KR20110114353A

KR20110114353A - 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법

Info

Publication number: KR20110114353A
Application number: KR1020100033958A
Authority: KR
Inventors: 윤영호; 장동칠; 옥현충
Original assignee: 대한민국(관리부서:농촌진흥청장)
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2011-10-19

Abstract

본 발명은 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 생산된 쓴메밀 새싹은 폴리페놀 물질와 같은 기능성 물질의 함량과 항산화 활성이 증진됨과 동시에 독특한 색상을 가져 소비자들의 구매의욕을 높이는데 효과적이다.

Description

폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법 {Cultivation method of green-colored tatary buckwehat sprout with high polyphenolic compounds}

본 발명은 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법에 관한 것이다.

메밀은 강력한 항산화 물질인 루틴을 다량 함유하고 있고 균형잡힌 아미노산 조성으로 인해 영양학적으로 매우 가치 있는 곡물로 알려져 있다. 특히 메밀을 새싹채소의 형태로 재배하면 루틴과 아미노산 함량이 증가되는 것으로 알려져 있다(Kim S. L. 외 5인, Developement and utilization of buckwheat sprouts as functional vegetables. Fagopyrum, 18, 49-54, 2001). 우리나라에서도 보통 메밀을 소재로 하여 새싹채소 생산기술(한국등록특허 제217,884호), 새싹즙 제조방법 (한국공개특허 제2007-0027785호) 및 메밀 새싹 재배기(한국등록특허 제284,805호) 등이 개발되어 현재 일부 생산이 되고 있다. 그러나 보통 메밀에 비해 기능성 물질이나 항산화 활성이 뛰어난 쓴메밀(일명 타타리 메밀, Fagopyrum tataricum)을 이용한 새싹채소 기술이나 기능성 물질 증진을 위한 기술은 개발되어 있지 않다.

쓴메밀은 분류학상 마디풀과에 속하는 근연식물로, 보통 메밀은 삼각마름모형을 하고 있는 것에 비하여 쓴메밀은 보리나 쌀과 같이 둥근형을 하고 있다. 보통메밀을 각(殼)이라고 불리는 부분(과피)이 벗겨지기 쉬우나 쓴메밀은 벗겨지기 어렵고 이것이 쓴메밀의 쓴맛을 나게 하는 이유이다. 잎의 형태를 보면 본엽은 심장형으로 위로 갈수록 무뎌지는 것이 보통메밀과 동일하다. 일반적으로 조금은 엷고 부드럽고 잎의 표면에 털이 거의 없다. 우리나라에서는 보통메밀이 재배되고 있는데 쓴메밀은 중국, 네팔, 부탄, 내몽고를 비롯한 고산지대에서 많이 재배되고 있다. 보통메밀은 주로 메밀국수, 묵, 빵, 부침, 전병, 떡, 차 등을 만드는데 이용되고 쓴메밀은 메밀죽, 빵, 비스켓, 간장, 식초, 기능성면 등을 만드는데 주로 많이 사용되어 왔다.

보통메밀과 쓴메밀은 양질의 단백질과 필수 아미노산을 고루 함유하고 있고, 특히 곡류 식량작물에서 결핍되어 있는 라이신 함량이 높으며 여러 종류의 비타민과 필수 미량 요소를 많이 함유하고 있다.

쓴메밀의 영양성분 분석 결과, 보통메밀에 비해 성인병 예방과 치료에 효과가 좋은 루틴(rutin)을 비롯한 약리성분을 더 많이 함유하고 있을 뿐만 아니라 밀가루와 쌀에 비하여도 양질의 단백질을 더 많이 함유하고 있고, 특히 라이신 함량은 월등히 높은 것으로 알려져 있다.

쓴메밀은 중국 운난성 고산지대에서 기원한 종이므로 보통 메밀과는 발아 및 새싹의 생육특성이 다르므로 쓴메밀 새싹채소 생산을 위한 적정조건의 규명이 필요하다. 또한 최근 쓴메밀의 약리적 효과가 알려지면서 쓴메밀을 이용한 식품소재 개발에 관심이 증가하고 있어 이에 대한 기술개발의 요청이 계속되고 있다.

이에 본 발명자들은 기능성 식품에 대한 수요 증대에 대응하고자, 루틴, 쿼서틴, 쿼시트린과 같은 폴리페놀물질의 함량을 증진시킴으로써 새싹채소로서의 식품적 가치를 높이고 소비자로 하여금 구매욕을 증대시킬 수 있는 독특한 색상을 지닌 쓴메밀 새싹 생산을 위한 기술을 개발하기 위하여 연구, 노력한 결과, 특정 재배 조건 및 광처리 조건을 규명하여 기능성 물질을 극대화하고 새싹의 색상을 다르게 할 수 있는 쓴메밀 새싹의 생산방법을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

이에 본 발명은 증진된 폴리페놀 함량을 가지면서 연녹색의 독특한 색상을 지닌 쓴메밀 새싹의 생산방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은,

(a) 쓴메밀의 종자를 치상전에 물에 침지하고, 발아시키는 단계; 및

(b) 상기 발아된 쓴메밀을 적색광 또는 청색광으로 광처리하여 생육하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법을 특징으로 한다.

최근 다양한 곡물들이 새싹채소 형태로 개발되어 판매되고 있으며 특히 쓴메밀은 기능성 물질인 루틴의 보고라 할 만큼 이미 그 약리적 효과들이 입증되고 있으며, 점차 신선채소에 대한 소비자의 요구도가 증가하고 있는 추세이므로 쓴메밀 새싹채소는 새로운 식품소재로서 산업화 가능성이 클 것으로 기대된다. 따라서 본 발명에 의하여 생산된 쓴메밀은 기능성 물질을 극대화할 수 있는 새로운 식품소재가 될 수 있으며, 특히 기존의 노란색 새싹에 비해 컬러풀한 연녹색 색상을 가지게 되어 소비자들의 구매의욕을 높이는데 효과적일 것으로 기대된다.

도 1은 쓴메밀 새싹 종자의 침지 조건에 따른 최아 소요 시간 및 최아율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 온도 조건에 따른 하배축 신장 정도의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 의하여 생산된 쓴메밀 새싹의 사진이다.
도 4는 7일간 암조건하에서 재배되는 기존의 노란색 쓴메밀 새싹의 사진이다.
도 5는 본 발명에 의하여 LED 청색광을 쓴메밀 새싹에 조사하는 사진이다.
도 6은 본 발명에 의하여 생산된 쓴메밀 새싹 내 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 비교하는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 의하여 생산된 쓴메밀 새싹 내 비타민 C의 함량을 비교하는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 의하여 생산된 쓴메밀 새싹의 항산화 활성을 비교한 그래프이다.

본 발명은 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법을 단계별로 더욱 구체화하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 쓴메밀을 선별하고, 이물질 등을 제거한 후 물에 침지시킨다. 쓴메밀은 생육 조건상 고온재배를 피해야 하며, 최아소요시간을 단축하고, 균일도의 증가를 위해 치상전 물에 침지하는 것이 요구된다. 침지는 20 ~ 30℃의 물에 3 ~ 15시간 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 25℃의 물에 5 ~ 10시간 동안 침지시킨다. 20℃ 이하의 물에 침지하거나 3시간 이하로 침지 시에는 발아 소요 기간이 지나치게 길어지며, 30℃ 이상의 물에 침지하거나 15시간 이상 침지하면 발아율이 크게 떨어지는 문제가 있다.

상기 침지시킨 쓴메밀 종자를 발아상에서 발아시킨 후 재배상에 치상하고 하루 수차례 지상부에서 살수하여 재배한다.

이후, 상기 발아된 쓴메밀을 적색광 또는 청색광으로 광처리하여 생육함으로써, 발아된 쓴메밀의 하배축(유아의 자엽 아래쪽에 있는 줄기)을 신장시킨다. 하배축의 신장은 수확의 편리성이나 상품성에 있어 매우 중요한 요소로서, 그 길이가 보통 10cm 이상 신장되는 것이 바람직하다. 상기 하배축의 신장은 온도에 따라 차이를 보이는데, 바람직하게는 18 ~ 30 ℃ 범위 내에서 5 ~ 8일간 이루어지는 것이 좋다. 약 25℃의 온도조건에서 치상 후 약 6일이 경과하면 하배축이 12cm 정도 신장되어 수확이 용이하고 우수한 상품성을 갖게 된다. 재배 온도가 18℃ 미만이면 하배축 신장이 억제되어 치상후 6 일이 경과하여도 하배축 길이가 10 cm를 넘지 못해 상품성이 없으며, 30℃를 초과하면 초기신장은 좋으나 시간이 경과하면서 오히려 신장이 억제되어 상품성이 떨어진다.

하배축을 신장시키며 생육하는 과정에서 쓴메밀을 청색광 또는 적색광으로 광처리한다. 상기 광처리에 있어 특정파장대의 빛을 정확히 방출하는 LED (light emitting diodes) 플레이트를 이용하는 것이 바람직하며, 청색광은 420 ~ 470nm, 적색광은 630 ~ 690 nm 파장의 광원을 조사하는 것이 좋다.

또한, 상기 광처리는 0.5 ~ 5 μmol· m^-2·s^-1의 광도로 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 ~ 3 μmol·m^-2·s^-1의 광도로 이루어지도록 한다. 상기 광처리에 의하여 폴리페놀, 플라보노이드 및 비타민C 등의 기능성 물질의 함량이 종래 암처리에 의하여 생육된 쓴메밀 새싹에 비하여 크게 증가시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 침지 조건에 따른 최아 소요시간 및 최아율 측정

폴리페놀의 함량이 증진된 쓴메밀 새싹을 생산하는데 적합한 종자의 침지 시 온도와 침지 시간을 알아보기 위하여, 쓴메밀 종자를 25 ℃와 30 ℃의 물에 각각 침지시간을 달리하여 침지시키고, 이를 플라스틱 새싹재배 용기에 치상시킨 후 온도 25 ℃, 습도 80% 조건의 생육상내에 두고 최아율 및 최아 소요시간을 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1에서 보는 바와 같이, 침지하지 않고 치상하면, 최아하는데 24시간이 소요되었으나, 25 ℃ 의 물에 5 ~ 10시간 동안 침지하면 최아 소요시간이 10 ~ 18시간으로 단축된다. 25 ℃의 물에 15시간 침지시에는 최아 소요시간은 약 24시간 정도로 나타나면서, 최아율이 크게 떨어졌다. 30 ℃의 물에 침지하는 경우에는 25℃의 물에 침지한 경우 보다 최아 소요시간은 단축되나 최아율이 낮아지는 것을 확인하였다. 결과적으로 볼 때, 25 ℃에서 5 ~ 10시간 침지시킨 경우가 최아율 및 최아 소요시간 면에서 가장 유리하다는 것을 확인하였다.

실시예 2 : 재배온도에 따른 하배축 길이 비교

폴리페놀의 함량이 증진된 쓴메밀 새싹을 생산하기 위하여 먼저 쓴메밀 종자를 25℃의 물에 10시간 침지하였다. 상기 침지하여 발아된 쓴메밀 종자를 플라스틱 새싹재배 용기에 치상시킨 후, 생육상내의 온도를 18, 25 및 30 ℃로 각각 달리하여 6일간 신장시켰으며, 치상 후 일수별로 재배온도에 따른 쓴메밀 새싹의 하배축 신장 정도를 도 2에 나타내었다.

도 2에서 보는 바와 같이, 18 ℃에서는 초기 생육이 매우 저조하였으며 치상 후 6 일째에도 하배축의 길이가 8 cm를 넘지 못하였다. 25 ℃에서는 치상 후 6일째 하배축의 길이가 약 12 cm로 가장 좋은 신장을 나타냈으며, 30℃에서는 오히려 하배축의 신장이 억제되는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 3: 기능성 물질 함량 증진을 위한 광처리 방법 활성검정(청색광)

폴리페놀의 함량이 증진된 쓴메밀 새싹을 생산하기 위하여 먼저 쓴메밀 종자를 25℃의 물에 10시간 침지하였다. 상기 침지하여 발아된 쓴메밀 종자를 플라스틱 새싹재배 용기에 치상시킨 후, 25 ℃에서 6 일간 하배축을 신장시키면서, 450nm 파장을 가지는 LED 청색광을 2 μmol· m^-2·s^-1의 강도로 조사하였다.

상기 광처리를 통하여 얻은 쓴메밀 새싹은 기존의 노란 메밀 새싹과 달리 연녹색을 띠며, 그 사진을 도 3에 나타내었다. 또한 7일간 암조건하에서 재배되는 기존의 노란색 쓴메밀 새싹의 사진을 도 4에 나타내어 비교하였다.

실시예 4: 기능성 물질 함량 증진을 위한 광처리 방법 활성검정(적색광)

상기 실시예 3에서 670nm 파장을 가지는 LED 적색광을 2 μmol· m^-2·s^-1의 강도로 조사하면서 재배하는 것을 제외하고는 동일하게 쓴메밀 새싹을 생육하였다.

실험예 1 : 기능성 물질의 함량 측정

HPLC(High performance liquid chromatography)를 이용하여 상기 실시예 3 및 4에 의하여 재배된 쓴메밀 새싹 내에 함유된 루틴, 쿼서틴, 쿼시트린과 같은 메밀의 대표적 활성 물질을 분석하였으며, 그 밖에 총폴리페놀, 총플라보노이드 및 비타민 C의 함량을 측정하여, 그 결과를 하기 표 1 및 도 6 및 7에 나타내었다.

종 구 분	광조건	색상	함량(mg/100g, DW)
종 구 분	광조건	색상	rutin	quercertin	quercitrin
쓴 메 밀	암조건	노란색	1,333	0.5	0.9
	적색광	연녹색	1,339	1.6	34.1
	청색광	연녹색	1,806	2.2	41.0

상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 의하여 청색광을 조사한 쓴메밀 새싹의 경우 기존의 재배 방법으로 얻은 노란색 쓴메밀에 비하여 루틴은 1.4 배 증가하였으며, 쿼서틴, 쿼시트린의 함량도 청색광과 적색광을 조사한 경우 크게 증가함을 확인할 수 있었다.

또한 도 6 및 7에서 보는 바와 같이 루틴, 쿼서틴, 쿼시트린을 포함한 총 폴리페놀, 총플라보노이드 및 비타민 C의 함량도 청색광 조사에 의해 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

상기 결과를 통하여 본 발명에 의한 쓴메밀 새싹의 생산방법을 통해 루틴, 쿼서틴, 쿼시트린과 같은 폴리페놀 물질의 함량을 크게 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

실험예 2 : 항산화 활성의 측정

본 발명에 의하여 얻은 쓴메밀 새싹의 1, 1-디페닐-2-피크릴하이드라질(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazil, DPPH)에 대한 억제활성을 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.

DPPH는 자신이 가지고 있는 홀수의 전자 때문에 525nm에서 강한 흡수 밴드(band)를 보이나 페놀 화합물과 같이 수소에 전자를 제공해주는 전자 공여체와 반응을 하게 되면 전자나 수소 라디칼(hydrogen radical)을 받아 페녹시 라디칼(phenoxy radical)을 생성하게 되어 흡수 밴드도 사라지게 되고 안정한 분자가 된다. 또한 공여된 전자는 비가역적으로 결합하며 그 수에 비례하여 진보라색의 DPPH의 색깔은 점점 옅어지게 되고 흡광도도 감소하게 된다.

에탄올에 녹인 DPPH(1, 1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 0.4mM 용액에 에탄올 일정량을 첨가하여 분광광도계의 흡광도 값이 0.95가 되도록 조절하고, 동결 건조한 쓴메밀 새싹 시료를 메탄올에 환류추출한 후, 상기 추출된 추출액을 0.2 ㎖를 취하고 상기 DPPH 에탄올 용액 0.8 ㎖를 가하여 10초 동안 진탕한 후 30분간 방치하였다. 이후, 분광광도계를 사용하여 525nm에서 흡광도를 측정하였고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.

도 8에서 보는 바와 같이, 특정광을 처리한 연녹색의 쓴메밀 새싹은 보통의 메밀 새싹에 비하여 항산화 활성이 월등히 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims

(a) 쓴메밀의 종자를 치상전에 물에 침지하고, 발아시키는 단계; 및
(b) 상기 발아된 쓴메밀을 적색광 또는 청색광으로 광처리하여 생육하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (a) 단계의 침지는 쓴메밀을 20 ~ 30 ℃의 물에 3 ~ 15 시간 동안 침지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (b) 단계의 생육은 18 ~ 30 ℃의 범위 내에서 5 ~ 8일간 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (b)단계의 광처리는 420 ~ 470 nm의 청색광을 0.5 ~ 5 μmol· m^-2·s^-1의 광도로 조사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (b)단계의 광처리는 630 ~ 690 nm의 적색광을 0.5 ~ 5 μmol· m^-2·s^-1의 광도로 조사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리페놀 함량이 증진된 연녹색 쓴메밀 새싹의 생산방법.