Korean Journal of Food Preservation
The Korean Society of Food Preservation
Article

볶음 처리에 따른 새싹인삼의 영양성분 및 항산화 활성 변화

김수철1https://orcid.org/0000-0002-8607-0151, 강영민2, 성진아1, 이희율1, 조두용1, 주옥수1, 이진환3, 조계만1,2,*https://orcid.org/0000-0002-5928-0532
Su Cheol Kim1https://orcid.org/0000-0002-8607-0151, Young Min Kang2, Jin A Seong1, Hee Yul Lee1, Du Yong Cho1, Ok Soo Joo1, Jin Hwan Lee3, Kye Man Cho1,2,*https://orcid.org/0000-0002-5928-0532
1경남과학기술대학교 식품과학부
2한국한의학연구원 한약자원연구센터
3동아대학교 생명자원산업학과
1Department of Food Science, Gyeongnam National University of Science and Technology, Jinju 52725, Korea
2Herbal Medicine Resources Research, Korea Institute of Oriental Medicine, Naju 58245, Korea
3Department of Life Resources Industry, Dong-A University, Busan 49315, Korea
*Corresponding author. E-mail:kmcho@gntech.ac.kr, Phone:+82-55-751-3272, Fax:+82-55-751-3279

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Received: Dec 15, 2020; Revised: Jan 10, 2021; Accepted: Jan 18, 2021

Published Online: Feb 28, 2021

요약

본 연구에서는 볶음 처리한 새싹인삼의 이화학적 특성, 영양성분 및 항산화 활성 변화를 비교하였다. 볶음 처리에 따라 새싹인삼의 지방산과 무기질의 함량은 거의 변화가 없었으나, 유리아미노산 함량은 감소하였다. 한편, 볶음 처리에 따라 ginsenosides 함량은 감소한 반면 총 phenolics, 총 flavonoids, 갈변물질, phenolic acids 및 flavonols은 증가하였다. 특히, 볶음 처리 중 진 ginsenoside Re(지상부: 32.67 → 19.4 및 지하부: 5.4 → 4.42 mg/g), Rb1(3.63 → 2.48 및 10.14 → 7.07 mg/g)과 Rd(20.57 → 17.87 및 1.98 → 1.41 mg/g) 함량은 감소하였으나, Rg3(0.85 → 1.42 및 0.42 → 0.96 mg/g), compound K(0.63 → 1.81 및 0.47 → 0.92 mg/g), chlorogenic acid(77.89 → 148.17 및 25.46 → 58.87 μg/g), epigallocatechin(110.17 → 408.14 및 131.16 → 300.74 μg/g)과 quercetin(123.11 → 307.98 및 53.44 → 206.67 μg/g)은 증가하였다. 끝으로 DPPH, ABTS와 hydroxyl 라디칼 소거활성과 FRAP 환원력의 항산화 활성은 새싹인삼의 볶음 처리 중 증가하였다.

Abstract

This study comprehensively investigated the physicochemical properties, nutritional constituents, and antioxidant activity of ginseng sprouts (GS) according to the roasting process. The fatty acid and mineral contents of GS were almost unchanged, but the free amino acid contents decreased. Moreover, ginsenoside contents decreased during the roasting process, whereas total phenolics and flavonoids, Maillard reaction products, phenolic acid and flavonol contents increased. In particular, the contents of ginsenoside Re, Rb1, and Rd decreased by 41%/18%, 32%/30%, and 13%/23% (above/below ground), respectively, during roasting. In contrast, the values of Rg3, compound K, chlorogenic acid, epigallocatechin, and quercetin increased by 167%/229%, 287%/196%, 190%/231%, 370%/229%, and 250%/387% (above/below ground), respectively. Finally, the antioxidant effects of DPPH and ABTS, the hydroxyl radical scavenging activity and the ferric reducing/antioxidant power of GS increased during the roasting process.

Keywords: sprout ginseng; roasting process; free amino acid; ginsenoside; antioxidant activity

서 론

새싹채소는 싹채소, 어린 싹이라고도 불리며, 종자로부터 발아하여 모든 부위를 이용하거나 배축부를 절단하여 이용하는 채소이다. 새싹채소의 경우, 성장을 위해 영양소를 생합성함으로 성장한 채소에 비해 영양성분이나 생리활성 효과가 우수하다는 보고가 있다. 이에 평상시 미네랄 및 비타민 등을 쉽게 섭취할 수 있는 장점이 있다(Kim과 Lee, 2010). 인삼의 잎을 이용하기 위해서 재배를 하게 되면 밭에서 재배되고 있는 인삼은 더 성장할 수 없게 되어 뿌리와 잎 모두 사용하기 어렵게 된다. 또한 인삼의 잎은 경화되어 있을 뿐 아니라, 쓴맛이 너무 강하여 쌈 채소로 이용하기엔 어려움이 크다. 따라서, 묘삼을 이용하여 새싹인삼을 만들어 인삼의 모든 부위를 다 식용으로 사용할 수 있도록 하여 소비자들에게 제공되고 있다(Seong 등, 2019).

인삼은 현재 뿌리만 사용되는데 이전 연구에 따르면 잎에도 많은 진세노사이드가 함유되었다는 보고가 있다(Kim 등, 2010). 삼 종류의 주요 성분 중의 하나인 ginsenoside는 ginseng과 glucoside의 합성어로 triterpenoid의 dammarane계의 인삼속의 식물에만 존재하는 특유 사포닌이다. C-3, C-6 또는 C-20번 위치에 glucose, xylose와 rhamnose 등의 당을 결합하는 일반적인 소수성 스테로이드 형태의 구조를 가지며, 이들은 protopanaxadiol(PD), protopanaxatriol(PT), oleanolic acid 및 octillol 계로 나눠진다(Park 등, 2017). PD계 ginsenoside는 Rb1와 Rb2, Rb3, Rc, Rd 등이 있고, PT계는 Re와 Rf, Rg1 등이 있다(Park 등, 2005). 한편, 잎에는 지하부에 함유되어 있지 않은 ginsenoside F1과 F3 등과 같은 성분 등이 존재한다(Lee 등, 2004).

인삼과 같은 식물체는 특유의 쓴맛이 있어 생으로 섭취하기에 어려움이 있다. 식품의 가공 공정 중 하나로 볶음 공정은 쓴맛을 지닌 식품의 갈변반응을 촉진하며, 향기성분을 생성함으로써 쓴맛을 감소시켜 기호성을 높여 주는 것으로 보고되어 있다(Cho and Joo, 2012). 침출차에 대한 대중의 관심이 높아지면서 여주(Ahn 등, 2015), 옥수수(Lee 등, 2017) 및 옻씨(Jin 등, 2017) 등과 같이 다양한 식물체를 온도와 시간에 따른 볶음 처리 연구가 진행되었고 이러한 공정은 항산화 활성과 총 폴리페놀 함량 등에 영향을 주는 것으로 보고되었다. 이러한 천연 재료를 볶음 처리하여 기호성과 상품성을 증진시키는 다양한 연구가 진행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 새싹인삼의 볶음 횟수가 증가함에 따라 변화되는 이화학적 특성, 총 phenolics와 총 flavonoids, 갈변물질, ginsenosides, phenolic acids, flavonols 함량 및 항산화 활성 등의 최적 조건을 분석하였다.

재료 및 방법

실험재료, 시약 및 기기

새싹인삼은 경상남도 사천시 서포면 소재 농업회사법인 드림팜의 식물공장에서 재배된 것을 공급받아 사용하였다. 온도 17±2°C, 습도 95±2%, 및 LED 광원(적색, 청색과 백색 혼합 광원) 400±200 lx로 자동 제어된 식물공장에서 30일간 재배된 새싹인삼을 공급받아 사용하였다. 공급받은 새싹인삼은 큰 줄기에서 두 줄기로 나누어져 각각 줄기에서 잎이 5개 생성되었고, 지상부(잎과 줄기)와 지하부(뿌리)의 평균 길이는 각각 19.52 cm와 13.11 cm였고 평균 무게는 각각 1.4 g과 0.9 g이었다. 21 종의 ginsenosides 표준품(Rb1, Re, Ro, Rg2, Rg3, Rb2, Rd, F2 및 compound K 등)은 KOC바이오텍(Daejeon, Korea)에서 구입하였다. Phenolic acids 표준품(gallic acid, chlorogenic acid, protocatechuic acid, vanillic acid, ferulic acid 및 ventaric acid)과 flavonols 표준품(epigallocatechin, catechin, vanilin, rutin, catechin gallate, quercetin 및 formonoetin)은 Sigma-Aldrich 사에서 구입하였다. 총 phenolics 측정에 사용된 Folin-Cicalteu phenol과 총 flavonoids 함량 측정에 사용된 diethyleneglycol은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. 항산화 활성에 사용된 2,2'-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), 2,4,6-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphnoic acid) diammonium salt(ABTS), thiobarbituric acid(TBA) 및 trichloroacetic acid(TCA) 역시 Sigma-Aldrich Co.에서 구입하여 사용하였다. HPLC-grad water, acetonitrile 및 methanol은 Fisher Scientific(Fairlawn, NJ, USA)에서 구입하였고, 이외 분석에 사용된 시약은 1급으로 구입하여 실험에 사용하였다.

새싹인삼의 볶음처리

새싹인삼은 3회 세척하고 물기를 제거하고 지상부(잎과 줄기)와 지하부(뿌리)로 구분한 후 100°C에서 10분간 증자하였다. 지상부는 150°C에서 5분간 1, 2 및 3회 볶음 처리하였고, 지하부는 200°C에서 5분간 1, 2 및 3회 볶음 처리하였다(Fig. 1). 볶음 처리한 시료는 분쇄 후 사용 전까지 −20°C에서 보관하였다.

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Fig. 1. The photograph of different roasting processes of ginseng sprouts.
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pH, 산도 및 환원당 측정

pH는 분쇄한 부위별 및 횟수별 시료 1 g을 증류수로 10배 진탕하여 pH meter(MP 200 pH meter, Schwerzenbach, UK)를 사용하여 측정하였다. 산도는 각각의 시료 1 g에 증류수 50 mL를 가하여 현탁 시킨 후 그 상등액을 0.1 N NaOH로 pH 8.20까지 적정하여 그 소모량을 젖산량으로 환산하여 %로 나타내었다.

산도 ( % ,  젖산  ) = 0.009 × mL of  0.1 N NaOH × F × 100 / 시료량 ( g )

F: factor of 0.1 N NaOH

환원당 함량은 각각의 시료 1 g에 10배의 증류수를 가한 것을 사용하였다. 즉, 각각의 시료 현탁물 0.1 mL에 DNS (dinitro salictlic acid) 시약 1 mL를 가하여 100°C에서 20분간 발색시키고, 냉각시킨 후 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 환원당 표준 물질은 glucose를 사용하여 작성된 표준 검량곡선으로부터 값을 산출하였다.

지방산 분석

지방산 분석은 Cho 등(2017)의 방법을 약간 변형하여 gas chromatograph(GC, Agilent 7890A system, Agilent Technologies Inc., Wilmington, DE, USA)를 사용하여 측정하였다. 시료 1 g을 시험관에 정확히 칭량하고 0.5 N 메탄올성 NaOH를 3 mL 분주한 후 100°C에서 10분간 열처리하여 지방산과 글리세롤 가수분해한 후 삼불화붕소(BF3) 2 mL를 첨가하고 교반한 후 다시 30분간 열처리하여 지방산의 메틸에스테르화를 진행하였다. 메틸에스테르화 반응이 끝난 후 이소옥탄 1 mL를 첨가하고, 혼합 및 방치시켜 이소옥탄층만을 회수하여 무수황산나트륨과 함께 탈수한 뒤 0.45 μm membrane filter로 여과하여 GC로 분석하였다. 이동상은 질소 가스를 사용하였으며, 속도는 1 mL/min으로 유지하였다. 오븐의 온도는 140°C에서 5분간 유지한 후 1분당 20°C만큼 상승시켜 180°C에서 2분간 유지하였고, 5°C만큼 상승시켜 230°C까지 온도를 올려 35분간 유지하였다. Injector 온도는 220°C로 하였고, FID detector의 온도는 240°C로 하였다.

유리아미노산 분석

유리아미노산 분석은 시료 1 g에 증류수 4 mL를 가하여 교반하였다. 60 °C에서 1시간 가수분해한 후 10% 5-sulfosalicylic acid 1 mL를 첨가하여 4°C에서 2시간 방치시켜 단백질을 침전시킨다. 3분간 원심분리하여 얻은 상등액을 0.45 μm membrane filter(Dismic-25CS, Toyoroshikaisha Ltd., Tokyo, Japan)로 1차 여과시켜 60°C에서 감압 농축하였다. 농축된 시료는 lithium citrate buffer(pH 2.2) 2 mL에 용해 후 0.45 μm membrane filter로 여과한 여액을 아미노산 자동분석기(L-8900, Hitachi High-Technologies Corp., Tokyo, Japan)를 이용하여 분석하였다.

무기질 분석

무기질 분석은 시료 0.5 g을 시험관에 칭량하고, 여기에 70% 질산 용액을 10 mL 첨가하여 microwave high pressure digestion system(Ultrawave 2.0, Milestone, Bergamo, Italy)로 분해하였다. 분해 후 최종 부피가 50 mL가 되도록 증류수로 정용하여 liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometer(NexION 350 ICP MS, PerkinElmer Inc., Waltham, USA)로 분석하였다.

총 phenolics, 총 flavonoids 및 갈변물질 분석

총 phenolics와 총 flavonoids 함량 분석을 위한 추출은 분쇄한 시료 1 g에 50% 발효 주정(I1-San Trading Co., Ltd., Haman, Korea) 10 mL를 분주하여 상온에서 12시간 동안 추출하여 원심분리한 후 상등액을 0.45 μm membrane filter (Dismic-25CS, Toyotoshikaisha Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하여 추출물을 제조하였다. 총 phenolics 함량은 희석된 시료와 25% Na2CO3 용액을 각각 0.5 mL씩 시험관에 분주하여 3분간 정치시킨 후 2 N Folin-Ciocalteu phenol 시약 0.25 mL 첨가 후 흔들어 30°C에서 1시간 발색시킨 후 분광 광도계(UV-1800 240V, Shimadzu Corp., Kyoto, Japan)를 사용하여 750 nm에서 측정하였고 gallic acid를 이용하여 작성된 표준 검량곡선에 대입하여 값을 계산하였다. 총 flavonoids 함량은 추출물 0.5 mL를 시험관에 분주하고, diethylene glycol 용액 1 mL와 1 N NaOH 0.01 mL를 첨가한 후 수욕상(37°C)에서 1시간 반응시킨 후 420 nm(UV-1800 240V, Shimadzu Corp.)로 측정하였으며, Rutin을 이용하여 작성된 표준 검량곡선으로부터 함량을 계산하였다. 갈변물질은 시료 1 g에 증류수를 10 mL 가한 후 1시간 동안 교반한 후 원심분리하여 상등액을 취하여 420 nm(UV-1800 240V, Shimadzu Corp.)에서 측정하였다.

Ginsenosides 유도체 분석

Ginsenosides 유도체 분석은 Jin 등(2012)의 방법을 약간 변형하여 high performance liquid chromatography(HPLC, Agilent 1260 system, Agilent Technologies Inc., Waldbronn, Germany)를 이용하여 실시하였다. 분쇄된 시료 1 g에 HPLC water 20 mL를 가하여 항온수조(70°C)에서 1시간 추출하였고, 이를 원심분리하여 0.45 μm membrane filter로 여과하였다. 이를 2회 반복하여 얻은 추출물을 60°C에서 감압농축 후 HPLC water 2 mL로 용해하여 0.45 μm membrane filter로 여과한 여액을 분석 시료로 사용하였다. 시료 주입량은 10 μL, 유속은 1.0 mL/min을 유지하였고, 칼럼은 TSKgel ODS-100Z를 사용하였다. 이동상 용매는 HPLC water(A 용매)와 HPLC acetonitrile(B 용매)로 사용하였으며, 분석 조건은 A 용매 기준으로 10 min-81%, 15 min-80%, 40 min-77%, 75 min-65%, 90 min-10% 105 min-81%를 바탕으로 하여 203 nm에서 분석하였다.

Phenolic acids 및 flavonols 유도체 분석

Phenolic acids 및 flavonols 유도체 분석은 Hwang 등(2017)의 방법을 약간 변형하여 HPLC(Agilent 1260 system, Agilent Technologies Inc.)로 분석하였다. XBridge™ C18 칼럼을 사용하였고, 칼럼 온도는 30°C, 시료 주입량은 10 μL, 유속은 분당 1 mL를 유지하였다. 분석용매는 0.2% acetic acid in HPLC water(A용매) 및 0.2% acetic acid in acetonitrile(B용매)를 사용하였으며 이동상 조건은 B 용매 기준으로 0 min-0%, 3 min-3%, 5 min-5%, 8 min-10%, 10 min-15%, 15 min-5%, 17 min-8%, 19 min-10%, 20 min-15%, 22 min-20%, 26 min-15%, 27 min-20%, 28 min-30%, 32 min-40%, 36 min-60%, 37 min-30%, 38 min 40%, 40 min-50%, 45 min-60%, 55 min-80%, 60 min-90% 및 65 min-100%로 유지하였다. 한편, 각각 phenolic acids 유도체는 280 nm 및 flavonols 유도체는 270 nm에서 분석하였다.

항산화 능력 측정

DPPH 라디칼 소거활성은 Hwang 등(2013)의 방법에 따라 측정하였다. DPPH 용액 0.8 mL를 시험관에 분주하고 적당히 희석한 시료 0.2 mL를 가하여 10초간 교반한 후 실온에서 30분간 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 525 nm(UV-1800 240V, Shimadzu Corp.)에서 측정하였다. ABTS 라디칼 소거활성 역시 Hwang 등(2013)의 방법에 따라 측정하였다. 7 mM ABTS 용액과 2.45 mM potassuim persulfate 용액을 1:1로 섞어 실온 암실에서 12-16시간 반응하여 ABTS·+ radical을 형성시킨 후 732 nm(UV-1800 240V, Shimadzu Corp.)에서 흡광도 값이 0.7±0.02가 되도록 메탄올로 희석하였고, 희석된 ABTS 용액 0.9 mL와 시료 0.1 mL를 시험관에 분주하여 정확히 3분 후에 측정하였다. Hydroxyl 라디칼 소거활성은 Ahn 등(2015)의 방법에 따라 측정하였다. 10 mM H2O2, 10 mM FeSO4·7H2O-EDTA, 및 10 mM 2-deoxyribose 0.2 mL를 시험관에 분주하고, 시료 1.4 mL를 가하여 37°C에서 4시간 동안 반응시켰다. 이후 1% TBA와 2.8% TCA 1 mL를 분주하고 100°C에서 20분 발색한 후 520 nm(UV-1800 240V, Shimadzu Corp.)에서 측정하였다. 음성대조구는 시료 대신 PBS 완충용액을 사용하였으며, 시료 첨가구와 무첨가구 사이의 차이를 백분율(%)로 나타내었다.

라디칼 소거활성  ( % ) = ( 1  - 음성대조구 흡광도  /  첨가구 흡광도 ) × 100

FRAP 환원력 측정은 Hwang 등(2014)의 방법을 조금 변형하여 측정하였다. 30 mM acetate buffer(pH 3.6), 10 mM TPTZ 시약(40 mM HCl) 및 20 mM FeCl3 용액을 10:1:1 (v/v/v)의 비율로 혼합하여 FRAP 측정 시약을 조제하였다. 시료 50 μL와 37°C 항온기에서 15분 예비 반응한 FRAP 시약 950 μL를 시험관에 분주하여 37°C에서 15분 반응시키고, 분광 광도계를 사용하여 593 nm(UV-1800 240V, Shimadzu Corp.)에서 흡광도를 측정하였다. 각 실험은 3회 반복하여 평균±표준편차로 나타내었다.

결과 및 고찰

볶음 처리에 따른 새싹인삼의 pH, 산도 및 환원당 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 이화학적 특성은 Table 1과 같았다. 지상부의 원료에서 pH는 5.72로 나타났으며, 볶음 처리 시간이 증가할수록 pH는 낮아져 15분 볶음 처리하였을 때 5.50로 나타났다. 또한 지하부의 pH의 변화는 원료 5.81에서 15분 볶음 처리하였을 때 5.55로 낮아졌다. 산도는 지상부의 원료에서 3.78%로 가장 높게 나타났으며 볶음 처리하였을 때 산도가 낮아졌으나, 볶음 시간이 증가할수록 산도 또한 증가하였다. 지하부의 산도는 원료에서 3.22%로 높은 수치를 나타냈으며, 15분 볶음 처리하였을 때 2.43%로 가장 낮게 나타났다. 지상부의 환원당은 원료일 때보다 볶음 처리 시간이 5분, 10분 및 15분으로 증가할수록 함량은 각각 3.40 mg/g에서 4.80, 4.55 및 9.56 mg/g으로 원료에 비해 증가하였다. 지하부의 경우 원료에서 9.44 mg/g에서 5분 볶음 처리하였을 때 8.33 mg/g으로 약간 감소하였으나, 볶음 처리 시간이 10분 및 15분으로 증가할수록 함량 또한 16.57 mg/g 및 14.23 mg/g으로 증가하였다. Park 등(1993)은 온도 변화에 따라 인삼을 볶음 처리하여 비교하였을 때 원료에서 5.36에서 4.67로 pH가 낮아졌다고 보고하였다. 또한, 볶음처리와 같은 원료에 가열을 하였을 때 pH가 저하되는 원인은 비효소적 갈변 반응이 발생될 때 생성되는 전구물질인 carbonyl compounds의 작용에 의해 생성되는 유기산에 의한 것이라 판단하였다.

Table 1. Comparison of physicochemical properties of ginseng sprouts (above and below ground) according to roasting process
Contents Above ground / Roasting time Below ground / Roasting time
0 5 10 15 0 5 10 15
pH 5.72±0.29a1) 5.64±0.28a 5.58±0.28a 5.50±0.28a 5.81±0.29a 5.7±0.29a 5.58±0.28a 5.55±0.28a
Acidity (%, lactic acid) 3.78±0.19a 2.95±0.15b 2.97±0.15b 3.01±0.15b 3.22±0.16ab 2.55±0.13c 2.63±0.13c 2.43±0.12c
Reducing sugar (mg/g d.w.) 3.40±0.17c 4.80±0.24c 4.55±0.23c 9.56±0.48b 9.44±0.47b 8.33±0.42b 16.57±0.83a 14.23±0.71ab

All values are presented as the mean±SD of triplicate determinations. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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볶음 처리에 따른 새싹인삼의 지방산 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 지방산 함량 비교는 Table 2와 같았다. 지상부의 포화지방산 중 palmitic acid(C16:0), stearic acid(C18:0) 및 myristic acid(C14:0)의 함량이 높았다. 볶음 처리 시간이 증가할수록 palmitic acid의 함량은 원료일 때 261.8 mg/100 g에서 15분간 볶음 처리하였을 때 191.4 mg/100 g으로 함량이 감소하는 것을 보였다. Stearic acid 또한 원료일 때 96.7 mg/100 g으로 나타났으나, 15분 볶음 처리 시 86.0 mg/100 g으로 함량이 감소하였다. Lignoceric acid (C24:0)의 경우 0분 처리 시 검출되지 않았으나, 볶음 처리가 진행됨에 따라 4.3 mg/100 g, 6.4 mg/100 g 및 7.9 mg/100 g으로 증가하였다. 불포화지방산 중 linoleic acid(C18:2c)의 함량이 가장 높았으며, 볶음 처리에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. Palmitoleic acid(C16:1)의 경우, 볶음 처리 시간이 증가할수록 7.4 mg/100 g, 8.3 mg/100 g, 10.2 mg/100 g 및 12.3 mg/100 g으로 함량이 증가하였다. α-Linolenic acid (C18:3n3)의 경우, 0분 처리 시 186.0 mg/100 g의 함량을 보였으나, 볶음 처리가 진행되면서 295.9 mg/100 g, 278.1 mg/100 g 및 257.8 mg/100 g으로 함량이 증가하였으며, 볶음 처리에 따른 큰 차이는 없었다. 지하부의 경우 myristic acid는 검출되지 않았으며, palmitic acid의 경우 볶음 처리 시간이 증가하여도 큰 차이를 보이지 않았으나, 볶음 처리를 15분간 진행되었을 때 166.5 mg/100 g으로 가장 낮은 함량을 보였다. Arachidic acid(C20:4n6)는 지하부에선 검출되었으며, 볶음 처리에 따라 6.1 mg/100 g, 6.3 mg/100 g, 7.0 mg/100 g 및 5.4 mg/100 g으로 큰 차이는 보이지 않았다. 불포화지방산 중 linoleic acid는 볶음 처리 시간이 증가함에 따라 0분(291.7 mg/100 g), 5분(297.8 mg/100 g), 10분(302.2 mg/100 g) 및 15분(312.8 mg/100 g)으로 함량 역시 증가하였다. Ecosadienoic acid(C20:2)는 10분간 볶음 처리 시 5.5 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 보였으나 유의적 차이를 보이지 않았다.

Table 2. Comprehensive changes of fatty acid contents of ginseng sprouts (above and below ground) according to the roasting process
Contents (mg/100 g) Above ground / Roasting time (min, 150°C) Below ground / Roasting time (min, 200°C)
0 5 10 15 0 5 10 15
Saturated fatty acids
     Myristic acid (C14:0) 5.1±0.26a1) 4.7±0.24a 5.0±0.25a 4.9±0.25a ND2) ND ND ND
     Palmitic acid (C16:0) 261.8±13.09a 250.5±12.53a 200.3±10.02b 191.4±9.57b 182.4±9.12bc 185.5±9.28bc 184.7±9.24bc 166.5±8.33c
     Stearic acid (C18:0) 96.7±4.84a 87.9±4.40b 87.0±4.35b 86.0±4.30b 89.7±4.49ab 78.4±3.92c 78.2±3.91c 71.6±3.58c
     Arachidic acid (C20:0) ND ND ND ND 6.1±0.31ab 6.3±0.32ab 7.0±0.35a 5.4±0.27b
     Behenic aicd (C22:0) 5.4±0.27c 4.9±0.25c 6.8±0.34c 5.5±0.28c 11.0±0.55b 11.5±0.58b 13.4±0.67a 10.4±0.52b
     Lignoceric acid (C24:0) ND 4.3±0.22c 6.4±0.32bc 7.9±0.40b 8.3±0.42b 7.9±0.40b 8.6±0.43b 12.2±0.61a
     Total 369.0 352.3 305.5 295.7 297.5 289.6 291.9 266.1
Unsaturated fatty acids
Palmitoleic acid (C16:1) 7.4±0.37b 8.3±0.42b 10.2±0.51ab 12.3±0.62a ND ND ND ND
     Oleic acid (C18:1c) 84.8±4.24a 44.2±2.21b 46.4±2.32b 43.5±2.18b 19.3±0.97c 24.4±1.22c 22.8±1.14c 22.3±1.12c
     Linoleic acid (C18:2c) 234.0±11.70b 242.0±12.10b 235.6±11.78b 221.0±11.05b 291.7±14.59a 297.8±14.89a 302.2±15.11a 312.8±15.64a
     α-Linolenic (C18:3n3) 186.0±9.30d 295.9±14.80a 278.1±13.91b 257.8±12.89c 20.1±1.0e 20.9±1.05e 23.9±1.20e 20.6±1.03e
     Ecosadienoic acid (C20:2) ND ND ND ND 4.6±0.23a 4.4±0.22a 5.5±0.28a 4.7±0.24a
     Arachidonic acid (C20:4n6) ND ND ND ND 3.8±0.19b 3.8±0.19b 4.9±0.25a ND
     Nervonic acid (C24:1n9) ND ND ND ND 6.0±0.30c 8.0±0.40b 15.0±0.75a 10.7±0.54ab
     Docosahexaenoic acid (C22:6n3) 7.2±0.36b 5.6±0.28ab 4.9±0.25ab 3.0±0.15c 5.3±0.27ab 4.5±0.23b 8.8±0.44a 8.1±0.41a
     Total 519.4 596.0 579.1 541.8 366.2 378.5 399.8 393.8
Total fatty acids 888.4 948.3 884.6 837.5 663.7 668.1 691.7 659.9

All values are presented as the mean±SD of triplicate determinations. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

ND, not detected.

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Jang 등(2018)은 햄프씨드의 가열 처리에 따른 지방산 함량을 분석하였다. 그 결과, 포화지방산의 함량은 2,935.60 mg%의 함량에서 볶음 처리하였을 때 3,164.29 mg/%로 증가하였고, 불포화지방산의 함량은 원료 39,437.51 mg%에서 40,733.91 mg%로 증가하는 것을 보였다. 이에 다른 시료들과 볶음 처리와 비교하였을 때 지방산 함량과 조성은 시료와 시료의 지방산의 조성에 따라 차이가 있는 것으로 예상하였으며, 이에 따른 함량의 증감 차이가 있다고 보고하였다. 본 연구에서는 포화지방산의 함량은 볶음 처리하였을 때 원료에 비해 낮아졌고, 불포화지방산의 함량은 증가하여 시료에 따른 지방산 조성의 차이가 있는 것으로 판단된다.

볶음 처리에 따른 새싹인삼의 유리아미노산 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 지상부 및 지하부의 유리아미노산은 Table 3과 같았다. 지상부의 경우, aspartic acid의 함량은 5분 볶음 처리하였을 때 162.26 mg/100 g으로 가장 높게 나타났으며, 15분 볶음 처리하였을 때 119.34 mg/100 g으로 가장 낮은 함량을 보였다. Glutamic acid 또한 5분 볶았을 때 107.55 mg/100 g의 함량으로 가장 높았으며, 10분 볶음 처리하였을 때는 100.01 mg/100 g으로 큰 차이를 보이지 않았다. γ-Aminobutyric acid 및 대부분의 비필수 유리아미노산의 경우, 볶음 시간이 증가할수록 함량이 감소하는 것으로 나타났다. 필수 아미노산의 경우에도 원료일 때보다 볶음 시간이 증가함에 따라 함량이 감소하는 것으로 나타났다. 지하부의 경우 aspartic acid의 함량이 원료일 때 89.29 mg/100 g의 함량을 보였으며, 15분 볶았을 때 136.69 mg/100 g으로 볶음 처리를 하였을 때 함량이 증가하였다. Alanine의 경우, 볶음 처리를 하지 않았을 때 106.76 mg/100 g의 함량을 보였으나, 15분간 볶음 처리하였을 때 31.11 mg/100 g으로 함량이 감소하는 것을 보였다. 또한 기타 비 필수 아미노산의 경우, 볶음 처리 시간이 증가할수록 함량이 감소하는 것을 보였다. 또한 threonine, valine, isoleucine 및 lysine 등의 모든 필수 아미노산이 함량은 볶음 시간이 길어질수록 함량이 감소하였다.

Table 3. Comprehensive changes of free amino acid contents of ginseng sprouts (above and below ground) according to the roasting process
Contents (mg/100 g) Above ground / Roasting time (min, 150°C) Below ground / Roasting time (min, 200°C)
0 5 10 15 0 5 10 15
Non-essential amino acids
     Phosphoetanolamine ND1) ND 109.64±5.48a 89.08±4.45b 40.94±2.05c 47.30±2.37c 40.09±2.00c 47.97±2.40c
     Proline 40.96±2.05b2) 13.37±0.67c 12.04±0.60c 9.61±0.48cd 96.89±4.84a 9.16±0.46cd 7.35±0.37d 8.14±0.41cd
     Hydroxyproline 0.78±0.04b ND ND ND 1.04±0.05a ND ND ND
     Aspartic acid 131.25±6.56bc 162.26±8.11a 143.86±7.19b 119.34±5.97c 89.29±4.46d 147.15±7.36b 122.22±6.11c 136.69±6.83bc
     Serine 88.74±4.44a 58.17±2.91b 52.69±2.63b 43.01±2.15bc 49.38±2.47b 35.86±1.79c 29.39±1.47c 32.96±1.65c
     Aspartic acid - NH2 187.59±9.38a 118.71±5.94b 101.91±5.10bc 82.22±4.11c 174.17±8.71a 122.86±6.14b 99.86±4.99bc 106.21±5.31bc
     Glutamic acid 60.25±3.01d 107.55±5.38b 100.01±5.00b 84.47±4.22c 122.30±6.12a 133.35±6.67a 104.11±5.21b 109.68±5.48b
     Sarcosine 2.53±0.13c 3.10±0.16b 3.25±0.16b 3.23±0.16b 4.12±0.21a 4.01±0.20a 3.34±0.17b 4.29±0.21a
     Aminoadipic acid 6.46±0.32a 4.06±0.20bc 3.35±0.17c 2.74±0.14c 4.81±0.24b 1.39±0.07d 1.06±0.05d 1.22±0.06d
     Glycine 12.96±0.65b 4.93±0.25cd 4.85±0.24cd 4.52±0.23d 15.21±0.74a 5.69±0.28c 5.12±0.26cd 5.85±0.29c
     Alanine 80.40±4.02b 40.29±2.01c 41.17±2.06c 33.09±1.65cd 106.76±5.34a 34.50±1.73cd 28.44±1.42d 31.11±1.56cd
     Citrulline ND ND ND ND 15.59±0.78b 2.82±0.14c 2.35±0.12c 3.68±0.18a
     α-Aminobutyric acid 53.0±2.65a 22.21±1.11b 25.96±1.30b 21.07±1.05b 6.85±0.34d 10.50±0.53c 12.39±2.97c 20.76±1.04b
     Cystine ND 32.16±1.61b 44.09±2.20a ND 4.90±0.25c ND ND ND
     Cystathionine ND ND ND ND 2.54±0.13b 2.91±0.14b 2.46±0.12b 6.44±0.32a
     Tyrosine 43.60±2.18cd 21.61±1.08d 20.10±1.01d 11.20±0.56e 116.81±5.84a 75.08±0.53b 59.48±2.97c 75.31±3.77b
     β-Alanine 25.32±1.27a 19.22±0.96ab 20.32±1.02ab 8.51±0.43c 17.44±0.87b 18.28±0.15b 16.04±0.80b 22.64±1.13ab
     β-Aminoisobutyric acid 12.42±0.62b 9.02±0.45bc 8.23±0.41c 0.97±0.05d 16.58±0.83a 10.19±3.75bc 9.15±0.46bc 15.52±0.78a
     γ-Aminobutyric acid 120.70±6.04c 53.03±2.65d 53.54±2.68d 37.74±1.89e 151.18±7.56b 158.18±7.91b 137.31±6.87c 177.03±8.85a
     Aminoethanol 20.74±1.04a 7.51±0.38bc 7.58±0.39bc 3.87±0.19d 20.43±1.02a 8.84±0.44b 6.14±0.31c 8.87±0.44b
     Hydroxylysine 2.24±0.11ab 1.88±0.09b 1.76±0.09c 1.73±0.09c 2.69±0.13a 1.99±0.10b 1.90±0.10b 1.91±0.10b
     Ornithine 20.81±1.04b 18.28±0.91c 14.71±0.74d 12.92±0.65 52.99±2.65a 10.55±0.53e 8.56±0.43f 3.41±0.17g
     1-Methylhistidine ND ND ND ND 1.40±0.07b 1.61±0.08a 1.34±0.07c 1.58±0.08ab
     3-Methylhistidine 0.95±0.05a 0.53±0.03d ND ND 0.88±0.04a 0.56±0.03d 0.65±0.03b 0.77±0.04bc
     Arginine 234.36±11.72d 192.15±9.61e 144.41±7.22f 118.32±5.92g 2,970.83±18.54a 3,021.35±11.07a 2,461.01±13.05c 2,648.84±12.44b
     Total 1,146.06 890.04 913.47 687.64 4,086.02 3,864.13 3,159.76 3,470.88
Essential amino acids
     Threonine 49.18±2.46a 28.72±1.44ab 27.10±1.36ab 22.39±1.12b 54.18±2.71a 34.07±1.70ab 27.40±1.37ab 29.72±1.49ab
     Valine 80.48±4.02a 29.14±1.46c 44.09±2.20b 34.85±1.74c 76.56±3.83a 47.57±2.38b 39.06±1.95b 46.00±2.30b
     Methionine 20.29±1.01a 2.50±0.13d ND ND 20.12±1.01a 16.19±0.81b 12.19±0.61c 19.53±0.98a
     Isoleucine 54.90±2.75ab 49.11±2.46b 58.47±2.92a 47.63±2.38b 66.40±3.32a 46.73±2.34b 37.63±1.88c 48.13±2.41b
     Leucine 55.36±2.77b 21.38±1.07e 18.57±0.93e 12.49±0.62f 94.85±4.74a 47.08±2.35bc 36.47±1.82d 43.15±0.16c
     Phenylalanine 47.57±2.38c 23.30±1.17d 20.73±1.04d 8.75±0.44e 99.94±5.00a 69.50±3.48b 54.29±2.71c 68.98±3.45b
     Lysine 55.31±2.77c 17.16±0.86d 11.15±0.56e 9.11±0.46f 133.02±6.65a 81.08±4.05b 64.17±3.21c 66.66±3.33c
     Histidine 19.93±1.00d 10.64±0.53e 8.31±0.42f 6.53±0.33g 87.28±4.36a 59.32±2.97b 45.71±2.29c 47.72±2.39c
     Total 383.02 181.95 188.42 141.75 632.35 401.54 316.92 369.89
Total amino acids 1,529.08 1,071.99 1,101.89 829.39 4,718.37 4,265.67 3,476.68 3,840.77

ND, not detected.

All values are presented as the mean±SD of triplicate determinations. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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Kim 등(2019)은 열처리나 증숙 과정 중에 amino carbonyl 반응 중 갈변 반응에 의해 유리아미노산의 함량이 크게 감소한다고 보고하였다. 또한 Van Voekel(2006)은 arginine과 lysine이 amino carbonyl 반응에 가장 먼저 관여하며, 이후 나머지 아미노산들이 반응하여 결국 아미노산의 함량이 크게 감소한다고 보고하여 이는 본 연구와 동일하였다.

볶음 처리에 따른 새싹인삼의 무기질 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 지상부 및 지하부 무기질 함량 비교는 Table 4와 같았다. 지상부 및 지하부 모두 칼륨의 함량이 가장 높았다. 지상부의 칼륨 함량은 0분, 5분, 10분 및 15분 볶음 처리를 하였을 때 34.67 mg/100 g, 34.85 mg/100 g, 33.14 mg/100 g 및 34.11 mg/100 g으로 큰 차이를 보이지 않았다. 지하부 역시 23.06 mg/100 g, 22.96 mg/100 g, 21.32 mg/100 g 및 23.59 mg/100 g으로 볶음 처리에 따른 큰 차이를 보이지 않았다. 인의 함량이 두 번째로 가장 높았으며, 지상부의 경우 0분 및 15분 볶음 처리시 4.20 mg/100 g 및 3.61 mg/100 g으로 15분 볶음 처리 시 가장 낮은 함량을 보였다. 지하부의 경우에도 인이 두 번째로 높은 함량을 나타냈으며, 0분 및 15분 볶음 처리하였을 때 4.26 mg/100 g 및 4.97 mg/100 g으로 큰 차이를 보이지 않았다. 구리, 아연 및 망간은 미량 검출되었으며, 나트륨 또한 평균 2.57 mg/100 g의 함량으로 시료에 열처리를 하여도 무기질의 함량에는 유의적인 차이를 보이지 않았다.

Table 4. Comprehensive changes of mineral contents of ginseng sprouts (above and below ground) according to the roasting process
Contents (mg/100 g) Above ground / Roasting time (min, 150°C) Below ground / Roasting time (min, 200°C)
0 5 10 15 0 5 10 15
Phosphorus (P) 4.20±0.21b1) 4.14±0.21b 3.80±0.19c 3.61±0.18c 4.26±0.21b 4.26±0.21b 4.24±0.21b 4.97±0.25a
Sulfur (S) 2.56±0.13d 2.84±0.14d 2.52±0.1d 2.73±0.14d 3.21±0.16c 3.69±0.18a 3.66±0.18a 4.18±0.21b
Kalium (K) 34.67±1.73a 34.85±1.74a 33.14±1.66a 34.11±1.71a 23.06±1.15b 22.96±1.15b 21.32±1.07b 23.59±1.18b
Calcium (Ca) 2.86±0.14d 3.06±0.15cd 3.36±0.17c 3.82±0.19b 3.42±0.17c 3.89±0.19b 3.94±0.20b 4.28±0.21a
Magnesium (Mg) 1.71±0.09b 1.69±0.08b 1.58±0.08bc 1.42±0.07c 2.76±0.14a 2.81±0.14a 2.69±0.13a 2.89±0.14a
Iron (Fe) 0.06±0.00b 0.07±0.00b 0.07±0.00b 0.07±0.00b 0.11±0.01a 0.10±0.01a 0.10±0.01a 0.10±0.01a
Copper (Cu) 0.02±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a 0.01±0.00a 0.01±0.00a 0.01±0.00a 0.02±0.00a
Zinc (Zn) 0.03±0.00a 0.03±0.00a 0.03±0.00a 0.03±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a
Manganese (Mn) 0.03±0.00a 0.03±0.00a 0.03±0.00a 0.03±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a 0.02±0.00a
Sodium (Na) 1.78±0.09b 1.60±0.08b 1.66±0.08b 1.63±0.08b 2.61±0.13a 2.61±0.13a 2.37±0.12a 2.67±0.13a
Aluminium (Al) 0.12±0.01b 0.12±0.01b 0.11±0.01b 0.10±0.01b 0.22±0.01a 0.23±0.01a 0.23±0.01a 0.21±0.01a
Silicon (Si) 0.56±0.03a 0.57±0.03a 0.54±0.03a 0.56±0.03a 0.36±0.02c 0.48±0.02ab 0.40±0.02b 0.43±0.02b
Total 48.60 49.02 46.86 48.13 40.06 41.08 39.00 43.38

All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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볶음 처리에 따른 새싹인삼의 총 phenolics, flavonoids 함량 및 갈변물질 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 총 phenolics, 총 flavonoids 및 갈변물질 함량은 Fig. 2와 같았다. 지상부의 총 phenolics 함량은 볶음 시간이 증가할수록 함량이 증가하였으며 원료일 때 5.71 GAE/g에서 15분 볶음 처리 시 7.84 GAE/g으로 나타났다. 지하부 역시 시간이 증가할수록 함량이 증가하였으며, 각 볶음시간 별로 1.37 GAE/g, 2.47 GAE/g, 3.13 GAE/g 및 3.57 GAE/g으로 나타났다(Fig. 2A). 총 flavonoids 함량은 Fig. 2B와 같았으며, 지상부 및 지하부 모두 볶음 시간이 증가할수록 함량이 증가하였다. 지상부의 경우, 원료일 때 7.43 RE/g에서 5분 볶음 처리하였을 때 8.43 RE/g, 10분 볶았을 때 9.80 RE/g 및 15분 볶았을 때 9.95 RE/g으로 증가하였으며, 지하부 또한 원료일 때 1.49 RE/g에서 15분 볶음 처리 시 4.36 RE/g으로 함량이 증가하였다. 지상부의 갈변물질은 원료일 때 2.635 OD420 nm에서 15분 볶음 처리 시 3.022 OD420 nm로 큰 차이를 보이지 않았으며, 지하부의 경우 2.316 OD420 nm에서 2.987 OD420 nm로 유의적 차이를 보이진 않았다(Fig. 2C).

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Fig. 2. Changes of total phenolics and total flavonoid contents and Maillard reaction products of ginseng sprouts according to the roasting process. (A), total phenolic contents; (B), total flavonoid contents; (C) Mallard reaction products. All values are presented as the mean±SD of triplicate determinations. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
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Lee 등(2013)은 결명자의 볶음 처리에 따른 총 phenolics 함량을 비교하였다. 175°C와 200°C에 원료일 때 7.15 mg TAE/g의 함량을 보였으나, 5분 볶음 처리하였을 때 각각 10.95 mg TAE/g 및 11.45 mg TAE/g으로 증가하였으며, 10분 볶음 처리하였을 때 역시 11.34 mg TAE/g 및 12.69 mg TAE/g으로 함량이 증가하였다. 한편, 치커리(Hong 등, 1998), 감국(Kang 등, 2002) 등에서는 볶음처리 하였을 때 총 폴리페놀의 함량이 증가된다고 보고하였다. Kwon 등(1997)은 둥굴레의 볶음 처리에 따라 갈변반응이 증가한다고 보고하였다. 이는 당 및 아미노산 등이 갈변반응이 진행시키는 요인이 되어 둥굴레의 볶음 처리의 결과와 유사하게 새싹인삼에서도 적용된 것으로 판단된다.

볶음 처리에 따른 새싹인삼의 ginsenosides 함량 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 ginsenoside 함량은 Table 5Fig. 3과 같았다. 지상부의 ginsenoside Re의 경우, 볶음 시간이 증가할수록 32.67 mg/g에서 21.02 mg/g, 19.97 mg/g 및 19.40 mg/g으로 함량이 감소하는 것으로 나타났으며, Rf의 경우 약 0.32 mg/g으로 큰 차이를 보이지 않았다. Rg2의 경우, 원료일 때 2.34 mg/g에서 15분 볶았을 때 3.13 mg/g으로 함량이 증가하였다. Rd2 또한 원료일 때 3.09 mg/g에서 5분일 때 7.54 mg/g, 10분일 때 8.52 mg/g, 15분 볶았을 때 11.37 mg/g으로 약 4배 증가하였다. F2 및 Rg3 또한 원료일 때 각각 5.23 mg/g 및 0.85 mg/g에서 15분 볶았을 때 7.55 mg/g 및 1.42 mg/g으로 함량이 증가하였다. Compound K는 원료일 때 0.63 mg/g에서 5분 볶았을 때 0.81 mg/g, 10분 볶았을 때 0.98 mg/g에서 15분 볶았을 때 1.81 mg/g으로 함량이 증가하였다. 지하부의 ginsenoside Rg1은 볶음 시간이 증가할수록 함량이 원료일 때 2.31 mg/g에서 15분 볶았을 때 1.92 mg/g으로 감소하였다. Ginsenoside F3, F1 및 protopanaxtriol 화합물은 검출되지 않았다. Ginsenoside Rb1 또한 원료일 때 10.14 mg/g, 5분 볶았을 때 9.02 mg/g, 10분 볶았을 때 8.57 mg/g 및 복음 시간이 15분 볶았을 때 7.07 mg/g으로 함량이 감소하였다. Rc 또한 4.85 mg/g에서 4.18 mg/g, 3.91 mg/g, 15분 볶았을 때 3.26 mg/g으로 감소하였다. Rg3 및 compound K의 경우 10분 볶았을 때 1.77 mg/g 및 1.24 mg/g으로 가장 높았으며, 15분 볶았을 때 0.96 mg/g 및 0.92 mg/g으로 두 번째로 높은 함량을 보였다.

kjfp-28-1-72-g3
Fig. 3. The typical HPLC chromatogram of ginseng sprouts (above and below ground) according to the roasting process. A, 21 ginsenoside standards; B, above ground for 0 min at 150°C; C, above ground for 10 min at 150°C; D, below ground for 0 min at 200°C; E, below ground for 10 min at 200°C.
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Table 5. Comprehensive changes of ginsenoside contents of ginseng sprouts (above and below ground) according to the roasting process
Contents (mg/100 g) Above ground / Roasting time (min, 150°C) Below ground / Roasting time (min, 200°C)
0 5 10 15 0 5 10 15
Protopanaxtriol types
     Ginsenoside Rg1 5.90±0.30a1) 4.42±0.22ab 4.05±0.20b 4.06±0.20b 2.31±0.12c 2.23±0.11c 2.31±0.12c 1.92±0.10c
     Ginsenoside Re 32.67±1.63a 21.02±1.05b 19.97±1.00b 19.40±0.97b 5.40±0.27c 4.56±0.23d 5.13±0.26cd 4.42±0.22d
     Ginsenoside Rf 0.34±0.02c 0.34±0.02c 0.30±0.02c 0.31±0.02c 0.96±0.05a 0.89±0.04a 0.96±0.05a 0.79±0.04b
     Ginsenoside F5 1.29±0.06a 0.87±0.04b 0.84±0.04b 0.97±0.05a 0.24±0.01c 0.22±0.01c 0.22±0.01c 0.21±0.01c
     Ginsenoside F3 4.86±0.24a 3.27±0.16b 3.30±0.17b 3.68±0.18ab ND2) ND ND ND
     Ginsenoside Rg2 2.34±0.12b 2.35±0.12b 2.63±0.13ab 3.13±0.16a 0.64±0.03c 0.58±0.03c 0.61±0.03c 0.47±0.02d
     Ginsenoside Rh1 0.45±0.02d 0.54±0.03c 0.62±0.03b 0.62±0.03b 0.76±0.04a 0.74±0.04a 0.71±0.04a 0.62±0.03b
     Ginsenoside F1 1.68±0.08a 1.32±0.07b 1.31±0.07b 1.34±0.07b ND ND ND ND
     Protopanaxtriol 0.39±0.02c 0.96±0.05b 1.06±0.05b 1.35±0.07a ND ND ND ND
     Total 49.92 35.09 34.08 34.86 12.31 9.22 9.94 8.43
Protopanaxdiol types
     Ginsenoside Rb1 3.63±0.18d 2.74±0.14e 2.49±0.12e 2.48±0.12e 10.14±0.51a 9.02±0.45ab 8.57±0.43b 7.07±0.35c
     Ginsenoside Rc 3.37±0.17c 2.27±0.1d 2.21±0.11d 2.23±0.11d 4.85±0.24a 4.18±0.21ab 3.91±0.20b 3.26±0.16c
     Ginsenoside Rb2 5.68±0.28a 3.74±0.19b 3.70±0.19b 3.70±0.19b 3.08±0.15bc 2.53±0.13c 2.42±0.12c 2.12±0.11c
     Ginsenoside Rb3 0.72±0.04a 0.45±0.02b 0.44±0.02b 0.43±0.02b 0.48±0.02b 0.27±0.01d 0.42±0.02b 0.38±0.02c
     Ginsenoside Rd 20.57±1.03a 15.72±0.79c 16.33±0.82bc 17.87±0.89b 1.98±0.09d 1.62±0.08e 2.13±0.11d 1.41±0.07f
     Ginsenoside Rd2 3.09±0.15d 7.54±0.38c 8.52±0.43b 11.37±0.57a 1.59±0.08f 1.42±0.07g 1.75±0.09e 1.46±0.07g
     Ginsenoside F2 5.23±0.26c 5.46±0.27c 6.80±0.34b 7.55±0.38a 0.49±0.02g 0.59±0.03f 0.90±0.05d 0.74±0.04e
     Ginsenoside Rg3 0.85±0.04c 0.91±0.05c 0.98±0.05c 1.42±0.07b 0.42±0.02e 0.61±0.03d 1.77±0.09a 0.96±0.05c
     Compound K 0.63±0.03f 0.81±0.04d 0.98±0.05c 1.81±0.09a 0.47±0.02g 0.76±0.04e 1.24±0.06b 0.92±0.05c
     Ginsenoside Rh2 0.65±0.03b 0.66±0.03b 0.66±0.03b 0.94±0.05a 0.12±0.01f 0.24±0.01e 0.40±0.02c 0.33±0.02d
     Protopanaxdiol 0.50±0.03b 0.23±0.01d 0.30±0.02c 0.77±0.04a ND ND ND ND
     Total 44.92 40.53 43.41 50.57 23.62 21.24 23.51 18.65
Oleanane types
     Ginsenoside Ro 6.89±0.34a1) 3.78±0.19b 3.50±0.18b 3.85±0.19b 1.46±0.07e 1.79±0.09d 2.59±0.13c 2.31±0.12c
     Total 6.89 3.78 3.50 3.85 1.46 1.79 2.59 2.31
Total ginsenosides 101.73 79.40 80.99 89.28 37.39 32.25 36.04 29.39

All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

ND, not detected

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Park 등(1996)은 인삼 박의 볶음 처리에 따른 ginsenosides 함량을 비교하였으며, 이중 ginsenosides Rb1와 Re, Rg1의 함량이 감소하는 것으로 보고하였다. 또한 이는 진세노사이드의 C-20 위치에 결합되어 있는 당이 열이나 산에 의해 쉽게 분해되기 때문이라고 보고하였다. 본 연구에서도 Rb1와 Re 등은 볶음 시간이 증가함에 따라 함량이 감소하였으며, 당이 떨어지면서 기존 화합물의 구조에서 당이 하나씩 떨어진 다른 화합물로 전화되었을 것으로 판단된다.

볶음 처리에 따른 새싹인삼의 phenolic acids 및 flavonols 함량 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 지상부 및 지하부의 phenolic acids 및 flavonols 함량은 Table 6과 같았다. 지상부의 gallic acid 함량은 원료일 때 12.26 mg/100 g에서 15분 볶았을 때 33.58 mg/100 g으로 볶음 시간이 증가할수록 함량이 증가하였다. Chlorogenic acid 및 ferulic acid의 함량 역시 볶음 시간이 증가할수록 함량이 증가하였다. 이에 총 phenolic acid 함량 역시 원료일 때 205.74 mg/100 g에서 5분(265.34 mg/100 g), 10분(345.11 mg/100 g), 15분 볶음 처리하였을 때 388.34 mg/100 g으로 증가하였다. Flavonols 화합물 중 epigallocatechin의 함량이 높게 나타났으며, 원료일 때 110.17 mg/100 g, 5분일 때 204.00 mg/100 g, 10분일 때 397.13 mg/100 g, 15분일 때 408.14 mg/100 g으로 함량이 증가하였다. Quercetin 화합물은 15분 볶음 처리하였을 때 307.98 mg/100 g으로 볶음 처리 시간이 증가할수록 함량이 증가하였고, 총 flavonols 함량도 15분 볶음 처리 시 813.01 mg/100 g으로 가장 높았다. 지하부의 경우 protocatechuic acid의 함량이 볶음 시간이 증가함에 따라 각각 2.28 mg/100 g, 4.00 mg/100 g, 5.62 mg/100 g 및 6.39 mg/100 g으로 함량 또한 증가하는 것을 보였다. Ferulic acid의 함량은 원료일 때 5.09 mg/100 g에서 15분 볶았을 때 9.82 mg/100 g으로 증가하였다. 반면, t-cinnamic acid의 경우 볶음 시간이 증가할수록 원료일 때 3.42 mg/100 g에서 15분 볶았을 때 0.41 mg/100 g으로 함량이 감소하였다. 그러나, 총 phenoilc acids 함량은 원료에서 133.01 mg/100 g, 5분 볶았을 때 144.02 mg/100 g, 10분 볶았을 때 196.92 mg/100 g 및 15분 볶았을 때 206.97 mg/100 g으로 함량이 증가하였다. Flavonols 중 rutin의 함량은 새싹인삼 원료일 때 0.80 mg/100 g에서 15분 볶았을 때 5.46 mg/100 g으로 증가하였다. 또한, quercetin 함량은 53.44 mg/100 g에서 206.67 mg/100 g으로 15분 볶았을 때 볶음 처리를 하지 않았을 때보다 약 4배 높은 함량을 보였다.

Table 6. Comprehensive changes of phenolic acid and flavonol contents of ginseng sprouts (above and below ground) according to the roasting process
Contents (mg/100 g) Above ground / Roasting time (min, 150°C) Below ground / Roasting time (min, 200°C)
0 5 10 15 0 5 10 15
Phenolic acids
     Gallic acid 12.26±0.61e1) 18.90±0.95c 32.27±1.61a 33.58±1.68a 5.80±0.29f 5.38±0.27f 15.73±0.79d 21.14±1.06b
     Protocatechuic acid 23.34±1.17a 25.77±1.29a 22.16±1.11a 24.43±1.22a 2.28±0.11d 4.00±0.20c 5.62±0.28bc 6.39±0.32b
     Chlorogenic acid 77.89±3.89cd 87.07±4.35c 132.56±6.63b 148.17±7.41a 25.46±1.27f 42.79±2.14e 67.27±3.36d 58.87±2.94de
     p-Hydrobenzoic acid 15.10±0.76a 12.46±0.62b 13.28±0.66ab 13.78±0.69ab 6.23±0.31c 4.38±0.22e 10.79±0.54d 5.75±0.29c
     Vanillic acid ND2) ND ND ND ND 2.80±0.14a ND 0.46±0.02b
     p-Coumaric acid 2.11±0.11d 4.56±0.23c 6.15±0.31b 7.54±0.38a 4.14±0.21c 2.62±0.13d 2.24±0.11d 2.61±0.13d
     Ferulic acid 4.08±0.20e 9.95±0.50b 12.85±0.64a 13.37±0.67a 5.09±0.25de 5.51±0.28d 6.74±0.34c 9.82±0.49b
     Veratric acid 1.22±0.06c 1.42±0.07c 1.58±0.08c 4.48±0.22a 3.88±0.19ab 3.70±0.19ab 3.42±0.17b 5.11±0.26a
     Benzoic acid 68.00±3.40e 104.87±5.24c 123.93±6.20b 142.53±7.13a 76.71±3.84de 72.50±3.63e 84.70±4.24d 96.41±4.82c
     t-Cinnamic acid 1.74±0.09b 0.34±0.02d 0.33±0.02d 0.46±0.02c 3.42±0.17a 0.34±0.02d 0.41±0.02c 0.41±0.02c
     Total 205.74 265.34 345.11 388.34 133.01 144.02 196.92 206.97
Flavonols
     Epigallocatechin 110.17±5.51f 204.00±10.20c 397.13±19.86a 408.14±20.41a 131.16±6.56e 161.95±8.10d 202.31±10.12c 300.74±15.04b
     Catechin 16.07±0.80c 34.44±1.72a 32.75±1.64a 37.23±1.86a 19.58±0.98b 14.01±0.70d 14.83±0.74d 18.02±0.90b
     Epicatechin 15.67±0.78b 21.17±1.06a 13.87±0.69c 13.88±0.69c 9.69±0.48e 7.45±0.37g 8.50±0.43f 11.21±0.56d
     Epigallocatechin gallate 13.22±0.66e 15.22±0.76c 10.98±0.55f 11.71±0.59f 14.53±0.73d 15.69±0.78c 17.16±0.86b 20.31±1.02a
     Vanillin ND ND ND ND ND ND ND ND
     Rutin 5.47±0.27c 3.51±0.18d 21.50±1.08a 14.45±0.72b 0.80±0.04f 2.22±0.11e 4.74±0.24c 5.46±0.27c
     Catechin gallate 9.19±0.46cd 10.86±0.54b 12.80±0.64a 9.63±0.48c 3.91±0.20f 5.52±0.28e 8.56±0.43d 8.66±0.43d
     Quercetin 123.11±6.16e 211.12±10.56c 270.28±13.51b 307.98±15.40a 53.44±2.67f 180.52±9.03d 194.66±9.73cd 206.67±10.33c
     Naringin 2.22±0.11e 4.02±0.20d 8.99±0.45a 2.31±0.12e 3.85±0.19d 5.34±0.27c 7.29±0.36b 8.11±0.41a
     Naringenin 2.16±0.11d 2.69±0.13cd 2.85±0.14c 4.18±0.21ab 4.17±0.21ab 3.82±0.19b 4.35±0.22a 4.62±0.23a
     Formonoetin 3.15±0.16bc 2.85±0.14c 3.17±0.16bc 3.50±0.18b 2.46±0.12d ND 3.16±0.16bc 4.49±0.22a
     Total 300.43 509.88 774.32 813.01 243.59 396.52 465.56 588.29

All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

ND, not detected.

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Cho와 Joo(2012)는 원료에 비해 볶음 처리를 하였을 때 gallic acid와 chlorogenic acid 등의 함량이 증가한다고 하였고, 이는 볶음처리에 의해 ester 결합된 polyphenol 성분이 유리형 phenolics으로 변환되어 함량이 증가한 것으로 보고하였다. 본 연구의 결과도 볶음 시간이 증가함에 따라 함량이 증가하였고, 이에 항산화 활성이 증가될 것으로 추정된다. Choi 등(2012)은 여주를 부위별로 볶음 처리하여 phenolics 화합물을 분석하였는데, 본 연구결과와 유사하게 gallic acid와 chlorogenic acid, ferulic acid 등이 증가한다고 보고하였다. 또한 이중 gallic acid 및 기타 phenolic acid는 항산화 및 항암에 효과가 있다고 보고하였다.

볶음 처리에 따른 새싹인삼의 항산화능 변화

새싹인삼의 볶음 처리에 따른 항산화 활성은 Fig. 4와 같았다. DPPH 라디칼 소거활성의 경우, 지상부 및 지하부 모두 볶음 시간이 증가할수록 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 원료일 때 지상부 및 지하부 각각 47.36% 및 25.32%의 활성을 보였으며, 15분 볶음 처리하였을 때 80.05% 및 43.89%의 활성을 보였다(Fig. 4A). ABTS 라디칼 소거활성 또한 각 볶음 시간에 따라 지상부의 경우 원료일 때 54.81%, 5분 볶음 처리하였을 때 67.72%, 10분 볶았을 때 74.63% 및 15분 볶음 처리하였을 때 82.73%의 활성을 보였고, 지하부 역시 각각 30.62%, 42.78%, 51.23% 및 59.81%로 15분 볶았을 때 높은 활성을 보였다(Fig. 4B). Hydroxyl 라디칼 소거활성 또한 앞선 두 라디칼 소거활성과 동일하게 지상부 및 지하부 각각 82.81% 및 61.51%로 15분 볶음 처리하였을 때 가장 높은 활성을 보였다(Fig. 4C). FRAP 환원력은 지상부에서 원료일 때 0.724 OD593 nm로 나타났으며, 15분 볶음 처리하였을 때 1.082 OD593 nm로 나타났다. 지하부 또한 볶음 처리하였을 때 0.353 OD593 nm에서 15분 볶음 처리하였을 때 0.715 OD593 nm로 증가하였다(Fig. 4D).

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Fig. 4. Changes of antioxidant activities of ginseng sprouts (above and below ground) according to the roasting process. A, DPPH radical scavenging activity; B, DPPH radical scavenging activity; C, hydroxyl radical scavenging activity; D, ferric reducing/antioxidant power. All values are presented as the mean±SD of triplicate determination. All values within a column with different superscript letters represent statistically significant difference from each other at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
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Kim 등(2018b)은 백하수오를 120°C와 180°C에서 원료 및 1-4분간 볶음 처리하여 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능을 비교하였다. 원료일 때 496.77 mg/mL의 IC50 값을 보였으나, 볶음처리 시간이 증가할수록 DPPH 활성이 높게 나타났다. 4분간 볶음 처리하였을 때 IC50 값이 온도별로 각각 264.05 mg/mL 및 107.25 mg/mL로 나타났다. Kwon 등(2014)은 볶음 처리에 따른 우엉차의 ABTS 라디칼 소거능을 비교하였으며 볶음 처리로 인해 75.13%의 활성에서 85.66%로 활성이 증가하였고 FRAP 환원력 역시 증가한다고 보고하였으며, 본 연구와 유사한 결과를 보고하였다. 총 phnolics 및 총 flavonoids의 함량이 볶음 처리하였을 때 증가하였으며, 이에 유사하게 항산화활성 또한 증가하는 것을 보였다. 이는 총 phenolics 및 총 flavonoids와 같은 polyphenol성 화합물이 항산화 활성에 영향을 준다고 판단된다(Kwon 등, 2014).

감사의 글

본 연구는 2019년 국립경남과학기술대학교의 교원 연수 연구비 지원에 의하여 연구되었습니다.

Conflict of interests

The authors declare no potential conflict of interest.

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