Chemical Composition of Prunus mume Flower Varieties and Drying Method

매화의 품종과 건조방법에 따른 화학성분 조성

Abstract

Prunus mume is extensively cultivated as a fruit and medicinal plant in Korea. Recently, prunus mume has a pressing problem with an increase of prunus mume cultivation area in southern part in Korea. Chemical properties of prunus mume flower to determine the optimum processing varieties for tea were investigated. Three kinds of samples treated with fresh, freeze dry and shade dry were used. The content of moisture, crude ash, crude protein, crude fiber, crude fat and nitrogen free extract of prunus mume flower varieties were to $82{\sim}85%,\;0.2{\sim}0.6%,\;2.5{\sim}3.1%,\;2.5{\sim}3.1%,\;0.6{\sim}0.8%\;and\;10{\sim}11%$ respectively. The main component of free sugars in prunus mume flower was glucose and those of organic acids were citric and malic acids. 17 kinds of amino acids were determined from prunus mume flower. The total amino acid contents of Cheongchuk, Baeagaha and Goseong were 760.47 mg%, 624.01 mg% and 807.41 mg%, respectively. Aspartic acid, glutamic acid and lysine were the major component in 3 cultivars. The content of K was much higher than Ca, Mg, Na, fe and Zn. The major fatty acids of prunus mume flower were myristic acid, palmitoleic acid me oleic acid. As a result of analysis, there were no significant differences among the three cultivars of prunus mume flower and drying method.

매화의 품종과 건조방법에 따른 화학성분을 분석하여 매화차를 개발하기 위한 기초 자료로 이용하고자 본 연구를 수행한 결과 매화의 건조별, 품종별 일반성분은 생화를 기준으로 수분 함량은 $82.5{\sim}84.2%$, 조섬유 $2.5{\sim}3.1%$, 조단백질 $2.6{\sim}3.1%$, 조지방 $0.67{\sim}0.84%$, 조회분 $0.22{\sim}0.60%$ 이었으며, 가용성 무질소물은 $10.1{\sim}11.2%$로 나타났으며, 동결 건조에서는 수분 16.4%, 음건 13.3%로 나타났다. 품종에 따른 일반성분은 회분 함량을 제외하고는 큰 차이가 없었다. 매화의 생화, 동결건조, 음건의 유리당 분석결과 fructose, glucose가 검출되었으며 sucrose는 생화를 제외한 동결건조와 음건시료에서 미량 검출되었다. 품종에 따른 유리당 함량은 큰 차이가 없었다. 청축 생화 유기산 분석결과 citric acid, malic acid가 각각 0.82%, 0.41% 검출 되었고 품종별 함량은 청축>고성>백가하순으로 나타났다. 매화의 품종별 무기성분의 함량은 3품종 모두 K가 가장 높았으며 건조별 무기성분 함량을 보면 음건한 시료가 동결 건조된 시료보다 다소 높게 나타났다. 주요 지방산으로는 각각의 품종별로 palmitoleic acid가 가장 많았고 건조별로는 지방산 함량이 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 매화의 비타민 C 함량은 청축의 경우 생화 64.3 mg%, 동결건조 480.5 mg%, 음건 442.3 mg%로 나타났다. 품종별로 구성 아미노산의 함량을 살펴보면 세 품종 모두 aspartic acid의 함량이 가장 높게 나타났고, 유리아미노산의 경우 총 함량은 청축>백가하>고성 순으로 나타났다.

서 론

매실의 분포는 한국·일본·중국으로 장미과에 속하는 낙엽활엽교목으로 매화나무의 꽃의 아름답고 그윽한 향기때문에 관상수로써 많은 사람들로부터 사랑을 받아왔다(1,2). 매화는 봄을 미리 알리는 나무라고 하여 춘고초(春告草)라고도 부른다. 흔히 매화나무라고 하면 꽃을 보기 위한 것이고, 열매를 목적으로 재배할 때는 매실나무라고 부르며(3-6), 우리나라 남부지방에서 꽃은 3월에 잎보다 먼저피고 연한 붉은색을 띤 흰빛이며 향기가 난다. 보통 한눈에 1~3개의 꽃이 달리며 꽃 색은 백색, 담홍색, 홍색 등 품종에 따라 여러 가지이다.

최근 몇 년 사이에 매실 재배면적이 전국적으로 급속히 증가하고 있어 현재와 같은 매실 소비 형태로는 과잉 생산에 의한 문제점이 야기될 것으로 예상되어 새로운 형태의 가공방법 개발이 절실히 필요하며(7,8), 또한 국민소득 향상과 건강지향 욕구의 증대로 기능성 식품의 수요 증가와 더불어 다양한 기호식품의 요구 현상과 함께 다양한 형태의 음료 문화가 확산되고 있다(9-11). 그러나 매실에 관한 여러 분야에서의 연구 활동은 활발하나(8) 매화에 관한 연구가 미흡하여 이와 같은 식문화의 다변화에 따라 관상용으로써만이 아니라 매화를 이용한 매화차를 개발함으로서 소비자의 요구에 부응하고, 농가소득 증대와 매실의 소비를진작시키고자 매화의 품종별 화학성분을 분석하여 매화차를 개발하기 위한 기초 자료로 이용하고자 본 연구를 수행하였다.

재료 및 방법

재 료

본 실험에 이용된 매화는 품종별로 백가하, 청축, 고성을 선정하여 2005년 3월 15일경 순천시 해룡면에서 70-80%로 개화된 꽃을 채취하여 음건과 동결건조 시켜 시료로 사용하였다. 즉 음건은 통풍이 잘되는 그늘에서 3~4일간 건조하였고, 동결건조시료는 -40°C에서 급속동결하여 동결건조기(PVTFD 10-A Ilshin Lab. Co. Korea)에서 건조하여 냉동보관하면서 시료로 사용하였다.

일반성분

일반 성분은 AOAC법(15)에 준하여 수분은 105°C 직접건조법, 회분은 550 °C 직접 회화법으로, 조단백은 micro-KjeldaM법, 조지방은 soxhlet 추출법으로, 조섬유의 함량은 H2S04-NaOH 분해법으로 구하였다. 그리고, 가용성 무질소물의 함량은 총량에서 조회분, 조단백질, 조지방, 조섬유의 함량을 뺀 값으로 계산하여 구하였다.

유리당 분석

유리당 성분은 Wilson 등(16)의 방법에 따라 분석하였다. 즉, 각각의 매화 5 g에 증류수를 가하고 마쇄하여 교반, 침출시킨 후 100 mL로 정용한 다음 원심분리 (3,000×g, 30 min)한 후 원심분리한 상등액을 취하여 여과(Whatman No.2)하고 Sepak C₁₈으로 정제시킨 다음 0.45 µm membrane fflter(Mimpore Co., USA)로 여과한 여액으로 HPLC를 이용하여 분석하였으며, 함량은 적분계에 의한 외부표준법으로 계산하였고, HPLC조건은 Table 1과 같다.

유기산 분석

유기산의 성분은 유리당의 방법과 동일하게 처리 후 HPLC를 이용하여 Table 1의 조건으로 분석하였다.

Table 1. HPLC analysis condition of free sugar and organic acid

구성 아미노산 분석

매화 0.5 g을 시험관에 넣고 6 N HCl 용액 10 mL를 가하여 밀봉하고, 120°C에서 24시간 가수분해하여 원심분리하고 상등액을 감압 농축한 후 구연산나트륨완충용액(pH 2.2) 5 mL로 정용하고 0.22 µm membrane filter로 여과하여 아미노산 자동분석기 (LKB 4150, Alpha, UK)로 분석하였다.

유리 아미노산 분석

유리 아미노산은 Ohara와 Ariyoshi(17)의 방법에 따라 분석하였다. 즉 각각의 매화 5 g을 homogenizer로 마쇄하여 50 mL로 정용한 후 원심분리(16,000×g, 30 min)하여 상등액10 mL에 sulfosalicylic acid 25 mg을 첨가하고 4°C에서 4시간 동안 방치시킨 후 원심분리하여 상등액을 0.22 µm membrane filter로 여과하여 아미노산 자동분석기에 의하여 분석하였다.

지방산 분석

동결건조시료 3g에 메탄올과 디에틸에테르를 가하여 교반하면서 침출시킨 후 100 mL로 정용하여 얻은 지질분획을 10 mL 취하여 용매를 완전히 제거한 후 Wungaat den의 방법 (20)에 따라 BF₃-methanol을 이용하여 methyl ester로 조제하여 분석용 시료로 하였다. 즉, 지방질 시료에 0.5N methanolic sodium hydroxide 2 mL를 가하고 5분간 환류가열하였다. 그 후 14% BF₃-methanol 2 mL를 가해 2분간,또 n-hexane 4 mL를 가해 2~3분간 가열하고, 여기에 sodium chloride 포화용액을 충분히 가하여 방치한 후, 상층에서 일부를 취하여 무수 Na₂SO₄로 수분을 제거하여 gas chromatograpliy로 분석하였다. 이때 분석조건은 Column은 DB-WAX 20M(J&W. USA), detector는 FID, column temp.는 150-200 °C, GC는 5890 Series-Ⅱ GC(Hewlett Packard Co. USA)였다.

비타민 C 분석

Vitamin C의 분석은 Anan분석법(21)에 준하여 매화의 건조별 시료 0.2 g을 100 mL messflask에 넣고 2% metaphosphoric acid용액을 80 mL가해 실온에서 30분간 추출 후 100 mL로 정용해 원심분리 후 상등액을 0.45 µm membrane filter(MiIlipore Co. USA)로 여과한 여액을 Sepak C₁₈으로 정제하여 HPLC로 분석하였다. 분석조건은 column은 µ-Bondapak C₁₈을 detector는 UV 260nm (Waters Co. USA), HPLC는 Waters associates M 244 (Waters Co. USA)를 이용하여 분석하였다.

무기성분 분석

매화의 무기성분은 습식분해법(14,18)에 따라 시료 1 g에 증류수 10 mL, 농질산 6 mL, 과산화수소 1 mL를 가한 후 Microwave digestion system(MSP-1000, CEM Co., USA)을 이용하여 최고 600 W로 총 20분간 산분해하여 전처리된 시험 용액을 원자흡광비색계 (19)(Analyst 300, Perkin Elmer, USA)로 분석하였다.

결과 및 고찰

일반성분 분석

매화의 품종과 건조방법에 따른 일반성분은 Table 2와 같다. 생화를 기준으로 수분 함량은 82.5-84.2%, 조섬유2.5-3.1%, 조단백질 2.6-3.1%, 조지방 0.67-0.84%, 조회분 0.22-0.60%이었으며, 가용성 무질소물은 10.1-11.2%로 나타났다. 이와 같은 결과는 Kwon 등(12)이 보고한 아카시아꽃과 비교해 보았을 때 조단백질의 경우 3.29%로 아카시아꽃의 함량이 훨씬 높았으나, 조지방은 0.26%로 매화에서 3배 이상 높게 검출되었다. 매화의 품종별로 성분함량을 살펴보면 수분과 조단백질은 고성에서 가장 많았고, 조섬유, 조지방, 회분은 청축, 가용성무질소물은 백가하에서 가장 많은 양이 검출되었다. 그러나 전체적으로 볼 때 품종에 따른 일반성분 함량의 차이는 크지 않았다. 건조방법에 따른 일반성분 분석 결과 동결건조시료와 음건시료의 수분은 각각 16.4%와 13.3%로 나타났으며, 건조방법에 따른 각 성분의 함량비율은 크게 변하지 않았다.

Table 2. Proximate composition of Prunus mume flowers

유리당 분석

매화의 품종과 건조방법에 따른 유리당 분석결과는 Table 3과 같다. fructose, glucose가 검출되었으며 sucrose는 생화를 제외한 동결건조와 음건시료에서 미량 검출되었다. 청축 생화의 경우에는 glucose 3.2%, fructose 1.4%이었고, 백가하는 glucose 3.1%, fructose 1.3% 및 고성은 glucose 3.0%, fructose 1.2%로 품종간의 당 함량 차이는 크게 없었다. 동결건조와 음건한 청축의 경우는 glucose 20.1%, 21.6%, fructose 8.6%, 9.6%로 나타났으며, sucrose는 건조됨에 따라 검출된 것으로 추정되어진다. 매화의 유리당 함량은 Ha 등(8)이 보고한 매실의 유리당 함량과 같이 glucose>fructose>sucrose순으로 나타났다. 품종에 따른 유리당 함량은 청축>백가하>고성 순으로 나타났다.

Table 3. Contents of free sugars in Prunus mume flowers

유기산 분석

매화의 생화, 동결건조, 음건의 유기산의 분석결과는 Table 4와 같다. 청축 생화는 citric acid와 malic acid가 각각 0.82%, 0.41% 검출 되었으며 succinic acid, formic acid는 검출이 되지 않았다. 청축 동결건조와 음건의 경우 각각 citric acid 3.28%, 3.25%, malic acid 0.92%, 0.84%로 나타났다. 품종별 함량은 청축＞고성＞백가하순으로 나타났다.

Table 4. Contents of organic acids in Prunus mume flowers

아미노산 분석

매화의 구성 및 유리 아미노산을 품종별로 분석한 결과는 Table 5, 6과 같다. 구성아미노산의 총함량은 청축 760.47 mg%, 백가하 624.01 mg% 및 고성 807.41 mg%로 고성이 다른 품종에 비하여 아미노산함량이 높게 나타났다. 아미노산은 세 품종 모두 aspartic acid의 함량이 가장 높게 나타났다.

유리아미노산은 청축 204.21 mg%, 백가하 190.3 mg%및 고성 145.07 mg%로 구성아미노산과 다르게 청축이 높게 나타났으며, 품종별 주요 유리아미노산의 함량은 청축의 경우 arginine이 27.56 mg%로 가장 많았고, 백가하와 고성은 각각 valine 30.52 mg%, alanine 27.41 mg%로 나타나품종별 구성비율은 다소 달랐으나 종량에서는 큰 차이가 없었다. 또한 Cha 등(13)이 보고한 동백나무 꽃으로 만든화차의 주요 유리아미노산의 경우 Cys> Pro> Tyr> Pro> Thr순으로 매화와는 서로 다른 결과를 보여주었다.

Table 5. Amino acids Contents of Primus mume flowers

Table 6. Free amino acids contents of Prunusmume flowers

지방산 분석

지방산 분석결과는 Table 7과 같다. 주요 지방산 조성을 살펴 보면 품종과 관계 없이 총 7종의 지방산이 검출되었다. 각 성분의 구성비율을 비교해본 결과 palmitoleic acid가 청축, 백가하, 고성 각각의 품종에서 28.3%, 24.1%, 21.02%로 가장 높은 비율을 차지하였고, myristic acid가 23.17%, 21.3%, 19.1%, oleic acid가 21.76%, 20.22%, 18.2%로 순으로 나타났다.

Table 7. Composition of fatty acids in Prunus mume flowers

비타민 C 함량

매화의 비타민 C 함량은 Table 8와 같다. 생화의 경우청축 64.3 mg%, 백가하 85.4 mg%, 고성 702 mg%로 나타났다. 이는 Kwon 등(12)이 보고한 아카시아꽃의 생화 21.5 mg%, 건조시료 160.44 mg%, Park(14)이 보고한 녹차분말의 312-392 mg% 보다 많이 함유되어 있음을 확인하였다. 건조별 시료에서의 비타민 C 함량은 동결건조 시료에서 음건시료보다 높게 나타났다.

Table 8. Contents of vitamin C in Prunus mume flowers

무기성분 분석

매화의 생화, 동결건초 음건의 무기성분의 함량은 Table 9와 같다. 무기성분 함량은 K>Ca>Mg>Na>Fe>Zn 순으로 나타났으며, 건조별 무기성분 함량을 보면 음건한 시료가 동결 건조된 시료보다 다소 높게 나타났다. 품종별 무기성분 함량 K는 고성이 가장 높게 나타났으며, Ca와 Mg는청축이 가장 높았다.

Table 9. Contents of minerals in Prunus mume flowers

요 약

매화의 품종과 건조방법에 따른 화학성분을 분석하여 매화차를 개발하기 위한 기초 자료로 이용하고자 본 연구를 수행한 결과 매화의 건조별, 품종별 일반성분은 생화를 기준으로 수분 함량은 82.5-84.2%, 조섬유 2.5~3.1%, 조단백질 2.6~3.1%, 조지방 0.67~0.84%, 조회 분 0.22-0.60%이었으며, 가용성 무질소물은 10.1~11.2%로 나타났으며, 동결건조에서는 수분 16.4%, 음건 13.3%로 나타났다. 품종에 따른 일반성분은 회분 함량을 제외하고는 큰 차이가 없었다. 매화의 생화, 동결건조, 음건의 유리당 분석결과 fructose, glucose가 검출되었으며 sucrose는 생화를 제외한 동결건조와 음건시료에서 미량 검출되었다. 품종에 따른 유리당 함량은 큰 차이가 없었다 청축 생화 유기산 분석결과 citric acid, malic acid가 각각 0.82%, 0.41% 검출 되었고품종별 함량은 청축〉고성〉백가하순으로 나타났다. 매화의 품종별 무기성분의 함량은 3품종 모두 K가 가장 높았으며 건조별 무기성분 함량을 보면 음건한 시료가 동결 건조된 시료보다 다소 높게 나타났다. 주요 지방산으로는 각각의 품종별로 palmitoleic acid가 가장 많았고 건조별로는 지방산 함량이 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 매화의 비타민 C 함량은 청축의 경우 생화 64.3 mg%, 동결건조 480.5 mg%, 음건 442.3 mg%로 나타났다. 품종별로 구성 아미노산의 함량을 살펴 보면 세 품종 모두 aspartic acid의 함량이 가장 높게 나타났고, 유리아미노산의 경우 총 함량은 청축>백가하〉고성 순으로 나타났다.

감사의 글

본 연구는 순천대학교 2005년 자체 연구비에 의해 수행된 결과로 이에 감사드립니다.