로스팅 온도에 따른 쥐눈이콩(Rhynchosia nulubilis)의 성분 분석 및 항산화 활성 Physicochemical Composition and Antioxidative Activities of Rhynchosia nulubilis according to Roasting Temperature원문보기
본 연구에서는 쥐눈이콩을 골질환 저감화를 위한 커피 대체 음료의 원료로 사용하기 위해 쥐눈이콩을 커피와 유사한 조건으로 로스팅 하였고, 로스팅으로 인한 영양소 함량 및 생리활성에 변화를 주는지 여부를 알아봄으로써 최적의 로스팅 조건을 알아보고자 하였다. 로스팅 온도범위와 시간은 선행 예비실험 결과를 참조하여 온도는 $90^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$ 범위로 한정하고 시간은 20분으로 고정시켰다. 온도별 로스팅 쥐눈이콩 시료의 일반성분 분석결과, 수분 함량만이 로스팅 온도가 높아질수록 감소하는 경향을 나타내었을 뿐 다른 일반성분 함량은 로스팅 온도의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능은 로스팅 온도가 높아질수록 활성이 증가하였다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 역시 로스팅 온도가 높아질수록 증가하였다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법과 ABTS법을 통한 항산화 능력과 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 그리고 isoflavone 함량과의 상관관계를 분석한 결과, 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 항산화 활성과 밀접한 상관성을 보여주었다. 또한 이소플라본 함량은 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량과도 높은 정의 상관관계를 나타냈다. 정리해보면 $110^{\circ}C$, $120^{\circ}C$에서 20분 동안 쥐눈이콩을 로스팅 할 경우 열처리가 생리활성 효과를 증진시킴을 알 수 있었다. 추후 후속연구로 본연구의 쥐눈이콩 최적 로스팅 조건을 이용해서 커피 대체 음료를 제조한다면 기존의 콩음료의 콩비린내를 감소시킴으로써 커피시장에서 소비자의 호응도가 높은 골질환 저감화 커피 대체 음료로 자리매김할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 쥐눈이콩을 골질환 저감화를 위한 커피 대체 음료의 원료로 사용하기 위해 쥐눈이콩을 커피와 유사한 조건으로 로스팅 하였고, 로스팅으로 인한 영양소 함량 및 생리활성에 변화를 주는지 여부를 알아봄으로써 최적의 로스팅 조건을 알아보고자 하였다. 로스팅 온도범위와 시간은 선행 예비실험 결과를 참조하여 온도는 $90^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$ 범위로 한정하고 시간은 20분으로 고정시켰다. 온도별 로스팅 쥐눈이콩 시료의 일반성분 분석결과, 수분 함량만이 로스팅 온도가 높아질수록 감소하는 경향을 나타내었을 뿐 다른 일반성분 함량은 로스팅 온도의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능은 로스팅 온도가 높아질수록 활성이 증가하였다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 역시 로스팅 온도가 높아질수록 증가하였다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법과 ABTS법을 통한 항산화 능력과 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 그리고 isoflavone 함량과의 상관관계를 분석한 결과, 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 항산화 활성과 밀접한 상관성을 보여주었다. 또한 이소플라본 함량은 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량과도 높은 정의 상관관계를 나타냈다. 정리해보면 $110^{\circ}C$, $120^{\circ}C$에서 20분 동안 쥐눈이콩을 로스팅 할 경우 열처리가 생리활성 효과를 증진시킴을 알 수 있었다. 추후 후속연구로 본연구의 쥐눈이콩 최적 로스팅 조건을 이용해서 커피 대체 음료를 제조한다면 기존의 콩음료의 콩비린내를 감소시킴으로써 커피시장에서 소비자의 호응도가 높은 골질환 저감화 커피 대체 음료로 자리매김할 수 있을 것으로 기대된다.
This study was conducted to determine the optimal roasting temperature (90, 100, 110, and 120; fixed time of 20 minutes) of small black coffee beans under various roasting conditions. The roasting temperature range and fixed time were the same as our preceding study. After roasting, the general comp...
This study was conducted to determine the optimal roasting temperature (90, 100, 110, and 120; fixed time of 20 minutes) of small black coffee beans under various roasting conditions. The roasting temperature range and fixed time were the same as our preceding study. After roasting, the general composition, isoflavone contents, and antioxidant activities were measured. As the results of the proximate composition analysis of small black beans according to roasting conditions, only moisture decreased among them, whereas other general compositions were not affected. The DPPH and ABTS radical scavenging activities were the highest at a roasting temperature of $120^{\circ}C$. Total polyphenol and total flavonoid contents were also highest at $120^{\circ}C$. Isoflavone contents showed a positive correlation with DPPH and ABTS radical scavenging activities, as well as total phenol and flavonoid contents. These results suggest that the optimal roasting conditions of small black beans were determined to be $120^{\circ}C$ for 20 minutes.
This study was conducted to determine the optimal roasting temperature (90, 100, 110, and 120; fixed time of 20 minutes) of small black coffee beans under various roasting conditions. The roasting temperature range and fixed time were the same as our preceding study. After roasting, the general composition, isoflavone contents, and antioxidant activities were measured. As the results of the proximate composition analysis of small black beans according to roasting conditions, only moisture decreased among them, whereas other general compositions were not affected. The DPPH and ABTS radical scavenging activities were the highest at a roasting temperature of $120^{\circ}C$. Total polyphenol and total flavonoid contents were also highest at $120^{\circ}C$. Isoflavone contents showed a positive correlation with DPPH and ABTS radical scavenging activities, as well as total phenol and flavonoid contents. These results suggest that the optimal roasting conditions of small black beans were determined to be $120^{\circ}C$ for 20 minutes.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 쥐눈이콩을 갱년기 여성의 골질환저감화를 위한 커피 대체 음료 재료로 사용하기 위해서 커피콩의 로스팅 조건을 응용하여 로스팅을 시도하였다. 그리고 최적 로스팅 조건을 알아보고자 영양소(일반성분, 무기질,isoflavone 등) 함량과 항산화 활성을 측정하였다.
본 연구에서는 쥐눈이콩을 골질환 저감화를 위한 커피 대체 음료의 원료로 사용하기 위해 쥐눈이콩을 커피와 유사한 조건으로 로스팅 하였고, 로스팅으로 인한 영양소 함량 및 생리활성에 변화를 주는지 여부를 알아봄으로써 최적의 로스팅 조건을 알아보고자 하였다. 로스팅 온도범위와 시간은 선행 예비실험 결과를 참조하여 온도는 90°C에서 120°C 범위로 한정하고 시간은 20분으로 고정시켰다.
제안 방법
DPPH 라디칼 소거능: 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 라디칼 소거능을 Blois(22)의 방법을 변형하여 다음과 같이 검토하였다. 시료 0.
Total flavonoid 함량: 로스팅 쥐눈이콩 시료의 총 플라보노이드 함량은 Davis법(25)을 변형한 방법에 따라 측정하였다. 즉 추출물 400 μL에 diethylene glycol 4 mL를 첨가하고 다시 1 N-NaOH 40 μL를 첨가한 후 37℃에서 1시간 반응 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
따라서 본 연구에서는 쥐눈이콩을 갱년기 여성의 골질환저감화를 위한 커피 대체 음료 재료로 사용하기 위해서 커피콩의 로스팅 조건을 응용하여 로스팅을 시도하였다. 그리고 최적 로스팅 조건을 알아보고자 영양소(일반성분, 무기질,isoflavone 등) 함량과 항산화 활성을 측정하였다.
로스팅 쥐눈이콩 시료의 일반성분은 AOAC법(21)에 준하여 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 회분 함량은 550℃ 회화법으로 분석하였다. 단백질 함량은 질소 분석기(Vario Max C/N, Elementar Co.,Hanau, Germany)로 분석하였으며 분석된 질소 함량에 단백질 계수 6.25를 곱해서 단백질 함량으로 표기하였다.
따라서 본 연구에서는 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법과 ABTS법을 통한 항산화 능력과 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량과 isoflavone 함량 간의 상관관계를 알아보고 Table 7에 제시하였다.
로스팅 조건: 쥐눈이콩 500 g을 로스터기(Proaster THCR01, Taewhan Automation Industry Co., Gyeonggi, Korea)를 이용하여 90~120°C 사이의 온도에서 20분간 로스팅 하였다(Table 1).
2, Whatman, Maidstone, UK)하여 얻었다. 이렇게 2, 3차 추출액을 얻어 모두 혼합한 후 rotatory vacuum evaporator(HS-2005S-N, Hahn Shin Scientific Co., Gyeonggi, Korea)로 용매를 증발시킨 용액을 상압가열 건조시켜 고형물 함량을 산출하였다.
추출물 제조: 쥐눈이콩 무게 대비 20배 부피의 증류수를 첨가한 후 환류냉각관을 부착한 80℃의 heating mantle(HM250C, Sercrim Lab. Tech., Seoul, Korea)에서 3시간 추출시켜 여과(No. 2, Whatman, Maidstone, UK)하여 얻었다. 이렇게 2, 3차 추출액을 얻어 모두 혼합한 후 rotatory vacuum evaporator(HS-2005S-N, Hahn Shin Scientific Co.
대상 데이터
Column은 Merck사의 ODS 계열인 CAPCELL PAK UG120 cartridge column(250×4.6 mm, 5 μm)을 사용하였다.
쥐눈이콩(Rhynchosia nulubilis)은 원료의 표준화를 위해 2013년 (주)초록마을(Seoul, Korea)에서 일괄 구입하여 시료로 사용하였다.
데이터처리
Means with different superscripts (a,b) in the same column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
Means with different superscripts (a-c) in the same column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
Means with different superscripts (a-d) in the same column are significantly different at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
그리고 isoflavone 함량과 항산화 활성 간의 상관관계는 Pearson's correlation coefficient로 유의성 검정을 실시하였다.
1 mg/mL)를 사용하였다. 모든 실험은 3회 반복하여 평균값으로 계산하였다.
모든 자료는 SPSS statistics 20(SPSS Institute, Chicago,IL, USA)을 이용하여 평균과 표준편차가 구해졌고, 시료 간의 유의성은 ANOVA를 실시한 후, Duncan's multiple range test로 각 시료의 평균 차이에 대한 사후 검정을 유의수준 5%에서 실시하였다.
Total polyphenol 함량: 로스팅 쥐눈이콩 시료의 총 페놀 함량은 Folin-Denis 방법(24)에 의하여 측정하였다. 추출물 1 mL를 취하여 2%(w/v) Na2CO3 용액 1 mL를 가한 후 3분간 방치한 후 50% Folin-Ciocalteu 시약 0.
, Gyeonggi, Korea)를 이용하여 90~120°C 사이의 온도에서 20분간 로스팅 하였다(Table 1). 로스팅 온도의 범위와 로스팅 시간은 선행연구(20)를 참조하여 설정하였다. 로스팅이 끝난 쥐눈이콩은 로스터기에 장착된 공기 냉각기로 실온에서 충분히 식힌 후에 분쇄기(FM-860T, Hanil Electric, Seoul, Korea)로 분말화 하고 추출 전까지 one way valve를 부착한 봉투에 담고 밀봉하여 포장한 후 서늘하고 어두운 곳에 보관하면서 시료로 사용하였다(Fig.
로스팅 쥐눈이콩 시료의 일반성분은 AOAC법(21)에 준하여 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 회분 함량은 550℃ 회화법으로 분석하였다. 단백질 함량은 질소 분석기(Vario Max C/N, Elementar Co.
성능/효과
쥐눈이콩 시료의 수분 함량은 로스팅 온도가 높아질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 120℃에서 로스팅 한 쥐눈이콩의 수분 함량(5.76%)은 로스팅을 하지 않은 생 쥐눈이콩,90℃와 100℃에서 로스팅 한 쥐눈이콩 시료의 수분 함량(7.8%, 7.30%, 7.01%)에 비해 유의적으로 낮은 값을 보였다. Lee 등(26)의 연구에서 커피콩 원두의 배전(로스팅 온도나 시간)이 강할수록 수분 함량이 점차 감소하였다는 보고와 유사한 결과를 보였는데 이는 쥐눈이콩 크기가 커피콩의 크기와 유사하기 때문으로 생각된다.
90°C에서 71.41%,100°C에서 84.66%, 110°C에서 85.18%, 120°C에서 86.84%로 가장 높은 억제율을 나타냈다.
DPPH 소거능과 총 페놀, 총 플라보노이드의 상관계수는 각 0.483, 0.439로 낮은 편이었고, ABTS 소거능과의 상관계수는 각각 0.885, 0.746으로 높은 정의 상관관계를 나타내며, ABTS법에 의한 항산화 활성은 총 페놀 및 총 플라보노이드의 함량과 밀접한 상관성이 있는 것으로 나타났다.
그중 120°C에서 로스팅 시 76.99%로 가장 좋은 DPPH radical 소거활성을 보였고, 생 쥐눈이콩은 71.65%로 가장 낮은 활성을 나타냈다.
로스팅 쥐눈이콩 시료의DPPH법과 ABTS법을 통한 항산화 능력과 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 그리고 isoflavone 함량과의 상관관계를 분석한 결과, 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 항산화 활성과 밀접한 상관성을 보여주었다. 또한 이소플라본 함량은 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량과도 높은 정의 상관관계를 나타냈다. 정리해보면 110°C, 120°C에서 20분 동안 쥐눈이콩을 로스팅 할 경우 열처리가 생리활성 효과를 증진시킴을 알 수 있었다.
806으로DPPH 소거능보다는 ABTS 소거능과의 밀접한 상관관계를 나타냈다. 또한 이소플라본과 페놀성 화합물과의 상관관계에서 총 페놀은 0.842, 총 플라보노이드는 0.775로 강한 양의 상관관계를 나타내며 밀접한 상관성이 있는 것으로 나타났다.
로스팅 온도가 높아질수록 DPPH radical 소거활성은 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 그중 120°C에서 로스팅 시 76.
온도별 로스팅 쥐눈이콩 시료의 일반성분 분석결과, 수분 함량만이 로스팅 온도가 높아질수록 감소하는 경향을 나타내었을 뿐 다른 일반성분 함량은 로스팅 온도의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능은 로스팅 온도가 높아질수록 활성이 증가하였다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 역시 로스팅 온도가 높아질수록 증가하였다.
총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 역시 로스팅 온도가 높아질수록 증가하였다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의DPPH법과 ABTS법을 통한 항산화 능력과 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 그리고 isoflavone 함량과의 상관관계를 분석한 결과, 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 항산화 활성과 밀접한 상관성을 보여주었다. 또한 이소플라본 함량은 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량과도 높은 정의 상관관계를 나타냈다.
39 mg/g으로 가장 낮은 함량을 보여주었다. 로스팅 쥐눈이콩의 총 플라보노이드 함량 또한 0.026~0.0274 mg/g으로 로스팅 온도가 높아질수록 증가되었다. 이러한 결과는 Maillard 반응에 의해 생성되는 갈색 반응생성물인 melanoidin의 증가에 의한 것으로 판단된다(40).
로스팅 온도범위와 시간은 선행 예비실험 결과를 참조하여 온도는 90°C에서 120°C 범위로 한정하고 시간은 20분으로 고정시켰다. 온도별 로스팅 쥐눈이콩 시료의 일반성분 분석결과, 수분 함량만이 로스팅 온도가 높아질수록 감소하는 경향을 나타내었을 뿐 다른 일반성분 함량은 로스팅 온도의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능은 로스팅 온도가 높아질수록 활성이 증가하였다.
이러한 실험 결과를 미루어 보면, 항산화능이 우수하면서 탄 냄새가 나지 않으려면 120°C까지 로스팅하는 것이 적당한 것으로 보인다.
이소플라본 함량과 항산화 활성과의 상관관계를 살펴보면 DPPH 소거능과는 0.520, ABTS 소거능과는 0.806으로DPPH 소거능보다는 ABTS 소거능과의 밀접한 상관관계를 나타냈다. 또한 이소플라본과 페놀성 화합물과의 상관관계에서 총 페놀은 0.
또한 이소플라본 함량은 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량과도 높은 정의 상관관계를 나타냈다. 정리해보면 110°C, 120°C에서 20분 동안 쥐눈이콩을 로스팅 할 경우 열처리가 생리활성 효과를 증진시킴을 알 수 있었다. 추후 후속연구로 본연구의 쥐눈이콩 최적 로스팅 조건을 이용해서 커피 대체 음료를 제조한다면 기존의 콩음료의 콩비린내를 감소시킴으로써 커피시장에서 소비자의 호응도가 높은 골질환 저감화 커피 대체 음료로 자리매김할 수 있을 것으로 기대된다.
쥐눈이콩 시료의 수분 함량은 로스팅 온도가 높아질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 120℃에서 로스팅 한 쥐눈이콩의 수분 함량(5.
쥐눈이콩의 총 폴리페놀 함량은 로스팅 온도가 높아질수록 증가하여 120°C에서 로스팅 한 쥐눈이콩에서 0.75 mg/g으로 가장 높았고, 생 쥐눈이콩에서 0.39 mg/g으로 가장 낮은 함량을 보여주었다.
로스팅 쥐눈이콩 시료의 DPPH법, ABTS법에 의한 free radical 소거능은 로스팅 온도가 높아질수록 활성이 증가하였다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 역시 로스팅 온도가 높아질수록 증가하였다. 로스팅 쥐눈이콩 시료의DPPH법과 ABTS법을 통한 항산화 능력과 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 그리고 isoflavone 함량과의 상관관계를 분석한 결과, 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량은 항산화 활성과 밀접한 상관성을 보여주었다.
후속연구
정리해보면 110°C, 120°C에서 20분 동안 쥐눈이콩을 로스팅 할 경우 열처리가 생리활성 효과를 증진시킴을 알 수 있었다. 추후 후속연구로 본연구의 쥐눈이콩 최적 로스팅 조건을 이용해서 커피 대체 음료를 제조한다면 기존의 콩음료의 콩비린내를 감소시킴으로써 커피시장에서 소비자의 호응도가 높은 골질환 저감화 커피 대체 음료로 자리매김할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
로스팅은 무엇인가?
식품가공에서 로스팅(roasting)은 해당 식품 자체의 고유한 향미와 색을 얻기 위한 원료의 가공 방법으로 커피, 코코아, 보리차 등에 주로 사용되고 있는 공정이다. 로스팅의 처리는 분해, 합성, 축합 등의 반응에 의해 수용성 고형분의 함량을 증가시키고 갈색화 반응을 일으켜 갈색 색소 및 향기성분을 생성하며, 이때 생성된 amino-carbonyl 반응생성물들은 항산화성 외에도 여러 가지 생리활성을 나타낸다(17-19).
쥐눈이콩을 약재상에서는 뭐라고 부르는가?
콩과작물 가운데 쥐눈이콩(Rhynchosia nulubilis: yakkong)은 검정콩 중의 한 종류로 서리태보다 작고 윤기가 흐르는 콩이며, 약재상에서는 약콩이라고 하여 예로부터 신경통, 신장질환, 노인성 치매 예방에 이용되어 왔다. 쥐눈이콩의 isoflavone 함량은 노란콩에 비해 높으며(10,11), 종피에는 항산화 효과가 탁월한 glycitein과 cyanidin-3-glucoside가 풍부하여(12) 뇌혈관 및 심장 질환의 예방과 치료에 효과가 있는 것으로 알려졌다.
커피 섭취가 골질환율을 높일 수 있는 이유는 무엇인가?
알카로이드계 화합물(1,3,7-trimethylxanthine)인 커피의 카페인(caffeine)은 냄새가 없고 쓴맛을 내는 물질로 체내에서 칼슘의 흡수성을 감소시켜 커피를 다량 섭취할 경우 카페인의 뇨 중 칼슘 배설 촉진으로 골다공증을 일으킬 수 있다는 보고가 있다(7,8). 따라서 에스트로겐 분비 중단으로 칼슘대사가 취약해지는 갱년기 이후에는 커피 섭취로 인해 더욱 골질환율을 가속화시킬 수 있다(9).
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