본 연구에서 보리의 GABA 함량을 높일 수 있는 제조조건(수침과 발아)을 확립하여 GABA 고함유 발아보리를 제조하고, 발아에 의한 영양성분의 변화를 분석하였다. 수분흡수량과 수침용액의 pH는 수침 초기 6시간까지 급격하게 변화하였고, 보리종류 및 수침온도에 따라 약간의 차이를 나타내었다. 보리 원맥의 GABA 함량은 쌀보리 4.1 mg/100 g, 겉보리 1.4 mg/100 g 및 찰보리 2.5 mg/100 g이었으며, $25^{\circ}C$에서 24시간 수침 후에 쌀보리 10.4 mg/100 g, 겉보리 14.1 mg/100 g 및 찰보리 10.9 mg/100 g으로 증가되었다. 한편, 발아보리의 GABA 함량은 쌀보리 15.8 mg/100 g (48시간, $25^{\circ}C$), 겉보리 20.9 mg/100 g(36시간, $15^{\circ}C$) 및 찰보리 14.3 mg/100 g(36시간, $5^{\circ}C$)으로 보리 품종에 따라 발아조건은 다르게 나타났다. 수침과 발아 후에 원맥보다 쌀보리는 3.9배, 겉보리는 14.6배 및 찰보리는 5.8배 GABA 함량이 증가하였다. 발아에 의한 보리의 영양성분 변화는 일반성분에서 원백보다 조지방, 조회분, 무기질 및 ${\beta}$-glucan 함량은 감소하였으며, 지방산 조성에서 원백보다 linoleic acid는 증가하고 oleic acid는 감소하였다. 한편, 보리의 주요 지방산은 linoleic acid와 palmitic acid이었고, ${\beta}$-glucan 함량은 발아에 의하여 쌀보리 0.84배, 겉보리 0.94배 및 찰보리 0.94배 감소하였다.
본 연구에서 보리의 GABA 함량을 높일 수 있는 제조조건(수침과 발아)을 확립하여 GABA 고함유 발아보리를 제조하고, 발아에 의한 영양성분의 변화를 분석하였다. 수분흡수량과 수침용액의 pH는 수침 초기 6시간까지 급격하게 변화하였고, 보리종류 및 수침온도에 따라 약간의 차이를 나타내었다. 보리 원맥의 GABA 함량은 쌀보리 4.1 mg/100 g, 겉보리 1.4 mg/100 g 및 찰보리 2.5 mg/100 g이었으며, $25^{\circ}C$에서 24시간 수침 후에 쌀보리 10.4 mg/100 g, 겉보리 14.1 mg/100 g 및 찰보리 10.9 mg/100 g으로 증가되었다. 한편, 발아보리의 GABA 함량은 쌀보리 15.8 mg/100 g (48시간, $25^{\circ}C$), 겉보리 20.9 mg/100 g(36시간, $15^{\circ}C$) 및 찰보리 14.3 mg/100 g(36시간, $5^{\circ}C$)으로 보리 품종에 따라 발아조건은 다르게 나타났다. 수침과 발아 후에 원맥보다 쌀보리는 3.9배, 겉보리는 14.6배 및 찰보리는 5.8배 GABA 함량이 증가하였다. 발아에 의한 보리의 영양성분 변화는 일반성분에서 원백보다 조지방, 조회분, 무기질 및 ${\beta}$-glucan 함량은 감소하였으며, 지방산 조성에서 원백보다 linoleic acid는 증가하고 oleic acid는 감소하였다. 한편, 보리의 주요 지방산은 linoleic acid와 palmitic acid이었고, ${\beta}$-glucan 함량은 발아에 의하여 쌀보리 0.84배, 겉보리 0.94배 및 찰보리 0.94배 감소하였다.
Steeping and germination conditions were investigated in order to produce barley containing a high ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) content, and the changes in GABA and nutritional components before and after germination were also evaluated in this study. Water absorption rates of thre...
Steeping and germination conditions were investigated in order to produce barley containing a high ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) content, and the changes in GABA and nutritional components before and after germination were also evaluated in this study. Water absorption rates of three barleys increased alongside both steeping time and steeping temperature. The highest GABA contents of the three barleys, 10.4-14.1 mg/100 g, were obtained from the steeping condition of $25^{\circ}C$ for 24 hr. The GABA contents of germinated barleys ranged from 14.3 to 20.9 mg/100 g, increasing by 3.9 to 14.6 times compared with raw barley. The crude lipid, crude ash and total mineral contents were slightly decreased after germination. The major fatty acids of the three barleys before and after germination were linoleic and palmitic acids. ${\beta}$-glucan contents of three barleys were slightly decreased after germination.
Steeping and germination conditions were investigated in order to produce barley containing a high ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) content, and the changes in GABA and nutritional components before and after germination were also evaluated in this study. Water absorption rates of three barleys increased alongside both steeping time and steeping temperature. The highest GABA contents of the three barleys, 10.4-14.1 mg/100 g, were obtained from the steeping condition of $25^{\circ}C$ for 24 hr. The GABA contents of germinated barleys ranged from 14.3 to 20.9 mg/100 g, increasing by 3.9 to 14.6 times compared with raw barley. The crude lipid, crude ash and total mineral contents were slightly decreased after germination. The major fatty acids of the three barleys before and after germination were linoleic and palmitic acids. ${\beta}$-glucan contents of three barleys were slightly decreased after germination.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 보리의 GABA 함량을 증진하기 위한 제조조건(수침과 발아)을 확립하여 GABA 고함유 발아보리를 제조하고 발아에 의한 영양성분의 변화를 분석하였다.
제안 방법
Na, K, Cu, Zn, Fe, Ca 및 Mg함량은 시료 3g에 HNO3 30 mL를 첨가하여 HNO3 용액이 맑은 암적색이 나타날 때까지 분해시키고 여과(Whatman No. 4)하여 50 mL로 정용한 여액을 원자흡광분광광도계(Solaar-M5, Thermo elemental Co., Cambridge, England)로 측정하였다. P은 몰리브덴청 비색법에 따라서 650 nm에서 흡광도를 측정하였다.
수침 중에 발생하는 미생물의 생육에 의해서 보리는 이취가 생성되거나 부패하여 상품성이 떨어질 수 있으므로 이취가 생성되지 않으면서도 GABA 함량이 높은 조건의 선정이 매우 중요하다(11). 따라서, 25℃에서 30시간 수침시켰을 때, GABA 함량이 가장 높았으나 모든 보리에서 이취가 매우 강하게 발생하므로 이취가 없으면서도 GABA 함량이 높은 25℃에서 24시간을 발아 보리 제조를 위한 수침조건으로 선정하였다.
본 연구에서 보리의 GABA 함량을 높일 수 있는 제조조건(수침과 발아)을 확립하여 GABA 고함유 발아보리를 제조하고, 발아에 의한 영양성분의 변화를 분석하였다. 수분흡수량과 수침용액의 pH는 수침 초기 6시간까지 급격하게 변화하였고, 보리종류 및 수침온도에 따라 약간의 차이를 나타내었다.
상등액 550 µL를 새로운 eppendorf tube에 취하고 0.5 M K4P2O7 200 µL, 4 mM NADP 150 µL, GABase(2 U/mL) 50 µL를 혼합한 후 분광광도계(UV-1650PC, Shimadzu Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 340 nm에서 흡광도를 측정하고 20 mM α-ketoglutaric acid(α-KG) sodium salt 50 µL를 첨가하여 실온에서 1시간 방치한 후 340 nm에서 재차 흡광도를 측정하여 GABA함량을 구하였다.
수분흡수율은 보리 4 g에 증류수 25 mL를 넣고 온도(5, 15, 25℃)별로 30시간까지 수침하면서 6시간마다 수침한 보리를 꺼내어 여과지(Whatman No. 2) 위에 놓고 표면수를 제거한 후에 무게를 측정하였다.
본 실험에서 사용한 보리는 2010년 청보리(주)에서 제공한 쌀보리, 겉보리 및 찰보리였다. 수침 및 발아시킨 원맥은 60℃에서 24시간 열풍건조시키고, roll mill(Single type stainless roller, Shinpoong Eng. Ltd., Gwangju, Gyeonggi, Korea)을 사용하여 5회 제분하여 300 mesh sieve로 체질하였다. 제조된 시료는 −20℃에서 보관하면서 사용하였다.
대상 데이터
주입구 온도는 250℃, 검출기 온도는 260℃로 하였으며, 오븐 온도는 150℃에서 1분간 유지한 후 분당 3씩 230℃까지 올려 10분간 유지하였다. Carrier gas는 N2(99.999%)를 사용하였으며 split ratio는 1:10였다. 지방산 조성은 peak area의 상대적인 비로 나타내었다.
본 실험에서 사용한 보리는 2010년 청보리(주)에서 제공한 쌀보리, 겉보리 및 찰보리였다. 수침 및 발아시킨 원맥은 60℃에서 24시간 열풍건조시키고, roll mill(Single type stainless roller, Shinpoong Eng.
, Tokyo, Japan)를 이용하여 340 nm에서 흡광도를 측정하고 20 mM α-ketoglutaric acid(α-KG) sodium salt 50 µL를 첨가하여 실온에서 1시간 방치한 후 340 nm에서 재차 흡광도를 측정하여 GABA함량을 구하였다. 이때 GABA(99%, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 사용하여 표준곡선을 구하였다.
데이터처리
지방산 분석은 가스크로마토그래프(G-1530, Agilent technology Co., Santa Clara, CA, USA)를 사용하였고 column은 HP-Innowax(30 m ×0.32 mm), 검출기는 flame ionization detector를 사용하였다.
5 mg/100 g로 쌀보리가 가장 높게 나타났다. 25℃에서 24시간 수침 후 GABA 함량은 쌀보리 10.4 mg/100 g, 겉보리 14.1 mg/100 g 및 찰보리 10.9 mg/100 g로 겉보리에서 가장 높았으며, 수침시간이 길어질수록 또는 수침온도가 높을수록 증가하는 경향을 나타내었다. GABA는 GAD에 의해서 glutamic acid가 GABA가 전환되는 과정을 통해서 생성되는 물질이며, 식물에서 유래된 GAD의 최적 활성은 약 40℃ 전후의 온도와 pH 5.
4와 같다. 25℃에서 60시간 발아 후 발아율은 쌀보리 64%, 겉보리 77% 및 찰보리 93%로 찰보리에서 높게 나타났으며, 보리 종류에 관계없이 발아시간이 증가하거나 발아온도가 높을수록 발아율이 증가하였다. 이와 같은 결과는 찰쌀보리를 5-15℃에서 24시간 발아시켰을 때 발아율이 81-86%로 온도가 높을수록 높았다는 Chung 등의 보고(20)와 비슷한 경향을 나타냈으나, 올보리, 새쌀보리 및 찰쌀보리를 96-120시간 동안 발아시킨 후 발아율이 98-99%라는 Son 등의 보고(23)보다는 약간 낮았다.
6 mg/100 g 이상, 2시간)에서 GABA 함량이 높았으며, 10-40℃에서는 수침시간이 증가할수록 계속 증가하였으나 50℃에서는 2시간까지 급격히 증가하다가 감소하여 평형을 이룬다는 보고와 유사하였다. 또한 수침용액의 pH가 GABA 생성에 영향을 미치며 pH 4-7일 때 GABA 생성이 높다고 하였는데, 본 연구에서 GABA 함량이 높게 나타난 수침 조건인 25℃, 24시간에 수침용액의 pH가 5.44-5.67(Fig. 2)인 결과와도 관련이 있는 것으로 생각된다. Jeon 등(11)은 현미의 수침조건(0-48시간, 25-35℃)에 따른 GABA 함량은 수침시간 18-24시간에서 가장 높았으며, 온도별로는 25℃와 30℃보다는 35℃에서 2488.
발아 후 β-glucan 함량은 쌀보리 3.2%, 겉보리 2.8% 및 찰보리 3.6%로 발아 전보다 각각 0.84, 0.94 및 0.94배 감소하였다.
5와 같다. 발아 후 GABA 함량에서는 쌀보리 15.8 mg/100 g(48시간, 25℃), 겉보리 20.9 mg/100 g(36시간, 15℃) 및 찰보리 14.3 mg/100 g(36시간, 5℃)로 겉보리가 가장 높았으며, 원맥보다 발아 보리의 GABA 함량은 쌀보리에서 3.9배, 겉보리에서 14.6배 및 찰보리에서 5.8배 증가한 것으로 나타났다. 발아온도와 발아시간에 따른 GABA 함량은 품종별로 다양하게 나타났을 뿐만 아니라 발아율과도 관련성이 없는 것으로 나타났다.
발아 후 보리의 총 무기질 함량은 쌀보리 777.8 mg%, 겉보리 556.6 mg% 및 찰보리 793.3 mg%로 발아 전보다 감소하였는데, 이와 같은 결과는 보리의 발아에 의해 총 무기질 함량이 99.2 µg/g에서 72.2 µg/g로 감소한 Kim 등(29)의 연구와 유사하였고, 이는 일반성분에서 조회분의 감소의 결과와도 일치하였다.
발아에 의한 보리의 영양성분 변화는 일반성분에서 원백보다 조지방, 조회분, 무기질 및 β-glucan 함량은 감소하였으며, 지방산 조성에서 원백보다 linoleic acid는 증가하고 oleic acid는 감소하였다.
8배 증가한 것으로 나타났다. 발아온도와 발아시간에 따른 GABA 함량은 품종별로 다양하게 나타났을 뿐만 아니라 발아율과도 관련성이 없는 것으로 나타났다. Oh 등(25)은 보리의 GABA 함량이 발아에 의해서 2배 증가하였다고 하였으며, Kihara 등(26)은 malting barley 제조에서 GABA 함량이 발아보다는 수침에서 증가량이 크며, 품종별로 차이를 보인다고 하였다.
발아조건에 따른 GABA 함량의 차이는 품종별로 발아가 진행되는 속도가 다르기 때문으로 생각되며, 수침온도와 수침시간이 증가할수록 GABA 함량이 증가하는 경향을 보인 수침조건과 달리, 품종별로 적합한 상태의 발아조건을 선정해야 하는 것으로 나타났다.
수분흡수량과 수침용액의 pH는 수침 초기 6시간까지 급격하게 변화하였고, 보리종류 및 수침온도에 따라 약간의 차이를 나타내었다. 보리 원맥의 GABA 함량은 쌀보리 4.1 mg/100 g, 겉보리 1.4 mg/100 g 및 찰보리 2.5 mg/100 g이었으며, 25℃에서 24시간 수침 후에 쌀보리 10.4 mg/100 g, 겉보리 14.1 mg/100 g 및 찰보리 10.9 mg/100 g으로 증가되었다. 한편, 발아보리의 GABA 함량은 쌀보리 15.
보리의 종류에 상관없이 수분흡수율 변화는 수침초기 6시간까지 급격하게 일어나며, 수침시간이 증가할수록, 또는 수침온도가 높을수록 수분흡수율이 증가되었다. 보리 종류별 최대 수분흡수율은 쌀보리 64.4%(30시간, 25℃), 겉보리 63.0%(24시간, 25℃) 및 찰보리 59.9%(30시간, 25℃)로 쌀보리가 가장 높게 나타남으로서 종류에 따라 수분흡수율의 차이가 있음이 확인되었다. 이와 같은 결과는 보리의 수분흡수가 수침초기에 급격하게 일어나는데 이는 전분질의 배유보다 배와 종피에서 주로 발생한다는 보고(6)와 일치하였으며, Chung 등(20)의 연구에서도 찰보리의 수분흡수율은 시간이 경과할수록 증가하며, 24시간에서 38%(5℃), 43%(15℃) 및 51%(35℃)로 온도가 높을수록 높다고 하여 본 연구 결과와 유사하였다.
1 및 2와 같다. 보리의 종류에 상관없이 수분흡수율 변화는 수침초기 6시간까지 급격하게 일어나며, 수침시간이 증가할수록, 또는 수침온도가 높을수록 수분흡수율이 증가되었다. 보리 종류별 최대 수분흡수율은 쌀보리 64.
본 연구결과 얻어진 발아 보리의 영양성분의 함량 감소는 수침과 발아과정 중에 영양성분들이 lipase, protease, β-glucanase 등과 같은 효소에 의해서 분해되어 외부로 배출되며, 발아 보리의 GABA 함량 증가는 수침과 발아과정 중에 산소 결핍, GAD의 활성 증가, 미생물의 생육 등 외부의 자극으로 인한 스트레스에 저항하기 위한 결과로 생각된다.
본 연구에서 보리의 GABA 함량을 높일 수 있는 제조조건(수침과 발아)을 확립하여 GABA 고함유 발아보리를 제조하고, 발아에 의한 영양성분의 변화를 분석하였다. 수분흡수량과 수침용액의 pH는 수침 초기 6시간까지 급격하게 변화하였고, 보리종류 및 수침온도에 따라 약간의 차이를 나타내었다. 보리 원맥의 GABA 함량은 쌀보리 4.
3 mg/100 g(36시간, 5℃)으로 보리 품종에 따라 발아조건은 다르게 나타났다. 수침과 발아 후에 원맥보다 쌀보리는 3.9배, 겉보리는 14.6배 및 찰보리는 5.8배 GABA 함량이 증가하였다. 발아에 의한 보리의 영양성분 변화는 일반성분에서 원백보다 조지방, 조회분, 무기질 및 β-glucan 함량은 감소하였으며, 지방산 조성에서 원백보다 linoleic acid는 증가하고 oleic acid는 감소하였다.
보리의 발아 전후 지방산 조성 변화는 Table 3과 같다. 원맥과 발아보리의 주요 지방산은 linoleic acid(52.8-57.6%와 56.2-58.9%), palmitic acid(21.2-30.6%와 21.4-27.4%) 및 oleic acid(10.6-13.8%와 9.8-11.9%)이었으며, 지방산 조성은 발아에 의해서 linoleic acid는 증가, palmitic acid와 oleic acid는 감소하는 것으로 나타났다. Kim 등(29)은 linoleic acid, palmitic acid 및 oleic acid가 보리의 주요 지방산이라고 하여 본 연구결과와 유사하였으나, 지방산 조성의 경우, oleic acid는 원맥의 16.
보리의 발아 전후 일반성분 함량 변화는 Table 1과 같다. 조단백질은 발아 쌀보리와 발아 찰보리가 각각 12.7%, 조지방은 원맥 찰보리가 7.8%, 조회분은 원맥 쌀보리가 1.9%로 가장 높았고, 발아에 의해서 조지방 및 조회분 함량은 감소하였으나 조단백질 함량은 유의적 차이가 없었다. 이와 같은 결과는 보리의 발아 후 조단백질은 큰 변화가 없으나 조회분은 약간 감소한다는 Kim 등의 연구(29)와 유사하였으며, 곡물의 수침 또는 발아 시 무기성분들이 배출되어 감소한다는 보고와도 유사한 결과를 나타내었다(30).
보리의 발아 전후 무기질 함량 변화는 Table 2와 같다. 주요 무기질은 K, P 및 Mg이었으며, 이와 대조적으로 Cu, Zn 및 Fe의 함량은 매우 낮았다. 발아 후 보리의 총 무기질 함량은 쌀보리 777.
2). 찰보리를 30시간 동안 수침시킨 용액의 pH는 6.34(5℃), 5.52(15℃) 및 5.40(25℃)으로 수침온도가 높을수록 낮아지는 경향을 보였으며, 쌀보리와 겉보리에서도 동일한 경향을 나타내었다. 또한 보리 종류와 수침온도에 관계없이 수침시간이 경과함에 따라 수침용액의 pH가 감소하였는데, 이와 같은 pH 감소는 곡물의 수용성물질(유기산, 지방산 등)의 용출과 미생물의 생육 때문으로 설명되고 있다(21,22).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
보리는 어떻게 분류하는가?
보리는 세계적으로 많이 소비되는 곡물 중에 하나이며, 단백질, 지방 및 무기질 등의 영양성분을 고르게 함유하여 영양학적으로 매우 우수하다(1-4). 보리는 껍질이 잘 분리되어 식용으로 사용하는 쌀보리(naked barley)와 껍질이 분리되지 않아서 사료로 사용하는 겉보리(hulled barley)로 나눌 수 있으며, 쌀보리는 다시 아밀로스와 아밀로펙틴의 함량에 따라서 찰보리(glutinous barley, waxy barley)와 메보리(non waxy barley)로 나누는데, 찰보리는 메 보리보다 아밀로펙틴의 함량이 높은 특성을 가지고 있으며, 취반 특성과 식감을 개선되어 소비자들이 식용으로 주로 이용하고 있다(1).
보리의 특징은 무엇인가?
보리는 세계적으로 많이 소비되는 곡물 중에 하나이며, 단백질, 지방 및 무기질 등의 영양성분을 고르게 함유하여 영양학적으로 매우 우수하다(1-4). 보리는 껍질이 잘 분리되어 식용으로 사용하는 쌀보리(naked barley)와 껍질이 분리되지 않아서 사료로 사용하는 겉보리(hulled barley)로 나눌 수 있으며, 쌀보리는 다시 아밀로스와 아밀로펙틴의 함량에 따라서 찰보리(glutinous barley, waxy barley)와 메보리(non waxy barley)로 나누는데, 찰보리는 메 보리보다 아밀로펙틴의 함량이 높은 특성을 가지고 있으며, 취반 특성과 식감을 개선되어 소비자들이 식용으로 주로 이용하고 있다(1).
γ-aminobutyric acid(GABA)의 특징은 무엇인가?
여러 생리활성 물질 중에서도 비단백질 구성 아미노산의 일종인 GABA는 glutamate decarboxylase(GAD)의 탈탄산 작용에 의해 glutamic acid로부터 전환되며, 혈압상승, 혈중 콜레스테롤 및 중성지방 증가 억제, 뇌의 혈류 개선, 항비만, 항불안 및 통증 완화 등의 다양한 생리활성을 가지고 있어 기능성 식품소재로 많이 이용되는 물질이다(8,9). 일반적으로 곡물의 발아 과정에서는 GABA 함량이 증가하며, GABA의 생성은 수분, 온도, 칼슘제제, 키토산 제제, glutamate, 기계적 자극, 산소결핍 등의 외부적 환경 요인을 조절하여 증가시키는 방법들이 보고되어져 있다(10-16).
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