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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 조생종과 만생종으로 구분한 신안 섬초와 육지에서 생산되는 시금치 및 비닐하우스에서 재배되는 시금치를 대상으로 영양성분 및 이화학적 특성을 조사하였다.
제안 방법
- Tannic acid를 이용하여 0, 25, 50, 100, 200 μg/mL의 농도로 표준곡선을 작성한 후 함량을 구하였다.
- 두께 측정은 시금치의 바깥 잎과 중간 잎에 해당하는 부위를 calipers (Mitutoy Co., Japan)를 이용하여 20회 이상 반복 측정하여 평균값을 구하였으며, 경도(Hardness)는 형태가 균일한 시료를 취하여 바깥 잎과 중간 잎에 해당하는 부위를 Texture analyzer (TA-XT2, Stable Micro Systems Survey, England)를 이용하여 측정하였다.
- 시료 0.5 g을 취하여 HNO3:H3PO4 (5:1) 5 mL를 가하여 Microwave digestion (CEM, USA)를 이용하여 150℃ 이하에서 분해 한 후 5 M H3PO4 용액으로 정용하여 ICP/MS (Perkin Elmer, USA)를 이용하여 분석하였다.
- 유리당 분석은 시료를 80% ethanol로 80℃ 수욕조에서 1시간 동안 환류 추출한 다음 Sep-pak C18 cartridges(Milipore, USA)를 통과시킨 후 0.2 μm membrane filter로 여과한 다음 HPLC (Perkin Elmer, U.S.A.)로 분석하였으며, 표준 용액은 fructose, glucose, sucrose를 각각 0.5~5.0mg/mL로 조제하여 표준곡선을 작성하였다.
- 전라남도 신안군에서 재배되는 시금치인 신안 섬초의 특성을 알아보기 위하여 신안 섬초(조생종 5건, 만생종 5건), 포항초(조생종 2건, 만생종 2건), 남해초(조생종 2건, 만생종 2건) 및 비닐하우스 시금치(조생종 2건) 등 20건을 대상으로 형태학적 및 이화학적 특성 등을 분석하였다.
- 총 폴리페놀 함량(15)은 위의 추출액 2 mL에 2배로 희석한 Folin 시약 2 mL를 첨가하고 잘 혼합하여 3분간 방치한 후 2 mL의 10% Na2CO3를 앙금이 생기지 않도록 서서히 가하고 1시간 방치한 후 700 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 총 플라보노이드 분석(14)은 위의 추출액 0.5mL를 취하여 10% aluminium nitrate 0.1 mL와 1 M potassium acetate 0.1 mL를 첨가하고 80% ethanol 4.3 mL에 혼합하여 실온(25℃)에서 40분 방치한 후 415 nm에서 흡광도를 측정하여 총 플라보노이드 함량을 측정하였다.
- 표준품은 quercetin을 이용하여 표준곡선(0, 25, 50, 100, 250, 500 μg/mL)을 작성하고 함량을 구하였다.
대상 데이터
- 분석조건은 Nebulizer Gas Flow (NEB) ; 1.12, Auxiliary Gas Flow ; 1.25, Plasma Gas Flow ; 16.00, Lens Voltage ; 7.5, ICP RF Power; 1300.00, Pulse Stage Voltage ; 1070.00, DRC Mode NEB; 1.12, Lens Voltage Start ; 2.00 V, Lens Voltage End ; 9.50 V, Lens Voltage Step ; 0.25 V이었다.
- 수소화합물 발생을 위해 표준용액을 시료와 동일하게 5 M H3PO4 용액으로 제조하여 사용하였고, 환원제로 0.5% NaOH 용액에 1.5% NaBH4를 녹인 용액을 사용하였다.
- 시금치 시료는 재배지역 및 품종을 달리하여 신안 비금섬초(조생종 5건, 만생종 5건), 경북 포항초(조생종 2건, 만생종 2건), 경남 남해초(조생종 2건, 만생종 2건) 및 비닐하우스 재배 시금치(조생종 2건) 등 총 20건을 대상으로 세척하여 물기를 제거한 후 blender (Blixer 5, Robot Coupe, France)로 마쇄한 후 냉장고에 보관하면서 분석용 시료로 사용하였으며 시료에 관한 내용은 Table 1과 같다.
데이터처리
- 측정조건은 load cell 5 kg, deformation rate : 85%, speed : 1.0 mm/sec, plunger diameter : 4 mm 이었으며, 결과는 20회 이상 반복 측정하여 평균값과 표준편차를 구하였다.
이론/모형
- 시금치의 일반성분 분석은 AOAC법(9)과 식품공전(10)에 따라 분석하였다. 즉 수분함량은 105℃ 상압가열 건조법으로, 회분은 직접회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백질은 micro-Kjeldahl법으로 각각 분석하였다.
- 시료의 총당은 Phenol-H2SO4법(13)을 이용하여 측정하였다. 즉, 건조 시료 3 g을 취하여 70% ethanol 60 mL를 가하고 80℃ 수욕상에서 2시간동안 환류 추출한 다음 여과지(Whatman No.
- 식이섬유는 Prosky 법(12)을 이용하여 시료를 정확히 달아 500 mL 비이커에 넣고 0.08 M phosphate buffer (pH 6.0) 50 mL를 가한 후 amylase, protease, amyloglucosidase를 이용하여 차례로 가수분해 한 다음 방냉하고 4배 정도의 95% 에탄올을 가하여 방치한 후, 미리 cellite를 넣어 항량을 구해 놓은 crucible로 여과하여 105℃ 건조기에서 하룻밤 건조 · 칭량한 후 각각의 단백질 및 회분 함량을 측정하여 식이섬유 함량을 구하였다.
- 즉 수분함량은 105℃ 상압가열 건조법으로, 회분은 직접회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백질은 micro-Kjeldahl법으로 각각 분석하였다.
성능/효과
- 또한 신안 섬초 조생종의 유리당 함량은 만생종과 비슷한 함량 분포를 보여 타 지역인 포항초와 남해초의 조생종 시금치의 유리당 함량에 비해 높은 결과를 보여 상대적으로 당 함량이 많음을 알 수 있었다(Fig.2).
- 유리당 및 총당을 측정한 결과, 유리당의 경우 신안 섬초 4건(조생종 3건, 만생종 1건), 포항초 1건(만생종 1건), 남해초 2건(만생종 1건, 조생종 1건) 등이 타 시료에 비해 함량이 높았으며, 신안 섬초가 가장 높은 비율을 차지하고 있었다.
- 시료별 조생종과 만생종의 총 식이섬유를 분석한 결과는 Fig. 1과 같이 만생종(2.94~3.91 g%)보다는 조생종(3.39~5.38 g%)의 식이섬유 함량이 더 높은 결과를 보였으며, 포항초 조생종이 5.38 g%로 가장 높은 함량을 보였다. 지역별로는 조생종과 만생종 모두 포항초가 가장 높았으며 남해초, 신안 섬초, 비닐하우스 시금치 순으로 나타났으며, 노지 시금치 중 신안 섬초가 가장 낮은 식이섬유 함량을 보였다.
- Calipers를 이용하여 측정한 두께는 신안 섬초가 중간잎(0.51±0.08 mm)과 끝잎(0.88±0.17 mm) 모두 가장 두터웠으며, 포항초, 남해초, 비닐하우스 시금치 순으로 나타났다.
- Fig. 4는 시금치 시료별 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과로서, 신안 섬초 조생종 1건(110.45 mg%)과 남해초 조생종 1건(122.66 mg%)을 제외한 모든 시료에서 132.23~218.40 mg% 정도의 고른 함량 분포를 보였다.
- 농촌진흥청(16)에서 제시한 식품성분표에서 시금치의 가식부 100 g당 일반성분은 수분 89.40%, 단백질 3.1%, 지방 0.5%, 회분 1.0%라고 하였으며, 비닐하우스 시금치의 경우 수분 90.4%, 단백질 2.8%, 지방 0.4%, 회분이 1.1%라고 하여 본 연구에서는 조지방 함량이 비슷하게 분석되었으며 회분과 조단백질 함량은 다소 높게 나타났음을 알 수 있었다.
- 또한 포항 조생종(5.10 g/kg)의 경우를 제외하고 모든 시료에서 sucrose 함량이 전체 유리당 함량에 영향을 주는 것으로 분석되었다.
- 시금치 잎의 두께는 신안 섬초 > 포항초 > 남해초 > 비닐하우스 시금치 순이었으며, 경도의 경우 포항초 > 남해초 > 신안 섬초 > 비닐하우스 시금치 순으로 나타났다.
- 시료별 게르마늄 평균 함량은 신안 섬초가 47.46 μg/kg, 남해초 30.13 μg/kg, 포항초 26.39 μg/kg, 비닐하우스 시금치 25.32 μg/kg 순으로 나타나 신안 섬초가 타 지역 시금치에 비해 많은 게르마늄 함량 분포를 보였다.
- 시료별 색도를 비교 측정한 결과는 Table 4에서와 같이 L값, a값, b값 모두 시료간 큰 차이점을 관찰할 수 없었으나, 비닐하우스 시금치의 경우 명도(L값), 적색도(a값), 황색도(b값) 모두 노지 시금치에 비해 다소 낮은 결과를 보였다.
- 시료별 유리당 함량 분포는 신안 섬초 4건(조생종 3건, 만생종 1건), 포항초 1건(만생종 1건), 남해초 2건(만생종 1건, 조생종 1건) 등이 타 시료에 비해 유리당 함량이 높았으며 그 중 신안 섬초가 가장 높은 비율을 차지하고 있었다.
- 신안 섬초 만생종이 82.61 μg/kg, 신안 조생종 79.42 μg/kg, 신안 조생종 63.82 μg/kg, 신안 조생종 61.63 μg/kg으로 가장 높은 결과를 보여 신안 섬초가 타 지역 시금치에 비해 높은 게르마늄 함량 분포를 보였으며, 지역별 평균 함량도 신안 섬초가 47.46 μg/kg, 남해초 30.13μg/kg, 포항초 26.39 μg/kg, 비닐하우스 시금치 25.32 μg/kg 순으로 나타나 신안 섬초가 타 지역 시금치에 비해 게르마늄을 많이 함유하고 있음을 알 수 있었다.
- 유리당의 경우 glucose, fructose, sucrose가 분석되었으며, 총 유리당 함량이 5.10~61.53 g/kg으로 나타나 지역 간, 품종간의 유리당 함량의 차이를 보였다.
- 이러한 결과는 유리당 분석결과에서와 같이 신안 섬초 조생종의 경우 타 지역 조생종에 비해 높은 총당 함량은 신안 섬초가 타 지역 시금치에 비해 당도가 높음을 알 수 있었다.
- 이상의 결과로 보아 신안 섬초가 형태학적으로 차이를 보였으며, 당 함량, 게르마늄 함량 등이 타 지역 시금치에 비해 높은 결과를 보여 차이가 있음을 알 수 있었다.
- 지역별 평균 수분함량은 포항 조생종 시금치(89.1%), 비닐하우스(조생종) 시금치(88.3%) 순으로 높은 함량을 보였으며, 나머지 시료는 시료간 유의적 차이를 보이지 않았다.
- 지역별로는 조생종과 만생종 모두 포항초가 가장 높았으며 남해초, 신안 섬초, 비닐하우스 시금치 순으로 나타났으며, 노지 시금치 중 신안 섬초가 가장 낮은 식이섬유 함량을 보였다.
- 총 식이섬유는 조생종(3.39~5.38 mg%)이 만생종(2.94~3.91 mg%)보다 높았으며, 지역별로는 포항초 > 남해초 > 신안 섬초 > 비닐하우스 시금치 순으로 나타났다.
- 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과 플라보노이드 분석결과와 비슷한 분포를 보였으며, 신안 조생종(84.56 mg%)을 제외한 모든 시료에서 102.32~186.45 mg% 정도의 함량 분포를 보였다(Fig. 5).
- 총 플라보노이드 함량은 신안 섬초조생종 1건(110.45 mg%)과 남해초 조생종 1건(122.66 mg%)을 제외한 모든 시료에서 132.23~218.40 mg% 정도 고르게 분포하였으며 총 폴리페놀 함량도 비슷한 결과를 보였다.
- 총당 분석 결과(Fig. 3) 4.55~41.57 g/kg으로 시료간 차이를 보였으며, 신안 섬초 3건(만생종 2건, 조생종 1건), 포항초 1건(만생종 1건), 남해초 2건(만생종 1건, 조생종 1건)에서 높은 총당 함량을 보였다. 이러한 결과는 유리당 분석결과에서와 같이 신안 섬초 조생종의 경우 타 지역 조생종에 비해 높은 총당 함량은 신안 섬초가 타 지역 시금치에 비해 당도가 높음을 알 수 있었다.
- 회분 분석 결과 신안 섬초의 조생종, 만생종이 다른 시료에 비해 조금 높은 경향을 보였다.
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