건조방법에 따른 차요테의 영양성분 및 항산화 활성 변화

Abstract

According to a recent study, research and development of an antioxidant, known as an antioxidant that can eliminate free radicals, is being actively carried out as the theory is recognized that various diseases such as brain diseases such as cancer, Parkinson's disease, stroke, cardiovascular diseases such as arteriosclerosis, skin disease, and digestive disease are caused by active oxygen. The use of synthetic antioxidants has been on the decline due to controversy over their stability, such as causing cancer or liver hypertrophy. Therefore, research is being actively carried out to develop natural antioxidants of vegetable origin that have high antioxidant effects in terms of economic and safety. In this study, we want to find a drying method that can improve the quality of the chayote by drying it by hot air and freezing drying, and by measuring changes in the nutritional content and antioxidant activity of the chayote according to each drying method, and to provide basic data on the chayote by drying conditions. On June 19, 2019, Chayote was purchased from a farm in Woo Rung Gakshi, Pyeongchang-gun, Gangwon-do, washed, cut, and used salad spinner (Caous, WINDAX, Seoul, Korea) to remove moisture and drying it with hot air and freezing, and grinding it with a pulverizer. Afterwards, measurements of general ingredients (water, ash, crude fat, crude protein, carbohydrate), amino acids, fatty acids, organic acids, vitamins, minerals, and antioxidant activity (total polyphenol, total flavonoid , DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity) were investigated. Results of this study, of the 16 amino acids, alanine, citrulline, isoleucine, arginine and of the 7 organic acids, citric acid, succinic acid and vitamin C analysis shows that hot-dried chayote were of better quality than frozen-dry chayote. The total flavonoid content of the chayote extract by drying method was higher than that of the cold-dried vhayote. ABTS radical scavenging activity and DPPH radical scavenging activity, total polyphenol of chayote ethanol extract showed some high tendency in hot-dried chayote, although there was no significant difference in difference of drying method. Therefore, it is considered an efficient way to maintain optimal nutritional content and increase the antioxidant activity of chayote by using hot air drying rather than freeze drying. As a result of the above, according to the method of drying by comparing and evaluating the nutritional content and various antioxidant activity of chayote, find drying methods to improve the quality of the chayote and provid basic data on the chayote according to the drying conditions. |식품의 건조는 미생물과 효소에 의한 변질이나 부패를 방지하고 식품의 수송성 및 저장성을 향상시키기 위하여 사용되며, 건조방법에는 천일건조, 열풍건조, 적외선건조, 동결건조 방법 등이 있다. 열풍건조는 건조시간이 빠르고 경제적인 반면, 갈색화로 인한 색상의 변화 및 텍스쳐 저하, 열로 인한 식품의 수축이 나타난다.(1) 동결건조는 건조된 제품의 향, 영양성분 및 물성의 변화가 작으며, 제품의 품질이 우수하게 건조 될 수 있는 특징을 가진 효과적인 건조방법 이라고 할 수 있으나 건조비용 및 시설이 고가이다.(2) 인간을 포함한 모든 산소가 존재하는 환경을 선호하는 세포는 산소를 이용하여 에너지 대사를 하며 살아가고 있다. 산소는 정상적인 대사과정 중 활성질소(reactive nitrogen species), 활성염소(active chlorine species) 또는 활성산소(reactive oxygen species),를 가지는 반응성이 높은 free radical을 형성한다. Free radical은 한 개 이상의 홀 전자를 가지는 모든 분자단편 또는 분자를 말하는 것이며, 생체내의 정상적인 대사반응에서 만들어진다. 이러한 free radical 중 hydroxyl, superoxide, alkoxyl, peroxyl, hydroperoxyl radical들은 다시 비 라디칼 반응종인 lipid peroxide, peroxynitrite hypochlorous acid, hydrogen peroxide로 변환되는데 이런 반응은 또 다른 free radical과 결합하여 전자쌍을 생성하거나 항산화제와 반응할 때까지 연속적으로 일어난다.(3) 이러한 활성산소는 다양한 반응계에 의해 발생되는데, 즉 식세포, 산화효소 및 철 등의 자동산화 반응과 catecholamine의 산화 반응에 의하여 일어나는 생체 내적인 요소와 공기오염, 햇빛, 매연, 담배, 방사선 및 약물에 의한 외적인 요소에 의해 일어난다.(4) 이들이 세포 구성성분인 지질, DNA, 효소, T-cell 및 단백질과 같은 면역계의 인자를 비 선택, 비가역적으로 파괴함으로써 암을 비롯한 동맥경화, 류마티스와 같은 만성염증질환 또는 뇌졸중과 같은 심혈관계 질환, 자가 면역질환, 호흡기질환 등의 각종 여러 질병을 발생 시키는데, 특히 활성산소가 세포막의 구성성분인 불포화 지방산을 공격하여 지질과산화 반응을 촉진시켜 체내 과산화 지질이 쌓이게 되고 생체 기능이 저하되어 성인병 및 노화의 주된 원인이 되기도 한다.(3-4) 생체 내에서는 이러한 활성산소를 없앨 수 있는 항산화 효소인 dismutase(SOD), superoxide, glutathione, catalase, glutathione reductase(GR), peroxidase(GPx), 효소가 있어 활성산소에 대한 방어 기전을 가지고 있지만 스트레스, 각종공해물질, 흡연, 및 음주에 의한 지속적인 노출은 활성산소 발생을 촉진시켜 산화적 스트레스를 발생 시킨다. 따라서 생체 내 활성산소 생성을 억제하여 산화물질을 없애고 더 이상의 산화진행을 방지해주는 항산화 성분의 필요성과 중요성이 더욱 높아지고 있다.(5-6) 최근 연구에 의하면 암을 비롯하여 파키슨병, 뇌졸중 등의 뇌질환과 동맥경화 등의 심혈관계 질환, 피부질환, 소화기질환 등 각종 질환과 노화의 원인이 활성산소에 의한 것이라는 학설이 인정되면서 활성산소를 없앨 수 있는 물질로 알려져 있는 항산화제 (antioxidant)의 연구, 개발이 활발히 진행되고 있다.(7-8) 현재까지 개발되어 사용하고 있는 합성 항산화제로는 폐놀계 합성 항산화제인 tert-butylhydroquinone(TBHQ), propyl gallate(PG), butylated hydroxyanisole(BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), tertiary가 있고, 이들은 경제성과 강한 항산화효과 때문에 사용되고 있으나 이러한 합성 항산화제는 암이나 간 비대증을 유발시키는 등 안정성 논란이 제기 되면서 사용이 감소하는 추세이다.(9-12) 따라서 경제적이고 안전적 이라는 면에서 항산화 효과가 높은 식물성의 천연 항산화제를 개발하려고 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 식물체는 외부자극에 대해 생체 내에서 여러 생리활성물질을 생산하고 합성하는 과정에서 발생하는 활성산소 종에 대한 공격으로부터 보호할 수 있는 여러 형태의 항산화물질을 만드는 것으로 알려져 있어, 식물성 항산화 물질의 효과에 대한 많은 연구가 진행되어지고 있다.(13-14) 한약재로 사용되는 약용식물, 야채, 과일 등의 식용식물의 항산화 효과에 대한 연구가 보고되어 있고, 이들로부터 확인된 항산화 물질로는 naringin, quercetin, kaempferol, 등의 flavonoid 화합물과 이들 배당체, catechin 등과 같은 tannin류, vanillic acid, ferulic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, gallic acid 등의 phenolic acid류, ascorbic acid, α-tocopherol등의 vitamin류 등이 많이 알려져 있다.(15-23) 한편 차요테(Sechium edule L.)는 중앙아메리카와 멕시코 남부가 원산지인 박과에 속하는 채소로 볶음, 찜, 튀김, 샐러드, 수프 등으로 활용되는 아열대채소 중의 하나다. 어린 순은 양념으로 무치거나 볶아서 나물로 이용되고, 열매는 샐러드, 수프, 볶음, 절임 등에 이용된다. 동양에서는 뿌리채소로 이용되는 무(Raphanussativus L.)와 유사하게 활용되기도 하며, 인 도네시아에서는 삶아서 양념을 찍어 먹거나 기름, 칠리소스 등에 볶아 먹기도 한다. 영양학적으로 열매에는 엽산, 비타민 C, 비타민 B6,구리(Cu), 마그네슘(Mg) 등 무기질이 풍부하며, 특히 칼륨(K)이 많이 함유 되어 있다. 생태학적으로 아열대기후 지역에서는 다년생 이지만 우리나라에서는 일년생으로 취급하고 있다. 봄에 정식하여 가을철에 개화되며, 늦가을에서 초겨울까지 열매를 수확한다.(3) 차요테는 현재 강원도 및 남부지역 비닐하우스에서 재배, 수확되고 있지만 잘 알려지지 않았으며, 유통이 매우 짧은 채소이다. 또한 차요테는 항염증 치료제나 심혈관계 질병 치료제 등의 기능성 물질의 연구가 진행되어지고 있다. 특히 잎에는 플라보노이드 함량이 높고 씨와 과실에는 플라보노이드, 알칼로이드, 테르페노이드, 사포닌이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.(4) 또한 차요테 추출물은 비만, 당뇨 및 항균에 효과적이며 또 다른 연구결과에 따르면 잎과 열매의 즙은 신장결석을 녹여 소변으로 배출 시키는데 도움을 준다고 보고되었다.(24-26) 외국에서는 항균, 항산화에 대한 효과로 많이 알려져 있으나 국내의 차요테에 관한 연구는 아직 미비한 실정이다.(4) 따라서 본 연구에서는 차요테 분말의 영양성분 및 기능성 성분의 손실을 최소화 하고 건강 기능성을 향상시키며 경제적으로도 효율적인 건조방법을 찾기 위해 차요테를 열풍건조 및 동결건조의 방법으로 건조시키고 각 건조방법에 따른 차요테의 영양성분 및 항산화 활성 변화를 측정하여 차요테의 품질을 향상시킬 수 있는 건조방법을 찾고 건조조건 별 차요테에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다.