7종 해조류 NDF에 결합된 미량무기질(Fe, Zn, Cu, Mn) 함량 및 추정 이용률 Substantial Estimated Availability and NDF-Bound Trace Minerals (Fe, Zn, Cu, and Mn) Contents of Seven Different Seaweeds원문보기
본 연구는 해조류 세포벽에 결합된 무기질은 모두 이용되지 않는다는 전제하에 해조류의 세포벽물질(중성세제불용성섬유: neutral detergent fiber, NDF)을 측정하고 이에 결합된 미량 무기질 Fe, Cu, Zn, Mn의 함량을 조사하여 해조류내에 함유되어 있는 무기질 함량에서 빼줌으로써 계산하여 해조류의 무기질 이용률을 추정하였다. 해조류 총 7종에 대해, 해조류 100 g당 NDF에 결합된 무기질 Zn, Cu, Mn의 평균 함량은 각각 1.78, 0.43, 0.23 mg으로 그에 따른 이용률이 각각 90.56, 85.43, 87.26%로 모두 85% 이상의 높은 이용률을 나타냈다. 반면, Fe은 NDF에 결합된 무기질 함량이 22.42 mg/100 g으로 비교적 많은 양이 결합되어 있어 그 이용률은 68.36%로 낮은 이용률을 보였다. Fe이 NDF에 가장 많이 결합한다는 보고와 같이 해조류에서도 식이섬유인 NDF에 결합된 Fe의 함량이 많아 그 이용률은 상대적으로 낮았다. 하지만 그 외 Zn, Cu, Mn의 이용률은 85% 이상으로 높아 인체 내의 소화율을 고려한다 하더라도 이들 무기질은 높은 추정 이용률을 보일 것으로 판단되어 인체 영양상 미량 무기질의 좋은 식품자원으로써 그 이용을 기대해 본다.
본 연구는 해조류 세포벽에 결합된 무기질은 모두 이용되지 않는다는 전제하에 해조류의 세포벽물질(중성세제불용성섬유: neutral detergent fiber, NDF)을 측정하고 이에 결합된 미량 무기질 Fe, Cu, Zn, Mn의 함량을 조사하여 해조류내에 함유되어 있는 무기질 함량에서 빼줌으로써 계산하여 해조류의 무기질 이용률을 추정하였다. 해조류 총 7종에 대해, 해조류 100 g당 NDF에 결합된 무기질 Zn, Cu, Mn의 평균 함량은 각각 1.78, 0.43, 0.23 mg으로 그에 따른 이용률이 각각 90.56, 85.43, 87.26%로 모두 85% 이상의 높은 이용률을 나타냈다. 반면, Fe은 NDF에 결합된 무기질 함량이 22.42 mg/100 g으로 비교적 많은 양이 결합되어 있어 그 이용률은 68.36%로 낮은 이용률을 보였다. Fe이 NDF에 가장 많이 결합한다는 보고와 같이 해조류에서도 식이섬유인 NDF에 결합된 Fe의 함량이 많아 그 이용률은 상대적으로 낮았다. 하지만 그 외 Zn, Cu, Mn의 이용률은 85% 이상으로 높아 인체 내의 소화율을 고려한다 하더라도 이들 무기질은 높은 추정 이용률을 보일 것으로 판단되어 인체 영양상 미량 무기질의 좋은 식품자원으로써 그 이용을 기대해 본다.
The substantial trace mineral usabilities of seven seaweeds for nutrient evaluation have been studied. As the neutral detergent fiber (NDF) bound trace minerals have been known to be indigestible, these contents were excluded in the digestible trace mineral contents evaluation. Therefore, those four...
The substantial trace mineral usabilities of seven seaweeds for nutrient evaluation have been studied. As the neutral detergent fiber (NDF) bound trace minerals have been known to be indigestible, these contents were excluded in the digestible trace mineral contents evaluation. Therefore, those four trace mineral contents in seven seaweeds and their NDF-bound contents were estimated. Consequently, the NDF-bound Zn, Cu and Mn contents, except Fe, in seven seaweeds were between 10 and 20% of total trace mineral contents, thus 80~90% of seaweeds trace minerals were observed to be substantially digestible. Although the average estimated availability of Fe in the seaweeds were relatively low, those Zn, Cu and Mn were high in relative to those total contents. Thus, even with consideration of their digestibility, seaweeds could be one of good sources of trace minerals for human nutrition because of their high availabilities of Zn, Cu and Mn.
The substantial trace mineral usabilities of seven seaweeds for nutrient evaluation have been studied. As the neutral detergent fiber (NDF) bound trace minerals have been known to be indigestible, these contents were excluded in the digestible trace mineral contents evaluation. Therefore, those four trace mineral contents in seven seaweeds and their NDF-bound contents were estimated. Consequently, the NDF-bound Zn, Cu and Mn contents, except Fe, in seven seaweeds were between 10 and 20% of total trace mineral contents, thus 80~90% of seaweeds trace minerals were observed to be substantially digestible. Although the average estimated availability of Fe in the seaweeds were relatively low, those Zn, Cu and Mn were high in relative to those total contents. Thus, even with consideration of their digestibility, seaweeds could be one of good sources of trace minerals for human nutrition because of their high availabilities of Zn, Cu and Mn.
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문제 정의
따라서 본 연구는 세포벽 무기질은 모두 이용되지 않는다는 전제하에 해조류의 세포벽물질(중성세제불용성섬유: neutral detergent fiber, NDF)을 측정하고 이에 결합된 미량 무기질 Fe, Zn, Cu, Mn의 함량을 조사하여, 해조류 내에 함유되어 있는 무기질 함량에서 감한 후 계산하여 해조류의 무기질 추정 이용률을 평가하고자 하였다.
가설 설정
2)All values are means±SD in triplicates.
2)All values are means±SD of triplicates.
3)The different letters are significantly different between the treatment (p<0.05).
3)The different letters in the same column are significantly different between the treatment (p<0.05).
제안 방법
흡인여과법을 사용하여 뜨거운 증류수(90～100℃)로 침전물을 3번 씻어낸 다음 acetone으로 더 이상 용액이 색깔을 띠지 않을 때까지 2～3회 씻어내며 여과하였다. 그 후 105℃ dry oven(Dong Kyeong Scientific, Seoul, Korea)에서 하룻밤 건조시킨 다음 잔사를 측정하고, 다음과 같이 NDF 함량을 측정하였다.
회화가 끝난 도가니에 HCl 1:1 용액을 30 mL 넣은 후 하룻밤 방치시키고 증류수를 이용하여 분해 플라스크에 옮겨 hot plate에서 20분 정도 완전히 분해시켰다. 뜨거운 증류수로 여과하면서 100 mL 정용 플라스크에 맞추고, 이를 Perkin Elmer사의 무기질 자동분석기 ICP-OES(Hergenreder PerkinElmer Inc., Shelton, CT, USA)에서 분석하였으며, 그 조건은 Table 2와 같다.
본 연구는 해조류 세포벽에 결합된 무기질은 모두 이용되지 않는다는 전제하에 해조류의 세포벽물질(중성세제불용 성섬유: neutral detergent fiber, NDF)을 측정하고 이에 결합된 미량 무기질 Fe, Cu, Zn, Mn의 함량을 조사하여 해조류 내에 함유되어 있는 무기질 함량에서 빼줌으로써 계산하여 해조류의 무기질 이용률을 추정하였다. 해조류 총 7종에 대해, 해조류 100 g당 NDF에 결합된 무기질 Zn, Cu, Mn의 평균 함량은 각각 1.
추정이용률은 해조류 건물(dry matter, DM) 100 g당 무기질 함량(mg)에서 해조류 NDF 100 g당 결합된 무기질 함량(mg)을 측정한 후 다음과 같이 구하였다.
해조류에 함유된 무기질은 건식분해 후 분석하였고, 해조류 NDF에 결합된 무기질 역시 동일한 방법으로 다음과 같이 분석하였다. NDF의 함량을 측정한 후 잔사를 여과지채로 도가니에 넣어 600oC에서 2시간 이상 회화한 뒤 실온으로 방냉시켰다.
5 g sodium sulfate를 완전히 녹인 후 boiling water bath(Foss Tecator)에 장착한 후 5～10분 사이에 끓도록 하여 끓기 시작하면 정확히 60분간 가열한 후 여과하였다. 흡인여과법을 사용하여 뜨거운 증류수(90～100℃)로 침전물을 3번 씻어낸 다음 acetone으로 더 이상 용액이 색깔을 띠지 않을 때까지 2～3회 씻어내며 여과하였다. 그 후 105℃ dry oven(Dong Kyeong Scientific, Seoul, Korea)에서 하룻밤 건조시킨 다음 잔사를 측정하고, 다음과 같이 NDF 함량을 측정하였다.
대상 데이터
구입한 시료 중 마른 김과 염분이 제거되어 건조된 톳은 바로 0.5 mm screen이 부착된 Wieley mill(1093, Cyclotec Mill, Foss Tecator, Hoganas, Sweden)로 분쇄하여 polyethylene bottle에 담아 저온(5℃ 이하)에서 보관하였다. 염장처리가 되어 있는 매생이, 파래, 꼬시래기는 염분을 제거하기 위해 하루 동안 수돗물에 충분히 침지한 후 두세 번 세척하고 물기를 없앴다.
매생이, 파래, 꼬시래기는 겨울철 2～3개월 동안 자라 일부 지역에서만 채취되어 대부분이 자연 재료로 판매된다. 따라서 생산량이 불안정하고 가격 변동 폭이 매우 크다는 특성이 있어, 모든 시료는 12월～1월에 구매하였다.
본 실험에서 시료로 사용한 해조류는 시판 식용해조류인 톳, 다시마, 미역, 매생이, 파래, 꼬시래기, 김 등 총 7종으로 Table 1과 같다. 톳, 다시마, 미역, 김은 부산 롯데마트 하단점 내 건어물 코너에서 마른제품을 구입하였고, 매생이, 파래, 꼬시래기는 부산 자갈치 시장에서 염장처리 된 것을 구매하였다.
본 실험에서 시료로 사용한 해조류는 시판 식용해조류인 톳, 다시마, 미역, 매생이, 파래, 꼬시래기, 김 등 총 7종으로 Table 1과 같다. 톳, 다시마, 미역, 김은 부산 롯데마트 하단점 내 건어물 코너에서 마른제품을 구입하였고, 매생이, 파래, 꼬시래기는 부산 자갈치 시장에서 염장처리 된 것을 구매하였다. 매생이, 파래, 꼬시래기는 겨울철 2～3개월 동안 자라 일부 지역에서만 채취되어 대부분이 자연 재료로 판매된다.
데이터처리
각 평균 간의 유의차 검정은 Duncan's multiple range test로 검정을 실시하였으며, 모든 유의차는 유의수준 p<0.05에서 비교하였다.
본 실험의 모든 결과는 SAS(Statistical Analysis System Institute Inc., Cary, NC, USA)에 의하여 평균과 표준편차로 표시하고 ANOVA test에 의해 분석하였다. 각 평균 간의 유의차 검정은 Duncan's multiple range test로 검정을 실시하였으며, 모든 유의차는 유의수준 p<0.
이론/모형
NDF는 Van Soest와 Wine법으로(15) 분석하였다. 중성세제용액은 1 L 증류수에 sodium lauryl sulfate 30 g과 disodium EDTA 18.
성능/효과
78 mg 결합되어 있었다. Cu 또한 건조된 해조류 100 g 당 가장 높게는 톳 0.55 mg에서부터 가장 낮게는 꼬시래기 0.29 mg으로 평균 0.43 mg 결합되어 있었으며, Mn은 가장 높게는 매생이 0.45 mg에서부터 낮게는 다시마 0.08 mg으로, 평균 0.23 mg 결합되어 있었다.
해조류 시료 총 7종에 대한 NDF 함량은 Table 4와 같고, 모든 시료는 DM 기준으로 비교하였다. NDF 함량은 매생이가 56.36%로 가장 높은 함량을 보였고, 다음으로 톳 51.34%, 파래 46.42%, 꼬시래기 44.76%, 다시마 36.86%, 김 34.11%, 미역 22.84% 순으로 낮은 함량을 보였다.
해조류의 미량 무기질(Fe, Zn, Cu, Mn)의 추정 이용률은 Table 7과 같다. Zn의 평균 이용률은 90.56%로 가장 높은 이용률을 보였고, Cu, Mn이 각각 85.43, 87.26%의 이용률을 보였다. Zn의 경우에는 꼬시래기에서 97.
건조물 기준으로 해조류 100 g 당 미량 무기질인 Fe 함량은 높게는 파래 54.29 mg에서부터 낮게는 김 6.33 mg으로 평균 22.42 mg 결합되어 있었고, Zn 또한 가장 높게는 파래에서 3.92 mg, 낮게는 김 0.68 mg으로 평균 1.78 mg 결합되어 있었다. Cu 또한 건조된 해조류 100 g 당 가장 높게는 톳 0.
결과를 종합해볼 때 Fe의 경우, 해조류 내 함유된 무기질의 함량은 가장 많았으나, 높은 식이섬유 함량과 그에 결합된 무기질 함량이 많아 실질적인 이용량은 상대적으로 가장 적었다. 이는 Eom 등(16)의 콩나물 재배기간에 따른 NDF에 결합된 무기질 함량 중 Fe이 가장 많이 결합되어 있다는 보고와 일치했고, 식이섬유에 의한 Fe의 결합력은 pH 의존적이라는 Kye(17)의 보고에서와 같이 Fe이 NDF에 가장 많이 결합된다는 보고와 일치하였다.
따라서 해조류 내 미량 무기질 함량이 높아도 높은 식이섬유 함량과 그에 결합된 무기질 함량이 높으면 실질적인 무기질 이용량은 낮았고, NDF의 함량이 높더라도 결합 무기질 함량이 낮다면 이용률에는 크게 영향을 미치지 않았다.
해조류 7종에 대한 미량 무기질(Fe, Zn, Cu, Mn)의 함량은 Table 3과 같다. 미량 무기질인 Fe 함량은 가장 높게는 매생이 139.47 mg/100 g에서부터 가장 낮게는 미역 24.89 mg/100 g로 평균 64.26 mg/100 g이었으며, Zn은 가장 높게는 꼬시래기 40.14 mg/100 g에서부터 가장 낮게는 매생이 8.89 mg/100 g로 평균 21.19 mg/100 g이었다. Cu는 가장 높게는 톳 6.
본 연구는 해조류 세포벽에 결합된 무기질은 모두 이용되지 않는다는 전제하에 해조류의 세포벽물질(중성세제불용 성섬유: neutral detergent fiber, NDF)을 측정하고 이에 결합된 미량 무기질 Fe, Cu, Zn, Mn의 함량을 조사하여 해조류 내에 함유되어 있는 무기질 함량에서 빼줌으로써 계산하여 해조류의 무기질 이용률을 추정하였다. 해조류 총 7종에 대해, 해조류 100 g당 NDF에 결합된 무기질 Zn, Cu, Mn의 평균 함량은 각각 1.78, 0.43, 0.23 mg으로 그에 따른 이용률이 각각 90.56, 85.43, 87.26%로 모두 85% 이상의 높은 이용률을 나타냈다. 반면, Fe은 NDF에 결합된 무기질 함량이 22.
후속연구
Fe이 NDF에 가장 많이 결합한다는 보고와 같이 해조류에서도 식이섬유인 NDF에 결합된 Fe의 함량이 많아 그 이용률은 상대적으로 낮았다. 하지만 그 외 Zn, Cu, Mn의 이용률은 85% 이상으로 높아 인체 내의 소화율을 고려한다 하더라도 이들 무기질은 높은 추정 이용률을 보일 것으로 판단되어 인체 영양상 미량 무기질의 좋은 식품자원으로써 그 이용을 기대해 본다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해조류의 특징은?
해조류는 대부분이 수용성 식이섬유인 다당류로 이루어져 있는 특징으로 그동안 해조류의 다당류성분 및 식이섬유가 항암효과(2), 비만(3) 등 인체에 미치는 영향에 관한 많은 연구가 보고되었다(4-8). 그러나 식이섬유는 식물의 세포벽 성분으로서, 인간이나 단위 동물은 이 세포벽물질을 분해할 수 있는 효소를 갖고 있지 않다.
2009년 우리나라 해조류의 총 생산량은?
풍부한 수산물을 얻을 수 있는 크고 작은 섬들을 끼고 있는 우리나라는 삼면이 바다로, 언제든지 해조류를 채집할 수 있어 해조류는 과거에서부터 우리들의 식탁에 자주 오르는 식품재료였다. 2009년 우리나라 해조류의 총 생산량은 787,710 톤으로 전체 어업총생산량 2,576,801톤의 30.6%를 차지하였으며, 그중 주요 품종별 생산량은 다시마류 302,454, 미역 285,858, 김 165,481톤으로 이들의 생산량이 전체 해조류 생산량의 95.
세포벽 무기질은 모두 이용되지 않는다는 전제하에 해조류의 세포벽물질(중성세제불용성섬유: neutral detergent fiber, NDF)을 측정하고 이에 결합된 미량 무기질 Fe, Zn, Cu, Mn의 함량을 조사하여, 해조류 내에 함유되어 있는 무기질 함량에서 감한 후 계산하여 해조류의 무기질 추정 이용률을 평가하고자한 이유는?
인체 영양상 미량 무기질은 세포가 적절한 기능을 수행하는데 필수적인 요소로, 그 필요량은 100 mg 이하의 소량으로 아주 적어서 어떤 식사를 하던지 사람에게 그 필요량이 충족되기도 한다. 하지만 실제로 식사에서 다량 무기질보다 미량 무기질이 부족한 경우가 있는 만큼 사람들은 그 중요성을 간과하고 있어 그 가치가 재평가되어야 할 것으로 생각한다.
참고문헌 (18)
http://fs.fips.go.kr/main.jsp. Fishery Production Survey.
Jin JO, Park HY, Xu Q, Park JI, Tatyana Z, Valentin A,
Marcetts BM, Beilin J, Armstrong BK, Vandongen R. 1988. Vegetarian diet in mild hypertension. Am J Clin Nutr 48:
Lee YS, Kim DS, Ryu BH, Lee SH. 1992. Antitumor and immunomodulating effects of seaweeds toward sarcoma-180 cell. J Korean Soc Food Nutr 21: 544-550.
Jenkins DJA, Jenkins AL. 1984. The clinical implications of dietary fiber. In Advances in Nutritional Research. Draper HH, ed. Plenum Press, New York, USA. p 169.
Do JR, Kim EM, Koo JG, Jo KS. 1997. Dietary fiber contents of marine algae and extraction condition of the fiber. J
Choi JH, Kim DI, Park SH, Kim DW, Lee JS, Ryu JH, Chung
James WP, Branch WJ, Southgate DA. 1978. Calcium binding by dietary fiber. Lancet 1: 638-639.
Camire AL, Clydesdale FM. 1981. Effect of pH and heat treatment on the binding of calcium, magnesium, zinc and iron to wheat bran and fractions of dietary fiber. J Food Sci 46: 548-551.
Van Soest PJ, Wine RH. 1967. Use of detergents in the analysis of fibrous feeds Ⅳ. Determination of plant cellwall constituents. J Assoc Off Anal Chem 50: 50-55.
Eom JH, Eun JH, Choi HJ, Kim DJ. 2009. Change and estimated availability of NDF binding trace minerals in soybean sprouts depending on cultivation periods. J Korean
Kye SK. 1995. Binding of iron and zink by vegetable fiber.
Shaw NS, Liu YH. 2000. Bioavailability of iron from purple laver (Porphyra spp.) estimated in a rat hemoglobin regeneration bioassay. J Agric Food Chem 48: 1734-1737.
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