고랭지 지역에서 재배한 녹두 품종들의 항산화 활성 및 아미노산 조성 비교 Comparison of Antioxidant activity and Amino Acid Components of Mungbean Cultivars Grown in Highland Area in Korea원문보기
본 연구는 고랭지 재배된 녹두의 항산활활성 및 유리아미노산 등 기능성물질로 알려진 GABA함량이 품종 간 그리고 나물 이용 시 어떤 차이가 있는지 살펴보기 위하여 수행되었다. 항산화활성 분석에서 '장안' 녹두의 활성이 높은 것으로 나타났으며, 나물의 활성이 종자보다 높은 것으로 나타났다. 작물의 기능성 관련 지표로 이용되는 총페놀 함량을 분석한 결과 고랭지 재배 녹두의 종실에 함유된 총페놀 함량은 $1,186-1,493\;{\mu}g\;g^{-1}$ 범위를 보였고, 나물은 $2,321-2,783\;{\mu}g\;g^{-1}$으로 분석되어 종실을 나물로 이용 시 총페놀 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다. 종실의 아미노산 함량 분석 결과, 대부분의 품종에서 glutamic acid 함량이 가장 높게 나타났으며 특히 '소선' 녹두의 함량이 높았다. 이들 아미노산 함량은 녹두나물 제조 시 현저히 증가되는 경향을 보였다. Valine과 arginine의 함량이 700mg $100g^{-1}$ 이상으로 가장 높은 함량을 보였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 녹두는 독특한 기능성 식품으로서의 개발 가능성이 높아 금후 새로운 대체작물로의 활용 가능성이 높을 것으로 생각된다.
본 연구는 고랭지 재배된 녹두의 항산활활성 및 유리아미노산 등 기능성물질로 알려진 GABA함량이 품종 간 그리고 나물 이용 시 어떤 차이가 있는지 살펴보기 위하여 수행되었다. 항산화활성 분석에서 '장안' 녹두의 활성이 높은 것으로 나타났으며, 나물의 활성이 종자보다 높은 것으로 나타났다. 작물의 기능성 관련 지표로 이용되는 총페놀 함량을 분석한 결과 고랭지 재배 녹두의 종실에 함유된 총페놀 함량은 $1,186-1,493\;{\mu}g\;g^{-1}$ 범위를 보였고, 나물은 $2,321-2,783\;{\mu}g\;g^{-1}$으로 분석되어 종실을 나물로 이용 시 총페놀 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다. 종실의 아미노산 함량 분석 결과, 대부분의 품종에서 glutamic acid 함량이 가장 높게 나타났으며 특히 '소선' 녹두의 함량이 높았다. 이들 아미노산 함량은 녹두나물 제조 시 현저히 증가되는 경향을 보였다. Valine과 arginine의 함량이 700mg $100g^{-1}$ 이상으로 가장 높은 함량을 보였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 녹두는 독특한 기능성 식품으로서의 개발 가능성이 높아 금후 새로운 대체작물로의 활용 가능성이 높을 것으로 생각된다.
This study was performed to investigate differences of antioxidant activity, the content of free amino acids including GABA(gama-amino butyric acid) among mungbean cultivars grown in Highland area (Jinbu) and to compare those between seeds and sprouts. In DPPH (diphenyl picrydrazyl) radical scavengi...
This study was performed to investigate differences of antioxidant activity, the content of free amino acids including GABA(gama-amino butyric acid) among mungbean cultivars grown in Highland area (Jinbu) and to compare those between seeds and sprouts. In DPPH (diphenyl picrydrazyl) radical scavenging activity, 'Jangan' mungbean activity was more higher than that of other cultivars. The content of total phenolic compounds of mungbean ranged from 1,186 to $1,493\;{\mu}g/g$ in seed and 2,321 to $2,783\;{\mu}g/g$ in sprout. Among amino acids of seeds, the content of glutamic acid was highest in 'Soseon' mungbean, and contents of almost amino acids increased during sprouting of seeds. The content of GABA that are known as a material having high functional effects on human body was also analyzed. When the relatively high content of GABA was observed in seeds of almost mungbean grown in highland, and their contents rapidly increased after sprouting from seeds. As a result of this experiment, it is expected that mungbean will be developed to a good alternative crop having high value as functional food materials in highland area of Korea.
This study was performed to investigate differences of antioxidant activity, the content of free amino acids including GABA(gama-amino butyric acid) among mungbean cultivars grown in Highland area (Jinbu) and to compare those between seeds and sprouts. In DPPH (diphenyl picrydrazyl) radical scavenging activity, 'Jangan' mungbean activity was more higher than that of other cultivars. The content of total phenolic compounds of mungbean ranged from 1,186 to $1,493\;{\mu}g/g$ in seed and 2,321 to $2,783\;{\mu}g/g$ in sprout. Among amino acids of seeds, the content of glutamic acid was highest in 'Soseon' mungbean, and contents of almost amino acids increased during sprouting of seeds. The content of GABA that are known as a material having high functional effects on human body was also analyzed. When the relatively high content of GABA was observed in seeds of almost mungbean grown in highland, and their contents rapidly increased after sprouting from seeds. As a result of this experiment, it is expected that mungbean will be developed to a good alternative crop having high value as functional food materials in highland area of Korea.
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문제 정의
본 연구는 고랭지 재배된 녹두의 항산활활성 및 유리아미노산 등 기능성물질로 알려진 GABA함량이 품종 간 그리고 나물 이용 시 어떤 차이가 있는지 살펴보기 위하여 수행되었다. 항산화활성 분석에서 '장안' 녹두의 활성이 높은 것으로 나타났으며, 나물의 활성이 종자보다 높은 것으로 나타났다.
본 연구에서는 고랭지재배 녹두 품종을 대상으로 종자와 나물의 항산화 활성도와 유리아미노산 조성을 살펴보고 GABA 함량을 분석하였다. 이를 통해 녹두의 고랭지 재배 후 고부가가치 기능성 작물로의 발전 가능성을 검토하고자 하였다.
제안 방법
0)으로 추출한 액을 ICP(Inductively Coupled Plasma, Optima 2100 DV of Perkin Elmer, USA)로 측정하였다. pH는 토양과 물의 비율을 1:5로 하여 초자전극을 이용하여 측정하였고, EC는 1:10의 비율로 진탕 추출 후 전기전도계로 분석하였다.
녹두종실과 녹두나물의 유리 아미노산 분석을 위하여 동결건조시료 0.5 g을 칭량하여 3% TCA(trichloroacetic acid) 10 mL를 주입하고 vortex mixer(Genie 2, Scientific industries, Inc, USA)로 교반 후 상온에서 1시간 진탕하였다. 15,000 rpm, 15분간 조건으로 원심분리한 후 상등액을 취하여 0.
본 연구에서는 고랭지재배 녹두 품종을 대상으로 종자와 나물의 항산화 활성도와 유리아미노산 조성을 살펴보고 GABA 함량을 분석하였다. 이를 통해 녹두의 고랭지 재배 후 고부가가치 기능성 작물로의 발전 가능성을 검토하고자 하였다.
4 kg을 시비하였고, 퇴비 1,200 kg, 석회 200 kg은 실량으로 시용하였다. 생육기간 중 초장, 개화기, 착협기 등의 생육특성을 조사하였고, 8월 24일에 수확하여 개체 당 협수, 100립중, 10 a당 수량 등 수량구성 요소를 조사하였다. 토양 특성 중 유기물은 Wakley-Black 법, 유효인산은 Lancaster 법, 그리고 양이온 분석은 1N-CH3COONH4(pH 7.
시험구는 1반복 당 24.5 m2(3.5 m × 7 m)로 난괴법 3반복 배치하였다.
시료 1 g에 80% EtOH 50 mL를 넣고 25℃에서 24시간 추출한 여과액을 시료액으로 사용하였다. 에탄올에 녹인 DPPH 용액(0.4 mM) 0.8 mL에 에탄올 일정량을 첨가하여 분광광도계의 흡광도 값이 0.95-0.99사이가 되도록 조절하였다. 시료액 0.
2 mL를 넣고 5분간 혼합하였다. 여기에 2% Na2CO3 1mL를 넣어 혼합하고 실온에서 1시간 동안 방치 후 716 nm에서 분광광도계(X-ma 2000, Human corporation, Korea)로 흡광도를 측정하여 미리 작성된 검량선에 의해 총 페놀 함량을 정량 분석하였다.
15 mL를 넣고 6분간 방치하였다. 여기에 4% NaOH 2 mL와 증류수0.7 mL를 넣어 진탕한 후 실온에서 15분간 반응시켜 510 nm에서 분광광도계(X-ma 2000, Human corporation, Korea)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 표준물질로서 quercetin의 농도를 1, 10, 20, 30, 50 mg L-1의 농도로 조제하여 시료와 같은 방법으로 흡광도를 측정한 후 표준곡선으로부터 함량을 구하였다.
아미노산 자동분석기(L-8900, Hitachi, Japan)에 사용된 이동상용액(PF-1,2,3,4,6, PF-RG, R-3, C-1) 과 발색용액인 Ninhydrin 용액은 Wako(Japan)제품을 사용하였고, 아미노산 분리는 이온교환컬럼(#2622SC PF)을 이용하였다. 컬럼과 reactor의 온도는 각각 50℃, 135℃로 하여 분석을 수행하였다. GABA 등 유리 아미노산의 표준용액은 Wako에서 제조된 Type ANⅡ, Type B를 혼합하여 사용하였다.
콩과작물에 있어 중요한 구성성분인 단백질의 조성을 구명하기 위해 고랭지 재배 녹두의 GABA 등 유리아미노산 함량을 분석하였다. 종실과 나물의 유리 아미노산 분석을 위하여 사용된 총 38종의 표준용액에 대한 얻어진 크로마토그램은 Fig.
7 mL를 넣어 진탕한 후 실온에서 15분간 반응시켜 510 nm에서 분광광도계(X-ma 2000, Human corporation, Korea)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 표준물질로서 quercetin의 농도를 1, 10, 20, 30, 50 mg L-1의 농도로 조제하여 시료와 같은 방법으로 흡광도를 측정한 후 표준곡선으로부터 함량을 구하였다.
대상 데이터
컬럼과 reactor의 온도는 각각 50℃, 135℃로 하여 분석을 수행하였다. GABA 등 유리 아미노산의 표준용액은 Wako에서 제조된 Type ANⅡ, Type B를 혼합하여 사용하였다.
본 연구는 2010년 강원도 평창군 진부면(해발 600 m)에 위치한 고령지농업연구센터 시험포장에서 수행되었다. 시험에 사용된 녹두 품종은 ‘다현’, ‘다선’, ‘금성’, ‘장안’, ‘남평’, ‘소선’ 녹두 6품종으로서 전남농업기술원으로부터 분양을 받았으며, 시험 토양의 pH는 5.
시험에 사용된 녹두 품종은 ‘다현’, ‘다선’, ‘금성’, ‘장안’, ‘남평’, ‘소선’ 녹두 6품종으로서 전남농업기술원으로부터 분양을 받았으며, 시험 토양의 pH는 5.3, 유효인산은 650.5 mg kg-1, 유기물 함량은 1.5% 이었다(Table 2).
45㎛ Millipore 여과막으로 여과한 후에 시료당 20 μL씩 분석기에 주입하였다. 아미노산 자동분석기(L-8900, Hitachi, Japan)에 사용된 이동상용액(PF-1,2,3,4,6, PF-RG, R-3, C-1) 과 발색용액인 Ninhydrin 용액은 Wako(Japan)제품을 사용하였고, 아미노산 분리는 이온교환컬럼(#2622SC PF)을 이용하였다. 컬럼과 reactor의 온도는 각각 50℃, 135℃로 하여 분석을 수행하였다.
파종은 2010년 5월 25일에 재식거리 80 cm × 30 cm로 하였다. 콩 표준시비는 농촌진흥청의 기준(1999)에 따라 10 a 당 성분량으로 질소 3 kg, 인산 3 kg, 칼리 3.4 kg을 시비하였고, 퇴비 1,200 kg, 석회 200 kg은 실량으로 시용하였다. 생육기간 중 초장, 개화기, 착협기 등의 생육특성을 조사하였고, 8월 24일에 수확하여 개체 당 협수, 100립중, 10 a당 수량 등 수량구성 요소를 조사하였다.
이론/모형
총 플라보노이드 함량은 Zhuang et al.(1992)등의 방법에 준하여 측정하였다. 총페놀함량 분석과 같은 방법으로 추출한 시료 0.
총페놀함량은 Folin-cioalteu's phenol 시약을 이용한 비색법에 준하여 분석하였다(Singleton et al., 1999).
생육기간 중 초장, 개화기, 착협기 등의 생육특성을 조사하였고, 8월 24일에 수확하여 개체 당 협수, 100립중, 10 a당 수량 등 수량구성 요소를 조사하였다. 토양 특성 중 유기물은 Wakley-Black 법, 유효인산은 Lancaster 법, 그리고 양이온 분석은 1N-CH3COONH4(pH 7.0)으로 추출한 액을 ICP(Inductively Coupled Plasma, Optima 2100 DV of Perkin Elmer, USA)로 측정하였다. pH는 토양과 물의 비율을 1:5로 하여 초자전극을 이용하여 측정하였고, EC는 1:10의 비율로 진탕 추출 후 전기전도계로 분석하였다.
항산화활성 측정은 DPPH(diphenyl picrydrazyl)법을 이용하였다(Jung and Roh, 2004). 시료 1 g에 80% EtOH 50 mL를 넣고 25℃에서 24시간 추출한 여과액을 시료액으로 사용하였다.
성능/효과
'남평' 녹두는 GABA의 함량이 139%로 최고 증가율을 나타냈으며, '다현' 녹두는 114%, '소선' 녹두 44%, '금성' 녹두 32%, '장안' 녹두 31%, 그리고 '다선' 녹두는 29% 증가율을 보였다.
4에 나타내었다. DPPH radical 소거활성능력과 총페놀 함량과 비슷하게 종실보다 나물에서 총 플라보노이드 함량이 높은 것으로 나타났다. 종실에 함유된 총 플라보노이드 함량은 '다선' 녹두가 가장 높았으며, 나물에서는 '소선' 녹두와 '다현' 녹두에서 높았다.
조사한 녹두 품종들 중 초장은 '다선'녹두가 가장 컸으며, '장안'녹두가 가장 작았다. 개화시와 착협시는 품종간 큰 차이가 없는 경향이었으며, 녹두품종들의 개화 및 착협은 파종 후 54일 내외에 시작되는 것으로 조사되었다. 파종 후 90일 되는 8월 24일에 수확하여 수량구성요소를 조사한 결과는 Table 4와 같다.
, 2009b). 고랭지에서 재배된 녹두의 품종별 총페놀 함량을 분석한 결과(Fig. 3), 종실에 함유된 총페놀 함량은 1,186~1,493 ㎍/g 범위를 보였고, 나물은 2,321~2,783 ㎍/g으로 분석되어 종실을 나물로 이용시 총페놀 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다. 종실의 총페놀 함량이 높은 품종은 '다선' 녹두, '다현' 녹두, '장안' 녹두, '남평' 녹두, '소선' 녹두였으며, 나물 중에는 '다선' 녹두와 '소선' 녹두에서 높았다.
본 연구에서 분석된 DPPH radical 소거활성, 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량을 종합적으로 판단해 볼 때, 종실을 나물로 이용 시에 분석된 세 가지 항목의 함량이 증가되는 결과를 보였으며, 종실과 나물에서 DPPH radical 소거활성이 높았던 '장안' 녹두, '다현' 녹두, '소선' 녹두가 총페놀 함량이 높은 경향을 보였다.
항산화활성 분석에서 '장안' 녹두의 활성이 높은 것으로 나타났으며, 나물의 활성이 종자보다 높은 것으로 나타났다. 작물의 기능성 관련 지표로 이용되는 총페놀 함량을 분석한 결과 고랭지 재배 녹두의 종실에 함유된 총페놀 함량은 1,186-1,493 ㎍ g-1 범위를 보였고, 나물은 2,321-2,783 ㎍ g-1으로 분석되어 종실을 나물로 이용 시 총페놀 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다. 종실의 아미노산 함량 분석 결과, 대부분의 품종에서 glutamic acid 함량이 가장 높게 나타났으며 특히 '소선' 녹두의 함량이 높았다.
조사한 녹두 품종들 중 초장은 '다선'녹두가 가장 컸으며, '장안'녹두가 가장 작았다.
9 mg/100 g로 가장 높았다. 종실에 함유된 유리아미노산 중 aspartic acid와 arginine의 함량은 glutamic acid 다음으로 높은 것으로 나타났다. aspartic acid와 arginine의 함량이 가장 높은 품종은 '금성'녹두로 분석되었다.
종실에 함유된 총 플라보노이드 함량은 '다선' 녹두가 가장 높았으며, 나물에서는 '소선' 녹두와 '다현' 녹두에서 높았다.
종실의 아미노산 함량 분석 결과, 대부분의 품종에서 glutamic acid 함량이 가장 높게 나타났으며 특히 '소선' 녹두의 함량이 높았다.
종실의 총페놀 함량이 높은 품종은 '다선' 녹두, '다현' 녹두, '장안' 녹두, '남평' 녹두, '소선' 녹두였으며, 나물 중에는 '다선' 녹두와 '소선' 녹두에서 높았다.
종실의 활성도는 '장안' 녹두가 가장 높았고, 나물에서는 '장안' 녹두와 '다현' 녹두가 다른 품종에 비해 DPPH radical 소거활성 능력이 높았다.
한편, 종실을 나물로 이용했을 때 glycine을 제외한 대부분의 유리 아미노산의 함량(Table 6)이 증가하는 경향을 보였다. 아미노산 중 valine과 arginine은 나물 이용 시에 그 함량이 증가하여 700 mg/100 g 수준까지 증가하였으며, 그 함량이 가장 높은 품종은 '장안'녹두였다.
항산화활성 분석에서 '장안' 녹두의 활성이 높은 것으로 나타났으며, 나물의 활성이 종자보다 높은 것으로 나타났다.
후속연구
, 2003)에 따르면 이들 작물에 함유된 GABA 함량은 10 mg/100 g 이하였다. 본 연구에서 분석된 녹두종실과 나물에 함유된 GABA함량은 다른 작물과 비교해 볼 때 매우 높은 것으로 분석되어 금후 기능성 식품으로서의 효용가치가 크다고 할 수 있다. 특히, 나물로 이용되는 녹두에서 GABA와 같은 유용한 아미노산이 증가되는 사실이 알려지고 GABA의 기능성에 대한 인식이 확대될 경우 녹두나물 관련 식품산업의 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
Valine과 arginine의 함량이 700mg 100g-1 이상으로 가장 높은 함량을 보였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 녹두는 독특한 기능성 식품으로서의 개발 가능성이 높아 금후 새로운 대체작물로의 활용 가능성이 높을 것으로 생각된다.
이처럼 나물 이용 시에 아미노산이 증감하는 현상을 구명하기 위하여 아미노산의 합성과 대사과정에 대한 유연관계 연구가 필요한데, 나물 재배시 생육단계 별로 환경요인에 대한 연구가 심도 있게 진행되어야 할 것으로 생각된다.
본 연구에서 분석된 녹두종실과 나물에 함유된 GABA함량은 다른 작물과 비교해 볼 때 매우 높은 것으로 분석되어 금후 기능성 식품으로서의 효용가치가 크다고 할 수 있다. 특히, 나물로 이용되는 녹두에서 GABA와 같은 유용한 아미노산이 증가되는 사실이 알려지고 GABA의 기능성에 대한 인식이 확대될 경우 녹두나물 관련 식품산업의 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹두의 단백질 함량은?
녹두는 다른 콩과 작물과 마찬가지로 풍부한 단백질 공급원이 될 수 있다. 일반적으로 알려진 콩의 단백질 함량 41.3% 보다는 낮으나 21.2%로 비교적 높은 함량을 갖고 있다(Kang et al., 1971).
녹두의 분류학적 위치는?
녹두(Vigna radiata L. Wilczek)는 콩과(Leguminosae)에 속하며 식미가 독특하여 콩과작물 중 콩, 팥 다음으로 이용도가 높고, 식용 뿐 아니라 약용으로도 이용되어 왔다(Ko et al., 1982).
녹두는 식용으로는 어떤 형태로 이용되는가?
, 1982). 식용으로는 녹두전, 묵(청포묵), 죽, 전병, 숙주나물 형태로 이용된다(Kim et al., 1981).
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