조리방법을 달리한 쥐눈이콩의 항산화력 및 이소플라본 배당체·비배당체 함량 비교 Component Changes in Antioxidant Activity and Isoflavones (β-glucoside & aglycone) Contents of Small Black Bean According to Different Cooking Methods원문보기
Purpose: In this study, small black beans (Rhynchosia nulubilis) that were produced in the Jungsun province of South Korea were selected for use in various cooking recipes because they are known to contain higher isoflavones and excellent antioxidant effects, as compared to any other domestic soybea...
Purpose: In this study, small black beans (Rhynchosia nulubilis) that were produced in the Jungsun province of South Korea were selected for use in various cooking recipes because they are known to contain higher isoflavones and excellent antioxidant effects, as compared to any other domestic soybeans. Methods: Physicochemical and antioxidant characteristics of small black beans were analyzed with uncooked beans and four other cooking methods of pan broiling, boiling, steaming, and pressure cooking. Results: Contents of ${\beta}$-glucosides (daidzin, glycitin, and genistin) and aglycone (daidzein, glycitein, and genistein) in small black beans were significantly different depending on the cooking methods (p<0.001). The results of the experiment indicated that the amount of total polyphenol in pressure cooked beans was highest, showing a value of 7.16 mg/g (p<0.001). Most contents of isoflavones (${\beta}$-glucoside, aglycone) in uncooked beans appeared to increase after cooking. In particular, the amount of glycitein was highest in pan broiled beans ($9.63{\mu}g/g$). The total isoflavone content differed among the different cooking methods, ranging from highest to lowest in the following order : pan broiled beans ($759.49{\mu}g/g$), pressure cooked beans ($725.12{\mu}g/g$), boiled beans ($591.05{\mu}g/g$), steamed beans ($511.61{\mu}g/g$), and uncooked beans ($180.80{\mu}g/g$) (p<0.001). Conclusion: Especially, the amount of isoflavones increased significantly in pan broiled beans and pressure cooked beans, suggestive of optimized cooking methods for increasing nutritional and functional contents in cooked food.
Purpose: In this study, small black beans (Rhynchosia nulubilis) that were produced in the Jungsun province of South Korea were selected for use in various cooking recipes because they are known to contain higher isoflavones and excellent antioxidant effects, as compared to any other domestic soybeans. Methods: Physicochemical and antioxidant characteristics of small black beans were analyzed with uncooked beans and four other cooking methods of pan broiling, boiling, steaming, and pressure cooking. Results: Contents of ${\beta}$-glucosides (daidzin, glycitin, and genistin) and aglycone (daidzein, glycitein, and genistein) in small black beans were significantly different depending on the cooking methods (p<0.001). The results of the experiment indicated that the amount of total polyphenol in pressure cooked beans was highest, showing a value of 7.16 mg/g (p<0.001). Most contents of isoflavones (${\beta}$-glucoside, aglycone) in uncooked beans appeared to increase after cooking. In particular, the amount of glycitein was highest in pan broiled beans ($9.63{\mu}g/g$). The total isoflavone content differed among the different cooking methods, ranging from highest to lowest in the following order : pan broiled beans ($759.49{\mu}g/g$), pressure cooked beans ($725.12{\mu}g/g$), boiled beans ($591.05{\mu}g/g$), steamed beans ($511.61{\mu}g/g$), and uncooked beans ($180.80{\mu}g/g$) (p<0.001). Conclusion: Especially, the amount of isoflavones increased significantly in pan broiled beans and pressure cooked beans, suggestive of optimized cooking methods for increasing nutritional and functional contents in cooked food.
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문제 정의
콩은 트립신 저해제가 있어 생콩으로 섭취하기보다는 조리 후에 섭취하도록 권장하고 있으나 콩이 갖는 생리 활성 물질이 조리 후에 얼마나 잔존하고 있는지에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 조리 이후에 잔존물이 높은 조리방법을 규명하여 우수한 조리방법을 권장하고 식품 개발 및 메뉴 개발의 가능성을 타진하고자 하였다.
본 연구는 쥐눈이콩을 이용하여 볶기, 삶기, 찌기, 압력 조리로 조리법을 달리하여 조리한 후 각각의 조리법에 따른 생리활성 기능적 성분의 변화를 연구하여 조리 후 잔존하는 생리활성 물질이 많은 효과적인 조리 방법을 찾고자 실시하였다. 조리된 쥐눈이콩 시료들은 이화학적 특성, 항산화적 특성을 분석하였고 이소플라본 함량 변화를 관찰하였다.
가설 설정
D: steamed small black bean.
제안 방법
, Tokyo, Japan)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. Total polyphenol 함량은 gallic acid(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 분석하여 작성된 표준 검량선에 근거하여 산출하였으며 모든 실험은 3회 반복 측정하였다.
대조군은 99% ethyl alcohol 990 μL에 DPPH solution(1.0×10-4 M) 330 μL와 혼합하였고, Blank는 시료용액 990 μL를 99% ethyl alcohol 330 μL에 혼합하여 위와 같이 흡광도를 측정하였다.
볶은 콩, 삶은 콩, 찐 콩, 압력 조리한 콩의 제조 공정은 다음과 같으며, Toda T 등(2000)의 연구를 기초로 조리 시간과 온도를 참고하였고 반복적인 예비실험을 통해 선정된 조리방법으로 제조하였다. 모든 시료 제조에는 생콩 70 g을 증류수에 3회 세척하여 물기를 제거한 후 사용하였다.
본 연구를 통하여 쥐눈이콩의 조리 방법에 따라 식품의 기능적 성분과 이소플라본 함량의 조리 후 변화를 관찰할 수 있었다. 압력 조리한 콩과 볶은 콩에서 배당체와 비배당체 함량의 증가하여 이들 각각의 총 함량이 증가하는 효과가 나타났다.
생콩과 삶은 콩, 찐 콩, 압력 조리한 콩 시료는 -80°C에서 동결건조기(MCFD 8505, Ilshin Lab Co., Seoul, Korea)를 이용하여 48시간 건조시켰다.
시료 조리는 induction cooktop(heating level No. 1~9, 210 mmΦ, 1800 W, KM 6200, Miele, Gütersloh, Germany)에서 조리하였고 적외선 온도계(temperature range -40°C~+280°C, IR 460, Food Master, IRtek, Joondalup, WA, Australia)로 측정하였다.
0 mL/min으로 고정, 260 nm에서 측정하였다. 이동상(mobile phase)은 (A) water/methanol/acetic acid(88:10:2 v/v/v)와 (B) methanol/acetic acid(98:2 v/v)의 혼합된 두 용매이고 45분 동안의 조성과 flow rate는 초기 [90:10(A:B, v/v), 1.0 mL/min], 21분 [60:40, 1.0 mL/min], 32분 [60:40, 1.0 mL/min], 35분 [40:60, 1.0 mL/min], 36분 [90:10, 1.0 mL/min], 그리고 45분에 [90:10, 1.0 mL/min]의 비율로 변하였다. 이때 도출된 이소플라본 함량을 구하는 식은 다음과 같다.
이소플라본의 함량 분석은 HPLC(Agilent 1100 Series, Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, USA)를 사용하여, 3회 반복 실험을 통해 데이터를 산출하였다. 실험 조건으로 column은 Capcellpak UG120 C18(250 mm×4.
자유 라디칼 소거능은 Szabo M 등(2007)의 방법을 응용하여 측정하였고 시료용액 990 μL를 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) solution(1.0 x 10-4 M) 330 μL와 혼합하여 암소(25°C)에서 30분간 방치하여 반응시킨 후 분광광도계(JAS Co.)로 517 nm에서 흡광도를 3반복 측정한 값을 다음 식에 각각 대입하여 평균을 구하였다.
본 연구는 쥐눈이콩을 이용하여 볶기, 삶기, 찌기, 압력 조리로 조리법을 달리하여 조리한 후 각각의 조리법에 따른 생리활성 기능적 성분의 변화를 연구하여 조리 후 잔존하는 생리활성 물질이 많은 효과적인 조리 방법을 찾고자 실시하였다. 조리된 쥐눈이콩 시료들은 이화학적 특성, 항산화적 특성을 분석하였고 이소플라본 함량 변화를 관찰하였다.
조리법 선정은 가정에서 주로 사용되는 조리방법인 볶은 조리(pan boiling), 삶은 조리(boiling), 찐 조리(steaming)로, 콩 연화 기능과 조리시간 단축의 장점을 갖는 압력 조리(pressure cooking)로 선정하였다. 조리 방법을 달리한 쥐눈이콩의 모든 실험 결과는 IBM SPSS Statistics(ver.
쥐눈이콩 분말의 색은 색도계(CR-300, Minolta Co., Osaka, Japan)를 사용하여 L(lightness, 명도), a(redness, 적색도), b(yellowness, 황색도) 값을 3회 반복 측정하여 평균값을 구하였다. 이때 사용한 표준 백판(standard plate)의 L값은 97.
쥐눈이콩의 total polyphenol 함량은 Folin-Ciocalteu법에 기초한 Zhang Q 등(2006)의 방법을 변형하여 분석 측정하였다. 실험시료 10 g에 70% ethyl alcohol(Duksan, Gyungggi-do, Korea) 100 mL를 넣은 후, 85°C에서 3시간 환류추출(reflux extraction) 후 여과지(Whatman No.
찐 콩은 삶은 콩과 동일한 방법으로 전처리하여 채반이 장착된 직경 15 cm의 찜 냄비에 넣고 끓어오르면 7 level로 줄여 15분간 익혔다. 쥐눈이콩의 압력조리는 삶은 콩과 동일한 방법으로 전처리하여 직경 15 cm의 압력 냄비(1.8 L, D-88499 Riedlingen, Sicomatic, Silit, Geislingen an der Steige, Germany)에 넣고 3분후 끓어오르면 7 level로 줄여 2분간 가열하였다. 생콩과 삶은 콩, 찐 콩, 압력 조리한 콩 시료는 -80°C에서 동결건조기(MCFD 8505, Ilshin Lab Co.
대상 데이터
시료로 사용한 쥐눈이콩(Rhynchosia nulubilis)은 강원도 정선((주)동트는 농가)에서 2012년산을 구입하였으며 4°C에서 밀봉하여 냉장고(R-D306SJ, LG DIOS, Seoul, Korea)에서 냉장보관하면서 사용하였다.
이소플라본 측정을 위한 시험 용액의 제조 방법과 정량분석방법은 Rostagno MA 등(2005), Du Q 등(2001)의 실험을 적용하여 실시하였다. 이소플라본 정량분석에 필요한 표준물질 daidzin, glycitin, genistin, daidzein, glycitein, genistein(040-27741, 077-04691, 070-04681, 043-28071, 070-04701, 073-05531, Wako, Osaka, Japan)을 구입하여 분석을 실시하였다.
데이터처리
a, b, c, d Means in a row followed by different superscripts are significantly different (p<0.001) by Duncan's multiple range test.
a-d Means in a row followed by different superscripts are significantly different (p<0.001) by Duncan's multiple range test.
유의적인 차이가 있는 경우 Duncan's multiple range test로 통계적 유의성을 검증하였다.
, Armonk, NY, USA) 프로그램을 사용하여 통계 처리하였다. 이화학적, 항산화적 특성, 이소플라본 함량에는 ANOVA test를 실시하여 5% 이내의 유의수준에서 각 시료간의 유의성을 검증하였다. 유의적인 차이가 있는 경우 Duncan's multiple range test로 통계적 유의성을 검증하였다.
조리법 선정은 가정에서 주로 사용되는 조리방법인 볶은 조리(pan boiling), 삶은 조리(boiling), 찐 조리(steaming)로, 콩 연화 기능과 조리시간 단축의 장점을 갖는 압력 조리(pressure cooking)로 선정하였다. 조리 방법을 달리한 쥐눈이콩의 모든 실험 결과는 IBM SPSS Statistics(ver. 21, IBM Corp., Armonk, NY, USA) 프로그램을 사용하여 통계 처리하였다. 이화학적, 항산화적 특성, 이소플라본 함량에는 ANOVA test를 실시하여 5% 이내의 유의수준에서 각 시료간의 유의성을 검증하였다.
이론/모형
이소플라본 측정을 위한 시험 용액의 제조 방법과 정량분석방법은 Rostagno MA 등(2005), Du Q 등(2001)의 실험을 적용하여 실시하였다. 이소플라본 정량분석에 필요한 표준물질 daidzin, glycitin, genistin, daidzein, glycitein, genistein(040-27741, 077-04691, 070-04681, 043-28071, 070-04701, 073-05531, Wako, Osaka, Japan)을 구입하여 분석을 실시하였다.
성능/효과
6가지 배당체 및 비배당체의 총 함량은 볶은 콩(759.49 μg/g)이 가장 높았고 압력 조리한 콩(725.12 μg/g), 삶은 콩(591.05 μg/g), 찐 콩(511.61 μg/g), 생콩(180.80 μg/g)의 순서로 나타났다.
6가지 배당체(daidzin, glycitin, genistin)와 비배당체(daidzein, glycitein, genistein)의 함량은 생콩과 조리 방법별로 모두 유의적인 차이를 보였고(p<0.001), 조리 이후에 배당체와 비배당체의 함량이 전반적으로 증가하는 것으로 나타났다.
daidzein은 삶은 콩 12.54 μg/g, glycitein은 볶은 콩 282.88 μg/g, genistein은 볶은 콩 9.63 μg/g으로 생콩보다 조리 이후에 유의적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다(p<0.001).
그러나 150°C 고온 처리에서는 140°C에 비해 마늘과 양파 모두 약간씩 감소하는 경향을 보여줌으로써 total polyphenol 함량은 열에는 안정적이나 특정 온도 이상에서는 오히려 감소함을 보였다.
대두의 조리 시간을 30분에서 60분으로 연장하였을 경우, 자유 라디칼 소거능은 각각 140.85, 146.39 μmol TE/건조 중량으로 소화된 대두와 미소화 대두 추출물 모두에서 유의하게 증가하지 않았으나, 체외 소화 실험에서는 30분 조리에서 높게 증가하였다.
볶은 콩의 경우 daidzin, glycitin, genistin은 207.80, 36.43, 216.85 μg/g으로 증가하였고, 검정 종피에 다량 존재하는 glycitein 또한 282.88 μg/g으로 증가하여 총 함량 759.49 μg/g로 다른 시료에 비해 가장 높은 함량을 나타냈다.
생콩과 볶은 콩, 삶은 콩, 찐 콩, 압력 조리한 콩의 DPPH 자유 라디칼 소거능을 측정한 결과는 Table 2과 같다. 분석결과 생콩이 조리한 쥐눈이콩 보다 높게 나타났고 조리 방법 중에서는 압력 조리가 다소 높게 나타났으나 각 시료간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 이러 한 결과는 Dong X 등(2012)의 대두 연구에서 조리시간에 따라 DPPH 자유 라디칼 소거능이 유의적으로 다르지 않았다는 결과와 유사하였다.
생콩과 조리 방법별 쥐눈이콩의 이화학적 분석 결과, pH는 6.45-6.68의 범위로 전체적으로 pH는 상승하였고(p<0.001), 조리된 콩들의 명도와 적색도는 생콩보다 감소하였으나 볶은 콩의 황색도는 증가하였다(p<0.001).
본 연구를 통하여 쥐눈이콩의 조리 방법에 따라 식품의 기능적 성분과 이소플라본 함량의 조리 후 변화를 관찰할 수 있었다. 압력 조리한 콩과 볶은 콩에서 배당체와 비배당체 함량의 증가하여 이들 각각의 총 함량이 증가하는 효과가 나타났다. 따라서 콩으로부터 생리활성 물질을 많이 섭취하기 위해서는 수분을 가하는 조리의 경우 압력 조리를 권장하며 콩을 볶아 가루를 내어 식품이나 조리에 이용하는 것이 바람직한 방법으로 사료된다.
삶은 콩의 배당체와 비배당체 함량은 찐 콩과 유사한 경향을 보였다. 압력 조리한 콩은 비배당체 glycitein 함량에서 압력 조리한 콩이 삶은 콩, 찐 콩보다 증가하는 것으로 나타났다. 콩을 물에서 불리는 동안 β-glucosidase가 콩의 비배당체의 분포를 증가시키긴 하나, 이소플라본 전체 분포에 약간의 변화를 줄 뿐이라고 보고하고 있다(Matsuura M 등 1989).
열을 처리하지 않은 마늘과 양파는 130°C 처리 이후에 급격히 증가하였고, 140°C 처리에서 각각 7.2배, 8.6배 증가하여 가장 높은 값을 보였다.
이소플라본 함량 측정 결과, 생콩의 배당체와 비배당체의 총 함량은 180.80 μg/g이었으나 조리한 콩의 배당체와 비배당체 함량이 증가하는 것으로 나타났다.
조리법에 따른 항산화 물질의 분석 결과 생콩의 총 폴리페놀 함량은 5.62 mg/g, 볶은 콩은 2.42 mg/g, 삶은 콩 5.47 mg/g, 찐 콩은 4.49 mg/g, 압력 조리한 콩에서는 7.16 mg/g의 값으로 나타나 압력조리에서 가장 높게 나타났다(p<0.001).
쥐눈이 생콩은 황색도를 제외한 명도와 적색도에서 모든 조리방법들 중에 가장 높은 값을 보였고 조리 이후에 L 값과 a값은 감소하는 것으로 나타났다(p<0.001).
쥐눈이콩 조리 후에 전체적으로 pH 값은 상승하는 것으로 나타났으며, 볶은 조리는 pH 6.68로 유의적으로 높게 나타났다(p<0.001).
특히 검정콩의 종피에 다량 존재하는 비배당체 glycitein은 다른 조리 방법보다 볶은 조리에서 유의적으로 높게 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 볶은 콩이 다른 조리 방법에 비해 비배당체 함량이 증가하였는데, Izumi T 등(2000)은 인체가 배당체보다 비배당체 형태로 더 많은 양을 더 빠르게 흡수시킨다고 보고하였으며, 이에 볶은 콩으로 섭취할 경우 이소플라본의 기능적 효과를 상승시킬 수 있는 것으로 사료된다.
후속연구
따라서 콩으로부터 생리활성 물질을 많이 섭취하기 위해서는 수분을 가하는 조리의 경우 압력 조리를 권장하며 콩을 볶아 가루를 내어 식품이나 조리에 이용하는 것이 바람직한 방법으로 사료된다. 더욱 효과적인 조리법을 적용하기 위해서는 압력 조리와 볶은 조리의 최적화 및 표준화를 규명하는 연구가 진행되어져야 할 것으로 판단되며, 또한 일반적으로 생리활성 기능이 많이 잔존하는 콩 조리법으로 알려진 발아 및 발효 과정도 최적화된 조리방법의 연구가 진행되어져야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
쥐눈이콩이란 무엇인가?
쥐눈이콩(Rhynchosia nulubilis)은 검정콩의 한 종류로 서리태보다 작고 속이 녹색인 동아시아 토착 품종이다(Yim JH 등 2009). 검은색 종피에는 항산화 효과를 갖는 이소플라본 비배당체인 glycitein과 안토시아닌인 중에 cyanidin-3-glucoside가 노란콩 품종보다 풍부한 것으로 보고되었다(Bae EA & Moon GS 1997).
노란 콩 품종과 비교했을 때에 쥐눈이콩은 어떠한 특징이 있는가?
쥐눈이콩(Rhynchosia nulubilis)은 검정콩의 한 종류로 서리태보다 작고 속이 녹색인 동아시아 토착 품종이다(Yim JH 등 2009). 검은색 종피에는 항산화 효과를 갖는 이소플라본 비배당체인 glycitein과 안토시아닌인 중에 cyanidin-3-glucoside가 노란콩 품종보다 풍부한 것으로 보고되었다(Bae EA & Moon GS 1997). 정선산 쥐눈이콩의 항산화 효과에 대한 연구에서는 껍질에 다량의 총 페놀성 화합물을 함유하며 항산화 활성이 가장 높은 것으로 나타났다(Shin MK & Han SH 2002, Sa JH 등 2003).
콩 이소플라본은 어떠한 구조를 가지는가?
콩 이소플라본은 비배당체(aglycone) 3개와 배당체(glucoside) 9개(glucoside, acetylglucoside, malonylglucoside)등으로 된 12개의 유도체로 존재한다. 비배당체는 dadizein, genistein, glycitein으로, 배당체는 genistin, daidzin, glycitin 으로 구성되고 배당체 기본구조에 acetyl form과 malonyl form으로 각각 결합된 형태로 존재한다(Kudou S 등 1991). 식품 내에는 이소플라본이 비배당체보다 대부분 배당체 형태로 존재하고, 이들의 비율은 콩 품종에 따라 다르며 (Izumi T 등 2000, Setchell KDR 2000), 조리과정 중에서 배당체와 비배당체의 함량이 변화한다고 하였다(Moon BK 등 1996).
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