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문제 정의
- 즉 두부와 같이 여러 가공과정을 거치는 제품에서 원료콩의 지역적 특성 및 재배환경요인에 따른 다양한 성분의 함량과 조성 변화를 관찰함으로써 지역 경쟁력을 갖춘 대두를 선별하고 이를 이용한 가공제품의 특성을 살펴볼 필요가 있다. 따라서 국내에서 산지별로 재배된 콩의 이화학적 특성을 살펴보고 이에 따른 콩 가공식품 두부로 이행되는 특성을 비교, 평가하였다.
- 본 연구는 지역경쟁력을 갖춘 대두의 생산 및 이를 이용한 가공제품의 차별성을 살펴보기 위해 경기도 파주, 경상북도 안동, 전라북도 무주, 경상남도 하동에서 재배되어 2009년 6월 15일에 파종한 대원콩, 대풍콩, 선유콩, 청자 2호와 이들로 만든 두부의 특성을 평가하였다. 일반성분에서는 대두의 산지별 특성이 두부의 일반성분에 영향을 미친 것으로 사료되었다.
제안 방법
- 상층액 일부를 취하여 0.2 μm PTFE syringe filter로 여과하여 HPLC 분석 시료로 이용하였다.
- 수분 함량은 105℃ 상압가열건조법을 사용하였고 조지방 정량은 Soxhlet’s 추출법을 사용하였으며 조단백 정량은 분해⋅증류⋅중화⋅적정 네 단계를 거치는 Kjeldahl 질소정량법을 이용하여 측정하였다(AOAC 1990). 조회분 함량은 550℃ 직접회화법을 이용하였고, 탄수화물 정량은 시료의 무게가 100%일 때 수분, 조지방, 조단백, 조회분의 함량(%)을 빼서 탄수화물의 함량(%)을 구하였다.
- 2 μm PTFE syringe filter로 여과하여 HPLC 분석 시료로 이용하였다. 두부는 동결 건조시료 0.1 g을 취하여 1N HCl 3 mL을 넣고 콩과 동일하게 가수분해 시킨 후 methanol 7 mL을 넣어 추출하였고, 콩과 동일한 방법으로 분석하였다. Isoflavone의 표준물질은 genistein과 daidzein(Sigma Chemical Co.
- 상층액 일부를 취하여 0.2 μm hydrophobic PTFE syringe filter로 여과하여 GC 분석 시료로 이용하였다.
- 1982)을 사용하였다. 시료 5 g에 chloroform, methanol, 0.88 % KCl을 10:10:9(v/v/v) 비율로 첨가하여 150 rpm에서 shaking하면서 30분, 10분, 10분씩 연속추출하고 감압 여과하여 추출액을 모았다. 이것을 separatory funnel에 옮겨 20분 이상 정치하고, 하층 부분인 chloroform 부분을 분리하였는데 수분을 제거하기 위해 Na2SO4 0.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용한 콩은 농촌진흥청 국립식량과학원에서 경기도 파주, 경상북도 안동, 전라북도 무주, 경상남도 하동으로 지역별 농가를 지정하여 재배되어진 대원콩, 대풍콩, 선유콩, 청자 2호로 2009년 12월에 분양받아 실험에 사용하였다(Table 1). 콩은 5℃ 냉장고에서 보관하였고, 분석용 시료는 분쇄기(HR-2860, Philips, Korea)로 분쇄하여 40 mesh의 체로 내린 후 동결 건조하여 -80℃에 보관하며 사용하였다.
데이터처리
- 이 중 one way ANOVA를 실시한 결과 하동지역의 조지방과 조회분 함량에서 동일한 품종 내 산지에 따른 유의적인 차이를 보였다.
- 시료 간 평균차이를 알아보기 위해 Two-way analysis of variance을 하였고, 품종과 산지간의 교호작용이 존재할 경우 동일품종에서 산지별로 One-way analysis of variance를 실시하였으며 산지에 따른 유의적인 차이가 있을 경우 p<0.05 수준에서 Duncan의 다중검정법을 이용해 사후검정을 실시하였다.
이론/모형
- 수분 함량은 105℃ 상압가열건조법을 사용하였고 조지방 정량은 Soxhlet’s 추출법을 사용하였으며 조단백 정량은 분해⋅증류⋅중화⋅적정 네 단계를 거치는 Kjeldahl 질소정량법을 이용하여 측정하였다(AOAC 1990).
- 지방산 조성 분석을 위한 지방 추출법은 Bligh & Dyer의 추출법(Christie WW. 1982)을 사용하였다.
성능/효과
- 원료콩의 일반성분은 Table 3과 같다. Two way ANOVA를 실시한 결과 조회분 함량을 제외한 일반성분에서 산지와 품종 간의 교호작용이 있었으며 조지방과 조회분 함량에서 산지에 따른 유의적인 차이가 있었다. 이 중 one way ANOVA를 실시한 결과 하동지역의 조지방과 조회분 함량에서 동일한 품종 내 산지에 따른 유의적인 차이를 보였다.
- 이와 관련하여 본 실험의 결과를 살펴보면 조지방 함량은 기온이 높은 하동지역이 전 품종에서 유의적으로 높았고, 조단백 함량은 기온과 강우량 모두에서 상관관계를 나타내지 않았다. 또한 수분함량은 one way ANOVA로 살펴본 결과 동일 품종 내 산지별 차이에서 파주지역이 유의적으로 높게 나타났다.
- 이와 관련하여 본 실험의 결과를 살펴보면 조지방 함량은 기온이 높은 하동지역이 전 품종에서 유의적으로 높았고, 조단백 함량은 기온과 강우량 모두에서 상관관계를 나타내지 않았다. 또한 수분함량은 one way ANOVA로 살펴본 결과 동일 품종 내 산지별 차이에서 파주지역이 유의적으로 높게 나타났다. 조회분 함량은 하동지역이 모든 품종에서 유의적으로 높았다.
- 또한 수분함량은 one way ANOVA로 살펴본 결과 동일 품종 내 산지별 차이에서 파주지역이 유의적으로 높게 나타났다. 조회분 함량은 하동지역이 모든 품종에서 유의적으로 높았다. 따라서 본 연구의 일반성분 결과만으로는 결론을 내리기가 어렵고 기온, 위도, 강우량 등 다양한 재배환경의 영향을 받아 산지별로 유의적인 차이가 나타나는 것으로 사료된다.
- 조회분 함량은 하동지역이 모든 품종에서 유의적으로 높았다. 따라서 본 연구의 일반성분 결과만으로는 결론을 내리기가 어렵고 기온, 위도, 강우량 등 다양한 재배환경의 영향을 받아 산지별로 유의적인 차이가 나타나는 것으로 사료된다.
- Two way ANOVA을 실시한 결과 산지와 품종 간의 교호작용이 있었으며 daidzein과 genistein에서 산지에 따른 차이가 있었다.
- Two way ANOVA을 실시한 결과 산지와 품종 간의 교호작용이 있었으며 daidzein과 genistein에서 산지에 따른 차이가 있었다. 안동지역의 daidzein, genistein과 total isoflavone 함량은 다른 지역에 비해 유의적으로 높았으며, 하동지역의 daidzein, genistein과 total isoflavone 함량은 유의적으로 낮았다. 또한 품종과 산지에 관계없이 genistein의 함량이 daidzein의 함량보다 많았다.
- 안동지역의 daidzein, genistein과 total isoflavone 함량은 다른 지역에 비해 유의적으로 높았으며, 하동지역의 daidzein, genistein과 total isoflavone 함량은 유의적으로 낮았다. 또한 품종과 산지에 관계없이 genistein의 함량이 daidzein의 함량보다 많았다.
- Two way ANOVA을 실시한 결과 daidzein, genistein, total isoflavone 함량에서 산지 간, 품종 간에 유의적인 차이가 있었다. 또한 one way ANOVA를 실시한 결과 대원콩, 선유콩, 청자 2호에서 안동지역과 파주지역의 total isoflavone 함량은 유의적으로 높았고 하동지역의 함량은 유의적으로 낮았다.
- Lee SJ 등(2003a)은 1998～2000년까지 3년간 같은 지역에서 재배된 콩의 isoflavone 함량 차이를 통해 연간 평균 온도의 차이가 함량의 차이를 가져왔다고 보고하였다. 본 실험 결과를 살펴보면 대원콩을 제외한 품종에서 평균기온이 낮은 파주와 안동 지역의 isoflavone함량이 평균기온이 높은 하동지역의 함량보다 유의적으로 높은 것을 확인함으로써 이전의 논문들과 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 재배기간 동안 강우량이 많았던 하동지역이 다른 지역보다 유의적으로 낮은 isoflavone함량을 보였는데 이는 Yi ES 등(2009)의 보고와 유사한 것으로 판단된다.
- 지방산 조성 함량은 모든 산지에서 linoleic acid(C18:2) > oleic acid(C18:1) > palmitic acid(C16:0) > linolenic acid(C18:3) > stearic acid(C18:0) > arachidic acid(C20:0) > myristic acid(C14:0) 순서로 나타났다. Two way ANOVA을 실시한 결과 모든 지방산에서 산지와 품종 간의 교호작용이 있었고 개별 지방산에서 산지에 따른 유의적인 차이가 있었다. 산지에 따른 차이를 살펴보면 하동지역은 전 품종에서 myristic acid, oleic acid, arachidic acid가 유의적으로 높았고 linolenic acid는 낮았으나, 대원콩과 대풍콩에서만 palmitic acid가 높았다.
- Two way ANOVA을 실시한 결과 모든 지방산에서 산지와 품종 간의 교호작용이 있었고 개별 지방산에서 산지에 따른 유의적인 차이가 있었다. 산지에 따른 차이를 살펴보면 하동지역은 전 품종에서 myristic acid, oleic acid, arachidic acid가 유의적으로 높았고 linolenic acid는 낮았으나, 대원콩과 대풍콩에서만 palmitic acid가 높았다. 무주지역은 linolenic acid가 모든 품종에서 유의적으로 높게 나타났다.
- One way ANOVA로 동일 품종 내 산지에 따른 차이를 살펴보았을 때 조단백과 탄수화물 함량은 산지별 유의적인 차이가 없었고 수분, 조지방, 조회분 함량은 일부 품종에서만 산지별로 유의적인 차이를 보였다.
- 본 연구에서산지별 두부의 isoflavone 함량 범위를 살펴보면 파주지역 두부의 daidzein 함량은 317.65～681.18 µg/g, genistein 함량은 293.91～460.42 µg/g이고 안동지역 두부의 daidzein 함량은 291.50～671.99 µg/g, genistein 함량은 318.91～493.31 µg/g이며 무주지역 두부의 daidzein 함량은 217.82～612.51 µg/g, genistein 함량은 233.54～424.83 µg/g이며 청자 2호 두부의 daidzein 함량은 141.52～520.50 µg/g, genistein 함량은 145.09～350.88 µg/g이었다.
- Cherry JH 등(1985)은 위도에 따라 남쪽지역 콩은 myristic acid, linolenic acid가 낮고 oleic acid가 높았다고 보고하였고, Ha TJ 등(2009)은 위도별 검정콩의 지방산 조성에서 저위도지역인 밀양은 oleic acid가 높고 고위도지역인 무주는 linoleic acid와 linolenic acid가 높다고 보고하였다. 이를 통해 콩의 포화지방산은 재배환경에 따라 조성비의 변화가 덜하나 불포화지방산은 재배환경의 영향을 받는 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 위도가 낮고 온도가 높은 하동지역이 다른 지역보다 oleic acid의 조성이 높았으며 linolenic acid와 linoleic acid의 조성이 유의적으로 낮았다.
- 이를 통해 콩의 포화지방산은 재배환경에 따라 조성비의 변화가 덜하나 불포화지방산은 재배환경의 영향을 받는 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 위도가 낮고 온도가 높은 하동지역이 다른 지역보다 oleic acid의 조성이 높았으며 linolenic acid와 linoleic acid의 조성이 유의적으로 낮았다. 즉, 콩의 지방산 조성에 산지별 재배환경 요인이 유의성 있는 영향을 주는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 위도가 낮고 온도가 높은 하동지역이 다른 지역보다 oleic acid의 조성이 높았으며 linolenic acid와 linoleic acid의 조성이 유의적으로 낮았다. 즉, 콩의 지방산 조성에 산지별 재배환경 요인이 유의성 있는 영향을 주는 것을 알 수 있었다.
- 두부의 일반성분은 Table 5와 같다. Two way ANOVA를 실시한 결과 조지방 함량에서 산지와 품종 간의 교호작용이 있었고 모든 성분에서 산지별 차이가 없었다. One way ANOVA로 동일 품종 내 산지에 따른 차이를 살펴보았을 때 조단백과 탄수화물 함량은 산지별 유의적인 차이가 없었고 수분, 조지방, 조회분 함량은 일부 품종에서만 산지별로 유의적인 차이를 보였다.
- 특히 하동지역의 대원콩과 대풍콩 두부는 조지방 함량이 유의적으로 많았고 대원콩 두부는 조회분 함량이 많았다. 이는 산지별 대두에서도 관찰되었다.
- 이는 산지별 대두에서도 관찰되었다. 이를 통해 콩에서 두부로 만들어 질 때 대두의 산지별 특성이 두부의 일반성분에도 영향을 미친 것으로 판단되었다.
- Two way ANOVA을 실시한 결과 daidzein, genistein, total isoflavone 함량에서 산지 간, 품종 간에 유의적인 차이가 있었다. 또한 one way ANOVA를 실시한 결과 대원콩, 선유콩, 청자 2호에서 안동지역과 파주지역의 total isoflavone 함량은 유의적으로 높았고 하동지역의 함량은 유의적으로 낮았다.
- 즉, 두부의 isoflavone은 침지조건, 가열처리 조건, 여과방법, 응고제의 종류 등의 영향을 받아 대두의 isoflavone이 상당량 손실된다. 본 연구에서도 콩에서 두부로 제조될 때 isoflavone의 함량이 감소되기는 하였으나 산지별로 재배된 대두의 특성이 두부의 특성에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 따라서 콩에서 두부로 제조될 때 대두의 isoflavone이 가공품에 영향을 미칠 것으로 판단되었고 지역경쟁력을 갖춘 두부를 제조하는 과정의 일환으로 산지별 특성에 따른 대두와 이를 이용한 두부의 특성이 고려되어야 할 것으로 판단된다.
- 지방산 조성 함량은 모든 산지에서 linoleic acid(C18:2) > oleic acid(C18:1) > palmitic acid(C16:0) > linolenic acid(C18:3) > stearic acid(C18:0) > arachidic acid(C20:0)> myristic acid(C14:0) 순서로 나타났다.
- 지방산 조성 함량은 모든 산지에서 linoleic acid(C18:2) > oleic acid(C18:1) > palmitic acid(C16:0) > linolenic acid(C18:3) > stearic acid(C18:0) > arachidic acid(C20:0) > myristic acid(C14:0) 순서로 나타났다.
- 지방산 조성에서 two way ANOVA을 실시한 결과 myristic acid와 palmitic acid를 제외한 지방산에서 산지와 품종 간의 교호작용이 있었고 stearic acid와 arachidic acid를 제외한 지방산에서 산지에 따른 유의적인 차이가 있었다. One way ANOVA로 품종별 산지에 따른 차이를 살펴보면 파주지역은 대풍콩을 제외한 품종에서 stearic acid가 높았고 무주지역은 모든 품종에서 linolenic acid가 유의적으로 높았다.
- 지방산 조성에서 two way ANOVA을 실시한 결과 myristic acid와 palmitic acid를 제외한 지방산에서 산지와 품종 간의 교호작용이 있었고 stearic acid와 arachidic acid를 제외한 지방산에서 산지에 따른 유의적인 차이가 있었다. One way ANOVA로 품종별 산지에 따른 차이를 살펴보면 파주지역은 대풍콩을 제외한 품종에서 stearic acid가 높았고 무주지역은 모든 품종에서 linolenic acid가 유의적으로 높았다. 하동지역은 모든 품종에서 myristic acid가 높았고 linolenic acid가 낮았으며 대원콩, 선유콩, 청자 2호에서 oleic acid가 높았고 대원콩과 청자 2호에서 arachidic acid가 유의적으로 높았다.
- One way ANOVA로 품종별 산지에 따른 차이를 살펴보면 파주지역은 대풍콩을 제외한 품종에서 stearic acid가 높았고 무주지역은 모든 품종에서 linolenic acid가 유의적으로 높았다. 하동지역은 모든 품종에서 myristic acid가 높았고 linolenic acid가 낮았으며 대원콩, 선유콩, 청자 2호에서 oleic acid가 높았고 대원콩과 청자 2호에서 arachidic acid가 유의적으로 높았다. 이는 원료콩과 마찬가지로 기온 등 재배환경에 의해 발생한 것으로 사료된다.
- 두부의 지방산 함량은 원료콩의 1/3 수준이었지만 지방산 조성은 원료콩과 마찬가지로 불포화지방산의 조성 비율이 80% 이상이며, 필수 지방산인 linoleic acid가 50% 이상을 차지하고 있어 원료콩과 유사한 조성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 콩과 마찬가지로 위도가 낮고 온도가 높은 하동지역이 다른 지역보다 oleic acid의 조성이 높으며 linolenic acid와 linoleic acid의 조성이 유의적으로 낮았다.
- 두부의 지방산 함량은 원료콩의 1/3 수준이었지만 지방산 조성은 원료콩과 마찬가지로 불포화지방산의 조성 비율이 80% 이상이며, 필수 지방산인 linoleic acid가 50% 이상을 차지하고 있어 원료콩과 유사한 조성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 콩과 마찬가지로 위도가 낮고 온도가 높은 하동지역이 다른 지역보다 oleic acid의 조성이 높으며 linolenic acid와 linoleic acid의 조성이 유의적으로 낮았다. 두부에서도 isoflavone과 마찬가지로 대두의 지방산 특성이 여러 제조과정을 거치는 두부의 특성에 영향을 미친 것으로 판단되었고, 이 또한 두부 제조 및 가공적성 평가 시 고려되어야 할 것으로 사료된다.
- 일반성분에서는 대두의 산지별 특성이 두부의 일반성분에 영향을 미친 것으로 사료되었다. 대두의 isoflavone 함량은 모든 품종에서 안동지역의 함량이 다른 지역에 비해 유의적으로 많았고, 하동지역은 낮았다. 두부의 isoflavone 함량에서도 이와 같은 경향이 관찰되었다.
- 두부의 isoflavone 함량에서도 이와 같은 경향이 관찰되었다. 대두의 지방산 조성은 하동지역이 다른 지역보다 oleic acid의 조성이 높았으며, linolenic acid와 linoleic acid의 조성이 유의적으로 낮았다. 이는 두부의 지방산 조성에서도 비슷하게 나타났다.
- 이는 두부의 지방산 조성에서도 비슷하게 나타났다. 이를 통해 산지별로 재배된 대두의 이화학적 특성이 산지에 따라 유의적인 차이가 있었고 이로 만든 두부에서도 유사한 것을 알 수 있었다. 즉 콩에서 두부로 제조될 때 산지별 대두의 특성이 최종 가공물에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 이를 통해 산지별로 재배된 대두의 이화학적 특성이 산지에 따라 유의적인 차이가 있었고 이로 만든 두부에서도 유사한 것을 알 수 있었다. 즉 콩에서 두부로 제조될 때 산지별 대두의 특성이 최종 가공물에 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 따라서 콩 가공제품을 제조할 때 산지별로 재배된 원료 콩의 이화학적 특성 차이를 고려한다면 보다 용도별 적합성이 뛰어나고 우수한 콩 가공제품의 제조와 가공적성평가 항목의 설정에 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.
후속연구
- 하지만 육종학적인 측면에서 콩의 성분 변화에만 초점을 맞추었기 때문에 가공제품으로의 성분 이행에 대한 연구는 부족한 실정이고 isoflavone과 같은 특정한 성분에 초점을 맞추어 물질 균형(Mass balance) 측면에서 실시한 연구가 대부분이다(Wang HJ 등 1996, Jackson CJC 등 2002). 즉 두부와 같이 여러 가공과정을 거치는 제품에서 원료콩의 지역적 특성 및 재배환경요인에 따른 다양한 성분의 함량과 조성 변화를 관찰함으로써 지역 경쟁력을 갖춘 대두를 선별하고 이를 이용한 가공제품의 특성을 살펴볼 필요가 있다. 따라서 국내에서 산지별로 재배된 콩의 이화학적 특성을 살펴보고 이에 따른 콩 가공식품 두부로 이행되는 특성을 비교, 평가하였다.
- 또한 콩과 마찬가지로 위도가 낮고 온도가 높은 하동지역이 다른 지역보다 oleic acid의 조성이 높으며 linolenic acid와 linoleic acid의 조성이 유의적으로 낮았다. 두부에서도 isoflavone과 마찬가지로 대두의 지방산 특성이 여러 제조과정을 거치는 두부의 특성에 영향을 미친 것으로 판단되었고, 이 또한 두부 제조 및 가공적성 평가 시 고려되어야 할 것으로 사료된다.
- 즉 콩에서 두부로 제조될 때 산지별 대두의 특성이 최종 가공물에 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 따라서 콩 가공제품을 제조할 때 산지별로 재배된 원료 콩의 이화학적 특성 차이를 고려한다면 보다 용도별 적합성이 뛰어나고 우수한 콩 가공제품의 제조와 가공적성평가 항목의 설정에 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.
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