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양파 재배 중 식이유황 methylsulfonlymethane 처리가 양파의 품질 특성에 미치는 영향

Quality Characteristics of Onions Applied with Methylsulfonylmethane (MSM) during Cultivation

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.45 no.2, 2013년, pp.213 - 220  

권은진 (강원대학교 식품영양학과) ,  류다연 (강원대학교 식품영양학과) ,  서정희 (강원대학교 식품영양학과)

초록
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국내 토양층에 절대적으로 부족한 원소인 황을 양파 재배 중 처리함으로써 유황 처리가 식품 소재로서의 양파의 품질특성에 미친 영향을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 $25,000m^2$ 농지를 세 구역으로 구분하여, 식이유황 MSM을 수확 2달 전 1달 간격으로 2회 처리한 군(S-1), 파종 시 토양에 직접 1회 처리하고 이후 수확 2달 전에 1회로 추가 처리한 군(S-2), MSM 유황을 처리하지 않고 재배한 양파를 대조군으로 하였다. 수확 이후 3종 양파의 품질 특성은 화학적 조성, 물리적 특성, 관능적 특성 분석으로 구분하여 비교 평가하였다. 3종 양파 모두 유황의 처리 유무 및 시기에 관계없이 칼슘(Ca)과 철(Fe) 함량이 높게 나타났고, 이는 양파의 무기질 조성에 유황의 일시적 처리 유무보다는 지역 토양 자체의 특성이 더 크게 작용했음을 시사하였다. 한편, 양파의 대표적 유기 황 화합물인 thiosulfinate와 총 환원력은 파종 전 유황을 토양에 직접 처리한 S-2군에서 대조군에 비해 각각 20%와 2.9배 높은 값을 나타냄으로써 유황 처리 유무 및 처리 방법에 따른 차이를 확인할 수 있었다. 그러나, 3종 양파 모두 매운 맛과 향은 유의적으로 다르지 않아 화학적 조성의 차이가 관능적으로 인지 가능한 수준은 아닌 것으로 해석되었다. S-1, S-2양파는 대조군에 비해 낮은 명도로 그 색이 등색에 가까웠으며, 유황 처리로 양파의 색 특성에 대한 기호도를 향상시켰다. 양파의 아삭거리는 정도에 대한 물리적 지표로 선정 평가된 경도와 저작성은 양파의 압착 방향에 따라 값의 차이가 크게 나타났으나, 전반적으로는 S-1, S-2 양파에서 대조군 보다 높은 저작성 값을 나타내었다. 그러나, 이 수준의 차이는 아삭함의 관능적 특성 및 그 기호도에는 유의적 차이를 유발하지 않았다. S-1, S-2 양파는 대조군과 비교 시 종합적 기호도에서 서로 다르지는 않았으나, 양파의 색과 단맛에 대한 기호도를 상승시켰다. 특히, S-2 양파에서 관찰된 thiosulfinate 증가와 총 환원력 증가 결과는, 토양층이 적정 유황을 함유할 수 있도록 지속적 유황 처리가 이루어진다면 양파의 기능성과 관능성이 개선될 수 있음을 시사하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Two types of onions cultivated with different methods of sulfur application (designated as S-1 and S-2) were examined for their physicochemical and sensory properties, and then compared with onions without sulfur application as a control. During cultivation, dietary sulfur methylsulfonylmethane (MSM...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 국내 토양층에 절대적으로 부족한 원소인 황을 양파 재배 중 처리함으로써 유황 처리가 식품 소재로서의 양파의 품질특성에 미친 영향을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 25,000 m2 농지를 세 구역으로 구분하여, 식이유황 MSM을 수확 2달 전 1달 간격으로 2회 처리한 군(S-1), 파종 시 토양에 직접 1회 처리하고 이후 수확 2달 전에 1회로 추가 처리한 군(S-2), MSM 유황을 처리하지 않고 재배한 양파를 대조군으로 하였다.
  • 특히 이 결과는 양파의 무기질 조성에 유황의 일시적 처리 유무보다는 지역 토양 자체의 특성이 더 크게 작용했음을 시사하고 있다. 따라서 토양층 내에 지속적 황 시비를 통해 황 적정 함량을 유지할 경우 양파 내부로 황의 기능성을 부가시킬 수 있는 가능성을 시사해 주었다.
  • 따라서, 본 연구에서는 양파의 재배 과정 중 토양 혹은 잎에 식이유황 methylsulfonylmethane (MSM)을 처리함으로써, 황 시비 (sulfur application)가 양파 내부의 유기 황 화합물 및 이로 인한 양파의 주요 기능성분 및 관능성에 미치는 영향을 탐색하고자 하였다. 본 실험에서 양파 재배 시 처리된 유황은, MSM ((CH2)2SO2)으로, 과일, 야채, 곡식과 음료 등 다양한 식품에 포함되어 있는 유기 유황의 자연형태이며(15), 식물에서 추출해낸 무독성 천연 물질이다.
  • 3). 즉, 경도와 저작성을 측정함으로써 양파 자체의 단단한 정도, 삼키기 적당한 수준까지 양파를 씹을 때 들어가는 일의 양에 관한 정보를 얻어, 유황 처리에 따른 양파의 아삭거리는 정도에 대한 물리적 지표를 평가하고자 하였다. 그 결과, 3종 양파는 압착(compression) 방향에 따라 값의 차이가 크게 나타나 일관된 결과를 얻을 수 없었다.

가설 설정

  • 2)Values were not reflected by the dilution with distilled water.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
세계보건기구(World Health Organization) 전문가 협의회가 지적한 만성질환의 주요 위해 인자는? 최근 우리나라는 생활패턴의 서구화로 영양섭취의 과잉 혹은 불균형, 동물성 지방 섭취의 증가 등 식생활 문제가 보고되고 있으며, 이로 인한 체중 증가 및 비만 인구 증가로 만성질환이 증가되고 있는 실정이다(1,2). 세계보건기구(World Health Organization) 전문가 협의회는 만성질환의 주요 위해 인자(risk factors)로 고혈압, 높은 혈중 콜레스테롤, 과채류 섭취 부족, 과체중과 비만, 신체활동 부진, 흡연을 지적하였고, 이 중 4개의 위해 인자가 식이(diet)와 밀접하게 관련되어 있다(3). 이에 따라 만성질환 위해 요소를 조절할 수 있는 항산화, 항고혈압, 항당뇨 등의 생리활성을 지닌 식품들이 관심의 대상이 되고 있다.
알륨 속에 속하는 양파의 기능성과 관능성은 어떤 성분으로부터 유래하는가? 양파의 독특한 향미성분들은 S-(1-propenyl)-L-cystein sulfoxide의 효소적 분해로 형성된 황 화합 물질들이 주를 이루고 있다(11). 이와 같이, 양파의 기능성과 관능성의 상당 부분이 황(sulfur)으로 부터 유래됨을 알 수 있다.
양파가 항산화, 항고혈압, 항동맥경화, 항균작용 등의 생리활성 효과를 갖는 이유는? 본 연구의 대상 식물인 양파(Allium cepa L.)는, 플라보노이드(quercetin, kaempferel, rutin) 및 그 배당체 물질들과 유기 황 화합물(thiosulfinates, allyl disulfide, diallyl sulfide) 등 생물학적 활성 분자들의 함량이 높아, 항산화, 항고혈압, 항동맥경화, 항균작용 등의 생리활성들이 지속적으로 보고되고 있다(6-10). 이러한 양파의 기능성으로, 양파는 만성질환 예방을 위한 바이오 식품 소재로도 관심을 받고 있는 실정이다.
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참고문헌 (24)

  1. The Korean Nutrition Society. Dietary Reference Intakes for Koreans. Seoul, Korea. pp. 199-311 (2005) 

  2. Choi J, O SY, Lee D, Tak S, Hong M, Park SM, Cho B, Park M. Characteristics of diet patterns in metabolically obese, normal weight adults (Korean National Health and Nutrition Examination Survey III, 2005). Nutr. Metab. Cardiovas. 22: 567-574 (2012) 

  3. World Health Organization. Global strategy on diet, physical activity and health. Fifty-seventh World Health Assembly. Provisional agenda item 12.6 (2004) 

  4. Boeing H, Bechthold A, Bub A, Ellinger S, Haller D, Kroke A, Leschik-Bonnet E, Muller MJ, Oberritter H, Schulze M, Stehle P, Watzl B. Vegetables and fruit in the prevention of chronic diseases. Eur. J. Nutr. 51: 637-663 (2012) 

  5. Flight I, Clifton P. Cereal grains and legumes in the prevention of coronary heart disease and stroke: a review of the literature. Eur. J. Clin. Nutr. 60: 1145-1159 (2006) 

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  9. Yang YR, Park YK. Black onions manufactured via the browning reaction and antioxidant effects of their water extracts. Korean J. Food Preserv. 18: 310-318 (2011) 

  10. Shim SM, Yi HL, Kim YS. Bioaccessibility of flavonoids and total phenolic content in onions and its relationship with antioxidant activity. Int. J. Food Sci. Nutr. 62: 835-838 (2011) 

  11. Hovius MHY, Goldman IL. Flavor precursor [S-alk(en)yl-L-cysteine sulfoxidel concentration and composition in onion plant organs and predictability of field white rot reaction of onions. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 130: 196-202 (2005) 

  12. Surh J, Kim JO, Kim MH, Lee JC, Lee BY, Kim MY, Yang HW, Yun S, Jeong HR. Nutritional properties, as food resources for menu development, of cubed snailfish, shaggy sea raven, and two kinds of wild vegetables that are staple products in Samcheok. Korean J. Food Cookery Sci. 25: 690-702 (2009) 

  13. Martinez-Ballesta MC, Dominguez-Perles R, Moreno DA, Muries B, Alcaraz-Lopez C, Bastias E, Garcia-Viguera C, Carvajal M. Minerals in plant food: Effect of agricultural practices and role in human health. A review. Agron. Sustain. Dev. 30: 295-309 (2010) 

  14. Kim KA, Rho CW, Choi KR, Hwang HJ, Choi HS. Quinone reductase inducer from radish leaf cultivated in the soil containing sulfur. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 33: 946-950 (2004) 

  15. Pearson TW, Dawson HJ, Lackey HB. Natural occurring levels of dimethyl sulfoxide in selected fruits, vegetables, grains and beverages. J. Agr. Food Chem. 29: 1081-1091 (1981) 

  16. Magnuson BA, Appleton J, Ames GB. Pharmacokinetics and distribution of [35S] mehtylsulfonylmethane following oral administration to rats. J. Agr. Food Chem. 55: 1033-1038 (2007) 

  17. Otsuki S, Qian W, Ishihara A, Kabe T. Elucidation of dimethylsulfone metabolism in rat using a 35S radioisotope tracer method. Nutr. Res. 22: 313-322 (2002) 

  18. Lee JI, Min HK, Lee JW, Jeong JD, Ha YJ, Kwack SC, Park JS. Changes in the quality of loin from pigs supplemented with dietary methyl sulfonyl methane during cold storage. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 29: 229-237 (2009) 

  19. AOAC. Official Methods of Analysis of the A OAC. Method984.13. The Association of Official Analytical Chemists. Washington,DC, USA (1990) 

  20. Singleton VL, Orthofer R, Lamuela-Raventos RM. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent. Method Enzymol. 299: 152- 178 (1999) 

  21. Han J, Lawson L, Han G, Han PA. A spectrophotometric method for quantitative determination of allicin and total garlic thiosulfinate. Anal. Biochem. 225: 157-160 (1995) 

  22. The National Institute of the Korean Language. Standard Korean Language Dictionary. Available from: http://www.korean.go.kr. Accesed Jul. 14, 2010. 

  23. National Rural Resources Development Institute RDA. Food Composition Table, Seventh Revision. Hyoil Books, Seoul, Korea. pp. 100-325 (2007) 

  24. Gallejones P, Castellon A, del Prado A, Unamunzaga O, Aizpurua A. Nitrogen and sulphur fertilization effect on leaching losses, nutrient balance and plant quality in a wheat-rapeseed rotation under a humid Mediterranean climate. Nutr. Cycl. Agroecosys. 93: 337-355 (2012) 

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