가열처리가 헴프씨드(Cannabis sativa L.)의 영양성분 및 항산화 활성에 미치는 영향
장혜림1․박서연1․남진식1,2
1수원여자대학교 식품분석연구센터
2수원여자대학교 식품영양과
The Effects of Heat Treatment on the Nutritional Composition and Antioxidant Properties of Hempseed (Cannabis sativa L.)
Hye-Lim Jang1, Seo-Yeon Park1, and Jin-Sik Nam1,2
1Food Analysis Research Center and 2Department of Food and Nutrition, Suwon Women’s University
ABSTRACT Proximate compositions, nutritional components, and antioxidant activities of hempseed (Cannabis sativa L.) following heat treatment (roasting or steaming) were measured and compared. Hempseed contained abundant crude lipid and protein at 44.32∼46.03% and 36.61∼37.59%, respectively. The crude lipid content increased after heat treatment but this change was not significant (P>0.05). The crude protein content decreased after heat treatment but there was no significant difference after steaming (P>0.05). Aspartic acid, glutamic acid, and arginine were the major amino acids in hempseed; in particular, glutamic acid accounted for the greatest portion of the total amino acid with 17.2%. Most amino acids were highest in raw or roasted hempseed and lowest in steamed hempseed. That is, more amino acid content was lost by steaming than by roasting. Hempseed contained a large amount of potassium (K) and magnesium (Mg), and no minerals except sodium (Na) showed a significant change after heat treatment (P>0.05).
The major fatty acids in hempseed such as oleic acid (C18:1), linoleic acid (C18:2, n-6), and linolenic acid (C18:3, n-3) were significantly increased by roasting (P<0.05). Total phenolic contents in the distilled water extract of hempseed decreased after roasting and steaming but this difference was not significant (P>0.05), and total phenolic and flavonoid contents in the methanol extract of hempseed displayed a tendency to increase. Roasting and steaming increased the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity but heat treatment decreased the 2,2’-azino-bis(3-eth- ylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging activity. Furthermore, the respective increase and decrease of DPPH and ABTS antioxidant activity were greater after roasting than steaming. These results are expected to improve the sitological value of hempseed and to provide basic data for the development of processed products using hempseed.
Key words: hempseed, Cannabis sativa L., nutritional composition, antioxidant property, heating treatments
Received 2 July 2018; Accepted 13 August 2018
Corresponding author: Jin-Sik Nam, Department of Food and Nutri- tion, Suwon Women’s University, Hwaseong, Gyeonggi 18333, Korea
E-mail: [email protected], Phone: +82-31-290-8216
서 론
헴프씨드(hempseed)는 삼과의 한해살이풀인 대마(Can- nabis sativa L.)의 껍질을 벗긴 씨앗으로 원산지는 중앙아 시아이다(1). 소련 볼가지역의 강변에서 약 4,000년 전부터 재배되기 시작했으며, 형태는 계란형의 둥근 모양, 길이는 약 5 mm 정도로 광택이 있는 회백색을 띤다(2). 고소하면서도 부드러운 식감을 가지고 있어 그대로 식용하거나 동물 사료 로 이용되며, 지방 함량이 25~35%로 높아 압착하여 식용유 로도 활용된다(1). 특히 불포화지방산인 리놀레산(linoleic
acid, C18:2, n-6), α-리놀렌산(α-linolenic acid, C18:3, n-3), 올레산(oleic acid, C18:1, n-9)이 풍부하여 체내 콜 레스테롤 수치를 저하하고 성인병 예방에 도움을 주는 것으 로 보고되고 있다(3). 또한 단백질의 함량이 20~25%로 필 수아미노산의 함량이 높고 소화력이 우수하여 단백질 공급 원으로서의 이용성이 높으며(1), 불용성 섬유와 다양한 무기 질을 함유하여 영양학적인 측면에서도 이용가치가 높다(4).
헴프씨드에서 추출한 단백질로부터 정제된 펩타이드는 항 산화 및 항고혈압의 활성을 나타내며(5), 추출물은 산화적 스트레스를 예방하기 위한 식이 보충제, 즉 항산화제로써의 이용 가능성이 높다(6). 뿐만 아니라 최근에는 헴프씨드 에 탄올 추출물의 항신경염증 활성이 보고되는 등(7) 다양한 생리활성이 알려짐에 따라 시리얼, 떡, 빵, 우유 등 식음료에 도 널리 사용되고 있으며, 크림, 오일과 같은 화장품에도 사 용되어 상품성이 뛰어나다.
A B C
Fig. 1. Appearances of (A) raw hempseed, (B) roasted hemp- seed, and (C) steamed hempseed.
볶기(roasting)는 오븐에서 곡류, 두류, 서류 및 육류 등을 구워내는 건식열 조리방법으로 다양한 가공과정에서 사용 된다. 볶기와 같은 열처리 가공은 식품의 품질을 향상시키고 저장성을 연장하는 데 이용되며, 이러한 가공과정에서의 분 해, 합성, 축합 등의 반응은 수용성 고형분의 함량을 증가시 키고 다양한 성분 변화를 일으킨다(8,9). 특히 질소화합물과 당은 로스팅에 의해 메일라드반응(maillard reaction)을 일 으키며, 이 반응에 의해 생성된 생성물은 지질 산패에 대해 강한 항산화 활성, 항돌연변이성 등 다양한 생리활성을 나타 낸다고 보고되었다(10-12). 그러나 아미노산 및 지방산, 비 타민과 같은 일부 영양소는 가열 중 파괴될 수 있으며, 파괴 되거나 생성된 성분은 원료의 풍미와 맛을 변화시킬 수 있 다.
찌기(steaming)는 100°C 이상의 온도에서 수증기의 열 을 이용하여 조리하는 습식열 조리방법으로 열과 압력이 관 여한다. 종자의 지질은 이러한 습식열 조리방법에 의해 산화 는 물론, 토코페롤과 폴리페놀과 같은 산화방지제의 변화를 초래하며(13), Koh와 Lee(14)는 종자의 생리활성 성분이 파괴되어 전자공여능 및 아질산염 소거능이 감소할 수 있다 고 보고하였다. 또한 증기를 이용하므로 조리수와 직접적인 접촉이 없어 삶기에 비해 식품의 색채와 풍미를 살릴 수는 있으나 열에 의한 영양성분의 손실이 일어날 수 있다.
현재까지 알려진 헴프씨드에 관한 연구는 헴프씨드의 영 양성분(1-3)과 헴프씨드로부터 분리･정제된 생리활성 펩타 이드에 관한 연구(4,5)가 있으며, 헴프씨드의 항산화 활성 (6) 및 신경염증 활성(7) 등 생리활성에 대한 연구가 대부분 이다. 또한 헴프씨드의 미생물학적 품질 및 화학적 성분에 대한 열처리와 효소처리, 수확시기의 영향(15)에 관한 연구 가 수행되었다. 즉 열처리가 수반되는 다양한 헴프씨드 가공 품이 널리 판매되고 있음에도 불구하고 열처리에 따른 영양 성분 및 생리활성 변화를 측정한 식품학 및 조리과학적 연구 는 미흡하다. 이에 따라 본 연구에서는 헴프씨드의 식품학 및 조리과학적 연구로 볶기와 찌기와 같은 열처리에 따른 일반성분, 영양성분 및 항산화 활성 변화를 조사하여 헴프씨 드를 활용한 가공품 개발에 기초자료를 제공하고자 한다.
재료 및 방법
재료 및 시약
본 실험에 사용된 헴프씨드는 2018년 3월에 경기도 수원 에 위치한 마트에서 구입하였다. 실험에 사용한 아미노산 표준용액, 표준 지방산 methyl ester, Folin-Ciocalteu’s reagent, gallic acid, quercetin, 2,2-diphenyl-1-pic- rylhydrazyl(DPPH), 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazo- line-6-sulfonic acid) diammonium salt(ABTS)는 Sig- ma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 무 기질 정량에 필요한 표준품은 AccuStandard(New Haven, CT, USA)에서 구입하였으며, 그 밖의 시약은 ACS grade
(Samchun Co., Pyeongtaek, Korea)인 제품을 사용하였다.
가열처리 방법
구입한 헴프씨드는 프라이팬(Φ 22 cm, Lock&Lock, Seoul, Korea)과 찜솥(Φ 26 cm, Namyang Kitchen Flow- er Ltd., Gimpo, Korea)을 이용하여 볶기와 찌기의 방법으 로 가열하였으며, Tenyang 등(16)의 선행연구를 일부 변형 하여 예비실험을 거친 후 실시하였다. 즉 볶기와 찌기의 열 처리 온도와 시간을 각기 달리하여 맛과 향기, 색 등의 관능 평가를 통해 전체적인 기호도가 가장 우수한 방법으로 처리 하였다. 볶기는 160°C로 설정된 인덕션(SHL-C200 WK, Shinil Industrial Co., Ltd., Seoul, Korea)에 프라이팬을 놓은 후 호일을 깔고 시료 100 g을 15분 동안 주걱으로 볶았 으며, 찌기는 찜솥에 2 L의 증류수를 넣은 다음 면보를 깔아 놓은 찜틀 위에 시료 200 g을 올려 100°C 이상의 증기로 30분간 가열하였다. 조리가 끝난 헴프씨드는 실온에서 냉각 시키고 분쇄(Blixer, Robot Coupe USA, Inc., Jackson, MS, USA)하였으며(Fig. 1), 이를 40°C 열풍건조기를 사용 하여 16시간 건조시키고 -70°C에 보관하며 실험에 사용하 였다.
일반성분 및 식이섬유 분석
헴프씨드의 일반성분은 AOAC법(17)에 따라 분석하였 다. 수분 함량은 105°C에서 상압 가열건조법, 조회분은 550
°C에서 직접회화법으로 분석하였다. 조단백질과 조지방은 각각 단백질 분해장치(2300 Kjeltec Analyzer Unit, Foss Tecator AB, Hoganas, Sweden)와 조지방 추출장치(Sox- tec 1043, Foss Tecator AB)로 분석하였다. 탄수화물은 시료 전체 100%에서 조회분, 조단백질 및 조지방의 함량을 제외한 값으로 나타내었다. 식이섬유는 식이섬유 추출장치 (FibertecTM System, 1023 Filtration Module, Foss Teca- tor Co., Hillerod, Denmark)를 이용하여 효소중량법으로 분석하였으며, 불용성 및 수용성 식이섬유 함량의 합으로
산출하였다.
아미노산 조성 분석
마쇄한 시료 80 mg을 vial에 넣고 6 N HCl 용액 10 mL와 함께 혼합하여 110°C dry oven(OF-22, Jeio Tech, Dae- jeon, Korea)에서 22시간 동안 가수분해한 후 여과한 액을 세척하였다. 이 용액을 감압농축기(R-210, Buchi, Flawil, Switzerland)로 농축하여 dilution buffer 10 mL를 포함한 증류수 50 mL로 정용한 다음 0.45 μm membrane filter (Millipore Co., Bedford, MA, USA)로 여과하여 아미노산 자동분석기(Biochrom 30, Pharmacia Biotech, Stock- holm, Sweden)에 주입하였다. 시료는 20 μL를 주입하였으 며 440 nm와 570 nm에서 검출하였다. 유속과 buffer는 각 각 ninhydrin 25.0 mL/h와 pH 3.20~6.45로 하였으며, col- umn은 cation exchange resin(11±2 μm)을 사용하였다.
무기질 분석
시료 0.5 g에 질산과 과산화수소 혼합액(9:1, v/v) 10 mL 를 가하여 microwave digestion system(Ethos TC Di- gestion Labstation 5000, Milestone Inc., Monroe, CT, USA)으로 30분 동안 산분해한 다음 여과(Whatman No.
5A, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)하여 Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectro- meter(ICP-OES, Perkin Elmer Co., Shelton, CT, USA) 에 주입하였다. 분석 조건으로 carrier gas는 Ar을 사용하였 으며, reflected power는 1.4 kW, plasma flow는 10 L/
min, nebulizer gas flow rate는 0.55 L/min, auxiliary gas flow rate는 0.2 L/min으로 하였다. 원소별 측정 파장은 206.200 nm(Zn), 238.204 nm(Fe), 279.553 nm(Mg), 317.926 nm(Ca), 327.393 nm(Cu), 589.592 nm(Na), 766.490 nm(K)였다. Se은 ICP-MS(Perkin Elmer Co.)를 사용하여 분석하였으며, 분석 조건은 다음과 같이 설정하였 다. Reflected power는 1.4 kW, plasma flow는 18 L/min, nebulizer gas flow rate는 0.92 L/min, auxiliary gas flow rate는 1.5 L/min, lens voltage는 9.6 V, dwelling time은 100 m/s였으며, 질량 값은 78이었다.
지방산 조성 분석
헴프씨드의 지방산 함량 및 조성 분석에는 gas chroma- tography(GC, Agilent 6890N/5975 MSD series, Avon- dale, PA, USA)를 이용하였으며, AOAC법(17)을 약간 변형 하여 수행하였다. 시료 10 g에서 추출한 지질 25 mg을 0.5 N NaOH-methanol 용액 2 mL와 14% BF3-methanol 용액 2 mL를 혼합하여 가열하였다. 이때 얻은 지방산 에스테르를 이소옥탄과 함께 진탕시킨 다음 무수황산나트륨에 탈수시 켜 시험액으로 사용하였다. 운반기체인 He을 분당 0.75 mL 로 흘려주었으며, 170°C에서 15분간 유지, 180°C까지 분당 1°C씩 상승시킨 후 15분간 유지시키고 245°C까지 3°C/
min의 속도로 상승시켜 13분간 유지하였다. 사용한 column 은 SPTM 2560 column(100 m×0.25 mm, Supelco Inc., Bellefonte, PA, USA)이었고, flame ionization detector (FID, 285°C)로 검출하였으며, 주입구 온도는 250°C로 설 정하였다.
추출물 제조 및 수율
항산화 성분 및 활성 분석을 위한 추출물은 시료 20 g에 추출용매인 80% methanol과 증류수를 시료 중량의 5배 (w/v)를 가하여 실온에서 shaking water bath(BS-21, Jeio Tech., Seoul, Korea)로 24시간 동안 추출하여 제조하였 다. 추출액을 모으기 위해 8,000 rpm에서 20분 동안 원심분 리(Avanti J-26 XPI, Beckman Coulter, Fullerton, CA, USA) 하여 상등액을 회수한 다음 여과지(Whatman No. 1, Whatman International Ltd.)로 여과 후 농축하였다. 용매 를 제거한 농축액은 동결건조(FD-5512, Ilshin Lab. Co., Ltd., Gyeonggi, Korea) 하여 분말화한 후 -70°C에 보관하 면서 실험에 사용하였다. 추출물의 수율을 측정하기 위해 동결건조가 끝난 추출액의 중량을 추출 시 사용한 시료량에 대한 백분율로 나타내었다.
총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 측정
총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu’s 방법(18)에 준하 여 측정하였다. 추출물을 10 mg/mL 농도로 제조하여 25 μL를 취한 후 Folin-Ciocalteu’s reagent 50 μL와 20%
Na2CO3 150 μL를 가하여 실온에서 15분 방치한 다음 mi- croplate reader(VersaMax, Molecular Devices, Sunny- vale, CA, USA)로 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀의 함량은 gallic acid를 사용하여 표준검량곡선을 작성하여 산출하였으며, gallic acid equivalents(mg GAE/
g)로 환산하였다.
총 플라보노이드 함량은 Davis(19)의 방법을 변형하여 측정하였다. 증류수에 녹인 추출물 20 μL와 diethylene glycol 200 μL를 혼합한 다음 1 N NaOH 용액 20 μL를 가하여 40°C에서 1시간 동안 shaking water bath(Jeio Tech)에 반응시킨 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다 (Molecular Devices). 이때 quercetin을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 총 플라보노이드 함량을 구하였으며, quercetin equivalents(mg QE/g)로 나타내었다.
항산화 활성 측정
헴프씨드의 항산화 활성은 DPPH 라디칼 소거능과 ABTS 라디칼 소거능으로 확인하였다. DPPH 라디칼 소거능은 Blois(20)의 방법을 변형하여 수행하였으며, 추출물 100 μL 에 DPPH 용액 900 μL를 첨가한 혼합액을 암실에서 30분 동안 실온에 방치한 후 517 nm로 설정된 microplate read- er(Molecular Devices)로 흡광도를 측정하였다. ABTS 라 디칼 소거능은 Dewanto 등(21)의 방법에 따라 라디칼 생성
Table 1. Proximate composition1) of hempseed by heating treat- ment
Nutrients (%) Raw Roasting Steaming Moisture
Crude ash Crude protein Crude lipid Carbohydrate2) Dietary fiber
5.65±0.02b3)4) 5.67±0.01a 37.59±0.37a 44.32±0.60NS5) 12.43±0.98NS 5.31±0.36b
0.00±0.00c 5.61±0.01b 36.61±0.10b 46.03±0.50 11.75±0.53 3.66±0.20c
14.06±0.05a 5.63±0.01b 37.14±0.05a 44.42±1.21 12.81±1.16 6.40±0.38a
1)All data except moisture were expressed on a dry weight basis.
2)% Carbohydrate＝100%－(% crude ash+% crude protein+%
crude lipid).
3)Data were presented as mean±SD (n=3).
4)Different letters in the same row mean significant differences at P<0.05.
5)NS: not significant.
을 위해 7 mM ABTS 용액과 140 mM 과황산칼륨 용액을 혼합하여 실온인 암실에 15시간 방치하였다. 이 용액을 734 nm에서 0.700±0.02의 흡광도가 되도록 에탄올과 희석하 여 ABTS 시약으로 사용하였다. 농도별로 제조된 추출물 50 μL에 ABTS 시약 1 mL를 가하여 암실에 10분간 방치시킨 다음 microplate reader(Molecular Devices)로 734 nm에 서 흡광도를 측정하였다. DPPH 라디칼과 ABTS 라디칼 소 거 활성은 시료첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 비교하 여 백분율로 나타내었다.
통계처리
본 연구의 실험은 아미노산 함량을 제외, 3회 이상 반복 실시하여 평균과 표준편차로 나타내었고, SPSS(Ver.10.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 결과를 분석하 였다. 실험군 간의 유의성 검증을 위하여 일원배치 분산분석 (one-way ANOVA)을 실시하였으며, 사후검정으로 Dun- can’s multiple range test(P<0.05)를 실시하였다.
결과 및 고찰
가열처리에 따른 헴프씨드의 일반성분 변화
가열처리에 따른 헴프씨드의 일반성분은 Table 1과 같 다. 헴프씨드는 가열처리 방법에 관계없이 일반성분 중 조지 방 함량이 가장 높은 비율을 차지하였으며, 조단백질 함량 또한 큰 비중을 차지하였다. 헴프씨드 생것의 수분 함량은 5.65%, 볶은 것은 0.00%, 찐 것은 14.06%로 찌기에 의해 수분 함량이 증가하였으며, 볶기에 의해 수분 함량이 감소하 였다. 이러한 결과는 볶기와 찌기의 조리법이 각각 조리수의 유무에 따라 건열식 및 습열식으로 차이를 보이기 때문인 것으로 생각된다. 생 헴프씨드, 볶은 헴프씨드 및 찐 헴프씨 드의 조단백질 함량은 각각 37.59%, 36.61%, 37.14%로 측정되었으며, 조지방 함량은 각각 44.32%, 46.03%, 44.42
%로 측정되었다. 즉 조단백질 함량은 생 헴프씨드에서, 조 지방 함량은 볶은 헴프씨드에서 가장 높았으며, 헴프씨드
생것의 조단백질 함량은 볶은 헴프씨드와 유의적으로 차이 를 보였으나(P<0.05) 찐 헴프씨드와는 큰 차이가 없었다 (P>0.05). 볶기에 의한 조지방 함량의 증가는 열에 의한 세 포벽의 파괴 또는 지질과 결합된 단백질의 변성에 의해 지질 이 쉽게 용출되었기 때문인 것으로 생각되며, 열처리에 의해 조단백질 함량이 감소한 것으로 보아 지질에 비해 단백질이 열에 의해 쉽게 파괴되었음을 알 수 있었다. 조지방 함량과 더불어 탄수화물 함량 또한 실험군 간 유의적인 차이를 보이 지 않았다(P>0.05). 반면 식이섬유 함량은 열처리하지 않은 생 헴프씨드와 열처리를 한 볶은 헴프씨드, 찐 헴프씨드가 각각 5.31%, 3.66%, 6.40%로 찐 것> 생것> 볶은 것 순서로 확인되었으며, 각 함량에 유의적인 차이를 보였다(P<0.05).
이러한 결과는 습열식 가열처리 중 끓이기에 의해 쌀, 현미, 노란콩, 검은콩의 식이섬유 함량이 증가, 마이크로웨이브와 같은 건열식 가열처리에 의해 백미의 식이섬유 함량이 감소 했다는 Seo와 Kim(22)의 연구 결과와 일치하였다. 이는 습 열식 가열처리로 인해 효소에 의해 분해되지 않는 저항전분 이 쉽게 생성되고, 이것이 불용성 식이섬유로 측정되기 때문 에 식이섬유 함량이 증가한 것으로 생각된다(23). 본 연구 결과는 로스팅에 의해 녹두의 수분 함량이 줄었다는 Song 등(12)의 연구 결과와 일치하였으며, 열처리 가공에 따른 퀴노아의 일반성분 변화를 측정한 결과 열탕처리구와 증자/
볶음 처리구에서 수분 함량이 감소하였고, 조단백질, 조지 방, 조회분, 전분 함량은 열탕처리에 의해 감소하였으나 증 자/볶음 처리에 의해서는 큰 차이가 없었다는 이전 연구(14) 와 차이를 보였다. 또한 두 종류의 참깨를 끓이고 볶았을 때 수분 및 조회분 함량이 감소하는 경향을 보였으며, 지방 및 단백질, 섬유소는 증가하는 경향을 보였다는 Tenyang 등(16)의 연구 결과와 유사하거나 차이를 보였다. 이에 따라 열처리에 의한 각 일반성분은 열처리 방법에 따라 열처리를 하지 않은 원재료와 차이는 있었으나 성분에 따른 증감이 서로 다르게 나타났으며, 단백질을 비롯한 대부분의 일반성 분이 볶기에 의해 더 손실되었음을 확인하였다.
가열처리에 따른 헴프씨드의 아미노산 함량 및 조성 변화 가열처리에 따른 헴프씨드의 아미노산 함량 및 조성 변화 는 Table 2에 나타내었다. 헴프씨드의 주요 아미노산은 아 스파르트산(aspartic acid), 글루탐산(glutamic acid), 아르 기닌(arginine)으로 확인되었으며, 특히 글루탐산 함량이 총 아미노산 함량의 약 17.2%로 가장 큰 비중을 차지하였 다. 메티오닌(methionine), 페닐알라닌(phenylalanine), 라 이신(lysine), 트립토판(tryptophan)을 제외한 모든 아미노 산 함량은 찐 헴프씨드에서 가장 낮았으며, 대부분의 아미노 산은 열처리하지 않은 생 헴프씨드 또는 볶은 헴프씨드에서 가장 높게 측정되었다. 생 헴프씨드의 총 필수아미노산, 총 비필수아미노산, 총 아미노산 함량은 각각 11.23%, 23.68
%, 34.91%로 볶은 헴프씨드와 찐 헴프씨드에 비해 모두 높았으며, 필수아미노산을 제외한 비필수아미노산과 총 아
Table 3. Contents of minerals of hempseed by heating treatment
Minerals (mg% dry weight) Raw Roasting Steaming
Ca Cu Fe K Mg Na Zn Se
60.91±2.32NS1)2) 2.02±0.10NS 14.91±0.43NS 1,152.05±36.07NS 741.86±16.88NS 1.66±0.15c3) 11.94±0.32NS 0.05±0.00NS
60.16±2.51 1.94±0.07 14.42±0.41 1,135.53±41.96 742.65±16.21 7.58±0.32a 11.60±0.35 0.06±0.00
61.11±1.92 1.92±0.02 14.73±0.52 1,152.70±19.32 746.31±11.99 5.37±0.34b 11.94±0.38 0.06±0.00
1)Data were presented as mean±SD (n=3). 2)NS: not significant.
3)Different letters in the same row mean significant differences at P<0.05.
Table 2. Amino acid contents of hempseed by heating treatment Amino acid (% dry weight) Raw Roasting Steaming
Essential amino acid
Threonine Valine Methionine Isoleucine Leucine Phenylalanine Lysine Tryptophan
1.19 1.71 1.28 1.39 2.41 1.64 1.32 0.30
1.20 1.71 1.00 1.37 2.39 1.60 1.17 0.34
1.16 1.63 1.11 1.34 2.36 1.61 1.31 0.35 Total essential amino acid 11.23 10.78 10.87
Nonessential amino acid
Aspartic acid Serine Glutamic acid Proline Glycine Alanine Cystine Tyrosine Histidine Arginine
3.61 1.73 6.01 1.39 1.53 1.52 1.18 1.25 1.01 4.46
3.63 1.75 6.09 1.40 1.54 1.52 1.05 1.22 0.96 4.43
3.49 1.69 5.67 1.33 1.49 1.49 1.00 1.20 0.95 4.25 Total nonessential amino acid 23.68 23.59 22.55 Total amino acid 34.91 34.37 33.42 Total EAA1)/ Total AA2) (%) 32.18 31.36 32.52
1)Total EAA: total essential amino acid.
2)Total AA: total amino acid.
미노산의 함량이 찐 헴프씨드보다 볶은 헴프씨드에서 더 높 게 나타났다. 반면 열처리를 하지 않은 생 헴프씨드와 열처 리를 통해 볶고 쪄진 헴프씨드의 필수아미노산 비율은 각각 32.18%, 31.36%, 32.52%로 증기로 찐 헴프씨드가 가장 높은 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 아미노산 함량은 볶기보다 찌기에 의해 더 손실되었으며, 손실된 아미노산의 함량이 가장 많았음에도 불구하고 필수아미노산 비율이 가 장 높은 것으로 보아 필수아미노산보다 비필수아미노산이 더 쉽게 파괴된 것을 알 수 있었다. 헴프씨드에는 식물성 단백질과 필수아미노산이 풍부하게 함유되어 있으며, 완전 단백질이라고 불리는 난백과 대두에 함유된 아미노산과 유 사한 조성을 가지고 있다. 즉 난백과 대두, 헴프씨드의 주요 아미노산이 아스파르트산, 글루탐산, 아르기닌으로 그 함량 이 비슷하였으며, 본 연구 결과와 일치하였다(1). 또한 볶음
온도와 시간을 달리하여 얻은 참깨박의 아미노산 함량 변화 를 측정한 결과 글루탐산의 함량이 전체 아미노산의 17.3%
로 가장 풍부하였으며, 볶음온도 및 시간이 증가할수록 일부 아미노산의 함량은 증가하였으나 대부분의 아미노산 함량 은 감소하였다는 이전 연구와 유사한 경향을 나타내었다 (24). 단백질을 구성하고 있는 아미노산은 열에 의해 당과 반응하여 흑갈색 및 갈색의 색소를 형성시키는 갈변반응이 일어난다. 이에 따라 아미노산 함량은 열처리에 의해 감소한 다고 하였으며, 이러한 갈변반응에는 다양한 아미노산 중 필수아미노산인 라이신(lysine)과 비필수아미노산인 시스 틴(cystine)이 크게 관여한다고 하였다(25). 본 연구에서 또 한 라이신은 볶기에 의해 약 11% 감소하였으며, 시스틴은 볶기와 찌기에 의해 약 11%, 15% 감소한 것으로 보아 당과 아미노산이 반응하는 갈변반응에 의해 아미노산 함량이 감 소한 것으로 생각된다.
가열처리에 따른 헴프씨드의 무기질 함량 변화
가열처리에 따른 헴프씨드의 무기질 함량 변화는 Table 3과 같다. 헴프씨드는 열처리 방법에 상관없이 칼륨(K)과 마그네슘(Mg)을 다량 함유하고 있었으며, 나트륨(Na)을 제 외한 모든 무기질은 열처리에 의한 큰 변화를 보이지 않았다 (P>0.05). 즉 칼슘(Ca)은 볶기에 의해 감소하였으나 찌기에 의해 증가하였고, 구리(Cu)와 철(Fe)은 볶기, 찌기에 의해 감소하였으나 생 헴프씨드와 유의적인 차이가 없었다(P>
0.05). 또한 칼륨, 마그네슘, 셀레늄(Se)은 열처리에 의해 증가하였으며, 아연(Zn)은 볶기에 의해 감소하였으나 생 헴 프씨드와 큰 차이가 없었다(P>0.05). 가장 큰 변화를 보인 나트륨 함량은 생 헴프씨드, 볶은 헴프씨드, 찐 헴프씨드가 각각 1.66 mg%, 7.58 mg%, 5.37 mg%로 볶은 헴프씨드에 서 가장 높게 나타났으며, 각 실험군 간에 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 이상의 결과 나트륨을 제외한 대부분의 무 기질은 가열처리에 의해 큰 변화가 없었음을 확인하였으며, 무기질의 종류 및 열처리 방법에 따라 증감에 차이를 보이는 것으로 조사되었다. Lee 등(26)은 가열조리가 쌀의 무기질 성분에 미치는 영향을 조사한 결과 열처리에 의해 나트륨, 철, 칼륨에 약간의 증감은 있었으나, 전반적으로 원곡의 무 기질 함량과는 큰 차이가 없었다고 보고하여 본 연구 결과와
Table 4. Components of fatty acid of hempseed by heating treatment
Fatty acid (mg% dry weight) Raw Roasting Steaming
Capric acid (C10:0) Lauric acid (C12:0) Tridecanoic acid (C13:0) Myristic acid (C14:0) Pentadecanoic acid (C15:0) Palmitic acid (C16:0) Palmitoleic acid (C16:1) Margaric acid (C17:0) Stearic acid (C18:0) Oleic acid (C18:1) Linoleic acid (C18:2, n-6) Arachidic acid (C20:0) γ-Linolenic acid (C18:3, n-6) Linolenic acid (C18:3, n-3) Gadoleic acid (C20:1) Heneicosanoic acid (C21:0) Eicosadienoic acid (C20:2) Behenic acid (C22:0)
Dihomo-γ-linolenic acid (C20:3, n-6) Erucic acid (C22:1, n-9)
Eicosatrienoic acid (C20:3, n-3) Arachidonic acid (C20:4, n-6) Tricosanoic acid (C23:0) Lignoceric acid (C24:0)
EPA, Eicosapentaenoic acid (C20:5, n-3) Nervonic acid (C24:1)
DHA, Docosahexaenoic acid (C22:6, n-3)
1.67±0.07b1)2) 1.46±0.03NS3)
−4) 13.67±0.68ab 6.86±0.16ab 2,389.20±36.89b 43.26±0.35b 48.67±0.79ab 301.12±25.17a 5,171.54±20.09b 25,019.05±40.53b
− − 8,447.36±34.17b 12.15±0.18NS
− 718.62±2.61c 104.54±1.45NS
− 9.78±0.28NS 4.76±0.09b
− 10.97±0.16NS 39.56±0.55NS
− 7.81±0.26ab
−
2.03±0.02a 1.32±0.12 −
14.39±0.72a 7.23±0.30a 2,526.67±65.99a 45.08±0.25a 51.74±2.60a 267.86±22.83ab 5,355.71±58.36a 25,784.56±197.04a − −
8,747.88±16.62a 11.80±0.62 −
754.58±3.94a 107.30±3.75 −
10.22±0.42 4.98±0.03a −
11.27±0.31 40.76±1.55 −
8.42±0.75a −
1.93±0.16a 1.48±0.08 − 13.18±0.18b 6.69±0.05b 2,370.79±14.00b 43.51±0.22b 47.47±0.31b 244.35±18.61b 5,246.00±43.53b 25,025.23±101.13b − − 8,472.12±12.56b 12.76±0.54 − 743.89±3.30b 106.29±0.15 2.88±0.10 9.75±0.13 4.98±0.02a − 11.15±0.05 40.21±0.05 − 7.37±0.24b − Total SFA5)
Total UFA6)
Total UFA / Total fatty acid (%)
2,935.60±85.47ab 39,437.51±39.67b 93.07±0.19NS
3,164.29±239.16a 40,733.91±234.94a 92.79±0.54
2,843.54±26.16b 39,568.66±157.65b 93.30±0.08
1)Data were presented as mean±SD (n=3). 2)Different letters in the same row mean significant differences at P<0.05.
3)NS: not significant. 4)−: not detected. 5)SFA: saturated fatty acid. 6)UFA: unsaturated fatty acid.
유사하였다. Ayatse 등(27)은 로스팅에 의한 옥수수의 무기 질 분석 결과 칼륨과 칼슘이 감소하였다고 하여 본 연구 결 과와 차이를 보였으며, 아마인의 무기물 함량을 분석한 결과 칼슘, 철, 칼륨을 비롯한 대부분의 무기질이 볶음처리 후 함 량이 증가하였다고 보고한 이전 연구와 차이를 보였다(28).
조리에 따른 다량 및 미량 무기성분의 함량 변화를 측정한 결과로 미량 무기성분의 함량은 조리법과 시간에 따른 큰 변화를 확인할 수 없었다는 이전 연구(29)에 따라 무기질의 함량은 열처리에 의한 변화가 다양하게 일어나며, 무기질 종류 및 종자의 종류에 따라 증감의 차이가 있을 것으로 생 각된다.
가열처리에 따른 헴프씨드의 지방산 함량 및 조성 변화 종자에서 추출한 식물성 기름은 식용유뿐 아니라 기능성 화장품, 바이오디젤, 페인트 등의 여러 산업분야에서 다양하 게 활용되고 있다(30). 해바라기씨, 유채씨, 포도씨, 아마씨, 대마씨(헴프씨드)로부터 추출된 유지 등이 있으며, 불포화 지방산이 풍부하여 심혈관계 질환 및 당뇨에 효과가 있고, 뇌 질환을 예방하는 등 여러 가지 생리활성을 가진다(31- 33). 그러나 다가불포화지방산의 함량이 높은 식물성 기름
은 열에 의해 안정성이 낮아 쉽게 산화된다. 이에 따라 헴프 씨드의 지방산 함량과 조성이 가열처리에 의해 어떤 변화를 일으키는지 측정하였으며, 결과는 Table 4에 나타내었다.
헴프씨드의 주요 포화지방산은 팔미트산(palmitic acid, C16:0)으로, 주요 불포화지방산은 올레산(oleic acid, C18:
1, n-9)과 리놀레산(linoleic acid, C18:2, n-6), 리놀렌산 (linolenic acid, C18:3, n-3)으로 확인되었다. 특히 리놀레 산은 25,019~25,784 mg%로 전체 지방산의 약 60%를 차 지하고 있었다. 오메가 3계 지방산 중 리놀렌산, 에이코사트 리엔산(eicosatrienoic acid, C20:3)은 검출되었으나 EPA (eicosapentaenoic acid, C20:5), DHA(docosahexaenoic acid, C22:6)는 검출되지 않았으며, 오메가 6계 지방산 중에 서는 리놀레산만이 유일하게 검출되었고 디호모-감마리놀 렌산(dihomo-γ-linolenic acid, C20:3)은 찐 헴프씨드에서 만 확인되었다. 총 지방산에 대한 불포화지방산의 비율은 92.79~93.30%로 헴프씨드에는 대부분 불포화지방산이 함 유되어 있는 것으로 측정되었다. 올레산, 리놀레산, 리놀렌 산과 같은 헴프씨드의 주요 지방산은 열처리에 의해 증가하 여 볶은 후 유의하게 높아졌으며(P<0.05), 찐 후에는 증가는 보였으나 생 헴프씨드와 유의한 차이는 보이지 않았다(P>
Table 5. Yield, total phenolics, and total flavonoid content of hempseed extract by heating treatment
Yield (%)1) Total phenolics (mg GAE/g) Total flavonoid (mg QE/g) 80%
Methanol
Raw Roasting Steaming
6.43±0.34d2)3) 7.32±0.83cd 8.05±1.08bc
477.65±46.16c 521.03±34.84c 627.82±17.55b
39.15±5.92e 47.15±4.93de 52.99±1.08d Distilled
water
Raw Roasting Steaming
9.36±0.08a 8.45±0.64abc 8.75±0.42ab
906.40±25.54a 842.43±60.70a 869.64±44.84a
97.27±9.52c 120.27±2.46b 139.32±4.72a
1)The extraction yield was calculated as % yield＝(weight of sample extracts / initial weight of sample)×100.
2)Data were presented as mean±SD (n=3).
3)Different letters in the same column mean significant differences at P<0.05.
0.05). 즉 올레산의 경우 생 헴프씨드, 볶은 헴프씨드, 찐 헴프씨드의 함량이 각각 5,171.54 mg%, 5,355.71 mg%, 5,246.00 mg%로 볶은 후 약 3.6% 증가율을 보였고, 찐 후 약 1.4%의 증가율을 보였다. 리놀레산의 경우 생 헴프씨드, 볶은 헴프씨드, 찐 헴프씨드의 함량이 각각 25,019.05 mg%, 25,784.56 mg%, 25,025.23 mg%로 볶은 후 약 3.0%의 증가율을, 찐 후에는 거의 변화가 없었다. 리놀렌산은 생 헴 프씨드, 볶은 헴프씨드, 찐 헴프씨드의 함량이 각각 8,447.36 mg%, 8,747.88 mg%, 8,472.12 mg%로 볶기와 찌기에 의 해 각각 3.5%, 0.3%의 증가율을 보였다. 총 포화지방산은 볶은 후 증가하였으나 찐 후에는 감소하였고, 불포화지방산 은 볶고 찐 후 둘 다 증가하였으며, 총 지방산에 대한 불포화 지방산의 비율은 볶은 후 감소하였고 찐 후 증가하였으나 열처리에 의한 큰 변화는 없었다(P>0.05).
이러한 결과는 참깨의 열처리 가공과정 중 지방산 함량의 변화를 측정한 결과 참깨의 품종에 따라 차이는 있었으나 포화지방산은 증가하는 경향을 보였으며, 불포화지방산은 감소하였다는 이전 연구와 차이를 보였다(16). 또한 Dur- maz와 Gökmen(34)은 종자의 지방산 조성이 로스팅에 의 해 크게 영향을 받지 않는다고 보고하여 본 연구 결과와 약 간의 차이가 있었으며, 커피생콩은 볶는 과정을 통해 지방산 함량이 증가하였다는 Ghim 등(35)의 연구, 볶은 참깨 대부 분의 지방산 함량이 볶지 않은 참깨에 비해 높았다는 Hama (36)의 연구와는 유사한 것을 확인하였다. 식물성 기름의 가열조건에 따른 지방산 함량을 측정한 결과 올리브유의 팔 미트산(palmitic acid, C16:0)은 가열온도에 따라 함량이 증 가하였으나 대두유, 채종유, 옥배유는 변화를 보이지 않았으 며, 다가불포화지방산은 모든 유지에서 큰 변화가 없었다고 하여 기름 및 지방산 종류에 따른 차이를 보고하였다(37).
또한 Corrales 등(38)은 열대 유실수 jicaro의 씨앗을 볶아 전후의 지방산 함량 차이를 측정한 결과 오직 리놀레산과 α-리놀렌산만이 유의하게 증가하였으며(P<0.05), 이외 다 른 지방산의 함량은 크게 변함이 없었고 지방산 종류에 따라 증감의 차이가 있다고 보고하였다. 이에 따라 열처리에 의한 지방산 함량과 조성은 지방산 종류 및 시료의 종류에 따라 달라질 것으로 예상되며, 지방산 종류에 따라 증감의 차이는 있으나 헴프씨드의 지방산 대부분이 열처리에 의해 증가한 것으로 보아 열처리 가공된 헴프씨드의 보관과 유통 시에는
산패되지 않도록 유의해야 할 것으로 생각된다.
가열처리에 따른 헴프씨드의 수율, 총 폴리페놀, 플라보노 이드 함량 변화
폴리페놀은 식물의 2차 대사산물로 항산화, 항암, 항균, 항염증 등의 여러 가지 생리활성을 가지고 있다. 플라보노이 드 또한 폴리페놀의 일종으로 체내 활성산소를 제거하고 지 방의 축적을 방지하며, 심혈관계 질환을 예방한다(39,40).
일반적으로 이러한 폴리페놀은 열과 삼투압에 의해 일정 유 용성분이 함께 빠져나와 유용성분 손실에 따른 총 페놀 함량 이 낮아진다고 알려져 있다(41). 그러나 열에 대한 페놀기의 안정성과 열에 의한 갈변반응으로 생성된 폴리페놀 화합물 의 영향으로 함량이 증가하였다는 연구 결과도 있다(42).
이에 따라 열처리 방법에 따른 헴프씨드의 수율, 총 폴리페 놀, 플라보노이드 함량을 측정하여 열에 의한 성분 변화를 조사하였으며, 결과는 Table 5에 나타내었다.
전체적으로 80% 메탄올 추출물보다 물 추출물의 수율, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높았으며, 물 추출물의 수율과 총 폴리페놀 함량을 제외한 모든 항목에서 열처리에 의해 증가하는 경향을 보였다. 메탄올 추출물에서 생 헴프씨 드와 볶은 헴프씨드, 찐 헴프씨드의 총 페놀 함량은 각각 477.65 mg GAE/g, 521.03 mg GAE/g, 627.82 mg GAE/g 으로 볶기에 의해 약 9.1%, 찌기에 의해 약 31.4% 증가하였 으며, 볶기에 의한 함량 변화는 유의적이지 않았으나(P>
0.05) 찌기에 의한 함량 변화는 유의적인 차이를 보였다(P<
0.05). 메탄올 추출물에서 생 헴프씨드와 볶은 헴프씨드, 찐 헴프씨드의 총 플라보노이드 함량은 각각 39.15 mg QE/g, 47.15 mg QE/g, 52.99 mg QE/g으로 볶기와 찌기에 의해 각각 20.4%와 35.4%의 유의적인 증가율을 보였다(P<0.05).
물 추출물에서 측정된 총 플라보노이드 함량은 생 헴프씨드 가 97.27 mg QE/g, 볶은 헴프씨드가 120.27 mg QE/g, 찐 헴프씨드가 139.32 mg QE/g으로 열처리에 의해 유의적으 로 증가하였으며(P<0.05), 볶기에 의해 23.6%, 찌기에 의해 43.2%의 증가율을 보였다.
이상의 결과로 물 추출물의 총 폴리페놀 함량이 열처리 후 감소하였으나 유의적인 차이가 없었고, 다른 성분들은 모두 열처리에 의해 유의적으로 증가하는 경향을 보였다.
이는 볶음처리에 따른 백하수오의 총 폴리페놀 함량을 측정
a
d
c cd
ab
d
d d
a
c
c bcd
c b
a a
bc
d c
bc
bc a
b ab
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00
3.125 6.25 12.5 25
Concentration (mg/mL)
MH MRH MSH
WH WRH WSH
ABTS radical scavenging activity (%) .
Fig. 3. ABTS radical scavenging activities of hempseed extract by heating treatment. MH, 80% methanol extract of raw hemp- seed; MRH, 80% methanol extract of roasted hempseed; MSH, 80% methanol extract of steamed hempseed; WH, distilled water extract of raw hempseed; WRH, distilled water extract of roasted hempseed; WSH, distilled water extract of steamed hempseed.
Values are mean±standard deviation (n=3). Different letters in the same concentration are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05.
NS
b
b
b
a
a a
b a
a c
b c
a
b c
b
b c
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00
3.125 6.25 12.5 25
Concentration (mg/mL)
MH MRH MSH
WH WRH WSH
DPPH radical scavenging activity (%) .
Fig. 2. DPPH radical scavenging activities of hempseed extract by heating treatment. MH, 80% methanol extract of raw hemp- seed; MRH, 80% methanol extract of roasted hempseed; MSH, 80% methanol extract of steamed hempseed; WH, distilled water extract of raw hempseed; WRH, distilled water extract of roasted hempseed; WSH, distilled water extract of steamed hempseed.
Values are mean±standard deviation (n=3). Different letters in the same concentration are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05.
한 결과로 볶음처리에 의해 총 폴리페놀 함량이 감소하였다 고 보고한 Kim 등(43)의 연구와는 차이가 있었다. 흑임자의 조리 조건에 따른 총 페놀 함량을 비교한 결과 찐 흑임자 시료는 찌는 시간이 증가할수록 페놀성 화합물의 함량이 유 의적으로 높아졌으며, 볶음 처리한 흑임자 시료 또한 볶음 처리 후 페놀성 화합물의 함량이 증가하는 경향을 보였다는 Park 등(44)의 연구 결과와는 일치하였다. 이렇게 열에 의한 총 폴리페놀의 증감의 차이는 시료의 종류 및 열처리 조건 등 다양한 이유에서 달라질 것으로 생각된다. 특히 본 연구 결과와 같이 열에 의한 총 폴리페놀 증가의 원인은 갈변반응 에 의한 페놀화합물의 형성과 생성물인 reductone이 폴리 페놀 산화효소(polyphenol oxidase)를 억제함으로써 열에 의한 폴리페놀 화합물의 손실을 최소화하였기 때문이며 (45), 시료 내부 조직의 파괴로 인한 페놀화합물이 고분자 화합물로부터 분리되어 유리 페놀화합물 형태로 더 많이 추 출되었기 때문인 것으로 보인다.
가열처리에 따른 헴프씨드의 항산화 활성 변화
항산화 활성을 평가하는 방법 중 라디칼 소거 활성 측정은 항산화 활성을 평가하는 데 가장 널리 사용되는 방법이다.
DPPH, ABTS, hydroxyl, superoxide anion, nitric oxide 등 다양한 라디칼 소거 활성이 있으며, 그중 DPPH와 ABTS 라디칼 소거 활성은 우수한 안정성을 나타낼 뿐만 아니라 간단하고 정확하여 가장 흔히 사용된다(46). DPPH 라디칼 은 홀전자를 가지고 있어 517 nm의 파장에서 짙은 보라색 을 띠는데 이러한 홀전자에 다른 전자가 결합하여 전자쌍을 이루게 되면 짙은 보라색이 탈색되어 연해진다(47). ABTS 는 과황산칼륨과 반응하여 양이온을 생성함으로써 ABTS 라디칼이 생성되고 734 nm의 파장에서 짙은 청록색을 띠는 데, 이러한 ABTS 라디칼에 항산화 물질이 반응하면 라디칼 이 소거되어 청록색이 연해진다(48). 이와 같은 원리를 이용 하여 측정한 것이 라디칼 소거 활성이며, 이를 통해 항산화 활성을 평가할 수 있다. 이에 따라 가열처리에 따른 헴프씨드 의 항산화 활성 변화를 조사하기 위해 DPPH 및 ABTS 라디 칼 소거 활성을 측정하였으며, 결과는 Fig. 2와 3과 같다.
DPPH 라디칼 소거 활성은 물 추출물보다 메탄올 추출물 에서 더 높았으며, 농도 의존적인 경향을 보였다(Fig. 2).
대부분의 농도에서 생 헴프씨드보다 열처리한 헴프씨드의 DPPH 라디칼 소거 활성이 높았으며, 25 mg/mL의 농도에 서는 모든 시료가 라디칼을 100%에 가깝게 소거하는 것으 로 확인되었고, 이에 따라 실험군 간 유의적인 차이를 보이 지 않았다(P>0.05). 저농도(3.125 mg/mL, 6.25 mg/mL)에 서는 볶은 헴프씨드와 찐 헴프씨드의 소거 활성에 유의적인 차이가 없었으나(P>0.05) 12.5 mg/mL 농도에서는 볶은 헴 프씨드의 라디칼 소거 활성이 찐 헴프씨드보다 유의적으로 높았다(P<0.05). ABTS 라디칼 소거 활성은 25 mg/mL 농 도를 제외하고 대부분의 농도에서 동일한 열처리를 한 헴프 씨드를 비교했을 때 각각의 소거 활성이 메탄올 추출물보다
물 추출물에서 높았으며, DPPH 라디칼 소거 활성과 마찬가 지로 농도 의존적인 경향을 보였다(Fig. 3). 메탄올 추출물 에서 생 헴프씨드는 볶은 후 라디칼 소거 활성이 약간 감소 하였고 찐 후 약간 증가하였으나 열처리에 따른 큰 변화는 보이지 않았다(P>0.05). 물 추출물의 경우 저농도(3.125 mg/mL, 6.25 mg/mL)의 생 헴프씨드는 열처리에 의해 라디 칼 소거 활성이 낮아졌으며, 고농도(25 mg/mL)의 생 헴프 씨드는 열처리에 의해 라디칼 소거 활성이 높아졌다. 대체로 볶은 헴프씨드가 찐 헴프씨드보다 생 헴프씨드의 활성에 비 해 높은 감소율을 보였으며, 이를 통해 찌는 것보다 볶는
것이 더 많은 항산화 물질을 손실시킨다는 것을 파악할 수 있었다.
이상의 결과 가열처리에 따른 헴프씨드의 DPPH 라디칼 소거 활성은 열처리에 의해 증가하는 경향을 보였으며, ABTS 라디칼 소거 활성은 감소하는 경향을 보였다. 특히 볶음 처리 후 증감률이 가장 큰 것으로 조사되었으며, 찌기보 다 볶기에 의해 성분 변화가 큰 것으로 나타났다. DPPH 라 디칼 소거 활성과 ABTS 라디칼 소거 활성의 서로 다른 경향 은 DPPH가 자유라디칼인 반면에 ABTS는 양이온 라디칼이 라는 점에서 헴프씨드 속 항산화 물질이 두 기질에 결합하는 정도에 따라 라디칼을 제거하는 능력에 차이가 있기 때문인 것으로 생각된다(49). 즉 항산화 활성을 측정하는 방법, 시 료의 농도 및 가열처리 방법에 따라 항산화 활성은 달리 나 타나는 것으로 보인다. 또한 이전 연구들에서 가열온도, 시 간 등 여러 가열조건에 따라서도 항산화 활성에 차이가 있는 것으로 보아(50-52), 추후에는 항산화 활성에 변화를 줄 수 있는 다양한 변수들을 달리하여 평가함으로써 항산화 활성 을 높일 수 있는 가열처리 방법을 선택하여 헴프씨드의 식품 학적 가치를 높일 수 있는 방안을 제시해야 할 것이다.
요 약
본 연구에서는 볶기와 찌기와 같은 열처리에 따른 헴프씨드 의 일반성분 및 영양성분, 항산화 활성을 조사하여 각 성분 의 변화를 비교하고 평가하였다. 헴프씨드는 일반성분 중 조지방과 조단백질 함량이 각각 44.32~46.03%와 36.61~
37.59%로 높은 비율을 차지하였다. 조지방 함량은 열처리 에 의해 증가하였으나 큰 변화를 보이지 않았으며(P>0.05), 조단백질 함량은 볶고 찐 후 감소하였으나 찐 후에는 유의적 인 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 헴프씨드의 주요 아미노 산은 아스파르트산, 글루탐산, 아르기닌으로 확인되었으며, 특히 글루탐산 함량이 총 아미노산 함량의 약 17.2%로 가장 큰 비중을 차지하였다. 대부분의 아미노산은 열처리를 하지 않은 생 헴프씨드 또는 볶은 헴프씨드에서 가장 높았으며, 찐 헴프씨드에서 가장 낮았다. 즉 아미노산 함량은 볶기보다 찌기에 의해 더 손실된 것을 알 수 있었다. 헴프씨드는 칼륨 과 마그네슘을 다량 함유하고 있었으며, 나트륨을 제외한 모든 무기질은 열처리에 의한 큰 변화를 보이지 않았다(P>
0.05). 올레산, 리놀레산, 리놀렌산과 같은 헴프씨드의 주요 지방산은 열처리에 의해 증가하여 볶은 후 유의하게 높아졌 으며(P<0.05), 찐 후에는 증가는 보였으나 생 헴프씨드와 유의한 차이는 보이지 않았다(P>0.05). 헴프씨드의 총 폴리 페놀 및 플라보노이드 함량은 물 추출물의 총 페놀 함량이 열처리 후 감소하였으나 유의적인 차이가 없었으며(P>0.05), 메탄올 추출물의 총 페놀 및 플라보노이드 함량, 물 추출물 의 플라보노이드 함량이 모두 열처리에 의해 유의적으로 증 가하는 경향을 보였다(P<0.05). 가열처리에 따른 헴프씨드 의 항산화 활성을 측정한 결과 DPPH 라디칼 소거 활성은
열처리에 의해 증가하는 경향을 보였으며, ABTS 라디칼 소 거 활성은 감소하는 경향을 보였다. 특히 볶음 처리 후 증감 률이 가장 큰 것으로 조사되었으며, 찌기보다 볶기에 의해 활성 변화가 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 헴프씨드의 식품학 및 조리과학적 연구로 헴프씨드의 식품학적 가치를 향상시키고 헴프씨드를 활용한 가공품 개발에 기초자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.
감사의 글
본 연구는 2018년도 수원여자대학교 순수연구과제 지원에 의해 수행되었으며, 이에 감사드립니다.
REFERENCES
1. Callaway JC. 2004. Hempseed as a nutritional resource: An overview. Euphytica 140: 65-72.
2. Koh DH. 1990. A study on the composition of fatty acids of hempseed. Korean J Food Nutr 3: 201-206.
3. Leizer C, Ribnicky D, Poulev A, Dushenkov S, Raskin I.
2000. The composition of hemp seed oil and its potential as an important source of nutrition. J Diet Suppl 2: 35-53.
4. Lu RR, Qian P, Sun Z, Zhou XH, Chen TP, He JF, Zhang H, Wu J. 2010. Hempseed protein derived antioxidative pep- tides: Purification, identification and protection from hydro- gen peroxide-induced apoptosis in PC12 cells. Food Chem 123: 1210-1218.
5. Girgih AT, He R, Malomo S, Offengenden M, Wu J, Aluko RE. 2014. Structural and functional characterization of hemp seed (Cannabis sativa L.) protein-derived antioxidant and antihypertensive peptides. J Funct Foods 6: 384-394.
6. Chen T, He J, Zhang J, Li X, Zhang H, Hao J, Li L. 2012.
The isolation and identification of two compounds with pre- dominant radical scavenging activity in hempseed (seed of Cannabis sativa L.). Food Chem 134: 1030-1037.
7. Zhou Y, Wang S, Lou H, Fan P. 2018. Chemical constituents of hemp (Cannabis sativa L.) seed with potential anti-neuro- inflammatory activity. Phytochem Lett 23: 57-61.
8. Suh CS, Chun JK. 1981. Relationships among the roasting conditions, colors and extractable solid content of roastad barley. Korean J Food Sci Technol 13: 334-339.
9. Hwang HJ, Park JA, Choi JI, Kim HS, Cho MS. 2016.
Roasting conditions for optimization of Citri Unshii Peri- carpium antioxidant activity using response surface method- ology. J Korean Soc Food Sci Nutr 45: 261-268.
10. Jung HJ, Lee SR. 1991. Browning and mutagenicity of roast- ed barley and sesame seeds. Korean J Food Sci Technol 23:
280-285.
11. Cho KM, Joo OS. 2012. Enhances antioxidant effect of pur- ple sweet potato by roasting. Korean J Food Preserv 19:
735-743.
12. Song YB, Lee KS, Lee MS, Kim AJ. 2013. Bioactivitiy changes in mung beans according to the roasting time. Kore- an J Food Nutr 26: 502-507.
13. Wang S, Choe E. 2011. Lipid oxidation and antioxidant changes in perilla seeds during heating. Korean J Food Sci Technol 43: 711-718.
14. Koh HK, Lee YT. 2017. Effects of heat treatments on phys- icochemical properties and in vitro biological activities of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). J Korean Soc Food
