[논문]국내산 고구마 품종에 따른 영양성분 및 이화학적 특성

라하나; 김진숙; 김기창; 최송이; 한선경; 정미남; 김경미

doi:10.7318/kjfc/2018.33.6.597

국내산 고구마 품종에 따른 영양성분 및 이화학적 특성
Nutrient Components and Physicochemical Properties of Korean Sweet Potato according to Cultivars 원문보기

韓國食生活文化學會誌 = Journal of the Korean Society of Food Culture, v.33 no.6, 2018년, pp.597 - 607

라하나 (농촌진흥청국립농업과학원농식품자원부) , 김진숙 (농촌진흥청국립농업과학원농식품자원부) , 김기창 (농촌진흥청국립농업과학원농식품자원부) , 최송이 (농촌진흥청국립농업과학원농식품자원부) , 한선경 (농촌진흥청) , 정미남 (농촌진흥청) , 김경미 (농촌진흥청국립농업과학원농식품자원부)

Abstract ▼ AI-Helper

This study examined the nutrient components and measured the physicochemical properties of 23 Korean sweet potato cultivars. The proximate composition, free sugars, organic acids, and dietary fiber of sweet potato were analyzed and the water binding capacity, oil absorption and pasting characteristics were measured. The proximate composition was the highest in Happymi and was higher in colored sweet potato than in general sweet potato (p<0.05). The sucrose content was the highest among the free sugars in the general cultivars and yellow/orange colored cultivar. The major organic acids were oxalic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, fumaric acid, and acetic acid. Oxalic acid and citric acid were high in the purple colored cultivars and malic acid was high in yellow/orange colored cultivars. Each total dietary fiber content of the general and colored cultivars was 7.51-13.94 and 13.04-16.97%, respectively, but there was no significant difference. The water binding capacity and oil absorption of Juhwangmi was high in all cultivars (p<0.05). The peak viscosity of sweet potato powder showed highest a significant difference of 12.50-1342 cP (p<0.05). The breakdown of Sincheonmi was 512, which was the highest value (p<0.05). The setback of Geonpungmi was significantly low, 6.0 (p<0.05).

주제어

표/그림 (9)

그림 Appearance of various sweet potato cultivars
표 Proximate composition of various sweet potato cultivar
표 Free sugar contents of various sweet potato cultivars
표 Organic acid contents of various sweet potato cultivars
표 Dietary fiber contents of various sweet potato cultivars
표 Water binding capacity and oil absorption of various sweet potato cultivars
표 Color values of various sweet potato cultivars
표 Pasting characteristics of various sweet potato cultivars
표 Comparison between general sweet potato and colored sweet potato

AI 본문요약
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문제 정의

1993). 본 연구에서는 고구마 품종간 특성 비교를 위해 동결건조한 분말시료를 제조하였는데,시료로 사용하기 위해 가공하는 과정에서 물리적인 요인이작용하면서 분말을 구성하는 입자의 크기와 물질에 따라 물결합력에 차이가 발생한 것으로 판단된다(Park et al. 2011).고구마의 oil 흡수력은 자색고구마인 신자미 품종이 163.
본 연구에서는 국내에서 육종된 고구마 24품종에 대한 영양성분 및 이화학적 특성을 분석하였다. 일반성분 분석 결과,수분함량, 조단백 및 조지방 함량은 주황색고구마 품종의 해피미가 7.
(2016)의 연구에서는 삽식시기 및 수확 시기에 따라 고구마 전분의 호화특성을 분석하였으며 같은 품종이라 하더라도 삽식시기에 따라 고구마 전분의 호화특성에 유의차를 보였다. 식품산업에서 고구마를 이용하기 위해서는 적합한 품종을 선정하고,가공을 위한 특성을 파악하고 있는 것이 중요하기 때문에 본 연구에서는 전분을 분리하지 않고, 고구마 분말 형태의 호화특성을 분석하였다. 같은 품종이라도 본 연구에 사용된 동결건조 고구마 분말과 Lee et al.
이에 본 연구에서는 현재까지 국내에서 재배, 육성된 고구마 24품종에 대한 영양성분 및 이화학적 특성을 조사하고 고구마의 육질색에 따라 일반고구마와 유색고구마로 구분하여 그 특징을 비교함으로서 고구마의 식품학적 가치를 높이고,고구마 가공식품의 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

제안 방법

(1974)의 방법에 의하여 측정하였다. 고구마 분말 0.5 g과 식용유 5 mL를 원심분리관에 넣고 교반기를 이용하여 30분 동안 분산시킨 다음 10,000rpm에서 25분간 원심분리 후 기름을 제거하고 무게를 측정하여 물 결합력과 같은 방법에 의해 계산하였다.
고구마 분말 5 g을 증류수 30 mL에 넣고 마쇄 및 추출하여 4^oC, 10,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 얻은 상등액을 membrane filter로 여과한 다음 증류수를 가해 50 mL로 정용한 후 HPLC (Agillent Co., Santa Clara, CA, USA)로 분석하였다. Column은 Asahipak NH2P-504E (4.
고구마 분말의 색도는 색차계(Color i7, X-rite, USA)를 이용하여 측정하였으며 이 때 표준백색판(L=95.73, a= −0.15,b=2.82)으로 보정하여 색도를 측정하였다.
고구마 분말의 호화 점도 특성은 rapid visco analyser(AU/RVA-4, Newport Scientific, Australia)를 이용하여 RVA 전용 알루미늄 캔에 고구마 분말 3.5 g (수분 14% 기준)과 증류수 25 mL을 canister에 담아 교반한 다음, 분당 7.3^oC씩 올리면서 95^oC까지 가열하고 이 상태에서 6분간 유지시킨 후, 다시 분당 5^oC씩 내리면서 50^oC로 냉각시켜 10분간 유지하는 동안의 점도변화를 측정하였다. 곡선으로부터호화개시온도, 최고점도, 최저점도, 최종점도, 강하점도, 치반점도 값을 도출하였다.
본 시험에서는 국내에서 육성되어 등록된 고구마 품종 23종(일반고구마 16종, 유색고구마 7종)을 바이오에너지작물연구소에서 수확한 것을 제공받아 시료로 사용하였다. 고구마를 수세한 다음 갈변 방지를 위해 물에 담가 필러로 껍질을 제거하고 적당한 크기로 잘라 급속동결한 후 동결건조기로건조하였다. 건조된 고구마는 분쇄하여 100 mesh 체를 통과시켜 −20^oC에서 보관하면서 시료로 사용하였다.
3^oC씩 올리면서 95^oC까지 가열하고 이 상태에서 6분간 유지시킨 후, 다시 분당 5^oC씩 내리면서 50^oC로 냉각시켜 10분간 유지하는 동안의 점도변화를 측정하였다. 곡선으로부터호화개시온도, 최고점도, 최저점도, 최종점도, 강하점도, 치반점도 값을 도출하였다.
물 결합력은 Medcalf & Gilles(1965)을 변형하여 실험하였다.
시료는 5회 반복측정한 후 L(명도), a(적색도), b(황색도) 값을 나타내고 표준백색판을 기준으로 ΔE값을 계산하였다.
5 g을 넣은유리 여과기에 여과한다. 여과기를 105^oC에서 건조시킨 뒤,여과기 잔사의 무게를 측정하여 단백질량을 구하고, 525^oC에서 회화시킨 후 회분량을 구하여 식이섬유 함량을 계산하였다.

대상 데이터

Column은 Asahipak NH2P-504E (4.6×250mm, Shodex, Japan), 용매는 75% ACN (Fisher Co., USA),flow rate는 1.2 mL/min이었고, 검출기는 ELSD (AgillentCo., Santa Clara, CA, USA)를 사용하였다.
본 시험에서는 국내에서 육성되어 등록된 고구마 품종 23종(일반고구마 16종, 유색고구마 7종)을 바이오에너지작물연구소에서 수확한 것을 제공받아 시료로 사용하였다. 고구마를 수세한 다음 갈변 방지를 위해 물에 담가 필러로 껍질을 제거하고 적당한 크기로 잘라 급속동결한 후 동결건조기로건조하였다.

데이터처리

05에서 Duncan’s multiple range test를 실시하였다. 또한 일반고구마와 유색고구마의 영양성분과 이화학 특성을 비교하기 위해 두 그룹간의 표본수의 차이가 있으나 현재 재배되거나 등록된 고구마 품종만 시료로 하여 독립표본 t-검정을 이용하여 유의성을 검증하였다.
본 연구의 결과는 평균±표준편차로 나타내었고, 각 결과간의 비교분석은 SPSS system을 이용하여 ANOVA 분석 후p<0.05에서 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.

이론/모형

Oil 흡수력은 Lin MJ et al.(1974)의 방법에 의하여 측정하였다. 고구마 분말 0.
고구마 분말의 일반성분은 AOAC방법에 따라 측정하였다.수분함량은 상압가열 건조법, 조단백질 함량은 Kjeldahl법,조지방은 soxhlet법, 조회분은 직접회화법으로 측정하였다.
고구마 분말의 일반성분은 AOAC방법에 따라 측정하였다.수분함량은 상압가열 건조법, 조단백질 함량은 Kjeldahl법,조지방은 soxhlet법, 조회분은 직접회화법으로 측정하였다.

성능/효과

24종 고구마의 불용성 식이섬유 함량이 수용성 식이섬유 함량보다 높게 나타났으며, 주황색고구마 중 주황미 품종의 불용성 식이섬유소가 유의적으로 가장 높게 측정되었다(p<0.05).
Sucrose함량은 다호미가 21.62 g/100 g으로 유의적으로 가장 높게측정되었으며(p<0.05), 주황색고구마 중 신황미 품종이 15.30g/100 g으로 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.05).
a값은 유색고구마가17.93으로 일반고구마에 비해 유의적으로 적색도가 높게 측정되었으며(p<0.001), b값은 일반고구마가 18.40으로 황색도가 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.001).
sucrose 함량은 일반 고구마의 다호미가 21.62 g/100 g으로 유의적으로 가장 높게 측정되었으며(p<0.05), 주황색고구마 중 신황미 품종이 15.30 g/100 g으로 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.05).
강하점도는 신천미가 512로 유의적으로 가장 높은 결과를 보였으며(p<0.05), 치반점도는 건풍미가 6.0로 유의적으로 가장낮게 측정되었다(p<0.05).
건미, 전미, 증미, 다호미와 자색고구마인 자미와 주황색고구마인 신황미는 최고점도가 100 cP에도 미치지 못하였고특히 증미는 12.5 cP로 점도가 유의적으로 매우 낮았다(p<0.05).
고구마 품종별 L값은 신자미 품종이 44.02로 유의적으로 가장 낮게 측정되었으며(p<0.05), b값은 자색고구마인 자미 품종이 −12.02로 유의적으로 가장 낮은 결과를 보였다(p<0.05).
고구마 품종별 b값은 일반고구마 중신율미 품종이 27.85로 유의적으로 가장 높았고(p<0.05), 자색고구마인 자미 품종이 −12.02로 유의적으로 가장 낮게 측정되었다(p<0.05).
고구마 품종별 물 결합력은 주황색고구마인 주황미 품종이 174.18%로 유의적으로 가장 높은 결과를 보였으며(p<0.05), 고구마의 oil 흡수력은 신자미 품종이 163.15%로 유의적으로 가장 높게 측정되었다(p<0.05).
고구마 품종별 유기산 함량을 측정한 결과는 [Table 3]에 나타낸 것과 같이 oxalic acid, citric acid, malic acid,succinic acid, formic acid, acetic acid가 확인되었으며,acetic aicd의 함량은 다른 유기산들에 비해 낮거나 품종에 따라 검출되지 않았다. 일반고구마의 oxalic acid 함량은 0.
고구마 품종별 호화특성을 분석한 결과, 최고점도는 12.50-1342 cP의범위를 보여 품종간 유의적인 차이를 보였다(p<0.05).
고구마 품종에 따른 조회분 함량은 2.25-8.47%의 범위로 확인되었으며, 해피미가 8.47%로 가장 높았고, 대유미가 2.25%로 가장 낮았다(p<0.05).
고구마의 oil 흡수력은 자색고구마인 신자미 품종이 163.15%로 나타났으며, 주황색고구마인 주황미 품종이 161.28%로 유의적으로 가장 높게 측정되었다(p<0.05).
고구마의 유리당은 fructose, glucose,sucrose가 검출되었다. 고구마의 유리당 조성의 비율을 살펴보면 자색고구마 4종은 fructose, glucose 및 sucrose가 비슷한 수준인 반면 일반고구마와 주황색고구마는 sucrose의 비율이 매우 높은 것을 확인할 수 있었다. 일반 고구마의fructose 함량은 0.
노화의 경향을 예측할 수 있는 치반점도는 신천미가 334.5로 유의적으로 가장 높게 측정되었으며(p<0.05),건풍미 품종이 6.0로 유의적으로 가장 낮게 측정되었다(p<0.05).
고구마 24품종의 일반성분 함량을 분석한 결과는 [Table1]에 제시하였다. 동결건조한 고구마 분말의 수분함량은 0.15-7.59%의 범위로 확인되었으며, 일반고구마와 유색고구마의 수분 함량 범위는 각각 0.15-3.23, 0.40-7.59%로 나타났다. 주황색고구마 품종의 해피미가 7.
명도 L값은 일반고구마의 진홍미 품종이 92.21로 유의적으로 가장 높게 측정되었다(p<0.05).
고구마 품종별 물 결합력 및 oil 흡수력은 [Table 5]와 같다. 물 결합력은 전분입자의 표면에 흡착되거나 내부로 침투되는 물의 양을 측정한 결과로 고구마 24품종에 대해 100.36-152.84%의 범위를 보였다. 자색고구마인 자미 품종과 일반고구마인 증미가 각각 100.
05), 신율미 및 신천미 품종과 유의차를 보이지 않았다. 본 연구 결과를 통해 일반 고구마의 지질 함량이 유색 고구마의 지질 함량보다 낮아 oil 흡수력의 차이에 영향을 미친 것으로 보인다. Kim et al.
05). 본 연구에서는 자색고구마와 주황색고구마의 a값은 서로 비슷하거나 주황미품종과 같이 주황색고구마가 더 높은 것으로 나타났다. 자색고구마의 a값이 더 높은 것으로 확인된 기존의 보고(Kim etal.
색차 측정결과, L값이 가장 낮게 측정되었던 자색고구마 신자미가 56.73으로 유의적으로 가장 높게 측정되었으며(p<0.05), L값이 높았던 건풍미, 신건미, 신천미, 율미, 진홍미의 색차값이 낮은 것으로 나타났다.
유리당 분석결과, 유색고구마의 fructose 및glucose의 함량이 각각 2.24, 2.24 g/100 g으로 일반고구마보다 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.01).
유색 고구마 7종의 fructose 함량은 0.87-3.37의 범위로 나타났으며,자색고구마 품종인 보라미가 3.37 g/100 g로 유의적으로 가장 높게 측정되었다(p<0.05).
유색고구마의 fructose 및 glucose의 함량이 2.24 g/100 g으로 일반고구마보다 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.01).
유색고구마의 oxalic acid 함량이 7.65 g/100 g으로 분석되어일반고구마에 비해 유의적으로 높은 함량을 보였다(p<0.01).
유색고구마의oxalic acid 함량이 7.65 g/100 g으로 분석되어 일반고구마에 비해 유의적으로 높은 함량을 보였다(p<0.01).
고구마 24품종의 외관은 [Figure 1]과 같다. 일반고구마 16종과 자색고구마 4종 및 주황색고구마 3종의 외관을 측정하였으며, 생고구마의 전체 모양 및 단면을 살펴본 결과, 일반고구마와 유색고구마의 색은 육안으로 구분이 가능하였으나 품종에 따른 외관특성의 차이는 크지 않은 것으로 판단되었다. 고구마의 품질을 판정하는 외관적 특성인 크기, 모양, 표피색, 형태는 소비자의 기호성, 시장성, 이용성에 크게영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
001). 일반고구마 및 유색고구마의 호화특성은 유의적인 차이가 없는 것으로 분석되었다.
일반고구마 중 건미 및 건풍미품종의 glucose함량이 2.19-2.43 g/100 g으로 높게 측정되었으며, 자색고구마 중 보라미 품종 및 주황색고구마 중 해피미 품종이 각각 3.32, 3.36 g/100 g으로 유의적으로 가장 높은 함량을 보였다(p<0.05).
일반고구마 중 연황미 품종의 oil 흡수력이 91.67%로 유의적으로 가장 낮게측정되었으며(p<0.05), 신율미 및 신천미 품종과 유의차를 보이지 않았다.
05). 일반고구마 중 율미, 신건미 및 다호미의 최고점도는 각각 157.0, 280.5 및 86.0로 나타나 고구마 전분의 점도측정 결과에 비해 낮은 점도를 보였다. Lee et al.
일반고구마(16종) 및 유색고구마(7종)의 품질을 비교한 결과, 조지방 및 조회분 함량은 유색고구마가 유의적으로 높게 측정되었다(p<0.01, p<0.001).
일반고구마의 oxalic acid 함량은 0.88-2.39 g/100 g로 나타나 품종간 유의차를 보이지 않았으며, 자색고구마인 신자미 품종이 19.20 g/100 g으로 유의적으로 가장 높은 결과를 보였다(p<0.05).
일반성분 분석 결과,수분함량, 조단백 및 조지방 함량은 주황색고구마 품종의 해피미가 7.59%로 유의적으로 가장 높았다(p<0.05).
자색고구마 4종의 명도 L값이 44.02-55.28로 일반고구마 및 주황색고구마에 비해 명도가 낮은 결과를 보였으며, 신자미 품종의 L값이 44.02로 유의적으로 가장 낮게 측정되었다(p<0.05).
자색고구마인 자미 품종과 일반고구마인 증미가 각각 100.36 및 103.20%로 유의적으로 가장 낮게 측정되었으며, 주황색고구마인 주황미 품종이 174.18%로 유의적으로 가장 높은 결과를 보였다(p<0.05).
조단백 함량은 1.46-5.22%의 범위로 확인되었으며, 주황색고구마인 해피미가 5.22%로 유의적으로 가장 높았고, 일반고구마인 다호미가 1.46%로 유의적으로 가장 낮았다(p<0.05).
조지방 및 조회분 함량은 유색고구마 7종이 유의적으로 높게 측정되었다(p<0.01,p<0.001).
조지방 함량은 0.36-2.41%의범위로 확인되었으며, 해피미가 2.41%로 가장 높았고, 일반고구마인 신율미가 0.36%로 가장 낮았다(p<0.05).
주황색고구마 품종의 해피미가 7.59%로 유의적으로 가장 높았고(p<0.05), 일반고구마 품종의 연미가 0.15%로 유의적으로 가장 낮았다(p<0.05).
주황색고구마의 malic acid 함량은 일반 고구마 및 자색 고구마와 비교하여 유의적으로 높은 결과를 보였으며(p<0.05),그 중 신황미 품종이 2.77 g/100 g으로 가장 높게 분석되었다.
총 식이섬유 함량은 7.51-16.97%의 범위로 측정되었으며, 주황색고구마인 해피미 품종의 총 식이섬유 함량이 16.97%로 유의적으로 가장 높은 결과를 보였다(p<0.05).
호화개시온도는 66.75-80.98oC 범위로 나타났으며 주황색고구마인 신황미와 해피미가 유의적으로 가장 높았다(p<0.05).
호화개시온도는 66.75-80.98oC 범위로 나타났으며주황색고구마인 신황미와 해피미가 유의적으로 가장 높았고(p<0.05), 주황미가 유의적으로 가장 낮았다(p<0.05).

후속연구

1999). 따라서 식량자원으로서 고구마의 소비용도를 확대시키기 위해서는 다양한 품종개발과 더불어 각 품종이 가지고 있는 특성을 밝히고 품질에 맞는 응용 연구가 필요하다.
Lee & Hong(2017)의 연구에서 호박고구마의 유기산 분석결과 oxalic acid, citric acid, malic acid 및 succinicacid를 함유하고 있는 것으로 보고된바 있어 고구마 품종 및 처리방법 등에 따른 유기산 함량의 차이는 있으나 주요 유기산의 분포가 유사한 경향을 보였다. 또한, 유리당 및 유기산함량은 유색고구마가 일반 고구마에 비해 높게 측정되어 가공 시 맛에 영향을 미칠 수 지표로 판단할 수 있을 것으로 예측된다.
001). 본 연구결과와 같이 고구마는 육질색과 품종, 처리 방법에 따라 그 특성이 달라지므로 가공 조건에 적합한 품종을 선발하여 이용하는 것이 중요할 것으로 판단되며, 향후 고구마 가공을 위한 기초자료로 활용 될 것으로 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고구마의 특징은?	고구마(Ipomoea batatas L.)는 단위면적당 수확량이 많고,재배가 용이하여 약 110여개 국가의 재배면적이 8,619천 ha에 달하며, 아시아가 전 세계 재배면적의 81%를 차지하여 쌀 및 보리와 함께 주요 식량자원으로 이용되어 왔다(Chae & Hong 2016). 우리나라의 식량난이 심각했던 60년대 이전까지는 고구마가 주요 식량자원이었으나, 경제성장과 더불어 식생활이 변화하면서 고구마의 재배면적과 수요가 감소되어왔다(Song et al.
	고구마 소비 증가의 이유는?	2010). 뿐만 아니라 고구마는 식이섬유,β-carotene, 비타민 C 등의 영양성분을 함유하고 있으며, 고구마의 폴리페놀 성분의 항산화 효능이 보고되면서 영양학적으로 가치가 높고, 건강기능성을 보유한 웰빙 식품으로 대중들에게 인식되고 있다(Kim 2013). 이는 고구마 소비 증가로 이어졌으며, 수요에 대응하기 위한 고구마 과자(Cheon etal.
	고구마의 재배면적과 수요가 감소한 이유는?	)는 단위면적당 수확량이 많고,재배가 용이하여 약 110여개 국가의 재배면적이 8,619천 ha에 달하며, 아시아가 전 세계 재배면적의 81%를 차지하여 쌀 및 보리와 함께 주요 식량자원으로 이용되어 왔다(Chae & Hong 2016). 우리나라의 식량난이 심각했던 60년대 이전까지는 고구마가 주요 식량자원이었으나, 경제성장과 더불어 식생활이 변화하면서 고구마의 재배면적과 수요가 감소되어왔다(Song et al. 2005).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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