본 연구에서는 고품질의 곤드레 묵나물 제품을 얻기 위한 방법으로 열풍건조와 순환형감압건조기술을 이용하여 품질 특성을 비교 분석하였다. 건조방법에 따른 곤드레의 건조시간별 중량 변화는 0~6시간 구간에서 가장 많은 중량 감소를 나타내었으며, 시간별 중량변화의 폭은 순환형감압건조에 비해 열풍건조에서 더 크게 나타났다. 건조 곤드레의 색도 변화는 L값(명도), a값(적색도), b값(황색도) 모두 순환형감압건조에 의한 곤드레가 높은 값을 나타내었다. 건조 방법에 따른 곤드레의 일반성분 및 무기질을 분석한 결과, 열풍건조 및 순환형감압건조의 건조 방법은 일반성분 및 무기질 함량에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 총 폴리페놀 함량은 순환형감압건조된 시료가 열풍건조 시료보다 높은 함량이 측정되었으며, 이는 열에 의해 페놀성분의 일부가 파괴되었음을 나타낸다. 또한, 건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 DPPH radical 소거능을 비교한 결과, 순환형감압건조 시료는 생시료와 비슷한 수준의 높은 활성을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 곤드레 묵나물을 제조하기 위한 효율적인 건조방법은 열풍건조방법보다는 순환형감압건조를 통해 우수한 품질과 기능성을 갖는 곤드레 묵나물을 제조할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 고품질의 곤드레 묵나물 제품을 얻기 위한 방법으로 열풍건조와 순환형감압건조기술을 이용하여 품질 특성을 비교 분석하였다. 건조방법에 따른 곤드레의 건조시간별 중량 변화는 0~6시간 구간에서 가장 많은 중량 감소를 나타내었으며, 시간별 중량변화의 폭은 순환형감압건조에 비해 열풍건조에서 더 크게 나타났다. 건조 곤드레의 색도 변화는 L값(명도), a값(적색도), b값(황색도) 모두 순환형감압건조에 의한 곤드레가 높은 값을 나타내었다. 건조 방법에 따른 곤드레의 일반성분 및 무기질을 분석한 결과, 열풍건조 및 순환형감압건조의 건조 방법은 일반성분 및 무기질 함량에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 총 폴리페놀 함량은 순환형감압건조된 시료가 열풍건조 시료보다 높은 함량이 측정되었으며, 이는 열에 의해 페놀성분의 일부가 파괴되었음을 나타낸다. 또한, 건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 DPPH radical 소거능을 비교한 결과, 순환형감압건조 시료는 생시료와 비슷한 수준의 높은 활성을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 곤드레 묵나물을 제조하기 위한 효율적인 건조방법은 열풍건조방법보다는 순환형감압건조를 통해 우수한 품질과 기능성을 갖는 곤드레 묵나물을 제조할 수 있을 것으로 판단된다.
In this study, the quality characteristics of different drying methods of Cirsium setidens Nakai, which contains large amounts of biological substances, were investigated for the improvement of their practical use. During the drying period, the weight reduction was the highest with hot-air drying(82...
In this study, the quality characteristics of different drying methods of Cirsium setidens Nakai, which contains large amounts of biological substances, were investigated for the improvement of their practical use. During the drying period, the weight reduction was the highest with hot-air drying(82.7%). As for the general component and mineral contents analysis results of Cirsium setidens Nakai, there were no significant difference. Cyclic low pressure drying resulted highest amount of total phenolic components and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). Hence, cyclic low pressure drying method is the best method for enhancing antioxidant activity of Cirsium setidens Nakai.
In this study, the quality characteristics of different drying methods of Cirsium setidens Nakai, which contains large amounts of biological substances, were investigated for the improvement of their practical use. During the drying period, the weight reduction was the highest with hot-air drying(82.7%). As for the general component and mineral contents analysis results of Cirsium setidens Nakai, there were no significant difference. Cyclic low pressure drying resulted highest amount of total phenolic components and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). Hence, cyclic low pressure drying method is the best method for enhancing antioxidant activity of Cirsium setidens Nakai.
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문제 정의
본 연구에서는 고품질의 곤드레 제품을 얻기 위한 방법으로 열풍건조와 순환형감압건조 기술을 이용하여 품질 특성과 항산화 활성을 연구하고자 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 건조방법에 따른 곤드레의 건조시간별 중량 변화는 건조 전 곤드레의 중량은 열풍건조 1,521.
이와 같이 건조 시 발생하는 문제점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 순환형감압건조 기술을 적용하여 40℃ 이하의 온도에서 건조시킴으로써 높은 온도로 건조 시 곤드레의 변형 및 영양소 파괴를 막고, 식품으로서의 효과를 유지하고, 800 hPa 이하의 기압에서 건조를 진행하여 건조 시간을 단축하여 생산효율을 향상시킬 수 있도록 하였으며, 이러한 감압 건조 기술의 특성을 연구하기 위하여 종래 건조 기술인 열풍 건조와 비교를 통하여 건조한 곤드레의 품질 특성 및 항산화 활성을 연구하고자 하였다.
가설 설정
b : Degree of yellowness (yellow +70 ↔ -80 blue).
제안 방법
각 원소의 표준용액은 0, 1, 10 ppm의 농도로 조제하여 표준검량곡선을 작성하였으며, 이때 ICP-AES의 작동 조건은 power: 1.0 KW for aqueous, nebulizer pressure: 3.5 bar for meingard type c, aerosol flow rate: 0.3 L/min, shealth gas flow: 0.3 L/min, cooling gas: 12 L/min이었다.
건조 중 곤드레의 중량변화는 건조방법에 따라 시간별로 감소한 중량의 수치를 초기 중량과 비교 측정하여 중량변화율(%)을 계산하였다.
색도는 분광측색계(Spectrophotometer cm-2600-d, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 반복측정(10회)하였으며, 명도(L, Lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 값으로 나타내었고, 측정 전 표준백판(L=96.84, a=-1.45, b=2.63)으로 보정한 후 사용하였다.
열풍건조는 열풍건조기(C-DF2, Changsin Lab, Korea)를 이용하여 60±1℃에서, 순환형감압건조는 감압건조장치(O’jeju Agro Food Tech Holdings, Inc., Korea)로 800 hPa, 건조온도는 40±1℃에서 행하였으며, 건조시간은 48시간으로 동일한 조건으로 실행하였다.
전자공여능(%)은 [(1—As/Ac)×100)]으로 나타내었고, As와 Ac에 실험군과 대조군의 흡광도 값을 각각 대입하여 계산하였다.
총 폴리페놀 함량은 garlic acid를 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 구하였으며, 표준곡선은 garlic acid 최종농도가 0, 100, 200, 300, 400, 500 ug/mL가 되도록 하여 725 nm에서 흡광도를 측정한 후 작성하였다.
추출물의 전자공여작용(electron donating abilities, EDA)은 각각의 추출물에 대한 DPPH (α,α-diphenyl-picrylhydrazyl)의 전자공여효과로 각 시료의 환원력을 측정하였다.
대상 데이터
건조된 곤드레는 믹서기(FM-909T, Hanil Electri, Seoul, Korea)로 분쇄하여 밀폐된 용기에 담아 냉동보관하면서 분석용 시료로 실험에 사용하였다.
본 실험에 사용된 곤드레(Cirsium setidens)는 2015년 5월 강원도 정선군에서 재배된 것을 구입하여 사용하였으며, 재료는 구입한 즉시 이물질을 제거하고, 형태와 길이가 비슷한 신선한 것을 구분하여 100℃, 3%의 식염 첨가 데치기 조건에서 데치기를 실시한 후 증류수로 1회 행구고 냉각한 다음 salad spinner(EMSA Werke, Grevener Damm, Germany)를 이용하여 1분 동안 탈수하여 물기를 제거한 후 티슈로 남아있는 물기를 제거한 후 실험에 사용하였다.
데이터처리
모든 실험은 3회 반복으로 행하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 유의성 검증은 SPSS 18.0(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc.) program을 이용하여 Duncan's multiple range test를 행하였다.
이론/모형
무기질 분석은 유도결합 프라즈마 원자방출 분광법을 이용하여 측정하였다. 무기질의 전처리 방법은 건식법(AOAC 1995)으로 하였다.
무기질 분석은 유도결합 프라즈마 원자방출 분광법을 이용하여 측정하였다. 무기질의 전처리 방법은 건식법(AOAC 1995)으로 하였다. 즉, 시료 약 2 g을 도가니에 넣고 전열기에서 예비 가열시킨 후 550℃ 전기 회화로에서 6시간 회화한 다음 방냉하였다.
여기에 묽은염산(1:1 HCl) 10 mL를 첨가한 다음 50 mL 플라스크로 옮겨 탈이온수로 정용, 여과하여 유도결합 프라즈마 원자방출 분광법(ICP-AES, Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectropho- tometer, Jobin Yvon JY138 Ultrace, Longjumeau, France)으로 분석하였다.
일반성분은 AOAC법(AOAC 1990)에 의하여 분석하였다. 즉, 수분함량은 105℃ 상압건조법, 조회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다.
즉, 수분함량은 105℃ 상압건조법, 조회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다. 조단백질 함량은 micro-Kjeldahl 법을 이용한 단백질 자동분석기(Kjeltec protein analyzer, Tecator Co., Hoeganaes, Sweden)로, 조지방 함량은 Soxhlet 법을 이용하여 분석하였다. 총 당질 함량은 위의 측정치를 합한 값을 100에서 뺀 값으로 하였다.
일반성분은 AOAC법(AOAC 1990)에 의하여 분석하였다. 즉, 수분함량은 105℃ 상압건조법, 조회분 함량은 550℃에서 직접회화법을 이용하여 분석하였다. 조단백질 함량은 micro-Kjeldahl 법을 이용한 단백질 자동분석기(Kjeltec protein analyzer, Tecator Co.
성능/효과
48 mg/ 100 g으로 가장 높았고, 그 다음이 칼슘, 인, 마그네슘이었으나, 건조공정에 따른 무기질 함량의 차이는 없는 것으로 나타났다. 건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 총 폴리페놀 함량은 순환형감압건조 시료가 열풍건조 시료보다 높은 함량이 측정되었으며, 이는 열에 의해 페놀성분의 일부가 파괴되었음을 나타낸다. 또한, 건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 DPPH radical 소거능을 비교한 결과, 순환형감압건조 시료는 생시료와 비슷한 수준의 높은 활성을 유지하고 있는 것으로 나타났다.
건조 전 곤드레의 중량은 열풍건조 1,521.42g, 순환형감압건조 1,501.46 g이었으며, 건조 후에는 열풍건조 263.21 g, 순환형감압건조 319.843 g으로 열풍건조가 82.7%의 중량 감소율을 나타냈으며, 순환형감압건조 78.7%로 나타났다.
본 연구에서는 고품질의 곤드레 제품을 얻기 위한 방법으로 열풍건조와 순환형감압건조 기술을 이용하여 품질 특성과 항산화 활성을 연구하고자 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 건조방법에 따른 곤드레의 건조시간별 중량 변화는 건조 전 곤드레의 중량은 열풍건조 1,521.42g, 순환형감압건조 1,501.46 g이었으며, 건조 후에는 열풍건조 263.21 g, 순환형감압건조 319.843 g으로 열풍건조가 82.7%의 중량 감소율을 나타냈으며, 순환형감압건조 78.7%로 나타났다. 열풍건조는 6∼12시간 구간에서 580.
건조처리된 곤드레의 색도는 육안으로는 보이는 것과 마찬가지로 순환형감압건조 시료가 열풍건조시료보다 색이 좀 더 밝고 초록빛을 나타내었다. 건조방법에 따른 곤드레의 일반성분을 분석한 결과, 수분함량은 열풍건조가 7.5%, 순환형감압건조가 7.8%로 비슷한 결과를 나타내었으며, 회분함량은 열풍건조가 9.8%, 순환형감압건조가 9.4%로 열풍건조 시료의 회분함량이 더 높았으며, 조지방 함량은 열풍건조가 3.7%, 순환형감압건조가 3.5%로 열풍건조 시료의 조지방 함량이 약간 높았고, 조단백 함량은 열풍건조가 21.3%, 순환형감압건조가 20.4 %로 열풍건조시료가 더 높은 함량을 나타냈다. 열풍건조 및 순환형감압건조의 건조 방법은 일반성분 함량에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
일반적으로 비타민은 공기, 빛, 열 등의 여러 가지 처리에 의하여 쉽게 파괴되지만, 무기질은 열이나 빛 등의 노출에 의해 쉽게 파괴되지 않는 안정적인 영양소로 알려져 있다(Fennema OG 1996). 건조방법에 따른 무기질 함량은 무기질 종류마다 차이를 보였지만, 총 무기질 함량은 순환형감압건조 시에 더 높게 나타났으며, 이는 순환형감압건조방법이 효과적인 건조방법이라 생각된다.
그 결과, L값(명도), a값(적색도), b값(황색도) 모두 순환형감압건조에 의한 곤드레가 높은 값을 나타내었다. 건조처리된 곤드레의 색도는 순환형감압건조 시료가 열풍건조시료보다 색이 좀 더 밝고 초록빛을 나타내었다. 건조조건이 오미자의 색도에 미치는 영향에 관한 연구(Kim YJ 등 2008)에서 열풍 및 동결건조 된 오미자의 색도를 측정한 결과, L값과 a값이 열풍건조시료에 비해 동결 건조한 시료에서 높았다고 보고하였다.
그 결과, L값(명도), a값(적색도), b값(황색도) 모두 순환형감압건조에 의한 곤드레가 높은 값을 나타내었다.
건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 총 폴리페놀 함량은 순환형감압건조 시료가 열풍건조 시료보다 높은 함량이 측정되었으며, 이는 열에 의해 페놀성분의 일부가 파괴되었음을 나타낸다. 또한, 건조 방법에 따른 곤드레 추출물의 DPPH radical 소거능을 비교한 결과, 순환형감압건조 시료는 생시료와 비슷한 수준의 높은 활성을 유지하고 있는 것으로 나타났다.
건조 방법에 따른 곤드레의 일반성분을 분석한 결과는 [Table 2]에 나타내었다. 수분함량은 열풍건조가 7.5%, 순환형감압건조가 7.8%를 나타내었으며, 회분함량은 열풍건조가 9.8%, 순환형감압건조가 9.4%로 열풍건조 시료의 회분함량이 더 높았으며, 조지방 함량은 열풍건조가 3.7%, 순환형감압건조가 3.5%로 열풍건조 시료의 조지방 함량이 약간 높았고, 조단백 함량은 열풍건조가 21.3%, 순환형감압건조가 20.4%로 열풍건조시료가 더 높은 함량을 나타냈다. 건조 방법에 따른 고춧가루의 성분변화를 연구한 Lim YR 등(2012)의 연구결과에서와 같이 건조시간과 온도에 따른 수분함량의 변화는 큰 차이가 없이 나타나, 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다.
2]와 같다. 순환형감압건조 시료에서 열풍건조 시료보다 높은 함량이 측정되었다. 이는 열에 의해 페놀성분의 일부가 파괴되었음을 나타내며, 낮은 온도에서 건조된 시료가 높은 열처리에 의한 건조 시료들과 비교하여 가장 높은 총 페놀 함량이 보고되었다(Kim YM et al 2009; Kim MJ et al 2006).
32 g이 감소하여 건조 구간 중 가장 많은 중량 감소를 나타내어 열풍건조와 비슷한 경향을 나타내었다. 시간별 중량변화의 폭은 순환형감압 건조에 비해 열풍건조에서 더 크게 나타났는데, 이는 수분이 급격하게 감소하는 높은 건조 온도에서의 처리가 중량 변화에 큰 영향을 미친 것으로 사료된다. 본 실험 결과와 비슷한 경향을 나타낸 연구(Choi JY et al 1987)로 표고버섯의 감압건조과정에서 초기에 급격한 수분전달이 이루어진 뒤 점진적으로 건조속도가 느려지는 경향의 보고도 있다.
시간별 중량변화의 폭은 순환형감압건조에 비해 열풍건조에서 더 크게 나타났다.
열풍건조 및 순환형감압건조 곤드레의 총 9종의 무기질 함량(K, Ca, P, Mg, Fe, Mn, Na, Zn, Cu)은 [Table 3]에 나타내었다. 열풍건조 및 순환형감압건조 곤드레 모두 칼륨이 각각 2,525.39 mg/100g과 2,771.48 mg/100 g으로 가장 높았고, 그 다음이 칼슘, 인, 마그네슘이었으나, 건조공정에 따른 무기질 함량의 차이는 없는 것으로 판단된다. 일반적으로 산채류 및 엽채류의 무기질 함량은 칼륨함량이 가장 높은 것과 유사한 경향을 나타내었다(Kim EM 2011).
열풍건조 및 순환형감압건조 곤드레의 총 9종의 무기질 함량(K, Ca, P, Mg, Fe, Mn, Na, Zn, Cu)은 열풍건조 및 순환형감압건조 곤드레 모두 칼륨이 각각 2,525.39 mg/100 g과 2,771.48 mg/ 100 g으로 가장 높았고, 그 다음이 칼슘, 인, 마그네슘이었으나, 건조공정에 따른 무기질 함량의 차이는 없는 것으로 나타났다.
4 %로 열풍건조시료가 더 높은 함량을 나타냈다. 열풍건조 및 순환형감압건조의 건조 방법은 일반성분 함량에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 열풍건조 및 순환형감압건조 곤드레의 총 9종의 무기질 함량(K, Ca, P, Mg, Fe, Mn, Na, Zn, Cu)은 열풍건조 및 순환형감압건조 곤드레 모두 칼륨이 각각 2,525.
열풍건조는 6∼12시간 구간에서 580.1 g이 감소하여 가장 많은 중량 변화를 보였으며, 그 이후로는 서서히 중량이 감소하였다.
열풍건조는 6∼12시간 구간에서 580.1 g이 감소하여 가장 많은 중량 변화를 보였으며, 그 이후로는 서서히 중량이 감소하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Cirsium 속 식물에 함유되어 있는 silymarin의 기능은?
다년생 야생 초본으로 국화과에 속하는 Cirsium 속 식물은 페놀성 화합물로 알려진 항산화성분을 포함하고 있고(Morita N et al 1973; Rauen HM & Schriewer H 1971; Mourelle M et al 1989; Ingelman-Sundberg M et al 1988; Ferenci P et al 1989), Cirsium 속 식물에 함유되어 있는 silymarin은 간 보호작용(Rauen HM & Schriewer H 1971; Mourelle M et al 1989), 알코올 유도 지질의 산화예방(Ingelman-Sundberg M et al 1988)과 알코올성 간경화 보호 효과(Ferenci P et al 1989) 등에 생리활성이 보고되었다. 곤드레라 불리우는 Cirsium 속에 Cirsium setidens Nakai는 폴리페놀 성분, 식이섬유, 무기질 및 비타민 등이 함유되어 있어 다양한 생리활성이 보고된 바 있다(Lee SH et al 2006; Lee WB et al 2002).
곤드레는 한방에서 무엇에 이용하는가?
곤드레라 불리우는 Cirsium 속에 Cirsium setidens Nakai는 폴리페놀 성분, 식이섬유, 무기질 및 비타민 등이 함유되어 있어 다양한 생리활성이 보고된 바 있다(Lee SH et al 2006; Lee WB et al 2002). 한방에서는 대계라 불리우며, 경혈, 지혈, 소종의 효능으로 토혈, 혈뇨, 대하, 간염 및 고혈압 등에 이용한다고 보고되었다(Lee SJ 1966; Ishida H et al 1987; Kang IJ et al 1997). 곤드레는 매월 5월에 채취하여 식용으로 이용되며(Chang SY et al 2012), 봄에 돋아나는 연한 어린잎과 부드러운 줄기는 나물이나 국으로 이용하거나, 건조과정을 통하여 묵나물로 제조하여 저장성을 향상시키고(Surh JT et al 1996; Park SJ et al 2015), 껍질을 벗겨낸 줄기는 튀김, 무침, 볶음, 데침 등의 조리에 이용하여 섭취하였으며, 특유의 향미가 있어 차로도 사용한다(Lee SH 2006).
열풍건조의 장단점은?
천일건조는 기후의 영향을 받으며, 장기간의 건조시간이 필요하고, 최종 수분함량의 조절이 어려운 문제점뿐만 아니라, 건조 도중에 산화반응이나 광화학 반응 등으로 인하여 제품의 색깔이 변색되거나, 영양 성분이 파괴되어 경제적인 손실이 발생한다(Smogyi LP & Luh BS 1983). 열풍건조는 건조시간이 빠르고 간편하며 경제적일 뿐만 아니라 신속하고 균일하게 건조가 이루어지지만, 수분손실에 기인된 수축현상, 빠른 건조에 의한 표면경화 현상, 건조물의 낮은 복원력, 갈색화 반응으로 인한 색상, 조직감, 맛 및 영양가 저하 등의 문제점이 따르고 있다(Holdsworth SD 1971). 동결건조는 건조된 제품의 질감, 향기 및 성분의 변화가 적고, 건조식품의 재수화가 빨라 많이 사용되고 있으나, 건조 시간이 느리고 비용이 많이 든다(Litvin S et al 1998).
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