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문제 정의
- 더욱이 두부는 콩의 단백질을 주성분으로 하여 제조한 가공품으로 가공 조건에 따라 품질에 큰 차이를 보이는데, 특히 원료콩의 성분 조성이 두부의 품질을 결정하는 중요 요소로 알려져 있다(11,12). 따라서 본 연구에서는 LOX 결핍콩의 특성을 비교하였으며, 두부를 제조한 후 수율을 측정하여 2차 가공품인 두부 가공 적성을 일반콩과 비교함으로써 non-GM콩의 보급 및 가공 활성화를 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다.
가설 설정
- 2)Reducing power values were presented by the sample concentration at 0.5 of absorbance value at 700 nm.
제안 방법
- 표준물질은 daidzin, genistin, glystin, daidzein 및 genistein 5종을 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였으며, dimethylsulfoxide(DMSO)에 용해하여 HPLC chromatogram에서 retention time(RT)의 비교와 LC-MS/MS system(Applied Biosystems, Forster, CA, USA)에 의해 동정하였으며, 표준물질을 이용하여 peak area의 실측치와 표준용액 농도 간의 계산에 의해 이소플라본 함량을 계산하였다.
- Lipoxygenase(LOX)가 결핍된 non-GM콩인 개척#1(검정콩, LOX2,3-free), 개척#2(황색콩, LOX2,3-free) 및 진양콩(황색콩, LOX1,2,3-free)의 이화학적 특성과 두부 수율을 LOX가 존재하는 태광콩(황색콩, LOX1,2,3-present)과 비교하였다. 콩의 길이 및 백립중은 태광콩에 비해 개척#1이 유의적인 차이로 컸으며, 황색콩에서는 LOX가 결핍된 품종이 태광콩보다 크기 및 중량이 다소 작았다.
- 이를 95~100°C에서 가열한 후 82~85°C로 식힌 다음 응고제(해양 심층수)를 8~10 mL 첨가하여 5분간 고르게 저어준 다음 정치시켜 curd가 형성되도록 하였다.
- 이를 pH 2.2 Sodium citrate 완충용액으로 최종 부피를 10 mL로 하여 0.2 μm membrane filter 및 sep-pak C18 cartridges에 차례로 통과시켜 아미노산 자동분석기(Amino acid analyzer 835, Hitachi, Tokyo, Japan)로 분석하였다.
- 콩 분말은 80% 메탄올로 추출하여 원심분리(10,000 rpm, 10 min) 시킨 후 0.2 μm syringe filter로 여과하여 HPLC(Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)로 분석하였다.
- 콩 분말의 색도를 색차계(CR 301, Minolta Co., Osaka, Japan)로 측정하여 명도(lightness)는 L값, 적색도(redness)는 a값, 황색도(yellowness)는 b값, 색차(total color difference)는 ⊿E값을 계산하여 태광콩을 기준으로 산출하였다(14). 이때 표준 색판의 L값은 96.
- 콩 추출물의 항산화 활성은 DPPH(1,1–diphenyl–2–picrylhydrazyl), ABTS[2,2'–azinobis–(3–ethylbenzothiazoline–6–sulfonate)] 라디칼 소거활성 및 환원력으로 측정하였다.
대상 데이터
- 콩은 경상대학교 농학과에서 LOX가 결핍된 모본의 교배를 통하여 품종 육성된 non-GM콩으로 개척#1(LOX2,3-free), 개척#2(LOX2,3-free) 및 진양콩(LOX1,2,3-free)과 LOX가 존재하는 태광콩(LOX1,2,3-present)을 제공받았으며(5-7), 개척#1은 검정콩, 그 외 시료는 모두 황색콩이었다. 콩은 액체질소를 가하여 분쇄한 후 -40°C에 밀봉하여 보관해 두고 실험에 사용하였으며, 콩 분말 10 g에 80% 메탄올을 가하여 10%(w/v) 추출액을 만든 후 실온에서 1시간 추출하여 이소플라본 정량 및 항산화 활성 측정용 시료로 사용하였다.
- 콩은 액체질소를 가하여 분쇄한 후 -40°C에 밀봉하여 보관해 두고 실험에 사용하였으며, 콩 분말 10 g에 80% 메탄올을 가하여 10%(w/v) 추출액을 만든 후 실온에서 1시간 추출하여 이소플라본 정량 및 항산화 활성 측정용 시료로 사용하였다.
데이터처리
- a-cMeans with different superscripts in the same column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
- a-dMeans with different superscripts in the same column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
- 각 시료군에 대한 유의차 검정은 분산분석을 한 후 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
- 각 실험은 반복실험을 통하여 결과를 얻었고 SPSS 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 통계처리 하였으며, 각각의 시료에 대해 평균±표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- 콩의 수분 함량은 105°C 상압가열 건조법, 회분은 550°C 직접회화법, 조지방은 Soxhlet법 및 조단백질 함량을 semimicro-Kjeldahl법으로 분석하였다.
성능/효과
- 1)Effective concentrations (EC50, mg/mL) values were calculated from the regression lines using four different concentrations (12.5, 25, 50 and 100 mg/mL) and their data were presented as 50% scavenging activity.
- 콩에서 이소플라본은 주로 malonyl-form의 glucoside로 존재하는데(26), 본 연구에서도 malonylgenistin의 함량이 가장 높았으며 다음으로 malonyldaidzin이었고, glycitin, daidzein 및 genistein은 50 μg/g 이하였다. Glycitin 함량은 개척#1, genistein 함량은 진양콩에서 유의적으로 높았으며, 그 외 이소플라본의 경우에는 태광콩과 개척#2, 개척#1과 진양콩간에 상호 비슷한 함량이었다. 이소플라본의 총 함량은 각 이소플라본의 함량과 유사한 경향으로 검정콩인 개척#1이 1672.
- 47%)에 비해 유의적으로 높았다. 구성아미노산 함량은 모든 시료에서 glutamic acid의 함량이 가장 높았으며, 총량은 개척#1이 32.42 g/100 g으로 가장 많았고 개척#2와 태광콩은 비슷한 함량이었다. 이소플라본 함량은 LOX가 결핍된 콩이 태광콩에 비해 더 많았으며, 특히 개척#1(1672.
- 왜냐하면 동일 지역에서 동일 품종을 재배하더라도 평균 기온이나 강수량 등과 같은 재배 환경 요인에 의해 큰 영향을 받기 때문이다(24,30). 반면에 LOX-2와 LOX-3이 결핍된 콩 품종(UFV116)은 일반콩에 비해 총 이소플라본의 함량이 높다고 보고되어(31), 본 연구 결과 LOX가 결핍된 non-GM콩에서 이소 플라본 함량은 상기의 보고에 비해서는 다소 낮았으나, LOX 가 존재하는 태광콩에 비해 높게 정량되었다는 것은 이소플라본 함량이 콩의 유전자원적 특성의 일종으로 판단되며, LOX가 결핍된 콩의 육종은 기능성 향상의 측면에서 의미가 크다고 생각된다.
- 따라서 개척#1과 개척#2에서 콩의 크기 및 중량 차이가 콩의 품종에 기인하며, LOX의 결핍에 따른 차이는 적은 것으로 여겨진다. 반면에 황색콩 중 개척#2 및 진양콩은 LOX가 결핍됨에 따라 콩의 크기 및 중량이 다소 작아지는 것으로 평가되었다.
- 콩은 알러지 유발에 관여하는 단백질인 β-conglycinin의 비율이 낮을수록 methionine과 cysteine 함량이 높으며, βconglycinin 결핍콩은 두부 가공 시 수율이 높아 2차 가공 효율이 우수하다는 보고가 있다(25). 본 연구에서 개척#1은 아미노산의 함량이 높으며, 개척#2는 태광콩과 비슷하여 이들 LOX 결핍콩은 아미노산의 급원 측면에서도 효율적인 품종이라고 판단된다.
- Yoo(11)는 콩의 품종에 따라 백립중이 크고 단백질 함량이 많을수록 두부의 수율이 증대되며, 이러한 차이는 두부의 조직감에도 영향을 주므로 두부의 제조 시 품종의 선별이 가공 적성을 높일 수 있는 방법이라고 하였다. 본 연구에서 개척#2로 제조한 두부에서 수율이 가장 높았던 것은 원료콩의 수분, 단백질 및 지방의 함량 차이는 작았으나 아미노산의 함량이 타 시료에 비해 높았으며, 개척#2의 백립중은 타 시료에 비해 유의적으로 낮았으나, 침지 후 수분 흡수에 의한 중량 증가율이 가장 컸기 때문에 두부 수율이 높았던 것으로 생각된다.
- 이소플라본의 함량과 콩의 크기 관계에서 크기가 작은 콩에서 이소플라본의 함량이 높게 정량되어 콩의 외형적인 크기보다는 품종이나 유전자형의 특성이 이소플라본의 함량에 영향을 주는 요인이라는 보고가 있다(21). 본 연구에서는 LOX가 결핍된 품종 중 크기가 가장 컸던 개척#1에서 이소플라본의 함량이 높았는데, 이는 검정콩과 황색콩이라는 품종 차이인 것으로 생각된다. 하지만 콩에서 종피의 색과 이소플라본 함량의 관련성이 명확하지는 않으며, 국내의 콩 유전자원에서 검정콩보다는 황색콩에서 이소플라본 함량이 더 높았다는 보고(27,29)는 본 연구와 다소 상이한 결과였으나, 대두와 서리태의 이소플라본 함량을 비교한 결과 glycitin의 함량이 서리태에서 월등히 높았으며, 총 이소플라본의 함량도 서리태에서 더 높았다는 보고(23)는 본 연구결과와 잘 일치하였다.
- 두부 제조 시 원료콩의 지방과 단백질 함량은 두부의 품질에 영향을 미치는 주요 인자로 특히 조지방 함량이 높으면 비린내나 산패를 유발할 수 있고, 조단백질의 함량이 높으면 두부 수율이 증가된다(11). 산지에 따른 두부 제조용 콩의 일반 성분을 분석한 연구에서 조지방 함량은 14.81~19.93%였으며, 조단백질 함량은 35.99~40.59%(21)로 본 연구에 사용된 콩의 조지방과 조단백질 함량은 이보다 다소 낮은 수준이었다. 콩에서 지방과 단백질 함량은 유전자형, 재배 온도, 토양의 비옥도, 품종 특성 등에 따라 식물체 내에서 단백질이나 지방의 합성 경로 및 조성비에 영향을 받으므로(22) 산지에 따라 동일 품종이라도 일반성분 간에 함량차가 큰 것으로 보고되어 있다(21).
- 이소플라본 함량은 LOX가 결핍된 콩이 태광콩에 비해 더 많았으며, 특히 개척#1(1672.54 μg/g)에서 가장 높았다.
- 이소플라본의 총 함량은 각 이소플라본의 함량과 유사한 경향으로 검정콩인 개척#1이 1672.54 μg/g으로 가장 많았으며, 태광콩과 비교해 볼 때 LOX 결핍콩인 개척#2는 유의차는 없었으나 다소 높았으며, 개척#1과 진양콩도 태광콩에 비해 유의적으로 높은 함량이었다.
- 회분 함량은 개척#2가 유의적으로 낮았으며, 그 외 시료는 태광콩과 유의차가 없었다. 조지방 함량은 태광콩이 17.30%로 가장 높았으며, LOX가 결핍된 콩은 13.71~14.66%로 시료 간에 유의차는 없었으나 태광콩에 비해서는 유의적으로 낮은 함량이었다. 조단백질 함량은 개척#1(34.
- 전체적인 색차(ΔE)는 개척#1이 유의적으로 높았으며, 3종의 황색콩은 시료 간에 비슷한 경향이었다. 조지방 함량은 태광콩이 17.30%로 유의적으로 높았으며, LOX가 결핍된 콩은 13.71~14.66%로 시료 간에 유의차가 없었다. 조단백질 함량은 개척#1(34.
- 5 mg/mL 미만으로 타 시료에 비해 활성이 높았다. 진양콩은 태광콩과 시료간의 유의차가 없었으며, 개척#2는 태광콩에 비해 유의적으로 활성이 높았다. ABTS 라디칼 소거활성은 개척#2에서 태광콩과 유사하였으며, 진양콩의 활성은 이보다 다소 낮았다.
- 4종의 non-GM콩에서 구성 아미노산 함량은 Table 5와 같다. 총 18종의 아미노산이 검출되었으며, 모든 시료에서 glutamic acid의 함량이 가장 높았으며, 다음으로 aspartic acid, leucine, arginine의 순이었다. Cystine과 methionine의 함량은 0.
- Lipoxygenase(LOX)가 결핍된 non-GM콩인 개척#1(검정콩, LOX2,3-free), 개척#2(황색콩, LOX2,3-free) 및 진양콩(황색콩, LOX1,2,3-free)의 이화학적 특성과 두부 수율을 LOX가 존재하는 태광콩(황색콩, LOX1,2,3-present)과 비교하였다. 콩의 길이 및 백립중은 태광콩에 비해 개척#1이 유의적인 차이로 컸으며, 황색콩에서는 LOX가 결핍된 품종이 태광콩보다 크기 및 중량이 다소 작았다. 콩을 12시간 동안 수침한 후 콩의 중량 증가율은 217.
- Non-GM콩으로 LOX가 결핍된 개척#1, 개척#2 및 진양 콩을 LOX가 존재하는 태광콩을 대조로 하여 콩의 길이, 폭 및 백립중을 비교한 결과는 Table 1과 같다. 콩의 길이는 태광콩에 비해 개척#1이 유의적으로 컸으며, 개척#2와 진양콩은 태광콩보다 작았다. 폭은 품종 간에 유의차가 없었다.
후속연구
- 따라서 non-GM콩을 이용하여 두부의 제조 시 개척#2는 원료콩의 영양성분이나 생리활성이 태광콩과 유사하고 두부 수율면에서도 효율적인 품종인 것으로 판단되며, 차후 non-GM콩을 이용한 두부의 품질 평가에 관한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
- 따라서 본 연구에 사용된 LOX 결핍콩은 일반성분의 함량이 태광콩과 대차를 보이지 않아 생추출법으로 두부를 제조할 경우 지질 성분에 의한 콩 비린내를 완화시키는데 도움이 될 것으로 생각된다.
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