볶음 조건 및 추출 방법에 따른 오미자씨유의 품질 특성

본 실험에 사용한 오미자(S. chinensis B.) 씨는 오미자 가공 산업의 부산물로 2014년 문경 이로하영농조합법인에 서 제공받아 사용하였다. 과피 제거 및 세척 과정을 거친 후 건조한 오미자씨를 실험 재료로 사용하였다.

전처리한 오미자씨의 볶음 조건은 예비 실험을 통해 볶 음 온도는 150℃ 및 250℃, 볶음 시간은 10분 및 20분으로 결정하였다. 500 g의 오미자씨를 전기용 roasting machine (FEC-006, Biotech, Incheon, Korea)을 이용하여 생오미자씨 (Raw), 150℃-10분(R11), 150℃-20분(R12), 250℃-10분 (R21) 및 250℃-20분(R22)의 볶음 조건으로 처리하고, 볶음 조건이 다른 5종의 오미자씨를 이용하여 압착 추출과 용매 추출을 실시하였다. 압착 추출 오미자씨유의 경우, 5종의 오미자씨를 엑스펠라식 착유기(Oillove premium, NATIONAL ENG Co., Goyang, Korea)를 이용하여 150℃에서 착유한 후 15,000 rpm에서 20분 동안 원심분리한 상층액을 시료로 사용하였다. 또한 볶음 조건을 다르게 처리한 오미자씨를 분쇄하여 12 mesh 체에 통과시키고 오미자씨 무게의 약 5배에 해당하는 n-Hexane(DSP, GR grade)을 가하여 30시간 동안 shaking하고 filter paper(Whatman No. 1)로 여과한 후 회전감압농축기(IKA RV10, IKA^®Works Inc., USA)를 사용 하여 35℃에서 용매를 제거한 잔여물을 용매 추출 오미자씨 유로 사용하였다.

볶음 조건과 추출 방법을 달리하여 제조한 오미자씨유의 수율 계산은 다음과 같이 계산하였다.

오미자씨유의 색도는 표준백색판(L*=97.79, a*=-0.38, b*=2.05)으로 보정한 colorimeter(CR-400, Minolta Co., Osaka, Japan)를 이용하여 반복 측정하였으며, L*(lightness, 명도), a*(redness, 적색도), b*(yellowness, 황색도) 값으로 나타내었다.

오미자씨유의 과산화물가 측정은 식품공전(10)의 방법 을 따라 실험하였다. 볶음 조건과 추출 방법이 다른 오미자 씨유 약 1 g에 초산과 클로로포름(3:2) 혼합용액 25 mL을 넣고 포화요오드화칼륨 용액 1 mL을 가하여 가볍게 흔들어 섞은 다음 암소에서 10분간 방치하였다. 그 후 물 30 mL을 가하여 진탕하여 섞고 전분시액 1 mL 을 지시약으로 하여 0.01 N 티오황산나트륨액으로 적정하였다. 과산화물가를 계산하기 위한 식은 다음과 같다.

볶음조건과 추출방법에 따른 오미자씨유의 항산화 활성 분석을 위하여 DPPH radical 소거 활성 및 ABTS radical 저해능 실험을 실시하였다. 항산화 활성 분석에는 헥산을 이용하여 20배 희석한 오미자씨유를 시료로 사용하였다. DPPH radical 소거활성은 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)(Sigma-Aldrich chemical Co., St. Louis, MO, USA) 에 대한 전자공여능으로 Blois의 방법(11)을 변형하여 측정 하였다. 0.4 mM DPPH 용액 0.8 mL을 ethanol을 이용하여 흡광도를 보정한 후 20배 희석 시료 용액 0.2 mL을 가하여 실온 암소에서 10분간 반응시켜 UV-Visible spectrophotometer (Evolution 201, Thermo Fisher Scientific Inc, Madison, WI, USA)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH radical 소거 활성의 계산은 다음의 식을 이용하였다.

오미자씨유의 ABTS radical 저해능은 ABTS radical cation decolorization의 방법(12)을 변형하여 측정하였다. 7.4 mM ABTS 용액과 2.45 mM potassium persulfate 용액을 1:1로 혼합하고 암소에 14시간 방치시킨 ABTS 혼합용액에 ethanol을 가하여 흡광도 값을 보정하였다. 20배 희석 시료 150 μL에 ABTS 혼합용액 3850 μL를 가하고 7분간 방치한 액을 UV-Visible spectrophotometer(Evolution 201, Thermo Fisher Scientific Inc, Madison, WI, USA)를 이용하여 734 nm에서 흡광도를 측정하고 아래의 식으로 계산하였다.

오미자씨유의 지방산을 methyl ester화 한 후 gas chromatograph(7890A GC, Agilent, USA)를 이용하여 분석 하였다. 오미자씨유의 지방산을 분석하기 위한 FAME(fatty acid methyl ester)화를 위하여 각 시료 50 mg에 0.5 N 에탄올 성 NaOH 용액을 3 mL 가하여 질소가스를 주입한 후 heating block에서 100℃, 5분간 반응 시킨 후 냉각하였다. 그 후 BF3-methanol 시약 4 mL을 가하여 heating block에서 100℃, 10분간 반응시킨 후 iso-octane 2 mL을 가하여 혼합 하고 포화 NaCl 용액 10 mL을 넣어 혼합한 후 상층액을 여과하여 GC 분석을 위한 FAME 시료로 사용하였다. 오미 자씨 기름의 지방산 분석을 위한 GC의 분석 조건으로는 column은 SP2560(100 m×0.25 mm×0.2 μm), detector는 FID, inlet 온도는 250℃, carrier gas는 He, injection volume는 1 μL이었으며, 전체 피크에서 FAME가 차지하는 비율로 나 타내었다.

볶음 조건과 추출 방법에 따른 오미자씨유의 품질 특성 실험결과는 평균과 표준편차로 나타내었다. 또한 SAS program(9.4, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석과 Duncan‘s multiple range test로 볶음조건 및 추 출방법에 따른 측정값의 유의성(p<0.05)을 분석하였다.

볶음 조건과 추출 방법에 따른 오미자씨 기름의 수율 결과는 Fig. 1과 같다. 용매 추출의 경우 수율은 23.94± 0.97~26.31±0.27%인데 비해 압착 추출의 경우 32.31± 0.79~37.49±2.92%로 용매 추출에 비해 압착 추출의 경우 수율이 더 높았으며 이는 압착 시 함께 얻어지는 오미자씨 의 박에 의한 것으로 보인다. 용매 추출 오미자씨유의 경우 볶음 조건에 따른 유의적 차이가 나타나지 않으나, 압착 추출 오미자씨유에서 Raw의 수율은 32.31±0.79%인데 비 해 R22의 수율은 37.49±2.92%로 유의적으로 더 높았으며 오미자씨의 볶음 온도가 높을수록 볶음 시간이 길수록 오미 자씨유의 수율은 증가하는 경향을 보였다.

Fig. 1. Yield of Omija seed oils by roasting conditions and extraction methods. Raw, no roasting; R11, roasting at 150℃ for 10 min; R12, roasting at 150℃ for 20 min; R21, roasting at 250℃ for 10 min; R22, roasting at 250℃ for 20 min. Values represent the mean±SD (n=3). Means with different superscript above the bar are significantly different (p<0.05) by Duncan’s multiple range test.

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볶음 조건과 추출 방법을 달리한 오미자유의 색도는 Table 1과 같다. 용매 추출 오미자씨유의 lightness를 나타내 는 L* 값은 73.86±0.82~86.76±0.90으로 압착 추출 오미자씨 유의 63.42±6.01~85.12±0.88에 비해 높게 나타났다. 또한 볶음 시간이 길어지고 볶음 온도가 높아질수록 L* 값은 전반적으로 낮았다. 볶음 시간과 볶음 온도가 증가할수록 redness를 나타내는 a* 값도 증가하여 붉은색을 더 많이 띄는 것을 알 수 있었으며, 특히 R22의 경우 용매 추출 오미자씨유의 a* 값은 -4.08±2.45이었고, 압착 추출 오미자 씨유는 10.86±4.06으로 추출 방법 및 추출 조건에 따른 유의 적 차이가 있음을 확인하였다. 볶음 시간이 길어지고 볶음 온도가 증가할수록 yellowness를 나타내는 b* 값이 증가하 는 경향으로 나타났다. 이와 같은 결과는 Durmaz 등의 볶음 에 따른 테레빈유의 변화(13) 역시 볶음 시간이 길어짐에 따라 L* 값은 감소하였고, a* 값은 낮아졌으며, b* 값은 더 증가한다고 보고하여 본 연구와 동일한 경항을 보였다.

과산화물가는 유지의 산패를 측정하는 지표 중 하나로 알려져 있다. 볶음 조건과 추출 방법에 따른 오미자씨유의 과산화물가 측정 결과는 Fig. 2에 나타내었다. Raw의 과산 화물가 측정 결과, 용매 추출 오미자씨유는 20.10±1.96 meq/kg인데 비해 압착 추출 오미자씨유는 41.76±2.78 meq/kg로 용매 추출에 비해 압착 추출의 과산화물가가 유 의적으로 더 높게 나타났다. 하지만 볶음 온도가 높아지고 볶음 시간이 길어질수록 추출 방법에 의한 과산화물가의 차이는 감소하였으며, R21 및 R22의 경우 추출 방법에 따른 과산화물가의 유의적 차이가 나타나지 않았다. 오미자씨의 볶음 온도 및 볶음 시간이 증가할수록 오미자씨유의 과산화 물가는 감소하는 경향으로 나타났으며, R22의 용매 추출 및 압착 추출 오미자씨유는 각각 1.68±0.48 meq/kg 및 1.42±1.24 meq/kg으로 모든 시료 중 가장 낮은 값으로 나타 나 초기산패가 적음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 Jang 등(14)의 볶음조건에 따른 포도씨유의 과산화물가 측정 결 과 볶음처리하지 않은 포도씨유에 비해 고온에서 볶음 처리 를 한 포도씨유의 경우 과산화물가가 더 낮게 나타나 고온 에서 볶음 처리를 하면 산화 안정성에 기여한다는 결과와 유사하게 나타났다.

Fig. 2. Peroxide values of Omija seed oils by roasting conditions and extraction methods. Raw, no roasting; R11, roasting at 150℃ for 10 min; R12, roasting at 150℃ for 20 min; R21, roasting at 250℃ for 10 min; R22, roasting at 250℃ for 20 min. Values represent the mean±SD (n=3). Means with different superscript above the bar are significantly different (p<0.05) by Duncan’s multiple range test.

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볶음 조건과 추출 방법이 다른 오미자씨유 20배 희석액 의 DPPH radical 소거능 및 ABTS radical 저해능의 결과를 Fig. 3에 나타내었다. 오미자씨유 희석액의 DPPH radical 소거능 측정 결과, 31.91±1.57~39.27±1.61% 수준으로 나타 났으며, R11의 용매 추출 오미자씨유의 경우 가장 낮은 DPPH radical 소거능을 보였다. Raw를 제외한 다른 구에서 용매 추출 오미자씨유에 비해 압착 추출 오미자씨유의 DPPH radical 소거능이 다소 높게 측정되었으며, R11의 경우 유의적 차이를 보였다. 볶음조건에 따른 ABTS radical 저해능의 결과 유의적 차이는 보이지 않았다.

Fig. 3. Antioxidant activities of Omija seed oils by roasting conditions and extraction methods. Raw, no roasting; R11, roasting at 150℃ for 10 min; R12, roasting at 150℃ for 20 min; R21, roasting at 250℃ for 10 min; R22, roasting at 250℃ for 20 min. Values represent the mean±SD (n=3). Means with different superscript above the bar are significantly different (p<0.05) by Duncan’s multiple range test.

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볶음 조건과 추출 방법을 달리한 오미자씨유의 fatty acid methyl ester(FAME) 분석결과는 Table 2와 같으며 분석된 FAME 중 함량이 높은 4종의 FAME를 나타내었다. 오미자 씨유의 FAME 조성을 분석한 결과, 주요 FAME로는 methyl butyrate, methyl hexanoate, methyl arachidate, methy eicosanoate가 분석되었으며, 이 중 methyl butyrate의 조성 이 96.96±0.39~97.39±0.10%로 가장 높게 존재하였다. 또한 methyl eicosanoate의 조성은 1.53±0.06~1.87±0.27%, methyl arachidoate의 경우 0.39±0.02~0.48±0.07%, methyl hexanoate 의 경우는 0.29±0.00~0.32±0.00%의 조성으로 존재하였다. 볶음 조건 및 추출 방법에 따른 주요 FAME의 유의적 차이 는 없었으며, 4종의 FAME의 총 비중은 99.56~99.65%를 차지하였다. 하지만 Kim 등(13)은 국내 오미자 수집종 제품 의 종자에서 지방산을 분석한 결과 오미자 종자의 주요 지방산은 palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid 및 linolenic acid였으며, 오미자 종자의 지방산조성 중 linoleic acid가 가장 높게 나타났다고 보고하여 본 연구 결과 와 상이한 지방산 조성으로 나타났다. Table 3