미국산 전통품종과 유전자 재조합 땅콩품종의 지방산과 토코페롤의 상관관계 Relationships between Fatty Acids and Tocopherols of Conventional and Genetically Modified Peanut Cultivars Grown in the United States원문보기
미국산 땅콩의 지용성 성분의 연구를 위해 일반 품종과 hioleic 품종이 가지는 지방산과 지용성 vitamin 중 하나인 tocopherol의 구성과 그에 대한 상관관계를 살펴보았다. 두 가지 품종에서 확연한 지방산 조성의 차이를 대표적 지방산인 palmitic acid, oleic acid, 그리고 linoleic acid를 중심으로 상관관계를 확인할 수 있었으며, 포화지방산과 ${\beta}$-T 반비례 관계를 통계적 접근을 통해 확인할 수 있었다. 또한 correlation을 통해서 ${\gamma}$-T와 ${\delta}$-T가 높은 비례관계를 가지는 것을 확인하였다. 다변량 분석을 위한 통계기법 중 대표적인 PCA를 통해서 땅콩의 지용성 성분에 대한 해석을 시도하였고, 그 결과 변수로 분류한 지방산과 tocopherol과의 관계를 loading plot을 통해서 확인하였고, score plot을 통해 개별 땅콩 품종들이 보이는 그룹간의 유의성과 차이를 확인할 수 있었다. 통계적 접근을 통해서 일반적인 분석 데이터에서 보여주는 정보 이외의 숨은 결과를 수학적 계산을 근거로 얻을 수 있다는 점에서 PCA를 이용한 통계적 접근법은 앞으로 여타의 땅콩품종이 가진 지용성 및 수용성 성분의 상관관계 및 품종간 그룹별 분류에 좀 더 체계적인 수단으로써 이용될 것으로 판단된다. 그리고 우수한 영양 및 기능성 성분을 가진 땅콩이 육종이라는 과정을 통해서 개량된 high-oleic 품종은 더욱 우수한 영양성분 및 식품으로서의 가공 안정성을 가지고 있어, 식품소재로서의 high-oleic 품종은 전통 품종보다 더욱 유리한 위치에 있다고 판단된다. 또한 연구에서는 선행 연구들에서 발견한 fatty acid와 tocopherol 함량의 유의적인(P<0.05) 상호관계가 나타나지는 않았으나 향후 땅콩을 포함한 식품소재의 성분 분석에 대한 연구 과정에서 잠재적으로 발생 가능한 영양 및 기능성 성분에 대한 상호관계를 탐색 연구하는 연구가 계속적으로 시도되어야 할 것이다.
미국산 땅콩의 지용성 성분의 연구를 위해 일반 품종과 hioleic 품종이 가지는 지방산과 지용성 vitamin 중 하나인 tocopherol의 구성과 그에 대한 상관관계를 살펴보았다. 두 가지 품종에서 확연한 지방산 조성의 차이를 대표적 지방산인 palmitic acid, oleic acid, 그리고 linoleic acid를 중심으로 상관관계를 확인할 수 있었으며, 포화지방산과 ${\beta}$-T 반비례 관계를 통계적 접근을 통해 확인할 수 있었다. 또한 correlation을 통해서 ${\gamma}$-T와 ${\delta}$-T가 높은 비례관계를 가지는 것을 확인하였다. 다변량 분석을 위한 통계기법 중 대표적인 PCA를 통해서 땅콩의 지용성 성분에 대한 해석을 시도하였고, 그 결과 변수로 분류한 지방산과 tocopherol과의 관계를 loading plot을 통해서 확인하였고, score plot을 통해 개별 땅콩 품종들이 보이는 그룹간의 유의성과 차이를 확인할 수 있었다. 통계적 접근을 통해서 일반적인 분석 데이터에서 보여주는 정보 이외의 숨은 결과를 수학적 계산을 근거로 얻을 수 있다는 점에서 PCA를 이용한 통계적 접근법은 앞으로 여타의 땅콩품종이 가진 지용성 및 수용성 성분의 상관관계 및 품종간 그룹별 분류에 좀 더 체계적인 수단으로써 이용될 것으로 판단된다. 그리고 우수한 영양 및 기능성 성분을 가진 땅콩이 육종이라는 과정을 통해서 개량된 high-oleic 품종은 더욱 우수한 영양성분 및 식품으로서의 가공 안정성을 가지고 있어, 식품소재로서의 high-oleic 품종은 전통 품종보다 더욱 유리한 위치에 있다고 판단된다. 또한 연구에서는 선행 연구들에서 발견한 fatty acid와 tocopherol 함량의 유의적인(P<0.05) 상호관계가 나타나지는 않았으나 향후 땅콩을 포함한 식품소재의 성분 분석에 대한 연구 과정에서 잠재적으로 발생 가능한 영양 및 기능성 성분에 대한 상호관계를 탐색 연구하는 연구가 계속적으로 시도되어야 할 것이다.
Relationships between fatty acids and tocopherols in conventional and genetically modified peanut cultivars were studied by gas chromatography with flame ion detector and high performance liquid chromatography with fluorescence detection. Eight fatty acids and four tocopherol isomers in the sample s...
Relationships between fatty acids and tocopherols in conventional and genetically modified peanut cultivars were studied by gas chromatography with flame ion detector and high performance liquid chromatography with fluorescence detection. Eight fatty acids and four tocopherol isomers in the sample set were identified and quantified. Oleic acid and linoleic acid are major fatty acids and the ratio of oleic and linoleic acids ranged from 1.11 to 16.26. Tocopherols contents were 6.76 to 12.24 for ${\alpha}$-tocopherol (T), 0.08 to 0.39 for ${\beta}$-T, 5.28 to 15.02 for ${\gamma}$-T, and 0.17 to 1.17 mg/100 g for ${\delta}$-T. Correlation coefficient (r) for fatty acids and tocopherols indicated a strong inverse relationship between oleic & linoleic acids (r=-0.97, P<0.05) and positive relationships between palmitic & linoleic acids (r=0.95, P<0.05) and ${\gamma}$-T & ${\delta}$-T (r=0.83, P1), which together account for 85.49% of the total variance in the data set with PC1 and PC2 contributing 45.27% and 21.33% of the total variability, respectively. Eigen analysis of the correlation matrix loadings of the four significant PCs revealed that PC1 was mainly contributed by palmitic, oleic, linoleic, and gondoic acids, while PC2 was by behenic acid, ${\beta}$-T, and ${\gamma}$-T. The score plot generated by PC1-PC2 identified sample clusters in the two spatial planes based on the oleic and linoleic acids. The score plot PC3-PC4 didn't separate sample groups.
Relationships between fatty acids and tocopherols in conventional and genetically modified peanut cultivars were studied by gas chromatography with flame ion detector and high performance liquid chromatography with fluorescence detection. Eight fatty acids and four tocopherol isomers in the sample set were identified and quantified. Oleic acid and linoleic acid are major fatty acids and the ratio of oleic and linoleic acids ranged from 1.11 to 16.26. Tocopherols contents were 6.76 to 12.24 for ${\alpha}$-tocopherol (T), 0.08 to 0.39 for ${\beta}$-T, 5.28 to 15.02 for ${\gamma}$-T, and 0.17 to 1.17 mg/100 g for ${\delta}$-T. Correlation coefficient (r) for fatty acids and tocopherols indicated a strong inverse relationship between oleic & linoleic acids (r=-0.97, P<0.05) and positive relationships between palmitic & linoleic acids (r=0.95, P<0.05) and ${\gamma}$-T & ${\delta}$-T (r=0.83, P1), which together account for 85.49% of the total variance in the data set with PC1 and PC2 contributing 45.27% and 21.33% of the total variability, respectively. Eigen analysis of the correlation matrix loadings of the four significant PCs revealed that PC1 was mainly contributed by palmitic, oleic, linoleic, and gondoic acids, while PC2 was by behenic acid, ${\beta}$-T, and ${\gamma}$-T. The score plot generated by PC1-PC2 identified sample clusters in the two spatial planes based on the oleic and linoleic acids. The score plot PC3-PC4 didn't separate sample groups.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
미국산 땅콩의 지용성 성분의 연구를 위해 일반 품종과 hioleic 품종이 가지는 지방산과 지용성 vitamin 중 하나인 tocopherol의 구성과 그에 대한 상관관계를 살펴보았다. 두 가지 품종에서 확연한 지방산 조성의 차이를 대표적 지방산인 palmitic acid, oleic acid, 그리고 linoleic acid를 중심으로 상관관계를 확인할 수 있었으며, 포화지방산과 β-T 반비례 관계를 통계적 접근을 통해 확인할 수 있었다.
이에 본 연구에서는 국내에서는 아직 수입이 허용되지 않았지만 연구 주제로서는 필요한 연구라고 판단하여, 미국에서 생산된 유전자 재조합 품종인 high-oleic 품종 및 일반품종의 지방산 조성을 비교하였고, 지용성 비타민인 tocopherol의 함량을 조사하여 그 상관관계를 탐구해 보았다.
추출된 땅콩지질을 지방산 조성을 알아보기 위해 사용되었다. 지방산 분석을 위해 Dhanda 등(25)의 변형된 방법을 사용하였다.
가설 설정
3)IV: Iodine value.
3)Sum of total PCs (PC1 to PC15) generated in the matrix are 100%.
제안 방법
16시간을 방치한 후 지질을 함유한 아래층을 포집하여 회전진공농축기(R-4, Büchi Corporation, New Castle, DE, USA)를 이용하여 유기용매를 건조시킨 후 남은 지질을 이용하여 지방산 실험에 사용하였다.
16시간 후 샘플은 실온에 방치하여 냉각시킨 후 1 mL의 물을 첨가하고 1분간 vortex시킨 후 2 mL의 hexane을 첨가하여 1분간 vortex시킨 후 hexane 층을 수집하였다. 2 mL의 hexane 첨가 과정을 3번 반복하여 hexane 층을 수집한 후 질소가스를 이용하여 hexane을 제거한 후 샘플을 다시 1 mL의 hexane에 녹여 지방산 분석을 위한 실험에 사용하였다.
PCA분석을 통해 얻은 15개의 PCs에서 Kaiser's rule (28)에 해당되는 variance(eigenvalue>1)를 가진 PCs 4개를 얻어 각각의 변수와의 관계를 살펴보았으며, 그 결과를 Table 4에 나타내었다.
Tocopherol의 정량을 위해 α-, β-, γ-, 그리고 δ-tocopherols 표준품이 사용되었고, 각각의 tocopherols의 순도를 측정하기 위해 ethanol에 용해시킨 후 UV-spectrophotometer(DU-62, Beckman Instruments, Inc., Fullerton, CA, USA)를 이용하여 extinction coefficient를 측정하였다.
땅콩에서 추출한 지방산의 동정을 위해 지방산의 표준품으로 Supelco 37 FAME 제품이 사용되었다. 개별 지방산의 상대반응지수(relative response factor)를 구하기 위해 내부표준물질로 methyl heptadecanoate가 이용되었고, 각 지방산은 탄소사슬의 길이, 포화도, 그리고 cis/trans형에 따라 다른 반응지수를 보였다. 상대반응지수는 다음과 같이 계산되었다(26).
45 μm nylon membrane filter(GE Osmonics Labstore, Minnetonka, MN, USA)를 통과시킨 후 HPLC 시스템을 이용하여 분석하였다. 모든 실험과정은 tocopherol의 산화를 방지하고자 노란빛의 filter를 처리한 조명 하에서 수행하였다.
모든 분석은 3회 반복하여 실시하였다. 분석된 결과는 지방산 표준품을 이용하여 각각의 머무름 시간을 이용하여 동정하였다.
여과물은 농축과정과 0.45 μm nylon membrane filter(GE Osmonics Labstore, Minnetonka, MN, USA)를 통과시킨 후 HPLC 시스템을 이용하여 분석하였다.
지방산의 조성을 통한 땅콩 지질의 특성을 파악하기 위해 oleic acid와 linoleic acid의 비율(O/L), 요오드가(IV), 불포화지방산과 포화지방산의 비율(U/S)을 측정하였고, 각각의 계산은 아래와 같이 수행되었다.
표준품 순도를 바탕으로 α-, β-, γ-, 그리고 δ-tocopherols의 stock solution의 농도는 각 1.96, 1.65, 3.65, 그리고 1.80 mg/mL이었으며 stock solution은 –40°C에서 보관하였고, 매번 HPLC의 injection에 사용된 표준품(daily working standard)을 위해 0.01%(w/v)의 BHT를 함유한 hexane으로 희석하여 각각 1.96, 0.26, 1.46, 그리고 0.18 μg/mL로 만들어 실험에 사용되었다.
대상 데이터
Louis, MO, USA)에서 구입하였다. Hexane, methanol(CH3OH), ethyl acetate, ethanol chloroform(CHCl3)은 HPLC-grade를 사용하였고, anhydrous sodium sulfate(Na2SO4), sulfuric acid(H2SO4), hydroquinone crystals, butylated hydroxytoluene(BHT), anhydrous magnesium sulfate(MgSO4) isopropanol 그리고 sodium chloride(NaCl)는 ACS-grade를 이용하였다. 지방산 조성을 확인하기 위해 Supelco-37 fatty acid methyl ester(FAME) 표준품 및 heptadecanoic acid(C17:0)가 사용되었고, tocopherol 분석을 위해 α-, β-, γ-, δ-tocopherols가 사용되었다.
0 mL를 유지하였다. 검출을 위한 형광검출기의 조건은 excitation과 emission wavelength를 각각 290과 330 nm로 설정하였다. 주입된 시료는 20 μL였다.
땅콩에서 추출한 지방산의 동정을 위해 지방산의 표준품으로 Supelco 37 FAME 제품이 사용되었다. 개별 지방산의 상대반응지수(relative response factor)를 구하기 위해 내부표준물질로 methyl heptadecanoate가 이용되었고, 각 지방산은 탄소사슬의 길이, 포화도, 그리고 cis/trans형에 따라 다른 반응지수를 보였다.
본 실험에서 사용된 전통 품종 및 high-oleic 품종은 미국 남부지역(Texas, Florida, Georgia)에서 수확된 품종을 미국땅콩협회(The Peanut Institute, Albany, GA, USA)를 통해서 제공받아 연구에 사용되었다. 재배 직후 건조과정을 통해 수분함량을 약 8%까지 건조된 품종을 제공받았으며, 사용된 품종은 전통품종은 NC-V11(n=15), NC-7(n=6), Perry(n=13) 및 Tamspan-90(n=12)을 그리고 유전자 재조합 high-oleic 품종은 OLIN(n=8)으로 실험을 수행하였다.
본 연구에서 사용된 모든 시약과 표준품은 SigmaAldrich Company(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. Hexane, methanol(CH3OH), ethyl acetate, ethanol chloroform(CHCl3)은 HPLC-grade를 사용하였고, anhydrous sodium sulfate(Na2SO4), sulfuric acid(H2SO4), hydroquinone crystals, butylated hydroxytoluene(BHT), anhydrous magnesium sulfate(MgSO4) isopropanol 그리고 sodium chloride(NaCl)는 ACS-grade를 이용하였다.
추출된 비타민 추출물은 형광검출기를 이용한 Normal-HPLC 시스템을 이용하여 분석되었다. 사용된 HPLC 시스템은 RF-10AXL fluorescence detector(Shimadzu Corp., Columbia, MD, USA)와 Spectra SERIES AS100 auto sampler(Thermo Separation Products, Inc., SanJose, CA, USA), Waters 746 Data Module integrator(Waters Corp.) 및 Shimadzu LC-6A pump로 구성되었다. 분리를 위한 칼럼은 순상조건의 LiChrosorb Si-60 column(4 mm ×250 mm, 5 μm particle size; Hibar® Fertigsäule RT, Merck, Darmstadt, Germany)이 사용되었으며, 이동상은 0.
Runner와 Spanish 타입이 소립종에 속하며, Virginia 타입은 대립종으로 분류되고 있다(30). 이전의 연구에서 Runner 타입에 대한 결과를 보고한 바 있어(31), 본 연구에서는 전통적인 Virginia 타입으로 분류되는 NCV-11(n=15), NC-7(n=6) 그리고 Perry(n=13)와 Spanish 타입으로 알려진 Tamspan-90(n=12)을 사용하였고, Spanish 타입이자 high-oleic 품종인 OLIN(n=8)이 사용되었다. 각 품종에 대한 지방산의 조성은 Table 1에 나타내었다.
본 실험에서 사용된 전통 품종 및 high-oleic 품종은 미국 남부지역(Texas, Florida, Georgia)에서 수확된 품종을 미국땅콩협회(The Peanut Institute, Albany, GA, USA)를 통해서 제공받아 연구에 사용되었다. 재배 직후 건조과정을 통해 수분함량을 약 8%까지 건조된 품종을 제공받았으며, 사용된 품종은 전통품종은 NC-V11(n=15), NC-7(n=6), Perry(n=13) 및 Tamspan-90(n=12)을 그리고 유전자 재조합 high-oleic 품종은 OLIN(n=8)으로 실험을 수행하였다.
지방산 분석을 위해서 사용된 gas chromatography는 Agilent Technologies 6890N 장치가 사용되었다. 분석 칼럼은 DB-23 capillary column(60 m×0.
지방산 조성을 확인하기 위해 Supelco-37 fatty acid methyl ester(FAME) 표준품 및 heptadecanoic acid(C17:0)가 사용되었고, tocopherol 분석을 위해 α-, β-, γ-, δ-tocopherols가 사용되었다.
데이터처리
2)Means in the same column with different letters are significantly different by Tukey's multiple range test (P<0.05).
5)Means in the same column with different letters are significantly different by Tukey's multiple range test (P<0.05).
0 이상인 값만 유의한 PC로 간주하였다. 각 변수에 대한 결과는 loading plot을 이용하였고, 샘플에 대한 결과는 score plot을 이용하여 분포도와 유의성을 나타내었다.
또한 correlation을 통해서 γ-T와 δ-T가 높은 비례관계를 가지는 것을 확인하였다. 다변량 분석을 위한 통계기법 중 대표적인 PCA를 통해서 땅콩의 지용성 성분에 대한 해석을 시도하였고, 그 결과 변수로 분류한 지방산과 tocopherol과의 관계를 loading plot을 통해서 확인하였고, score plot을 통해 개별 땅콩 품종들이 보이는 그룹간의 유의성과 차이를 확인할 수 있었다. 통계적 접근을 통해서 일반적인 분석 데이터에서 보여주는 정보 이외의 숨은 결과를 수학적 계산을 근거로 얻을 수 있다는 점에서 PCA를 이용한 통계적 접근법은 앞으로 여타의 땅콩품종이 가진 지용성 및 수용성 성분의 상관관계 및 품종간 그룹별 분류에 좀 더 체계적인 수단으로써 이용될 것으로 판단된다.
땅콩에서 추출한 지방산과 tocopherol의 함량은 평균값과 표준편차로 나타내었고, 각 품종별 data의 유의적 차이를 알아보기 위해 사용된 ANOVA test는 Tukey's multiple test(P<0.05)를 이용하였고, SAS 프로그램(Statistical Analysis System, Version 9.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 나타내었다.
실험 결과의 통계적 접근을 위해 주성분 분석(principal component analysis, PCA)이 사용되었다. PCA를 통해서 새로운 변수집단 PC(principal component)를 생산하였고, 이 변수집단은 각각 연관성이 없는 집단이며, 배열순서는 편차 정도(variation)가 높은 순서(PC1, PC2, PC3, .
이론/모형
본 실험에 사용된 땅콩지질은 Bligh-Dyer법(24)을 이용하였다. 약 20 g의 땅콩을 분쇄기(Tipo 203, Krups, New York, NY, USA)를 이용하여 곱게 갈아서, 이 중 5 g을 정확히 무게를 달아 250-mL Erlenmeyer flask에 넣은 후 20 mL의 물을 넣어 땅콩샘플을 수화시킨 후 50 mL의 메탄올을 넣고 25 mL의 CHCl3를 넣어 homogenizer(Pro Scientific Inc.
지용성 비타민으로 알려진 tocopherols를 분석하기 위해 Shin 등(27)의 방법을 이용하였다. 대략 20 g의 땅콩을 앞서 사용했던 분쇄기를 이용하여 마쇄한 후 그중 1 g을 취해 125 mL 플라스크에 넣은 후 4 mL의 가열된 탈이온수(80°C 이상)를 가하여, 산화효소를 불활성화 시킨 후 10 mL의 isopropanol과 5 g의 anhydrous magnesium sulfate powder 및 25 mL의 추출용매(hexane : ethyl acetate, 90:10, v/v; 0.
추출된 비타민 추출물은 형광검출기를 이용한 Normal-HPLC 시스템을 이용하여 분석되었다. 사용된 HPLC 시스템은 RF-10AXL fluorescence detector(Shimadzu Corp.
성능/효과
High-oleic 품종에서 유의적(P<0.05)으로 낮은 α-T 함량을 보였으며, 유의적(P<0.05)으로 높은 γ-T의 함량을 보였다.
이러한 분리는 high-oleic 품종이 PC1에 의한 강한 반비례 관계에 의한 결과로 볼 수 있다. PC2에 의한 관계는 PC2와 비례적인 관계를 보이는 Spanish 품종인 Tamspan-90과 반비례적인 상관관계를 보이는 NCV-11품종과의 차이를 확인 할 수 있었다. Score plot PC1-PC2에 비해 PC3-PC4의 plot(Fig.
USDA Nutritent Databank에 최근 보고된 Virginia 품종의 α-T 함량은 6.56 mg/100 g으로 본 결과에서는 NCV-11, NC-7, Perry 품종에서 각각 150, 151, 그리고 159% 가량이 증가한 결과를 보였다.
가장 variance가 큰 PC1의 경우는 전체의 45.27%를 차지하였고, PC1에 강한 상관관계를 가진 변수는 palmitic acid(0.96), oleic acid(-0.95), linoleic acid(0.97), gondoic acid(-0.90), lignoceric acid(-0.65), O/L(-0.93), IV(0.88), U/S(-0.92)이며, 전체의 21.33%를 차지하는 PC2의 경우는 behenic acid(0.76), β-T(-0.64), 그리고 γ-T(-0.75)와의 높은 상관관계를 보였다.
개별 tocopherol isomer의 관계에서는 γ-T 와 δ-T가 높은 비례관계(r=0.83, P<0.05)를 나타내었다.
높은 O/L을 보일 것으로 판단된 high-oleic 품종인 OLIN은 13.43이라는 높은 값을 보이며, high-oleic 품종의 O/L 기준값(31)인 9를 상회하는 결과를 보였다. 이러한 결과는 서론에서 설명한 microsomal oleoyl-PC desaturase라는 효소의 활성을 통한 desaturation을 효과적으로 억제하였다는 점을 말해준다(21).
두 가지 품종에서 확연한 지방산 조성의 차이를 대표적 지방산인 palmitic acid, oleic acid, 그리고 linoleic acid를 중심으로 상관관계를 확인할 수 있었으며, 포화지방산과 β-T 반비례 관계를 통계적 접근을 통해 확인할 수 있었다.
또한 correlation을 통해서 γ-T와 δ-T가 높은 비례관계를 가지는 것을 확인하였다.
모든 품종에서 α-T와 γ-T가 주요 tocopherol 성분이었고, 전체의 90% 가량을 차지하였다.
이러한 결과는 본 연구에서 나타난 Virginia와 Spanish 품종의 O/L값과 유사한 결과를 나타내었다. 본 연구의 결과와 USDA의 표준 결과(32)를 보면 Spanish 품종이 Virginia 품종보다 높은 linoleic acid 함량과 낮은 oleic acid 함량을 보인다는 것을 알 수 있다. 하지만 high-oleic 품종에 대한 결과는 아직 발표된 바가 없다.
전체 품종의 분포를 보면 total-T의 경우 13.87 mg/100 g에서 26.38 mg/100 g의 편차를 보였고, α-T와 γ-T가 6.76 mg/100 g에서 12.24 mg/100 g 그리고 5.28 mg/100 g에서 15.02 mg/100 g의 분포를 각각 나타내었다.
총 44종의 샘플에서 4가지 이성질체인 α-T, β-T, γ-T, 그리고 δ-T가 검출되었다.
통계적 해석으로 Perry 품종의 α-T 함량은 high-oleic 품종인 OLIN 품종보다 유의적(P<0.05)으로 높은 결과를 보였다.
특히 OLIN은 높은 포화지방산 비율을 차지하는 palmitic acid(C16:0) 함량에서도 유의적으로 낮은 6.69±0.44%를 보여 high-oleic 품종이 영양학적 관점에서도 더 나은 식품 소재로서의 역할을 할 것으로 판단된다(전통품종: 9.11~11.47%).
후속연구
그리고 우수한 영양 및 기능성 성분을 가진 땅콩이 육종이라는 과정을 통해서 개량된 high-oleic 품종은 더욱 우수한 영양성분 및 식품으로서의 가공 안정성을 가지고 있어, 식품소재로서의 high-oleic 품종은 전통 품종보다 더욱 유리한 위치에 있다고 판단된다. 또한 연구에서는 선행 연구들에서 발견한 fatty acid와 tocopherol 함량의 유의적인(P<0.05) 상호관계가 나타나지는 않았으나 향후 땅콩을 포함한 식품소재의 성분 분석에 대한 연구 과정에서 잠재적으로 발생 가능한 영양 및 기능성 성분에 대한 상호관계를 탐색 연구하는 연구가 계속적으로 시도되어야 할 것이다.
이제까지의 연구를 볼 때 땅콩 및 견과류를 포함한 식물성 유지가 가지는 fatty acid와 tocopherol의 함량을 토대로 oxidative stability를 보고한 결과는 있으나(42), 지방산의 비율이나 함량의 변화가 tocopherol의 함량에 직접적인 연관을 미친다는 연구결과는 보고된 바가 없다. 본 연구 역시 지방산과 tocopherol의 연관성을 생화학적 관점으로 설명할 수는 없으나, 선행 연구들이 수치적인 값으로 보여주는 지방산과 tocopherol의 correlation에 대해서는 더욱 다양한 품종과 샘플 양을 통해서 밝혀내어야 할 부분으로 판단된다.
다변량 분석을 위한 통계기법 중 대표적인 PCA를 통해서 땅콩의 지용성 성분에 대한 해석을 시도하였고, 그 결과 변수로 분류한 지방산과 tocopherol과의 관계를 loading plot을 통해서 확인하였고, score plot을 통해 개별 땅콩 품종들이 보이는 그룹간의 유의성과 차이를 확인할 수 있었다. 통계적 접근을 통해서 일반적인 분석 데이터에서 보여주는 정보 이외의 숨은 결과를 수학적 계산을 근거로 얻을 수 있다는 점에서 PCA를 이용한 통계적 접근법은 앞으로 여타의 땅콩품종이 가진 지용성 및 수용성 성분의 상관관계 및 품종간 그룹별 분류에 좀 더 체계적인 수단으로써 이용될 것으로 판단된다. 그리고 우수한 영양 및 기능성 성분을 가진 땅콩이 육종이라는 과정을 통해서 개량된 high-oleic 품종은 더욱 우수한 영양성분 및 식품으로서의 가공 안정성을 가지고 있어, 식품소재로서의 high-oleic 품종은 전통 품종보다 더욱 유리한 위치에 있다고 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
땅콩이 지니는 영양기능적 우수성은 무엇인가?
단순한 영양성분 제공의 범위를 넘어 땅콩이 지니는 영양기능적 우수성은 수많은 문헌을 통해 잘 나타나고 있는데, 연구보고를 살펴보면 심혈관계 질환(9,10), 제2형 당뇨병 (7), 암(11), 체중감소(9,12), 안구질환(13), 그리고 항산화 효과(14-16)에 우수한 효과를 보인다고 발표되었다. 특히 Kris-Etherton 등(17)에 의하면 땅콩에 가진 높은 불포화지방산 조성이 콜레스테롤 저하 및 심혈관계 질환 예방에 직접적인 역할을 한다고 발표하였으며, 식이섬유, 비타민 E 그리고 기타 기능성 성분이 심장을 보호하는 역할을 한다고 발표하였다.
땅콩이란 무엇인가?
땅콩(Arachis hypogaea L.)은 남아메리카에서 기원이 되는 견과류로써, 정확한 기원은 알려지지 않았으나 대략 B.C 950년 전부터 재배되어 왔다는 역사적인 기록이 남아 있다(1). 땅콩은 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 영양성분이 우수한 식품 소재로써 알려져 왔다(2,3). 단순한 영양성분 제공을 넘어 땅콩이 지니는 영양 기능적 우수성은 수많은 문헌을 통해 잘 나타나고 있는데, 특히 심혈관계 질환, 항고 혈압, 콜레스테롤 저해효과에서 우수한 결과를 보이고 있다(4-10).
기존 땅콩의 지방산 조성은 어떻게 되는가?
이처럼 우수한 영양 및 기능성 성분을 지닌 땅콩이지만 땅콩 육종학자들은 땅콩의 기존 성분을 더욱 우수한 품질의 식품소재로 개발하고자 하는 노력을 기울여 왔으며, 그 결과 기존 품종보다 우수한 품질을 가진 품종을 발표하였다(18). 기존 땅콩 품종의 구성성분을 살펴보면 전체의 50% 가량을 지질이 차지하고 있으며, 그중 oleic acid가 대략 55%를 차지하고 있으며, linoleic acid가 25%를 차지하고 있다. 더욱 우수한 지방산 조성을 만들기 위해 육종학 연구자들은 개선된 지방산 조성을 지닌 품종을 발표하였다.
참고문헌 (42)
Woodroof JG. 1983. Peanuts: production, processing, products. 3rd ed. AVI Pub. Co., Westport, CT, USA. p 1-50.
King JC, Blumberg J, Ingwersen L, Jenab M, Tucker KL. 2008. Tree nuts and peanuts as components of a healthy diet. J Nutr 138: 1736S-1740S.
Kris-Etherton PM, Hu FB, Ros E, Sabate J. 2008. The role of tree nuts and peanuts in the prevention of coronary heart disease: multiple potential mechanisms. J Nutr 138: 1746S-1751S.
Mattes RD, Kris-Etherton PM, Foster GD. 2008. Impact of peanuts and tree nuts on body weight and healthy weight loss in adults. J Nutr 138: 1741S-1745S.
Li TY, Brennan AM, Wedick NM, Mantzoros C, Rifai N, Hu FB. 2009. Regular consumption of nuts is associated with a lower risk of cardiovascular disease in women with type 2 diabetes. J Nutr 139: 1333-1338.
Awad AB, Chan KC, Downie AC, Fink CS. 2000. Peanuts as a source of ${\beta}$ -sitosterol, a sterol with anticancer properties. Nutr Cancer 36: 238-241.
Bes-Rastrollo M, Wedick NM, Martinez-Gonzalez MA, Li TY, Sampson L, Hu FB. 2009. Prospective study of nut consumption, long-term weight change, and obesity risk in women. Am J Clin Nutr 89: 1913-1919.
Seddon JM, Cote J, Rosner B. 2003. Progression of age-related macular degeneration: association with dietary fat, transunsaturated fat, nuts, and fish intake. Arch Ophthalmol 121: 1728-1737.
Pan Y, Zhu J, Wang H, Zhang X, Zhang Y, He CH, Ji X, Li H. 2007. Antioxidant activity of ethanolic extract of Cortex fraxini and use in peanut oil. Food Chem 103: 913-918.
Davis JP, Dean LL, Price KM, Sanders TH. 2010. Roast effects on the hydrophilic and lipophilic antioxidant capacities of peanut flours, blanched peanut seed and peanut skins. Food Chem 119: 539-547.
Jamdar SN, Rajalakshmi V, Pednekar MD, Juan F, Yardi V, Sharma A. 2010. Influence of degree of hydrolysis on functional properties, antioxidant activity and ACE inhibitory activity of peanut protein hydrolysate. Food Chem 121: 178-184.
Norden AJ, Gorbet DW, Knauft DA, Young CT. 1987. Variability in oil quality among peanut genotypes in the Florida breeding program. Peanut Sci 14: 7-11.
Moore KM, Knauft DA. 1989. The inheritance of high oleic acid in peanut. J Hered 80: 252-253.
Gorbet DW, Knauft DA. 1997. Registration of 'SunOleic 95R peanut. Crop Sci 37: 1392.
Ray TK, Holly SP, Knauft DA, Abbott AG, Powell GL. 1993. The primary defect in developing seed from the high oleate variety of peanut (Arachis hypogaea L.) is the absence of ${\Delta}^{12}$ -desaturase activity. Plant Sci 91: 15-21.
Yang KW, Pae SB, Park CH, Lee MH, Jung CS, Son JH, Park KY. 2010. Development of selectable marker of high oleate trait in peanut (Arachis hypogaea L.). Kor J Breed Sci 42: 507-514.
Bligh EG, Dyer WJ. 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can J Biochem Physiol 37: 911-917.
Andersen PC, Gorbet DW. 2002. Influence of year and planting date on fatty acid chemistry of high oleic acid and normal peanut genotypes. J Agric Food Chem 50: 1298-1305.
US. Department of Agriculture. 2012. USDA National Nutrient Database for Standard Reference. USA. Release 25.
Groff JL, Gropper SS, Hunt SM. 1996. Lipid. In Advanced Nutrition and Human Metabolism. West Publishing, Minneapolis, St. Paul, MN, USA. p 113-146.
Golombek SD, Sridhar R, Singh U. 1995. Effect of soil temperature on the seed composition of three Spanish cultivars of groundnut (Arachis hypogae L.). J Agric Food Chem 43: 2067-2070.
Mensink RP, Katan MB. 1989. Effect of a diet enriched with monounsaturated or polyunsaturated fatty acids on levels of low-density and high-density lipoprotein cholesterol in healthy women and men. N Engl J Med 321: 436-441.
Kris-Etherton PM, Yu-Poth S, Sabate, J, Ratcliffe HE, Zhao G, Etherton TD. 1999. Nuts and their bioactive constituents: effects on serum lipids and other factors that affect disease risk. Am J Clin Nutr 70: 504S-511S.
Eitenmiller RR, Lee JS. 2004. Vitamin E. Marcel Dekker Inc., New-York, NY, USA. p 1-38.
Food and Nutrition Board. 2000. Dietary reference intakes for vitamin C, vitamin E, selenium, and carotenoids. National Academy of Sciences Press, Washington, DC, USA. p 186-283.
Yamaki T, Nagamine I, Fukumoto K, Yano T, Miyahara M, Sakurai H. 2005. High oleic peanut oil modulates promotion stage in lung tumorigenesis of mice treated with methyl nitrosourea. Food Sci Technol Res 11: 231-235.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.