I.서 론
최근 우리나라 국민들은 식품의 안전성을 최우선적으로 요 구하고 있으며 환경보존에 대한 관심이 매우 높게 나타나고 있다(Kim 2011). 과거와는 달리 이제는 식생활도 양적 팽창 보다는 질적 성장을 추구함과 동시에 점진적으로 유기농산 물에 대한 인식이 새로워지고 있는 실정이다. 소비자들은 유 기재배 농가에서 환경 친화적인 농법으로 더 나은 농산물을 생산한다고 믿고 있기 때문에 유기농 식품을 구매한다고 한 다(Saba et al. 2003; Lockie et al. 2006). 따라서 유기 농 산물의 생산은 제품의 상대 우위 확보 및 판매력과 동시에 순이익 증대로 이어지고 있다. 하지만 가장 큰 문제점은 정 확한 분석 및 판별법이 확립되어 있지 못 하다는 것이다. 또 한 유기농 식품의 잔류 농약이 적다는 보고들은 많으나(Lu et al. 2006) 유기농 식품들이 일반 재배 식품들에 비해 영양 학적으로 우수하다는 연구보고는 적다(Benbrook et al. 2008; Cha et al. 2009; Lee et al. 2010; Reganold et al. 2010).
당근은 우수한 비타민 A의 공급원으로 우리나라 사람들이 많이 먹는 대표적인 채소 중 하나이다(Lee et al. 2011). 또 한 재배가 쉽고 단위 면적 당 수확량이 많아 생식은 물론 가 공용으로도 높이 평가받고 있다. 당근에는 provitamin A 의 전구물질인 β-carotene이 많이 함유되어 있어 항산화 기능, 노화방지 및 암 발생이나 암세포 증식의 억제효과 등이 보 고된 바 있다(Diplock 1991). 근래에는 당근의 연중 생산도 하고 있어 생산량은 점차 증가하는 추세이다(Lee et al. 2011).
본 연구에서는 유기 및 일반재배에 따른 일반품질특성, 항 산화활성 분석을 통해 재배 조건에 따른 품질을 비교하고자 하였다. 일반품질 특성으로는 수분, 색도, 경도를 측정하였고, 항산화활성 분석에서는 DPPH, ABTS 라디컬 소거능, 총 페 놀 함량, 총 플라보노이드 함량을 비교하였다.
II.연구 내용 및 방법
1.재료
본 실험에 사용된 유기 재배 당근은 제주 농가에서 재배 하여 2015년 4월에 수확하였으며, 일반 재배 당근은 시료 간 차이를 줄이기 위해 동일 지역의 인근 농가에서 재배된 당 근을 사용하였다. 유기 재배 당근은 화학비료나 농약을 사용 하지 않고 재배한 것을 선정하였으며 수확 직후 외관 상태 와 모양이 전체적으로 균일한 것을 선별하여 즉시 실험실로 운반 후 시료로 사용하였다.
2.일반품질특성
중량은 전자저울(SARTORIUS AG, CP3202S, Germany) 을 사용하여 측정하였고 길이는 digital caliper (BLUEBIRD, NA500-300S, Korea)를 사용하여 측정하였다.
수분 함량은 수분측정기(FD-720, KETT Electric Laboratory, Japan)를 이용하여 무작위로 고른 당근 중에 4 g 취하여 각 시료군별로 10반복을 측정하였다. 가용성 고형분 함량은 당 근을 분쇄기로 마쇄하고 거즈로 착즙한 후 그 여과액을 취 하여 디지털 당도계(HI-96801, HANNA instruments, Romania) 를 사용하여 20회 측정하였다.
표면색은 표준백판(L=97.40, a=0.49, b=1.96)으로 보정된 색도계 (CR-400, Konica Minolta Sensing Inc., Japan)를 사용하여 측정하였으며, Hunter 색차계인 L, a 및 b값을 측 정하였다.
유기 및 일반재배에 따른 당근의 경도측정은 직경 5 mm 의 원형 probe가 부착된 texture analyser (LLOYD Instrument, Ametek, Inc, UK)를 이용하여 depression limit 10 mm, test speed 50 mm/min, trigger 0.5 N의 조건에서 측정하였다. 경도의 측정은 당근 윗 부분에서 5 cm지점을 측정하였다.
3.DPPH 라디컬 소거능
각 추출물의 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디 컬 소거능은 Blois 등(Blois 1958)의 방법을 약간 변형하여 분석하였다. 농도별 시료에 0.2 mM DPPH (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) 용액을 동일 비율로 가하여 잘 혼합하고, 암소에서 25분간 방치한 후 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과 값은 시료를 첨가하지 않은 대조군과 비교 하여 라디컬의 소거활성으로 나타내었다. DPPH 라디컬 소 거활성 실험은 3회 반복 수행하여 평균값을 제시하였으며 계 산식은 다음과 같다.
4.ABTS 라디컬 소거능
ABTS 라디컬 소거능 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline- 6-sulfonic acid) (ABTS)와 potassium persulfate을 혼합하여 암소에 두면 ABTS 양이온이 생성되는데 추출물의 항산화 물질과 반응하여 양이온이 소거됨으로써 특유의 청록색이 탈 색되며 이의 흡광도를 측정하여 항산화 능력을 측정할 수 있 다(Re et al. 1999). 7.4 mM ABTS 용액과 2.6 mM 과황산 칼륨을 혼합하여 암소에서 약 24시간 반응시킨 후 732 nm에 서 흡광도가 0.7±0.03가 되도록 phosphate buffer saline (pH 7.4)으로 희석하여 사용하였다. 희석한 용액 950 μL에 농도별로 조제한 시료 50 μL를 첨가하여 잘 혼합하고 실온 에 10분간 방치한 다음 732 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결 과 값은 시료를 첨가하지 않은 대조군과 비교하여 라디컬의 소거활성으로 나타냈다.
5.총 페놀 함량 측정
총 페놀 함량은 Florence 등의 방법(Florence et al. 1992) 에 따라 각 추출물을 70 μL에 Folin & Ciocalteu’s phenol reagent 70 μL을 가하고 혼합한 다음 실온에서 3분간 정치한 후 2% Na2CO3 70 μL을 가하고 실온에서 1시간 동안 반응 시킨 뒤 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 추출물은 당근을 착즙한 뒤 얻어진 상층액을 취하여 에탄올과 1:1로 혼합한 후 원심분리를 하여 사용하였다. 표준물질로는 gallic acid (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 총 페놀 함량을 산출하였다. 실험은 3회 반복 수행하여 평균값 을 제시하였다.
6.총 플라보노이드 함량 측정
총 플라보노이드 함량은 Quettier 등의 방법(Quettier et al. 2000)을 이용하여 측정하였고, 각각의 시료용액 50 μL에 2% aluminium chloride 150 μL을 혼합한 뒤 실온에서 15분간 반응시킨 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 quercetin (Sigma Co., St. Louis, MO, USA)을 사용하였으 며, 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 총 플라보노이드 함량을 산출하였다. 실험은 3회 반복 수행 하여 평균값을 제시하였다.
7.통계분석
본 실험연구에서 얻어진 모든 측정치는 평균값과 표준편 차로 나타내었고, 각 평균치간 차이에 대한 유의성은 SPSS program (ver. 19.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용 하여 ANOVA를 실시하고, Duncan's multiple range test로 각 군의 평균 차이에 대한 사후 검정을 하였으며, 통계적 유 의성을 5% 수준에서 분석하였다.
III.결과 및 고찰
1일반품질특성
일반 및 유기 재배에 따른 무게 및 길이 결과는 <Figure 1>과 같으며 무게의 경우 일반 재배 당근이 유기 재배 당근 에 비해 전반적으로 무거운 것으로 나타났다. 유기 재배 당 근의 무게를 보면 110~170 g에 해당하는 당근이 가장 많은 것으로 나타났으며 일반 재배 당근은 150~210 g에서 가장 많았다. 길이 차이를 보면 일반 및 유기 재배 당근에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 두 재배 당근 모두 140~170 g에 해당 하는 샘플이 가장 많았다. 국립농산물품질관리원의 농산물 표준 규격정보에 따르면 당근의 무게가 250 g 이상인 경우 2L, 200~250 g인 경우 L, 150~200 g인 경우 M, 100~150 g인 경우를 S로 구분하고 있다. 따라서 본 실험에 사용된 당 근의 무게는 유기 당근이 S, 일반 당근은 M에 해당한다고 볼 수 있다.
색도결과는 <Table 1>에 나타내었으며 일반 재배 당근의 L값이 유기 재배 당근에 비해 다소 높았으며 유의적으로 차 이가 있었다(p<0.05). a, b값에서는 유의적 차이를 나타내지 않았다. 당근의 특이색인 적색에 해당하는 a값에 유의적 차 이가 없는 것으로 보아 유기 재배 당근과 일반 재배 당근의 색상 차이가 크게 나지 않는다고 볼 수 있다.
경도, 가용성 고형분 함량, 수분함량의 차이는 <Table 2> 와 같다. 경도의 경우 일반 재배 당근은 유기 재배 당근에 비해 높은 값을 나타내었으며 유의적으로 차이가 있는 것으 로 나타났다(p<0.05). 가용성 고형분과 수분 함량의 경우 두 당근 모두 유의적 차이를 보이지 않았다. 이를 통해 일반품 질 특성에서 일반 당근이 유기 재배 당근에 비해 크기와 무 게에서 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다.
2.DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능
DPPH 라디컬 및 ABTS 양이온 소거능은 페놀성 물질 함 량이 높을수록 소거활성이 증가되며 DPPH 라디컬 소거활성 과 ABTS 양이온 소거활성은 유의적인 상관관계를 갖는 것 으로 알려져 있다(Jeong et al. 2007). 또한, 대부분의 페놀성 물질이 라디컬을 효과적으로 제거하지만, 라디컬의 기질에 따라 선택적으로 작용하는 페놀성 물질이 존재하기 때문에 본 연구에서는 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거활성 모두를 측 정하여 항산화 활성을 평가하였다.
DPPH 라디컬 소거활성을 측정한 결과는 <Figure 2>와 같 으며, 일반 당근에서는 42.27%, 유기 당근에서는 54.23%의 소거 활성이 나타났고 DPPH 라디컬 소거활성의 유의차를 확인할 수 있었다(p<0.05). Kim et al.(2014)에 따르면 케일 착즙액의 항산화 효과에서 유기농 케일 착즙액은 DPPH 소 거능이 51.5%로 일반농 케일 착즙액의 46.8%보다 우수한 것으로 나타났음을 보고하였다. 이는 본 실험 결과와 유사한 경향으로 일반 재배와 유기 재배 환경에 따라 생리활성에 차 이가 있음을 확인할 수 있는 결과라 판단된다.
Potassium persulfate와 반응하여 형성된 청록색의 ABTS 라디컬 cation이 추출용액의 항산화 물질에 의하여 소거되어 탈색되는 원리를 이용하여 ABTS 라디컬 소거활성을 측정한 결과<Figure 3>, 일반 재배 당근 추출물에서는 82.51%, 유 기 당근 추출물에서는 79.04%의 소거 활성을 나타냈으며 ABTS 라디컬 소거활성의 유의차 (p<0.05)를 확인할 수 있 었다.
3.총 페놀 및 플라보노이드 함량
페놀은 식물성 식품 속에 함유되어 있는 생리활성 물질 중 가장 많은 비중을 차지하고 있으며 높은 항산화 활성을 가 지는 것으로 알려져 있다. 플라보노이드는 식물에 의해 합성 된 폴리페놀의 가장 큰 부류이며 효과적인 free radical scavenger로서 항산화 효과를 가진다(Beecher 2003). 일반 재배의 총 플라보노이드 함량은 6.05 μg/mL이며 유기 재배 의 경우 6.71 μg/mL로 나타나 유의적 차이는 없었다 (Table 3). 총 페놀 함량의 경우 일반 재배는 18.47 μg/mL, 유기 재 배는 22.41 μg/mL로 유기 재배가 더 높았으며 유의 차이를 확인할 수 있었다(p<0.05). 본 실험에서는 일반 당근과 유기 재배 당근의 유의 차이가 나타나기 않았기 때문에 향후 항 산화 성분을 조사하기 위해서 다양한 항산화 측정법을 사용 하여 유기 및 일반재배에 따른 품질과 항산화 차이를 구명 할 필요가 있다고 판단된다.
IV.요약 및 결론
본 연구는 제주 지역에서 자생하는 당근을 추출하여 DPPH 및 ABTS 라디컬 소거능, 총 페놀과 총 플라보노이드 함량을 분석하여 항산화능을 분석하였다. 또한 일반품질특성 으로 중량, 길이, 수분, 경도, 가용성 고형분 함량 비교를 통 해 일반 재배와 유기 재배 당근의 차이를 조사하였다. 일반 재배의 경우 길이와 무게, 경도에서 유의적 차이를 보였지만 그 외의 일반 품질에서는 유의적 차이를 나타내지 않았다. 항산화 활성에서는 유기 재배 당근의 총 페놀 함량과 DPPH 라디컬 소거능이 일반 재배와 비교하여 유의적으로 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 일반 재배 당근에서는 ABTS 양이온 소거능이 유기 재배 당근에 비해 높게 나타났다. 유 기 및 일반 재배 당근의 일반 품질에서는 큰 차이를 보이지 않았지만 항산화 활성에서 차이가 있는 것으로 보아 일반 및 유기재배에 따른 차이 구명을 위해서는 추후 연구가 필요하 다고 사료된다.
