건조방법에 따른 핑거루트의 영양 성분 및 항산화 효과

Abstract

The purpose of this study was investigated to effects of drying methods (hot-aie or freezing drying) on the physicocemical properties and antioxidative effects of fingerroot (Boesenbergia pandura) powder. This study compared the nutritional components, quality characteristics, and antioxidative effcts between hot-air dried and freeze-dried fingerroot powder. There was no significant difference in carbohydrate content depending on the drying methods; however, the moisture, crude protein, crude fat, and ash contents were significantly higher than in freeze-dried fingerroot than in hot-air dried fingerroot. Total amino acid contents was significantly higher in freeze-dried sample than in hot-air dried sample. The major amino acids of finderroot powder were alanine, lysine, and cystein. The contents of saturated fatty acid in hot-air dried sample were higher than those in freeze-dried sample, while the contents of polyunsaturated fatty acid in freeze-dried sample were higher than those in hot-air dried sample. The contents of unsaturated fatty acids in finger root powder were higher than those of saturated fatty acids and the major fatty acids in fingerroot powder were palmitic acid and linolenic acid. The contents of citric acid, malic acid, and acetic acid in freeze-dried sample were higher than those of in hot-air dried sample, while the content of formic acid was higher in hot-air dried sample than in freeze-dried sample. Vitamin E contents was 12.64 mg% in hot-air dried sample and 35.93 mg% in freeze-dried sample. Vitamin C contents was 90.21 mg% in hot-air dried sample and 98.32 mg% in freeze-dried sample. Regardless of the drying method, the mineral contents, K was the highest followed by Mg, Ca, Na and the contents of Mn, Fe, Zn, and Cu were trace. With regard to the color value measurement results, there were no significant differences in the b value. Value of L of freeze dried sample were higher than those of hot-air dried sample, but value of b of hot-air dried sample were higher than those of freeze dried sample. pH and Brix were higher than those of hot-air dried sample. Regarding yield of ethanol extracts, the yields of hot air drying fingerroot powder was 22.14%, and freeze drying fingerroot powder was 23.23%. The total polyphenol and total flavonoid contents of freeze dried sample were significantly higher than those of hot-air dried sample. The DPPH and ABTS radical scavenging activities of freeze dried sample were higher than those of hot-air dried sample. These results suggest that comparatively, freeze drying is a better method for preserving the nutritional components and antioxidant activities of fingerroot. Furthermore, these results may provide the basic data for future studies for a better understanding of the functional activities of fingerroot.|본 연구에서는 다양한 기능성을 보유하고 있는 핑거루트가 영양학적 가치가 높으나 가공성을 높이는 연구가 필요하므로 동결건조 및 열풍건조를 통해 핑거루트 분말의 이화학적 및 영양학적, 품질적 특성을 비교분석하였으며, 핑거루트 분말 추출물의 항산화 활성을 평가를 실시하였다. 건조방법을 달리한 핑거루트 분말의 일반성분 결과는 다음과 같다. 동결건조 핑거루트 분말의 일반성분 함량은 수분 5.75%, 탄수화물 78.92%, 조단백질 8.1%, 조지방 2.84%, 조회분 4.31%로 나타났으며, 열풍건조 핑거루트 분말의 일반성분 함량은 수분 2.62%, 탄수화물 80.30%, 조단백질 8.9%, 조지방 3.24%, 조회분 4.94%이었다. 본 연구 결과 수분을 제외한 일반성분 함량의 경우 조단백질, 조지방, 조회분이 동결건조에서 더 높은 함량을 보여 유의미한 차이가 나타났다. 또한 수분함량은 동결건조에서 5.75%, 열풍건조에서 2.62%로 나타나 열풍건조 핑거루트 수분함량이 낮게 나타났다. 열풍건조 및 동결건조한 핑거루트 분말의 영양학적 차이를 분석하기 위해 유리아미노산을 분석한 결과, 각각 20종, 18종의 유리 아미노산이 검출되었다. 동결건조 핑거루트 분말에서는 검출되지 않은 유리 아미노산은 Methionine, β-aminoisobutyric acid이었다. 열풍건조 핑거루트 분말에서는 Arginine이 216.68 mg%로 가장 높았고, 다음으로는 Alanine이 153.84 mg%, Glutamic acid 104.44 mg% 순으로 나타났다. 동결건조 핑거루트 분말에서는 Arginine이 396.15 mg%로 가장 높았고 Lysine이 99.28 mg%, Cystine이 85.71 mg% 순으로 나타났다. 특히 Arginine 함량은 동결건조의 경우 열풍건조 분말에 비해 약 3배 높은 값을 보였다. 따라서 이러한 수치를 통해 열풍건조 및 동결건조의 건조 방법에 따라 유리 아미노산의 조성과 함량에 차이가 있음을 알 수 있었다. 지방산 분석 결과, 열풍건조 핑거루트 분말에서는 포화지방산이 4종, 불포화지방산이 4종 검출되었으며 동결건조 핑거루트 분말에서는 포화지방산이 3종, 불포화지방산이 4종 검출되었다. 특히 열풍건조 핑거루트의 지방산 함량은 구성 지방산 중 Palmitic acid가 40.08%로 가장 높았고 Linoleic acid 23.30%, Oleic acid 11.58% 순으로 나타났다. 동결건조 핑거루트는 Palmitic acid가 34.19%로 가장 높았고, Linoleic acid 29.97%, Linolenic acid 10.22% 순으로 나타났다. 결과적으로 본 연구에서는 열풍건조 및 동결건조 핑거루트의 지방산 함량은 의미 있는 차이를 보였다. 열풍건조 및 동결건조하여 분말화한 핑거루트의 유기산을 분석한 결과 총 6종의 유기산이 검출되었으며, 주요 유기산은 Malic acid, Citric acid, Lactic acid와 Acetic acid였다. 열풍건조 핑거루트는 Lactic acid, Acetic acid, Malic acid, Formic acid, Succinic acid순으로, 동결건조 핑거루트는 Citric acid, Malic acid, Lactic acid, Acetic acid, Formic acid, Succinic acid 순으로 나타났다. 그러나 열풍 및 동결건조 핑거루트 분말의 유기산 함량을 살펴보면, Malic acid, Lactic acid, Acetic acid 함량은 건조방법에 상관없이 유의적 차이를 보이지 않았고, Citric acid, Malic acid 함량은 동결건조 시에 유의하게 높았으며, Formic acid는 동결건조 핑거루트에서 낮은 함량을 보였다. 핑거루트의 비타민 E 와 C 함량 측정 결과, 비타민 E의 함량은 열풍건조에서 12.64 mg%, 검출되었고 동결건조에서 35.93 mg% 검출되었다. 동결건조 핑거루트 분말에서 유의적으로 더 높게 검출되었다. 비타민 C의 함량은 열풍건조에서 90.21 mg%, 검출되었고 동결건조에서 98.32 mg% 검출되었다. 동결건조 핑거루트 분말에서 유의적으로 더 높게 검출되었다. 무기질 함량의 경우 건조 방법의 관계없이 K가 가장 높았으며, Mg, Ca, Na의 순으로 함량이 나타났으며 Mn, Fe, Zn, Cu의 함량은 미량 함유되어 있음을 확인하였다. 가장 많은 성분인 K의 함량은 열풍건조 시 1,785.00 mg% 동결건조 시 1,608.00 mg%으로 열풍건조 핑거루트 분말에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 생강에는 무기질 함량은 K의 함량이 가장 높았고, 다음으로 Fe, Ca, Mg가 많은 함량을 차지하였다. 핑거루트 건조분말의 이화학적 품질특성을 위하여 색도, pH, 당도를 측정하였으며, 색도의 경우 밝기를 나타내는 L값은 동결건조 및 열풍건조 분말에서 각각 39.85, 39.07로 동결건조 핑거루트 분말의 L값이 유의미하게 더 높게 나타났다. 적색도를 나타내는 a값은 동결건조 -0.07, 열풍건조 2.54으로 열풍건조의 a값이 유의미하게 더 높았다. 황색도를 나타내는 b값은 동결건조 21.44, 열풍건조 21.47으로 차이가 거의 없었다. 이러한 색도 결과 값은 분말의 모습을 육안으로 확인하였을 때와 같은 경향을 보였다. 동결건조한 핑거루트의 pH는 5.92로 나타났으며 열풍건조한 핑거루트의 pH는 6.29로 열풍건조 핑거루트 분말의 값이 유의미하게 더 높았다. 당도를 나타내는 Brix 수치는 동결건조 분말에서 2.03, 열풍건조 분말에서 2.77로 나타나 열풍건조 분말에서의 값이 유의미하게 높았다. 건조방법에 따른 핑거루트 분말의 항산화 활성을 평가하기 위하여 에탄올 추출울 실시하였으며 그 결과 추출 수율은 열풍 건조 분말이 22.14%, 동결건조 분말이 23.23%로 나타났다. 열풍건조 및 동결건조를 실시한 핑거루트 분말의 총 polyphenol 함량을 분석한 결과, 각각 71.82 mg GAE/g, 74.13 mg GAE/g, 함유하고 있는 것으로 나타나 건조방법에 따른 유의적 차이를 보였다. 총 polyphenol 함량은 동결건조에서 높았으며 이는 총 flavonoid 함량에서도 유사한 경향을 보였다. 열풍건조 및 동결건조 핑거루트 추출물의 DPPH radical 소거능은 250 μg/mL에서 각각 3.56%, 8.18%를 나타냈고, 추출물의 농도가 증가할수록 DPPH radical 소거능도 함께 증가하여 500 μg/mL에서 각각 8.28%, 16.32%를 나타냈고 1,000 μg/mL에서 각각 18.26%, 29.26%를 나타냈다. 2,000 μg/mL에서 각각 18.2%, 29.26%를 나타냈다. 건조방법에 따른 DPPH radical 소거능은 유의적 차이를 나타냈다. 열풍건조 및 동결건조 핑거루트 분말 에탄올 추출물의 radical 소거능은 각각 125μg/mL에서 14.03%, 19.87%, 250 μg/mL에서 34.33%, 33.01%, 500μg/mL에서 42.78%, 53.82%, 1000μg/mL에서 60.95%, 79.12%로 건조 방법에 따른 유의적인 차이를 보였으며 농도함량이 증가할수록 radical 소거능이 높아짐을 나타내었다. 따라서, 이러한 연구 결과를 종합해 보면 열풍건조 및 동결건조의 건조방법에 따라 핑거루트의 일반성분과 영양성분 및 항산화 활성의 함량 및 활성 차이가 있음을 알 수 있었으며 이는 사용 목적에 따라 효율적인 건조 방법의 선택이 필요하다는 것으로 판단된다.