파종시기에 따른 콩 품종별 품질 및 이화학 특성
이지혜․김현주․이병원․이유영․전용희․이병규․우관식 농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부
Quality and Physicochemical Characteristics of Soybean with Variety and Different Seeding Periods
Ji Hae Lee, Hyun-Joo Kim, Byong Won Lee, Yu Young Lee, Yong Hee Jeon, Byoung Kyu Lee, and Koan Sik Woo Department of Central Area Crop Science, National Institute of
Crop Science, Rural Development Administration
ABSTRACT The proximate compositions, quality, and physicochemical characteristics of soybean of different variety and two different seeding periods were evaluated. The proximate compositions of soybean differed significantly accord- ing to variety and two seeding period. Additionally, the L-, a-, and b-values of soybean differed significantly according to the varieties. Water binding capacity and swelling power of soybean were significantly different among varieties and seeding periods. Water solubility index showed a significant difference with varieties, as well as a significant difference with seeding periods except for Miso. Total polyphenol and flavonoid contents and radical scavenging activity of soybean were significantly different among varieties. Total polyphenol content and ABTS radical scavenging activity differed significantly with varieties and with seeding periods except for Miso. DPPH radical scavenging activity showed a significant difference with seeding periods except for Jinpumkong. Phenol content and radical scavenging activity differed depending on varieties and seeding periods. Therefore, it is necessary to study the proper variety and seeding time considering the environment of cultivation area.
Key words: soybean (Glycine max), variety, seeding period, quality characteristics, physicochemical characteristics
Received 25 May 2018; Accepted 27 July 2018
Corresponding author: Koan Sik Woo, Crop Post-harvest Technol- ogy Division, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Suwon, Gyeonggi 16429, Korea
E-mail: [email protected], Phone: +82-31-695-0616
서 론
우리나라에서 오래전부터 재배해온 콩(Glycine max)은 곡류를 주식으로 하여 단백질의 섭취가 부족한 동양 문화권 에서 단백질 및 지방의 공급원으로 오래전부터 이용되어 왔 으며(1-3), 우리나라에서 발효식품의 주원료로 이용되어 왔 다(4). 콩에는 단백질, 지방, 탄수화물 등의 영양성분 이외에 미네랄, 올리고당, 식이섬유, 이소플라본, 피틴산, 사포닌, 레시틴, 페놀산 등의 다양한 생리활성 성분이 함유되어 있어 골다공증 예방, 혈중 콜레스테롤 저하, 혈압강하, 항산화, 항암, 항비만, 항고지혈증 등에 효과가 있는 것으로 보고되 어 있다(5-8). 콩의 단백질은 혈중 LDL-콜레스테롤의 농도 를 낮추고 관상동맥경화를 예방하며 골다공증에 효과가 있 는 것으로 알려져 있다(9). 콩에 풍부한 지질은 linoleic acid 와 linolenic acid 등 불포화 지방산을 다량 함유하고 있어
심혈관계 질환을 예방하고 두뇌발달을 촉진하는 효과를 기 대할 수 있다(2). 콩의 식이섬유는 장 기능 개선, 콜레스테롤 배설촉진, 당뇨환자의 혈당 상승과 인슐린 분비를 억제하는 것으로 알려져 있다(9). 또한 콩에 다량 함유된 레시틴은 지 방간을 예방하고 항산화 활성, 혈류 개선, 뇌 건강, 치매 예 방･치료에 효과가 있으며, 콩 사포닌은 지방산 산화 및 활성 산소의 활동을 억제하여 노화를 억제하고 이소플라본은 에 스트로겐 활성으로 갱년기 증상 완화와 골다공증을 개선하 는 효과가 있다(2,8,9).
작물은 파종시기, 재배지역, 재배기간의 환경변이에 의해 품질이나 성분의 영향을 받는다(10). 작물의 재배시기에 대 한 연구로는 재배시기가 나물용 콩 종실의 품질에 미치는 영향을 분석한 결과 단백질, 이소플라본 등의 성분들과 수분 흡수율, 발아율 등이 파종시기에 따라 차이를 보여 종실의 품질 향상을 위해 품종 특성을 고려해야 한다고 보고하였다 (11,12). 또한 콩에 함유된 이소플라본의 함량은 품종 및 재배환경에 따라 큰 차이를 보이고, 같은 품종이라도 재배장 소, 품종 및 연차 간의 변화에도 함량의 변이가 크다고 하였 다(13-15). 재배시기에 따라 벼 품종별 녹미 특성을 분석한 결과 녹색도, 단백질 함량 등 품질이 상이한 것으로 보고하 였고(16), 검정콩에 함유된 안토시아닌의 함량은 파종시기,
수확시기, 연차 등 환경적인 요인에 영향을 받는 것으로 보 고하였다(17,18). 풋완두 재배에서도 지역 및 시기를 고려 하여 파종해야 하는 것으로 보고되어 있다(19). 또한 기장 (20)과 수수(21)의 항산화 성분 및 항산화 활성에 대한 연구 에서 품종과 재배지역에 따라 함량과 활성이 유의적인 차이 를 보이는 것으로 보고하였으며, 파종시기가 수수의 항산화 성분 및 활성에 영향을 미치는 것으로 보고하였다(10). 따라 서 본 연구에서는 콩의 품질기준 설정의 일환으로 중북부지 역에서 품종 및 파종시기를 달리하여 생산한 콩의 일반성분, 품질특성과 항산화 특성을 검토하였다.
재료 및 방법
시험재료
본 연구에 사용된 콩 품종은 2017년에 경기도 수원 소재 의 국립식량과학원 중부작물부 시험포장(위도 37° 26'N, 경 도 126° 99'E)에서 생산된 대원콩(Glycine max cv. Dae- wonkong), 미소(cv. Miso), 새단백(cv. Saedanbaek), 진품 콩(cv. Jinpumkong), 청두1호(cv. Chungdu1ho), 청미인 (cv. Cheongmiin), 청자3호(cv. Cheongja3), 검정5호(cv.
Geomjeong5) 품종을 사용하였다. 본 연구에 사용된 대원 콩, 미소, 새단백, 진품콩은 종피색이 황색이며, 청두1호와 청미인은 청색, 청자3호와 검정5호는 검은색이다. 작물의 재배시기는 작목과 지역에 따라 차이가 있으며, 중북부지역 에서 콩은 6월 초중순이 파종적기로 알려져 이 시기(보통기;
normal-season)를 기준으로 빠르면 조기(early-season), 늦으면 만기(late-season) 재배로 분류한다. 따라서 본 연 구에서는 1차 파종은 6월 5일 파종하였고 2차 파종은 7월 5일에 총 2회에 걸쳐 파종하였다. 재식본수는 2본으로 하였 고 재식거리 60×25 cm로 파종하였으며, 비료는 N-P2O5- K2O를 10 a당 3-3-3.5 kg 시비하였다. 시료의 수확시기는 출수 후 적정 수확시기인 120~130일이 되는 10월 초에서 중순에 걸쳐 수확하였으며, 재배기간 동안 평균기온은 23.3
°C로 나타났고 강수량은 1,126.5 mm로 조사되었으며 총 일조시간은 832시간으로 나타났다. 수확된 시료는 그늘에 서 3일 동안 건조하여 탈곡한 후 시료로 사용하였다. 시료는 성분 분석을 위해 Vibrating sample mill(CMT Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 분쇄하여 4°C 냉장고에 저장하면서 시료 로 사용하였다.
품종 및 파종시기별 콩의 일반성분 분석
품종 및 파종시기에 따른 콩의 수분함량은 105°C에서 상 압가열건조법(DS-80S, Dasol Scientific, Hwaseong, Ko- rea)으로 측정하였으며, 조단백질 함량은 Kjeldahl 방법 (2300 Kjeltec Analyzer Unit, Foss Tecator, Laurel, MD, USA)으로 정량 분석하였다. 조지방 함량은 Soxhlet 방법 (SoxtecTM 2050 Analyzer Unit, Foss Tecator)으로 분석 하였고 조회분 함량은 600°C 직접회화법(DS-84E-1, Dasol
Scientific)으로 분석하였다. 탄수화물 함량은 100 중량부에 서 수분, 단백질, 지방, 회분을 뺀 나머지로 표시하였다(22).
품종 및 파종시기별 콩의 품질특성 분석
품종 및 파종시기에 따른 콩의 색도는 색차계(CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였으며, Hunter’s value인 명도(L-value, lightness), 적색도(a-value, red- ness) 및 황색도(b-value, yellowness)를 측정하였다(23).
이때 사용한 표준백판의 색도는 L-value가 97.38, a-value 는 -0.02, b-value는 1.66이었다. 수분결합력은 시료 1 g을 증류수 40 mL를 혼합하여 1시간 교반하고 10분 동안 1,500
×g에서 원심분리 하여 상등액을 제거한 다음 침전된 가루의 무게를 측정하여 침전된 시료의 무게(g)에서 처음 시료분말 의 무게(g)를 빼고 처음 시료분말 무게(g)에 대한 백분율로 계산하였다(24). 용해도와 팽윤력은 분쇄 시료 1 g을 30 mL 의 증류수에 분산시켜 90±1°C의 항온수조에 30분간 가열 하고 1,500×g로 20분간 원심분리 한 후 상등액은 105°C에 서 12시간 건조해 무게를 측정하고 침전물은 그대로 무게를 측정하였으며, 아래의 계산식에 의해 산출하였다(24).
수분결합력(water binding capacity, %)＝
원심분리 후 무게(g)－처음 시료 무게(g) 처음 시료 무게(g) ×100
용해도(solubility, %)＝
상등액을 건조한 고형물의 무게(g) 처음 시료 무게(g) ×100
팽윤력(swelling power, %)＝
원심분리 후 무게(g) 처음 시료 무게(g)×(100－용해도) ×100
품종 및 파종시기별 콩의 항산화 성분 함량 분석
품종 및 파종시기에 따른 콩의 페놀성분 및 라디칼 소거 활성을 분석하기 위해 일정량의 시료를 취하여 80% 에탄올 (Daejung Chemical & Metals, Siheung, Korea)을 넣고 homogenizer(HG-15A, Daihan Scientific Co., Ltd., Won- ju, Korea)로 균질화시킨 후, 상온에서 24시간 동안 2회 진 탕추출(WiseCube WIS-RL010, Daihan Scientific Co., Ltd.) 한 다음 No. 2 여과지(Advantec, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하여 일정 농도(0.1 g/mL)로 정용하였고 -20°C 냉동고에 보관하면서 분석용 시료로 사 용하였다. 추출물에 대한 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 은 Lee 등(25)의 방법으로 분석하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출물 50 μL에 2% sodium carbonate(Na2CO3; Sigma- Aldrich, St. Louis, MO, USA) 용액 1 mL를 가한 후 3분간 방치하여 50% Folin-Ciocalteu reagent(Sigma-Aldrich) 50 μL를 가하였다. 30분 후 반응액의 흡광도 값을 750 nm 에서 측정하였고 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich) 를 사용하여 검량선을 작성하였으며, 시료 g 중의 mg gallic
Table 1. The proximate compositions of soybean with variety and two different seeding periods Seeding
periods1) Variety Moisture
(g/100 g) Crude ash
(g/100 g) Crude fat
(g/100 g) Crude protein
(g/100 g) Carbohydrate (g/100 g)
Normal- season
Daewonkong Miso Saedanbaek Jinpumkong Chungdu1ho Cheongmiin Cheongja3 Geomjeong5
6.01±0.02l2) 8.55±0.02a 6.96±0.02e 7.28±0.00c 6.65±0.01h 7.02±0.01e 7.10±0.07d 6.84±0.02f
5.12±0.02hi 5.47±0.04e 6.07±0.04a 5.51±0.04de 5.37±0.04f 5.58±0.04c 5.72±0.03b 5.29±0.04g
19.01±0.06a 15.94±0.05i 14.19±0.06j 16.97±0.07g 17.34±0.03e 17.78±0.12d 18.69±0.11b 17.14±0.09f
35.03±0.20i 37.80±0.16b 40.97±0.07a 35.95±0.03fg 36.73±0.13de 36.02±0.25fg 35.44±0.14h 36.23±0.09f
34.82±0.28b 32.24±0.19i 31.81±0.07j 34.29±0.10cd 33.90±0.11ef 33.60±0.23fg 33.05±0.17h 34.50±0.10c
Late- season
Daewonkong Miso Saedanbaek Jinpumkong Chungdu1ho Cheongmiin Cheongja3 Geomjeong5
6.57±0.09i***
7.68±0.04b***
6.66±0.04h***
6.49±0.06j***
7.09±0.03d***
6.31±0.05k***
6.72±0.04g***
6.35±0.02k***
5.12±0.02hi 5.25±0.03g**
5.57±0.03c***
5.10±0.05i***
5.54±0.04cd***
5.17±0.03h***
5.02±0.03j***
4.99±0.02j***
18.22±0.14c**
15.83±0.07i*
13.53±0.11k**
16.67±0.01h**
17.45±0.09e 18.21±0.09c***
17.16±0.09f***
18.79±0.14b***
34.88±0.50i 37.19±0.33c*
41.21±0.15a*
36.86±0.07d***
37.45±0.14c***
37.77±0.26b**
35.86±0.04g**
36.52±0.03e**
35.21±0.42a*
34.05±0.39de**
33.03±0.26h**
34.87±0.07b***
32.47±0.28i***
32.54±0.20i**
35.24±0.10a***
33.35±0.20gh**
1)The seeding periods of normal-season and late-season were seeded on June 5 and July 5, respectively.
2)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different superscripts in the same component (a-l) are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
*P<0.05, **P<0.01, and ***P<0.001; paired t-test comparison of different cropping seasons (normal-season and late-season) in soybean.
acid equivalents(GAE, dry basis)로 나타내었다. 총 플라 보노이드 함량은 추출물 250 μL에 증류수 1 mL와 5% so- dium nitrite(NaNO2; Sigma-Aldrich) 75 μL를 가한 다음, 5분 후 10% aluminum chloride hexahydrate(AlCl3･6H2O;
Sigma-Aldrich) 150 μL를 가하여 6분 방치하고 1 N sodium hydroxide(NaOH; Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan) 500 μL를 첨가하여 11분 후 반응액의 흡광도 값을 510 nm에서 측정하였다. 표준물질인 (+)-catechin(Sigma- Aldrich)을 사용하여 검량선을 작성하였으며, 시료 g 중의 μg catechin equivalents(CE, dry basis)로 나타내었다.
품종 및 파종시기별 콩의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성 측정
품종 및 파종시기에 따른 콩 추출물의 라디칼 소거 활성은 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich) 및 ABTS(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sul- fonic acid), Sigma-Aldrich) 라디칼 소거 활성을 측정하였 다(25). DPPH 라디칼 소거 활성은 0.2 mM DPPH 용액 (99.9% 에탄올에 용해) 0.8 mL에 시료 0.2 mL를 첨가한 다음 520 nm에서 정확히 30분 후에 흡광도 감소치를 측정 하였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 ABTS 7.4 mM과 po- tassium persulphate(Sigma-Aldrich) 2.6 mM을 하루 동 안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 이용액을 735 nm에서 흡광도 값이 1.4~1.5가 되도록 몰 흡광계수(ε
=3.6×104 M－1cm－1)를 이용하여 에탄올로 희석하였다. 희 석된 ABTS 용액 1 mL에 추출액 50 μL를 가하여 흡광도의 변화를 정확히 30분 후에 측정하였다. DPPH 및 ABTS 라디 칼 소거 활성은 Trolox(Sigma-Aldrich)를 이용하여 시료
g당 mg Trolox equivalent antioxidant capacity(TE, dry basis)로 표현하였다.
DPPH 또는 ABTS 라디칼 소거 활성(mg Trolox
equivalent/g)＝ ΔA
×CT×V× 100
ΔAT W
ΔA: 추출물을 넣었을 때의 OD의 변화
ΔAT: Trolox 표준품이 추출물 대신 동량 들어갔을 때의 OD 변화
CT: Trolox 표준품의 농도(mg/mL) V: 추출물의 정용 부피(mL) W: 추출에 사용된 시료 무게(g)
통계분석
모든 데이터는 3회 반복 측정하였으며, mean±SD로 표 현하였다. 또한 얻어진 결과를 통계프로그램(Statistical Analysis System; version 9.2, SAS Institute, Cary, NC, USA)을 이용하여 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)을 실시하였으며, 각 분석항목 간의 상관관계를 분석하 였다. 또한 품종별로 파종시기에 대한 영향을 분석하기 위하 여 t-test를 실시하여 유의성을 검정하였다.
결과 및 고찰
품종 및 파종시기별 콩의 일반성분 함량
콩의 일반성분 함량을 분석한 결과 Table 1과 같이 품종 및 파종시기에 따라 유의적인 차이를 보였다. 보통기에 파종 하여 수확한 대원콩, 미소, 새단백, 진품콩, 청두1호, 청미인,
Table 2. The chromaticity, water binding capacity (WBC), water solubility index (WSI), and swelling power (SP) of soybean with variety and two different seeding periods
Seeding
periods1) Variety L-value a-value b-value WBC (%) WSI (%) SP (%)
Normal- season
Daewonkong Miso Saedanbaek Jinpumkong Chungdu1ho Cheongmiin Cheongja3 Geomjeong5
49.96±0.47c2) 50.12±0.07bc 50.83±0.80ab 51.30±0.33a 45.94±0.76f 43.09±0.17g 43.09±0.17g 43.32±0.48g
−1.42±0.01d
−1.33±0.02c
−1.23±0.03b
−1.19±0.02b
−6.07±0.09k
−6.00±0.07k
−3.90±0.09h
−1.52±0.03e
15.05±0.14b 14.55±0.23c 12.24±0.39e 14.53±0.27c 15.08±0.19b 16.24±0.22a 11.24±0.19g 8.56±0.08i
126.46±1.37i 124.48±1.16i 163.30±0.52a 152.33±1.37c 150.66±3.09cd 147.74±1.78e 146.86±1.80e 125.72±1.79i
48.56±0.98de 50.74±0.33bc 51.31±0.16b 53.76±0.70a 50.96±1.57bc 47.65±0.82e 49.59±0.83cd 50.65±0.45bc
30.32±0.51ef 31.33±0.16de 31.33±0.85de 33.69±0.55ab 32.35±1.28cd 29.58±0.50fg 31.34±0.90de 32.56±0.30c
Late- season
Daewonkong Miso Saedanbaek Jinpumkong Chungdu1ho Cheongmiin Cheongja3 Geomjeong5
50.63±0.38abc 50.13±0.27bc 51.32±0.10a 50.73±0.68ab 48.01±0.60d***
46.87±0.43e***
43.13±0.59g 43.51±0.57g
−1.37±0.05cd*
−1.62±0.03f***
−1.09±0.03a**
−1.34±0.02cd**
−4.91±0.06i***
−5.23±0.09j***
−3.57±0.07g*
−1.64±0.04f***
13.29±0.32d**
16.05±0.04a***
11.55±0.11f**
14.94±0.32b 13.59±0.07d***
14.43±0.22c***
10.79±0.20h*
8.58±0.07i
116.65±0.26j***
144.56±1.83f***
155.72±0.02b**
149.17±1.45de*
137.58±1.38h**
143.37±1.66fg*
135.70±0.23h***
141.62±1.10g***
42.42±1.70g**
51.18±0.65b 53.47±0.67a**
48.03±1.25e***
47.69±0.11e*
45.74±1.02f***
53.21±1.13a***
46.11±0.59f**
27.51±1.04i**
32.83±0.64bc**
34.55±0.67a***
30.59±0.66ef***
30.33±0.09ef*
28.30±0.56hi***
33.37±0.97bc***
28.89±0.28gh***
1)The seeding periods of normal-season and late-season were seeded on June 5 and July 5, respectively.
2)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different superscripts in the same property (a-k) are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
*P<0.05, **P<0.01, and ***P<0.001; paired t-test comparison of different cropping seasons (normal-season and late-season) in soybean.
청자3호 및 검정5호의 수분 함량은 각각 6.01, 8.55, 6.96, 7.28, 6.65, 7.02, 7.10 및 6.84 g/100 g으로 나타났고, 만기 에 파종하여 수확한 콩은 각각 6.57, 7.68, 6.66, 6.49, 7.09, 6.31, 6.72 및 6.35 g/100 g으로 품종(P<0.05) 및 파종시기 (P<0.001)에 따라 유의적인 차이를 보였다. 조회분 및 조단 백질 함량은 각각 4.99~6.07 및 34.88~41.21 g/100 g으로 품종별로 유의적인 차이를 보였으며(P<0.05), 파종시기에 따라서도 대원콩은 유의적인 차이를 보이지 않았고 나머지 품종은 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다. 보통기와 만기에 파종하여 수확한 콩의 조지방 함량은 각각 14.19~
19.01 및 13.53~18.79 g/100 g으로 품종별로 유의적인 차 이를 보였으며(P<0.05), 파종시기에 따라서도 청두1호는 유의적인 차이가 없었고 나머지 품종은 유의적인 차이를 보 였다. 탄수화물 함량은 31.81~35.24 g/100 g으로 품종별 로 유의적인 차이를 보였으며(P<0.05), 파종시기에 따라서 도 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다. Lee 등(2)은 대원콩의 수분, 조회분, 조지방, 조단백 및 탄수화물 함량을 각각 5.70, 5.29, 21.43, 39.32 및 28.26%로 보고하였고, Kim 등(4)은 조회분, 조지방, 조단백 및 탄수화물 함량을 각각 5.67, 21.41, 43.84 및 29.08%로 보고하였다. Lee 등 (26)은 충북 괴산에서 생산된 콩의 수분, 조회분, 조지방 및 조단백 함량을 각각 9.11, 4.69, 17.73 및 34.47%, 검정콩 은 각각 10.36, 5.13, 18.79 및 34.10%로 보고하였고, Woo 등(27)은 2008년산 콩의 수분, 조단백질 및 조회분 함량을 각각 10.95, 40.45 및 5.13%로 보고하였다. 또한 단백질과 지방 함량은 품종 간에 차이를 보였는데, 이는 Kwon(28)이 우리나라 지역별 콩의 단백질 및 지방 함량이 각각 36.26~
53.72 및 10.9~21.4% 범위였다고 보고하여 본 연구 결과 와 유사한 값을 나타내었고, 약간의 차이는 품종, 재배시기 의 강수량, 일조시간 등의 기상조건과 재배지역의 토양조건 등 재배환경 등에 의한 차이로 생각된다.
품종 및 파종시기별 콩의 색도
콩의 색도를 분석한 결과 Table 2와 같이 전체적으로 품 종 및 파종시기에 따라 유의적인 차이를 보였다. 보통기와 만기에 파종하여 수확한 콩의 명도는 각각 43.09~51.30 및 43.13~51.32로 품종별로 유의적인 차이를 보였으며(P<
0.05), 파종시기에 따라서도 청두1호와 청미인 품종이 보통 기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하는 것으로 나타났고 (P<0.001) 나머지 품종은 유의적인 차이를 보이지 않았다.
적색도(a-value, redness)는 -6.07~-1.09의 범위로 조사 되었으며, 파종시기에 따라 미소(P<0.001), 진품콩(P<0.01), 검정5호(P<0.001) 품종이 보통기보다 만기 재배 시 유의적 으로 감소하였고, 대원콩(P<0.05), 새단백(P<0.01), 청두1 호(P<0.001), 청미인(P<0.001), 청자3호(P<0.05) 품종은 유의적으로 증가하였다. 보통기와 만기 재배한 콩의 황색도 는 각각 8.56~16.24 및 8.58~16.05의 범위로 나타났다.
황색도는 품종별로 유의적인 차이를 보이는 것으로 조사되 었고 파종시기에 따라 미소 품종은 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였고(P<0.001), 대원콩(P<0.01), 새 단백(P<0.01), 청두1호(P<0.001), 청미인(P<0.001), 청자 3호(P<0.05) 품종은 유의적으로 감소하였으며, 진품콩과 검정5호는 유의적인 차이가 없었다.
d
h h g d
i c
a
f
h g
i f
j e
b
0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000
DWK MS SDB JPK CD1 CMI CJ3 GJ5
Variety of soybean
Total polyphenol contents . (μg gallic acid equivalents/g sample) . Normal-season Late-season
A
c b
j e g gh
gh hi
d a
gh i i f e
i
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1,100
DWK MS SDB JPK CD1 CMI CJ3 GJ5
Variety of soybean Total flavonoid contents . (μg catechin equivalents/g sample) . Normal-season Late-season
B
***
*** ***
**
**
***
***
* *** ***
**
**
**
*
*
Fig. 1. Total polyphenol (A) and flavonoid (B) contents of soybean with variety and two different seeding periods. The seeding periods of normal-season and late-season were seeded on June 5 and July 5, respectively. Means with different letters (a-j) are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test. *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001; paired t-test comparison of different cropping seasons (normal-season and late-season) in soybean. DWK, Daewonkong; MS, Miso; SDB, Saedanbaek; JPK, Jinpumkong;
CD1, Chungdu1ho; CMI, Cheongmiin; CJ3, Cheongja3; GJ5, Geomjeong5.
품종 및 파종시기별 콩의 수분 특성
콩의 수분결합력을 분석한 결과 Table 2와 같이 전체적 으로 품종 및 파종시기에 따라 유의적인 차이를 보였다. 보 통기와 만기 재배한 콩의 수분결합력은 각각 124.48~163.30 및 116.65~155.72%로 품종별로 유의적인 차이를 보였다.
파종시기에 따라 미소와 검정5호 품종은 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였으며(P<0.001), 나머지 품종 은 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 수분결합력은 수분 과의 친화성을 의미하는 것으로 전분 입자 내의 비결정형 부분이 많을수록 높아지는데(25), 파종시기에 따라 비결정 형 부분의 구성이 달라져 수분결합력의 차이가 발생한 것으 로 생각된다. 즉 분쇄한 콩의 전분 입자의 무정형 부분에 수분이 침투되거나 입자 표면에 흡착하는 것을 의미하는데 (29), 파종시기를 달리할 경우 성숙기의 환경조건에 따라 전분의 구조 차이에 기인한 것으로 생각된다.
품종 및 파종시기에 따른 콩의 용해도와 팽윤력을 분석한 결과 Table 2와 같이 나타났다. 보통기와 만기 재배한 콩의 용해도는 각각 47.65~53.76 및 42.42~53.47%로 품종별 로 유의적인 차이를 보였다. 파종시기에 따라 새단백(P<
0.01)과 청자3호(P<0.001) 품종은 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였고 대원콩(P<0.01), 진품콩(P<0.001), 청두1호(P<0.05), 청미인(P<0.001), 검정5호(P<0.01) 품 종은 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며, 미소 품종은 유의적인 차이가 없었다. 용해도가 높은 것은 가열에 의해 시료가 팽윤 및 호화되어 과피에 있는 지질과 섬유질 성분들 이 파괴되면서 일부 아밀로스나 용해성 탄수화물이 용출되 어 높아지는 것으로 알려져 있다(25). 품종 및 파종시기에 따른 콩의 팽윤력은 27.51~34.55%로 조사되어 품종별로 는 유의적인 차이를 보였으며, 파종시기에 따라 미소(P<
0.01), 새단백(P<0.001)과 청자3호(P<0.001) 품종은 보통 기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였고 나머지 품종은
유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 용해도와 팽윤력은 전 분 입자의 결정형 영역과 전분 사슬의 무정형 간의 상호작용 크기를 평가하는 지표로 알려져 있다(30). 팽윤력이 낮으면 수분과 전분 입자 내의 결합력이 강하다는 것을 의미하며 (31), 전분 용해도, 투명도, 점도와 밀접한 관계를 가지고 전분의 팽윤 성질은 입자 내의 미셀구조의 강도와 성질에 크게 영향을 받는다(32). 따라서 콩의 품종 및 파종시기에 따라 수분결합력, 용해도 및 팽윤력 등 수분 특성이 다른 이유는 파종시기가 달라 성숙기의 재배환경에 따라 전분의 구조나 구성이 다르고 이화학 성분 차이에 기인한 것으로 생각되며, 추후 파종시기와 등숙 과정에서 전분 축적과 이화 학 성분의 변화에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다(24).
품종 및 파종시기별 콩의 항산화 성분 함량
품종 및 파종시기에 따른 콩의 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과 Fig. 1(A)와 같이 품종별로 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다. 보통기와 만기에 재배한 콩의 총 폴리페놀 함량은 각각 2.33~6.05 및 2.04~4.80 mg GAE/g으로 품종 별로 유의적인 차이를 보였다. 파종시기에 따라 새단백 품종 의 총 폴리페놀 함량은 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였으며(P<0.001), 대원콩(P<0.001), 진품콩(P<0.001), 청두1호(P<0.01), 청미인(P<0.01), 청자3호(P<0.001), 검 정5호(P<0.001) 품종은 유의적으로 감소하였다. 보통기와 만기에 재배한 검정5호 품종의 총 폴리페놀 함량은 각각 6.05 및 4.80 mg GAE/g, 청자3호 품종은 각각 4.35 및 3.33 mg GAE/g으로 다른 품종에 비해 높게 나타났다. 총 플라보 노이드 함량은 Fig. 1(B)와 같이 182.58~910.61 μg CE/g 으로 품종별로 유의적인 차이를 보였다. 파종시기에 따라 총 플라보노이드 함량은 미소(P<0.001), 새단백(P<0.001), 청미인(P<0.01), 청자3호(P<0.05) 품종이 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였으며, 대원콩(P<0.05), 진품콩
c b
h f f
h g d
b a
h h e f
g e
0 5 10 15 20 25 30 35
DWK MS SDB JPK CD1 CMI CJ3 GJ5
Variety of soybean DPPH radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/g sample) . Normal-season Late-season
A
b c
f hi i ghi i
e
b a
fg d f e
ghi gh
0 10 20 30 40 50 60 70
DWK MS SDB JPK CD1 CMI CJ3 GJ5
Variety of soybean ABTS radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/g sample) . Normal-season Late-season
B
***
***
** ***
**
**
*
** **
**
**
**
***
***
Fig. 2. DPPH (A) and ABTS radical (B) scavenging activities of soybean with variety and two different seeding periods. The seeding periods of normal-season and late-season were seeded on June 5 and July 5, respectively. Means with different letters (a-i) are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test. *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001; paired t-test comparison of different cropping seasons (normal-season and late-season) in soybean. Variety of soybean are the same as in Fig. 1.
(P<0.01), 청두1호(P<0.01), 검정5호(P<0.05) 품종은 유의 적으로 감소하였다. Woo 등(27)은 2008년산 콩의 총 폴리 페놀 및 플라보노이드 함량을 각각 5.126 및 0.563 mg/g으 로 보고하였고, Jung 등(33)은 배수 방법별 논에서 재배한 대원콩이 각각 2,780.08~3,097.67 μg GAE/g 및 206.78~
422.42 μg CE/g이라고 보고하였다. 또한 Lee 등(26)은 충 북 괴산에서 생산된 콩(품종 미상)의 총 폴리페놀 및 플라보 노이드 함량을 각각 3.01 및 2.03 mg/g, 검정콩(품종 미상) 은 각각 3.46 및 2.69 mg/g으로 보고하여 본 연구와 약간의 함량 차이가 있었는데 가장 큰 원인은 품종의 차이로 생각되 며, 이외에 재배시기의 기상조건, 재배지역의 토양조건 등 재배환경 등에 의한 차이로 생각된다. 따라서 품종 및 파종 시기에 따라 총 폴리페놀 및 플라보노이드 등 페놀 성분의 함량이 달라지므로 재배지역의 환경을 고려하여 파종시기 를 결정할 필요가 있으며, 농업 지대별로 많이 재배되고 있는 품종에 대한 파종시기 설정 연구가 필요할 것으로 생각된다.
품종 및 파종시기별 콩의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성 품종 및 파종시기에 따른 콩의 DPPH 라디칼 소거 활성을 분석한 결과 Fig. 2(A)와 같이 품종별로 유의적인 차이를 보였다. 보통기와 만기에 재배한 콩의 DPPH 라디칼 소거 활성은 각각 6.17~27.58 및 6.28~29.95 mg TE/g으로 조 사되어 품종별로는 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 파종 시기에 따라 대원콩과 청두1호 품종은 보통기보다 만기 재 배 시 유의적으로 감소하였으며(P<0.001), 미소(P<0.01), 새단백(P<0.01), 청미인(P<0.05), 청자3호(P<0.01), 검정 5호(P<0.001) 품종은 유의적으로 증가하였고 진품콩은 파 종시기별로 유의적인 차이가 없었다. 보통기와 만기에 재배 한 콩의 ABTS 라디칼 소거 활성은 Fig. 2(B)와 같이 각각 32.06~48.56 및 33.27~63.37 mg TE/g으로 나타나 품종 별로는 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 파종시기에 따라 대원콩은 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 감소하였으
며(P<0.01), 새단백(P<0.01), 진품콩(P<0.001), 청두1호 (P<0.01), 청미인(P<0.01), 청자3호(P<0.001), 검정5호(P<
0.01) 품종은 유의적으로 증가하였고 미소 품종은 파종시기 별로 유의적인 차이가 없었다. Woo 등(27)은 2008년산 대 원콩의 ABTS 라디칼 소거 활성을 2.892 mg L-ascorbic acid equivalent/100 g으로 보고하였고, Lee 등(26)은 품 종 미상의 콩과 검정콩 80% 에탄올 추출물의 2 mg/mL의 농도에서 DPPH 라디칼 소거 활성을 각각 0.44 및 23.86%, ABTS 라디칼 소거 활성은 각각 118.85 및 186.15 mg L- ascorbic acid equivalent/g으로 보고하였으며, 배수 방법 별 논에서 재배한 대원콩의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성을 각각 73.93~105.15 및 177.10~193.73 mg TE/
100 g으로 보고하였는데(33), 본 연구와 차이를 보이는 것 은 페놀 성분과 마찬가지로 품종, 재배환경 등에 의한 차이 로 생각된다. 또한 진품콩과 종피색이 청색인 청두1호와 청 미인, 검은색인 청자3호와 검정5호는 페놀 성분 함량과 반 대로 보통기 재배 시료보다 만기 재배 시료에서 ABTS 라디 칼 소거 활성이 높게 나타났는데, 이는 본 연구에서 분석한 폴리페놀 및 플라보노이드 이외의 성분에 의한 영향으로 생 각된다. 추후 이러한 영향을 미치는 성분이 어떠한 것이 있 는지에 대한 연구가 필요할 것이다. 이상의 연구에서 페놀 성분과 마찬가지로 농업 지대에 따른 품종별 파종시기 설정 에 대한 연구가 필요할 것이며, 페놀 성분의 함량이 높으면 서 라디칼 소거 활성이 높은 품종은 가공품에 기능성을 부여 할 수 있을 것으로 생각되나 이에 대한 가공적성 검토가 필 요할 것으로 생각된다.
품종 및 파종시기별 콩의 품질 및 항산화 특성 간의 상관관계 품종 및 파종시기에 따른 콩의 일반성분, 품질 및 항산화 특성 간의 상관관계를 분석한 결과 Table 3과 같이 나타났 다. 콩의 조지방 함량은 수분(-0.3794, P<0.01) 및 조회분 (-0.5068, P<0.001) 함량과 부의 상관을 보였고, 단백질
함량은 조회분 함량과 정의 상관(0.5429, P<0.001), 조지방 함량과 부의 상관(-0.8565, P<0.001)을 나타내었다. 탄수 화물 함량은 조지방 함량과 정의 상관을, 수분, 조회분 및 조 단백질 함량과는 부의 상관을 보였다. 명도와 적색도는 조지 방 함량과 부의 상관을 보였으며, 적색도와 황색도는 명도와 높은 정의 상관을 보였다(P<0.001). 수분결합력, 용해도 및 팽윤력은 조단백질 함량과 정의 상관을 보였으며, 조지방 함량과 높은 부의 상관을 나타내었다(P<0.001). 용해도와 수분결합력은 높은 정의 상관을 나타내었으며(P<0.001), 팽 윤력과 용해도 간에도 높은 정의 상관을 보였다(P<0.001).
총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 등 항산화 성분과 라디칼 소거 활성은 조단백질, 명도(P<0.001), 황색도(P<0.001)와 부의 상관을 보였다. 총 폴리페놀 함량은 플라보노이드 함량 과 높은 정의 상관(0.7297, P<0.001)을 보였다. 총 폴리페 놀 및 플라보노이드 함량은 라디칼 소거 활성과 높은 정의 상관(P<0.001)을 나타내므로 천연물에 포함된 페놀 성분에 기인하여 라디칼 소거 활성을 나타내는 것으로 볼 때(34), 콩에 함유된 페놀 성분이 라디칼 소거 활성에 많이 기여하는 것으로 생각된다.
요 약
콩의 품질기준 설정의 일환으로 중북부지역에서 생산된 콩 의 품종 및 파종시기에 따른 일반성분, 품질 및 항산화 특성 을 검토하였다. 콩의 수분, 조회분, 조지방, 조단백질, 탄수 화물 등 일반성분 함량은 품종 및 파종시기에 따라 유의적인 차이를 보였다. 콩의 명도는 품종별로 유의적인 차이를 보였 으며, 파종시기에 따라 청두1호와 청미인 품종이 유의적으 로 증가하였다. 적색도는 품종 및 파종시기에 따라 유의적인 차이를 보였다. 황색도는 품종별로 유의적인 차이를 보였고 파종시기에 따라 진품콩과 검정5호를 제외하고 유의적인 차 이가 나타났다. 콩의 수분결합력과 팽윤력은 품종 및 파종시 기에 따라 유의적인 차이를 보였다. 용해도는 품종별로 유의 적인 차이를 보였고 파종시기에 따라 미소를 제외한 품종에 서 유의적인 차이를 보였다. 콩의 페놀 성분 함량과 라디칼 소거 활성은 품종별로 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타 났다. 새단백 품종의 총 폴리페놀 함량은 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였으며, 종피색이 검정색인 검정 5호와 청자3호 품종이 다른 품종에 비해 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 미소, 새단백, 청미인, 청자3호 품종이 보통기보다 만기 재배 시 유의적으로 증가하였고, 대원콩, 진품콩, 청두1호, 검정5호 품종은 유의적으로 감소하였다.
DPPH 라디칼 소거 활성은 파종시기에 따라 진품콩을 제외 하고 유의적인 차이를 보였다. 콩의 수분 특성은 조회분, 조 지방, 조단백질 함량과 상관관계가 있었고, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 등 항산화 성분 함량과 라디칼 소거 활성은 조지방, 조단백질, 명도, 황색도와 상관성을 나타내었다. 품 종 및 파종시기에 따라 페놀 성분 함량과 라디칼 소거 활성
이 달라지므로 재배지역의 환경을 고려하여 파종시기를 결 정할 필요가 있고 농업 지대에 따른 품종별 파종시기 설정에 대한 연구가 필요할 것이다.
감사의 글
본 논문은 농촌진흥청 AGENDA 연구사업(ATIS 과제번호:
PJ01183301)의 지원에 의해 이루어진 것임.
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