였고, 줄기 또는 흰 부위보다 잎 또는 푸른 부위에 비타민 C 함량이 많았다. 비타민 C의 경우 소요량의 94%를 과일이나 채소로부터 공급받고 있는데 산지에서 바로 수확한 시금치가 비타민 C의 좋은 급원이 됨을 알 수 있었다.
- 비타민 C 함량은 잎은 줄기에 비하여 ‘청록’은 9.4배, ‘땅딸이’는 4.5배 높았고, 잎은 뿌리에 비해서 각각 24.7배, 18.1배 높아, 잎은 줄기보다, 줄기는 뿌리보다 높았다.
- 뿌리에서는 Mg의 변화는 거의 없었고, Ca · K · Fe · P는 감소하였고, Na는 증가하는 경향을 나타내었다.
- 성숙 시기에 따라 수분 함량은 유의적인 차이를 보였으며 일정한 변화는 없었으나 대체로 35일 성숙하였을 때 감소하는 경향이었다. 35일 성숙하였을 때 수분 함량은 잎 부위에서 ‘땅딸이’가 90.
- 성숙 시기에 따른 무기질 함량의 변화를 보면 ‘청록’ 품종의 잎에서 Mg, Ca, Na, Fe는 증가하는 경향을 나타내었다.
- 성숙 시기에 따른 무기질의 함량 변화에서 Na은 성숙될수록 증가하였고, K은 감소되었으며, Mg, Ca, Fe, P은 성숙 시기에 따라 일정한 증가를 보이지 않았다. Mg과 Ca은 잎 부위, Fe은 뿌리 부위가 함량이 가장 높았고, 잎 부위는 이상적인 Ca과 P의 비율을 나타내어 무기질의 흡수 이용을 높일 것이라 사료된다.
- 성숙 시기에 따른 수분 함량은 일정한 변화는 없었으나 대체로 35일 성숙하였을 때 감소하는 경향이었고, 시금치 두 품종 모두 줄기의 수분 함량이 가장 높았고, 다음으로 잎, 뿌리 순으로 나타났다
- 성숙 시기에 따른 클로로필 함량은 잎 부위에서 성숙 시기에 따라 증가되어 35일 성숙하였을 때 수치가 가장 높았으며, 잎은 줄기나 뿌리보다 큰 차이로 높은 함량을 나타내었다. ‘청록’ 시금치의 클로로필 a와 b의 함량 비율은 잎에서 3.
- 68%로 높았다. 시금치 두 품종 모두 줄기의 수분 함량이 가장 높았고, 다음으로 잎, 뿌리의 순으로 나타났다.
- 시금치 잎 부위의 길이는 ‘청록’이 35일 성숙했을 때 12.33cm로 ‘땅딸이’보다 길었으며, 줄기 부위의 길이는 35일 성숙 했을 때 ‘청록’이 ‘땅딸이’보다 2배 길어 성숙 시기에 따라 급격한 성장의 변화를 보였다.
- 본 실험의 시금치는 노지에서 직접 수확하여 즉시 실험실로 이송해서 측정한 결과로 높은 수치를 나타낸 것으로 사료되며, 고랭지 여름재배용 시금치 ‘광채’의 경우도 수확 직후의 비타민 C 함량이 166 mg/100 g이었다(Lee et al 2004). 이러한 결과로부터 성숙 시기에 따라 비타민 C의 함량에 변화가 있다는 것을 알 수 있었고, 특히 부위별로는 줄기와 뿌리보다는 잎에 함량이 높다는 것을 알 수 있었다. 또한, 뿌리에도 그 양은 적으나 비타민 C가 함유되어 있다는 것을 본 실험 결과로부터 알 수 있었다.
- 잎 부위에서 ‘청록’ 시금치의 총 클로로필 함량은 성숙될수록 높게 나타나 35일 성숙하였을 때 가장 높았으며, p<0.001수준에서 유의적인 차이를 보였다.
- 잎, 줄기, 뿌리 부위의 무기질 함량에서 Mg과 Ca은 잎 부위, Fe은 뿌리 부위가 함량이 높았으며, Na, K, P는 잎, 줄기, 뿌리의 함량이 비슷하였다. 본 연구의 비타민 C나 클로로필 함량은 잎 부위가 줄기나 뿌리 부위보다 큰 차이로 높았으나, 무기질은 줄기나 뿌리 부위에서도 함량이 높았다.
- 따라서 성숙 시기에 따른 영양 성분 변화의 분석 결과, 잎 부위에서 클로로필, 비타민 C, Na 함량과 색도의 a/b 값은 성숙될수록 증가되어 35일 성숙하였을 때 가장 높았고, 줄기나 뿌리 부위는 성숙 시기에 따라 일정한 변화가 없었다. 잎은 줄기나 뿌리 부위보다 클로로필, 비타민 C, Mg, Ca의 함량이 큰 차이로 높았으며, 뿌리에는 철의 함량이 높았다. ‘청록’ 품종은 ‘땅딸이’보다 잎 부위에서 클로로필과 비타민 C의 함량이 높았다.
- 줄기 부위에서는 ‘땅딸이’보다 ‘청록’이 성숙 시기에 따라 큰 차이로 증가를 보여 무게가 많았으며, 뿌리 부위에서는 성숙 시기에 따라 큰 변화가 없었으며 ‘땅딸이’가 수치가 높았다.
후속연구
- 따라서 본 실험의 결과에서도 알 수 있듯이 노지 재배한 시금치에서 클로로필의 함량이 높았던 것은 일반 시금치보다 소비자들에게 좋은 구매 요건을 충족시킬 수 있을 것이다.
- 또한, 보다 많은 품종의 시금치를 재배하여 품종 간에 성분 변화 및 일반 노지 재배와 다른 재배 방법을 비교하여 재배환경이 시금치의 성분에 미치는 영향에 대한 연구도 앞으로 필요하다고 사료된다.
- 시금치는 성숙되는 시기에 따라, 그리고 잎, 줄기, 뿌리의 부위와 품종의 영양 성분에 대한 연구가 이루어지면 시금치를 섭취함에 있어 다양한 정보를 얻을 수 있으므로 생활에 있어서 중요한 자료가 될 수 있을 것이다.
- 비타민 C는 항산화 작용을 가지는 대표적인 물질로 알려져 있다(Park & Kim 1995). 이러한 관점으로 볼 때 우리가 일반적으로 폐기하기 쉬운 부분 뿌리부분을 조리에 응용할 수 있다면 이것 또한 자원의 재활용의 한 부분이 될 수 있을 것으로 생각되어진다.
- 노지 재배 시금치는 품종, 성숙 시기에 따라 그리고 부위별로 함유되어 있는 성분에는 차이가 있다는 것을 알 수 있었다. 특히 일반적으로 폐기되어지는 부위인 뿌리에도 영양성분이 함유되어 있어 조리시 이용한다면 자원의 활용 측면으로 기여할 수 있을 것이다.
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