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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 최근에 수액채취가 허가된 지역 중 하나인 충북 괴산지역의 고로쇠수액의 주요 구성분에 대해 분석하고 30일 정도로 비교적 짧은 기간 동안 생산되는 수액의 채취시기에 따른 이화학적 성분 변화를 구명함으로써 적절한 수액의 채취와 이를 가공하는데 필요한 기초자료로 활용함을 목적으로 하였다.
제안 방법
- 고로쇠수액의 채취시기별 이화학적 특성 및 영양성분을 분석하였다. 고로쇠수액의 갈변도 및 탁도는 채취시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였으며, pH 및 총산도는 큰 차이가 없었다.
- 즉, 시료를 0.45 μm syringe filter(Millipore)로 여과하여 검량선 범위 안에 들어가도록 희석한 후 분석시료로 사용하여 HPLC(Waters 2695, Waters, New Castle, DE, USA)로 분석하였다.
- 채취시기별 고로쇠 수액의 pH 변화는 pH meter(Orion 4 STAR, Thermo Scientific, BeverBe, MA, USA)를 사용하여 25oC에서 측정하였다. 총산도는 수액 100 mL를 취하여 1% 페놀프탈레인 용액을 지시약으로 하여 0.
- 채취시기별 고로쇠 수액의 갈변도 및 탁도의 변화는 UVVIS spectrophotometer(UV-1650PC, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 갈변도는 420 nm에서 그리고 탁도는 590 nm에서 흡광도를 측정하였다(15).
- 채취시기별 고로쇠 수액의 무기성분 분석은 질산과 황산을 사용하여 습식법으로 분해한 후 0.5 N HNO3 10 mL를 넣고 균질화시킨 다음 GF/C(90 mm, Cat. No. 1822 090, Whatman International Ltd., Maidstone, England) 여과지로 여과하고 0.5 N HNO3 로 50 mL 정용한 다음 Inductively Coupled Plasma spectrometer(ICP, Thermo Jarrell Ash, Franklin, MA, USA)로 Ca, Cu, Mg, Mn, Fe 및 K을 분석하였다(20).
- 채취시기별 고로쇠 수액의 유기산 함량은 시료 1 mL를 0.45 μm syringe filter(Millipore, Billerica, MA, USA)로 여과한 후 HPLC(Thermo Separation Products(TSP), Waltham, MA, USA)로 분석하였다.
- 채취시기별 고로쇠 수액의 유리당 함량은 Bae 등(18)의 방법을 변형하여 사용하였다. 즉, 시료를 0.
- 채취시기별 고로쇠 수액의 조단백질은 단백질자동분석기(model 320, Thermo Orion, Beverly, MA, USA)를 이용하여 3회 반복 측정하였다.
- 채취시기별 고로쇠 수액의 조회분 함량은 항량이 된 도가니에 농축시료 2 mL를 넣고 회화할 때 팽창하는 것을 방지하기 위하여 열판 위에서 예비탄화 한 다음 550℃ 회화로에서 백색-회백색의 회분이 얻어질 때가지 회화한 후 데시케이터에 옮겨 식힌 후 칭량하여 회화 전후의 함량을 비교하여 계산하였다(19).
- 칼럼은 aminex HPX-87H ion exclusion column(7.8 × 300 mm, Bio-Rad, Hercules, CA, USA)과 micro-Guard Cation Cartridge(4.6 × 30 mm, Bio-Rad)를 사용하였고, 검출기는 UV detector(Spectra System UV1000, TSP)로 215 nm에서 검출하였으며, 이동상은 0.008 N sulphuric acid 용액을 0.6 mL/min 유속으로 흘려주었고 20 μL를 주입하여 분석하였다.
- 칼럼은 carbohydrate column(4.6 × 150 mm, Waters)을 사용하였고, 검출기는 ELSD(Evaporative Light Scattering Detection, Waters 2420, Waters)를 사용하였으며, 이동상은 acetonitrile : water(75:25%(v/v))를 1.0 mL/min 유속으로 흘려주었고 20 μL를 주입하여 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 고로쇠수액은 2010년 3월 9일부터 4월 2일까지 충북 괴산군 청천면 사담리 덕가산 일대(동경 127°48', 북위 36°37')에 자생하는 고로쇠나무에서 매일 오전 채취한 수액을 -20℃ 냉동고에 저장하면서 실험에 사용하였다.
- 6 mL/min 유속으로 흘려주었고 20 μL를 주입하여 분석하였다. 표준물질로 citric acid 및 malic acid(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 사용하였다(17).
- 0 mL/min 유속으로 흘려주었고 20 μL를 주입하여 분석하였다. 표준물질로 fructose, glucose 및 sucrose(Sigma-Aldrich)를 사용하였다.
데이터처리
- Change in browning index and turbidity of Goroshoe (Acer mono) sap during collection periods. 1)Values with different letters (a,b) on the bar are significantly different at the 5% level by one-way ANOVA.
- Change of crude protein of Goroshoe (Acer mono) sap during collection periods. 1)Values with different letters (a-c) on the bar are significantly different at the 5% level by one-way ANOVA.
- 2)Values with different letters (a-d) on the raw are significantly different at the 5% level by one-way ANOVA.
- 2)Values with different letters (a-e) on the raw are significantly different at the 5% level by one-way ANOVA.
- 모든 실험의 각 항목은 3회 반복하여 측정한 평균치(mean)과 표준편차(SD)로 나타내었으며, 각 실험군간 평균치의 통계적 유의성은 p<0.05 수준으로 Duncan's multiple range test로 검증하였다.
성능/효과
- 75 mg/L를 나타내었다. Mg은 수액채취 중반기인 AM-3에서 약간 감소하였으나 후반기로 갈수록 증가하는경향을 나타내었으며, 고로쇠 수액에 미량 함유되어 있는 Mn은 0.3～0.5 mg/L의 범위에서 수액채취 시기가 늦어짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.
- pH는 채취시기 AM-1에서 AM-4까지는 6.2～6.3의 범위에서 큰 변화는 없었지만 후반기인 AM-5에서 6.6으로 다소 증가하는 결과를 보였으나(p<0.05), 모든 채취 시기에서 중성의 pH를 나타내었다.
- 고로쇠수액의 채취시기별 이화학적 특성 및 영양성분을 분석하였다. 고로쇠수액의 갈변도 및 탁도는 채취시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였으며, pH 및 총산도는 큰 차이가 없었다. 유기산은 citric acid 및 malic acid가 검출되었으며, citric acid는 채취시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였고 malic acid는 증가하였다.
- 75 mg/mL의 범위에서 가장 많은 함량을 나타내었는데, 이는 고로쇠수액의 칼슘과 칼륨이 다른 무기 성분에 비해 높은 함량을 나타내었다는 Jeong 등(21)의 보고와 일치하였다. 고로쇠수액의 채취시기별 무기성분의 변화를 살펴보면, Cu는 수액채취 시기별로 큰 변화가 없었지만, Ca은 AM-3와 AM-5에서 각각 25.41 및 24.31 mg/L로 다른 채취시기에 비해 낮은 함량을 나타내었다. Fe은 수액채취초반기인 AM-1에서 0.
- 조단백질과 조회분은 채취 초중반기에는 변화가 없었으나, 후반기에 많은 증가를 보였다. 무기성분은 Ca, Cu, Fe, K, Mg 및 Mn 등이 검출되었으며, K, Mg 및 Fe는 채취기시가 늦어질수록 증가하였다. 이상의 결과로부터 채취시기 후반기에 채취되는 고로쇠수액은 탁도의 증가로 인하여 음용하기 어렵지만, 조단백질, 유기산, 무기성분 등의 증가로 영양적으로 우수할 것으로 판단되므로 적절한 가공방법을 이용하여 탁도를 제어한다면 이용률 향상에 도움이 될 것으로 판단된다.
- 고로쇠수액의 갈변도 및 탁도는 채취시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였으며, pH 및 총산도는 큰 차이가 없었다. 유기산은 citric acid 및 malic acid가 검출되었으며, citric acid는 채취시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였고 malic acid는 증가하였다. 유리당은 sucrose와 fructose 및 glucose가 검출되었으며, sucrose는 채취시기가 늦어질수록 감소한 반면, fructose는 증가하였고 glucose는 채취시기 후반기에만 검출되었다.
- 유기산은 citric acid 및 malic acid가 검출되었으며, citric acid는 채취시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였고 malic acid는 증가하였다. 유리당은 sucrose와 fructose 및 glucose가 검출되었으며, sucrose는 채취시기가 늦어질수록 감소한 반면, fructose는 증가하였고 glucose는 채취시기 후반기에만 검출되었다. 조단백질과 조회분은 채취 초중반기에는 변화가 없었으나, 후반기에 많은 증가를 보였다.
- 주요 구성당인 sucrose는 0.816～1.759%의 범위에서 수액 채취 초반기인 AM-1의 1.759%에서 채취 후반기로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05).
- 채취시기별 고로쇠수액의 유리당은 Table 2에서 보는바와 같이 fructose, glucose 및 sucrose가 검출되었다. 채취시기별 fructose의 함량은 0.023～0.044%로 채취시기가 늦어질수록 약간의 증가를 보였으며, glucose는 채취시기가 늦은 AM-5에서만 0.021%의 함량을 보였다. 주요 구성당인 sucrose는 0.
- 채취시기별 고로쇠수액의 유기산 함량은 Table 2에서 보는 바와 같이 citric acid가 0.045～0.081 mg/L 그리고 malic acid가 0.416～0.674 mg/L의 범위를 보였으며, citric acid는 채취기기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였고 malic acid는 채취시기 후반기인 AM-4과 AM-5에서 다소 증가하였다(p<0.05)
- 채취시기별 고로쇠수액의 조단백질 함량 변화는 Fig. 3에서 보는바와 같이 채취시기 초반인 AM-1에서 AM-3는 0.80～1.28 mg%의 범위에서 큰 변화가 없었지만, 채취시기 후반인 AM-4와 AM-5에서는 각각 7.50 및 17.49 mg% 로 크게 증가하였다(p<0.05).
- 채취시기별 조회분 함량의 변화를 살펴보면 수액채취 초반기인 AM-1에서 AM-3까지는 0.03～0.04% 범위로 큰 변화가 없었지만, 채취시기 후반기로 갈수록 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
후속연구
- 또한 Hyun 등(12)이 전남지역 고로쇠수액의 채취시기별 유리당과 페놀화합물 및 몇몇 무기성분에 관해 보고하였으며, Kim 등(13)이 함양, 인제, 남양주, 영월지역의 고로쇠 수액의 저장기간에 따른 채취지역 및 시기별 성분분석에 관한 연구를 보고하였지만 채취기간 중 시기별로 채취하여 이화학특성 및 성분특성에 관한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다. 또한 백운산, 지리산 지역에서는 30～40여 년 전부터 수액 채취가 행해져 왔으나(14), 그 밖의 지역에서는 최근에서야 수액채취가 활발하게 이루어지고 있기 때문에 다양한 지역별 수액의 성분분석에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 무기성분은 Ca, Cu, Fe, K, Mg 및 Mn 등이 검출되었으며, K, Mg 및 Fe는 채취기시가 늦어질수록 증가하였다. 이상의 결과로부터 채취시기 후반기에 채취되는 고로쇠수액은 탁도의 증가로 인하여 음용하기 어렵지만, 조단백질, 유기산, 무기성분 등의 증가로 영양적으로 우수할 것으로 판단되므로 적절한 가공방법을 이용하여 탁도를 제어한다면 이용률 향상에 도움이 될 것으로 판단된다.
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