KR20180134833A

KR20180134833A - 음파를 이용한 새싹채소의 비타민 c 함량을 증가시키는 방법

Info

Publication number: KR20180134833A
Application number: KR1020180161678A
Authority: KR
Inventors: 정미정; 이수인; 김진아; 김주열
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2018-12-19

Abstract

본 발명은 새싹채소의 생육단계에 특정 음역대의 음파처리를 통한 새싹채소의 비타민 C 함량을 증가시키는 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 비타민 C의 함량을 증대시키는 적정 음역대, 음파처리에 적합한 새싹채소 생육시기 및 처리시간을 개시하여 비타민 C 함량이 높은 새싹채소생산에 활용하고자 한다.

Description

음파를 이용한 새싹채소의 비타민 C 함량을 증가시키는 방법{METHOD FOR INCREASING VITAMIN C CONTENT OF VEGETABLE SPROUTS USING SOUND WAVE}

본 발명은 일정 파장의 음파를 새싹채소에 처리하여 비타민 C 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.

식물의 씨앗 속은 생명유지와 성장에 필요한 영양소가 풍부하며, 종자를 발아시킨 후 1주일 이내의 채소의 어린 싹을 말하는 새싹채소는 재배 기간이 짧아 화학 비료없이 자란 무공해 식품으로 발아시 외부세균으로부터 자신을 보호하기 위해 다량의 방어물질을 생산함으로 인해 완전히 자란 채소보다 비타민과 미네랄 그리고 생리활성 물질이 훨씬 높다. 이처럼 새싹채소는 영양가면에서 일반 채소보다 우수하며, 생채 내에서 효소의 역할을 분담할 수 있는 외래효소는 물론 산화방지 역할을 하는 비타민 A, C, E 등이 풍부하게 함유되어 있어 새로운 건강 먹을거리로 각광 받고 있다. 새싹채소는 일반적으로 생산농가 에서 세척해 포장하기 때문에 씻지 않고도 바로 먹을 수 있으며, 병충해 피해를 받기 전에 수확하므로 병해충 감염과 농약사용으로 인한 우려를 하지 않아도 된다. 한편 항산화 효과가 암이나 노화예방 그리고 심혈관계 질환 감소와 밀접한 연관성이 있다고 알려지면서 항산화 성분에 대한 관심이 점점 증가하는 추세에 있다.

대표적인 항산화 성분인 비타민 C는 이미 오래전부터 연구가 수행되어 오고 있으며, 최근들어 각광을 받고 있는 새싹채소를 새로운 상품으로 개발 하고자 새싹채소를 대상으로 비타민 C와 같은 유용 기능 성분함량 증대를 위한 다양한 연구들이 수행되고 있다. 비타민 C는 인체의 기능과 건강 유지를 위한 미량 원소 중의 하나로 아스코르빈산이라고도 불리우는데, 생체에서 활성을 나타내는 형태는 L-아스코르브산(L-ascorbic acid)과 이것이 산화되어 만들어진 L-데히드로아스코르브산(L-dehydroascorbic acid)의 두가지형이 존재한다. 이들은 살아있는 세포내에서 상호 전환되며 L-아스코르브산을 환원형 비타민 C, L-데히드로 아스코르브산을 산화형 비타민C 라고 말한다. 비타민 C 는 항산화 작용, 콜라겐 합성, 아미노산 대사 등 다양한 생물학적 반응에 관여하는 것으로 알려져 있는 필수 비타민이지만, 인체내에서 전혀 합성이 되지 않아 반드시 식품으로 섭취해야 한다.

특히,‘자주개자리’라고도 불리우는 알팔파(Medicago sativa)는 콩과식물로서 아랍어로 ‘모든 음식의 아버지’란 뜻을 가진 대표적 새싹채소다. 사람들은 샐러드와 샌드위치 등에 알팔파를 새싹형태로 섭취해 왔으며, 높은 단백질 및 칼슘과 다른 미네랄, 각종 비타민을 다량 함유 하고 있으며, 면역체계의 강도를 향상시키는 베타카로틴도 풍부하여 스트레스가 많은 현대인들에게 꼭 필요한 작물이다.

한국등록특허 KR 1174410호는 비타민 E 고 함유 형질전환 콩 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 비타민과 같은 식물이 함유하고 있는 기능성 물질 함량을 증진시키는 기술로, 유전자 변형 기술(형질전환)이 많이 이용되고 있다. 그러나 GM 작물에 대한 안정성에 대한 논의가 계속되고 있는 실정이다.

본 발명에서는 유전자 변형 기술이 아닌 간단한 방법으로 음파 처리를 통하여 알팔파 새싹의 유용한 기능성분 중의 하나인 비타민 C의 함량을 증대시킬 수 있는 기술을 개발하였다.

한국등록특허 KR 1174410호

본 발명의 목적은 새싹채소의 생육단계에서 음파를 이용한 새싹채소의 비타민 C 함량을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 새싹채소의 생육단계에서 음파를 이용한 비타민 C 함량이 증가된 새싹채소의 생산방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 비타민 C 함량이 증가된 새싹채소를 제공하는 것이다.

본 발명은 새싹채소의 생육단계에서 음파를 이용한 새싹채소의 비타민 C 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 새싹채소에 1 Hz 내지 2000 Hz의 음파, 바람직하게는 250 Hz 내지 1500 Hz의 음파를 처리하는 것을 포함하는 음파를 이용한 새싹채소의 비타민 C 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.

상기 음파 처리는 250 Hz 내지 1500 Hz의 음파를 파종 후 6일 동안 매일 또는 특정일의 오전 10-11시 그리고 오후 2-3시까지 각 1시간씩 50 내지 100 dB의 소리 크기로 처리하는 것이 바람직하며, 이에 한정하지 않는다.

본 발명의 일실시예에서, 새싹채소의 비타민 C 함량을 증대시키는 최적인 음역대와 처리시간을 선발하기 위해 새싹채소에 0 Hz, 250 Hz, 500Hz, 800 Hz, 1 kHz 및 1.5 kHz 의 다양한 단일음파를 6일 동안 매일 또는 단일에만 오전 및 오후 각 1시간동안 처리하고 새싹채소의 비타민 C 함량을 확인하였다.

본 발명에서 사용된 용어, "음파"는 물체의 진동에 의해 형성된 공기 밀도가 상대적으로 높은 압축부와 공기 밀도가 낮은 희박부가 외부로 전파되는 현상을 말한다. 진동수에 따라 음파는 진동수가 대략 20~20000 Hz인 가청음파(audible wave), 진동수가 20 Hz 이하의 영역인 저음파(infrasonic wave), 20000Hz 이상의 영역인 초음파(ultrasonic wave)로 구분된다. 일반적인 음악은 복합 음파로 구성되어 있으며, 본 발명에서는 복합 음파가 아닌 특정 음역대의 음파를 이용하였다. 특정 음파 처리는 Adoba Audition 3.0 software(Adobe System Company) 프로그램을 이용하여 원하는 음파를 만들어서 무소음 생장상 내에 장착된 스피커를 통해 식물체에 처리하였다.

본 발명에서 사용된 용어 “새싹채소”는 채소의 종자를 발아시킨 후 1주일 이내의 어린 싹을 말한다. 바람직하게는 새싹채소는 알팔파, 무순, 상추싹, 배추싹, 메밀싹, 브로콜리싹, 적양배추싹, 유채싹, 다채싹을 포함하고 이에 한정되지 않는다. 더 바람직하게는, 새싹채소는 알팔파를 말한다.

본 발명에서 사용된 용어 “생육단계”는 식물의 발아 후 수확하기 전까지의 기간을 말한다. 바람직하게, 새싹채소의 생육단계는 종자가 발아된 후 수확하기 전인 약 1주일간을 의미한다.

또한, 본 발명은 본 명세서에 기재된 것과 같은 음파 처리 방법을 포함하는 비타민 C 함량이 증가된 새싹채소 생산방법을 제공한다.

본 발명은 상기 생산방법에 의해 생산된 비타민 C 함량이 증가된 새싹채소을 제공한다.

본 발명의 음파를 이용한 새싹채소의 비타민 C 함량을 증가시키는 방법을 이용하면 수확 후 유용기능성분 함량이 증대된 고품질 작물생산이 가능하여 농산물의 부가가치를 증대시킬 수 있고 인위적 환경제어 식물공장과 시설 재배지등에 활용가치 있는 신기술로 발전가능성이 있다.

도 1은 알팔파 새싹 생육 시기에 따라 250Hz 음역대의 음파를 단기간 처리한 경우, 알팔파 새싹의 비타민 C 함량을 비교한 것이다.
도 2은 알팔파 새싹 생육 시기에 따라 500Hz 음역대의 음파를 단기간 처리한 경우, 알팔파 새싹의 비타민 C 함량을 비교한 것이다.
도 3은 알팔파 새싹 생육 시기에 따라 800Hz 음역대의 음파를 단기간 처리한 경우, 알팔파 새싹의 비타민 C 함량을 비교한 것이다.
도 4은 알팔파 새싹 생육 시기에 따라 1000Hz 음역대의 음파를 단기간 처리한 경우, 알팔파 새싹의 비타민 C 함량을 비교한 것이다.
도 5은 알팔파 새싹 생육 시기에 따라 1500Hz 음역대의 음파를 단기간 처리한 경우, 알팔파 새싹의 비타민 C 함량을 비교한 것이다.
도 6은 장기간(6일간) 동안 250, 500, 800, 1000 및 1500Hz의 다양한 음역대의 음파를 처리한 경우, 알팔파 새싹의 비타민 C 함량을 비교한 것이다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에서 보다 상세하게 기술한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.

실시예 1 새싹채소와 음파 처리

1-1 새싹채소의 준비

대표적인 새싹채소 중 하나인 알팔파(Medicago sativa) 새싹을 선택하여 실험하였다. 본 발명의 실시예에서 사용한 알팔파(Medicago sativa) 종자는 (주)다농 제품을 구매하여 사용하였다.

선별된 알팔파 종자를 새싹채소 전용 수경재배기(아시아 종묘, 한국)의 판에 1개/홈당의 종자를 치상하였는데, 한 처리구당 약 1,000개의 종자를 파종 하였다. 파종이 끝난 재배기는 스피커가 설치된 무소음 생장상(Soundless Growth Chamber; (주)한국과기산업 제조)내 적절히 배치하고 음파 처리 하였다.

1-2. 음파 처리 및 새싹재배

음파는 무처리와 250, 500, 800Hz, 1kHz과 1.5kHz 의 5종류의 단일음파를 사용하였고, 소리의 크기(데시벨, dB)는 80dB로 고정하였다. 음파처리는 처리시간을 기준으로 단기간(1일)처리와 장기(6일간)처리의 두가지 조건으로 나누어 처리하였다.

첫 번째 단기처리는 종자 파종 1일 후부터 6일 후까지 하루간격으로 생육시기가 다른 새싹에, 각기 다른 단일음파를 하루 동안만 오전 10-11시 그리고 오후 2-3시까지 각 1시간씩 음파 처리 하였다.

두 번째 장기처리의 경우, 파종 1일 후부터 6일 후까지 6일 동안 매일 오전 10-11시 그리고 오후 2-3시까지 각 1시간씩 다양한 음파를 처리하여 음파별 효과를 분석하였다.

따라서 단기처리는 다양한 음파를 재배시기를 달리하여 하루만 처리하였으며, 장기처리는 6일 동안, 다양한 음파를 처리하였다. 무 처리구는 음파 처리없이 6일 동안 재배하였다.

파종 후 새싹채소는 스프레이로 충분히 물을 뿌려준 다음 신문지로 빛을 차단시키고 25±1℃조건의 실내에서 보관하여 재배하면서 음파처리 하였다. 싹이 튼 후에는 신문지를 벗겨 내고 상온에서 6일 후까지 키운 후 샘플링 하였다. 본 실험은 3회 반복 수행하였다.

실시예 2 새싹채소의 비타민 C 함량 분석방법

2-1. HPLC 분석기기 및 시약

비타민 C 함량분석용 HPLC로는 SHISEIDO NANOSPACE SI-2 (Japan)와 PDA Detector (Theromo Fisher, USA)를 사용하였다. 컬럼(Column)은 SHESEIDO Capcell- pack C18 MG120 column (250X4.6mm, Shiseido Co.) 을 사용하였고, 컬럼의 온도는 40℃를 유지하였다. 이동상은 0.05M KH2PO4, 유속은 0.5mL/min., 시료주입량은 5ul, 검출기는 PDA detector를 사용하여 254 nm에서 분석하였다.

2-2. 표준액 조제 및 검량선 작성

표준물질인 비타민 C에 대한 검량선을 작성하기 위하여 Ascorbic Acid (Sigma, St. Louis, MO, USA)를 단계적으로 희석하여 농도가 1, 10, 50, 그리고 100 mg/L가 되도록 조제한 후, 15초간 볼텍싱(vortexing) 한후 0.45um 멤브레인 필터(membrane filter)에 여과하여 사용하였다. 확립된 HPLC분석조건으로 분석하여 얻은 크로마토그램의 피크 면적을 y값으로 표준물질의 농도를 x값으로 하여 표준검량 곡선을 작성하였다.

2-3. 비타민 C 함량 분석

음파처리가 완료된 알팔파 새싹은 파종한지 6일후 까지 재배한 후 샘플링하여 비타민 C 함량을 측정하였다. 샘플링한 알팔파 새싹 2g을 취하여 5% Metaphosphoric Acid (Wako, Japan) 20mL가 들어있는 시험관에 넣고, 균질화하여 총량을 50mL로 맞춘 다음, 30분간 균일하게 초음파 추출후 0.45um 멤브레인 필터로 여과한 후 5ul를 주입하여 분석하였다. 분석은 샘플 당 3회 반복실험을 실시하였다.

실시예 3 음파 처리에 의한 새싹채소의 비타민 C 함량 분석 결과

3-1. 표준물질의 검량곡선 방정식과 상관계수

Ascorbic Acid의 표준용약을 농도가 1, 10, 50, 그리고 100 mg/L가 되도록 희석한 후, HPLC분석조건으로 분석하여 얻은 크로마토그램의 피크 면적을 y값으로 표준물질의 농도를 x값으로 하여 표준검량 곡선을 작성하였다. 검량선의 희귀식은 y = 13,270.9334 x 968.8203이었고, 상관계수는 (R2)는 1.000으로 양호한 직선성을 나타냈다 (표 1).

Sample	Equation	R ²
Ascorbic acid	y = 13,270.9334 x - 968.8203	1.0000

3-2. 생육 시기에 따른 다양한 단일 음파처리에 의한 새싹채소의 비타민 C 함량

각기 다른 단일 음파(250, 500, 800Hz, 1kHz 과 1.5kHz)를 생육시기가 다른 (파종 1일후∼6일후) 알팔파 새싹에 처리한 후, HPLC로 비타민 C 함량을 분석하였다. 도 1 내지 도 6에서 보여주는 바와 같이, 무처리에 비해 음파처리시 비타민 C의 함량이 높은 것을 관찰할 수 있었다.

각 음역대에서 가장 우수한 효과를 나타내는 조건을 비교하였을 때, 1kHz의 단일음파를 파종 후 2일째 처리했을 때 33.81±로서 가장 높았으며(도 4), 다음은 500Hz를 파종 후 6일째 처리한 경우가 두번째로 높았고(도 2), 다음으로는 250Hz를 파종 후 2일째 처리했을때(도 1), 800Hz를 파종 후 2일째 처리했을 때 순서로 높았으며(도 3), 비타민 C 함량이 가장 낮았던 처리조건은 1.5k의 단일음파를 파종 후 2일째 처리했을 경우였다(도 5). 따라서 음파처리에 적합한 새싹의 생육시기가 음역대별로 차이를 보였고, 파종 후 2일째와 6일째 처리시 효과가 우수하였다(도 1 내지 도 5).

결론적으로 단기처리 조건으로 볼 때, 비타민 C의 함량이 높은 알팔파 새싹을 기르기 위한 가장 적정한 음파처리 조건은 1kHz의 단일 음파를 파종 후 2일된 알팔파의 새싹에 처리하는 것이 가장 효과적인 음파처리조건임을 확인할 수 있었다.

3-3. 음파 처리 주기에 따른 새싹채소의 비타민 C 함량

장기간(6일간) 음파처리 처리했을 때의 비타민 C함량을 분석하여, 가장 효과가 우수했던 음역대를 살펴보고, 단기간(1일) 처리했을 때와 결과를 비교해 보았다(도 1 내지 도 6). 도 6에서 알 수 있듯이, 장기간(6일간) 음파 처리 했을 때 비타민 C의 함량이 가장 높았던 처리구는 500Hz처리구 였으며, 다음은 1kHz, 800Hz, 그리고 1.5kHz 순서로 높았다. 반면, 250Hz 처리시는 무처리와 큰 차이를 보이지 않았다(도 6).

또한, 250Hz 음역대를 제외하고는 1일 동안 단기처리보다 6일간 장기간 처리했을 때 비타민 C함량이 더 높은 결과를 볼 수 있었다(도 1 내지 도 5와 도 6 비교).

Claims

알팔파를 파종한 후 6일 동안 500Hz의 음파만을 처리하는 단계를 포함하는 알팔파내의 비타민 C 함량을 증가시키는 방법.
제 1항의 방법을 포함하는 비타민 C 함량이 증가된 새싹채소의 생산방법.
제 2항의 방법으로 생산된 비타민 C 함량이 증가된 새싹채소.