Korean Journal of Food Preservation

The Korean Society of Food Preservation

2016; 23(5):711-717

pISSN: 1738-7248, eISSN: 2287-7428

DOI: https://doi.org/10.11002/kjfp.2016.23.5.711

Article

손바닥선인장(백년초, 천년초) 열매의 외관 및 성분특성 연구

김미현, 김희정, 장미, 임태규, 홍희도, 이영경, 김경탁, 조장원*

The morphological and chemical composition characteristics of Opuntia ficus-indica and Opuntia humifusa fruits

Mi-Hyun Kim, Hee Jung Kim, Mi Jang, Tae-Gyu Lim, Hee-Do Hong, Young Kyoung Rhee, Kyung-Tack Kim, Chang-Won Cho*

한국식품연구원 전통식품연구센터

Traditional Food Research Center, Korea Food Research Institute, Seongnam 13539, Korea

^*Corresponding author. E-mail：cwcho@kfri.re.kr Phone：82-31-780-9312, Fax：82-31-709-9876

Korean Journal of Food Preservation. This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Received: Jun 08, 2016; Revised: Jun 30, 2016; Accepted: Jul 04, 2016

Abstract

In this study, the morphological features and the chemical composition characteristics of Opuntia ficus-indica and Opuntia humifusa fruits were investigated. The length of minor and major axis, and weight of O. ficus-indica and O. humifusa fruits were compared as the morphological features. The characteristics of components such as color, moisture, crude protein, ash, fat, dietary fiber, mineral, and amino acids were evaluated. The values of O. ficus-indica fruits were higher than those of O. humifusa fruits in each morphological feature such as minor axis, major axis, and weight. According to the Hunter color index results, O. humifusa fruits showed higher values of L (lightness) and b (yellowness), whereas O. ficus-indica fruits showed higher value of a (redness). The ΔE value between two samples was 19.80. The O. ficus-indica fruits had higher carbohydrate content and lower content of crude ash than those of O. humifusa fruits. Both samples showed very high dietary fiber contents, and the major minerals were K and Ca. Glutamic acid was the major amino acids in both samples. In free amino acids contents, O. ficus-indica had higher tyrosine and lower glutamic acid level than those of O. humifusa fruits. γ-aminobutyric acid was found in both samples, whereas taurine was found in O. ficus-indica fruits only. Taken together, the morphological features and chemical quality of O. ficus-indica and O. humifusa fruits showed difference although both of them were originated from the same genus.

Keywords: Opuntia ficus-indica var. saboten; Opuntia humifusa; fruit; morphological feature; chemical composition

서 론

지구상에는 4,000여종의 선인장이 있는데, 그 중 열매가 있고 줄기가 손바닥 모양처럼 생긴 부채선인장속(Opuntia) 선인장을 손바닥선인장이라 부른다(1). 우리나라에서 일반적으로 재배되는 선인장 중 Opuntia속에 속하는 선인장은 2종으로, 제주 지역의 백년초 선인장(Opuntia ficus-indica var. saboten)과 내륙지방의 천년초 선인장(Opuntia humifusa)으로 구분할 수 있다. 백년초는 우리나라의 제주도 등지에서 자생 또는 재배되고 있는 귀화 식물로, 건조한 기후에서도 잘 자라는 열대성 식물로 멕시코가 원산지이며, 높이가 약 1~2 m까지 자라는 것이 특징이다(2). 반면 수 년에서 수십 년 경작이 가능한 다년생 식물인 천년초 선인장은 내륙지방에서 재배되고 있는 국내 토종 선인장으로, 열대 지방이 원산지인 백년초와 달리 영하 20℃의 혹한에서도 생존이 가능하며, 토양에서 약 30 cm 정도 높이로 자란다(3). 이전 연구결과에서 과일의 색깔, 주간과 큰 가시의 존재 여부와 같은 외부형태학적 감정 및 random amplification of polymorphic DNA(RAPD)에 의한 유전적 다양성 분석에 따른 백년초와 천년초의 유전적 동일성이 0.37로 나타나 기원이 다른 종으로 확인되었다(1).

손바닥선인장의 가식부위는 크게 열매와 줄기로 나누어지는데, 그 중 선인장 열매는 서양배(prickly pear)라고 명명되며 여러 종류의 선인장에서 과실을 얻을 수 있다(4). 백년초 열매는 매년 4~5월경에 작고 파란 열매가 열려 5~6월경에는 열매에 꽃이 핀다. 이후 꽃이 지면서 열매가 커져 11~12월 경 열매가 익어 수확하게 된다. 붉은 천연 색소를 가지고 식이 섬유, 칼슘, 철분 등 무기질 성분이 풍부하고 핑크빛이 도는 빨간 열매의 상큼한 맛으로 널리 알려져 있다(5). 최근 백년초 열매는 잼, 쥬스 및 초콜릿 등 식품 가공 소재로 활용되고 있으며(6), 국내에서는 컵케이크(7) 및 두부(8) 등의 제조에 백년초 열매를 이용한 연구가 보고되었다. 천년초는 6월에 꽃이 피고 7월에 꽃이 진 후 가을에 꽃이 진 자리에 열매를 맺고 10월 경 수확한다. 천년초 열매의 경우 짙은 붉은 색으로 맛은 매우 달고 점액질과 철분이 많은 것이 특징이다(9). 최근 천년초 열매는 생면(10), 절편(11), 증편(12) 등의 제조에 적용되고 있다.

손바닥선인장 열매의 성분은 백년초 열매(13) 및 천년초 열매(14,15)에 대한 성분분석이 보고되어 있으나 백년초와 천년초 열매의 외관 및 성분특성을 비교한 연구는 현재 보고되어 있지 않다. 손바닥선인장의 성분은 재배지역과 같은 다양한 요소들에 의하여 다르게 나타날 수 있으며, 열매의 경우 재배지역 및 숙성정도가 성분에 영향을 미칠 수 있다. 손바닥선인장 열매의 가공을 위해서는 이러한 종에 따른 특성들의 차이를 이해하는 것이 매우 중요한 요소이다(16). 따라서 본 연구에서는 손바닥선인장 열매를 이용한 식품 가공품 개발에 있어 종에 따른 열매의 특성에 대한 기초자료를 제공하고자 백년초와 천년초 열매의 외관 및 이화학적 특성을 비교 조사하였다.

재료 및 방법

실험 재료

본 실험에 사용한 백년초 열매는 제주도에 위치한 백년초 농장에서 재배한 것을, 천년초 열매는 충남 아산지역에 위치한 천년초 농장에서 구입하여 이용하였다. 실험에 사용된 열매 시료는 2015년 10월경에 구입하여 사용하였으며, 외형적 특성은 각 100개의 백년초, 천년초 열매시료를 세척, 자연건조 후 측정하였다. 외형 측정이 끝난 시료는 냉동 후 세절하고 동결건조한 후 60 mesh 사이즈로 균일하게 분쇄하고 desiccator에 보관하며 성분분석을 실시하였다.

외형적 특성

백년초와 천년초 열매의 외형적 특성은 생 시료를 대상으로 조사하였으며, 타원형인 시료의 가장 긴축을 장축(major axis), 가장 짧은 축을 단축(minor axis)으로 정하여 cm 단위로 측정하였다. 열매중량의 경우 전자저울(CB- 1200, CAS, Seongnam, Korea)을 이용하여 측정하였다.

색도 측정

동결건조를 통해 얻어진 백년초와 천년초 열매 분말의 색도는 색차계(Minolta CR-200, Konica minolta Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 건조, 분쇄한 가루 형태의 시료를 무작위로 10회 반복 측정하여 L(lightness), a(chromaticity of red and green), b(chromaticity of blue and yellow)값으로 표시하였다. 색도 측정 시 표준판은 L값 97.69, a값 +0.37, b값 +1.96인 백색의 calibration plate를 표준으로 하여 측정하였다. 시료간의 색도차이를 나타내는 delta E (ΔE)값은 다음의 식을 이용하여 계산하였다(17).

∆E = L A - L B 2 + a A - a B 2 + b A - b B 2

(L: lightness, a: redness, b: yellowness)

일반성분 함량 및 식이섬유 측정

백년초와 천년초 열매의 성분을 측정하기 위하여 동결건조한 후 분쇄한 분말을 사용하였다. 수분은 105℃ 상압가열건조법, 조지방은 soxhlet 추출법, 조회분은 직접 회화법, 조단백의 함량은 Kjeldahl법을 이용하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조단백, 조지방, 조회분 함량을 뺀 값으로 하였다. 식이섬유 함량을 측정하기 위해 동결건조 후 분쇄한 시료를 AOAC 법(18)에 준하여 효소분해 하였으며, 단백질과 회분의 함량을 함께 측정하여 총 식이섬유 함량을 정량하였다. 무기질함량은 inductively coupled plasma-atomic emission spectrophotometer (ICP-AES)법을 이용하여 측정하였다(13).

아미노산 함량 측정

아미노산을 측정하기 위하여 동결건조한 후 분쇄한 분말을 사용하였고, 구성 아미노산 분석방법은 AOAC 법(18)에 준하여 수행하였다. 유리 아마노산 함량 측정을 위하여 백년초와 천년초 열매의 분말 약 1 g을 70% ethanol로 1시간 동안 초음파 추출(Bransonic 5510E-DTH, Branson ultrasonics corporation, Danbury, CT, USA)한 후 다시 실온에서 24 시간 추출하였으며, 0.2 μm 여과용 필터(Whatman, GE Healthcare Life Sciences Co., Buckinghamshire, UK)를 이용하여 여과한 후 HPLC용 시료로 사용하였다. 분석 장치는 Dionex Ultimate 3000(Thermo Fisher Scientific Co., Waltham, MA, USA)이며, UV Detector를 이용해 338 nm에서 분석하였다.

통계분석

손바닥선인장 열매의 성분분석 결과에 대한 통계처리는 IBM SPSS Statistics(Ver 22.0, IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 측정하였고, 유의성 검증을 위해 t-test 및 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.

결과 및 고찰

백년초 열매와 천년초 열매의 외관특성

백년초 열매와 천년초 열매의 외형적 특성을 측정하기 위하여 타원형의 축 중 가장 긴축을 장축으로, 가장 짧은 축을 단축으로 정해 크기를 측정하였다. 백년초 열매의 외형은 단축이 2.1~3.7 cm 범위로 나타났으며, 장축이 3.1~5.5 cm, 중량은 9.3~26.9 g 범위로 나타났다. 반면 천년초 열매의 외형은 단축이 1.5~2.8 cm, 장축이 2.5~5.1 cm로 백년초 열매보다 장축과 단축의 길이가 대체로 짧았으며, 중량도 3.2~11.9 g로 백년초 열매(평균 16.6 g)가 천년초 열매(평균 8.3 g)에 비해 약 2배 정도 무거운 것으로 나타났다 (Table 1). 평균적으로 각 열매 시료의 단축 대비 장축의 비를 계산해 보면 백년초 열매는 1.63, 천년초 열매는 1.90으로 천년초 열매가 백년초 열매에 비해 크기가 작은 대신 좀 더 길쭉한 모양을 가지는 것을 확인하였다. 이는 Fig. 1의 외관사진으로도 쉽게 확인이 가능하며 백년초 열매와 천년초 열매가 크기와 모양에 있어 상이한 점이 있다는 것을 확인할 수 있었다. Fig. 2에서 백년초와 천년초 열매시료들의 크기 및 무게 분포를 살펴보면 각 시료들의 크기나 모양이 정규 분포에 가까운 형상을 보이는 것을 확인할 수 있었는데 이는 열매의 경우 타원형의 형태를 가지고 있음에 기인한다고 사료된다.

Table 1. Morphological features of Opuntia spp. fruits

	O. ficus-indica (n=100)			O. humifusa (n=100)
	Max.	Mean	Min.	Max.	Mean	Min.
Minor axis (cm)	3.7	2.7^a1)	2.1	2.8	2.1^b	1.5
Major axis (cm)	5.5	4.4^a	3.1	5.1	4.0^b	2.5
Weight (g)	26.9	16.6^a	9.3	11.9	8.3^b	3.2

¹⁾Different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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Fig. 1. The photos of Opuntia ficus-indica (A) and O. humifusa (B) fruits.

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색 도

백년초와 천년초 열매 동결건조 분말의 색도를 측정한 결과는 Table 2에 나타내었다. 측정결과 L(lightness)값은 천년초 열매가 65.14로 백년초 열매 47.26보다 높게 나타났으며, b(yellowness)값도 천년초 열매가 높은 값을 나타냈다. 그러나 a(redness)값의 경우 백년초 열매에서 22.41로 천년초 열매 보다 높은 값을 나타냈다. Fig. 1에서 확인할 수 있듯이 백년초 열매분말의 경우 붉은색이 강한 좀 더 짙은 색깔을 나타내는데 비해 천년초 열매분말의 경우는 붉은색이 강하지 않은 밝은 색깔을 나타내었다. 백년초와 천년초 열매시료간의 색상차이를 나타내는 ΔE값은 19.80으로 나타났다.

Table 2. Hunter ’s color values of Opuntia spp. fruits

	O.ficus-indica (A)		O. humifusa (B)
L(lightness)	47.26±1.56^1)b2)		65.14±1.21^a
a(redness)	22.41±0.65^a		16.86±0.53^b
b(yellowness)	-3.70±0.31^b		2.75±0.15^a
ΔE(colordifference)³⁾		19.80

1)All results are expressed as mean±SD for three replicates. 2)Different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test. 3)              

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일반성분 및 식이섬유 함량

수확 후 건조를 하지 않은 생 시료의 총 수분함량은 천년초 열매가 86.75%로 백년초 열매의 수분함량 보다 높은 값을 보였다(Table 3).

백년초와 천년초 열매의 동결건조 된 분말을 이용하여 일반성분을 분석한 결과는 Table 3에 나타내었다. 동결건조물의 수분 함량은 백년초 열매가 1.99%로 천년초 열매의 동결건조 수분함량(0.10%)보다 높게 나타났으며, 탄수화물 함량도 백년초 열매가 높은 것(86.58%)을 확인 할 수 있었다. 그러나 조회분 함량은 천년초 열매가 14.08%로 백년초 열매의 조회분 함량(5.07%) 보다 높게 나타났다. 조단백질 함량과 조지방 함량은 백년초와 천년초 열매에서 유사하게 나타났다. 백년초와 천년초 열매의 일반성분은 이전 보고된 결과들(13-15)과 비교하여 수분함량이 낮은 것을 제외하고는 유사한 수치를 나타내었는데, 수분함량의 차이는 동결건조 조건의 차이에 기인한 것으로 사료된다.

Table 3. Chemical compositions of Opuntia spp. fruits (unit: %)

		O. ficus-indica	O. humifusa
Freshfruits	Totalmoisture	80.46±0.88^1)b2)	86.75±1.30^a
Dried fruits powder	Moisture	1.99±0.08^a	0.10±0.05^b
	Crudeprotein	4.42±0.14	4.44±0.03
	Crudeash	5.07±0.20^b	14.08±0.21^a
	Crudefat	1.96±0.02	1.98±0.01
	Carbohydrate	86.58±0.02^a	79.36±0.28^b
	Dietaryfiber	52.73±0.32	53.39±1.00

¹⁾All results are expressed as mean±SD for three replicates.

²⁾Different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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백년초와 천년초 열매의 식이섬유 함량을 조사한 결과는 Table 3과 같다. 백년초와 천년초 열매 모두 유사한 수준으로 높은 식이섬유 함량(52.7~53.4%)을 가지고 있는 것으로 나타났다. 제주 백년초 선인장 열매의 식이석유함량을 보고한 연구에서는, 백년초 열매의 식이섬유 함량을 32.5%로 보고하여 식이섬유함량이 높다고 알려진 알로에(31.0%), 상용하는 곡류(1.19~10.35%), 식품으로 상용하지 않는 쌀겨, 밀기울의 식이섬유 함량(21.7~32.0%)보다 높으며 해조류(28.70~38.19%)와 비슷한 수준으로 보고하였다(13). 식이섬유란 인간의 소화관에서 분비되는 효소에 의해 소화되지 않는 식물성 다당류와 리그닌의 합계치 라고 정의되어 왔으나, 최근에는 동물성 급원의 난소화성 다당류까지 포함하고 있다. 식이섬유는 보수성이 좋고, 대변량의 증가나 장의 연동운동 촉진, 지방이나 담즙산, 발암 물질 등의 흡착·배출 작용을 할 수 있는 기능성 소재(19)로, 백년초와 천년초 열매는 높은 식이섬유 함량을 가지고 있어 다이어트용 기능성식품 개발 등에 이용될 수 있을 것으로 기대되어진다.

Fig. 2. Interval distr ibution of morphological features of Opuntia spp. fruits.

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무기질 함량

백년초와 천년초 열매의 무기질 함량으로 Ca, Fe, K, Mg, Na, P을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 백년초와 천년초 열매의 주요 무기질은 K(백년초: 1,255.28, 천년초: 1,054.32 mg%)과 Ca(백년초: 791.90, 천년초: 938.97 mg%)으로 이전의 연구결과들과 일치하는 경향을 보였고(13-15), Na의 함량(백년초: 279.54, 천년초: 3.94 mg%)을 제외하고는 백년초와 천년초 열매가 비슷한 무기질 조성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 한국인이 주로 섭취하는 과일의 무기질 함량을 조사한 이전 연구에서 사과, 배, 귤, 딸기의 K 함량은 74~303 mg%, Ca 함량은 1.70~12.68 mg%로 보고되어(20), 백년초와 천년초 열매가 다른 과일들에 비해 K과 Ca의 함량이 높다는 것을 확인할 수 있었다. 특히 Ca이 많이 함유되어 있다고 알려진 멸치의 Ca함량이 1,094 mg%로 보고(21)된 것을 고려해 보았을 때 손바닥선인장 열매의 경우 주요한 Ca공급원으로 사용될 수 있을 것으로 사료되었다.

Table 4. Mineral contents of Opuntia spp. fruits (unit: mg%)

	O.ficus-indica	O.humifusa
Ca	791.90±58.05^1)b2)	938.97±18.46^a
Fe	1.32±0.03^b	2.33±0.02^a
K	1,255.28±63.05	1,054.32±19.52
Mg	428.24±23.64^a	209.57±3.01^b
Na	297.54±14.36^a	3.94±0.41^b
P	146.82±7.41^b	211.90±3.87^a

¹⁾All results are expressed as mean±SD for three replicates.

²⁾Different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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아미노산 함량

백년초와 천년초 열매의 구성 아미노산 함량을 조사한 결과는 Table 5와 같다. 전체 아미노산의 양은 천년초 열매가 3,828.04 mg%로 백년초 열매(3,140.38 mg%)에 비해 많았으나 필수 아미노산의 비율은 백년초 열매가 29.81%로 천년초 열매(26.32%)에 비해 소폭 높았다. 백년초와 천년초 열매의 구성 아미노산 조성은 전체적으로 유사한 수준을 나타내었다. 백년초와 천년초 열매의 구성 아미노산 중 가장 많이 함유되어 있는 것은 glutamic acid로 천년초 열매는 1,342.93 mg%, 백년초 열매는 733.51 mg%로 총 구성 아미노산 대비 각각 23.36%, 42.76%를 차지하였다. 이전 연구에서도 glutamic acid의 백년초 열매 함량은 605.7 mg%(13), 천년초 열매 함량은 706.76 mg%(15)로 구성 아미노산 중 가장 높은 함량을 가지는 것으로 보고되어 본 연구와 유사한 경향을 보였다, 이를 바탕으로 손바닥선인장 열매의 대표 아미노산은 glutamic acid인 것으로 사료되었다.

Table 5. Total amino acids of Opuntia spp. fruits (unit: mg%)

	O. ficus-indica	O. humifusa
Asparticacid	296.62±2.74^1)b2)	324.20±0.63^a
Threonine	116.90±2.15	113.00±0.39
Serine	150.36±1.97	149.58±0.77
Glutamicacid	733.51±29.79^b	1342.93±6.99^a
Proline	172.60±8.01^b	141.97±7.79^a
Glycine	245.45±14.76	261.85±0.15
Alanine	152.86±0.83	153.10±0.40
Valine	116.79±2.91^b	132.76±0.31^a
Methionine	10.28±1.27^b	39.09±1.06^a
Isoleucine	87.33±0.82^b	97.32±0.13^a
Leucine	210.91±5.06	239.08±1.33
Tyrosine	138.49±3.09^a	87.39±4.71^b
Phenylalanine	129.46±6.43^b	143.80±0.64^a
Lysine	177.15±3.59^a	154.30±2.20^b
Histidine	87.32±0.20	88.09±1.55
Arginine	314.35±8.65^b	359.58±5.14^a
TAA³⁾	3,140.38	3,828.04
EAA⁴⁾	936.14	1,007.44
EAA/TAA(%)	29.81	26.32

¹⁾All results are expressed as mean±SD for three replicates.

²⁾Different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

³⁾Total amino acid.

⁴⁾Total essential amino acid.

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백년초와 천년초 열매의 유리 아미노산 함량을 조사한 결과는 Table 6과 같다. 유리된 아미노산의 경우 시료별 특성이 달랐는데, 백년초 열매의 경우 tyrosine의 함량이 높고 천년초 열매에 존재하지 않는 taurine이 존재한 반면, 천년초 열매의 경우 glutamic acid의 함량이 653 mg%로 압도적으로 높은 것을 확인할 수 있었다(총 유리아미노산 대비 81.8%). 특이한 점은 손바닥선인장 열매들이 γ-aminobutyric acid(GABA)를 함유하고 있다는 것이었다. GABA는 자연계에 분포하는 비단백태 아미노산의 일종으로 인체 내에서는 뇌와 척수에 존재하는 신경전달물질로 혈압 강하, 비만 방지 효과 외에 뇌의 혈류 개선 및 신경안정 효과 등의 생리활성이 보고되어 건강기능성 식품소재로 관심을 끌고 있으며, 일본에서는 GABA를 첨가한 가공식품과 음료 등이 판매되고 있다(22). GABA는 현미 2~6 mg%, 발아현미 10~13.5 mg%, 품종별 발아보리 14.3~20.9 mg%등 발아된 곡류에 많이 함유되어 있다고 보고된 바 있는데(23), 백년초와 천년초 열매는 각각 25.99 mg% 와 10.71 mg%의 GABA 함량을 가지고 있어 발아된 곡류와 유사한 GABA함량을 나타내었다.

Table 6. Free amino acids of Opuntia spp. fruits (unit: mg%)

	O. ficus-indica	O. humifusa
Asparticacid	24.01±0.28^1)a2)	31.68±2.78^b
Glutamicacid	71.21±0.62^b	653.00±58.81^a
Asparagine	6.63±0.11^a	2.05±0.18^b
Serine	22.49±0.11^a	15.58±1.23^b
Glutamine	31.16±0.04^a	8.83±0.54^b
Histidine	5.30±0.15^a	1.50±0.26^b
Glycine	6.19±0.05^a	0.98±0.03^b
Threonine	4.63±0.10^a	2.20±0.26^b
Arginine	36.05±0.23^a	2.31±0.11^b
Alanine	12.97±0.13^a	6.98±0.40^b
Taurine	15.32±0.04	-
γ-aminobutyricacid	25.99±0.00^a	10.71±0.93^b
Tyrosine	179.50±0.05^a	1.19±0.30^b
Valine	9.72±0.19^a	8.07±0.17^b
Methionine	5.35±0.13^a	0.83±0.09^b
Tryptophane	18.23±0.22^a	4.11±0.24^b
Phenylalanine	14.91±0.08^a	1.99±0.01^b
Isoleucine	9.10±0.08	8.01±0.40
Leucine	10.46±0.07^a	2.66±0.26^b
Lysine	6.38±2.27^b	1.07±0.05^b
Proline	79.58±3.04^a	34.17±1.88^b
TAA³⁾	595.18	797.92
EAA⁴⁾	78.78	28.94
EAA/TAA(%)	13.24	3.63

¹⁾All results are expressed as mean±SD for three replicates.

²⁾Different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

³⁾Total amino acid.

⁴⁾Total essential amino acid.

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요 약

본 연구에서는 우리나라에서 재배되고 있는 손바닥선인장인 백년초(Opuntia ficus-indica var. saboten)와 천년초(Opuntia humifusa) 열매의 외관 및 성분을 비교하였다. 시료 간 외형을 장축, 단축, 중량의 항목으로 구분하여 측정, 비교하였으며, 색도를 측정하여 외관을 비교하였다. 크기와 무게는 천년초 열매가 백년초 열매에 비해 작았으나, 단축 대비 장축의 비가 백년초 열매는 1.63, 천년초 열매는 1.90으로 천년초 열매가 백년초 열매에 비해 크기가 작은 대신 좀 더 길쭉한 모양을 가지는 것을 확인하였다. 색도의 경우 L값과 b값은 천년초 열매가, a값은 백년초 열매가 높았는데, 열매시료간의 ΔE값은 19.80으로 나타나 색도 차이가 크게 나타나는 것으로 나타났다. 일반성분의 함량은 백년초 열매가 탄수화물 함량이 높은 반면 조회분 함량은 천년초 열매가 높게 나타났으며, 조단백질 함량과 조지방 함량은 유사하게 나타났다. 식이섬유 함량은 백년초와 천년초 열매 모두 유사한 수준으로 높은 함량(52.7~53.4%)을 가지고 있는 것으로 나타났는데, 식이섬유 함량이 높다고 알려진 알로에와 해조류보다도 높은 수준으로 나타났다. 무기질 함량은 두 시료에서 K과 Ca순으로 높게 나타났는데, 한국인이 주로 섭취하는 과일의 K과 Ca함량에 비해 높은 함유량을 나타내었고, Ca이 많이 함유되어 있다고 보고된 멸치와 비슷한 Ca함량을 나타내었다. 구성아미노산의 함량은 전체 합이 천년초 열매가 백년초 열매에 비해 높았으나 필수 아미노산의 비율은 백년초 열매가 천년초 열매에 비해 소폭 높았고, 모든 시료에서 glutamic acid의 함량이 가장 높은 특징을 보였다. 유리 아미노산의 경우 시료별 특성이 달랐는데, 백년초 열매의 경우 tyrosine의 함량이 높고 천년초 열매에 존재하지 않는 taurine이 존재한 반면, 천년초 열매의 경우 glutamic acid의 함량이 압도적으로 높은 것을 확인할 수 있었으며, 모든 시료에서 GABA가 검출되었다. 본 연구결과 백년초와 천년초 열매가 외관특성 및 성분에 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었는데, 손바닥선인장 열매의 가공제품 개발 시 종에 따른 외관과 성분함량 차이를 고려할 필요가 있을 것으로 판단되었고 특히 손바닥선인장 열매의 경우 식이섬유와 Ca의 함량의 높아 이를 이용한 기능성식품의 제조에 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

감사의 글

본 연구는 농림축산식품부 고부가가치 식품기술개발사업에 의해 이루어진 것으로 연구비 지원에 감사드립니다.

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