재배조건, 수확시기 및 열처리에 따른 갯기름나물의 영양성분 변화

노지와 하우스에서 재배된 갯기름나물을 어린잎과 성잎 으로 분류하여 2013년 보령에서 수집하여 시료로 사용하였 으며 열처리에 따른 영양성분 및 항산화활성의 변화를 분석 하기 위해 시료 무게의 10배에 해당하는 물(100°C)에서 30 초간 데친 후 흐르는 냉수에 수세하고 물기를 제거한 뒤 마쇄 중 영양소 손실을 최소화하기 위하여 액체질소로 급속 냉동 한 후 균질기(Robot Coupe Blixer, Robot Coupe USA, Jackson, MS, USA)로 마쇄하여 성분분석 전까지 –70°C에 서 냉동 보관하였다. 시료의 총 폴리페놀 함량과 DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 라디칼 제거능을 측정하기 위하여 각 시료 10 g에 80% 메탄올 500 mL를 가하여 24시간동안 진탕추출한 후 감압농축장치를 이용하여 methanol을 휘발 시킨 뒤 물층을 회수하여 동결건조 하였다.

갯기름나물의 일반성분 함량은 식품공전(11)에 따라 수 분함량은 105°C상압건조법으로 분석하였고 회분은 550°C 직접회화법으로 분석하였다. 조단백질은 킬달(Kjeldahl)분 해법으로 분석하였고 조지방은 Soxhlet 추출법으로 분석하 였다.

무기성분 분석을 위해 시료 0.5 g에 질산(HNO₃) 5 mL와 과염소산 1 mL를 가하여 microwave digestor (Mls 1200 Mega, Milestone, Bergamo, Italy)로 분해한 후 증류수로 100mL되게 정용하여 분석시료로 사용하였다. 무기성분 함량 은 유도결합플라즈마(ICP, Inductively Coupled Plasma Spectrometer, Integra XL, GBC Scientific, Melbourne, Australia)를 이용하여 시료에 함유된 무기성분 함량을 측정 하였다.

비타민 C 정량은 Phillips 등(12)의 방법에 의하여 실시하 였다. 시료에 5% meta-phosphoric acid용액(1 mMethylenediaminetetraacetate disodium salt, 5 mM tris (2-carboxyethyl) phosphine 첨가) 30 mL을 넣고 호모게나이 저를 이용하여 균질화하고 3,000 rpm에서 10분간 원심 분리 하였다. 상징액을 50 mL로 정용하고 syringe filter(0.45 μm, hydrophilic)를 이용하여 여과한 후 HPLC(Nanospace SI-2, Shiseido, Tokyo, Japan)로 비타민 C함량을 분석하였다. 사 용된 컬럼은 Phenomenex(250×4.6 mm, 4 μm, Torrance, CA, USA), 검출기는 ACCELA PDA detector(Shiseido), 파장은 245 nm를 사용하였다. 이동상으로는 0.05% formic acid가 함유된 물을 사용하였으며 이동상의 유속은 0.8 mL/min, 컬럼온도는 35°C로 설정하였다.

엽산은 DeVries 등(13)의 효소가수분해법을 이용한 미생 물학적 분석법에 의해 실시하였다. 삼각플라스크에 균질화 된 시료 0.5~1 g을 담아 증류수 30 mL와 0.1 M phosphate buffer(pH 7.8, 1% ascorbic acid 첨가) 20 mL를 각각 가한 뒤 100°C에서 15분간 열처리 하였다. Protease(2 mg/mL), α-amylase(20 mg/mL), chicken pancreas conjugase(20 mg/mL)를 각각 가하여 가수분해 한 뒤 5분간 100°C에서 열처리하여 amylase와 conjugase를 불활성화 시켰다. 각각 의 시료 추출액을 pH 4.5로 조정하고 100 mL로 정용 하여 멸균한 뒤 미리 활성화시킨 Lactobacillus casei(spp. rhamnosus, ATCC 7469)가 접종된 배지에 넣어 그 함량을 정량하였다.

β-Carotene 분석은 Kim 등(14)이 행한 방법에 따라 시행 하였다. 균질화한 시료 0.5 g에 추출용매(methanol:ethyl acetate:petroleum ether=1:1:1, v/v/v)를 가하여 30분간 추출 한 후 상층액을 회수하고 추출액을 모은 후 glass wool로 여과하였다. 잔유물은 diethyl ether에 녹인 후 30% 수산화 칼륨을 첨가하여 상온에서 비누화 반응을 시켰다. 잔유물 은 혼합용매(methanol:tert-butyl methyl ether=1:1, v/v)에 녹 인 후 1% butylated hydroxyl toluene(BHT)을 가하여 시험용 액으로 사용하여 HPLC(Alliance e2695, Waters Co., Milford, MA, USA)를 이용하여 함량을 측정하였다. 사용된 컬럼은 YMC(4.6×250 mm, YMC Europe, Schembeck, Germany), 검출기는 2998 photodiode array detector(Waters Co.), 파장 450 nm를 사용하였다. 이동상으로는 methanol:tert-butyl methyl ether:water: tryethylamine=6:90:4:0.1(v/v/v/v)과methanol: tert-butyl methyl ether:water:tryethylamine=81:15:4:0.1(v/v/v/v) 의 혼합용액을 사용하였고 이동상의 유속은 1.0 mL/min이 었으며 컬럼온도는 40 °C로 설정하였다.

총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법(15)을 이용하여 분석 하였다. 총 폴리페놀 함량 분석을 위해 동결건조된 시료를 메탄올에 10 mg/mL 농도로 용해하였다. 시료용액 80 μL와 Folin-Denis reagent 80 μL를 혼합하여 3분간 반응시키고 10% Na₂CO₃ 80 μL를 혼합하여 3분간 암실에서 반응시킨 후 상등액 120 μL를 취하여 microplate reader(spectramax M2, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다.

각 시료 추출물을 100 mg/mL 농도로 DMSO에 용해시킨 후 99% ethanol을 이용하여 20 mg/mL, 10 mg/mL, 5 mg/mL, 2.5 mg/mL, 1.25 mg/mL, 0.625 mg/mL로 희석한 뒤 각 시료 20 μL와 0.2 mM DPPH용액 180 μL를 가하여 진탕하고 30분 후 microplate reader(spectramax M2, Molecular Devices)를 이용하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 라디칼 제거능은 라디칼 제거능에 대한 검량선에서 각 추출물의 라디칼 제거능이 50%가 되는 농도인 IC₅₀값으 로 표현하였다(16).

본 연구의 실험 결과는 평균(mean)과 표준편차(SD)로 나타내었고, SAS program(9.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 일원배치 분산분석(one-way analysis of variance)을 실시한 후 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test에 의해 각 실험군 평균치 간의 유의성을 검정하 였다.

갯기름나물의 수분, 회분, 단백질과 조지방 함량을 분석 한 결과는 Table 1과 같다. 어린잎은 하우스재배(84.6~84.9%)가 노지재배(82.3~83.1%)보다 유의적으로 높은 수 분함량을 나타내었고 성잎은 이와는 상반되게 노지재배 (85.6~85.8%)가 높은 함량을 나타내었다. 생시료와 데친 시료 비교에서는 어린잎이나 성잎이 노지재배나 하우스재 배 모두에서 유사한 값으로 차이를 나타내지 않았다. 조회 분 함량은 어린잎이 성잎에 비해 다소 높게 나타나는 경향 을 나타내었으며 데친 시료(1.7~1.9%)가 생시료에 비해 유 의적(p<0.05)으로 낮아지는 경향을 보여주었다. 수확시기 에 따른 조단백질은 노지재배나 하우스재배 모두에서 어린 잎이 성잎에 비해 유의적(p<0.05)으로 높은 함량을 나타내 었다. 조지방 함량은 데친 시료가 생시료에 비해 유의적 (p<0.05)으로 높은 함량을 보여주었다.

갯기름나물의 무기성분을 분석한 결과는 Table 2와 같다. 칼슘함량은 수확시기와 상관없이 하우스재배(225.9~259.2 mg/100 g)가 노지재배(178.7~199.5 mg/100 g)보다 높게 나 타나는 경향을 보여주었으며 철함량은 이와는 상반되게 노지재배가 하우스재배보다 높게 나타났다. 마그네슘함량 은 어린잎이 성잎에 비해 높게 나타났으며 하우스재배가 노지재배보다 높은 함량을 나타내었다. 나트륨함량은 성잎 이 어린잎에 비해 높은 값을 보여주었으며 하우스재배가 노지재배보다 높은 함량을 나타내었다. Shin 등(17)의 연구 에 의하면 하우스재배한 참죽나무 순채의 Ca, Mg 등 무기 질함량이 노지재배보다 높게 나타났다고 하여 본 연구결과 와 유사한 경향을 나타내었다. Blanching에 의한 시료의 무기질 함량은 생시료에 비해 감소하는 경향을 보여주었는 데 이러한 결과는 세발나물을 blanching 처리 시 무기질 함량을 감소한다는 연구보고(18)와 톳을 데쳤을 때 K, Ca, Mg, Fe, Na등 무기질의 감소를 보였다는 보고와도 유사한 경향을 나타내었다(19).

수확시기, 재배조건 및 시료처리에 따른 갯기름나물의 비타민 C, 엽산, 베타카로틴의 함량은 Table 3에 나타내었 다. 생시료를 기준으로 재배조건과 수확시기에 따른 비타 민 함량 변화를 분석한 결과 노지재배 시료의 비타민 C와 엽산의 평균함량은 각각 18.4 mg/100 g과 199.2 μg/100 g으 로 하우스재배 시료(13.3 mg/100 g, 134.7 μg/100 g) 보다 높은 함량을 나타내었으며 베타카로틴은 재배조건에 따른 유의적 함량 차이를 나타내지 않았다(p<0.05). 또한 비타민 C, 엽산, 베타카로틴 함량은 수확시기에 따라 뚜렷한 함량 변화는 나타나지 않았다. Yoon 등(20)은 노지와 비가림 재 배법을 적용한 고추의 비타민 C 함량 변화를 분석하였는데 연구결과 재배법에 의한 함량차이보다는 품종간 유의적 차이가 나타났다고 보고한바 있다. Lee(21)는 본 연구결과 의 경향과 다르게 시금치가 성숙될수록 비타민 C함량이 증가하는 것으로 보고하였다.

재배조건과 수확시기가 동일한 조건에서 열처리에 따른 갯기름나물의 비타민 C, 엽산, 베타카로틴의 함량 비교 결 과 생시료보다 데친 시료의 비타민 C와 베타카로틴이 증가 하였다. 예를 들어 하우스재배 어린잎 생것(13.1 mg/100 g) 보다 하우스재배 어린잎 데친 시료(47.7 mg/100 g)의 비타민 C 함량이 높았고 베타카로틴도 하우스재배 어린잎 생것(2.1 mg/100 g) 보다 하우스재배 어린잎 데친 시료(5.5 mg/100 g)가 높은 함량을 나타내었다 비타민 C의 경우 기존 논문(22)에서는 열처리 결과 그 함량이 감소하는 것이 일반 적이지만 본 연구에서는 기존 보고와 상반된 결과를 나타내 다. 따라서 다양한 열처리 온도와 시간 조건을 적용한 갯기름나물의 비타민 C 함량 변화 연구가 추후 필요한 것으 로 사료된다. 반면 베타카로틴의 경우 열처리에 의해 세포 벽 구조의 견고성이 저하되어 베타카로틴의 추출 효율이 증가하여 생시료에 비해 그 함량이 증가하는 것으로 보고되 고 있다(23).

재배조건, 수확시기 및 열처리조건에 따른 갯기름나물의 폴리페놀 함량은 Fig. 1에 나타내었다. 연구 결과 총 폴리페 놀 함량은 수확시기보다는 재배조건과 열처리에 의해 영향 을 받는 것으로 나타났다. 생시료를 기준으로 어린 갯기름 나물의 재배조건에 따른 폴리페놀 함량을 비교하였을 때 노지재배가 3.08 mg/g extract으로 하우스재배법(2.39 mg/g extract)에 비해 높은 함량을 나타내었다. 또한 열처리를 하면 시료에 따라 차이가 있지만 생시료에 비해 평균 5배 증가하는 것으로 나타났다. 이는 열처리에 의해 식물체에 존재하는 polyphenol oxidase가 불활성화 될 뿐만 아니라 식물조직에 결합된 형태로 존재하던 폴리페놀 화합물이 열처리에 의해 유리 형태로 분해되거나 앞서 언급한 것처럼 세포조직의 견고성이 저하되어 추출 효율이 증가하였기 때문인 것으로 생각된다(23,24).

Fig. 1. Changes of polyphenol contents in methanolic extract of Peucedanum japonicum Thunb. YGR: young leaves cultivated in greenhouse of raw sample; YGB: young leaves cultivated in greenhouse of blanching sample; YFR: young leaves cultivated in field of raw sample; YFB: young leaves cultivated in field of blanching sample; MGR: mature leaves cultivated in greenhouse of raw sample; MGB: mature leaves cultivated in greenhouse of blanching sample; MFR: mature leaves cultivated in field of raw sample; MFB: mature leaves cultivated in field of blanching sample. Means with different superscripts within a column are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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갯기름나물의 DPPH 라디칼 제거능 측정 결과는 Fig. 2에 나타내었다. IC₅₀값이 열처리한 시료가 생시료보다 낮게 나타났으며 열처리 시료에서는 어린잎 하우스재배, 어린잎 노지재배, 성잎 노지재배, 성잎 하우스재배 순으로 감소하 여 성잎 하우스재배 갯기름나물이 2.0 mg/mL로 가장 높은 항산화능을 나타내었다. 항산화 활성도 폴리페놀 화합물 함량 변이와 비슷한 경향을 나타내었는데 이는 폴리페놀화 합물과 항산화활성에 양의 상관관계가 존재하기 때문인 것으로 생각된다(25). Park 등 (26)은 초고압 발효더덕 추출 물의 DPPH 라디칼 소거활성을 비교한 실험에서 초고압 처리된 발효더덕이 일반 더덕보다 높은 항산화 활성을 나타 냈다고 보고하였으며, Chae 등(27)의 처리방법에 따른 참나 물의 항산화활성을 비교한 결과 데친 참나물이 생 참나물에 비해 4.3배의 높은 라디칼 소거 활성을 보고하였다.

Fig. 2. Changes of DPPH radical scavenging activity in methanolic extract of Peucedanum japonicum Thunb. YGR: young leaves cultivated in greenhouse of raw sample; YGB: young leaves cultivated in greenhouse of blanching sample; YFR: young leaves cultivated in field of raw sample; YFB: young leaves cultivated in field of blanching sample; MGR: mature leaves cultivated in greenhouse of raw sample; MGB: mature leaves cultivated in greenhouse of blanching sample; MFR: mature leaves cultivated in field of raw sample; MFB: mature leaves cultivated in field of blanching sample. Means with different superscripts within a column are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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