붉은 열매 구기자와 검은 열매 구기자의 이화학적 특성 비교 연구 Comparative Analysis of Physico-chemical Characteristics in Two Goji of Lycium barbarum L. and L. ruthenicum Murr.원문보기
Purpose: Lycium ruthenicum Murr. is a nutritional food that has been used widely for treatment of heart disease, abnormal menstruation, and menopause. Methods: In this study, the crude protein, crude lipid and crude ash contents of two different Lycii fruits with different colors were investigated, ...
Purpose: Lycium ruthenicum Murr. is a nutritional food that has been used widely for treatment of heart disease, abnormal menstruation, and menopause. Methods: In this study, the crude protein, crude lipid and crude ash contents of two different Lycii fruits with different colors were investigated, and their color values, total sugar, pH, total anthocyanins and total carotenoids were analyzed. Results: Regarding crude ash, crude fat and crude protein contents, the L. barbarum showed higher in crude fat and crude protein contents than black fruits, whereas L. ruthenicum showed higher contents than black fruits. Regarding mineral composition, mineral contents were in the other of K, Mg, Mn, Na, Zn, and Fe. The K content was high in all of the samples, and the contents of Cr and Cu were not measured. The pH values of L. ruthenicum and L. barbarum were $5.00{\pm}0.01$ and $5.08{\pm}0.02$, respectively. The total sugar content of L. ruthenicum was 45.45% while that of L. barbarum was 45.43%. Ascorbic acid content of L. barbarum was $50.86{\pm}3.63%$ while that of L. ruthenicum was $6.3{\pm}1.40%$. The total anthocyanin content of L. ruthenicum was $462.22{\pm}0.41mg/100g$, although no anthocyanin was detected in L. barbarum. The total carotenoids content was $812.25{\pm}6.01mg/100g$ in L. barbarum, although that of L. ruthenicum was not measured. Conclusion: The results from this study indicate that there is a large difference in the composition of functional ingredients of L. ruthenicum and L. barbarum. There is a strong possibility of L. ruthenicum to be developed into color food sources.
Purpose: Lycium ruthenicum Murr. is a nutritional food that has been used widely for treatment of heart disease, abnormal menstruation, and menopause. Methods: In this study, the crude protein, crude lipid and crude ash contents of two different Lycii fruits with different colors were investigated, and their color values, total sugar, pH, total anthocyanins and total carotenoids were analyzed. Results: Regarding crude ash, crude fat and crude protein contents, the L. barbarum showed higher in crude fat and crude protein contents than black fruits, whereas L. ruthenicum showed higher contents than black fruits. Regarding mineral composition, mineral contents were in the other of K, Mg, Mn, Na, Zn, and Fe. The K content was high in all of the samples, and the contents of Cr and Cu were not measured. The pH values of L. ruthenicum and L. barbarum were $5.00{\pm}0.01$ and $5.08{\pm}0.02$, respectively. The total sugar content of L. ruthenicum was 45.45% while that of L. barbarum was 45.43%. Ascorbic acid content of L. barbarum was $50.86{\pm}3.63%$ while that of L. ruthenicum was $6.3{\pm}1.40%$. The total anthocyanin content of L. ruthenicum was $462.22{\pm}0.41mg/100g$, although no anthocyanin was detected in L. barbarum. The total carotenoids content was $812.25{\pm}6.01mg/100g$ in L. barbarum, although that of L. ruthenicum was not measured. Conclusion: The results from this study indicate that there is a large difference in the composition of functional ingredients of L. ruthenicum and L. barbarum. There is a strong possibility of L. ruthenicum to be developed into color food sources.
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문제 정의
최근 우리나라에 유입되기 시작한 검은 열매 구기자의 성분 및 효능에 관심이 증가하고 있으나 그 자료는 매우 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 중국에서 유래된 검은 열매 구기자와 같은 시기에 재배된 붉은 열매 구기자의 일반 성분 분석과 함께 총 안토시아닌과 총 카로티노이드 함량을 분석하여 이 두 구기자의 일반성분 및 색깔성분의 차이를 조사하였다.
가설 설정
1）ND: not detected.
제안 방법
0.5 g의 시료에 9 mL HNO3(Daejung Chem., Co., Ltd., Siheung, Korea)와 1 mL H2O2(Daejung Chem., Co., Ltd.)를 가한 후 microwave digestion system(MPR-300/12s, Milestone Co., Bergamo, Italy)에서 산분해하여 전처리한 시료를 증류수로 50 mL 정용하여 ICP(Agilent Techonologies7700, Thermo Jarrell Ash Co., Corona, CA, USA)로 분석하였다. Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se, Zn의 표준시약(Anapex Co.
, Corona, CA, USA)로 분석하였다. Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se, Zn의 표준시약(Anapex Co., Ltd., Daejeon, Korea)으로 표준곡선을 작성한 후 계산하였다.
) 5 mL를 가한 시험관을 은박지로 잘 싸서 20분간 방치 후 480 nm에서 흡광도를 측정(UV-1800, Shimazu, Kyoto, Japan)하였다. Glucose(Shinyo Pure Chemicals Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 표준 곡선을 작성하여 표준곡선을 구하여 계산된 식을 이용하여 시료의 농도를 계산하였다.
pH는 냉동 보관한 시료 1 g을 증류수 9 mL에 추출하여 3,000 rpm에서 10분 동안 원심분리기(SupRa22K, Hanil Science Ind. Co., Ltd., Seoul, Korea)를 이용하여 원심분리 후 여과지(Whatman No. 20, Adventech, Panorama, CA, USA)로 여과하여 digital pH/Ion meter(DP-215M, DMS Co., Seoul, Korea)로 3회 측정하였다.
본 연구에서는 색깔이 다른 두 구기자의 조단백질, 조 지방 및 조회분을 분석하고 각각의 추출물을 제조하여 색도, 총당, pH, 총 안토시아닌과 총 카로티노이드를 분석하였다. 회분, 조지방 및 조단백질 함량 분석결과 붉은 열매 구기자는 검은 열매 구기자 보다 조지방과 조단백질이 높았으나 조회분은 검은 열매 구기자에서 높았다.
색도는 건조한 검은 열매 구기자와 붉은 열매 구기자 시료를 각각 색차계(CM-3500d, Minolta Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 실험 결과는 Hunter scale에 의한 명도(L: lightness), 적색도(a: redness), 황색도(b:yellowness)로 나타내었다.
시료 0.5 g에 ethanol(Oriental ChemicalInd., Seoul, Korea)과 물, 35% HCl(Oriental Chemical Ind.)을 각각 85 : 13 : 2의 비율로 혼합한 용매 100 mL를 넣고 냉장(4°C)조건에서 2시간 동안 용출시킨 후, 10분간 원심 분리(Hanil Science Ind. Co., Ltd.)후 여과(Whatman No.20)하여 100 mL 용량 플라스크로 정용 후 535 nm에서 흡광도를 측정(Shimazu)하여 계산하였다.
, Pyeongtaek, Korea)을 각각 25 mL씩 가하고 진탕하면서 추출하였다. 추출된 아세톤-헥산 층을 회수하여 최종부피가 50 mL로 될 때까지 반복 추출한 후 450 nm에서 흡광도를 측정(Shimazu)한 후 계산하였다.
)하여 상등액 20 μL를 직접 고속액체크로마토그래피(HPLC)에 주입하여 분석하였다. 표준곡선은 L(+)-ascorbic acid)(Shinyo Pure Chemicals Co., Ltd.)를 표준시약으로 사용하여 표준곡선을 작성한 후 계산하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 시료는 2015년에 중국의 검은 열매 구기자(Lycium barbarum, Hàixǐ, Qinghai, China)와 우리나라에서 재배되는 구기자와 똑같은 품종의 붉은 열매 구기자(Lycium barbarum, Zhongwei, Ningxia, China)를 구입해서 사용하였다. 구입한 붉은 열매 건조 구기자와 검은 열매 건조 구기자는 동결 건조(DF 8514, IlSin Biobase, Dongducheon, Korea)한 후 분쇄하여 냉동보관하면서 각종 실험에 사용하였다.
본 실험에 사용된 시료는 2015년에 중국의 검은 열매 구기자(Lycium barbarum, Hàixǐ, Qinghai, China)와 우리나라에서 재배되는 구기자와 똑같은 품종의 붉은 열매 구기자(Lycium barbarum, Zhongwei, Ningxia, China)를 구입해서 사용하였다.
실험 결과는 Hunter scale에 의한 명도(L: lightness), 적색도(a: redness), 황색도(b:yellowness)로 나타내었다. 실험은 표준색판(Y=94.2, Z=-0.3131, Y=0.3201)을 사용하여 3회 반복하였다.
데이터처리
본 연구의 분석은 SPSS Statistics(ver. 18.0, SPSS Institute Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균과 표준편차를 계산하였고 붉은 열매 구기자와 검은 열매 구기자의 유의성은 t-test을 이용하여 5% 유의수준에서 검정하였다.
이론/모형
시료를 분쇄한 후 일반성분은 AOAC(1995)의 방법에 준하여 측정하였다. 조단백질은 Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 회분은 직접회화법에 의하여 측정하였다.
시료를 분쇄한 후 일반성분은 AOAC(1995)의 방법에 준하여 측정하였다. 조단백질은 Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 회분은 직접회화법에 의하여 측정하였다. 이들 분석은 3회 반복 측정하였다.
총 안토시아닌 함량은 Francis FJ(1982)의 방법에 준하여 분석하였다. 시료 0.
총 카로티노이드 함량은 Wang YC 등(2007)의 방법에 따라 가시부의 스펙트럼의 최대 흡광도에 의하여 분석하였다. 즉, 분말시료 5 g을 아세톤(Daejung Chem.
총당은 phenol sulfuric acid 방법(DuBois M 등 1956)을 사용하였다. 추출한 시료 0.
성능/효과
검은 열매 구기자의 총 안토시아닌 함량은 462.22±0.41mg/100 g이었고 붉은 열매 구기자에서는 측정되지 않아 통계적으로 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05).
붉은 열매 구기자와 검은 열매 구기자의 총당 함량 측정 결과는 Table 3와 같다. 검은 열매 구기자의 총당 함량은 45.45%였고 붉은 열매 구기자의 총당 함량은 45.43%로 매우 비슷하여 통계적으로 유의적인 차이는 나타나지 않았다. Lee HC 등(2008)은 청양에서 재배되는 품종별 총당 함량 측정결과 명대는 18.
회분, 조지방 및 조단백질 함량 분석결과 붉은 열매 구기자는 검은 열매 구기자 보다 조지방과 조단백질이 높았으나 조회분은 검은 열매 구기자에서 높았다. 무기질 조성 분석결과, 검은 열매 구기자는 K, Mg, Mn, Na, Zn 및 Fe이 측정되었고 붉은 열매 구기자도 같은 종류가 측정되었는데 두 종류 모두 K 함량이 높았고 Cr, Se와 Cu는 측정되지 않았다. 검은 열매 구기자와 붉은 열매 구기자의 pH는 붉은 열매 구기자 5.
검은 열매 구기자와 붉은 열매 구기자의 무기질 조성은 Fe, K, Mg, Mn, Na 및 Zn이 측정되었고, Cr, Se와 Cu는 측정되지 않았다. 무기질 중 K, Mg, Fe, Mn, Cu 함량 모두 검은 열매 구기자가 붉은 열매 구기자보다 높았으나 Na와 Zn은 붉은 열매 구기자보다 낮았다. 특히, 붉은 열매 구기자와 검은 열매 구기자 모두 K 함량이 월등히 높았다.
본 연구결과, 색깔이 다른 두 구기자의 일반성분, 안토시아닌 및 카로티노이드 함량에 큰 차이가 있는 것으로 밝혀졌다. 검은 열매 구기자는 안토시아닌 함량이 높고 붉은 열매 구기자는 카로티노이드 함량이 높아 각각 다른 컬러 특성을 가진 기능성 식품 소재로의 개발 가능성이 시사되었다.
식물성 카로티노이드는 생체 내에서 생물학적 기능을 증가시키기 위해 주요한 영양소로 제안되고 있다(Fraser PD & Bramley PM 2004, Rao AV & Rao LG2007). 본 연구에서 붉은 열매 구기자는 카로티노이드가 높은 농도로 축적되는 것으로 나타났고 검은 열매 구기자에는 검출되지 않아 두 색깔이 다른 구기자의 기능성 성분 조성이 상이하게 다르게 나타났는데 이 결과는 Liu Y 등(2014)의 보고와 일치하였다.
붉은 열매 구기자의 아스코르브산 함량은 50.86±3.63%로 검은 열매 구기자 6.35±1.40%보다 7배 더 높게 측정되었고 통계적으로 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다.
붉은 열매 구기자의 총 카로티노이드 함량은 812.25±6.01 mg/100 g이었고 검은 열매 구기자에서는 측정되지 않아 통계적으로 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다.
, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 실험 결과는 Hunter scale에 의한 명도(L: lightness), 적색도(a: redness), 황색도(b:yellowness)로 나타내었다. 실험은 표준색판(Y=94.
아스코르브산 함량은 붉은 열매 구기자는 50.86±3.63%, 검은 열매 구기자는 6.35±1.40%로 나타나 붉은 열매 구기자가 월등히 높았다.
조지방 함량은 붉은 열매 구기자가 1.93±0.93%였고 검은 열매 구기자는 1.35±0.32%로 붉은 열매 구기자의 지방함량이 유의적으로 높았다.
조회분 함량은 붉은 열매 구기자는 7.12±0.01%, 검은 열매 구기자는 5.21±0.08%로 붉은 열매 구기자의 조회분 함량이 유의적으로 높았다.
무기질 중 K, Mg, Fe, Mn, Cu 함량 모두 검은 열매 구기자가 붉은 열매 구기자보다 높았으나 Na와 Zn은 붉은 열매 구기자보다 낮았다. 특히, 붉은 열매 구기자와 검은 열매 구기자 모두 K 함량이 월등히 높았다. Zheng GQ 등(2010)에 의하면 검은 열매 구기자는 K, Na, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, P이 다량 함유되어 있다고 보고된 바 있고, Endes Z 등(2015)은 붉은 열매 구기자는 K 13447.
본 연구에서는 색깔이 다른 두 구기자의 조단백질, 조 지방 및 조회분을 분석하고 각각의 추출물을 제조하여 색도, 총당, pH, 총 안토시아닌과 총 카로티노이드를 분석하였다. 회분, 조지방 및 조단백질 함량 분석결과 붉은 열매 구기자는 검은 열매 구기자 보다 조지방과 조단백질이 높았으나 조회분은 검은 열매 구기자에서 높았다. 무기질 조성 분석결과, 검은 열매 구기자는 K, Mg, Mn, Na, Zn 및 Fe이 측정되었고 붉은 열매 구기자도 같은 종류가 측정되었는데 두 종류 모두 K 함량이 높았고 Cr, Se와 Cu는 측정되지 않았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
검은 열매 구기자는 어떤 식물인가?
ruthenicum Murr.)의 주 재배지는 중국의 티베트 고원의 염화 사막이고 가뭄에 대한 저항성과 내염성이 높은 특수한 생리 특성으로 토양의 사막화를 방지하여 원거리의 생태계와 농업에 매우 중요한 이상적인 식물로도 알려져 있다(Zheng GQ 등 2010). 티벳의 의학 고전 Jing Zhu Ben Cao에 의하면 잘 익은 검은 열매 구기자는 심장병과 비정상적인 월경 및 폐경을 치료하는데 사용된다고 한다.
검은 열매 구기자는 어떤 효과가 있는 가?
한편 검은 열매 구기자(L. ruthenicum)는 심장질환, 월경불순 및 폐경기에 효과가 있는데 이는 검은 열매 중 안토시아닌, 에센스 오일 및 다당체에 의한 효과라고 보고된 바 있다(Inbaraj BS 등 2008, Wang CC 등 2010). 그러나 이 두 색깔이 다른 구기자에 대한 성분 및 함량을 비교한 연구는 미미한 실정이다(Liu Y 등 2014).
색깔이 다른 두 구기자는 안토시아닌 및 카로티노이드 함량에 있어서 어떤 차이를 보이는 가?
본 연구결과, 색깔이 다른 두 구기자의 일반성분, 안토시아닌 및 카로티노이드 함량에 큰 차이가 있는 것으로 밝혀졌다. 검은 열매 구기자는 안토시아닌 함량이 높고 붉은 열매 구기자는 카로티노이드 함량이 높아 각각 다른 컬러 특성을 가진 기능성 식품 소재로의 개발 가능성이 시사되었다.
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