본 연구는 채소류 22종을 대상으로 데치기 후의 베타카로틴 함량의 변화를 조사하였다. 또한, 조리 중 발생하는 시료의 중량 변화와 베타카로틴 함량 변화를 고려하여 영양소 보존율(true retention, TR)을 나타내었다. 실험대상 채소류 중에서 시금치를 예로 들면, 데친 후 품종이나 재배방식에 따라 베타카로틴 함량이 8.78에서 24.65%까지 증가하였다. 따라서 데친 후 베타카로틴 함량의 증가 때문에 데치기 전보다 높은 인체 이용률을 기대할 수 있다. 이를 데치기 과정 중 변화된 시금치 중량을 함께 고려하여 영양소 보존율로 나타내었을 때 시설 재배된 일반 품종의 시금치는 100.52%를 나타냈지만 다른 시금치(포항초, 섬초, 노지 재배된 일반 품종)는 80.13~86.69%를 나타내었다. 다른 채소들의 경우 %TR이 100% 이상인 경우는 아욱(109.24%), 고사리(160.59%), 양배추(164.46%), 냉이(153.80%), 미나리(100.02%) 그리고 도라지(123.02%)에서 나타났는데 이는 데치기 후에 베타카로틴 함량이 증가하였거나 중량이 상대적으로 크게 감소하였기 때문이다. 이들 중 고사리와 양배추의 경우 중량의 감소보다는 베타카로틴 함량의 증가가 주된 요인이었고, 냉이의 경우 중량이 상대적으로 크게 감소하였지만 베타카로틴의 함량이 크게 증가하였기 때문이었다. 나머지 다른 시료들의 TR은 59.35%(곰취)에서 96.42%(유채 어린 잎)의 범위로 나타났다.
본 연구는 채소류 22종을 대상으로 데치기 후의 베타카로틴 함량의 변화를 조사하였다. 또한, 조리 중 발생하는 시료의 중량 변화와 베타카로틴 함량 변화를 고려하여 영양소 보존율(true retention, TR)을 나타내었다. 실험대상 채소류 중에서 시금치를 예로 들면, 데친 후 품종이나 재배방식에 따라 베타카로틴 함량이 8.78에서 24.65%까지 증가하였다. 따라서 데친 후 베타카로틴 함량의 증가 때문에 데치기 전보다 높은 인체 이용률을 기대할 수 있다. 이를 데치기 과정 중 변화된 시금치 중량을 함께 고려하여 영양소 보존율로 나타내었을 때 시설 재배된 일반 품종의 시금치는 100.52%를 나타냈지만 다른 시금치(포항초, 섬초, 노지 재배된 일반 품종)는 80.13~86.69%를 나타내었다. 다른 채소들의 경우 %TR이 100% 이상인 경우는 아욱(109.24%), 고사리(160.59%), 양배추(164.46%), 냉이(153.80%), 미나리(100.02%) 그리고 도라지(123.02%)에서 나타났는데 이는 데치기 후에 베타카로틴 함량이 증가하였거나 중량이 상대적으로 크게 감소하였기 때문이다. 이들 중 고사리와 양배추의 경우 중량의 감소보다는 베타카로틴 함량의 증가가 주된 요인이었고, 냉이의 경우 중량이 상대적으로 크게 감소하였지만 베타카로틴의 함량이 크게 증가하였기 때문이었다. 나머지 다른 시료들의 TR은 59.35%(곰취)에서 96.42%(유채 어린 잎)의 범위로 나타났다.
In the present study, reversed-phase HPLC was utilized to quantify the ${\beta}$-carotene content of 22 kinds of raw and blanched vegetables consumed in Korea. In addition, true retention (TR) of ${\beta}$-carotene in samples was obtained. For quantification of ...
In the present study, reversed-phase HPLC was utilized to quantify the ${\beta}$-carotene content of 22 kinds of raw and blanched vegetables consumed in Korea. In addition, true retention (TR) of ${\beta}$-carotene in samples was obtained. For quantification of ${\beta}$-carotene, external standard curve was obtained with limit of detection and limit of quantitation. The ${\beta}$-carotene contents in 22 raw vegetables ranged from 6.29 (bellflower root) to $7,050.73{\mu}g/100g$ (spinach, field culture). After blanching, ${\beta}$-carotene contents of 13 vegetables increased up to 103.05% while nine vegetables resulted in reduced content, ranging from -2.17 to -29.16%. However, even though increased ${\beta}$-carotene content was observed after blanching, TR of some vegetables was lower than 100% due to their weight reduction. The highest TR of ${\beta}$-carotene was found from blanched cabbage (164.46%) while the lowest TR was found from Turcz (Gomchwi) at 59.35%. TR is an effective method to evaluate retention of nutrients in cooked foods, considering changes of nutrient content and weight.
In the present study, reversed-phase HPLC was utilized to quantify the ${\beta}$-carotene content of 22 kinds of raw and blanched vegetables consumed in Korea. In addition, true retention (TR) of ${\beta}$-carotene in samples was obtained. For quantification of ${\beta}$-carotene, external standard curve was obtained with limit of detection and limit of quantitation. The ${\beta}$-carotene contents in 22 raw vegetables ranged from 6.29 (bellflower root) to $7,050.73{\mu}g/100g$ (spinach, field culture). After blanching, ${\beta}$-carotene contents of 13 vegetables increased up to 103.05% while nine vegetables resulted in reduced content, ranging from -2.17 to -29.16%. However, even though increased ${\beta}$-carotene content was observed after blanching, TR of some vegetables was lower than 100% due to their weight reduction. The highest TR of ${\beta}$-carotene was found from blanched cabbage (164.46%) while the lowest TR was found from Turcz (Gomchwi) at 59.35%. TR is an effective method to evaluate retention of nutrients in cooked foods, considering changes of nutrient content and weight.
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문제 정의
본 연구는 채소류 22종을 대상으로 데치기 후의 베타카로틴 함량의 변화를 조사하였다. 또한, 조리 중 발생하는 시료의 중량 변화와 베타카로틴 함량 변화를 고려하여 영양소 보존율(true retention, TR)을 나타내었다.
본 연구에서는 데치기에 따른 중량 변화와 함께 베타카로틴 함량의 변화를 나타내고자 하였다. 이를 위하여 TR(영양소 보존율)을 사용하였는데 이것은 22종 채소류에 대하여 데치기 전후 베타카로틴 함량의 증감 정도를 데치기에 의한 중량 변화와 함께 고려한 것이다(5).
가설 설정
1)All values are mean±standard deviation of duplication.
2)Means with different letters within a row are significantly different (P<0.05).
3)All values are mean±standard deviation of duplication.
제안 방법
External standard curve 작성을 위하여 베타카로틴 표준물질 10 mg을 0.01% BHT를 함유한 chloroform 3 mL에 용해한 후 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 20, 40 μg/mL의 농도별로 희석하여 HPLC로 분석하였다.
PTFE 0.5 μm disposable syringe filter(Hydro phobic, DISMIC-13JP, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하여 HPLC(SP 930D, Younglin, Anyang, Korea) 분석을 수행하였으며 그 조건은 Table 1과 같다(6).
본 연구에서는 우리나라에서 주로 소비되는 채소류 22종을 선정 후 15~300초 동안 데치기를 수행하였다. 각 시료에 대하여 데치기 전후의 베타카로틴 함량을 분석하였고, 시료들의 중량 변화를 고려하여 데치기 조리법이 채소류의 베타카로틴 보존율에 미치는 영향을 연구하였다.
본 연구는 채소류 22종을 대상으로 데치기 후의 베타카로틴 함량의 변화를 조사하였다. 또한, 조리 중 발생하는 시료의 중량 변화와 베타카로틴 함량 변화를 고려하여 영양소 보존율(true retention, TR)을 나타내었다. 실험대상 채소류 중에서 시금치를 예로 들면, 데친 후 품종이나 재배방식에 따라 베타카로틴 함량이 8.
계산된 area 값으로부터 최소농도를 구한 후 HPLC로부터 얻은 area 값으로부터 표준편차를 계산하였다. 또한, 최소농도가 포함되어 있는 외부 표준물질 검량선(external standard curve)을 작성하여 기울기를 구하였다. 기울기와 표준편차를 통해 LOD와 LOQ 값을 다음과 같이 구하였다(6).
본 연구에서는 우리나라에서 주로 소비되는 채소류 22종을 선정 후 15~300초 동안 데치기를 수행하였다. 각 시료에 대하여 데치기 전후의 베타카로틴 함량을 분석하였고, 시료들의 중량 변화를 고려하여 데치기 조리법이 채소류의 베타카로틴 보존율에 미치는 영향을 연구하였다.
데치기에는 나물류 1,500 g당 10배에 해당하는 15,000 mL의 물을 사용하였으며, 데치기 전에 조리수를 100°C로 예열하여 유지하였다. 시료는 각 특성을 고려하여 데치는 시간을 30초에서 5분 범위 내로 설정하였다. 조리 중 냄비뚜껑은 닫은 채로 진행하였으며 조리 후 3차 증류수로 여러 번 헹구었다.
전처리 및 조리 과정은 다음과 같다. 채소류 22종에 대해 가식부분을 취해 무게를 측정하였다. 데치기에는 나물류 1,500 g당 10배에 해당하는 15,000 mL의 물을 사용하였으며, 데치기 전에 조리수를 100°C로 예열하여 유지하였다.
추출관에 60% KOH 용액 8 mL를 가하고 질소를 충진한 다음 환류관을 연결하여 항온수조에서 1시간 동안 검화(75°C, 100 rpm)를 진행하였다.
조리 중 냄비뚜껑은 닫은 채로 진행하였으며 조리 후 3차 증류수로 여러 번 헹구었다. 탈수기를 이용해 20초간 물기를 제거한 후 데친 시료의 무게를 측정하였다. 또한, 모든 시료는 마쇄 중 영양소 손실을 최소화하기 위하여 액체질소로 급속냉동한 후 균질기(Robot Coupe Blixer, Robot Coupe USA, Jackson, MS, USA)로 마쇄하여 성분분석 전까지 -70°C에서 냉동 보관하였다.
대상 데이터
베타카로틴 표준시약(≥95% HPLC, 032-17991, Waco Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan)을 구입하여 검량선을 구하는 데 사용하였다.
시료 전처리 및 데치기는 2014~2015년 국립농업과학원(Jeonju, Korea)에서 진행하였으며 전처리 과정과 데치기 전후의 시료 무게에 대한 정보를 제공받았다. 전처리 및 조리 과정은 다음과 같다.
시료의 베타카로틴 추출에 사용된 ethanol, n-hexane, ethyl acetate는 normal grade를 사용하였고, 베타카로틴 정량을 위한 기기분석에는 HPLC-grade인 chloroform, acetonitrile, methanol 그리고 dichloromethane을 사용하였다. 베타카로틴 표준시약(≥95% HPLC, 032-17991, Waco Pure Chemical Industries, Ltd.
데이터처리
이후 시료 100 g에 함유된 베타카로틴 함량을 μg으로 나타내었다. Blank(chloroform)를 5번 주입하여 얻은 HPLC chromatogram으로부터 평균 peak area를 구하였다. 검출한계(limit of detection, LOD)는 평균 peak area의 3배, 정량한계(limit of quantitation, LOQ)는 평균 peak area의 10배 곱하였다.
검출한계(limit of detection, LOD)는 평균 peak area의 3배, 정량한계(limit of quantitation, LOQ)는 평균 peak area의 10배 곱하였다. 계산된 area 값으로부터 최소농도를 구한 후 HPLC로부터 얻은 area 값으로부터 표준편차를 계산하였다. 또한, 최소농도가 포함되어 있는 외부 표준물질 검량선(external standard curve)을 작성하여 기울기를 구하였다.
분석 결과는 두 번 반복하여 얻었으며 평균값과 표준편차를 계산하였다. 통계처리는 SPSS(7)를 이용하여 조리 전후의 베타카로틴 함량에 대해 t-test를 P<0.
통계처리는 SPSS(7)를 이용하여 조리 전후의 베타카로틴 함량에 대해 t-test를 P<0.05 수준에서 수행하였다.
이론/모형
베타카로틴 함량분석을 위하여 알칼리 검화법을 이용하였다. 각 시료 5 g을 추출관에 취한 후 산화억제를 위해 6%pyrogallol 에탄올 용액 10 mL를 가하고 vortex mixer를 이용하여 충분히 교반하였다.
성능/효과
2)Percentage variation of weight (%)=(g of cooked food-g of food before cooking)/ g of food before cooking×100.
Table 3에는 TR과 조리 전후의 중량 변화를 나타내었다. 22종 채소류의 데치기 후 베타카로틴 TR은 59.35(곰취)에서 164.46%(양배추)의 범위를 보였다. 포항초의 베타카로틴 TR은 83.
3)Percentage variation of β-carotene content (%)=(β-carotene content per g of cooked food-β-carotene content per g of raw food)/β-carotene content per g of raw food×100.
52%였다. 가장 높은 TR을 보인 시설 재배 시금치는 Table 2에서 보듯이 다른 시금치들의 베타카로틴 함량 증가(8.78~16.07%)에 비해 높은 증가율(24.65%)을 보이면서도 데치기 전과 후의 중량 차이는 다른 시금치보다 다소 적었다. 조리 후 베타카로틴 TR을 보고한 다른 연구 결과에 따르면 시금치를 4분간 끓인 후에는 58%였는데 8분간 끓인 후에는 125%로 증가하였고, 다른 품종의 시금치인 Ceylon spinach(Basella rubra), red spinach(Amaranthus gangeticus), 그리고 white spinach(Amaranthus viridis)의 경우에는 4분 끓였을 때의 TR이 61.
Blank(chloroform)를 5번 주입하여 얻은 HPLC chromatogram으로부터 평균 peak area를 구하였다. 검출한계(limit of detection, LOD)는 평균 peak area의 3배, 정량한계(limit of quantitation, LOQ)는 평균 peak area의 10배 곱하였다. 계산된 area 값으로부터 최소농도를 구한 후 HPLC로부터 얻은 area 값으로부터 표준편차를 계산하였다.
43 μg/100 g(호부추)으로 나타났다. 결과적으로 백합과에 속한 시료들에서는 데치기 후 22.83~25.7%의 범위로 베타카로틴 함량이 감소하는 경향을 보였다(Table 2).
고사리는 데치기 전의 베타카로틴 함량이 299.01 μg/100 g, 데친 후에는 484.58 μg/100 g으로 데치기를 통해 베타카로틴 함량이 유의적으로 증가하였다(P<0.05).
89% 증가하였다. 그 결과로 미나리와 도라지의 데친 후 베타카로틴 TR은 각각 100.02와 123.02%였으나 민들레는 82.31%였다.
따라서 데치기 전보다 후에 베타카로틴 함량이 9.02% 증가하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다(P>0.05).
또한, 데친 후의 베타카로틴 함량은 최소 23.13 μg/100 g(양배추)에서 최대 2,856.85 μg/100g(유채 어린잎)의 범위를 보였다.
24% 감소하였기 때문이다. 반면 미나리와 도라지의 경우 데친 후의 중량 감소는 각각 12.98%와 17.20%로 민들레의 14.43%와 유사하게 감소하였으나, 베타카로틴 함량의 경우에는 3.83% 감소한 민들레와는 다르게 미나리와 도라지 각각 14.91과 46.89% 증가하였다. 그 결과로 미나리와 도라지의 데친 후 베타카로틴 TR은 각각 100.
본 연구에서 식물 계통이 유사한 십자화과에 속하는 6종의 채소(양배추, 봄동, 청경채, 냉이, 유채 어린잎, 유채 큰 잎)의 경우 데치기 전 시료에 함유된 베타카로틴 함량이 최소 12.81(양배추)에서 최대 2,840.33 μg/100 g(유채 어린잎)의 범위로 나타났다.
비름나물은 데치기 전 베타카로틴 함량이 2,288.76에서데친 후 2,571.16 μg/100 g으로 증가하면서 데치기 전후의 함량이 유의적인 차이를 나타내었다(P<0.05).
80 μg/100 g(노지 재배)의 범위로 나타났다. 시금치는 4가지 시료 모두에서 지역 및 품종이나 재배조건에 상관없이 데치기 후에 베타카로틴함량이 약 8.78에서 24.65%까지 증가하는 경향이 나타났다. 그중 섬초 시금치와 시설 재배 시금치의 경우 데치기 후에 베타카로틴 함량이 유의적으로 증가하였다(P<0.
또한, 조리 중 발생하는 시료의 중량 변화와 베타카로틴 함량 변화를 고려하여 영양소 보존율(true retention, TR)을 나타내었다. 실험대상 채소류 중에서 시금치를 예로 들면, 데친 후 품종이나 재배방식에 따라 베타카로틴 함량이 8.78에서 24.65%까지 증가하였다. 따라서 데친 후 베타카로틴 함량의 증가 때문에 데치기 전보다 높은 인체 이용률을 기대할 수 있다.
실험에 사용된 국화과 시료들은 데친 후 베타카로틴 함량이 최소 3.83에서 29.16%까지 감소하는 경향이 나타났으며, 이 중 곰취의 경우 데친 후의 베타카로틴 함량이 유의적으로 감소하였다(P<0.05).
따라서 데친 후 베타카로틴 함량의 증가 때문에 데치기 전보다 높은 인체 이용률을 기대할 수 있다. 이를 데치기 과정 중 변화된 시금치 중량을 함께 고려하여 영양소 보존율로나타내었을 때 시설 재배된 일반 품종의 시금치는 100.52%를 나타냈지만 다른 시금치(포항초, 섬초, 노지 재배된 일반 품종)는 80.13~86.69%를 나타내었다. 다른 채소들의 경우 %TR이 100% 이상인 경우는 아욱(109.
재배지역과 품종 그리고 재배방식에 따른 4가지 시금치(포항초, 섬초, 노지 재배 일반 품종, 시설 재배 일반 품종)의 경우 데치기 전 시금치의 베타카로틴 함량은 3,585.23(섬초)에서 7,050.73 μg/100 g(노지 재배)의 범위를 나타내었고, 데친 후에는 4,161.31(섬초)에서 7,669.80 μg/100 g(노지 재배)의 범위로 나타났다.
전체적으로 시험대상 22종의 채소류 중에서 TR이 100 이상인 것은 고사리, 시설 재배 시금치, 아욱, 양배추, 냉이, 미나리, 도라지였고, 특히 고사리와 양배추의 경우에는 데친 후 베타카로틴의 증가가 높은 TR의 주된 이유였다. 냉이의 경우에는 데친 후의 중량이 상대적으로 크게 감소하였으나 베타카로틴의 함량은 크게 증가하여 높은 TR을 보였다.
46%였다. 특히 실험대상 22종의 채소류 중에서 곰취가 데치기 후에 가장 적은 베타카로틴 TR(59.35%)을 보였는데 이는 데치기 후 베타카로틴의 함량이 가장 크게 감소하면서 중량도 16.24% 감소하였기 때문이다. 반면 미나리와 도라지의 경우 데친 후의 중량 감소는 각각 12.
46%(양배추)의 범위를 보였다. 포항초의 베타카로틴 TR은 83.78%, 섬초는 86.69%, 노지 재배된 일반 시금치는 80.13% 그리고 시설 재배된 일반 시금치는 100.52%였다. 가장 높은 TR을 보인 시설 재배 시금치는 Table 2에서 보듯이 다른 시금치들의 베타카로틴 함량 증가(8.
후속연구
이러한 현상들의 발생 정도는 채소류의 종류, 같은 종류에서의 품종, 재배 환경,저장 방법, 조리 방법 및 조건 등에 따라 다를 것이다. 따라서 이러한 요인들에 영향을 받는 베타카로틴 함량과 함께 중량변화를 고려한 영양소 보존율은 조리된 식품의 영양성분 함량을 나타낼 때보다 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
베타카로틴은 어떤 구조로 이루어져 있는가?
주로 당근과 시금치 등의 녹황색 채소류에 높은 함량으로 존재하고 인간과 동물에서는 생합성이 이루어지지 않아 식이로써 공급되어야 한다. 2개의 β-ionone ring과 8개의 isoprene이 결합한 구조로 이루어진 베타카로틴은 다른 카로티노이드류보다 인체 내에서 비타민 A 전환율이 높다(1). 한편 베타카로틴은 엽록체(chloroplast)의 단백질 복합체 또는 유색체(chromoplast)에 결정형태로 존재할 수 있으므로 식품에 존재하는 베타카로틴의 장소는 흡수율에 영향을 미치는 요인 중의 하나이다(2,3).
베타카로틴이란?
베타카로틴(β-carotene)은 식물 및 해조류 등에서 합성되는 황적색의 카로티노이드(carotenoid)계 색소이다. 주로 당근과 시금치 등의 녹황색 채소류에 높은 함량으로 존재하고 인간과 동물에서는 생합성이 이루어지지 않아 식이로써 공급되어야 한다.
베타카로틴이 함유된 채소류에 데치기 같은 열처리는 어떤 장단점이 있는가?
우리나라에서는 베타카로틴이 함유된 채소류를 주로 데친 후 조미하여 나물 형태로 섭취한다. 데치기와 같이 열처리가 동반되는 조리과정 중에 식물 조직에 단단한 결합체로 존재하던 베타카로틴의 분리가 쉬워지기도 하며, 이에 따라 체내에서의 이용률 또한 향상되기도 한다(3,4). 그러나 건조된 채소류를 조리하여 섭취하는 경우나 오랜 열처리 시간이 이용되는 조리 방법의 경우에는 채소 종류에 따라 오히려 생체 이용률이 낮아질 가능성도 있다.
참고문헌 (14)
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