파종시기에 따른 수수 품종별 이화학적 특성
정건호․김성국․이재은․우관식 농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부
Physicochemical Characteristics of Sorghum according to Variety and Seeding Period
Gun Ho Jung, Sung Kook Kim, Jae Eun Lee, and Koan Sik Woo Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science,
Rural Development Administration
ABSTRACT The physicochemical characteristics of sorghum according to variety and seeding period were evaluated.
The moisture, crude ash, fat, protein, and carbohydrate contents of sorghum were significantly different according to variety and seeding period. Lightness and yellowness of sorghum increased significantly as seeding period was delayed, whereas redness decreased. Water binding capacity of sorghum increased as seeding period was delayed.
Swelling power of Hwanggeumchal was decreased as seeding period was delayed, whereas Donganme increased. Total polyphenol contents of Hwanggeumchal and Donganme were 22.16∼32.93 and 20.93∼38.25 mg gallic acid equiv- alents/g, and flavonoid contents were 12.27∼18.78 and 11.50∼21.64 mg catechin equivalents/g, respectively. 1,1-Di- phenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity was 13.70∼26.96 and 14.35∼35.17 mg Trolox equivalents (TE)/g, and 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activity was 17.15∼33.58 and 14.37∼
41.72 mg TE/g, respectively. Total polyphenol and flavonoid contents as well as radical scavenging activity of sorghum increased significantly as seeding period was delayed.
Key words: sorghum (Sorghum bicolor L. Moench), seeding period, polyphenol, physicochemical characteristics
Received 20 February 2018; Accepted 29 March 2018
Corresponding author: Koan Sik Woo, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, Rural Develop- ment Administration, Suwon, Gyeonggi 16429, Korea
E-mail: [email protected], Phone: +82-31-695-0616
서 론
수수(Sorghum bicolor L. Moench, sorghum)는 열대아 프리카가 원산지로 알려져 있으며(1), 쌀, 밀, 옥수수, 보리 와 함께 세계 5대 곡물로 환경 스트레스 적응성이 높아 반건 조지역, 아열대지역, 열대지역, 온대기후 등에서 폭넓게 재 배되고 있다(2). 수수는 전 세계 생산량의 30%가 식용으로 소비되고 나머지는 사료, 주정, 산업용으로 이용되고 있다 (3). 우리나라에서는 주로 찰수수를 혼반용이나 주정용으로 이용하고(4) 세계적으로는 농업적 형질이 우수한 메수수를 재배하여 사료용이나 가공용으로 이용하고 있다(5).
수수에는 식이섬유와 phenolic compounds 등의 성분이 많이 함유된 것으로 보고되었다(6). 수수에 함유된 phenolic compounds의 대부분은 플라보노이드로 알려져 있으며(7), 수수의 기능성 물질들에 관한 다양한 연구들이 보고되고 있 다. 수수의 폴리페놀 추출물은 강한 항돌연변이 활성을 나타 내며(8), 수수 추출물은 항산화 활성(9)과 면역기능 증진
(10), 콜레스테롤 생합성 관련 효소인 HMG-Co A reduc- tase 활성을 억제시키는 것으로 알려져 있다(11). 또한, 25 종의 수수를 메탄올 추출하여 순차적 용매분획한 후 항산화 및 항균 활성을 검정한 연구(12), 수수 안토시아닌의 항산화 활성을 측정한 연구(13), 수수에 함유된 페놀산, 플라보노이 드, 타닌 등의 페놀 화합물에 대한 연구 보고(3)가 있다.
작물은 파종시기, 재배지역, 재배기간 동안의 환경변이에 의해 품질이나 성분의 영향을 받는다. 파종시기에 따라 나물 용 콩 종실의 단백질, isoflavone 등의 성분들과 수분흡수 율, 발아율 등이 차이를 보여 품질 향상을 위해 품종 특성을 고려해야 한다고 보고하였다(14,15). 재배시기에 따라 벼 품종별 녹색도, 단백질 함량 등 품질이 상이한 것으로 보고 하였고(16), 검정콩 안토시아닌의 함량은 파종시기, 수확시 기, 연차 등 환경적 요인에 영향을 받는 것으로 보고하였다 (17,18). 풋완두 재배에서 지역 및 시기를 고려하여 파종해 야 한다고 보고하였다(19). 또한, 기장(20)과 수수(21)의 항 산화 성분 및 항산화 활성에 대한 연구에서 품종과 재배지역 에 따라 함량과 활성이 유의적인 차이를 보이는 것으로 보고 하였다.
따라서 본 연구에서는 강원도농업기술원에서 지역재래종 을 순계분리한 ‘황금찰수수’와 2012년 국립식량과학원에서 수량성이 높고 항산화 활성이 높은 ‘동안메수수’에 대해 파
종시기를 달리하여 영양성분, 외관품질, 수분 특성 및 항산 화 특성을 조사하여 추후 조의 안정적인 생산과 고품질의 수수 생산을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
재료 및 방법
시험재료
본 연구에 사용된 수수 품종은 2016년에 경기도 수원 소 재의 국립식량과학원 중부작물부 시험포장에서 생산된 황 금찰(Sorghum bicolor L. Moench cv. Hwanggeumchal) 과 동안메(cv. Donganme) 품종을 사용하였다. 시료의 파종 은 1차는 5월 27일, 2차는 6월 7일, 3차는 6월 17일, 4차는 6월 27일, 5차는 7월 7일에 총 5회에 걸쳐 10일 간격으로 파종하였다. 재식본수는 2본으로 하였고 재식거리 60×25 cm로 파종하였고 비료는 N-P2O5-K2O를 10 a당 10-7-8 kg 시비하였다. 시료의 수확시기는 출수 후 적정 수확시기인 45일이 되는 8월 말부터 10월 초에 걸쳐 수확하였으며, 재 배기간 동안 평균기온은 18.5°C로 나타났고 강수량은 890 mm로 조사되었으며 일조시간은 181.4시간으로 나타났다.
수확된 시료는 그늘에서 3일 동안 건조하여 탈곡하여 시료 로 사용하였다. 시료는 성분 분석을 위해 Vibrating sample mill(CMT Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 분쇄하여 4°C 냉장 고에 저장하면서 시료로 사용하였다.
파종시기에 따른 수수 품종별 일반성분 함량 분석 파종시기를 달리하여 재배한 수수의 품종별 수분 함량은 적외선수분함량측정기(AND MX-50 moisture analyzer, Tokyo, Japan)로 측정하였으며, 조단백질은 semimicro- Kjeldahl법으로 자동 단백질 분석기(2300 Kjeltec Analyzer Unit, FOSS Tecator, Laurel, MD, USA)로 분석하였다. 조 지방은 Soxhlet 추출기(SoxtecTM 2050 Analyzer Unit, Foss Tecator)를 사용하여 diethyl ether(Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 추출하여 정량하였으며, 조회 분 함량은 600°C 직접회화법으로 분석하였다(22). 탄수화 물은 시료 100 g에 수분, 조지방, 조단백질, 조회분 값을 감 하여 산출하였다(23).
파종시기에 따른 수수 품종별 색도 및 수분특성 분석 파종시기를 달리하여 재배한 수수의 품종별 색도는 색차 계(CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정 하였으며, Hunter’s value인 명도(L-value, lightness), 적 색도(a-value, redness) 및 황색도(b-value, yellowness) 를 측정하였다(24). 이때 사용한 표준백판의 색도는 L-val- ue=97.38, a-value=-0.02, b-value=1.66이었다. 파종시 기를 달리하여 재배한 수수의 품종별 수분결합력(water binding capacity)은 시료 1 g을 증류수 40 mL에 혼합하여 1시간 교반하고 10분 동안 3,000 rpm으로 원심분리 하여 상등액을 제거한 다음 침전된 가루의 무게를 측정하여 침전
된 시료의 무게(g)에서 처음 시료 분말의 무게(g)를 빼고 처 음 시료 분말 무게(g)에 대한 백분율로 계산하였다(25). 용 해도(solubility)와 팽윤력(swelling power)은 분쇄 시료 1 g을 30 mL의 증류수에 분산시켜 90±1°C의 항온수조에 30 분간 가열하고 3,000 rpm으로 20분간 원심분리 한 후 상등 액은 105°C에서 12시간 건조시켜 무게를 측정하고 침전물 은 그대로 무게를 측정하였으며, 아래의 계산식에 의해 산출 하였다(25).
용해도(%)＝ 상등액을 건조한 고형물의 무게(g) 처음 시료 무게(g) ×100
팽윤력(%)＝ 원심분리 후 무게(g)×100 처음 시료 무게(g)×(100－용해도)
파종시기에 따른 수수 품종별 항산화 성분 함량 분석 파종시기를 달리하여 재배한 수수의 품종별 페놀성분 및 라디칼 소거 활성을 분석하기 위해 일정량의 시료를 취하여 80% 에탄올을 넣고 homogenizer(HG-15A, Daihan Sci- entific Co., Ltd., Wonju, Korea)로 균질화시킨 후, 상온에 서 24시간 동안 2회 진탕추출(WiseCube WIS-RL010, Dai- han Scientific Co., Ltd.)한 다음 No. 2 여과지(Advantec, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하여 -20
°C 냉동고에 보관하면서 분석용 시료로 사용하였다. 추출물 에 대한 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 Woo 등(26)의 방법으로 분석하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출물 50 μL에 2% Na2CO3 용액 1 mL를 가한 후 3분간 방치하여 50%
Folin-Ciocalteu’s reagent(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 50 μL를 가하였다. 30분 후 반응액의 흡광도 값 을 분광광도계(MultiskanTM GO, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)를 이용하여 750 nm에서 측정하였고 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검 량선을 작성하였으며, 시료 g 중의 mg gallic acid equiv- alents(GAE, dry basis)로 나타내었다. 총 플라보노이드 함 량은 추출물 250 μL에 증류수 1 mL와 5% NaNO2 75 μL를 가한 다음, 5분 후 10% AlCl3･6H2O 150 μL를 가하여 6분 방치하고 1 N NaOH 500 μL를 첨가하여 11분 후 반응액의 흡광도 값을 510 nm에서 측정하였다(26). 표준물질인 (+)- catechin(Sigma-Aldrich Co.)을 사용하여 검량선을 작성 하였으며, 시료 g 중의 mg catechin equivalents(CE, dry basis)로 나타내었다.
파종시기에 따른 수수 품종별 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성 측정
파종시기를 달리하여 재배한 품종별 수수 추출물의 라디 칼 소거 활성은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH, Sigma-Aldrich Co.) 및 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzo- thiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS; Sigma-Aldrich Co.) 라디칼 소거 활성을 측정하였다(26). DPPH 라디칼 소거 활
Table 1. The proximate compositions of sorghum according to variety and different seeding periods Variety Seeding
periods1) Moisture
(g/100 g) Crude ash
(g/100 g) Crude fat
(g/100 g) Crude protein
(g/100 g) Carbohydrate (g/100 g)
Hwang- geum-
chal
1st 2nd 3rd 4th 5th
9.82±0.02e2) 9.93±0.03c 10.44±0.02a 10.36±0.02b 9.89±0.02e
2.69±0.01a 2.69±0.03a 2.50±0.04b 2.37±0.04c 2.12±0.03d
3.23±0.02d 3.09±0.01e 3.75±0.01c 4.43±0.02a 4.39±0.02b
12.83±0.16a 12.62±0.06b 11.63±0.07c 10.57±0.02d 8.25±0.03e
71.43±0.17d 71.67±0.04c 71.67±0.12c 72.27±0.04b 75.35±0.04a
Dong- anme
1st 2nd 3rd 4th 5th
9.45±0.01D 10.04±0.05B 10.03±0.10B 10.16±0.03A 9.70±0.06C
2.32±0.01A 2.07±0.02B 2.03±0.02C 1.91±0.02D 1.91±0.01D
3.33±0.09B 3.63±0.01A 3.39±0.07B 3.13±0.00C 2.97±0.04D
12.56±0.08A 12.00±0.02B 11.31±0.04C 9.88±0.04D 8.15±0.05E
72.34±0.15D 72.25±0.07D 73.23±0.13C 74.92±0.02B 77.27±0.06A
1)The 1st, 2nd, 3rd, 4th, and 5th seeding periods were seeded on May 27, June 7, June 17, June 27, and July 7, respectively.
2)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different letters within a column [a-e (Hwanggeum- chal) or A-E (Donganme)] are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.
성은 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 측정하였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 ABTS 7.4 mM과 potassium persulfate 2.6 mM을 하루 동안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 이용액 을 735 nm에서 흡광도 값이 1.4~1.5가 되도록 몰 흡광계수 (ε＝3.6×104 M－1cm－1)를 이용하여 에탄올로 희석하였다.
희석된 ABTS 용액 1 mL에 추출액 50 μL를 가하여 흡광도 의 변화를 정확히 30분 후에 측정하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 시료 100 g당 mg Trolox equivalent antioxidant capacity(TE, dry basis)로 표현하였다.
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 일원배치 분산분석을 실시한 후 다중범위 검정(Duncan’s multiple range test)을 실시하였으며, 각 분석항목 간의 상관관계를 분석하였다.
결과 및 고찰
파종시기에 따른 수수 품종별 일반성분 함량
품종 및 파종시기를 달리하여 수확한 수수의 일반성분을 분석한 결과 Table 1과 같이 파종시기에 따라 유의적인 차 이를 보이는 것으로 나타났다. 파종시기에 따라 수수의 수분 함량은 황금찰수수의 경우 9.82~10.44 g/100 g, 동안메수 수는 9.45~10.16 g/100 g으로 나타났으며, 조회분 함량은 각각 2.12~2.69 및 1.91~2.32 g/100 g, 조지방 함량은 각 각 3.09~4.43 및 2.97~3.63 g/100 g, 조단백질 함량은 각 각 8.25~12.83 및 8.15~12.56 g/100 g, 탄수화물 함량은 각각 71.43~75.35 및 72.25~77.27 g/100 g으로 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 특히 조단백질 함량은 1~2차 파종
한 시료가 높았으며, 탄수화물 함량은 5차에서 높게 나타났 다. Lee 등(27)은 충북 괴산에서 생산된 붉은색 수수의 수 분, 조회분, 조지방 및 조단백질 함량을 각각 13.23, 1.13, 2.64 및 10.98 g/100 g으로 보고하여 본 연구 결과와 유사 한 값을 나타내었으며, 약간의 차이는 품종, 재배시기의 기 상조건, 건조 정도와 도정 여부에 따라 차이를 보이는 것으 로 생각된다.
파종시기에 따른 수수 품종별 색도 및 수분특성
품종 및 파종시기를 달리하여 수확한 수수의 외관 품질은 Fig. 1과 같이 파종시기에 따라 차이를 보였으며, 외관 품질 은 1~2차 파종하여 수확한 수수 종실은 크기가 작고 등숙이 잘 이루어지지 않아 품질이 떨어지는 것으로 나타났고, 4~5 차 파종하여 수확한 수수 종실은 크기가 균일하고 등숙이 잘된 것으로 조사되었다. 이렇게 수확된 수수의 색도를 분석 한 결과 Table 2와 같이 유의적인 차이를 보이는 것으로 나 타났다(P<0.05). 명도(L-value)는 황금찰수수의 경우 19.55
~23.59, 동안메수수는 18.91~23.30으로 조사되어 전반적 으로 3~5차 파종하여 수확한 수수가 높게 나타났다. 적색도 (a-value)는 황금찰수수와 동안메수수에서 각각 3.85~5.10 및 3.46~4.16으로 품종과 파종시기에 따라 유의적인 차이 를 보였으며, 파종시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였 다. 황색도(b-value)의 경우 황금찰수수와 동안메수수에서 각각 5.64~6.29 및 3.92~4.59로 파종시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였다.
품종 및 파종시기를 달리하여 수확한 수수의 수분특성은 Table 2와 같이 유의적인 차이를 보였다. 황금찰수수와 동 안메수수의 수분결합력은 각각 126.07~197.18 및 124.95
~169.72%로 파종시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였 다. 수분결합력은 전분입자의 무정형 부분에 침투되거나 입 자표면에 흡착하는 것으로 전분 입자 내의 비결정형 부분이 많을수록 증가하는 것으로 알려져 있다(28). 품종 및 파종시 기에 따른 수수의 용해도는 Table 2와 같이 황금찰수수와
Hwang- Geum- chal
Dong- anme
1st 2nd 3rd 4th 5th Seeding periods
Fig. 1. The photograph of sorghum according to variety and different seeding periods. The 1st, 2nd, 3rd, 4th, and 5th seeding periods were seeded on May 27, June 7, June 17, June 27, and July 7, respectively.
Table 2. The chromaticity, water binding capacity (WBC), water solubility index (WSI), and swelling power (SP) of sorghum according to variety and different seeding periods
Variety Seeding periods1)
Chromaticity
WBC (%) WSI (%) SP (%) L-value a-value b-value
Hwang- geum-
chal
1st 2nd 3rd 4th 5th
21.64±0.10b2) 19.55±0.72d 23.05±0.20a 20.68±0.49c 23.59±0.18a
4.44±0.07b 5.10±0.15a 4.15±0.07c 5.04±0.09a 3.85±0.06d
5.83±0.04b 5.64±0.13c 5.89±0.04b 5.88±0.06b 6.29±0.10a
177.53±2.54b 197.18±4.53a 144.52±2.17c 133.10±3.18d 126.07±2.00e
7.44±0.45ab 7.87±0.42a 7.15±0.27abc 6.51±0.48c 6.95±0.27bc
132.96±4.95b 145.39±1.63a 118.13±4.68c 129.72±2.78b 117.93±4.24c
Dong- anme
1st 2nd 3rd 4th 5th
21.12±0.04B 19.82±0.41C 18.91±0.25D 21.40±0.38B 23.30±0.45A
3.86±0.04BC 4.16±0.12A 3.91±0.13B 3.75±0.01C 3.46±0.04D
4.13±0.06B 3.97±0.07C 3.92±0.11C 4.59±0.03A 4.56±0.05A
169.72±3.11A 157.83±1.45B 154.25±3.43B 148.72±4.25C 124.95±0.94D
5.86±0.07AB 5.79±0.04ABC 5.58±0.12BC 5.24±0.41C 6.35±0.52A
130.91±3.54D 133.64±1.29CD 139.02±1.44C 161.78±4.69A 145.95±3.85B
1)The 1st, 2nd, 3rd, 4th, and 5th seeding periods were seeded on May 27, June 7, June 17, June 27, and July 7, respectively.
2)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different letters within a column [a-e (Hwanggeum- chal) or A-D (Donganme)] are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.
동안메수수에서 각각 6.51~7.87 및 5.24~6.35%로 유의적 인 차이를 보였다. 용해도가 높은 것은 가열에 의해 팽윤 호화되어 과피에 있는 지질, 섬유질들이 파괴되면서 일부 아밀로스나 용해성 탄수화물을 용출하기 때문으로 생각된 다(28). 품종 및 파종시기에 따른 수수의 팽윤력은 Table 2와 같이 황금찰수수와 동안메수수에서 각각 117.93~145.39 및 130.91~161.78%로, 파종시기가 늦어질수록 황금찰수 수는 감소하고 동안메수수는 증가하는 경향을 보였다. 용해 도와 팽윤력은 전분 입자의 결정형 영역과 전분 사슬의 무정 형 간의 상호작용의 크기를 평가하는 지표로 아밀로스-지방 질 복합체와 아밀로스와 아밀로펙틴의 특성에 의한 영향을 받는다(29). 팽윤력이 낮으면 수분과 전분 입자 내의 결합력 이 강하다는 것을 의미하며(30), 전분 용해도, 투명도, 점도 와 밀접한 관계를 가지고 전분의 팽윤 성질은 입자 내의 미 셀구조의 강도와 성질에 크게 영향을 받는다(31). 따라서 수수의 품종 및 파종시기에 따라 수분결합력, 용해도 및 팽 윤력 등 수분특성이 다른 이유는 전분의 구조나 구성이 다르 고 이화학 성분 차이에 기인한 것으로 생각되며 추후 이에
대한 연구가 필요할 것으로 보인다.
파종시기에 따른 수수 품종별 항산화 성분 함량
품종 및 파종시기를 달리하여 수확한 수수의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 등 항산화 성분을 분석한 결과 Fig. 2와 같이 파종시기가 늦어질수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 곡류에 함유된 항산화 물질 중 폴리페놀 화합물들은 우수한 항산화 활성을 가지며, 특히 플라보노이드는 주로 anthocyanidins, flavonols, flavones, catechins 및 flava- nones 등으로 구성되어 있고 구조에 따라 항산화 및 항균성 등 다양한 생리활성을 갖고 있는 것으로 보고되고 있다(32).
품종 및 파종시기별 황금찰수수와 동안메수수의 총 폴리페 놀 함량은 Fig. 2A와 같이 각각 22.16~32.93 및 20.93~
38.25 mg GAE/g으로 파종시기가 늦어질수록 함량은 유의 적으로 증가하는 경향을 보였다. 황금찰수수를 조기(5월 15 일)와 보통기(6월 15일)에 재배하여 총 폴리페놀 함량을 측 정한 결과 각각 88.13 및 99.26 mg GAE/g으로 보통기 재배 가 높다고 하였다(33). 품종 및 파종시기별 황금찰수수와
e d c
b
a
D C D
B
A
0 5 10 15 20 25 30 35 40
1st 2nd 3rd 4th 5th
Seeding periods
Total polyphenol contents . (mg gallic acid equivalents/g sample) . Hwanggeumchal Donganme
A
a b
d c e
A
B
C C C
0 4 8 12 16 20 24
1st 2nd 3rd 4th 5th
Seeding periods
Total flavonoid contents . (mg catechin equivalents/g sample) . Hwanggeumchal Donganme
B
Fig. 2. The total polyphenol (A) and flavonoid (B) contents of sorghum according to variety and different seeding periods. The 1st, 2nd, 3rd, 4th, and 5th seeding periods were seeded on May 27, June 7, June 17, June 27, and July 7, respectively. Means with different letters above the bars [a-e (Hwanggeumchal) or A-D (Donganme)] are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.
a b
d c c
A
B
C D D
0 5 10 15 20 25 30 35
1st 2nd 3rd 4th 5th
Seeding periods
DPPH radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/g sample) . Hwanggeumchal Donganme
A
a b
d c e
A
B
C D D
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
1st 2nd 3rd 4th 5th
Seeding periods
ABTS radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/g sample) . Hwanggeumchal Donganme
B
Fig. 3. The DPPH (A) and ABTS (B) radical scavenging activities of sorghum according to variety and different seeding periods.
The 1st, 2nd, 3rd, 4th, and 5th seeding periods were seeded on May 27, June 7, June 17, June 27, and July 7, respectively. Means with different letters above the bars [a-e (Hwanggeumchal) or A-D (Donganme)] are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.
동안메수수의 총 플라보노이드 함량은 Fig. 2B와 같이 각각 12.27~18.78 및 11.50~21.64 mg CE/g으로 파종시기가 늦어질수록 함량은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 전 반적으로 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 파종시기가 늦어질수록 증가하였다. 황금찰수수를 조기(5월 15일)와 보 통기(6월 15일)에 재배하여 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 각각 19.34 및 41.33 mg CE/g으로 파종시기에 따라 성분의 변화가 있는 것으로 보고하였다(33). 또한, 황금찰수 수를 hull, bran 및 grain 등으로 구분하여 메탄올 추출한 추출물의 총 폴리페놀 함량은 각각 30.57, 61.47 및 3.40 mg/g sample로 보고하였으며(34), Wang 등(35)은 수수의 물, 70% 아세톤 및 메탄올 추출물에서 총 폴리페놀 함량은 26.26, 19.20 및 43.47 mg GAE/g extract로 보고하였다.
수수의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 등의 항산화 성분 함량 이 차이를 보이는 것은 품종, 도정 정도, 재배시기, 재배지 역, 추출방법 및 추출용매 등의 차이로 인한 것으로 생각된 다.
파종시기에 따른 수수 품종별 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성
품종 및 파종시기를 달리하여 수확한 수수의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성을 분석한 결과 Fig. 3과 같이 파종 시기가 늦어질수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(P<
0.05). 천연물의 항산화 활성은 식품 중 지방 산화를 억제하 고 인체 내에서는 활성 라디칼에 의한 노화를 억제시켜 질병 과 노화를 방지하는 데 중요한 역할을 한다(28). 품종 및 파종시기별 황금찰수수와 동안메수수의 DPPH 라디칼 소거 활성은 Fig. 3A와 같이 각각 13.70~26.96 및 14.35~35.17 mg TE/g으로 파종시기가 늦어질수록 함량은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 황금찰수수를 조기(5월 15일)와 보통기(6월 15일)에 재배하여 메탄올 추출물에 대한 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 각각 221.99 및 246.04 mg TE/g으로 보통기 재배가 높다고 하였다(33). 품종 및 파종시기별 황금찰수수와 동안메수수의 ABTS 라디칼 소거 활성은 Fig. 3B와 같이 각각 17.15~33.58 및 14.37~41.72
Table 3. Correlation coefficients (r) among proximate compositions, chromaticity, water binding capacity (WBC), total polyphenol (TPC), flavonoid contents (TFC), and radical scavenging activity of sorghum according to variety and different seeding periods
Factor Protein Carbo-
hydrate L-value a-value WBC TPC TFC DPPH ABTS Ash
Protein Carbohydrate L-value a-value WBC TPC TFC DPPH
0.688* 1.000
－
－
－
－
－
－
－
−0.782**
−0.918***
1.000
－
－
－
－
－
－
−0.113NS
−0.609NS 0.513NS 1.000
－
－
－
－
－
0.752**
0.522NS
−0.704*
−0.456NS 1.000
－
－
－
－
0.646* 0.856**
−0.680*
−0.597NS 0.489NS 1.000
－
－
－
−0.260NS
−0.745**
0.732* 0.812**
−0.434NS
−0.524NS 1.000
－
－
−0.307NS
−0.775**
0.758**
0.824**
−0.466NS
−0.570NS 0.997***
1.000
－
−0.545NS
−0.867***
0.883***
0.773**
−0.634*
−0.696* 0.944***
0.959***
1.000
−0.312NS
−0.782**
0.762**
0.813**
−0.458NS
−0.575NS 0.998***
0.998***
0.961***
NS: not significant. Significant at *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001.
mg TE/g으로 파종시기가 늦어질수록 함량은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 전반적으로 라디칼 소거 활성은 파종시기가 늦어질수록 증가하였다. 황금찰수수를 조기(5월 15일)와 보통기(6월 15일)에 재배하여 메탄올 추 출물에 대한 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 각각 246.48 및 320.02 mg TE/g으로 파종시기에 따라 활성이 차이가 나는 것으로 보고하였다(33). 이상의 수수 품종 및 파종시기별 이화학적 특성을 분석한 결과 황금찰수수와 동 안메수수 품종은 중북부지역에서는 6월 17일 이후에 파종 하는 것이 좋을 것으로 생각되며, 재배지역의 기상환경을 고려하여 파종시기를 설정할 필요가 있을 것으로 보인다.
파종시기에 따른 수수 품종별 품질 및 항산화 특성 간의 상 관관계
품종별 파종시기를 달리하여 재배한 수수의 일반성분, 품 질특성과 항산화 특성 간의 상관관계를 분석한 결과 Table 3과 같이 유의성을 보이는 것으로 나타났다. 조단백질 함량 은 조회분 함량과 r값이 0.688(P<0.05)로 정의 상관을 나타 냈으며, 탄수화물 함량은 조회분(-0.782, P<0.01) 및 조단 백질 함량(-0.918, P<0.001)과 부의 상관을 나타내었다. 적 색도는 조회분 함량과 정의 상관(0.752, P<0.01), 탄수화물 함량과 부의 상관(-0.704, P<0.05)을 나타내었고 수분결합 력은 조회분(0.646, P<0.05) 및 조단백질 함량(0.856, P<
0.01)과 정의 상관을 나타내었다. 총 폴리페놀 및 플라보노 이드 함량은 탄수화물 함량 및 명도와 정의 상관을 보였고 조단백질 함량과는 부의 상관을 나타내었으며, 총 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량은 높은 정의 상관(0.997, P<
0.001)을 나타내었다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 조단백질 함량과는 부의 상관을 나타내었으며, 탄수화물 함 량 및 명도와 정의 상관을 보였다. DPPH 라디칼 소거 활성 은 총 폴리페놀(0.944, P<0.001) 및 플라보노이드 함량 (0.959, P<0.001)과 높은 정의 상관을 나타내었고 ABTS 라디칼 소거 활성 또한 높은 정의 상관(0.998, P<0.001)을 보였으며, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성 간에는 r값이 0.961(P<0.001)로 높은 정의 상관을 나타내었다.
요 약
고품질, 고기능성 수수 생산을 위한 파종시기를 산출하고자 품종 및 파종시기별 이화학적 특성을 분석하였다. 수수의 수분, 조회분, 조지방, 조단백질 및 탄수화물 함량은 품종 및 파종시기에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 명도와 황색도는 파종시기가 늦어질수록 증가하는 경향을 보였으 며, 적색도는 감소하는 경향을 보였다. 수분결합력은 파종시 기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였다. 팽윤력은 파종시 기가 늦어질수록 황금찰수수는 감소하고, 동안메수수는 증 가하는 경향을 보였다. 품종 및 파종시기별 황금찰수수와 동안메수수의 총 폴리페놀 함량은 각각 22.16~32.93 및 20.93~38.25 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량은 각각 12.27~18.78 및 11.50~21.64 mg CE/g으로 파종시기가 늦어질수록 함량은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 품 종 및 파종시기별 황금찰수수와 동안메수수의 DPPH 라디 칼 소거 활성은 각각 13.70~26.96 및 14.35~35.17 mg TE/g, ABTS 라디칼 소거 활성은 각각 17.15~33.58 및 14.37~41.72 mg TE/g으로 파종시기가 늦어질수록 함량 은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 이상의 결과 수수의 품종과 재배지역을 고려하여 적정 파종시기를 설정할 필요 가 있을 것으로 보인다.
감사의 글
본 논문은 농촌진흥청 AGENDA 연구사업(ATIS 과제번호:
PJ01142602)의 지원에 의해 이루어진 것임.
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