팥 앙금 제조과정에서 발생하는 자숙액의 이화학적 특성 ⁃

팥 앙금 제조과정에서 발생하는 자숙액의 이화학적 특성

⁃ 연구노트 ⁃

이연지¹․김원석²․전유진³․김용태¹

1군산대학교 식품생명공학과

2신라대학교 바이오산업학부 제약공학전공

3제주대학교 수산생명의학전공

Physicochemical Properties of the Processed Water Generated During Red Bean Paste Preparation

Yeon-Ji Lee

, Won-Suk Kim

, You-Jin Jeon

, and Yong-Tae Kim

1

Department of Food Science and Biotechnology, Kunsan National University

2

Major in Pharmaceutical Engineering, Division of Bioindustry, Silla University

3

Department of Marine Life Sciences, Jeju National University

ABSTRACT This study examined the physicochemical properties of three types of processed water (PW) generated during red bean paste preparation. The three types of PW were prepared by heat treatment for 35 min at 95℃ (1st PW), 35 min at 95℃ (2nd PW), and 20 min at 100℃ (3rd PW), sequentially. The yield of the 1st PW, 2nd PW, and 3rd PW were 3.95%, 4.14%, and 3.17%, respectively. The moisture and crude ash contents of the PW decreased and crude protein contents increased with increasing number of times boiling. On the other hand, the crude lipid and carbohydrate contents of the PW were similar. The total pectin contents of the 1st PW, 2nd PW, and 3rd PW were 294.40 mg/g, 179.23 mg/g, and 145.66 mg/g, respectively. The turbidities of the PW decreased with increasing number of times boiling. The Hunter L-value of the PW increased with increasing number of times boiling, whereas the a-value decreased. The potassium, phosphorus, magnesium, sodium, and calcium were the main minerals in the PW and the total mineral content in the 1st PW, 2nd PW, and 3rd PW were 8,591 mg/100 g, 7,731 mg/100 g, and 7,075 mg/100 g, respectively. The total amino acid contents of the PW were 6,721~17,404 mg/100 g and the 3rd PW showed the highest total amino acid content. The order of high amino acid contents of the 3rd PW was as follows: glutamic acid> aspartic acid> lysine> arginine. The free amino acid contents of the PW decreased with increasing number of times boiling. Among the free amino acids in the 1st PW, glutamic acid, asparagine, arginine, and aspartic acid were the main amino acids. These results indicate that the 1st PW was contains various kinds of functional materials.

Key words: amino acid analysis, by-product, pectin, physicochemical property, red bean paste

Received 7 November 2018; Accepted 28 January 2019 Corresponding author: Yong-Tae Kim, Department of Food Science and Biotechnology, Kunsan National University, Gunsan 54150, Korea

E-mail: [email protected], Phone: +82-63-469-1824

Author information: Yeon-Ji Lee (Graduate student), Won-Suk Kim (Professor), You-Jin Jeon (Professor), Yong-Tae Kim (Professor)

서 론

팥(small red bean, azuki bean,

Vigna angularis

12 cm이고 그 속에는 6~8개의 종자를 가지고 있으며, 종자 의 길이는 6~7 mm 정도이다. 팥의 종피색은 품종 및 재배 조건에 따라 적색, 흑색, 백색, 녹색, 갈색 또는 이들 색이 혼합된 얼룩무늬 등 다양하나 적색팥이 가장 많이 유통되고 있다. 팥은 한국을 비롯한 중국 및 일본 등 동아시아의 온대

지역에서 주로 재배되고 있으며, 다른 작물에 비해 기후 및 토양에 적응성이 양호할 뿐만 아니라 생육 기간이 짧아 작부 체계에 유용하게 이용되고 있다(1,2).

팥은 단백질(20~25%)과 탄수화물(55~70%) 함량이 높 고, 지방(0.5~2.1%) 함량이 낮은 영양학적으로 매우 우수한 고단백 고에너지 식품의 중요한 급원이라고 할 수 있다(3).

탄수화물 대부분은 전분으로 이루어져 있으며, 팥은 100 g 당 337 kcal의 열량을 내는 것으로 보고되어 있다(4). 단백 질의 대부분은 글리시닌으로 발린을 제외한 필수아미노산 이 풍부하며, 특히 쌀의 제한아미노산인 라이신 함량이 높아 혼식하면 아미노산 보족 효과로 단백질의 질을 향상시켜준 다(4). 더구나 팥에는 비타민 B1을 포함한 각종 비타민, 칼 슘, 인 등의 미네랄이 다량 함유되어 있고(5,6), 안토시아닌 과 사포닌을 비롯한 다양한 생리활성물질이 함유된 것으로 알려져 있다(6). 팥은 우리 음식문화에서 단맛과 붉은 색감

을 나타내는 부재료로써 매우 긴요하게 쓰이고 있으며, 현재 시장에서는 팥죽이나 떡, 빵, 과자 등의 부재료뿐만 아니라 앙금, 양갱, 빙과제조용과 팥 음료 등의 주재료로도 많이 이 용되고 있다(3,4,6). 팥에 관한 연구로는 팥 재배, 종자 개량 및 품종에 대한 연구(1,7,8), 팥의 성분 분석 및 색깔에 대한 연구(9,10) 및 물리적인 특성 등에 관한 연구(2,11) 등이 진 행되었다. 또한 팥 껍질의 색소는 안토시아닌계의 시아니딘 으로 알려져 있으며(12) 이들 색소는 항산화(13,14) 및 항종 양(15) 효과를 나타내는 것으로 보고되어 있고, 팥 추출물에 대한 연구로는 발암 억제 효과(16), 구강 세균에 대한 항균 활성(17) 및 혈압 상승 억제(18) 효과 등이 알려져 있다.

팥 앙금 및 분말 제조과정에서는 팥의 아린 맛을 제거하기 위하여 90°C 정도의 고온에서 약 20분간 자숙한 후 그 1차 자숙액을 버린 다음 회수한 팥을 고온 고압에서 다시 한번 자숙하여 삶은 팥을 제조한 후, 적당한 방법으로 팥 앙금 및 팥 관련 제품을 제조한다(4). 이처럼 팥 제조공정 중 폐기 되는 자숙액에는 팥 맛에 큰 영향을 주는 시아니딘 배당체, 탄닌, 우론산 및 조사포닌뿐만 아니라 항산화, 항균 활성 및 콜레스테롤 수치의 감소 등에 유용한 생리기능성 물질이 다 량 포함된 것으로 추정하고 있다(2,14,19,20). 팥 앙금 가공 공정 중 발생하는 자숙액에 대한 연구로는 국내산 팥 침출액 의 일반성분 분석, 유리당 측정 및 조사포닌 함량에 대한 연 구와 팥 증자액을 이용한 팥 음료 개발에 관한 연구가 보고 되어 있을 뿐이다(4). 따라서 팥 앙금 제조과정 중 발생하는 자숙액에 함유된 다양한 영양성분 및 기능성 물질을 회수하 여 이용할 목적으로 본 연구에서는 팥 가공부산물인 팥 자숙 액의 이화학적 성분 분석을 통하여 생리기능성 소재 또는 식품가공 소재로서의 이용 가능성을 검토하였다.

재료 및 방법

팥 자숙액의 제조

본 연구에서 사용한 팥은 2016년 중국산 팥으로 (주)대두 식품(Gunsan, Korea)에서 수입하여 제품 생산에 사용하는 것을 분양받아 사용하였다. 팥 자숙액의 제조방법은 (주)대 두식품의 팥 앙금 제조공정을 참고하여 아래와 같이 팥 자숙 액을 제조하였다. 팥 1 kg을 냄비 속에 넣고, 여기에 0.15%

NaHCO3가 함유된 증류수 4 L를 가하여 95°C에서 35분간 가열(1차 삶음)하여 데칸테이션으로 상층액을 분리하였다 (1차 자숙액). 1차 삶은 팥의 무게를 칭량한 후 냄비에 넣고, 그 무게의 2배 증류수(w/v)를 가하여 95°C에서 35분간 가 열(2차 삶음)하여 데칸테이션으로 상층액을 분리하였다(2 차 자숙액). 2차 삶은 팥의 무게를 칭량한 후 냄비에 넣고, 그 무게의 2배 증류수(w/v)(0.02% 폴리인산나트륨 함유)를 가하여 100°C의 autoclave에서 20분간 자숙(3차 삶음)하 여 데칸테이션으로 상층액을 분리하였다(3차 자숙액). 이처 럼 제조한 1차, 2차 및 3차 팥 자숙액을 동결 건조한 후 -20

°C 냉동고에 보관하면서 일반성분 및 영양성분 분석 실험에 사용하였다.

일반성분 분석

팥 자숙액의 일반성분은 AOAC법(21)에 따라 수분 함량 은 105°C 상압건조법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550°C 건식회화법으로 분석하였다. 조단백질은 Kjeldahl법 을 개량한 방법인 붕산에 의한 암모니아 포집법에 따라 정량 하였다. 탄수화물 함량은 고형분의 총량에서 수분, 회분, 단 백질 및 지방의 함량을 뺀 값으로 나타내었다. 모든 분석은 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

알코올 불용성 물질의 제조 및 펙틴질 분획 추출･정량

펙틴 정량은 Gye(22)의 방법에 따라 아래와 같이 분석하 였다. AIS 2 g에 증류수 100 mL를 가한 용액을 100°C의 수조에서 1시간 동안 가열한 후 여과지(No. 2, Advantec, Tokyo, Japan)로 여과하여 열수 가용성 펙틴질을 제조하였 다. 여과 후 남은 잔사에 4% sodium hexametaphosphate 용액 100 mL를 가한 다음 실온에서 30분 동안 교반하여 여과지로 여과해 인산 가용성 펙틴질을 제조하였다. 남은 잔사에 0.05 N HCl을 100 mL 가하여 끓는 수조에서 1시간 동안 가열한 후 그 여액인 염산 가용성 펙틴질을 제조하여 펙틴질 분석에 사용하였다.

각각의 분획물은 Carbazole 비색법(23)에 따라 각 시료 용액 0.5 mL와 진한 황산 3 mL를 잘 혼합한 후 끓는 수조에 서 15분간 가열하고 냉각시켰다. 여기에 carbazole reagent 0.25 mL를 첨가하여 25분간 정치시킨 다음 525 nm에서 흡광도를 측정하여 galacturonic acid monohydrate 검량 선에 의해 함량을 산출하였다.

탁도 및 색도 측정

각 시료(증류수로 5배 희석)의 탁도는 spectrophotom- eter(Optizen Pop, KLAB, Daejeon, Korea)를 사용하여 파 장 600 nm에서 투과도(transmittance)를 측정하였다(8).

색도는 Lee 등(24)의 방법에 따라 색차계(JC801, Color Techno System Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 L (명도), a(적색도) 및 b(황색도) 값을 측정하였다. 시료당 3 회 반복하여 측정한 후 그 평균값을 나타내었다. 측정 시 사용한 표준 백색판(calibration plate)은 L값이 96.5, a값 은 -0.13, b값은 -0.05였다.

Table 1. Yield and proximate composition of the processed waters (PW) generated during red bean paste preparation (%)

1st PW 2nd PW 3rd PW

3.95±0.23²⁾ 4.14±0.33 3.17±0.75

3.16±0.38 1.86±0.07 1.50±0.05

21.02±1.12 15.78±0.13 13.62±0.07

13.87±0.25 16.89±0.11 20.39±0.17

0.32±0.03 2.09±0.40 0.99±0.03

61.62±1.33 63.37±0.61 63.49±0.22

1)1st PW, 1st processed waters; 2nd PW, 2nd processed waters; 3rd PW, 3rd processed waters.

2)Data are given as mean±SD (n=3).

무기질 분석

시료의 무기질 함량은 군산대학교 친환경분석연구센터에 의뢰하여 유도결합 플라즈마방출분광기(ICP, inductively coupled plasma optical emission spectrophotometer, iCAP7400DUO, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) 로 분석하였다. 즉 테프론 분해 용기에 시료 0.3 g을 취하여 7 mL의 중금속 분석용 고순도 70%(v/v) 질산을 가한 다음 시료가 완전히 분해될 때까지 Microwave digestion sys- tem에서 가열하였다. 가열 분해한 시료를 2% 질산으로 최 종 25 mL로 정용한 것을 0.45 μm membrane filter로 여과 한 후, 이를 유도결합플라즈마방출 분광기로 분석하였다. 무 기질의 농도(mg/100 g sample)는 100 g의 시료에 대한 mg 으로 환산하여 나타내었다.

구성 아미노산 분석

각 시료의 구성 아미노산 분석은 각 고상의 시료(100 mg) 에 5 mL의 6 N HCl을 가하여 혼합한 후, 감압 밀봉(질소가 스 충진)하여 110°C의 heating block에서 24시간 동안 가 수분해를 하였다. 시료의 산 가수분해물은 glass filter를 장 착한 감압여과 장치로 여과한 후 50°C에서 rotary evapo- rator로 산을 제거한 다음, sodium citrate buffer(pH 2.2) 를 사용해 10 mL로 정용하여 분석용 시료로 사용하였다.

1 mL의 시료를 취하여 0.2 μm syringe filter로 여과한 후 아미노산 자동분석기(S436, Sykam GmbH, Eresing, Ger- many)로 구성 아미노산 함량을 분석 및 정량하였다.

유리 아미노산 분석

유리 아미노산 분석은 각 시료 1 g을 칭량하여 증류수 20 mL를 첨가한 후 30°C의 진탕 항온수조(130 rpm)에서 1시간 동안 추출하여 원심분리(4,000 rpm, 20 min) 하였다.

상층액은 rotary evaporator로 증류수를 제거한 후 0.12 N lithium citrate buffer(pH 2.2)를 사용하여 10 mL로 정 용하였다. 이어서 정용한 용액에 sulfosalicylic acid 0.2 g 을 첨가하여 4°C에서 1시간 방치하였다. 방치가 끝난 시료 는 0.2 μm membrane filter로 여과하고 이 중 1 mL를 0.12 N lithium citrate buffer(pH 2.2)와 혼합하여 적절한 농도 로 희석한 후, 그중 1 mL를 취하여 아미노산 자동분석기 (S430, Sykam GmbH)를 이용하여 유리 아미노산의 함량을 정량 분석하였다. 각 시료의 분석 결과는 100 g 시료에 대한 개별 아미노산의 양(mg)으로 나타내었다.

통계처리

실험 결과는 SPSS 22 package program(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)으로 통계처리 하여 3회 측정한 값의 평 균±표준편차로 나타내었다. 각 시료 간의 유의성 검정은 분 산분석(ANOVA)을 한 후

P

결과 및 고찰

팥 자숙액의 수율 및 일반성분

본 연구에서 제조한 팥 1차, 2차 및 3차 자숙액의 수율 및 일반성분 분석 결과는 Table 1에 나타내었다. 팥 앙금 제조공정 중 발생하는 세 단계의 자숙액을 각각 회수하여 동결 건조한 결과 1차 자숙액의 수율은 3.95%, 2차 자숙액 은 4.14%, 3차 자숙액은 3.17%로 자숙과정에서 전체 팥 중량의 약 11.3%의 구성성분이 소실되는 것으로 확인되었 다. 일반성분 분석 결과, 각 자숙액의 수분(1차 3.16%; 2차 1.86%; 3차 1.50%)과 회분(1차 21.02%; 2차 15.78%; 3차 13.62%) 함량은 팥의 삶는 횟수가 증가할수록 감소하는 경 향을 보였다. 한편, 조단백질 함량은 1차 자숙액이 13.87%, 2차 자숙액이 16.89%, 3차 자숙액이 20.39%로 팥의 삶는 횟수에 따라 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 또한 팥 1 차, 2차 및 3차 자숙액의 지방 함량은 1~2% 전후이고, 탄수 화물의 함량은 61~63% 전후로 팥의 삶는 횟수에 따른 변화 는 없는 것으로 나타났다.

팥 자숙액의 펙틴 함량

팥 1차, 2차 및 3차 자숙액 각각의 알코올 불용성 성분을 추출하여 열수 가용성 펙틴((hot water soluble pectin, HWSP), 인산 가용성 펙틴(sodium hexametaphosphate pectin, HXSP), 염산 가용성 펙틴(HCl soluble pectin, HCLSP) 및 총 펙틴 함량을 Table 2에 나타내었다. 팥 1차 자숙액의 총 펙틴 함량은 294.40 mg/g, 2차 자숙액은 179.23 mg/g, 3차 자숙액은 145.66 mg/g으로 1차 자숙액의 총 펙 틴 함량이 2차 및 3차 자숙액의 펙틴 함량에 비해 다소 높은 것으로 확인되었다. 세 가지 펙틴 분획의 비율에서 HWSP 및 HXSP의 펙틴 함량은 팥의 삶는 횟수에 따라 점차 감소하 는 것으로 확인되었으며, HCLSP의 펙틴 함량에서는 3차 자숙액에서 16.33 mg/g으로 가장 높은 함량을 보였다. Kim 등(25)은 강낭콩으로 떡고물을 제조하는 과정에서 강낭콩

Table 2. Contents of pectic substances of the processed waters (PW) generated during red bean paste preparation (mg/g)

Sample¹⁾ HWSP²⁾ HXSP³⁾ HCLSP⁴⁾ Total pectin⁵⁾

1st PW 2nd PW 3rd PW

260.06±7.02⁶⁾ 166.63±10.39 126.40±9.50

21.26±1.00 4.30±0.51 2.90±0.10

13.03±0.23 8.36±1.15 16.33±7.62

294.40±7.84 179.23±11.78 145.66±7.09

1)Refer to Table 1.

2)HWSP: hot water soluble pectin.

3)HXSP: 0.4% sodium hexametaphosphate soluble pectin.

4)HCLSP: 0.05 N HCL soluble pectin.

5)Total pectin: HWSP+HXSP+HCLSP.

6)Data are given as mean±SD (n=3).

Table 3. Turbidity and Hunter’s color value of the processed waters (PW) generated during red bean paste preparation

Sample¹⁾ Turbidity Hunter color value

L-value a-value b-value

1st PW 2nd PW 3rd PW

1.104±0.003^a2)3) 0.999±0.009^b 0.193±0.000^c

10.44±0.03^c 38.38±0.04^b 83.63±0.04^a

27.20±0.06^a 20.59±0.02^b 8.28±0.03^c

17.81±0.05^c 40.27±0.02^a 21.84±0.06^b

1)Refer to Table 1.

2)Data are given as mean±SD (n=3).

3)Means with different letters (a-c) within a column are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.

Table 4. Mineral contents of the processed waters generated dur-

Minerals 1st PW¹⁾ 2nd PW 3rd PW Na

Mg K Ca Fe Cu Zn P S Mn

Si Al

497.0±17.7^a2)3) 597.9±15.9^a 6,521.2±32.3^a 170.3±6.2^a 9.2±0.3^b 1.5±0.0^c 8.8±0.3^a 684.5±10.6^c 82.4±1.4^a 3.1±0.1^a 9.9±0.3^a 5.5±0.2^a

270.5±13.8^c 537.9±22.5^b 5,669.9±45.0^b 72.8±5.1^b 10.8±0.6^a 1.9±0.1^b 3.1±0.1^c 1,081.8±22.7^b 70.7±2.0^b 0.5±0.0^c 8.2±0.1^b 3.3±0.0^b

395.9±21.6^b 394.1±4.3^c 4,646.8±19.2^c 54.5±2.9^c 5.5±0.5^c 2.2±0.1^a 4.0±0.1^b 1,498.8±28.8^a 63.81±1.7^c 0.7±0.0^b 6.4±0.1^c 2.6±0.1^c

Total 8,591 7,731 7,075

1)Refer to Table 1.

2)Values are mean±SD (n=3).

3)Means with different letters (a-c) within a row are significantly different at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.

에 함유된 총 펙틴질의 35%만이 고물에 남아있고, 나머지 65%는 소실되었다고 보고하였다. 고물 제조과정의 단계별 펙틴질을 정량한 결과 총 펙틴질 중 용해성 펙틴으로 21%, 잔류물의 펙틴질로 44%가 고물 제조과정 중 소실하였다고 밝혀졌다(25). 따라서 본 연구에서 팥 자숙액의 펙틴 함량이 높은 것은 팥을 삶는 과정에서 팥에 함유된 용해성 펙틴질의 다량 추출에 기인한 것으로 생각된다.

팥 자숙액의 탁도 및 색도 변화

팥 1차, 2차 및 3차 자숙액의 탁도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 각 자숙액을 증류수로 5배 희석하여 각각 의 탁도를 측정한 결과, 1차 자숙액은 OD₆₀₀=1.104, 2차 자숙액은 OD₆₀₀=0.999, 3차 자숙액은 OD₆₀₀=0.193으로 확 인되었다. 팥의 1차 자숙액의 탁도가 가장 높았고, 3차 자숙 액의 탁도는 1차의 탁도에 비하여 약 6배 낮아졌다. 팥의 삶는 횟수가 증가함에 따라 자숙액의 탁도는 순차적으로 감 소하는 경향을 보였다.

팥 자숙액의 색도 측정 결과는 Table 3에 나타내었다.

명도를 나타내는 L값의 경우 1차 자숙액은 10.44, 2차 자숙 액은 38.38, 3차 자숙액은 83.63으로 팥의 삶는 횟수가 증 가하면서 순차적으로 증가하는 경향을 보였으며, 각 자숙액 간에 유의적인 차이를 나타냈다(

P

자숙액은 21.09, 2차 자숙액은 26.36, 3차 자숙액은 23.5이 며, a값은 1차 자숙액 -0.10, 2차 자숙액 -0.70, 3차 자숙액 -1.75이고, b값은 1차 자숙액 4.42, 2차 자숙액 -5.72, 3차 자숙액 -6.05로 보고하였다. 본 실험 결과와 Hwang 등(4) 의 결과를 비교해보면 명도, 적색도, 황색도가 다소 차이 나 는 것으로 판단된다. 이러한 색도 결과의 차이는 팥의 종류, 재배 생산지, 추출 온도 및 시간 등의 조건 차이에 의한 것으 로 생각된다.

팥 자숙액의 무기질 성분

각 자숙액의 무기질 함량을 측정한 결과는 Table 4에 나 타내었다. 모든 자숙액의 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 칼륨

Table 5. Total amino acid composition of the processed waters

Amino acid 1st PW¹⁾ 2nd PW 3rd PW Aspartic acid

Threonine^* Serine Glutamic acid Proline Glycine Alanine Cysteine Valine^* Methionine^* Isoleucine^* Leucine^* Tyrosine Phenylalanine^* Histidine Lysine^* Arginine

1,381 (20.5)²⁾ 260 (3.9) 203 (3.0) 1,764 (26.2) 211 (3.1) 294 (4.4) 263 (3.9) 141 (2.1) 284 (4.2) 89 (1.3) 133 (2.0) 142 (2.1) 164 (2.4) 145 (2.2) 344 (5.1) 200 (3.0) 703 (10.5)

1,956 (16.3) 708 (5.9) 481 (4.0) 2,777 (23.1) 362 (3.0) 690 (5.7) 616 (5.1) 195 (1.6) 501 (4.2) 149 (1.2) 259 (2.2) 319 (2.7) 356 (3.0) 268 (2.2) 514 (4.3) 805 (6.7) 1,052 (8.8)

2,454 (14.1) 995 (5.7) 842 (4.8) 3,686 (21.2) 629 (3.6) 908 (5.2) 988 (5.7) 208 (1.2) 696 (4.0) 188 (1.1) 429 (2.5) 625 (3.6) 511 (2.9) 494 (2.8) 786 (4.5) 1,510 (8.7) 1,455 (8.4) Total 6,721 (99.9) 12,008 (100.0) 17,404 (100.0)

1)Refer to Table 1.

2)The values in parenthesis indicate each amino acid % to total amino acid.

*Essential amino acid.

(K), 칼슘(Ca), 철(Fe), 구리(Cu), 아연(Zn), 인(P) 황(S), 망 간(Mn), 규소(Si) 및 알루미늄(Al)의 함량을 분석한 결과, 3 가지 팥 자숙액 모두 칼륨이 제일 높은 함량으로 1차 자숙액 6,521.2 mg/100 g, 2차 자숙액 5,669.9 mg/100 g, 3차 자숙액 4,646.8 mg/100 g으로 팥의 삶는 횟수 증가에 따라 칼륨의 함량은 순차적으로 감소하는 경향을 보였으며, 각 자숙액 간에 유의적인 차이를 나타냈다(

P

인>칼슘>나트륨>철의 순이라고 보고하였다. 이러한 결과 는 팥 자숙액의 칼륨>인>마그네슘>나트륨>칼슘>철의 무기 질 함량 순위와 나트륨과 칼슘의 함량에 있어서 다소 차이를 보였으나 나머지는 일치하였다. 이러한 결과는 Koh 등(5)이 보고한 내용과 같이 원료 팥을 부수지 않고 통째로 추출함으 로써 원료 중 무기성분의 용해성 차이에 의해 완전한 추출이 이루어지지 못한 결과로 생각된다.

팥 자숙액의 구성 아미노산 및 유리 아미노산의 조성

100 g sample)과 각 아미노산의 조성비(%, g/100 g of pro- tein)를 제시하였다. 각각의 팥 자숙액의 총 단백질 함량은 1차 자숙액 100 g에 대하여 6,721 mg, 2차 자숙액 12,008 mg, 3차 자숙액 17,404 mg으로, 각각을 백분율로 환산하면 6.72%, 12.00%, 17.40%로 나타났다. 이처럼 총 단백질 함 량이 1차<2차<3차 자숙액 순으로 증가하는 경향은 고온에 서 팥을 삶는 횟수가 증가하면서 점진적으로 팥 껍질에 균열 이 생겨 내부의 단백질이 용출된 것으로 판단된다. 팥 자숙액 의 구성 아미노산을 분석한 결과, 필수아미노산 비율은 1차 자숙액이 18.7%, 2차 자숙액 25.1%, 3차 자숙액 28.4%로 팥의 삶는 횟수의 증가와 함께 증가하는 경향을 보였다. 모 든 자숙액은 glutamic acid(1차 자숙액 26.2%; 2차 자숙액 23.1%; 3차 자숙액 21.2%), aspartic acid(1차 자숙액 20.5%; 2차 자숙액 16.3%; 3차 자숙액 14.1%) 및 argi- nine(1차 자숙액 10.5%; 2차 자숙액 8.8%; 3차 자숙액 8.4%)의 순으로 함량이 높게 나타났다. Koh 등(5)은 팥 추 출액의 아미노산 분석 결과 Glu>Asp>Arg>Ser>His 순으

로 많이 함유되어 있다고 보고하였으나, 본 실험 결과 1차 자숙액의 아미노산 함량 순서는 Glu>Asp>Arg>His>Gly이 고 2차 및 3차 자숙액은 Glu>Asp>Arg>Lys>Thr 순서인 것으로 확인되었다. 따라서 통팥을 포함한 팥 1차, 2차 및 3차 자숙액 간의 아미노산 함량 순서의 차이는 팥의 추출 방법(온도, 시간, 용매), 추출 횟수, 종류 및 재배 환경에 따 른 차이인 것으로 생각된다.

팥의 1차, 2차 및 3차 자숙액의 유리 아미노산 조성에 대한 분석 결과는 Table 6에 나타내었다. 팥을 물에서 삶는 횟수에 따른 자숙액 3종의 총 유리 아미노산 함량은 시료 100 g당 1차 자숙액은 72.65 mg, 2차 자숙액은 50.03 mg, 3차 자숙액은 18.99 mg 순으로 팥의 삶는 횟수 증가에 따라 유리 아미노산 함량이 감소하는 것으로 나타났다. 팥 1차 자숙액의 유리 아미노산의 조성을 보면 glutamic acid(16.74 mg)가 가장 많이 용출되었고, asparagine(10.79 mg), ar- ginine(10.74 mg) 및 aspartic acid(8.22 mg) 등이 다른 아미노산보다 용출 비율이 높았다. 팥 2차 자숙액의 경우에 는 총 유리 아미노산 50.03 mg 중 lysine의 함량이 32.52 mg으로 전체의 65%였다. 팥 3차 자숙액의 총 유리 아미노 산 함량은 2차 자숙액보다 1/3 정도로 낮은 함량을 나타내 었고, arginine 함량이 7.90 mg으로 전체의 42%로 가장 높은 것으로 확인되었다. 이처럼 삶는 횟수에 따른 팥 자숙 액의 총 유리 아미노산 함량을 비교한 결과, 팥의 1차 삶는 과정에서 팥의 총 유리 아미노산의 약 51% 정도의 유리 아 미노산이 추출되는 것으로 확인되었다. Ologhobo와 Fetuga (9)의 보고 및 Koh 등(5)의 연구에서 밝힌 통팥 중 가장 많이 함유된 아미노산은 glutamic acid이고 aspartic acid, argi-

Table 6. Free amino acid content of the processed waters gen-

Urea Aspartic acid Threonine Serine Asparagine Glutamic acid α-Aminoadipic acid Proline

Glycine Alanine Citrulline

α-Aminobutyric acid Valine

Cystine Methionine Isoleucine Leucine Tyrosine Phenylalanine β-Alanine

β-Aminoisobutyric acid γ-Amino-n-butyric acid Histidine

3-Methylhistidine Carnosine Tryptopan Ornitine Lysine Arginine

ND²⁾ 2.320 8.222 0.925 0.364 10.787 16.740 0.300 3.985 0.883 2.294

ND ND 1.498 2.020 0.390 1.158 0.412 0.665 2.535 0.727 0.187 1.987 1.876

ND ND 0.979

ND 0.649 10.742

ND ND 1.082 0.126

ND 2.116 3.704

ND ND 0.126 0.828

ND 0.395 0.815 1.261 0.294 0.692 0.613 0.893 1.891 0.173 0.108 0.462 0.446 0.382 0.126 0.262 0.711 32.520

ND

0.070 0.312

ND ND ND 0.678 1.665 2.296

ND ND 0.374 0.622 0.072 0.105 0.367 0.166 0.050 0.032 0.000 1.438

ND 0.879 0.274 0.301

ND ND 0.321 0.214 0.857 7.900 Total 72.645 50.027 18.994

1)Refer to Table 1.

2)ND: not detected.

nine, serine 등이 많이 함유되어 있다고 보고하였다. 이러 한 연구 결과와 본 연구 결과를 비교해 보면 팥 자숙액 중 가장 많이 함유된 아미노산이 glutamic acid라는 결과는 일 치하지만, 그다음으로 많은 아미노산은 팥의 추출 방법 및 팥의 종류 등에 따라 다소 차이가 나타나는 것으로 확인되었 다. 본 연구 결과 팥 앙금 제조과정 중 발생하는 자숙액에는 탄수화물 및 단백질 함량이 높을 뿐만 아니라 다양한 미네랄 성분 및 기능성 유기물질이 다량 함유되어 있어 식품가공 소재로서의 이용 가능성이 높은 것으로 생각된다. 또한 현재 팥 자숙액의 항산화성 및 생리기능성 특성을 명확히 규명하 기 위하여 다양한 생리기능성 연구를 진행 중이다.

요 약

본 연구는 팥 앙금을 제조하는 과정에서 폐기되는 자숙액을 건강기능성 식품 및 식품가공 소재로 활용하기 위하여 수율, 일반성분 및 이화학적 성분 분석을 실시하였다. 팥 자숙액의 수율은 1차 자숙액 3.95%, 2차 자숙액 4.14%, 3차 자숙액

3.17%로 자숙과정에서 전체 팥 중량의 약 11.3%의 구성성 분이 소실되는 것으로 확인되었다. 각 자숙액의 일반성분을 분석한 결과 조수분 및 조회분 함량은 팥의 삶는 횟수가 증 가할수록 감소하는 반면, 조단백질 함량은 팥의 삶는 횟수가 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 조지방 및 탄수화물 함량은 모든 자숙액에서 유사하였다. 각 자숙액의 총 펙틴 함량은 1차 자숙액 294.40 mg/g, 2차 자숙액 179.23 mg/g, 3차 자숙액 145.66 mg/g으로 확인되었다. 팥 자숙액의 탁 도를 측정한 결과 1차 자숙액 OD600=1.104, 2차 자숙액 OD600=0.999, 3차 자숙액 OD600=0.193으로 팥의 삶는 횟 수의 증가에 따라 감소하는 경향이 나타났다. 더구나 색도 측정 결과 1차 자숙액의 명도(L=10.44) 및 황색도(b=

17.81)는 가장 낮지만, 적색도(a=27.20)는 가장 높은 것으 로 확인되었다. 각 자숙액의 무기질 함량 분석 결과 1차>2 차>3차 자숙액 순으로 무기질 함량이 높았으며, 칼륨, 인, 마그네슘, 나트륨 및 칼슘의 함량이 높은 것으로 나타났다.

구성 아미노산의 분석 결과 모든 자숙액의 주요 아미노산은 glutamic acid, aspartic acid, arginine 순으로 높게 검출되 었으며, 유리 아미노산 함량은 팥의 삶는 횟수에 따라 총량 이 1차>2차>3차 자숙액 순으로 감소하는 경향을 보였다.

따라서 팥 앙금 제조과정에서 폐기되는 자숙액에는 다양한 유기물질이 함유되어 있어, 이를 적절히 농축 및 정제하여 팥 자숙액에 대한 연구가 진전될 경우에는 건강기능성 식품 및 식품가공 소재로서 이용 가능성이 매우 높다고 생각된다.

감사의 글

본 연구는 2017년도 LINK+산학공동기술개발사업(17B 17318621) 및 2018년도 정부(교육부) 재원으로 한국연구 재단의 지원을 받아 수행된 연구사업입니다(NRF-2017R1 D1A3B03029803).

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