열처리에 따른 일반도라지와 으뜸도라지의 품질 특성
송명섭1․김민영1․장귀영2․이윤정1․Li Meishan1․오현아1․이준수1․정헌상1
1충북대학교 식품생명공학과
2국립원예특작과학원 인삼특작부
Changes in Quality Characteristics in the Normal and Etteum Doraji (Platycodon grandiflorum) by Heat Treatment
Myeong Seob Song1, Min Young Kim1, Gwi Young Jang2, Yoon Jeong Lee1, Li Meishan1, Hyunah Oh1, Junsoo Lee1, and Heon Sang Jeong1
1Department of Food Science and Biotechnology, Chungbuk National University
2Department of Herbal Crop Research, NIHHS, RDA
ABSTRACT This study investigated the quality characteristics of Normal and Etteum Doraji subjected to heat treat- ment at 110∼150°C for 2 hours. Carbohydrate content was higher in Normal Doraji, and the contents of crude ash, crude lipids, and crude protein were higher in Etteum Doraji. The pH and total acidity were negatively correlated with increasing heat treatment. Reducing sugar content and browning index of Doraji increased after heat treatment.
The crude saponin content of Normal and Etteum Doraji increased from 16.43 mg/g and 24.20 mg/g before heat treatment to 43.50 mg/g and 67.70 mg/g after heat treatment at 150°C. The highest total polyphenol content of 7.27 mg gallic acid equivalent/g was observed in Etteum Doraji treated by heat treatment at 150°C. ABTS radical scavenging activity increased to 3.59 mg ascorbic acid equivalent (AA eq)/g and 3.61 mg AA eq/g after heat treatment at 150°C.
DPPH radical scavenging activity increased to 3.02 mg AA eq/g and 3.03 mg AA eq/g after heat treatment at 150°C.
Reducing power also increased to 0.47 and 0.53 at 150°C.
Key words: Platycodon grandiflorum, heating temperature, crude saponin content, antioxidant activity
Received 18 January 2018; Accepted 13 March 2018
Corresponding author: Heon Sang Jeong, Department of Food Science and Technology, Chungbuk National University, Cheongju, Chungbuk 28644, Korea
E-mail: [email protected], Phone: +82-43-261-2570
서 론
도라지(Platycodon grandiflorum DC)는 초롱꽃과(Cam- panulaceae)에 속하는 다년생초로서 한국, 일본 및 중국의 산간지방에 자생하며, 우리나라에서는 식용뿐만 아니라 약 재로써 이용이 급증하고 있어 재배면적과 생산량이 확대되 고 있다(1). 우리가 보통 말하는 도라지는 길경으로 도라지의 뿌리 부분을 말하고, 예로부터 껍질을 벗긴 도라지를 물에 담가 쓴맛을 제거한 뒤 말려서 식용으로 사용한다. 도라지는 섬유질이 풍부하고 칼슘과 철이 많이 함유된 알칼리성 식품 이며(2), 생채, 전, 나물 등 식용으로 이용되고 있다(3). 으뜸 도라지는 재래종 도라지에 콜히친 처리를 하여 4배체를 육 성한 신품종으로 재래종 도라지 염색체는 18개인데 비해 4배체 육성품종 도라지는 36개이다. 육성한 신품종은 2005 년 1월 18일 으뜸도라지로 명명 품종보호 출원을 하여 2007 년 4월 18일 품종등록을 마친 상태이다(4). Kang 등(5)은
신품종 으뜸도라지가 일반도라지보다 약 40% 생산력이 높 아 재배 기술 개선을 통해 1년 재배할 수 있다고 보고되었으 며, 으뜸도라지는 일반도라지보다 조단백이 풍부하고 조사 포닌 함량이 높을 뿐 아니라 총 페놀 함량 및 DPPH 라디칼 소거능, SOD 유사 활성에서 일반도라지보다 항산화능이 우 수하므로 가공식품 또는 건강기능 식품소재로 활용가치가 매우 높다고 보고하였다.
식품의 열처리 가공은 일반적으로 저장수명을 연장하고 품질을 향상시키기 위하여 적용돼 왔으며, 열처리 가공 중 영양소의 파괴 및 생리활성물질 손실 등의 문제점이 발생하 여 제한적으로 사용됐다. 하지만 최근에는 식품, 특히 과채류 등을 열처리 시 열에 민감한 성분의 손실은 발생하지만, 열처 리 동안 발생하는 다양한 화학적 변화에 의해 생리활성물질 이 증가한다는 연구가 보고되고 있다(6). Kim 등(7)은 멜론, 사과, 토마토, 참외, 수박 및 바나나를 110~150°C에서 2시 간 열처리하였을 때 페놀화합물 및 항산화 활성이 유의적으 로 증가하였으며, 요인들 간의 상관관계도 높은 수준이었다 고 보고하였다. 또한, 더덕 및 도라지를 100~150°C에서 2 시간 열처리하였을 때 항산화 활성 및 5-HMF 함량이 증가 한다고 보고하였다(8). 이처럼 농산물의 기능성을 향상시키 기 위한 열처리 기술에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있지
만, 도라지의 열처리 효과에 관한 연구는 미비한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 일반도라지와 으뜸도라지를 110~
150°C의 고온에서 열처리하고, 열처리 온도에 따른 화학성 분과 항산화 활성 변화를 평가하여 기능성 식품 소재 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
재료 및 방법
실험재료
본 연구에 사용된 재료는 2017년도에 충북 보은에서 생 산된 3년근 일반도라지와 으뜸도라지를 구매하여 외피에 묻 은 이물질을 제거하고 분쇄하여 100 g 단위로 polyethylene 필름에 밀봉한 후 -20°C에 저장하였고 일부는 동결건조 (Modulyod-115, Thermo Electron Co., Waltham, MA, USA) 하여 실험에 사용하였다.
열처리
도라지의 열처리 온도와 시간은 선행연구(8)를 통하여 성 분 및 항산화 활성 변화가 많이 발생하는 110, 120, 130, 140 및 150°C로 설정하였고 처리 시간은 2시간으로 고정하 였으며, 처리하지 않은 시료를 대조구로 하였다. 고온 열처 리 장치(JISCO, Seoul, Korea)는 10 kg/cm2 이상의 압력에 서도 견딜 수 있도록 설계･제작된 것으로 가열에 의해 증기 압을 발생시키는 외부 용기, 안전변(safety vent)과 공기배 출구, 압력게이지로 구성된 뚜껑, 그리고 시료를 넣는 내부 용기로 구성되어 있으며 모든 실험은 3회 반복하였다.
추출물 제조
열처리한 일반도라지와 으뜸도라지 20 g에 80% 메탄올 100 mL를 가하여 초음파추출장치(SD-350H, Seong Dong, Seoul, Korea)로 1시간씩 3회 반복 추출한 후 감압 여과하 고 회전진공농축기(EYELA N-1000, Tokyo Rikakikai Co., Tokyo, Japan)로 40°C에서 용매를 완전히 제거한 다음 일 정량의 증류수로 정용한 뒤 동결건조(Modulyod-115, Ther- mo Electron Co.) 하여 -20°C에 보관하면서 항산화 성분 및 활성 분석용 시료로 사용하였다.
일반성분 분석
일반성분 분석은 AOAC 방법(9)에 따라 수분 함량은 105
°C의 상압가열건조법, 조회분은 550°C의 직접회화법, 조단 백질 함량은 Micro-Kjeldahl법을 이용하여 킬달분해장치 (2020 Digestor, FOSS Tecator, Hillerod, Denmark)와 킬 달증류장치(Kjeltectm 2300, FOSS Tecator)를 사용하여 조단백질의 함량을 자동 분석하였으며 조지방 함량은 Soxh- let 추출법으로 분석하였다. 탄수화물을 100에서 조지방, 조 단백질, 조회분 및 수분 함량을 뺀 값으로 나타내었다.
이화학적 특성 분석
일반 및 으뜸도라지의 이화학적 특성으로 Lee 등(10)의 방법에 따라 pH, 총 산도, 갈변도 및 환원당 함량을 측정하 였다. pH는 pH meter(Orion4 STAR, Thermo Scientific, Beverly, MA, USA)를 이용하여 측정하였으며, 총 산도는 페놀프탈레인 용액을 1~2방울 가하고 0.01 N NaOH로 적 정하여 lactic acid 당량으로 나타내었다. 갈변도는 도라지 추출물을 10배 희석한 후 spectrophotometer(UV-1601, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 420 nm에서 흡광도 를 측정하였다. 환원당 분석은 Miller(11)의 방법을 참조하 여 실시하였다. 시료 1 mL에 DNS 용액 3 mL를 넣고 100°C 에서 5분간 가열하여 식힌 다음 spectrophotometer(UV- 1601, Shimadzu)를 이용하여 550 nm에서 측정하였으며, 표준당은 D-(+)-glucose(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하였다.
조사포닌 함량 측정
조사포닌 함량은 Shibata 등(12)의 방법을 응용하여 도라 지 시료 5 g에 80% 메탄올을 100 mL 넣고 초음파추출기로 40°C에서 60분간 추출한 후 여과하고 잔사는 같은 방법으 로 총 3회 반복한 다음 여액을 합쳐서 50°C에서 회전진공농 축기(EYELA N-1000, Tokyo Rikakikai Co., Tokyo, Ja- pan)로 감압 농축하였다. 농축물에 증류수 30 mL를 넣고 잘 녹인 후 분액깔때기에 넣고 디에틸에테르 50 mL를 가하 여 추출하여 물층을 분리하고 상층용액인 에테르층은 다시 반복 추출하여 물층을 얻었다. 물층을 수포화부탄올 30 mL 로 총 3회 반복 추출하여 부탄올층을 회수하고 감압 농축하 여 조사포닌을 추출 정량하였다.
총 폴리페놀 함량 측정
총 폴리페놀 함량은 Dewanto 등(13)의 방법을 변형하여 사용하였으며 Folin-Ciocalteu reagent가 추출물의 폴리페 놀성 화합물에 의해 환원된 결과 몰리브덴 정색으로 발색하 는 것을 원리로 분석하였다. 즉 각 추출물 100 μL에 2%
Na2CO3 용액 2 mL를 가한 후 3분간 방치한 다음, 0.5 M Folin-Ciocalteu reagent 100 μL를 첨가 후 실온에서 30분 반응한 다음 spectrometer(UV-1600, Shimadzu)를 사용 하여 750 nm에서 반응액의 흡광도 값을 측정하였다. 표준 물질로 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선 을 작성하였다.
ABTS cation decolorization assay에 의한 총 항산화력 측정
총 항산화력은 ABTS cation decolorization assay 방법 (14)을 사용하여 측정하였다. 7.4 mM 2,2’-azino-bis(3- ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS; Sigma- Aldrich Co.)와 2.6 mM potassium persulfate를 하루 동안 암소에서 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 735 nm에
Table 1. Proximate compositions of domestic diploid variety in Normal and Etteum Doraji (Unit: %, dry basis) Sample Carbohydrate Crude protein Crude fat Crude ash Normal Doraji
Etteum Doraji
87.04±0.39 84.97±0.36
8.24±0.71 9.73±0.60
0.54±0.05 0.57±0.03
4.18±0.54 4.72±0.33 Values are mean±SD (n=3).
서 흡광도 값이 1.4가 되도록 물 흡광계수(ε＝3.6×104 M-1 cm-1)를 이용하여 증류수로 희석하였다. 희석된 ABTS 용 액 1 mL에 추출액 50 μL를 가하여 흡광도의 변화를 정확히 60분 후에 측정하였으며, 표준물질로서 L-ascorbic acid (AA; Sigma-Aldrich Co.)를 동량 첨가하였다.
DPPH 라디칼 소거능 측정
전자공여능(electron donating ability, EDA)은 Hwang 등(15)의 방법을 변형하여 측정하였다. 추출물 0.2 mL에 0.2 mM 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH; Sigma- Aldrich Co.) 용액 0.8 mL를 가하여 실온에서 60분간 방치 한 후 520 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 전자공여능은 시료첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 mg ascorbic acid eq/g으로 표현하였다.
환원력 측정
열처리 시료 추출물의 환원력은 Kong 등(16)의 방법에 따 라 Fe3+(CN-)6이 반응을 통해 얻은 전자에 의해 Fe2+(CN-)6
으로 환원반응이 일어나는 정도를 측정하여 나타내었다. 즉 추출물 250 μL에 0.2 M sodium phosphate buffer(pH 6.6) 250 μL, 1% potassium ferricyanide(K3Fe(CN)6) 250 μL 를 각각 혼합하여 50°C에서 20분 동안 반응시킨 후 1% tri- chloroacetic acid(CCl3COOH, w/v)를 가하였다. 위 반응 액을 1,000 rpm에서 10분간 원심분리 하여 상징액 500 μL 에 증류수 500 μL를 혼합하고, 0.1% ferric chloride(FeCl3
･6H2O) 100 μL를 가하여 반응액의 흡광도 값을 700 nm에 서 측정하였다.
통계분석
모든 분석은 3회 반복 측정하였으며, mean±SD로 표현 하였다. 통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Pack- age for the Social Science, Ver. 12.0, SPSS Inc., Chica- go, IL, USA)을 이용하여 각 처리군의 평균과 표준편차를 산출하고 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의 성을 검정하였다.
결과 및 고찰
일반성분
일반도라지 및 으뜸도라지의 일반성분은 Table 1과 같다.
일반도라지와 으뜸도라지의 조회분 함량은 각각 4.18 및 4.72%(dry basis, d.b)였으며, 조단백질 함량은 각각 8.24
및 9.73%(d.b)였고 조지방 함량은 각각 0.54 및 0.57%(d.b) 로 일반도라지와 으뜸도라지 사이의 차이가 크게 나타나지 않았다. 탄수화물 함량은 각각 87.04 및 84.97%(d.b)로 일 반도라지가 약간 높은 함량을 나타내었는데 이는 3년근 도 라지의 일반성분이 건물량 기준 조회분 3.79, 조단백 6.16, 조지방 2.37 및 탄수화물 함량 87.68%로 나타났다는 연구 보고(2)와 일반도라지와 으뜸도라지의 일반성분을 비교한 Kang 등(5)의 연구가 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다.
pH 및 총 산도
열처리에 따른 일반도라지와 으뜸도라지의 pH와 총 산도 는 Table 2와 같다. 열처리하지 않은 일반도라지와 으뜸도 라지의 pH는 온도에 따라 각각 5.83~3.70 및 5.81~3.70 범위를 나타내었으며, 총 산도는 각각 2.46~4.08 및 2.46~
4.12 범위로 나타났다. 열처리 온도가 증가함에 따라 pH는 감소하였고 총 산도는 증가하였다. 이러한 현상은 Aida 등 (17)의 보고와 같이 고온의 열처리로 인하여 sucrose가 단 당류인 fructose로 분해되고 분해된 fructose가 HMF, fur- fural 및 5-methyl furfural 등과 유기산으로 분해되어 도라 지의 유기산 함량이 증가함에 따라 총 산도가 증가하고 pH 가 감소한 것으로 생각된다. 또한, 열처리 시 환원당인 al- dohexose의 aldehyde기가 산화되어 생성된 carbonyl기의 증가(18), 또는 당과 염기성 아미노산의 결합에 의해 가용성 염기성 아미노산의 감소 및 산성 물질의 생성(19)으로 pH가 감소한다는 보고도 연구되었다.
환원당 및 갈변도
열처리에 따른 일반도라지와 으뜸도라지의 환원당과 갈변 도 변화는 Table 2와 같다. 열처리 온도가 증가함에 따라 일 반도라지의 환원당 함량은 8.00 mg/g에서 130°C의 55.72 mg/g으로 증가하였다가 150°C의 27.13 mg/g으로 감소하 였다. 으뜸도라지의 환원당 함량도 일반도라지와 마찬가지 로 열처리 온도가 증가함에 따라 대조구의 13.59 mg/g에서 130°C의 51.04 mg/g까지 증가하였다가 150°C의 18.70 mg/g으로 감소하였다. 이러한 결과는 Hwang 등(8)의 연구 에서 도라지의 fructose 함량은 130°C까지는 계속 증가하 였으나 140°C 이상의 온도에서는 오히려 감소하였으며, sucrose 함량은 120°C까지 증가하지만 그 이상의 온도에 서는 검출되지 않았다고 보고한 결과로 미루어 볼 때 환원당 함량이 130°C 이상에서 감소한 본 실험과 일치하는 결과였 다. 이는 가수분해를 통해 생성된 환원당이 열처리 후 메일 라드 반응에 의해 유리아미노산과 축합하여 MRPs(Mail-
d c
bc
ab a
a
d
c c c
b a
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Control 110 120 130 140 150
Heating temperature (oC) Crude saponin content (mg/g) . Normal Doraji Etteum DorajiDoraji Doraji
Fig. 1. Changes in crude saponin content of Doraji extracts with heating temperature. Means with the different letters (a-d) above bars of each sample are significantly different at P<0.05 by Dun- can’s multiple range test.
b a c
d e e
a b c
e d e
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
Control 110 120 130 140 150
Heating temperature (oC)
Total polyphenol contents (mg/g) .
Normal DorajiDoraji Etteum DorajiDoraji
Fig. 2. Changes in total polyphenol contents of Doraji by differ- ent heating temperature. Means with the different letters (a-e) above bars of each sample are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
Table 2. Changes in pH, total acidity, reducing sugar, and browning index of Doraji extracts with heating temperature Samples Temperature
(°C) pH Total acidity (%) Reducing sugar
(mg/g) Browing index (420 nm)
Normal Doraji
Control 110 120 130 140 150
5.83±0.01a1) 4.82±0.02b 4.66±0.01c 4.20±0.03d 3.94±0.00e 3.70±0.01f
2.46±0.09f 2.74±0.04e 2.89±0.03d 3.32±0.05c 3.82±0.06b 4.08±0.04a
8.00±0.09e 8.37±0.02e 21.47±0.19d 55.72±0.40a 48.57±0.05b 27.13±0.52c
0.09±0.01e 0.09±0.01e 0.17±0.00d 0.21±0.01c 0.46±0.01b 0.53±0.01a
Etteum Doraji
Control 110 120 130 140 150
5.81±0.01a 4.76±0.01b 4.64±0.00c 4.22±0.01d 3.93±0.00e 3.70±0.00f
2.46±0.07e 2.78±0.06d 2.88±0.11d 3.29±0.04c 3.85±0.05b 4.12±0.06a
13.59±0.18e 14.13±0.00e 15.89±0.06d 51.04±1.46a 32.30±0.08b 18.70±0.13c
0.06±0.01e 0.08±0.01d 0.08±0.00d 0.21±0.00c 0.40±0.01b 0.50±0.01a
1)Means with the different superscripts in a column are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
lard reaction products)를 형성하고 반응에 소모된 만큼의 환원당이 감소하였기 때문이라 판단된다(20). 또한, Lee 등 (21)은 우엉의 증건 처리에서 초반의 환원당 함량의 증가는 이눌린과 같은 비환원당이 열작용에 의해 분해되어 다량의 저분자 환원당이 생성된 결과라고 보고하였으며, 3회 증건 처리 이후의 환원당 함량의 감소는 장시간의 증숙 과정이 반복됨에 따라 저분자 환원당이 용출된 것으로 사료된다고 보고하였다. 갈변도는 열처리하지 않은 대조구에서 각각 0.09 및 0.06이었는데 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하 여 150°C에서는 각각 0.53 및 0.50이었다. 이러한 결과는 수경 재배삼의 열처리에 관한 연구(22)에서도 열처리 온도 가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다는 결과와 일치하 였다. 또한, 가수분해에 의해 생성된 유리당과 유리아미노산 이 열처리에 의해 메일라드 반응을 일으켜 갈색 물질인 멜라 노이딘을 형성하였기 때문이라고 생각된다(24).
조사포닌 함량
열처리에 따른 일반도라지와 으뜸도라지의 조사포닌 함 량은 Fig. 1과 같다. 열처리하지 않은 대조구 일반도라지는
16.43 mg/g이었으며, 으뜸도라지는 24.20 mg/g으로 일반 도라지보다 으뜸도라지의 조사포닌 함량이 높게 나타났다.
열처리 온도가 증가함에 따라 조사포닌 함량은 증가하여 150°C에서 일반도라지는 43.50 mg/g으로 으뜸도라지는 67.70 mg/g으로 대조구 대비 3배 가까이 증가하였음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 흑도라지 제조 시 조사포닌 함 량이 생도라지에서 57.00 mg%였는데 흑도라지는 107.92 mg%로 증숙에 의해 그 함량이 2배 가까이 증가하였다는 결과와 유사하였다(23). 또한, 수삼의 증숙 횟수 증가에 따 라서도 조사포닌 함량은 증가하였다는 연구결과와도 유사 하였다(24). 이는 열처리에 따라 세포벽과 분자구조의 파괴 가 발생하여 조직이 연화되고 사포닌의 추출 효율이 증가하 며, 열에 의해 당의 일부 결합이 분해되어 사포닌의 함량이 크게 증가한 것으로 판단된다(25,26).
총 폴리페놀 함량
열처리에 따른 일반 및 으뜸도라지의 총 폴리페놀 함량은 Fig. 2와 같으며, 열처리하지 않은 대조구의 일반도라지는 1.51 mg GA eq/g, 으뜸도라지는 2.16 mg GA eq/g으로
Table 3. Radical scavenging activity and reducing power of Doraji extracts with heating temperature
Samples Temperature (°C) ABTS1) DPPH1) Reducing power2)
Normal Doraji
Control 110 120 130 140 150
0.88±0.19e3) 0.95±0.19e 1.03±0.04d 2.28±0.09c 3.23±0.13b 3.59±0.11a
0.37±0.09f 0.68±0.02e 0.84±0.06d 1.88±0.06c 2.71±0.03b 3.02±0.02a
0.05±0.01f 0.09±0.01e 0.17±0.02d 0.41±0.02c 0.44±0.01b 0.47±0.01a
Etteum Doraji
Control 110 120 130 140 150
0.95±0.16f 1.35±0.19e 1.41±0.03d 2.32±0.05c 3.26±0.13b 3.61±0.09a
0.46±0.04f 0.74±0.03e 1.15±0.07d 2.02±0.10c 2.75±0.01b 3.03±0.01a
0.06±0.01f 0.11±0.02e 0.20±0.02d 0.42±0.03c 0.47±0.01b 0.53±0.04a
1)Means with mg ascorbic acid equivalent antioxidant capacity (AA) per gram sample.
2)Means with measurement by spectrophotometer 700 nm.
3)Means with the different superscripts in a column are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
나타났다. 대조구에서 으뜸도라지가 일반도라지보다 많은 함량을 함유하고 있었으며, 열처리 온도가 증가함에 따라서 증가하여 150°C 열처리 시 일반도라지는 7.14 mg GA eq/g, 으뜸도라지는 7.27 mg GA eq/g으로 증가하였다. 이러한 결과는 열처리 온도가 증가함에 따라 0.99 mg GA eq/g에서 7.34 mg GA eq/g으로 증가하였다는 결과(8)와 일치하였으 며, 열처리 온도에 따라 총 폴리페놀 함량이 증가하는 이유 는 고분자의 페놀성 화합물이 열처리에 의해 저분자의 페놀 성 화합물로 전환되었거나 새롭게 생성되어 총 폴리페놀 함 량이 증가한 것으로 생각된다.
항산화력
열처리에 따른 일반도라지와 으뜸도라지의 항산화력 측 정 결과는 Table 3과 같다. ABTS 라디칼 소거능은 일반도 라지가 대조구의 0.88 mg AA eq/g에서 150°C의 3.59 mg AA eq/g으로 증가하였으며, 으뜸도라지는 0.95 mg AA eq/
g에서 3.61 mg AA eq/g으로 증가하였다. DPPH 라디칼 소거능에서도 일반도라지는 대조구의 0.37 mg AA eq/g에 서 150°C의 3.02 mg AA eq/g으로 증가하였으며, 으뜸도라 지는 0.46 mg AA eq/g에서 3.03 mg AA eq/g으로 증가하 였다. 또한, 환원력도 일반도라지는 0.05에서 0.47로 증가 하였으며, 으뜸도라지는 0.06에서 0.53으로 증가하여 열처 리하였을 때 으뜸도라지가 일반도라지에 비해 약간 높게 나 타났다. 이러한 결과는 고온고압 처리한 쑥의 물 추출물과 50% 에탄올 추출물이 각각 3,417과 3,468 mg AA eq/100 g 범위로 가장 높은 항산화 활성을 보인다고 보고한 Kim 등(27)의 결과와 유사하였으며, 열처리한 우슬을 초음파추 출 하였을 때 환원력이 0.072에서 0.355로 증가한다고 보고 한 Jang 등(28)의 연구와 유사하였다. 이렇게 열처리에 따라 항산화력이 증가하는 것은 식물체를 열처리할 경우 결합형 의 폴리페놀 성분이 유리형으로 전환되고 고온고압 상태에 서 새로운 화합물이 생성되었기 때문이라고 생각된다(8,29).
요 약
본 연구는 열처리에 따른 일반도라지와 으뜸도라지의 품질 특성 변화를 살펴보기 위하여 110°~150°C에서 2시간 열처 리한 다음 성분 분석 및 항산화력을 측정하였다. 조회분, 조 단백질 함량, 조지방 함량은 으뜸도라지가 높았으며, 탄수화 물은 일반도라지가 높았다. 열처리 온도가 증가함에 따라 pH는 감소하고 총 산도는 증가하였다. 환원당은 대조구에서 각각 8.00 mg/g 및 13.59 mg/g이었으며, 130°C에서는 각 각 55.72 mg/g 및 51.04 mg/g으로 증가하였다가 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 갈변도는 대조구에서 0.09 및 0.06 이었으며, 150°C에서는 각각 0.53 및 0.50으로 증가하였 다. 조사포닌 함량은 열처리 전에는 각각 16.43 mg/g 및 24.20 mg/g이었으며 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하 여 150°C에서는 각각 43.50 mg/g 및 67.70 mg/g으로 대조 구 대비 3배 가까이 증가하였다. 총 폴리페놀 함량은 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하여 150°C에서는 각각 7.14 mg GA eq/g 및 7.27 mg GA eq/g으로 나타났다. 항산화 활성은 ABTS 라디칼 소거능, DPPH 라디칼 소거능 및 환원 력 모두 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하였다.
감사의 글
이 논문은 2016년도 충북대학교 연구년제 사업의 연구비 지원에 의하여 연구되었으며 이에 감사드립니다.
REFERENCES
1. Lim KH. 1971. A medicinal phytology (the details). Dong- myoungsa, Paju, Korea. p 281.
2. Chung JH, Shin PG, Ryu JC, Jang DS, Cho SH. 1997. Chemi- cal compositions of Platycodon grandiflorus (jacquin) A.
De Candolle. Agric Chem Biotechnol 40: 148-151.
3. Shon MY, Seo JK, Kim HJ, Sung NJ. 2001. Chemical com- positions and physiological activities of doraji (Platycodon
grandiflorum). J Korean Soc Food Sci Nutr 30: 717-720.
4. Joe SY. 2012. Short-term cultivation of bell-flower roots.
Goesan Agricultural Technology & Extension Center, Goe- san, Korea. p 4,7.
5. Kang DK, Kim EJ, Park YJ, Kim TJ, Kim MR. 2017. Com- parison of antioxidant activities and quality characteristics between domestic diploid variety and tetraploid ‘Etteum’
variety in Platycodon grandiflorum. J Korean Soc Food Sci Nutr 46: 196-201.
6. Hwang IG, Woo KS, Jeong HS. 2011. Biological activity and heat treatment processing of foods. Food Science and Industry 44(3): 56-65.
7. Kim HY, Woo KS, Hwang IG, Lee YR, Jeong HS. 2008.
Effects of heat treatments on the antioxidant activities of fruits and vegetables. Korean J Food Sci Technol 40: 166- 170.
8. Hwang CR, Oh SH, Kim HY, Lee SH, Hwang IG, Shin YS, Lee JS, Jeong HS. 2011. Chemical composition and antioxi- dant activity of Deoduk (Codonopsis lanceolata) and Doragi (Platycodon grandiflorum) according to temperature. J Kore- an Soc Food Sci Nutr 40: 798-803.
9. AOAC. 1990. Official methods of analysis. 15th ed. Associ- ation of Official Analytical Chemists Inc., Washington, DC, USA. p 342.
10. Lee SH, Song EM, Jang GY, Li M, Kim MY, Park HJ, Kang TS, Jeong HS. 2013. Physicochemical characteristics and antioxidant activities of Doragi (Platycodon grandiflorum) at different aging temperatures and for various durations.
J Korean Soc Food Sci Nutr 42: 1405-1411.
11. Miller GL. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal Chem 31: 426-428.
12. Shibata S, Ando T, Tanaka O, Meguro Y, Sôma K, Iida Y.
1965. Saponins and sapogenins of Panax ginseng C.A. Meyer and some other Panax spp. Yakugaku Zasshi 85: 753-755.
13. Dewanto V, Wu X, Liu RH. 2002. Processed sweet corn has higher antioxidant activity. J Agric Food Chem 50: 4959- 4964.
14. Choi Y, Lee SM, Chun J, Lee HB, Lee J. 2006. Influence of heat treatment on the antioxidant activities and poly- phenolic compounds of Shiitake (Lentinus edodes) mush- room. Food Chem 99: 381-387.
15. Hwang IG, Woo KS, Kim TM, Kim DJ, Yang MH, Jeong HS. 2006. Change of physicochemical characteristics of Korean pear (Pyrus pyrifolia Nakai) juice with heat treat- ment conditions. Korean J Food Sci Technol 38: 342-347.
16. Kong S, Choi Y, Kim Y, Kim DJ, Lee J. 2009. Antioxidant activity and antioxidant components in methanolic extract from Geumjong rice. J Korean Soc Food Sci Nutr 38: 807- 811.
17. Aida TM, Tajima K, Watanabe M, Saito Y, Kuroda K, Nonaka T, Hattori H, Smith Jr RL, Arai K. 2007. Reactions
of D-fructose in water at temperatures up to 400°C and pres- sures up to 100 MPa. J Supercrit Fluids 42: 110-119.
18. Kim KM, Kim YN, Choi BK, Oh DH. 2012. Physicochem- ical and microbiological changes of the fermented dandelion (Taraxacum officinale) extracts with raw sugar. Korean J Food Preserv 19: 131-137.
19. Woo KS, Hwang IG, Kim HY, Jang KI, Lee J, Kang TS, Jeong HS. 2011. Thermal degradation characteristics and antioxidant activity of fructose solution with heating tem- perature and time. J Med Food 14: 167-172.
20. Song YB, Choi JS, Lee JE, Noh JS, Kim MJ, Cho EJ, Song YO. 2010. The antioxidant effect of hot water extract from the dried radish (Raphanus sativus L.) with pressurized roasting. J Korean Soc Food Sci Nutr 39: 1179-1186.
21. Lee GY, Son YJ, Jeon YH, Kang HJ, Hwang IK. 2015.
Changes in the physicochemical properties and sensory characteristics of Burdock (Arctium lappa) during repeated steaming and drying procedures. Korean J Food Sci Technol 47: 336-344.
22. Hwang CR, Joung EM, Lee SH, Hwang IG, Kim YB, Jeong JH, Lee J, Jeong HS. 2013. Chemical components and en- zyme activity of hydroponic-cultured ginseng roots and leaves under different heating temperatures. J Korean Soc Food Sci Nutr 42: 911-916.
23. Kim MY, Lee SH, Jang GY, Kim HY, Woo KS, Hwang IG, Lee J, Jeong HS. 2013. Effects of heat treatment on anti- oxidant activity of hydrolyzed mung beans. Korean J Food Sci Technol 45: 34-39.
24. Lee SJ, Shin SR, Yoon KY. 2013. Physicochemical proper- ties of black doraji (Platycodon grandiflorum). Korean J Food Sci Technol 45: 422-427.
25. Hong HD, Kim YC, Rho J, Kim KT, Lee YC. 2007. Changes on physicochemical properties of Panax ginseng C.A. Meyer during repeated steaming process. J Ginseng Res 31: 222- 229.
26. Bae KM, Park SH, Jung KH, Kim MJ, Hong SH, Song YO, Lee H. 2010. Effects of roasting conditions on physico- chemical properties and sensory properties of Liriopis tuber.
J Korean Soc Food Sci Nutr 39: 1503-1508.
27. Kim SY, Lee YM, Kim JB, Park DS, Go JS, Kim HR. 2014.
Comparison of physicochemical properties and antioxidant activity between raw and heat-treated vegetables. Korean J Community Living Sci 25: 5-18.
28. Jang GY, Kim HY, Lee SH, Kang Y, Hwang IG, Woo KS, Kang TS, Lee J, Jeong HS. 2012. Effects of heat treatment and extraction method on antioxidant activity of several me- dicinal plants. J Korean Soc Food Sci Nutr 41: 914-920.
29. Turkmen N, Sari F, Velioglu YS. 2005. The effect of cook- ing methods total phenolics and antioxidant activity of se- lected green vegetables. Food Chem 93: 713-718.
