KR100665666B1 - 동해 심층수를 이용한 기능성 과채류 및 방울토마토 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동해심층수를 이용하여 재배한 기능성 과채류 및 방울토마토에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통상의 동해심층수와 담수액과 혼합하여 염류처리한 혼합액이 10 내지 40mM이 되도록 희석하며, 상기 혼합액을 과채류 또는 방울토마토에 공급하여 제2화방시에 수확하도록 한 것을 특징으로 한 동해 심층수를 이용한 기능성 과채류에 관한 것이다.

이는 과채류의 생육과정상 특정시기에 염분 스트레스를 가하여 당도를 증가시키고, 나아가 라이고펜 등의 기능성 물질이 증가된 고품질, 기능성 과채류의 생산에 관한 것이다.

종래에는 농약이나 표층수 등은 토양 등의 환경을 오염시킬 뿐 아니라 과채류에 대한 살포 잔류물질의 우려가 남을 수 있으나, 본 발명의 동해심층수는 유해물질이 없어 청정하고 식물성장에 도움이 되는 영양염 및 미네랄이 풍부하여 안전하고 유익한 작용물질에 의하여 과채류의 당도 및 라이코펜의 기능성 물질의 증가를 가져오는 것이다.

따라서, 과채류 배양시 적정 시점에 건전 성장에 영향을 주지 않을 정도의 농도로 희석액을 제조하여 직접 살포하여 고품질, 기능성 과채류의 생산을 도모할 수 있다.

동해심층수, 토마토, 당도, 라이코펜, 과채류, 방울토마토

Description

동해 심층수를 이용한 기능성 과채류 및 방울토마토{FUNCTIONAL FRUIT VEGETABLES AND CHERRY TOMATO USING DEEP OCEAN WATER}

본 발명은 동해 심층수를 이용한 기능성 과채류 및 방울토마토에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동해심층수를 이용하여 재배한 고품질, 기능성 과채류에 관한 것이며, 이를 통해 당도 뿐 아니라 라이고펜 등의 기능성 물질을 증가시킨 과채류에 대한 것이다.
인구증가와 환경오염에 의하여 과채류재배에 대한 오염이 심화되고 있으며, 이를 해소하기 위해 과채류의 품질 향상을 위한 노력은 배양환경, 방법 및 물질 이용에 의한 색도, 당도, 향 등의 개선으로 시도되어 왔으며, 종래기술로서는 주로 스트레스나 유기물질을 사용하는 방법으로 적용되어 왔다.
따라서, 비용이 과도하거나 작용후 후유증이 우려되는 등의 문제점이 예견되어 왔다.
이를 극복하고 실용화하기 위해서는 비용의 저렴화 및 편익의 극대화가 요구된다. 동해심층수는 청정하고, 균형잡힌 미네랄이 인체에 유익한 것으로 밝혀지고 있는 해양수자원이다. 동해심층수는 매우 청정하여 해수담수화 비용을 약 30% 절약할 수 있는 장점을 가지고 있을 뿐 아니라 담수화 과정에서 유용한 미네랄만 잔존시킬 수 있다면 고부가가치의 음료수를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.
동해심층수는 인체의 체액이나 혈액과 유사한 조성을 이루고 있을 뿐 아니라 유해중금속이나 유기물질이 거의 없어 청정한 특성을 가지고 있다. 그러나, 이를 그대로 과채류등에 적용한 경우에는 오히려, 과채류 육성에 악영향을 가져오는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 동해심층수에 적정량의 염류처리를 하여, 이를 이용하여 재배한 기능성 과채류와 방울토마토를 제공하고자 하는 것이다.
이는 청정하고 균형잡힌 미네랄과 부영양성을 지닌 동해심층수를 적절한 시기에 특정 희석액으로 과채류에 직접 살포하여 염분 스트레스와 양분 보급으로 품질이 향상된 과채류를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동해심층수를 담수액과 혼합하여 혼합액의 염류농도가 20 내지 40 mM이 되도록 희석하고, 상기 희석된 혼합액을 야마자키 표준양액에 첨가한 양액으로 제1화방 3번화를 기준으로 개화후 20일부터 수확기까지 염류처리 재배하여 제2화방시에 수확한 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용하여 재배한 방울토마토에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 상기 혼합액을 me/L로 0.6 NH₄ ⁺, 7.0 NO₃ ^-, 4.0 K⁺, 3.0 Ca₂ ⁺, 2.0 Mg₂ ⁺, 2.0 SO₄ ^2- 의 무기성분을 포함하는 토마토 재배용 야마자키 표준양액에 첨가한 양액을 1회 30 ㎖씩 1일 6회 기준으로 제1화방 3번화를 기준으로 개화후 20일부터 수확 종료일까지 염류처리 재배하여 제2화방시에 수확한 것을 특징으로 하는 동해심층수를 이용하여 재배한 방울토마토에 관한 것이다.
동해심층수에 들어 있는 적절한 양의 염류 및 미네랄은 식물체내에서 식물생장에 관여하는 회로 및 세포내 삼투압에 영향을 준다. 동해심층수의 이런 영향은 농업에서 고품질의 기능성 과채류를 생산할 수 있는 방향으로 유도를 하는 메카니즘을 이용하는 것이다. 이를 적절히 적용하면 당도나 기능성 물질의 증대를 기할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 실시예로서 강원도 고성군에 위치한 해양심층수연구센터에서 취수한 동해심층수 원액을 공급받아 이를 담수액과 혼합하여 10, 20, 30, 40 mM의 염류농도를 갖는 혼합액을 제조하였다. 상기 혼합액을 토마토 재배용 야마자키 표준양액에 첨가하여 심층수 염류처리 재배용 양액을 제조하였다.
비닐하우스에서 '미니 캐롤' 품종을 공시하여 제1화방에서 1~2개의 개화가 이루어진 묘를 폭 25㎝ × 높이 28㎝인 화분에 상토(바이오, 흥농)를 채운 후 정식하여 재식거리 25㎝ 간격으로 배치하고 점적용 관수 호스를 처리구별로 설치하였다. 양액은 방울토마토 재배용 야마자키 표준양액(me/L로 0.6 NH₄ ⁺, 7.0 NO₃ ^-, 4.0 K⁺, 3.0 Ca₂ ⁺, 2.0 Mg₂ ⁺, 2.0 SO₄ ^2-)을 1회 30㎖씩 1일 6회 기준으로 공급하였고, 염류처리는 상기 심층수 염류처리 재배용 양액을 제1화방 3번화를 기준으로 개화한 후 20일부터 수확 종료일까지 지속하였다. 한편, 대조구에서는 동 기간동안 심층수가 전혀 첨가되지 않은 야마자키 표준양액으로 재배하였다.
심층수 염류처리된 방울토마토의 가용성고형물 함량을 분석하기 위하여 과실 표면 전체가 선명한 적색으로 착색한 완전착색기에 수확한 과실의 과육 10g을 마쇄하여 3,000rpm에서 원심분리 후 상징액을 취하여 0.45μM millipore filter(Minisart, Sartorius)에 통과시켰다. 통과시킨 시료 200㎕를 증류수 200㎕와 혼합한 후 10㎕를 취하여 HPLC(high performance liquid chromatography; Shimadzu, LC-10A, Waters Sugar pak, RI detecter)로 당함량을 측정하였다.

품종	처리	가용성고형물(brix)
		1화방	2화방
미니캐롤	대조구	8.3	7.5
	10mM	8.5	8.3
	20mM	8.5	9.5
	30mM	8.4	10.0
	40mM	8.4	10.0

<대조군과 본 발명에 따른 방울토마토의 가용성 고형물>
표 1에서 보는 바와 같이, 과실의 가용성 고형물 함량은 심층수의 농도가 높을수록 증가하는 경향이었다. 제1화방의 경우 10 mM과 20 mM 처리구에서 가장 많이 증가하였고, 제2화방의 경우 20 mM과 40 mM 처리구에서 가장 많이 증가하였으며, 모든 심층수 염류처리구에서 대조구(0 mM)에 비해 증가하였다.
심층수 염류처리가 방울토마토의 품질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 토마토 과실의 라이코펜(Lycopene) 함량을 분석하였다. 상기 완전착색기에 수확한 과실 5g을 얼린 막자사발에 마쇄한 후 Hexane：Ethanol：Acetone (2：1：1, v/v) 용액을 20㎖ 넣고 400rpm에서 원심분리하는 과정을 3회 반복하여 완전히 추출한 다음, 감압기(Rotary Vacuum Evaporator, Eyela)로 감압농축하여 메탄올 5㎖에 녹여 0.2μM millipore filter(Minisart, Sartorius)에 통과시켰다. 통과시킨 시료 20㎕를 취하여 HPLC(high performance liquid chromatography; Shimadzu, LC-10A, Alltech Apollo C18, RI detecter)로 Lycopene함량을 측정하였다. 표 2에 기재된 a, b, c는 던컨의 다중검정(Duncan's multiple test)에 의한 5% 유의수준에서의 유의성을 나타내며, 같은 문자 내에서는 유의한 차이가 없다는 것을 의미한다.

품종	처리	Lycopene (1mg/L)
미니캐롤	대조구	303960.5b
	10mM	220745.0c
	20mM	732147.0a
	30mM	368677.7b
	40mM	353947.8b

<대조군과 본 발명에 따른 방울토마토의 라이코펜>
표 2에서 보는 바와 같이, 과실의 라이코펜 함량은 심층수 20 mM 염류처리구에서 대조구의 약 2.5배 수준으로 가장 높았으며, 대조구(0 mM)와 나머지 처리구에서의 함량은 크게 차이가 없었다.
상기의 실시예의 결과로 볼 때, 방울토마토 과실의 가용성 고형물 함량과 라이코펜 함량을 종합적으로 고려하여 가용성 고형물 함량과 라이코펜 함량이 전체적으로 높은 고품질 기능성 토마토의 생산에 적합한 심층수를 이용한 염류처리 농도는 20~30 mM 수준인 것으로 평가되었다. 이는 염류처리 농도가 20 mM 미만이면 제2화방의 가용성 고형물 함량과 라이코펜 함량이 현저히 낮아지기 때문이며, 염류농도가 30 mM을 초과하면 염류처리 농도 증가에 따른 가용성 고형물 함량이 더 이상 증가하지 아니하고, 라이코펜 함량도 다소 낮아지기 때문이다.
한편, 본 발명에 사용된 동해심층수는 인체의 혈액이나 체액과 유사하여 청정하고, 미네랄 균형이 좋은 해양수자원으로서 그 성분은 하기의 표 3과 같다.

상기와 기재된 바와 같이 본 발명은 해양심층수를 이용하여 과실의 가용성 고형물 함량과 라이코펜 함량이 관행재배법에 따라 통상적으로 재배된 방울토마토보다 월등히 개선된 고품질 기능성 토마토를 제공할 수 있었다. 나아가 본 발명은 해양심층수를 이용하여 기능성 청정 농산물을 생산함으로써 국민건강 증진 및 삶의 질 향상에 기여하고, 고품질의 고부가가치 농산물을 생산함으로써 농가의 소득향상에도 이바지할 수 있을 것으로 기대되었다.

Claims (3)

1. 동해심층수를 담수액과 혼합하여 혼합액의 염류농도가 20 내지 40 mM이 되도록 희석하고, 상기 희석된 혼합액을 야마자키 표준양액에 첨가한 양액으로 염류처리 재배하여 제2화방시에 수확한 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용하여 재배한 방울토마토.
2. 제1항에 있어서, 상기 혼합액의 염류농도가 20 내지 30 mM이 되도록 희석하는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용하여 재배한 방울토마토.
3. 제2항에 있어서, 상기 염류처리는 제1화방 3번화를 기준으로 개화후 20일부터 수확기까지 수행되는 것을 특징으로 하는 해양심층수를 이용하여 재배한 방울토마토.