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J. Mushrooms 2020 September, 18(4):344-356 http://dx.doi.org/10.14480/JM.2020.18.4.344 Print ISSN 1738-0294, Online ISSN 2288-8853
© The Korean Society of Mushroom Science
Gi-Hong An(Postdoctoral researcher), Jae-Gu Han(Researcher) Ok-Tae Kim(Senior Researcher), Jae-Han Cho(Researcher)
*Corresponding author E-mail : [email protected]
Tel : +82-43-871-5731,Fax : +82-43-871-5702 Received August 28, 2020
Revised November 5, 2020 Accepted December 16, 2020
버섯차 개발을 위한 로스팅 식용버섯류와 곡물첨가물의 혼합 비율에 따른 추출온도 및 시간별 생리활성 및 영양성분 변화
안기홍 · 한재구 · 김옥태 · 조재한*
농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과
Changes of biological activities and nutrition contents by
different extraction conditions in the mixtures of roasted edible mushrooms and grain additives for the development of
mushroom tea
Gi-Hong An, Jae-Gu Han, Ok-Tae Kim, Jae-Han Cho*
Mushroom Research Division, National Institute of Horticultural and Herbal Science, RDA Eumseong 27709, Chungbuk, Korea
ABSTRACT: This study aimed to investigate the biological activities and amino acid content in the mixtures of roasted edible mushrooms (Pleurotus ostreatus, and Lentinula edodes) and grain additives (oat and brown rice) obtained under different extraction conditions for the development of mushroom tea. The total amount of polyphenol and β-glucan in edible mushrooms was increased with the roasting treatment compared to that observed with the air-drying treatment. In addition, DPPH radical scavenging activity and the amount of all amino acid components, including glutamic acid (Glu), were higher in the oat extracts than those observed in the brown rice. The biological activities and nutrient content were examined based on extraction temperatures and thetime required to obtain the mixtures of edible mushrooms and grain additives. The extract of a 1:1 mixture of L. edodes + oat (LE+O) obtained at 100oC, 3 min showed high DPPH radical scavenging activity (33.5%), and the extract of 3:1 mixture of P. ostreatus + brown rice (PO+B) obtained at 100oC, 3 min showed high nitrite scavenging activity (49.9%). The total polyphenol content of the extract of 3:1 mixture of P. ostreatus + brown rice (PO+B) was the highest when obtained at 16.2 mg GAE/g and+ brown rice (PO+B) was the highest when obtained at 16.2 mg GAE/g and 70oC, 10 min . The essential amino acid content was higher in the 1:1 mixing ratio of P. ostreatus + oat (PO+O) and P. ostreatus + brown rice (PO+B) and 3:1 mixing ratio. L. edodes + oat (LE+O) and L. edodes + brown rice (LE+B) compared to that observed in other mixing ratios.
KEYWORDS: Amino acid contents, Antioxidant activity, β-Glucan contents, Grain additives, Mushroom tea
서 론
최근 현대사회는 삶의 방식이 과거와 크게 달라져 웰빙 (well-being)과 같은 사회적 현상과 더불어 정신적, 육체적 으로 건강한 삶을 누리기 위한 욕구가 점점 켜져 있다. 이 에 각종 질병의 예방, 항산화, 노화방지 등과 관련된 건강 보조식품 및 건강기능성 식품의 관심과 수요가 증대되고 있 으며, 다양한 기능성 소재를 천연물로부터 얻으려는 연구가 증가하고 있다(Cho et al., 2013; Kim et al., 2010a).
다양한 천연물 중에서 버섯은 독특한 향과 맛을 지니고 있어 식품적 가치가 우수할 뿐만 아니라(Chang and Miles, 1989; Noh et al., 2011), 우리가 흔히 접하고 식용하는 느 타리, 큰느타리, 표고 등의 버섯류에는 아미노산, 단백질,
조식품 및 기능성식품으로서의 활용가치가 높다 할 수 있 지만 실제적으로 국내 버섯 소비의 대부분은 생버섯을 이 용한 요리에만 이용되고 있다는 한계가 있다(Jo et al., 2009). 이처럼 버섯을 이용한 다양한 조리방법과 가공방 법 등의 부재로 인하여 국내 버섯생산량이 수요에 비하여 공급이 많아져 가격이 점차 하락하여 버섯농가 수익성은 점차 악화되고 있는 실정이다(Chang, 2008; Lee and Seo, 2005). 이에 버섯을 이용한 다양한 고부가가치 상품 을 개발하고 수출하여 단순한 버섯만이 아니라 버섯을 중 심으로 한 전후방 산업까지 함께 발전시켜 국내 버섯산업 불황의 악순환을 극복하기 위한 노력이 지속적으로 이루 어지고 있으며, 국내 여러 대학들과 연구기관에서 버섯을 이용한 숙취해소 음료, 빵, 면류, 비스켓 등의 기능성 식 품원료 가능성 및 품질특성 등에 대한 연구가 진행되고 있다(Kim et al., 2005; Kim et al., 2010b; Lee et al., 2004; Oh et al., 2010; Park, 2008).
지난 몇 년 사이에 등장한 웰빙 차 음료 시장은 과거 녹 차 음료에 한정되어 있던 시장과 비교하여 보리, 옥수수, 검정콩 등 각종 곡물 차로 그 영역이 빠르게 확산되고 있 다 (Kim, 2011; Moon and Joung, 2008). 이와 더불어 영 지, 상황 등의 약용버섯을 이용한 차 음료들이 개발되어 시판되고 있으나(Kim et al., 2017), 버섯은 그 자체로 특 유의 향미를 가지고 있어서 향과 맛의 호불호가 극명하게 나누어지며 이로 인하여 제품이 개발되어도 소비자들에게 큰 호응을 얻지 못하여 활성화된 제품은 극히 제한적이다. 이 에 따라 버섯의 향과 맛의 단점을 보완하고 영양적 가치 를 향상시키기 위한 가공방법으로 열풍건조, 로스팅 공정 등이 있다. 열풍건조는 타 건조방법에 비하여 건조시간이 빠르며 건조과정이 간단하여 산업적으로 많이 사용되어지 는 방법이며(Song et al., 2012), 로스팅 공정은 짧은 시간 에 높은 온도를 가하여 갈변반응을 촉진시켜 향미가 형성 되어 기호도를 높일 수 있는 방법으로 알려져 있다(Kim and Kim, 2000).
본 연구에서는 국내에서 생산량, 소비도 및 인지도가 높은 식용버섯인 느타리(Pleurotus ostreatus)와 표고(Lentinula edodes)를 이용하여 버섯차 음료의 개발에 목적을 두고 연 구를 진행하였다. 이에 버섯류와 다른 부재료를 혼합함으 로서 버섯 특유의 향미를 저감시키는 방법을 고려하였다.
이에 곡물류의 고소함과 영양학적 가치를 향상시키기 위
시험재료
본 연구에 사용된 느타리(Pleurotus ostreatus)와 표고 (Lentinula edodes)의 자실체 및 혼합첨가물인 귀리(oat)와 현미(brown rice)는 각 버섯 재배 농가들에 문의하여 직 접 구하였으며, 일부는 충북 음성군에 위치한 농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과의 버섯종합재배동에서 발생 시킨 자실체를 사용하였다.
열풍건조 및 로스팅 처리
각 시료의 열풍건조 방법은 버섯 생시료 1,400 g을 7 mm 크기로 세절한 뒤, 온수를 이용한 대류식 열풍건조 기에서 초기온도 45oC, 온수 온도 55oC로 30시간 동안 1 차 건조를 시킨 후, 건조기 내의 온도를 60oC, 온수온도 70oC에서 12시간 2차 건조를 행하여 버섯시료의 수분율 을 7%로 유지하여 열풍건조 후 생리활성 분석용 시료를 위해 분말화 시켰다.
각 버섯시료와 곡물시료의 로스팅 방법은 국내에서 커 피 원두의 로스팅에 많이 이용되는 회전드럼식 로스팅 쿠 커(common rotary drum type roasting cooker)를 이용하 여 로스팅 처리를 수행하였다. 로스팅 처리는 열풍건조한 버섯시료의 일부를 170oC의 온도에서 15 rpm/min의 회 전드럼 속도 조건 하에서 로스팅을 행하였으며, 초기 버 섯시료 내 여분의 수분이 수증기로 증발하기 시작하여 호 화되는 과정을 거쳐 갈변화될 때까지 로스팅 작업을 수행 하였다(An et al., 2020).
추출용매별 분석용 시료 제조
열풍건조 및 로스팅 처리된 버섯 및 곡물시료 5 g을 시 료의 20배(V/W)의 증류수 100 ml을 가하여 60oC 반응조 에서 24시간 정치하여 추출하였다. 각 시료로부터의 추출 액은 원심분리하여 흡입 여과하였으며, 여과액을 회전감 압농축기(EYELA, Japan)를 이용하여 농축하였다. 농축된 버섯시료는 최종 1 mg/ml로 희석하여 각 분석에 이용하 였다.
DPPH 라디컬 소거능(DPPH radical-scavenging activity)
DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디컬 소거활성 은 Blois (1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. 항산화
효능에 주로 이용되는 DPPH는 분자 내 라디컬을 함유하 고 있어 polyhydroxy 방향족 화합물, 방향족 아민류 등에 의해 환원되며 이때 라디컬이 소거되어 짙은 자색이 탈색 되는 정도를 흡광도를 이용하여 측정하였다. 99.9%
methanol에 녹인 0.2 mM DPPH solution 0.1 ml에 각 버 섯시료 추출물 0.1 ml을 넣고 10초간 혼합하였다. 그리고 빛을 차단한 상태에서 30분간 상온에서 반응시킨 뒤 Multimode microplate reader (Varioskan LUX, Thermo Fisher Scientific, Inc. Co. MA, USA)를 이용하여 517 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였으며, 첨가구와 비첨가 구의 흡광도(Varioskan LUX, Thermo Fisher Scientific, USA)를 백분율(%)로 나타내었다.
아질산염 소거능(Nitrite-scavenging activity)
아질산염 소거능은 Gray and Dugan (1975)의 방법으로 측정하였다. 1 mM NaNO2 0.1 ml에 버섯시료 추출물 0.2 ml를 가하고 여기에 pH 1.2로 조정된 0.1 N HCl 1 ml을 넣고 37oC에서 1시간 작용시켰다. 그 이후 2%
acetic acid 5 ml과 30% acetic acid에 1% sulfanilic acid 를 녹인 용액인 Griess A와 30% acetic acid에 1% 1- naphthylamine을 녹인 용액 Griess B를 1:1비율로 혼합한 용액을 0.4 ml 가하여 혼합하였다. 이를 상온에서 15분 간 암반응 시킨 후 Multimode microplate reader (Varioskan LUX, ThermoFisher Scientific, Inc. Co. MA, USA)를 이 용하여 흡광도 520 nm로 측정하고 추출액의 첨가 전후에 잔존하는 아질산염량을 구하여 백분율(%)로 표기하였다.
총 폴리페놀 함량(Total polyphenol contents)
총 폴리페놀함량은 Folin and Denis (1912) 방법에 의 하여 측정하였다. 각 버섯시료 추출물 0.1 ml에 folin- denis reagent 0.02 ml를 가하고 3분간 정치시킨다. 그 후 1% Na2CO3 0.16 ml을 첨가하고 잘 혼합한 뒤에 45분 간 암반응 시킨 후 Multimode microplate reader (Varioskan LUX, ThermoFisher Scientific, Inc. Co. MA, USA)를 이 용하여 750 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 시료에 포함된 총 폴리페놀 함량은 gallic acid의 표준곡선에 시 료의 흡광도 측정값을 대입하여 농도를 결정하였다.
베타글루칸 함량분석(β-glucan contents)
각 버섯의 건조시료에 대한 베타글루칸 함량은 β- Glucan Assay Kit for Yeast & Mushroom (Megazyme Ltd., Wicklow, Ireland)을 이용하여 분석하였다. 흡광도 510 nm에서 측정된 토탈글루칸(total glucan)과 알파글루칸 (α-glucan) 측정값은 glucose 용액 (1 mg/ml)을 GOPOD 시 약과 반응시킨 반응액의 흡광도 값과 함께 생산회사의 홈페 이지(www.megazyme.com)에 공개된 Mega-Calc 함량 계산 식을 참고하여 함량(%, w/w) 값으로 계산하였다. β-glucan 은 total glucan 함량에서 α-glucan 함량을 제한 값으로 계
산하였다.
아미노산 분석 시료조제
각 버섯의 건조시료에 대한 아미노산 분석은 AccQ tag 법을 사용하였다. 전처리는 염산가수분해법(Danial and Steven, 1993)을 적용하였다. 건조된 마쇄한 분말시료 0.1 g을 6 N HCl 1 ml와 혼합하여 Fluorescence Waters Pico- Tag Workstation으로 N2 gas 충진 후 105oC에서 24시간 동안 가수분해하였다. 가수분해 후 원심분리하여 상등액 200µl을 취해서 speed-vacuum (Hanil, KR/AUTOSPIN 4080C)으로 농축한 다음 25 mM HCl 500 µl에 녹였다. 이 용액을 1 ml 주사기에 취하여 syringe filter (Pall Syringe Filters with PVDF Membrane, 13 mm, 0.45µm)로 여과한 후 AccQ-Fluor Reagent Kit (Waters, Corp. USA)로 형광유 도체화 반응시켰다. 형광유도체 반응은 AccQ fluor reagent : borate buffer : sample (standard)=2:7:1로 total volume이 100 µl가 되게 혼합한 후 55oC에서 9분간 반응 시켜서 HPLC 분석시료로 사용하였다.
HPLC에 의한 아미노산 성분 분석
아미노산 성분 분석은 Waters 2795 Separations module, Waters 2475 Fluorscene detector, Empower pro software를 이용하였으며, 분석용 컬럼은 AccQ-Tag For Hydrolysate Amino Acid Analysis column (3.9 × 150 mm)을 사용하였다. 이동상은 A용매로 10% AccQ-Tag Eluent A, B용매로 60% acetonitrile를 gradient mode로 적용하였다(Table 1). Injection volume은 5 µl를 주입하고 UV detector (λ=248 nm, 36oC)를 사용하여 검출하였다.
Table 1. HPLC condition for the analysis of amino acids Time (min) Flow rate
(ml/min)
Mobile phase A (%)
Mobile phase B (%)
0.0 1.0 100.0 0.0
0.5 1.0 98.0 2.0
15.0 1.0 93.0 7.0
19.0 1.0 90.0 10.0
27.0 0.9 67.0 33.0
32.0 0.9 67.0 33.0
33.0 0.9 67.0 33.0
34.0 1.0 0.0 100.0
37.0 1.0 0.0 100.0
38.0 1.0 100.0 0.0
45.0 1.0 100.0 0.0
결과 및 고찰
식용버섯류의 로스팅 처리에 따른 생리활성 변화 주요 식용버섯인 느타리, 표고의 열풍건조 및 로스팅 처 리에 따른 생리활성 변화를 알아보기 위하여 생시료, 열 풍건조 시료 및 로스팅 시료의 열수추출물 1 mg/ml 농도 에서의 DPPH 라디컬 소거능 및 아질산염 소거능을 측정 하였다(Fig. 1A, B). DPPH는 비교적 안정한 자유라디컬 로써 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 환원되거나 소거 되어 짙은 자색이 감소된다. DPPH는 이러한 특성을 이용 하여 비교적 간단하게 항산화 능력을 측정하는 방법으로 버섯 역시 항산화 능력이 우수한 것으로 알려져 있다 (Gardner and Fridovich, 1991; Sohn et al., 2010). 느타 리의 생시료, 열풍건조 및 로스팅 시료의 DPPH 라디컬 소거능은 29.3%~32.4%이었으며 각 시료별로 큰 차이는 없었으나 열풍건조 시료에서 높은 경향을 보였고, 표고는 23.8%~40.4%의 DPPH 라디컬 소거능을 보이며 생시료 및 열풍건조 시료에 비하여 로스팅 시료에서 가장 높은 DPPH 라디컬 소거능을 보였다. 아질산염 소거능은 열풍 건조 느타리에서 22.9%, 열풍건조 표고에서 22.6%로 나 타나 생시료 및 로스팅 시료에 비하여 높은 아질산염 소 거활성을 보였으나 유의적인 차이는 없었다(Fig. 1B). 아 질산염을 일정 농도 이상 섭취하게 되면 헤모글로빈을 산 화시켜 메트로헤모글로빈 혈증(methemoglobinemia)과 같 은 중독 증상을 유발시킨다(Jung et al., 2000). 또한 아질 산염과 2급 및 3급 amine류와 반응하여 생성된 발암물질 인 nitrosamine는 체내에서 diazoalkane (CnH2nN2)으로 변 화하여 핵산이나 단백질 또는 세포내의 성분을 알칼리화 시킴으로서 암을 유발시킨다고 알려져 있다(Choi et al., 1989; Choi et al., 2008; Chung et al., 1999). 총 폴리페 놀 함량은 느타리 및 표고 로스팅 시료에서 각각 7.59 mg GAE/g과 10.35 mg GAE/g으로 생시료 및 열풍건조 시료 에 비하여 높은 수치를 나타냈다(Table 2). 베타글루칸 함 량은 느타리는 열풍건조 및 로스팅 시료에서 21.36%로
생시료에 비하여 높았으며, 표고는 로스팅 시료에서 20.64%로 생시료 및 열풍건조 시료에 비하여 높은 함량 치를 보였으나 유의적 차이는 없었다(Table 3). 로스팅 처 리로 인한 총 폴리페놀 함량의 증가와 관련하여 로스팅 처리는 세포벽 분해, polyphenolics와 갈변물질 간의 상호 작용을 촉진시켜 화학적 성분을 변화시키고 생리활성 성 분 및 수용성 고형분의 추출을 용이하게 할 수 있는 방법 이라고 알려져 있다(Park et al., 1999; Redgwell et al., 2003). 또한 maillard 반응에 의해 생성되는 갈색 반응생 성물인 melanoidin 증가에 의한 것으로 기인하는 것이라 고 보고하고 있다(Do et al., 1989). An et al. (2020)의 식용버섯의 로스팅처리에 따른 생리활성 성분결과에 의하 면 느타리의 아질산염 소거능은 약 22%이며, 총 폴리페 놀은 약 9.0 mg GAE/g으로 생버섯과 로스팅버섯 사이의 유의적인 활성차이는 없는 것으로 보고하고 있으며, Fig. 1.DPPH radical scavenging activity (A), and nitrite scavenging activity (B) of extracts at 1 mg/ml concentrations from fresh (F), air drying (D) and roasting (R) edible mushrooms (Pleurotus ostreatus, and Lentinula edodes). Gray bar indicates a positive control. The results are obtained from three replications (n=3).
Table 2. Total polyphenol contents of extracts at 1 mg/ml concentrations from freshed, air dried, and roasted edible mushrooms (Pleurotus ostreatus, and Lentinula edodes), and roasted grain additives (oat and brown rice)
Total polyphenol contents (mg GAE/g)1
P. ostreatus Fresh 5.18 ± 0.20
Air drying 7.20 ± 0.35
Roasting 7.59 ± 0.20
L. edodes Fresh 4.72 ± 0.35
Air drying 7.82 ± 0.34
Roasting 10.35 ± 0.20
Oat Roasting 4.75 ± 0.38
Brown rice Roasting 8.00 ± 0.62
The results are represented by the mean ± S.D. of values obtained from three replications (n=3).
1 GAE, Gallic acid equivalent.
DPPH 라디컬 소거능의 경우 생버섯에서 약 50%이상의 소거활성을 보이며 로스팅 후 활성이 낮아져 약 30% 정 도의 활성을 보인다고 보고하고 있다.
로스팅 곡물첨가물 생리활성 분석
곡물첨가물인 귀리(oat)와 현미(brown rice)의 생리활성 을 알아보기 위하여 로스팅 처리 시료의 열수추출물 1 mg/ml 농도에서의 DPPH 라디컬 소거능, 철환원 항산화 능, 환원력 및 아질산염 소거능을 측정하였다(Fig. 2A, B). DPPH 라디컬 소거능은 귀리가 41.9%로 현미에 비하 여 높았으며, 아질산 소거능은 귀리(23.7%)가 현미 (22.5%)에 비하여 다소 높은 수치를 보였으나 유의적인 차이는 없었다. 총 폴리페놀 함량은 현미가 8.00 mg GAE/g으로 귀리의 4.75 mg GAE/g에 비하여 높은 함량 치를 보였다(Table 2). 베타글루칸 함량은 귀리의 로스팅 시료가 47.59%로 현미의 로스팅 시료(41.13%)에 비하여 높은 함량치를 보였다(Table 3). 현미의 총 폴리페놀은 품 종별로 차이가 있으나 함량범위는 1.3~5.6 mg GAE/g으
로 유색미의 함량이 우수하다고 알려져 있으며(Kim et al, 2011), 본 연구의 로스팅 현미의 총 폴리페놀 함량이 높은 것으로 나타났다. 귀리의 추출용매별 총 폴리페놀 함량은 1.3~8.2 mg GAE/g 으로 메탄올 추출물에서 가장 높은 함량치를 보였다고 보고하고 있으며(Ham et al., 2016), 본 연구에서 로스팅 처리 귀리의 총 폴리페놀 함량 은 열수추출임을 감안할 때 비슷하거나 높은 함량치를 나 타낸다고 판단된다. 또한 귀리의 베타글루칸은 수용성 식 이섬유의 생리적 기능이 우수하여 그 함량치가 높다고 알 려져 있다(Kim et al., 2019; Lee et al., 2016). 본 연구의 로스팅 처리 귀리와 느타리의 베타글루칸 함량은 로스팅 처리의 느타리와 표고와 비교하여 2배 이상 높은 함량을 보였다.
식용버섯과 곡물첨가물의 아미노산 성분함량 분석 열풍건조 및 로스팅 처리된 식용버섯의 영양성분 함량 변화와 로스팅 처리된 곡물첨가물인 귀리와 현미의 영양 성분 함량을 알아보기 위하여 아미노산 성분분석을 수행 하였다(Fig 3A-C). Yang et al. (2001)과 Mau et al.
(2001)에 의하면 식용버섯의 아미노산 성분은 맛의 특성 에 따라 감칠맛을 담당하는 아미노산 그룹으로 아스파르 트산(Asp)과 글루탐산(Glu), 단맛을 내는 아미노산 그룹 으로 알라닌(Ala), 글리신(Gly), 세린(Ser), 트레오닌(Thr), 쓴맛을 내는 아미노산 그룹으로 알기닌(Arg), 히스티딘 (His), 이소류신(Ile), 류신(Leu), 메티오닌(Met), 페닐알라 닌(Phe), 발린(Val), 그 외 마지막 그룹으로 라이신(Lys)과 티로신(Tyr)은 무미건조한 맛을 나타내는 그룹으로 분류 된다. 감칠맛과 단맛을 담당하는 성분의 함량이 높을수록 먹기 좋은 맛을 내는 버섯이라고 알려져 있다(Beluhan and Ranogajec, 2011). 느타리의 생시료, 열풍건조 및 로 스팅 시료에 대한 세부적인 아미노산 성분함량의 결과는 Fig. 3A와 같다. 전체적으로 로스팅 시료의 아미노산 성 분함량이 생버섯 및 열풍건조 시료에 비하여 높게 나타났 다. 그 중에서 가장 높게 나타난 아미노산 성분은 235.3 mg/kg의 시스테인(Cys), 219.9 mg/kg의 알기닌(Arg), Table 3. β-glucan contents of freshed, air dried, and roasted
edible mushrooms (Pleurotus ostreatus, and Lentinula edodes), and roasted grain additives (oat and brown rice)
β-glucan contents (% w/w)
P. ostreatus Fresh 17.23 ± 0.11
Air drying 21.36 ± 0.87 Roasting 21.36 ± 0.64
L. edodes Fresh 18.42 ± 0.46
Air drying 20.48 ± 0.13
Roasting 20.64 ± 0.43
Oat Roasting 47.59 ± 1.43
Brown rice Roasting 41.13 ± 0.55
The results are represented by the mean ± S.D. of values obtained from three replications (n=3).
Fig. 2. DPPH radical scavenging activity (A), and nitrite scavenging activity (B) of extracts at 1 mg/ml concentrations from roasted grain additives (oat, and brwon rice). Gray bar indicates a positive control. The results are obtained from three replications (n=3).
197.3 mg/kg의 글루탐산(Glu)의 순이었다. 단, 알라닌 (Ala)와 프롤린(Pro)은 열풍건조 시료에서 가장 낮게 검출 되었다. 또한 로스팅 처리로 인하여 감칠맛을 내는 글루 탐산(Glu) 성분과 단맛을 내는 세린(Ser), 트레오닌(Thr), 알라닌(Ala) 성분이 증가하였음을 확인하였다. 또한 쓴맛 을 내는 성분 중의 일부 성분인 류신(Leu), 이소류신(Ile), 발린(Val), 메티오닌(Met)은 생시료에 비하여 열풍건조 시 료에서 감소한 것으로 나타났다.
표고의 생시료, 열풍건조 및 로스팅 시료에 대한 아미노 산 성분함량의 결과는 Fig. 3B와 같다. 표고의 경우, 시스 테인(Cys) 성분이 로스팅 시료(214.9 mg/kg)로부터 가장 높게 검출되었다. 감칠맛을 나타내는 아스파르트산(Asp), 글루탐산(Glu)과 단맛을 담당하는 성분 중 세린(Ser)은 열 풍건조 시료에서 가장 높게 검출되었으며, 쓴맛을 나타내 는 발린(Val), 메티오닌(Met), 이소류신(Ile), 류신(Leu), 페닐알라닌(Phe) 성분들은 로스팅 처리로 인하여 증가하
였음을 알 수 있었다.
곡물첨가물인 귀리와 현미의 로스팅 시료의 아미노산 분석결과, 귀리로부터 검출된 모든 아미노산 성분이 현미 에 비하여 높게 나타났다(Fig. 3C). 특히, 귀리 로스팅 시 료에서 감칠맛을 나타내는 글루탐산(Glu)이 685.1 mg/kg 으로 가장 높은 함량치를 보였으며, 로스팅 처리의 느타 리와 표고에 비하여 월등히 높은 함량치였다. 그 이외에 도 단맛을 나타내는 세린(Ser)이 476.6 mg/kg, 쓴맛을 나 타내는 알기닌(Arg)과 페닐알라닌(Phe)은 각각 451.4 mg/kg과 491.9 mg/kg으로 높은 함량치를 보였다.
곡물첨가 버섯차의 추출온도 및 추출시간별 DPPH 라 디컬 소거활성
로스팅 처리의 버섯시료(느타리, 표고)와 곡물첨가물(귀 리, 현미)을 1:1, 3:1, 1:3 비율로 혼합한 버섯차의 추출시 간 및 추출온도 조건에 따른 추출물의 1 mg/ml 농도에서 Fig. 3. Amino acid contents of fresh, air drying, and roasting Pleurotus ostreatus (A), Lentinula edodes (B), and roasted grain additives (C). Asp, Aspartic acid; Ser, Serine; Glu, Glutamic acid; Gly, Glycine; His, Histidine; Arg, Arginine; Thr, Threonine;
Ala, Alanine; Pro, Proline; Cys, Cystine; Tyr, Tyrosine; Val, Valine; Met, Methionine; Lys, Lysine; Ile, Isoleucine; Leu, Leucine;
Phe, Phenylalanine.
의 DPPH 라디컬 소거능을 측정한 결과는 Fig. 4A-D와 같다. 추출온도 70oC에서 느타리와 현미를 혼합한 차 (PO+B)는 모든 혼합비율에서 귀리를 혼합한 추출물 (PO+O)에 비하여 높은 DPPH 라디컬 소거능을 보였으며 특히, 추출시간 10분에서 높은 활성을 보였다(Fig. 4A).
추출온도 100oC, 추출시간 3분 조건에서 느타리와 귀리를 1:3 혼합한 추출물(PO+O)이 27.5%의 DPPH 라디컬 소거 능을 보이며 가장 높았으며, 그 이외에는 느타리와 현미 를 혼합한 추출물(PO+B)의 활성이 높았다(Fig. 4B). 표고 와 곡물첨가물을 혼합한 추출물의 경우 추출온도 70oC, 추출조건 3분의 추출조건에서 표고와 귀리(LE+O)를 1:3 혼합한 추출물이 28.5%의 DPPH 라디컬 소거능을 보이 며 가장 높았으며, 추출시간 10분 조건에서는 표고와 현 미(LE+B) 1:1 혼합한 추출물에서 31.9%를 보였다(Fig.
4C). 추출온도 100oC, 추출시간 3분 조건에서 표고에 귀 리(LE+O)를 1:1로 혼합한 차에서 33.5%로 가장 높은 활 성을 보였으며, 추출시간 10분 조건에서도 표고에 귀리 (LE+O)를 1:1 혼합한 추출물에서 30.3%로 높은 활성이 나타났다(Fig. 4D).
곡물첨가 버섯차의 추출온도 및 추출시간별 아질산염 소거능
로스팅 버섯시료(느타리, 표고)와 곡물첨가물(귀리, 현 미)을 1:1, 3:1, 1:3 비율로 혼합한 버섯차의 추출시간 및 추출온도 조건에 따른 추출물의 1 mg/ml 농도에서의 아
질산염 소거능을 측정한 결과는 Fig. 5A-D와 같다. 추출 온도 70oC의 3분 및 10분 추출시간 조건에서 느타리에 현미를 혼합한 차(PO+B)는 모든 혼합비율에서 귀리를 혼 합한 차(PO+O)에 비하여 높은 아질산 소거능을 보였으며 특히, 추출시간 10분에서 느타리와 현미 3:1 혼합추출물 (PO+B)에서 49.4%의 가장 높은 활성을 보였다(Fig. 5A).
또한 추출온도 100oC의 추출시간 10분 조건에서 느타리 와 현미 3:1 혼합추출물(PO+B)이 49.9%의 아질산염 소 거능을 보이며 가장 높았다(Fig. 5B). 표고와 곡물첨가물 을 혼합한 경우, 추출온도 70oC의 3분 추출시간 조건에서 표고와 귀리 1:1 혼합 추출물(LE+O)과 10분 추출시간 조 건에서 표고와 귀리 3:1 혼합추출물(LE+O)에서 높은 경 향을 보였다(Fig. 7C). 100oC의 3분 추출시간 조건에서 표고와 귀리 1:1 혼합 추출물(LE+O)에서 33.1%와 10분 추출시간 조건에서 표고와 귀리 3:1 혼합 추출물(LE+O) 에서 32.6%의 아질산염 소거능을 보였다(Fig. 7D).
곡물첨가 버섯차의 추출온도 및 추출시간별 총 폴리페 놀 함량
로스팅 버섯시료(느타리, 표고)와 곡물첨가물(귀리, 현 미)을 1:1, 3:1, 1:3 비율로 혼합한 버섯차의 추출시간 및 추출온도 조건에 따른 추출물의 1 mg/ml 농도에서의 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과는 Table 4와 같다. 추출온 도 70℃와 100℃의 느타리와 현미 혼합추출물(PO+B)의 총 폴리페놀 함량이 느타리와 귀리 혼합추출물(PO+O)에 Fig. 4. DPPH radical scavenging activities of extracts at 1 mg/ml concentrations from roasted Pleurotus ostreatus + grain additives (A and B), and roasted Lentinula edodes + grain additives (C and D) by extraction times (3 min and 10 min) and extraction temperatures (A, 70?; B, 100?; C, 70?; D, 100?). PO+O is the mixtures of P. ostreatus + oat, PO+B is the mixtures of P. ostreatus + brown rice, LE+O is the mixtures of L. edodes + oat, and LE+B is the mixtures of L. edodes + brown rice. Gray bars indicate positive control. The results are obtained from three replications (n=3).
비하여 월등히 높았으며, 특히 70oC의 10분 추출시간 조 건에서 느타리와 현미 1:3 혼합추출물(PO+B)의 함량치는 16.2 mg GAE/g, 100oC의 10분 추출시간 조건에서 느타
리와 현미 1:3 혼합추출물(PO+B)의 함량치는 14.1 mg GAE/g으로 가장 높았다. 표고와 곡물혼합물의 경우, 추출 온도 70oC와 100oC의 표고와 현미 혼합추출물(LE+B)의 Fig. 5. Nitrite scavenging activities of extracts at 1 mg/ml concentrations from roasted Pleurotus ostreatus + grain additives (A and B), and roasted Lentinula edodes + grain additives (C and D) by extraction times (3 min and 10 min) and extraction temperatures (A, 70oC; B, 100oC; C, 70oC; D, 100oC). PO+O is the mixtures of P. ostreatus + oat, PO+B is the mixtures of P.
ostreatus + brown rice, LE+O is the mixtures of L. edodes + oat, and LE+B is the mixtures of L. edodes + brown rice. Gray bars indicate positive control. The results are obtained from three replications (n=3).
Table 4. Total polyphenol contents of extracts at 1 mg/ml concentrations from roasted Pleurotus ostreatus + grain additives, and roasted Lentinula edodes + grain additives by extraction times (3 min and 10 min) and extraction temperatures (70oC, and 100oC)
Temp. Time
Ratio Total polyphenol contents (mg GAE/g)
(oC) (min) PO+O PO+B LE+O LE+B
70
3
1:1 6.46 ± 0.36 14.79 ± 0.50 6.86 ± 0.24 7.57 ± 0.27
1:3 4.87 ± 0.14 14.08 ± 0.36 6.70 ± 0.27 7.41 ± 0.14
3:1 6.06 ± 0.14 12.97 ± 0.27 7.25 ± 0.14 5.98 ± 0.14
10
1:1 7.49 ± 0.60 15.11 ± 0.27 6.70 ± 0.14 8.84 ± 0.36
1:3 7.57 ± 0.41 16.22 ± 0.36 7.17 ± 0.14 7.97 ± 0.14
3:1 6.94 ± 0.36 13.92 ± 0.14 6.94 ± 0.14 6.14 ± 0.24
100
3
1:1 4.95 ± 0.24 10.51 ± 0.96 6.70 ± 0.27 7.25 ± 0.36
1:3 5.59 ± 0.14 11.86 ± 0.24 6.38 ± 0.63 7.49 ± 0.14
3:1 6.22 ± 0.14 12.17 ± 0.27 5.27 ± 0.27 6.30 ± 0.14
10
1:1 5.03 ± 0.14 12.73 ± 0.14 6.22 ± 0.14 6.78 ± 0.14
1:3 5.43 ± 0.24 14.08 ± 0.55 6.22 ± 0.60 6.22 ± 0.14
3:1 5.35 ± 0.14 11.86 ± 0.27 5.51 ± 0.27 7.73 ± 0.14
PO+O is the mixtures of P. ostreatus + oat, PO+B is the mixtures of P. ostreatus + brown rice, LE+O is the mixtures of L. edodes + oat, and LE+B is the mixtures of L. edodes + brown rice.
The results are represented by the mean ± S.D. of values obtained from three replications (n=3).
총 폴리페놀 함량이 표고와 귀리 혼합추출물(LE+O)에 비 하여 높은 경향치를 보였으며, 70oC의 10분 추출시간 조 건에서 표고와 현미 1:1 혼합추출물(LE+B)은 8.84 mg GAE/g로 가장 높은 함량을 나타냈다.
곡물첨가 버섯차의 추출온도 및 추출시간별 베타글루칸 함량
로스팅 버섯시료(느타리, 표고)와 곡물첨가물(귀리, 현 미)을 1:1, 3:1, 1:3 비율로 혼합한 분말시료에 대한 베타 글루칸 함량을 분석한 결과는 Table 5와 같다. 느타리와 귀리 혼합물(PO+O)과 느타리와 현미 혼합물(PO+B) 중 에서 3:1 혼합비율에서의 베타글루칸 함량은 각각 24.2%
와 31.9%로 다른 혼합비율에 비하여 높게 나타났다. 표고 와 귀리 3:1 혼합물(LE+O)의 베타글루칸 함량은 29.2%
이었으며 표고와 현미 혼합물(LE+B)는 34.4%로 다른 혼 합비율의 함량치에 비하여 높았다. 느타리와 곡물혼합물 과 비교하여 표고와 곡물혼합물의 베타글루칸 함량이 높 은 것으로 나타났다.
느타리와 곡물첨가물의 혼합비율별 아미노산 성분함량 변화
로스팅 느타리시료와 곡물첨가물(귀리, 현미)을 1:1, 3:1, 1:3 비율로 혼합한 분말시료에 대한 아미노산 성분함 량을 분석한 결과는 Table 6과 Fig. 6 (A, B)과 같다. 아 미노산은 주로 단백질 구성성분으로 세포의 성장과 유지
하기 위한 신진대사 및 에너지 생성에 중요한 영양소로서 근육의 원료물질로 에너지를 발생시키며, 신진대사의 촉 매역할과 인체조직의 재생과 회복에 크게 관여하는 것으 로 알려져 있다(Park et al., 2017). 아미노산은 크게 필수 아미노산과 비필수 아미노산으로 나뉘며, 필수 아미노산 은 체내에서 합성되지 않거나 충분한 양이 합성되지 않아 반드시 식품을 통해서 섭취해야 하는 중요한 성분이며 이 러한 필수 아미노산의 부족은 성장기에 성장지연의 유발, 성인기에는 체중감소 등을 초래한다(Kwon and Choi, 2018; Park et al., 2017). 따라서 식품의 단백질 중에 포 함된 필수 아미노산 함량은 단백질의 영양적 가치평가의 중요한 기준이 된다. 느타리와 귀리 혼합물(PO+O) 중에 서 1:1 혼합비율의 총 아미노산 함량은 1340.5 mg/kg이 며 총 필수아미노산 함량은 423.9 mg/kg으로 다른 혼합 비율에 비하여 가장 높았다(Table 6). 아미노산 성분 중, 감칠맛을 담당하는 아미노산 성분인 글루탐산(Glu)과 단 맛을 나타내는 성분 중 세린(Ser)은 느타리의 혼합비율이 높은 3:1 혼합물에서 높게 나타났으며, 그 이외의 대부분 의 아미노산 성분들은 1:1 혼합비율에서 높게 검출되는 것으로 나타났다(Fig. 6A). 특히 시스테인(Cys)의 경우, 1:1과 1:3의 혼합비율에서 3:1의 비율에 비하여 월등히 높 았다. 느타리와 현미 혼합물(PO+B)의 경우, 1:1 혼합비율 Table 5. β-glucan contents of roasted Pleurotus ostreatus +
grain additives, and roasted Lentinula edodes + grain additives by mixing ratios
Mushrooms + grain additives
Mixing ratio
β-glucan contents (% w/w) P. ostreatus + oat (PO+O) 1:1 17.88 ± 0.58
1:3 20.44 ± 0.23 3:1 24.19 ± 1.13 P. ostreatus + brown rice
(PO+B) 1:1 24.55 ± 0.56
1:3 19.64 ± 0.66 3:1 31.90 ± 0.70 L. edodes + oat (LE+O) 1:1 27.11 ± 0.17 1:3 18.09 ± 0.69 3:1 29.22 ± 0.10 L. edodes + brown rice
(LE+B) 1:1 20.83 ± 0.32
1:3 15.68 ± 0.32 3:1 34.36 ± 0.07 The results are represented by the mean ± S.D. of values obtained from three replications (n=3).
Table 6. Total amino acid and essential amino acid contents of roasted Pleurotus ostreatus + grain additives, and roasted Lentinula edodes + grain additives by mixing ratios
Mushrooms + grain additives
Mixing ratio
Amino acids content (mg/kg) Total amino
acid
Essential amino acid P. ostreatus + oat
(PO+O) 1:1 1340.5 ± 50.3 423.9 ± 12.7 1:3 979.4 ± 32.8 317.1 ± 15.6 3:1 1130.4 ± 56.1 324.2 ± 29.5 P. ostreatus + brown
rice (PO+B) 1:1 1397.0 ± 53.8 433.7 ± 16.7 1:3 1191.3 ± 32.2 387.7 ± 12.5 3:1 1333.8 ± 58.6 430.6 ± 19.0 L. edodes + oat
(LE+O) 1:1 1093.3 ± 29.1 374.2 ± 19.7 1:3 1012.2 ± 43.9 335.6 ± 26.0 3:1 1230.3 ± 40.5 397.6 ± 24.3 L. edodes + brown
rice (LE+B) 1:1 1177.5 ± 53.8 380.3 ± 25.9 1:3 951.6 ± 42.7 326.8 ± 24.8 3:1 1303.6 ± 64.0 440.6 ± 10.2 The results are represented by the mean ± S.D. of values obtained from three replications (n=3).
의 총 아미노산 함량은 1397.0 mg/kg이며 총 필수아미노 산 함량은 433.7 mg/kg으로 다른 혼합비율에 비하여 가 장 높았다. 아미노산 성분 중에서 시스테인(Cys) 성분이 가장 높게 검출되었으며, 혼합비율 1:1 가장 많았다. 그 이외에 아스파르트산(Asp), 글루탐산(Glu), 세린(Ser)은 1:3 혼합비율에서 높게 나타났으며, 히스티딘(His), 페닐 알라닌(Phe)은 3:1의 혼합비율에서 가장 높은 함량치를 보였다(Fig. 6B). An et al. (2020)에 의하면 회전드럼식 로스팅 처리한 느타리 시료의 총 아미노산 함량은 928.8 mg/kg인 것으로 보고하고 있어, 본 연구에서 수행한 곡물 혼합물의 총 아미노산 함량이 높은 것으로 확인되었다.
다만 단맛과 감칠맛을 나타내는 아미노산 성분이 월등히 높았던 귀리를 혼합함에 따른 느타리와 귀리 혼합물 (PO+O)에서의 아미노산 성분함량의 상승효과는 나타나 지 않았다.
표고와 곡물첨가물의 혼합비율별 아미노산 성분함량 변 화
로스팅 표고시료와 곡물첨가물(귀리, 현미)을 1:1, 3:1, 1:3 비율로 혼합한 분말시료에 대한 아미노산 성분함량을 분석한 결과는 Fig. 7(A, B)와 같다. 표고와 귀리 혼합물
(LE+O) 3:1의 비율에서 총 아미노산 함량은 1230.3 mg/
kg이며 총 필수아미노산 함량은 397.6 mg/kg으로 다른 혼합비율에 비하여 가장 높았다(Table 6). 아미노산 성분 중 시스테인(Cys) 성분이 가장 높게 나타났으며, 감칠맛 과 단맛을 담당하는 글루탐산(Glu)과 알라닌(Ala), 쓴맛을 나타내는 알기닌(Arg), 히스티딘(His), 발린(Val), 메티오 닌(Met), 페닐알라닌(Phe) 성분도 다른 비율에 비하여 1:3 혼합비율에서 높게 검출되었다(Fig 7A). 표고와 현미 혼 합물(LE+B)에서 대부분의 아미노산 성분들은 3:1 혼합비 율에서 가장 높은 함량치를 나타냈으며 총 아미노산 함량 은 1303.6 mg/kg이며 총 필수아미노산 함량은 440.6 mg/
kg으로 다른 혼합비율에 비하여 가장 높았다. 시스테인 (Cys)은 1:3 혼합비율에서 아미노산 성분들 중에서 가장 높은 함량으로 검출되었다. 아스파르트산(Asp), 세린 (Ser), 글루탐산(Glu), 글리신(Gly), 히스티딘(His), 발린 (Val), 메티오닌(Met), 류신(Leu), 이소류신(Ile), 페닐알라 닌(Phe) 등은 1:3 혼합비율에서 높게 나타났다(Fig. 7B).
총 아미노산과 총 필수아미노산 함량으로 비교하였을 경 우, 표고와 현미의 혼합물의 아미노산 성분 함량이 귀리 를 혼합한 것에 비하여 높은 것으로 나타났다.
Fig. 6. Amino acid contents of extracts by mixing ratios from the mixtures of roasted edible musrhooms and grain additives.
(A) is the mixture of Pleurotus ostreatus + oat, and (B) is the mixture of P. ostreatus + brown rice (Asp, Aspartic acid; Ser, Serine; Glu, Glutamic acid; Gly, Glycine; His, Histidine; Arg, Arginine; Thr, Threonine; Ala, Alanine; Pro, Proline; Cys, Cystine;
Tyr, Tyrosine; Val, Valine; Met, Methionine; Lys, Lysine; Ile, Isoleucine; Leu, Leucine; Phe, Phenylalanine).
적 요
본 연구에서는 느타리(Pleurotus ostreatus)와 표고 (Lentinula edodes) 버섯차 개발을 위하여 귀리(oat)와 현 미(brown rice)를 부재료로 사용함으로서 버섯 특유의 향 미를 저감시킴과 동시에 곡물류 특유의 고소함과 영양학 적 가치 향상을 기대하였다. 이에 버섯시료의 가공방법 중 열풍건조 및 로스팅 처리에 의한 생리활성 및 영양성 분의 변화를 분석한 결과, 느타리와 표고의 열풍건조 및 로스팅 시료 사이의 DPPH 라디컬 소거능과 아질산염 소 거능의 차이는 크게 없었으나, 총 폴리페놀 함량과 베타 글루칸 함량은 로스팅 처리에 의하여 함량치가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 로스팅 처리된 귀리와 현미의 생 리활성과 영양성분을 비교한 결과, 귀리의 DPPH 라디컬 소거능 및 베타글루칸 함량은 현미에 비하여 높은 것으로 나타났으며, 귀리는 높은 글루탐산(Glu) 성분 등을 포함 하여 모든 아미노산 성분이 현미보다 높게 나타났다. 로
스팅 버섯 시료와 부재료의 혼합비율별 추출온도 및 추출 시간 조건에 따른 생리활성 분석결과, DPPH 라디컬 소거 능은 로스팅 표고와 귀리 1:1 혼합물(LE+O)의 100oC, 3 분 추출조건에서 33.5%로 가장 높았으며, 아질산염 소거 능은 느타리와 현미 3:1 혼합물(PO+B)의 100oC, 10분 추 출조건에서 49.9%로 가장 높은 소거활성을 보였다. 총 폴 리페놀 함량은 70℃의 10분 추출시간 조건에서 느타리와 현미 3:1 혼합추출물(PO+B)의 함량치가 16.2 mg GAE/g 로 가장 높았으며, 베타글루칸 함량은 표고와 현미 (LE+B) 3:1 혼합물에서 34.4%로 다른 혼합비율의 함량치 에 비하여 높았다. 아미노산 분석결과, 느타리와 현미 혼 합물(PO+B) 중 1:1 혼합비율에서 필수 아미노산 성분함 량이 다른 혼합비율에 비하여 높았으며, 표고와 현미 (LE+B) 혼합물 3:1의 비율에서 필수아미노산 성분 함량 이 가장 높았다. 아미노산 성분 중 단맛과 감칠맛을 나타 내는 성분함량이 월등히 높았던 귀리를 혼합함에 따른 느 타리, 표고와 귀리 혼합물에서의 아미노산 성분함량의 상 Fig. 7. Amino acid contents of extracts by mixing ratios from the mixtures of roasted edible musrhooms and grain additives.
(A) is the mixture of Lentinula edodes + oat, and (B) is the mixture of L. edodes + brown rice (Asp, Aspartic acid; Ser, Serine;
Glu, Glutamic acid; Gly, Glycine; His, Histidine; Arg, Arginine; Thr, Threonine; Ala, Alanine; Pro, Proline; Cys, Cystine; Tyr, Tyrosine; Val, Valine; Met, Methionine; Lys, Lysine; Ile, Isoleucine; Leu, Leucine; Phe, Phenylalanine).
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