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문제 정의
- 따라서 본 연구는 소비자가 가장 쉽게 구할 수 있는 시판 잎 녹차를 구입하여 일상생활에서 많이 이용되는 저장 온도(상온 15℃, 냉장 4℃, 냉동 -15℃)와 극단적인 저장 온도 (30℃와 -40℃)를 설정하였고, 저장기간은 6개월로 하여 녹차의 카테킨류, 알칼로이드류 및 테아닌의 변화를 분석함으로써, 저장 온도와 저장 기간에 따른 녹차의 유용 성분 변화 결과를 토대로 소비자들이 실생활에서 녹차제품을 사용할 때 합리적인 저장 조건에 관한 기본적인 자료를 제공하고자 하였다.
가설 설정
- 녹차의 카테킨류, 알칼로이드류, 테아닌은 저장온도와 기간이 많은 영향을 주는 요인이 될 수 있으므로 일반적으로 녹차의 품질을 유지하면서 녹차의 유효성분들의 변화를 적게 줄 수 있는 —15℃에서 저장하는 것이 유리하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 저장기간 동안 낮은 습도의 유지와 개봉 후에는 최대한 빠르게 소비하는 것이 가장 올바른 사용법일 것이다. 본 실험의 결과를 토대로 차류의 저장조건에 따른 유용성분의 변화와 항산화성의 연관관계에 대하여 분석이 필요할 것이며, 온도와 기간 이외에도 저장에 영향을 줄 수 있는 요인을 파악하여 저장 조건을 다르게 하여 차류를 분석한다면 차류를 이용하는 보다 과학적인 가이드라인이 될 수 있을 것으로 사료된다.
- 일반적으로 가정에서는 —40℃와 같은 초저온 저장이 매우 어렵고, 가장 보편적으로 사용하는 냉동고의 온도가 약 —15℃ 인 것을 가정한다면 높은 온도보다는 낮은 온도에 보관하는 것이 저장 기간 동안에 카테킨류의 변화를 줄일 수 있는 효과적인 방법이라고 할 수 있을 것이다.
제안 방법
- 이 과정을 5회 반복하여 모아진 DNP-아미노산액을 30℃에서 감압 건조하였다. 건조 후 남은 잔사에 80% 에탄올(ethylalcohol : water, 80:20, v/v) 2 mL를 첨가하여 녹인 후 15,000 rpm으로 2분 동안 원심분리하여 그 상층액을 HPLC에 직접 주입하여 theanine을 분석하였다.
- 45 um의 millipore nylon filter(Badford, MA)로 여과하여 HPLC (HITACHI 655AⅡ, Tokyo, Japan)에 직접 주입하여 분석하였다. 녹차 추출물에 함유되어 있는 catechin류, al- kaloid류, theanine은 표준품을 HPLC로 분석한 retention time과 시료를 표준품과 동인한 조건으로 분석한 결과와 비교하여 동정하였고, 시료 용액에 일정량의 표준품을 첨가하여 동시에 HPLC에서 분석하여 검출된 피크의 모양과 검출시간을 측정하여 확인하였다. 실험은 3번 반복 측정하였고, 표준시료의 peak 면적에 의해 산출된 값을 기준으로 평균과 표준편차로 나타내었다.
- 녹차 추출물을 0.45 um의 millipore nylon filter(Badford, MA)로 여과하여 HPLC (HITACHI 655AⅡ, Tokyo, Japan)에 직접 주입하여 분석하였다. 녹차 추출물에 함유되어 있는 catechin류, al- kaloid류, theanine은 표준품을 HPLC로 분석한 retention time과 시료를 표준품과 동인한 조건으로 분석한 결과와 비교하여 동정하였고, 시료 용액에 일정량의 표준품을 첨가하여 동시에 HPLC에서 분석하여 검출된 피크의 모양과 검출시간을 측정하여 확인하였다.
- 테아닌은 녹차의 맛을 좌우하는 아미노산으로 녹차 특유의 감칠맛에 영향을 주며, 녹차의 품질을 결정하는데 중요한 물질 중의 하나이다. 저장 기간 및 저장 온도를 다르게 한 녹차 추출물의 테아닌의 분석은 제조한 녹차 추출물을 DNP 유도체화 시키고, 표준 DNP-theanine과 일정량 혼합한 후 HPLC로 분석하는 spiked method를 이용하여 테아닌을 측정하였다. 녹차 추출물에 함유되어 있는 테아닌의 함량의 변화를 나타낸 것이 [Table 4]이다.
- 저장 온도 및 기간에 따른 녹차의 카테킨류, 알칼로이드류 및 테아닌의 변화를 검토하였다. 카테킨류는 EGCG가 총 카테킨 함량 중 약 47%인 75.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 녹차는 일반적으로 시중에서 판매되는 전남 보성에서 수확한 잎 녹차(세작)을 포항시내 소재 대형 마트에서 2015년 9월경 구입하여 사용하였다. 실험에 사용된 시약들은 Folin-Ciocalteu's phenol 시약, 1,1-diphenyl-2-picrylhy- drazyl, Fe2+-ascorbate, 2-thiobarbituric acid, epigallocatechin(EGC), catechin(C), epicatechin(EC), epi- gallocatechin-3-gallate(EGCG), gallocatechin-3-gallate(GCG), catechin-3-gallate(CG), epicatechin-3-gallate (ECG), caffeine(CAF), theobromine(TB),theophylline(TP)은 Sigma(St, Louis, MO, USA)제품을 사용하였다.
- 실험에 사용된 시약들은 Folin-Ciocalteu's phenol 시약, 1,1-diphenyl-2-picrylhy- drazyl, Fe2+-ascorbate, 2-thiobarbituric acid, epigallocatechin(EGC), catechin(C), epicatechin(EC), epi- gallocatechin-3-gallate(EGCG), gallocatechin-3-gallate(GCG), catechin-3-gallate(CG), epicatechin-3-gallate (ECG), caffeine(CAF), theobromine(TB),theophylline(TP)은 Sigma(St, Louis, MO, USA)제품을 사용하였다. 분석에 사용한 시약들은 HPLC grade acetonitrile과 ethanol, analytical grade pota- ssium dihydrogen phosphate (KH2PO4) 및 그 밖의 시약은 특급을 사용하였다.
- 실험에 사용된 시약들은 Folin-Ciocalteu's phenol 시약, 1,1-diphenyl-2-picrylhy- drazyl, Fe2+-ascorbate, 2-thiobarbituric acid, epigallocatechin(EGC), catechin(C), epicatechin(EC), epi- gallocatechin-3-gallate(EGCG), gallocatechin-3-gallate(GCG), catechin-3-gallate(CG), epicatechin-3-gallate (ECG), caffeine(CAF), theobromine(TB),theophylline(TP)은 Sigma(St, Louis, MO, USA)제품을 사용하였다.
데이터처리
- a～e Means in a row by different superscripts are significantly different at 5% significance level by Duncan's multiple range test.
- 본 연구를 통해 얻어진 실험 자료는 SPSS 16.0을 사용하여 분석하였다. 시료간의 유의성 검정은 one-way ANOVA를 이용하여 분석하였다.
- 0을 사용하여 분석하였다. 시료간의 유의성 검정은 one-way ANOVA를 이용하여 분석하였다.
- 녹차 추출물에 함유되어 있는 catechin류, al- kaloid류, theanine은 표준품을 HPLC로 분석한 retention time과 시료를 표준품과 동인한 조건으로 분석한 결과와 비교하여 동정하였고, 시료 용액에 일정량의 표준품을 첨가하여 동시에 HPLC에서 분석하여 검출된 피크의 모양과 검출시간을 측정하여 확인하였다. 실험은 3번 반복 측정하였고, 표준시료의 peak 면적에 의해 산출된 값을 기준으로 평균과 표준편차로 나타내었다. 분석조건은 [Table 1]와 같다.
이론/모형
- 녹차 추출물의 theanine 분석은 Lee MH, LeeSU(2013)의 방법을 이용하였다. 시료 50 uL를 시험관에 넣고 회전 농축기를 이용하여 30℃에서 감압 건조한 한 후, 1% Na2HCO3(2 mL)와 FDNB(0.
- 실험에 사용한 녹차는 에탄올추출법(FriedmanM et al 2005)에 따라 추출하였다. 각 시료를 flask에 넣고 80% 에탄올 용액(ethylalcohol : water,80:20, v/v) 50 mL를 첨가한 후, 60℃의 water bath에서 15분간 추출하였다.
성능/효과
- 녹차를 저장할 때는 특히 여름철에 온도와 습도가 높을 때 쉽게 변질되어 품질이 떨어진다는 연구결과(Haraguchi et al 2002)와 비교하였을 때 저장 온도 30℃라는 조건에서 카테킨류는 정도의 차이는 있었지만, 저장기간이 길어질수록 감소되는 결과와 비슷한 경향임을 알 수 있었다. 15℃에서 저장한 녹차 추출물의 EGCG는 6개월 저장한 녹차에서 42.32 mg/g으로 저장 전 보다 약 46% 감소하였다. 상온과 비슷한 15℃에서 저장한 녹차는 30℃보다는 변화의 폭이 적었으나, 동일한 경향으로 감소한다는 것을 알 수 있었다.
- 저장 기간 및 저장 온도에 따른 테아닌의 변화에 관한 연구결과가 거의 없어 비교하기는 어려우나, 녹차를 상온에서 보관할 경우 잎의 색에 변화가 있고, 맛과 향 또한, 변질이 생긴다는 연구결과를 보면 녹차의 맛에 영향을 주는 테아닌의 성분에도 변화가 있었을 것으로 판단된다. 녹차를 저장 시 혐기처리하고, 저장온도와 저장기간을 달리하여 향과 맛 등을 관능 평가한 결과에서 저장온도가 낮은 조건에서는 저장기간이 길어도 평가점수가 높았다. 그러나 상온에서는 저장기간이 짧은 것이 녹차의 관능평가가 좋은 결과였다(Park JH et al 2012).
- 녹차의 카테킨류, 알칼로이드류, 테아닌은 저장온도와 기간이 많은 영향을 주는 요인이 될 수 있으므로 일반적으로 녹차의 품질을 유지하면서 녹차의 유효성분들의 변화를 적게 줄 수 있는 —15℃에서 저장하는 것이 유리하다는 것을 알 수 있었다.
- 반면, 저장 기간 중 카테킨류의 변화가 가장 적었던 것은 -40℃에서 저장한 녹차였다. 본 실험에서 6개월간 저장한 녹차의 카테킨류 감소율은 7종 모두에서 8%이내였다. -15℃에서 저장한 녹차 또한, -40℃에서 저장한 녹차보다 감소율은 약간 증가하였으나, 모든 카테킨류에서 10% 이하로, 그 변화는 30℃와 15℃에서 저장한 녹차보다 아주 적었다.
- 녹차 연구에 따른 결과들을 보면 녹차에 함유되어있는 카테킨류 중에서 EGCG의 함량이 가장 많다고 알려져 있다(Yeo SG et al 1995; Oh JH et al2004). 본 실험의 결과에서도 catechin류 중에서는 가장 많은 양을 차지하는 것은 EGCG로, 총 카테킨 함량 중 약 47%인 75.42 mg/g이었다. 그 다음으로 EGC가 28.
- 18mg/g으로 감소하여 변화의 폭이 가장 많았다. 상대습도가 높고 온도가 높을수록 카테킨류가 감소를 하였고, 그 중에서도 EGCG의 함량이 매우 감소하였다는 연구 결과와 비교하여 보았을 때 감소율을 EGC가 가장 높았으나, 함량으로 볼 때 75.42 mg/g에서 30℃에서 6개월간 저장하였을 때 40.18 mg/g으로 가장 많이 감소한 결과와 동일한 경향이었다. 녹차를 저장할 때는 특히 여름철에 온도와 습도가 높을 때 쉽게 변질되어 품질이 떨어진다는 연구결과(Haraguchi et al 2002)와 비교하였을 때 저장 온도 30℃라는 조건에서 카테킨류는 정도의 차이는 있었지만, 저장기간이 길어질수록 감소되는 결과와 비슷한 경향임을 알 수 있었다.
- 32 mg/g으로 저장 전 보다 약 46% 감소하였다. 상온과 비슷한 15℃에서 저장한 녹차는 30℃보다는 변화의 폭이 적었으나, 동일한 경향으로 감소한다는 것을 알 수 있었다. 반면, 저장 기간 중 카테킨류의 변화가 가장 적었던 것은 -40℃에서 저장한 녹차였다.
- 이것은 카테킨류와 동일한 경향이었으나 알칼로이드류 중 CAF의 경우에는 모든 저장 온도에서 거의 변화가 없었다. 저장 기간에 따른 변화를 보면 저장하기 전과 6개월간 저장을 한 녹차에서도 CAF의 변화는 거의 없었다. Lee JH et al(2009)의 분말 녹차의 연구에서는 저장 기간에 따라 카페인의 함량이 증가하였고, 또한, Ko WJ et al(2006)의 저온에서 녹차 추출물을 저장하여 분석한 연구에서도 카페인의 함량은 증가한다고 보고하였으나, 본 연구결과에서는 다른 결과를 나타내었다.
- 저장 온도 30℃에서 저장기간에 따른 테아닌의 함량 변화를 보면 저장 전의 함량은 50.12 mg/g이었으나, 1개월 저장 후에는 40.32 mg/g, 2개월 후에는 32.86 mg/g, 4개월 후에는 26.76 mg/g, 6개월 저장한 시료에서는 21.72 mg/g으로 저장 6개월 동안 약 57%가 감소하였다. 그러나 냉장온도인 4℃부터 —40℃까지 저장 온도가 낮아질수록 저장 중의 테아닌의 함량변화는 적었다.
- 저장기간과 저장 온도에 따라 카테킨류는 변화가 있었으나, 카페인은 변화가 없었던 결과는 수분활성도에 변화를 주어 저장한 녹차에서 수분활성도가 높고, 저장온도가 높을수록 갈변과 같은 변화가 빠르게 일어나는 결과에서 생각하여 볼 때, 녹차의 구성성분의 화학적 변화는 온도에 영향을 많이 받고, 이것이 녹차의 세포 속에서 발생하는 여러 가지 화학적 변화에 의한 것으로 추정된다.
- 저장 온도와 저장 기간을 다르게 하여 녹차에 함유되어 있는 알칼로이드류의 분석결과를 [Table 3]에 나타내었다. 총 알칼로이드 중에서는 CAF의 함량이 27.49 mg/g으로 가장 많았고, TB는 2.16 mg/g과 TP는 0.28 mg/g이었다. 총 알칼로이드류 함량의 저장 기간에 따른 변화를 보면 저장 기간이 길어질수록 총량은 감소하였다.
- 총 알칼로이드류 함량은 저장기간이 길어질수록 총량은 감소하여, TB와 TP는 저장 온도 30℃에서는 감소의 폭이 많았으나, —15℃, —40℃에서는 변화가 적었다.
- 28 mg/g이었다. 총 알칼로이드류 함량의 저장 기간에 따른 변화를 보면 저장 기간이 길어질수록 총량은 감소하였다. TB와 TP는 저장 온도 30℃에서는 감소의 폭이 많았으나, —15 ℃, —40℃에서는 변화가 적었다.
- 저장 온도와 저장 기간을 다르게 하여 녹차에 함유되어 있는 알칼로이드류의 분석결과를 [Table 3]에 나타내었다. 총 알칼로이드 중에서는 CAF의 함량이 27.49 mg/g으로 가장 많았고, TB는 2.16 mg/g과 TP는 0.28 mg/g이었다. 총 알칼로이드류 함량의 저장 기간에 따른 변화를 보면 저장 기간이 길어질수록 총량은 감소하였다.
후속연구
- 또한, 저장기간 동안 낮은 습도의 유지와 개봉 후에는 최대한 빠르게 소비하는 것이 가장 올바른 사용법일 것이다. 본 실험의 결과를 토대로 차류의 저장조건에 따른 유용성분의 변화와 항산화성의 연관관계에 대하여 분석이 필요할 것이며, 온도와 기간 이외에도 저장에 영향을 줄 수 있는 요인을 파악하여 저장 조건을 다르게 하여 차류를 분석한다면 차류를 이용하는 보다 과학적인 가이드라인이 될 수 있을 것으로 사료된다.
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