서 론
현대인의 생활은 과거에 비하여 풍요로워졌지만 서구 화로 인한 식습관의 변화, 노화, 환경오염, 과도한 스트 레스, 운동량 부족 등으로 인해 암, 고지혈증, 동맥경화, 당뇨병 등 각종 생활습관병이 급속히 증가하고 있다 (Han, 2001; Shin, 2009). 2000년대 이후 생활수준의 향 상으로 육체적, 정신적 요인의 조화를 이루기 위해 웰빙 붐이 일어났다. 이에 따라 식생활에 있어서도 기능성을 갖춘 식품을 선호하는 추세이며(Kang 등, 2010), 특히 새싹채소가 페놀성 물질이 풍부하고 항산화 효능을 지니 고 있어 주목을 받고 있다.
콩과에 속하는 유지작물인 땅콩은 우리나라에서도 예 로부터 비교적 손쉽게 재배가 가능하여 식용으로 널리 사용되어 왔다(Kim 등, 2013; Lee 등, 2004). 최근 중국 을 비롯한 외국의 저가 땅콩의 수입으로 인해 국내산 땅콩의 재배면적과 생산량이 감소하는 추세이다(Kang 등, 2010; Kim 등, 2013). 이에 대응하여 재배량 증대를 위해 땅콩의 생리 활성물질을 이용한 새로운 부가가치 창출과 재배확대 연구가 진행되고 있다(Duan 등, 2014; Kim 등, 2003; Lee 등, 2014). 땅콩은 비타민과 미네랄 과 같은 유용한 생리활성 성분들과 항암작용을 갖는 기 능성 물질인 레스베라트롤(trans-resveratrol)을 함유하여 건강식품으로 인정받고 있다(Kang, 2010; Pae 등, 2011; Kim 등, 2013).
레스베라트롤(trans-3,5,4-trihydroxystilbenc, C14H12O3) 은 포도에서 발견된 스틸벤 계열의 물질이다. 지방과산 화 억제 및 프리라디칼 소거기능과 같은 항산화 작용, cyclooxygenase 저해 등의 항염증 작용, 암세포 성장억 제 및 암 예방 효능 등 다양한 생리 활성작용이 알려지 면서 웰빙 시대에 가장 필요한 성분으로 주목받고 있다 (Jo 등, 2013).
땅콩나물은 콩나물에 비해 기능성 성분이 풍부하고, 수분함량이 높을 뿐만 아니라 식미가 우수하며, 식품소 재로서의 이용범위가 넓은 장점을 지니고 있다(Kim 등, 2010). 또한 땅콩나물은 청정채소로 일반채소에 비해 2 배 이상의 부가가치 실현이 가능하며, 아울러 고부가 가 공식품, 기능성 식품, 의약품 원료 시장으로 확대 시에 수익성을 배가시킬 수 있는 대표적인 농산업 분야이다 (Kang, 2010). 그러나 우리나라에서는 아직까지 땅콩나 물과 관련한 구체적인 연구들은 부족한 실정이다.
본 연구는 고품질 땅콩나물을 생산할 수 있는 재배온 도를 검정하고 땅콩나물 재배용으로 적합한 품종을 선발 하고자 하였다. 이와 아울러 레스베라트롤 함량이 높은 생육단계를 구명하고자 하였다.
재료 및 방법
1. 땅콩나물 생산을 위한 발아적온 검정
땅콩종자의 발아적온을 검정하기 위해 국내산 육성품 종인 ‘조평’, 베트남 땅콩 및 중국 땅콩을 사용하였다. 다온도발아기(Seed processing, Netherlands)를 이용하여 발아온도를 15°C~30°C의 범위에서 1~2°C 간격으로 발 아력을 검정하였다. 발아실험은 petridish(9.0×5.0cm)에 흡습지(Whatman No. 2) 2장을 깔고 50립의 종자를 3반 복으로 치상하였다. 발아율은 종자를 치상한 후 7일까지 1일 간격으로 조사하였으며, 유근이 종피를 뚫고 1.0mm 이상 신장된 것을 발아한 것으로 간주하였다. 발아속도 를 나타내고자 최종발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수(T50)는 아래 공식에 의해 산출하였다.
N : 발아조사 마감시간까지 발아된 종자수의 합계
Ni : N에 대한 50% 직전까지 발아된 종자수의 합계
Nj : N에 대한 50% 직후에 발아된 종자수의 합계
Ti : Ni 시점까지 소요된 발아기간
Tj : Nj 시점까지 소요된 발아기간
2. 땅콩나물 생산용 적정 품종 구명
땅콩나물 재배에 적합한 품종을 선발하기 위해 국내 육성 품종인 ‘참평’, ‘조평’, ‘미광’, ‘풍산’, ‘선안’ 등과 중국 및 베트남 땅콩 종자의 형태적 특성과 천립중을 조사하였고, 27°C에서 땅콩나물 전용 배양기(정훈엔지니 어링, 한국)에 치상하여 발아율과 T50을 조사하였다. 땅 콩품종별 발아 후 땅콩나물로 전개되는 생장반응을 조사 하고자, 발아 후 3일부터 8일까지 1일 간격으로 하배축 길이와 직경, 뿌리길이, 세근발생수, 상배축 길이를 조사 하였다. 시료는 각 처리에서 10주의 땅콩나물을 3반복으 로 채취하여 생장반응을 검정하였고, 이를 기초로 하여 땅콩나물 재배용 적정품종을 선발하는데 활용하였다.
3. 레스베라트롤 함량이 높은 땅콩나물의 생육단계 구명 및 레스베라트롤 분석
땅콩나물의 최적 레스베라트롤 생산을 위한 생육단계 를 구명하고, 땅콩나물 부위별 레스베라트롤 함량을 측정 하기 위해 땅콩나물용으로 적합한 국내육성 품종인 ‘조평’ 과 베트남 땅콩종자를 사용하였다. 시기별 레스베라트롤 함량을 조사하기 위해 발아직후부터 발아 후 8일째까지 시기별로 땅콩나물을 채취하여 분석용 재료로 활용하였 다. 또한 땅콩나물을 자엽, 하배축, 상배축 및 뿌리로 분 리하여 부위별 레스베라트롤 함량을 조사하였다.
레스베라트롤 분석은 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)상에서 vaccum degasser, binary pump, autosampler, thermostated column compartment와 DAD (Agilen, Palo Alto, CA, USA)로 구성된 Agilent/HP 1100 series HPLC-DAD system(Agilent, Santa Clara, SA)을 사 용하였다.
결과 및 고찰
1. 땅콩나물 생산을 위한 발아적온 검정
실험에 사용된 전 품종 모두 27°C에서 95% 이상의 높은 발아율을 보였고, 최종발아율에 대해 50% 발아에 소요되는 일수(T50)도 단축되었다. 발아온도가 30°C 이상 으로 높아지면 발아율이 약간 감소되었으나, 발아속도는 오히려 빨라지는 경향이었다. 반면 20°C 이하의 온도에서 는 발아율이 감소하였고, 발아속도도 지연되었다. 따라서 품종에 관계없이 고품질의 땅콩나물 생산에 적용될 수 있 는 발아적온은 27°C내외 일 것으로 판단되었다(Table 1).
Table 1.
Effect of temperatures on percent germination and number of days to 50% of the final percentage (T50) of different peanut cultivars.
2. 땅콩나물 생산용 적정 품종 구명
Table 2는 땅콩나물 재배에 적합한 품종을 선발하기 위해 국내 육성품종인 ‘참평’, ‘조평’, ‘미광’, ‘풍산’, ‘선 안’ 등과 중국 및 베트남 땅콩 종자의 형태적 특성과 천 립중, 발아율, T50을 조사한 결과이다.
Table 2.
Percent germination, days to 50% of the final germination percentage(T50) and morphological characteristics of different peanut cultivars. Seeds were dark germinated at 27°C for up to 14 days.
국내육성 품종들은 종자의 종단길이가 18.2mm~19.8mm 범위였고, 횡단직경은 8.65mm~10.0mm이었다. 반면 베 트남 땅콩종자는 종단길이가 12.5mm, 횡단직경이 6.9mm 로 공시품종 중 가장 소립종자였다. 천립중은 ‘풍산’이 977.3g으로 가장 무거웠으며, ‘참평’과 ‘조평’도 965.3g 과 954.9g으로 비교적 대립종으로 분류되었다. 중국 땅 콩종자는 709.1g으로 국내육성 품종보다는 천립중이 낮 았다. 베트남 땅콩은 천립중이 389.3g으로 공시품종 중 가장 소립종이였다. 땅콩종자의 발아율은 품종에 따라 약간의 차이는 있으나, ‘선안’ 품종을 제외한 모든 품종 에서 90% 이상의 높은 발아율을 보였다. 발아율이 가장 높은 품종은 100% 발아한 ‘미광’ 이었고, 다음은 베트 남 땅콩(96.8%), ‘조평’(95.6%), 중국 땅콩(95.2%) 및 ‘참 평’(92.2%) 순이었다.
Table 3은 땅콩품종별 발아 후 땅콩나물로 전개되는 생장반응을 검정하여 땅콩나물 전용품종 선발의 기초자 료로 활용하고자 하였다. 품종에 따라 차이는 있으나 발 아 후 8일째를 기준하였을 때, 하배축 길이는 ‘조평’이 가장 길었으며, 다음으로 베트남, 중국 땅콩이 7.0cm 였 다. 하배축 직경은 ‘조평’이 5.92mm로 가장 굵었다. 뿌 리길이는 베트남 땅콩이 14.3cm로 가장 길었고, 세근 발생량은 품종에 따라 차이가 있었다. 중국 및 베트남 땅 콩은 국내 품종에 비해 세근 발생량이 많은 것이 문제점 으로 지적되었다. 땅콩나물에서 세근 발생은 자연적인 현 상이나 소비자 입장에서는 세근을 다듬어야 하므로 세근 이 없고, 하배축이 비대된 땅콩나물을 선호하고 있다.
Table 3.
Morphological characteristics of sprouts of different peanut cultivars dark culture at 27 for up to 8 days.
또한 땅콩나물 생산에 있어서는 발아 후 2차 감염균에 의한 부패율 증가가 시급히 해결해야 할 사항이다. 부패 율은 ‘선안’이 3.6%로 가장 높았고, 중국 땅콩도 2.6%였 다. 반면, ‘미광’과 ‘조평’은 0.8%이하로 부패율이 낮았다.
모든 품종에서 상배축 생장은 발아 후 5일 경과하면서 시작되었고, 상배축 생장이 왕성한 국내육종 품종은 ‘조 평’이었으며, 베트남 땅콩도 빠른 편이었다. 중국 땅콩은 전반적으로 생육이 양호한 편이었으나, 부패율이 높았다. 국내 품종 중에는 ‘풍산’ 및 ‘선안’이 발아 이후 땅콩나 물로 생장하는 과정 중 부패율이 높은 품종으로 분류되 었다. 따라서 부패율과 생육정도 등을 감안한다면 국내 육성 품종 중에는 ‘조평’이 땅콩나물 생산용으로 적합할 것으로 판단되었다.
3. 레스베라트롤 함량이 높은 땅콩나물의 생육 단계 구명 및 레스베라트롤 분석
땅콩나물의 적정 생육단계를 구명하기 위해 땅콩을 배 양기에 치상한 후 시기별 하배축의 생장을 조사하였다. 그 결과 치상 4일에 하배축이 2.3cm 신장하였고, 하배 축 직경은 0.43cm 였다. 하배축은 생육일수가 진전될수 록 뚜렷한 생장을 보였고, 생육 11일까지 길이가 5.9cm, 직경은 0.6cm 였다. 또한 생체중과 건물중 모두 생육이 14일까지 진전될수록 증가하였다(Fig. 1). 이는 자엽의 저 장양분이 생장중인 하배축으로 이동되어 왕성한 생장을 유도함으로써 생체중과 건물중이 증가된 것으로 해석된다. 뿌리 생장도 발아에 이은 유묘생장 단계를 거치면서 증가하였고, 발아 후 4일째에는 뿌리신장이 3.4cm 였으 나 그 후 지속적으로 증가하여 발아 후 14일째에는 6cm의 뿌리길이를 보였다. 뿌리의 생체중 및 건물중 또 한 생육이 진전될수록 증가하는 경향이었다.
상배축은 발아 후 6일째부터 생장이 시작되었고, 생육 8일째에 길이 2.7cm, 직경 0.17cm 이었다. 그 후 11일 과 14일에는 4.3cm와 4.6cm의 길이생장을 보였고, 직경 도 0.19cm와 0.21cm로 증가하였다. 생체중과 건물중 또 한 생육이 진전될수록 증가하였다. 이상의 결과로 볼 때 땅콩나물로 적합한 생육단계는 8일 전후였으며, 이보다 생육이 진전되면 본엽이 전개되어 식미가 떨이지고, 상 품성이 저하될 것으로 판단되었다(Fig. 2).
Table 4와 5은 땅콩나물의 최적 레스베라트롤 생산을 위한 생육단계와 땅콩나물 부위별 레스베라트롤 함량을 나타낸 결과이다. 레스베라트롤은 땅콩종자 상태에서는 검출되지 않았으나, 종자가 발아한 후 새싹땅콩으로 생 육이 진전될수록 함량이 증가하였다. ‘조평’ 품종의 경우, 종자상태와 발아 1일째에는 레스베라트롤이 검정되지 않 았으나 발아와 더불어 유근이 발생하는 2일째부터 함량 이 증가하여 생육 9일째에는 17.1μg/g 함유량을 보였다. 이는 레스베라트롤 함량이 가장 많다고 알려진 포도주(평 균 0.6μg/g)보다 무려 28.5배 이상 높은 수준이었다. 베 트남 땅콩 또한 종자상태에서는 레스베라트롤이 검출되 지 않았으나, 새싹땅콩으로 생육이 진전됨에 따라 함량 이 증가하였다. 베트남 땅콩은 생육 5일째에는 15.3μg/g 으로 최대치를 보였다가 그 이후 서서히 감소하여 생육 9일째에 12.3μg/g 함유량을 보였다(Table 4).
Table 4.
Comparison of resveratrol content in ‘Jopyeong’ peanut sprouts in different germination stage.
| Germination stage (days) | Resveratrol (FW μg/g) | |
|---|---|---|
| ‘Jopyeong’ | Vietnam | |
| 0 | - | - |
| 1 | - | - |
| 2 | 1.3 | 2.0 |
| 3 | 2.3 | 6.5 |
| 4 | 5.6 | 8.0 |
| 5 | 5.9 | 15.3 |
| 6 | 5.8 | 14.7 |
| 7 | 7.0 | 10.8 |
| 8 | 7.8 | 11.2 |
| 9 | 17.1 | 12.3 |
땅콩나물 부위별 레스베라트롤 함량을 측정한 결과, 두 품종 모두 뿌리에서 함유량이 가장 높았다. ‘조평’ 품종의 경우, 뿌리의 레스베라트롤 함량이 18.8μg/g으로 전체 땅콩나물 함유량의 55.6%를 점유하였고, 하배축은 11.8μg/g로 전체 함유량의 34.9%을 차지하였다. 반면 상 배축은 2.7μg/g, 자엽은 0.5μg/g으로 상대적으로 낮은 함유량을 나타내었다(Table 5)
Table 5.
Comparison of resveratrol content in different plant organs of ‘Jopyeong’ and ‘Vietnam’ peanut sprouts. Peanut sprouts were determinated at 9th day after sowing.
| Plant organs | Resveratrol (μg/g) | |
|---|---|---|
| ‘Jopyeong’ | Vietnam | |
| Cotyledon | 0.5( 1.5%) | 0.3( 2.0%) |
| Hypocotyl | 11.8( 34.9%) | 4.5( 30.2%) |
| Epicotyl | 2.7( 8.0%) | 1.0( 6.7%) |
| Root | 18.8( 55.6%) | 9.1( 61.1%) |
| Total | 33.8(100.0%) | 14.9(100.0%) |
땅콩나물의 레스베라트롤 함량은 발아 후 9일째에 가 장 높았으며, 특히 하배축과 뿌리가 발달한 새싹 땅콩을 이용하는 것이 좋을 것으로 생각되었다. 또한 소립종자 인 베트남 종자에 비해 대형종이고 국내육성 품종인 ‘조 평’이 땅콩나물 재배에 적합할 것으로 판단되었다.
