호박품종의 영양성분 조성 비교

본 실험에서는 국립종자원에 등록된 서양계 호박 (Cucubita maxima)인 붉은보우짱(Red Bojjang), 미니홍 (Mini Hong), 미니골드(Mini Gold)와 보우짱(Bojjang) 4품 종과 서양계 호박으로 농업유전자원정보센터에 약호박(IT No. 178686)으로 등록된 호박을 사용하였다. 영양성분 분 석을 위한 호박 5품종은 2014년도 7월에 충북 진천에서 노지 재배된 완숙 호박을 수확하여 10일간 후숙 과정을 거친 후 이용하였다. 시료를 증류수로 세척하여 비 가식부 위(껍질, 씨앗, 호박꼭지)를 제거한 뒤 약 1 cm 직경으로 세절하여 영양소 손실을 최소화하기 위해 액체질소로 급속 냉동하였다. 냉동된 시료는 균질기(Robot Coupe Blixer, Robot Coupe, Jackson, MS, USA)를 이용하여 마쇄한 뒤 성분분석 전까지 –70°C에 보관하였다. 분석에 사용된 모 든 시약은 Sigma-Aldrich(St louis, MO, USA)의 분석 및 HPLC 등급을 사용하였으며 3반복 추출을 원칙으로 분석하 였다.

호박 시료의 일반성분 분석은 AOAC법(14)과 식품공전 (15)에 준하여 시행하였다. 수분은 진공 건조기를 이용하여 105°C에서 2시간 건조시킨 후 desiccator에 옮겨 방냉시킨 시료의 중량을 정확히 측정하여 건조 전 중량과의 차이를 구하였다. 조단백질은 킬달(Kjeldahl) 분해법으로서 식품의 단백질 중의 질소를 분해한 후 질소의 양을 측정하였다. 조지방의 함량은 시료에 함유된 지방을 Soxhlet 지방추출기 (Gerhardt SE-416, Königswinter, Germany)로 추출한 후 시 료에 대한 백분율로 구하였다. 회분은 550~600°C 직접회 화법을 통해 구한 값을 회분량(%)으로 산출하였다. 탄수화 물 값은 수분, 단백질, 지방, 회분을 더한 수치를 100에서 제하는 계산법을 이용하였다. 식이섬유는 효소중량법 (enzymatic-gravimetric method)으로 측정하였다. 시료에 내 열성 α-amylase 용액을 가하여 반응시킨 다음 protease와 amyloglucosidase 용액을 차례로 반응시켜 단백질과 전분을 가수분해 하였다. 이 용액에 에탄올을 가하여 수용성 식이 섬유를 침전시켜 감압 여과한 다음 잔사를 에탄올과 아세톤 으로 세척, 건조시켰다. 건조잔사 중의 질소량을 측정하여 단백질량을 구하고, 525°C에서 5시간 회화시킨 후 회분량 을 구하여 단백질량과 회분의 양을 제외한 건조 전후의 무게차로 총 식이섬유의 함량을 구하였다. 무기성분은 시 료에 질산과 과산화수소를 가한 후 마이크로웨이브 분해기 (Mls 1200 Mega, Milestone, Bergamo, Italy)로 시료를 분해 하였다. 냉각 후 소량의 증류수로 희석한 후 50 mL 정용플 라스크로 옮겨서 증류수로 정용하였다. 이 용액을 ICP-OES (Jobin Yvon 138 Ultrace, France)로 분석하여 무기질(칼슘, 인, 철, 나트륨, 칼륨)의 함량을 구하였다.

카로티노이드 분석은 Kim 등(16)의 방법에 따라 시행하 였다. 균질화한 시료를 추출용매(methanol:ethyl acetate: petroleum ether=1:1:1, v/v)로 30분간 추출한 후 상층액을 회수하고 추출액을 모은 후 추출액의 수분을 제거하였다. 잔유물을 디에틸에테르에 녹인 후 수산화칼륨을 첨가하여 상온에서 비누화반응을 시켰다. 잔유물을 혼합용매 (methanol:tertbutyl methyl ether=1:1, v/v)에 녹인 후 1% butylated hydroxyl toluene(BHT)을 가하여 시험용액으로 사 용하였다. 이는 HPLC(Alliance e2695, Waters, Milford, MA, USA)를 이용하여 함량을 측정하였다. 사용된 컬럼은 YMC (4.6×250 mm, Kyoto, Japan), 검출기는 2998 photodiode array detector(Waters), 파장은 450 nm를 사용하였다. 이동 상으로는 methanol:TBME:water:tryethylamine=6:90:4:0.1(v/v/v/v)과 81:15:4:0.1(v/v/v/v)의 혼합용액을 사용하였다. 이 동상의 유속은 1.0 mL/min이었으며 컬럼온도는 40°C로 사 용하였다. 티아민과 나이아신은 Kim 등(17)의 연구를 참고 로 하여 동시분석을 진행하였으며 분석방법은 다음과 같 다. 시료에 5 mM Sodium 1-heptanesulfonate 용액을 가하여 균질화한 후 초음파추출기로 추출하여 50 mL로 정용하였 다. 이 추출액은 0.45 μm syringe filter로 여과한 후 시험용액 으로 사용하였다. 이는 HPLC(Nanospace SI-2, Shiseido, Tokyo, Japan)로 정량하였으며, 사용된 컬럼은 Imtakt UK(4.6×150 mm, 3 μm, Kyoto, Japan), 검출기는 ACCELA PDA detector(Shiseido), 파장은 270 nm를 사용하였다. 이동 상으로는 0.25% 1-heptanesulfonic acid가 함유된 60% methanol의 혼합용액을 사용하였다. 이동상의 유속은 0.8 mL/min이었으며 컬럼온도는 40°C로 사용하였다. 리보플라 민은 AOAC (14)의 형광광도법에 의해 시행하였다. 시료에 0.1 N HCl을 가하고 고압멸균기(121°C, 30분)를 이용하여 열처리 하였다. 위 추출액에 3% KMnO₄ 0.5 mL를 넣고 혼합하여 정확하게 2분 방치한 후 3% H₂O₂ 0.5 mL을 넣고 충분히 혼합하였다. 침전물이 생기면 원심분리하여 시료 및 표준용액의 형광 광도를 측정하였다(Ex 435 nm, Em 545 nm). 비타민 C 함량은 Phillips 등(18)의 방법에 의해 시행하였다. 시료에 5% meta-phosphoric acid 용액(1 mM ethylene diamine tetra acetate disodium salt, 5 mMTris(2-carboxyethyl) phosphine 함유)을 가하여 균질화한 후 에 원심분리 한 뒤 0.45 μm syringe filter를 이용하여 여과 후 HPLC(Nanospace SI-2, Shiseido)로 함량을 측정하였으 며, 사용된 컬럼은 Phenomenex(4.6×250 mm, 4 μm, Torrance, CA, USA), 검출기는 ACCELA PDA detector (Shiseido), 파장은 245 nm를 사용하였다. 이동상으로는 0.05% formic acid 용액을 사용하였다. 이동상의 유속은 0.8 mL/min이었으며 컬럼온도는 35°C로 사용하였다. 엽산 은 AOAC법(19)에 따른 효소가수분해법을 이용한 미생물 학적 분석법에 의해 실시하였다. 호박 시료에 증류수와 0.1M phosphate buffer(pH 7.8, 1% ascorbic acid 첨가)를 가한 뒤 100°C에서 15분 열처리 하여 protease, α-amylase, conjugase를 각각 가한 뒤 100 mL로 정용 하였다. 추출액을 멸균한 뒤 미리 활성화시킨 Lactobacillus casei(spp. rhamnosus, ATCC 7469)가 접종된 배지에 넣어 그 함량을 정량하였다. 비타민 성분의 분석법 검증을 위하여 각 비타 민의 표준용액을 희석하여 시료에 spike하여 정확도와 정밀 도를 각각 측정하였으며 엽산은 시금치를, 다른 비타민은 시리얼을 대표시료로 사용하였다.

일반성분 함량은 시료 100 g 기준으로 환산하였으며 품 종별 영양소의 절대량 비교를 위해 건물 중(dry weight basis)과 습물 중(wet weight basis) 함량으로 각각 나타내었 다(Table 1). 호박의 열량은 생물 기준으로 각각 붉은보우짱 59 Kcal, 미니홍 68 kcal, 미니골드 47 kcal, 보우짱 90 kcal, 약호박 86 kcal 수준으로 보우짱의 열량 수치가 가장 높았고 미니골드가 가장 낮은 것으로 나타났다. 수분함량은 74.2~86.8%의 수준으로 미니골드의 수분함량이 86.8%로 가장 높은 수치를 나타냈고, 보우짱이 74.2%로 가장 낮은 수치를 나타냈다. 조단백질의 함량은 생물 100 g 당 1.6~3.2g 수준으로 품종 간 비슷한 수치를 나타냈지만 건물 100 g 당 조단백질 함량은 미니홍에서 16.3 g으로 가장 높은 수준을 나타냈다. 조지방의 함량은 생물 100 g 당 0.8~1.0g으로 품종 간 비슷한 수준을 보였지만 건물 100 g 당 조지 방 함량은 미니골드에서 6.1 g으로 가장 높았고 약호박에서 3.2 g으로 가장 낮은 수치를 나타냈다. 조회분은 생물 100 g 당 0.7~1.1 g 수준으로 약호박에서 가장 높았고 미니골드 에서 가장 낮은 수준을 보였다. 건물 100 g 당 조회분의 함량은 붉은보우짱에서 가장 높았고 보우짱에서 가장 낮은 수치를 나타냈다. 탄수화물은 생물 100 g 당 10.1~20.7 g이 며 건물 100 g 당 74.8~81.3 g 으로 미니홍에서 가장 낮은 수준을 보였고 약호박에서 가장 높은 수준을 보였다.

식이섬유는 비만, 변비, 심장질환, 당뇨 등의 질병에 대한 위험을 감소시키는데 중요한 역할로 알려져 있다. 식이섬 유는 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유로 분류되어진다. 수용성 식이섬유는 대장에서 발효되며 펙틴과 같이 점성이 있는 물질이 예이다(20). 불용성 식이섬유는 물과 친화력이 적고 장내 미생물에 의해서 분해되지 않고 장관을 빠르게 통과(21)하여 변비를 줄이는 효과를 보인다(22). 호박의 품 종에 따른 식이섬유 함량을 측정한 결과는 Table 1과 같다. 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유를 각각 측정한 결과, 불용성 식이섬유의 함량이 수용성 식이섬유의 함량보다 2~6배 높은 결과를 나타냈다. 생물 100 g 당 총 식이섬유 함량은 미니홍이 3.4 g으로 가장 높은 수준을 보였고, 붉은 보우짱이 2.0 g으로 가장 낮은 수준을 보였다. 하지만 건물 100 g 당 총 식이섬유의 함량은 미니골드가 21.8 g으로 미니홍보다 높은 수치를 보였다.

무기질의 함량은 품종에 따라 약간의 차이를 나타내는데 그 수치는 Table 2와 같다. 무기질 함량은 칼륨, 인, 칼슘, 나트륨, 철 순으로 칼륨이 가장 많이 함유되어 있었고 철이 가장 적은 함량을 보였다. 이는 Kim 등(1)에서 보고된 결과 와 같은 양상임을 확인할 수 있다. 칼륨은 약호박에서 생물 100 g 당 1,264 mg으로 가장 높았고, 건물 100 g 당 7,140 mg으로 붉은보우짱에서 가장 높았다. 인은 호박에서 두 번째로 함량이 높은 무기성분으로, 생물 100 g 당 82~192 mg의 수준으로 보우짱에서 함량이 가장 높았고, 미니골드 에서 함량이 가장 낮았다. 건물 100 g 당 인의 함량은 624~838 mg의 수준으로 미니홍에서 가장 높은 함량을 나타 냈고, 미니골드에서 가장 낮은 함량을 보였다. 칼슘의 함량 은 생물 100 g 당 14~57 mg 수준으로 미니골드에서 가장 높았고, 보우짱에서 가장 낮은 함량을 보였다. 건물 100 g 당 칼슘의 함량은 55~433 mg 수준으로 미니골드에서 가장 높았고, 보우짱에서 가장 낮은 수준을 나타냈다. 나트 륨은 생물 100 g 당 미니골드에서 13 mg으로 가장 높은 함량을 보였고, 붉은보우짱, 미니홍, 보우짱에서 7 mg으로 낮은 함량을 보였다. 건물 100 g 당 나트륨의 함량은 29~101 mg으로 미니골드에서 가장 높았고, 보우짱에서 가장 낮은 함량을 보였다. 호박 내 무기성분 중 가장 낮은 함량을 함유 하고 있는 철의 함량은 생물 100 g 당 1.7~3.4 mg으로 보우 짱에서 함량이 가장 높았고, 미니골드에서 함량이 가장 낮 았다. 건물 100 g 당 철의 함량은 9.2~13.2 mg 수준으로 보우짱에서 가장 높았고, 미니홍에서 가장 낮은 함량을 보 였다.

호박의 품종에 따른 카로티노이드, 티아민, 리보플라빈, 나이아신, 비타민 C, 엽산의 함량은 Table 3과 같다. 특히 카로티노이드는 호박 내 풍부하게 함유되어 있고 여러 가지 품종 중에서 단호박 내에서의 함량이 가장 큰 것으로 알려 져 있다(23). 카로티노이드 계열인 루테인, 제아크산틴, 베 타크립토크산틴, 알파카로틴, 베타카로틴의 함량을 각각 분석한 결과, 총 카로티노이드 함량에 영향을 미치는 성분 은 주로 루테인, 제아크산틴, 베타카로틴의 함량이며 베타 크립토크산틴과 알파카로틴은 그 함량이 미미한 것으로 나타났다. 루테인의 함량은 생물 100 g 당 11~187 μg 수준이 고 건물 100 g 당 83~745 μg으로 약호박의 생물과 건물에서 그 함량이 특이적으로 높았고 미니골드의 생물과 건물에서 가장 낮은 함량을 보였다. 제아크산틴의 함량은 생물 100 g 당 1~15 μg 수준이고 건물 100 g 당 8~56 μg 수준으로 약호박에서 가장 높았고, 미니골드에서 가장 낮았다. 베타 카로틴의 함량은 생물 100 g 당 22~75 μg으로 약호박에서 가장 높았고 미니골드에서 가장 낮았다. 건물 100 g 당 베타 카로틴의 함량은 143~299 μg으로 약호박에서 가장 높았고 보우짱에서 가장 낮은 수준을 나타냈다. 총 카로티노이드 함량은 생물 100 g 당 34~280 μg 수준이고 건물 100 g 당 250~1,108 μg 수준으로 품종에 따라 그 함량 차이가 크게 나타났으며 약호박에서 가장 높았고 미니골드에서 가장 낮은 수준을 나타냈다. 티아민의 함량은 생물 100 g 당 0.03~0.87 mg 수준이고, 건물 100 g 당 0.22~5.12 mg 수준으 로 품종에 따라 함량의 차이가 크게 나타났으며 붉은보우짱 에서 가장 높았고 미니골드에서 가장 낮은 수준을 보였다. 리보플라빈의 함량은 생물 100 g 당 0.04~0.13 mg으로 약호 박에서 가장 높았고 미니골드에서 가장 낮은 수준을 나타냈 다. 건물 100 g 당 리보플라빈의 함량은 0.30~0.56 mg으로 붉은보우짱에서 가장 높았고 미니골드에서 가장 낮았다. 나이아신의 함량은 생물 100 g 당 0.04~3.13 mg으로 붉은보 우짱에서 가장 높았고, 약호박에서 가장 낮은 함량을 보였 다. 건물 100 g 당 나이아신의 함량은 0.2~18.5 mg으로 미니 골드에서 가장 높았고 약호박에서 가장 낮은 수준을 나타냈 다. 비타민 C의 함량은 생물 100 g 당 약호박 13 mg, 붉은보 우짱, 미니홍, 미니골드가 14 mg으로 비슷한 수준을 보였지 만 보우짱은 49 mg으로 특이적으로 높은 함량을 나타냈다. 건물 100 g 당 비타민 C의 함량은 52~190 mg으로 보우짱에 서 가장 높았고 약호박에서 가장 낮은 수준을 보였다. 엽산 의 함량은 생물 100 g 당 26~74 μg을 보였는데 특히 약호박 과 보우짱이 각각 74 μg, 40 μg으로 높은 함량을 보였다. 건물 100 g 당 엽산의 함량은 134~294 μg으로 약호박에서 가장 높았고, 미니홍에서 가장 낮은 함량을 나타냈다. 호박 의 품종에 따른 비타민 함량은 조금씩 차이를 보이긴 하지 만 Kim 등(1)와 Kim 등(23)에서도 보고된 바가 있듯이 베타 카로틴의 함량은 품종 간 차이가 특이적으로 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 약호박의 베타카로틴의 함량은 다른 호박들의 함량보다 2배 가까이 많은 수치를 나타냈다. 비타민 A로 전환되는 전구물질인 베타카로틴은 항암, 항산 화 작용 등의 효능이 보고되어(5) 약호박이 향후 기능성 소재로 각광 받을 것으로 기대된다.

비타민 분석데이터의 신뢰도 확보를 위해 정밀도과 정확 도를 각각 측정한 결과(Table 4) 성분에 따라 차이는 있으나 회수율은 92.4~109.9% 범위로 나타났으며 재현성과 반복 성의 변이계수(CV, coefficient of variation)는 각각 2.7~5.4%와 4.9~15.1% 범위로 각각 나타났다. 엽산의 경우 기기 분석이 아닌 미생물학적 분석법을 적용하여 상대적으로 다른 성분에 비해 재현성이 떨어진 것으로 생각된다.