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문제 정의
- 따라서 본 연구는 다래순을 나물로 상품화하기 위해 동결 건조, 냉풍건조, 열풍건조, 데친 후 열풍건조 하여 이화학적 특성 변화를 조사하였으며, 기능성 대용차의 개발 일환으로 항온항습기를 활용하여 차 발효를 한 후 발효한 다래순의 이화학적 특성 변화를 조사하였다.
- 본 연구는 다래순을 상품화하기 위해 동결건조, 냉풍건조, 열풍건조 및 데친 후 열풍건조 하여 이화학적 특성 변화를 조사하였으며, 기능성 대용차의 개발 일환으로 항온항습기를 활용하여 차 발효를 한 후 발효한 다래순의 이화학적 특성 변화를 조사하였다. 다래순은 수분을 85.
가설 설정
- 2)Fermentation at temperature 50°C and relative humidity 80%.
- 3)All values are expressed as mean±SD of triplicate determinations.
- 3)ND: not detected.
제안 방법
- 검출기는 photodiode array detector(M990, Waters, Milford, MA, USA), column은 Supelcogeltm C-610H column (300×3.9 mm, 4 μm)을 이용하여 실시하였다.
- 냉풍건조는 상대습도 50%의 10°C로 설정된 저온건조실(일진냉동)에서 수분 함량이 5% 미만이 될 때까지 건조하였으며, 열풍건조는 열풍건조기(SH-FDO150, Samheung, Sejong, Korea)를 사용하여 50°C에서 10~12시간 동안 건조하였다.
- 다래순의 건조 및 발효 조건에 따른 이화학적인 특성 변화를 조사하기 위해 동결건조, 냉풍건조, 열풍건조, 데친 후 열풍건조의 방법으로 제조하였다. 동결건조는 생채를 -80°C 의 초저온냉동고에서 급속동결 한 후 동결건조기(FDU2100, Eyela, Tokyo, Japan)를 사용하여 건조하였다.
- 다래순의 수분 함량은 수분자동측정기(MX-50, A&D Company, Osaka, Japan)를 사용하여 3회 반복하여 측정하였다.
- 데친 후 열풍건조는 항온수조(BS-31, Jelo, Incheon, Korea)를 사용하여 생채 1 kg에 20배(20 L)의 증류수를 96±1°C로 가열하여 3분간 데친 후 흐르는 물에 1분간 수세하고, 다시 증류수에 잠기도록 담갔다가 채반을 사용하여 물기를 제거하고 50°C에서 10~12시간 열풍건조 하였다.
- 동결건조는 생채를 -80°C 의 초저온냉동고에서 급속동결 한 후 동결건조기(FDU2100, Eyela, Tokyo, Japan)를 사용하여 건조하였다.
- 이때 발효에 사용된 다래순은 24시간 상온에서 자연건조로 시들시들하게 만든 후 가볍게 비빔 작업을 한 후 항온항습기에 투입하였다. 발효시간은 10시간(약발효, 20% 발효), 17시간(중발효, 50% 발효), 24시간(강발효, 80% 발효)으로 달리하여 제조하였다.
- 발효시료 제조 조건은 녹차잎 발효의 조건(22,23)을 참고하여 상대습도와 발효온도를 80%, 50°C로 설정한 항온항습기(TH-ME-065, Jelotech, Deajeon, Korea)를 이용하여 제조하였다.
- 상온에서 1시간 정치한 다음 15,000 rpm, 4°C에서 15분 동안 원심분리(Micro 17TR, Hanil Science, Incheon, Korea) 한 후 상층액을 수거하여 0.45 μm PTFE hydrophilic syringe filter로 여과하고 HPLC vial에 담아 초저온냉동고(MDFU53V, Sanyo)에서 -80°C로 보관하면서 분석에 사용하였다.
- 시료 주입은 injector program을 이용하여 5 μL borate buffer와 1 μL sample을 섞어주고 30초간 기다린 후, 3차 증류수가 들어있는 vial에 needle을 씻고 1 μL OPA 용액을 혼합한 다음 다시 needle 을 증류수에 씻고 증류수 32 μL와 혼합한 후 주입하였다.
- 유리아미노산 분석은 Mun 등(26)의 방법을 변형하여 HPLC(1200 series, Agilent Technologies, Tokyo, Japan)를 사용하여 분석하였으며, 분석 조건은 Table 1에 나타내었다. 분쇄 시료 0.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 다래순(A. arguta)은 전남 구례군농업 기술센터 친환경시험장 노지에서 덩굴로 재배된 다래나무에서 5월에 수집한 것을 사용하였다. 수집된 시료는 이물질 제거 및 세척 후 10°C, 상대습도 50%로 설정된 저온건조실 (일진냉동, Jeonnam, Korea)에서 12시간 풍건하면서 물기를 제거한 후 각 조건에 따라 시료를 제조하였다.
- 수집된 시료는 이물질 제거 및 세척 후 10°C, 상대습도 50%로 설정된 저온건조실 (일진냉동, Jeonnam, Korea)에서 12시간 풍건하면서 물기를 제거한 후 각 조건에 따라 시료를 제조하였다.
- 시료 1 g에 80% ethanol(Merck, Billerica, MA, USA) 50 mL를 가하여 heating mantle(WHM12295, Daihan Scientific Co., Ltd., Gangwon, Korea)에서 75°C로 5시간 가열한 다음 여과지(Whatman No. 2, Whatman)로 여과한 용액을 rotary vacuum evaporator에서 감압･농축 후 증류수 10 mL로 정용하여 사용하였다.
- 1분에 다시 100%로 증가시킨 후 30분까지 유지하였다. 유리아미노산 HPLC peak 면적(area)과 각각 시료의 성분 면적을 비교하여 정량화 (mg/100 g flash wt.)하였으며, 모든 유리아미노산 표준품은 Agilent Technologies 제품을 사용하였다.
- 시료 주입은 injector program을 이용하여 5 μL borate buffer와 1 μL sample을 섞어주고 30초간 기다린 후, 3차 증류수가 들어있는 vial에 needle을 씻고 1 μL OPA 용액을 혼합한 다음 다시 needle 을 증류수에 씻고 증류수 32 μL와 혼합한 후 주입하였다. 이동상 용매는 용매 A[40mM Na2HPO4, D.W(pH 7.8)]와 용매 B[ACN : MeOH : water(45:45:10, v/v/v)]를 사용하였으며, 용매 A를 1.9분까지 100%로 유지하였고 21.1분까지 서서히 43%까지 감소시켰다. 이후 21.
- 제조된 시료는 -80°C의 초저온냉동고(MDF-U53V, Sanyo, Osaka, Japan)에 동결보관 하면서 분석에 사용하였다.
- 다래순의 수분 함량은 수분자동측정기(MX-50, A&D Company, Osaka, Japan)를 사용하여 3회 반복하여 측정하였다. 측정 시료는 새로 돋아난 다래의 어린잎을 측정하였으며, 시료 무게는 4~5 g 사이를 측정하였다.
데이터처리
- 모든 자료의 통계는 SPSS program(SPSS Statistics 14.0, IBM, New York, NY, USA)을 사용하여 나타내었으며, 3회 반복하여 측정 후 평균치±표준편차로 나타내었다.
- 이화학적 측정 결과는 일원배치 분산분석을 실시하였으며, Duncan의 다중범위검정에 의해 P<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 유기산 분석은 Kim 등(24)의 방법에 따라 Ion chromatography(DX-600, Dionex, Sunnyvale, CA, USA)로 분석하였으며, 분석 조건은 Table 1에 나타내었다. 분쇄된 시료 1 g에 증류수 50 mL를 가하여 80% 수조에서 4시간 가열한후 여과지(Whatman No.
- 유리당 분석은 Gancedo와 Luh(25)의 방법에 준하여 Ion chromatography(DX-600, Dionex)로 분석하였다. 시료 1 g에 80% ethanol(Merck, Billerica, MA, USA) 50 mL를 가하여 heating mantle(WHM12295, Daihan Scientific Co.
성능/효과
- 일반적으로 약품, 농산물, 식품가공 등에 사용되고 있으며, 특히 정미료, 청주, 합성청주, 된장, 간장, 청량음료의 조미용으로 사용되고 있다. Choi와 Choi(35)의 발효 정도에 따른 국내산 야생차의 유기산 함량 비교에서 발효가 많이 진행된 차일수록 citric acid, malic acid가 증가한다는 보고와는 상반된 경향을 나타내었으며, 총 유기산 함량은 발효를 오래 시킬수록 증가하였던 것에 비해 본 실험에서는 중발효 이후 감소하는 경향이 나타나 산채나물의 종류에 따라 식물학적인 특성 차이로 인해 유기산의 변화가 다르게 나타나는 것으로 생각된다.
- 다래순의 데침, 건조 방법 및 발효시간에 따른 시료의 색도 측정 결과를 Table 3에 나타내었다. 건조 방법에 따른 시료의 색의 밝기를 나타내는 명도(L값)는 동결, 냉풍 및 열풍 건조가 각각 70.36, 55.07 및 58.83으로 동결건조 시료가 가장 명도가 높아 밝게 나타났다. 열풍건조(45°C)보다 냉풍건조(5°C)의 L값이 낮게 측정된 것은 낮은 온도의 냉풍에 장시간 노출되어 식물조직의 손상에 의한 산화시간이 증가하였기 때문일 것으로 생각된다.
- 다래순의 유리아미노산을 측정한 결과는 Table 7과 같다. 그 결과 필수아미노산 8종(valine, methionine, isoleucine, leucine, threonine, phenylalanine, tryptophan, lysine)과 비필수아미노산 11종(aspartic acid, serine, glutamic acid, asparagine, glutamine, glycine, alanine, tyrosine, histidine, cystine, arginine)으로 총 19종의 유리아미노산이 검출되었다. 동결, 냉풍 및 열풍 건조 시료의 총 유리아미노산 함량은 각각 363.
- 14 mg/100 g 순으로 검출되었으며, 냉풍건조 시료는 동결건조 시료에 비하여 약 75%가 감소되어 25% 수준이 었다. 데친 후 열풍건조 시료는 7,581.92 mg/100 g으로 동결건조 시료의 절반 수준으로 감소하였으며, 특히 citric acid와 succinic acid의 함량이 동결건조 시료의 절반 수준으로 감소하였다. 이는 데친 후 대부분의 유기산이 감소된다는 Kim 등(19)의 결과와 일치하며 유리당의 감소와 마찬가지로 조리수에 용출된 것으로 판단된다.
- 07 mg/100 g이 측정되었다. 데친 후 열풍건조 후에는 2,386.73 mg/100 g으로 냉풍건조 시료에 비해 총 유리당 함량이 약 64% 감소하였다. Kim 등(28)의 매화를 동결건조 처리구보다 음건 처리구에서 유리당 함량이 가장 높게 나타난 결과와 본 결과가 일치하였다.
- 열풍건조(45°C)보다 냉풍건조(5°C)의 L값이 낮게 측정된 것은 낮은 온도의 냉풍에 장시간 노출되어 식물조직의 손상에 의한 산화시간이 증가하였기 때문일 것으로 생각된다. 데친 후 열풍건조도 51.06으로 동결건조보다 L값이 감소하였는데, 데침 처리로 식물 내 효소작용을 불활성화하여도 명도는 감소하는 것으로 나타났다. Kim 등(29)이 보고한 건조 방법에 따른 삼백초의 색도 측정에서 양건과 열풍건조에 비해 동결건조에서 L 값이 가장 높게 나타난 결과와 일치하였다.
- 50%였다. 데친 후에 총 유리아미노산 함량은 166.20 mg/100 g으로 상당량의 아미노산이 감소하였으며, methionine, isoleucine, phenylalanine, tryptophan, glycine, cystine은 전혀 검출되지 않았다. 동결건조 시료와 비교 시 데친 후에는 총 유리아미노산의 54%가 감소하였다.
- 다래순은 비필수아미노산의 함량이 더 높았으며 tyrosine이 가장 많이 검출되었다. 데친 후에는 상당량의 아미노산이 감소하였으며 동결건조 시료와 비교 시 54%가 감소하였다. 발효 후에는 leucine, valine, phenylalanine, threonine의 함량이 높게 증가하였다.
- 그 결과 필수아미노산 8종(valine, methionine, isoleucine, leucine, threonine, phenylalanine, tryptophan, lysine)과 비필수아미노산 11종(aspartic acid, serine, glutamic acid, asparagine, glutamine, glycine, alanine, tyrosine, histidine, cystine, arginine)으로 총 19종의 유리아미노산이 검출되었다. 동결, 냉풍 및 열풍 건조 시료의 총 유리아미노산 함량은 각각 363.55 mg/100 g, 197.96 mg/100 g 및 321.04 mg/100 g이었고, 다래순은 비필수아미노산의 함량이 더 높았으며, tyrosine이 가장 많이 검출되었고 asparagine, arginine, glutamic acid 순으로 높게 검출되었다. 필수아미노산이 차지하는 비율은 동결, 냉풍 및 열풍건조 시료가 각각 11.
- 동결건조 한 다래순의 총 유기산은 14,825.71 mg/100 g이었으며 중발효(상대습도 80%, 발효온도 50°C, 발효시간 17시간)한 다래순은 29,026.53 mg/100 g으로 가장 높게 검출되었다.
- 주요 유기산은 succinic acid, citric acid로 나타났다. 동결건조, 열풍건조 시료는 각각 14,825.71 mg/100 g, 11,208.14 mg/100 g 순으로 검출되었으며, 냉풍건조 시료는 동결건조 시료에 비하여 약 75%가 감소되어 25% 수준이 었다. 데친 후 열풍건조 시료는 7,581.
- 이는 유리당 및 유기산에서의 결과와 같이 조리수에 용출된 것으로 사료된다. 동결건조와 냉풍건조에 비해 열풍건조 시 필수아미노산의 함량이 상대적으로 증가하는 경향이었다.
- 발효 후 총 아미노산의 증가보다 필수아미노산의 증가가 많았으며, 필수아미노산은 동결건조에 비해 3.5~4.8배 증가하였다. 약발효(10 h), 중발효(17 h) 및 강발효(24 h) 시료의 총 유리아미노산 함량은 각각 389.
- 발효시간이 경과할수록 a값은 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며(P<0.0001), b값은 감소하였다.
- 발효시간이 증가할수록 L값은 감소하였으나 약발효와 중 발효에는 유의적인 차이가 없었으며, 24시간 발효 후에는 46.45로 L값이 감소하여 색이 어두워지는 경향을 나타내었다. 발효시간이 경과할수록 a값은 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며(P<0.
- 8배 증가하였다. 약발효(10 h), 중발효(17 h) 및 강발효(24 h) 시료의 총 유리아미노산 함량은 각각 389.28 mg/100 g, 457.99 mg/100 g 및 193.86 mg/100 g으로, 필수아미노산은 중발효일 때 145.55 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 보인 후강발효일 때는 오히려 69.19 mg/100 g으로 감소하는 것으로 나타났다. 특히 leucine, valine, phenylalanine, threonine의 함량이 높게 증가하였다.
- 특히 leucine, valine, phenylalanine, threonine의 함량이 높게 증가하였다. 중발효 시료는 동결건조 시료에 비해 필수아미노산 8종 모두 1.7~5.2배 증가한 것으로 나타났다. 이 결과는 Choi와 Choi(35)의 야생차는 발효를 많이 시킨 차일수록 유리아미노산의 총 함량에서 필수아미노산이 차지하는 비율이 증가한다는 결과와 일치하였다.
- 다래순의 유리당 함량은 Table 4와 같다. 총 4종의 유리당을 분석한 결과 glucose, fructose, sucrose, maltose가 검출되었으며, 다래순의 주요 유리당은 sucrose로 확인되 었다. 총 유리당 함량은 냉풍건조 시료가 6,560.
- 다래순의 유기산 함량을 분석한 결과는 Table 5와 같다. 총 7종의 유기산을 분석한 결과 citric acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid 총 4종의 유기산이 검출되었으며, oxalic acid, lactic acid 및 acetic acid는 검출되지 않았다. 주요 유기산은 succinic acid, citric acid로 나타났다.
- 총 유기산 함량은 중발효, 약발효 시료가 각각 29,026.53 mg/100 g, 28,375.54 mg/100 g으로 가장 높게 검출되었으며, 발효 후 citric acid, tartaric acid, malic acid는 감소하고 succinic acid는 증가하여 동결건조 시료보다 발효 시 1.7~1.9배 증가하는 경향이었다. Succinic acid는 거의 모든 동식물의 조직에 널리 분포되어 있고 호박의 증류 생성물로 얻을 수 있다.
- 총 4종의 유리당을 분석한 결과 glucose, fructose, sucrose, maltose가 검출되었으며, 다래순의 주요 유리당은 sucrose로 확인되 었다. 총 유리당 함량은 냉풍건조 시료가 6,560.86 mg/100g으로 가장 높았으며, 열풍 및 동결 건조 순으로 각각 4,615.12 및 4,058.07 mg/100 g이 측정되었다. 데친 후 열풍건조 후에는 2,386.
- 53 mg/100 g으로 가장 높게 검출되었다. 총 유리당은 냉풍건조 시료가 6,560.86 mg/100 g으로 가장 높았으며, 데친 후 열풍건조는 2,386.73 mg/100 g으로 감소하였다. 다래순은 비필수아미노산의 함량이 더 높았으며 tyrosine이 가장 많이 검출되었다.
- 필수 및 비필수 아미노산 외의 비아미노산 함량을 측정한결과 norvaline은 모든 시료에서 확인되지 않았으며, GABA 와 vitamin U는 중발효 시료에서 각각 110.29 mg/100 g과 6.78 mg/100 g으로 가장 높게 검출되었다(Table 8). GABA는 동･식물계의 널리 존재하는 비단백질 아미노산으로 사람의 신경계, 혈액에 함유하고 있으며, 신경전달물질인 acetylcholine을 증가시키고, 혈압 강하 작용, 뇌기능을 촉진시키는 등의 생리작용을 하는 것으로 알려져 있다(37-39).
- 81% 함유하고 있었으며, 주요 유리당과 유기산은 sucrose와 succinic acid, citric acid였다. 필수아미노산 valine, methionine, isoleucine, leucine, threonine, phenylalanine, tryptophan, lysine 8종을 포함하여 총 19종의 아미노산이 검출되 었다. 동결건조 한 다래순의 총 유기산은 14,825.
후속연구
- 78 mg/100 g으로 가장 높게 검출되었다. 따라서 다래순은 다양한 유리당과 유기산 및 유리아미노산을 함유하고 있고 발효 후에는 필수아미노산이 증가하므로 GABA 함유 발효차 등으로 개발할 수 있을 것이며, 성인뿐만 아니라 성장기 어린이의 식품소재로의 활용가치가 높을 것으로 생각된다.
- GABA는 동･식물계의 널리 존재하는 비단백질 아미노산으로 사람의 신경계, 혈액에 함유하고 있으며, 신경전달물질인 acetylcholine을 증가시키고, 혈압 강하 작용, 뇌기능을 촉진시키는 등의 생리작용을 하는 것으로 알려져 있다(37-39). 따라서 다래순은 발효 이후 필수아미노산과 GABA가 증가하는 것으로 확인되어 영양성 및 기능성을 향상시킨 식품소재로 개발 가능하리라 사료된다.
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