매실의 품종에 따른 매실청의 아미그달린과 품질 특성

백가하(Shirogaka), 앵숙(Oshuku)과 옥영(Okyoung) 품종 의 매실은 경상남도 하동군에, 천매(Chunmae) 품종의 매 실은 전라남도 구레군에 위치한 녹차먹은 매실 농장 (Hadong, Korea)에서 2018년 5월 27일에 직접 채취하였다. 또한 남고(Namgo) 품종의 매실은 전라남도 광양시에 위치 한 녹차먹은 매실 농장(Hadong, Korea)에서 2018년 6월 23일에 직접 채취하였다. 정백당은 백설(CJ Cheiljedang Co., Seoul, Korea)의 것을 시중에서 구입하였으며, 아미그 달린(amygdalin, >99%) 표준품은 살구씨로부터 추출·정제 된 것을 Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였다. 매실청의 분석에 사용된 시약과 용매들은 모 두 HPLC급 이상의 것을 사용하였다.

채취한 매실은 꼭지를 따고 세척한 뒤 표면수분을 제거 하였다. 열수를 이용하여 세척하여 건조시킨 담금통에 준 비된 매실과 설탕을 교대로 켜켜이 쌓고 가장 위층에는 설 탕으로 덮은 후 밀봉하여 15°C 정도의 암실에 보관하였다. 사용된 매실과 정백당은 중량비율로 1:1이었다. 이러한 조 작은 매실 채취 후 3일 내에 완료하였다. 담금통은 매일 진탕하여 침전된 설탕을 다시 분산시켰고, 모든 설탕이 녹 았을 때를 0개월로 하여 3개월 동안 당침하였다. 3개월의 당침이 완료된 후 매실을 제거하는 액분리 공정을 거친 후 담금통에 다시 담아 밀봉하고 3개월 동안 숙성하여 매실청 을 제조하였다. 매실청은 1개월 간격으로 채취하여 -20°C 에서 동결하여 저장하면서 아미그달린 분석에 사용하였다. 숙성이 완료된 매실청은 감압여과한 후 75°C에서 30분간 열처리하여 매실청 제조하였고, 열처리가 완료된 매실청에 대해 품질특성을 분석하였다.

매실청으로부터 채취된 시료들은 Kim et al. (2018)의 방법에 따라 n-hexane (Samchun, Seoul, Korea)과 ethyl acetate (Samchun)로 순차적으로 정제한 후 HPLC (DGU- 20A5R, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 매실청의 아 미그달린을 분리하였다. HPLC 분석조건은 Table 1에 제시 하였다. HPLC 크로마토그램으로부터 얻은 아미그달린 피크 의 면적을 아미그달린 표준품을 이용하여 작성된 검정곡선 을 이용하여 아미그달린 함량을 결정하였다.

매실청의 당도는 굴절당도계(N-3E, Atago, Tokyo, Japan) 를 사용하여 3회 반복하여 측정하였다.

매실청 10 μL를 탈이온수 790 μL와 혼합하고 희석한 Folin-Ciocalteu’s phenol (Sigma-Aldrich Co.) reagent 500 μL을 가하여 잘 혼합하고 1분간 방치한 후 20% Na₂CO₃ (Sigma-Aldrich Co.)를 서서히 가하였다. 이 혼합액을 2시 간 동안 암실에서 방치한 후 UV/Vis spectrophotometer (Optizen POP, Mecasys, Daejeon, Korea)를 사용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀(polyphenol) 함량은 gallic acid (Sigma-Aldrich Co.)를 표준물질로 하여 작성된 표준곡선으로부터 결정되었다.

매실청 시료 5 g을 탈이온수 25 mL에 용해시킨 후 30% Zn(CH₃CO₂)₂ (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 5mL와 15% K₄Fe(CN)₆ (Sigma-Aldrich Co.) 0.5 mL를 순 차적으로 가한 다음, 탈이온수를 이용하여 50 mL로 정용하 여 여과한 여액을 시험용액으로 하였다. 시험용액은 탈이 온수 5 mL를, 공시험용액은 0.2% NaHSO₃ (Sigma-Aldrich Co.) 5 mL를 가하여 잘 혼합한 다음 UV/Vis spectrophotometer (Mecasys)를 사용하여, 각각 284 nm와 336 nm 에서 흡광도를 측정하여 결정하였다.

매실청의 색 특성은 매실청을 분체용 petri dish (Ø35 mm × 20 mm)에 10 mm 깊이가 되도록 담고 색차계(JC- 801, Color Techno Corporation, Osaka, Japan)를 이용하여 Hunter의 색 체계에 따라 색 특성을 분석하였다. 이때 사 용된 표준백판의 L, a, b 값은 각각 99.65, 4.82, 10.36이 었다.

매실청의 총당 함량은 페놀황산법을 이용하여 분석하였 다. 희석한 매실청 1 mL에 5% phenol (Samchun) 수용액 1mL와 진한 황산(Matsunoen, Osaka, Japan) 5 mL를 순차 적으로 가한 후 20분 동안 상온에 반응시키고, 냉수욕조에 서 20분간 냉각시켜 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 당 함량은 포도당을 표준물질로 하여 작성된 표준곡선을 이용하여 결정하였다.

매실청의 포도당, 과당 및 설탕의 조성은 HPAEC (Dionex-300, Dionex, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 분석하였다. 50배 희석된 매실청을 syringe filters로 여과한 후 PA-1 column에 10 μL를 주입하였다. 이동상은 150 mM NaOH (Sigma-Aldrich Co.) 수용액이었으며, 0.5 mL/ min의 유속으로 총 15분간 흘려주면서 단순당들을 분리하 였다. 매실청의 포도당, 과당, 설탕의 함량은 미리 결정된 이들 각각의 검정곡선들을 이용하여 결정되었다.

희석된 매실청 50 mL에 pH meter (PB-10, Sartorius, Goettingen, Germany)의 probe를 담그고 0.1 N NaOH (Samchun) 표준용액(F=1.001)을 이용하여 희석된 매실청의 pH가 8.1에 도달할 때까지 적정하였다. 0.1 N NaOH 표준 용액의 소비량을 이용하여 구연산을 기준으로 매실청의 총 산도를 결정하였다.

매실청 25 mL에 동량의 에탄올을 가하고 매실청과 에탄 올 혼합물을 상온에서 충분히 혼합하여 5분간 진탕한 후 윈심분리하여 상층액을 취하여 회전진공농축기로 에탄올을 제거하였다. 이를 메탄올, 증류수 및 0.01 N HCl (Sigma- Aldrich Co.)로 미리 활성화시킨 sep-pak C18 cartridge에 통과시킨 다음 증류수로 회수하여 총량을 50 mL로 하여 ion chromatography (IC) 분석을 위한 시료로 하였다(Shin et al., 2011). 분석용 시료는 syringe filters에 통과시킨 후 Dionex IonPac ICE-AS1 column이 장착된 IC (ICS-3000, Dionex)를 이용하여 유기산을 분리하였다. 문헌상 매실에 서 주로 검출되는 사과산(malic acid), 구연산(citric acid) 과 호박산(succinic acid)에 대해 분석을 수행하였다. 전 술한 방법에 따라 한국식품연구원(Wanju, Korea)에서 분 석을 수행하였다.

무기질(Na, K, P, Fe, Ca)은 Anderson (1996)의 방법에 따라 ICP-AES (Varian 820, Varian, Palo Alto, CA, USA) 를 이용하여 서울대학교 농생명과학공동기기원(Seoul, Korea)에서 분석하였다.

매실 시료들의 아미그달린 함량과 품질특성은 적어도 3 회 반복하여 분석하였으며, 측정된 특성치들은 one-way ANOVA 분석을 수행하였고, 평균±표준편차로 나타내었 다. 처리군들의 평균값들 사이의 통계적 유의성은 95% 신뢰수준에서 Tukey’s HSD test를 이용하여 분석하였다. 모든 통계적 계산과 분석은 Minitab 16 (Minitab Inc., State College, PA, USA)에 의해 수행되었다.

백가하, 앵숙, 옥영, 천매, 남고 품종의 매실을 이용하여 매실청을 담고 3개월 간의 당침 기간과 그 후 숙성 기간 에 따른 아미그달린의 함량을 조사하였다(Fig. 1). 백가하 매실을 이용한 경우 설탕이 모두 용해된 당침 0개월 차에 매실청에서 170.4 ppm의 아미그달린이 검출되었으며, 당침 2개월까지는 지속적으로 증가하여 최고치에 도달하였다. 이 후 액분리 전까지 감소하는 경향을 보였으며 추가적인 3개 월의 숙성하는 동안에는 아미그달린이 지속적으로 감소하 여 86.4 ppm에 도달하였다(Fig. 1A). 천매 매실을 이용할 경우, 설탕이 모두 용해된 당침 0개월 차에 매실청에서 166.2 ppm의 아미그달린이 검출되었으며, 당침 1개월에 최 고치의 아미그달린 함량을 도달하였고, 당침 2개월까지는 큰 변화가 없었지만, 당침 3개월에는 아미그달린 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. 액분리 후 추가적인 3개월의 숙성하는 동안 아미그달린은 지속적으로 감소하여 116.7 ppm에 도달하였다(Fig. 1A). 옥영 매실을 이용할 경우, 설 탕이 모두 용해된 0개월 차에 매실청에서 140.8 ppm의 아 미그달린이 검출되었으며, 당침 2개월까지는 지속적으로 증가하여 최고치에 도달하였다. 이후 액분리 전까지는 감 소하는 경향을 나타내었으며, 추가적인 3개월의 숙성하는 동안 아미그달린은 지속적으로 감소하여 151.1 ppm에 도 달하였다(Fig. 1A). 남고 매실을 이용할 경우 설탕이 모두 용해된 당침 0개월 차에 약 400 ppm에 달하는 아미그달 린이 매실청에서 관찰되었으며, 당침 1개월 차에 아미그달 린 함량은 최고치에 도달하였다. 이후 당침 3개월까지 아 미그달린이 지속적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 3개 월 당침이 끝나고 액분리한 매실청을 3개월 간 숙성하는 동안 아미그달린은 지속적으로 감소하여 198.3 ppm에 도 달하였다(Fig. 1B). 앵숙 매실을 이용할 경우 설탕이 모두 용해된 당침 0개월 차에 매실청에서 219.2 ppm의 아미그 달린이 검출되었으며, 당침 2개월까지 지속적으로 증가하 여 최고치에 도달하였다. 이후 액분리 전까지 지속적으로 감소하는 경향을 보였으며 추가적인 3개월의 숙성하는 동 안 아미그달린은 지속적으로 감소하여 142.5 ppm에 도달 하였다(Fig. 1B). 이상의 결과를 종합할 때, 매실 품종에 따라서 상이한 양상은 있으나 보편적으로 당침 2개월 차에 매실청의 아미그달린 함량은 최고치에 도달하였으며, 당침 3개월까지는 아미그달린이 감소하는 경향을 나타내었다. 또 한 액분리 후 숙성하는 동안 숙성 1개월 차에 아미그달린 이 급격히 감소하고 이후부터는 점진적으로 감소하는 경향 이 관찰되었다. 본 연구에서 관찰된 매실청의 아미그달린 의 당침 및 숙성 중 변화 양상은 Son et al. (2017)과 Cho et al. (2018)이 보고한 연구 결과와 유사하였다. 당침 시 매실로부터 용출된 유기산과 아미그달린 가수분해효소 (amylgdalin hydrolase)에 의해 숙성 중 아미그달린이 분해 된 것으로 판단되며(Cho et al., 2018;Son et al., 2017), 또한 당침 중 매실로부터 삼투압에 의해 아미그달린과 함 께 수분과 수용성 성분의 용출로 아미그달린 함량이 희석 된 효과일 수 있다(Cho et al., 2019).

Fig. 1. Effects of sugaring and aging periods on changes in amygdalin contents of maesil chungs prepared with different maesil cultivars.

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완성된 매실청들의 당도는 58.8~62.3 °Brix의 범위에 있 었으며, 품종에 따라 당도의 차이는 3.5 °Brix 정도로 매우 낮았지만 천매 > 옥영 > 남고 > 백가하 > 앵숙 매실청의 순서로 증가하는 것을 확인할 수 있었다(Table 2). 이러한 당도의 차이는 매실이 함유하고 있는 수분함량의 차이인 것으로 판단되어 진다.

완성된 매실청들의 아미그달린 함량을 조사하였을 때, 매실청들의 아미그달린 함량은 68.5-179.4 ppm의 범위에 있었으며, 남고 > 앵숙 > 옥영 > 천매 > 백가하 매실청의 순서로 감소하였다(Table 2). 모든 매실청들이 숙성 3개월 이 완료된 시점(열처리 전)의 아미그달린 함량(Fig. 1)보다 감소한 결과를 나타내었는데, 이는 매실청의 열처리 과정 중에 유기산에 의해 아미그달린의 당들이 가수분해되면서 HPLC 분석에서 검출되지 않은 것으로 생각된다. 매실청의 총 폴리페놀 함량은 189.5-246.1 ppm의 범위에 있었으며, 앵숙 > 천매 > 남고 > 옥영 > 백가하 매실청들의 순서로 증가하였다(Table 2). 또한 갈변도의 지표물질인 5-HMF는 3.5-13.4 ppm의 범위로 매우 적은 수준을 나타내었다. 5- HMF는 옥영 > 남고 > 백가하 > 천매 > 앵숙 매실청의 순서로 증가하였다(Table 2).

품종을 달리한 매실청들의 색 특성을 조사하여 Table 3 에 나타내었다. 명도는 26.8-27.6의 범위에 있었으며, 품종 에 따라 유의적인 차이를 보였지만 최소값과 최대값의 차 이가 0.8로 매우 미미하였다. 적색도는 9.4~10.5의 범위에 있었으며 품종에 따른 유의적인 차이는 관찰되지 않았다. 황색도는 5.3~6.9의 범위에 있었으며, 남고 > 앵숙 > 백가 하 ≈ 옥영 > 천매 매실청의 순서로 유의적으로 높았다. 색 특성치들에서 미미한 차이를 보이지만 3개월 숙성을 완료 한 후 열처리를 통해 완성된 매실청들의 색 특성은 전반적 으로 매실 품종에 따라서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이와 같은 결과는 매실청의 숙성 완료 후 열처리에 의해 매실청에서 갈변현상이 진행되어 품종별 매실청의 색 차이 가 없어진 것으로 생각된다.

품종을 달리하여 제조된 매실청의 총당 함량과 당 조성 을 HPAEC로 조사하였다(Table 4). 품종별 매실청들의 총 당 함량은 34.2-44.7%로, 남고 > 백가하 > 천매 ≈ 옥영 > 앵숙 매실청들의 순서로 높은 수준을 나타내었다(Table 4). 매실청을 담글 때 사용된 설탕의 양이 동일하였음에도 매 실 품종에 따라서 상이한 함량을 나타내었는데, 이는 매 실이 함유하고 있는 수분이 품종에 따라서 상이하였기 때 문으로 생각되어 진다. 한편 완성된 매실청은 과당, 포도당 과 설탕이 모두 함유되어 있었다(Table 4). 이는 품종별 매 실청들의 숙성기간이 3개월로 상대적으로 짧아 설탕이 과 당과 포도당으로 모두 전환되지 않았기 때문으로 생각된다 (Mun et al., 2019). 품종별 매실청의 포도당 함량은 1.8- 2.1 mg/mL의 범위에 있었으며, 남고 ≈ 앵숙 > 백가하 ≈ 천매 ≈ 옥영 매실청의 순서로 높은 수준을 나타내었다. 과 당 함량은 1.6-2.0 mg/mL의 범위에 있었으며, 남고 ≈ 앵 숙 > 천매 ≈ 옥영 > 백가하 매실청의 순서로 높은 수준을 나타내었다. 설탕 함량은 1.3-1.9 mg/mL의 범위에 있었으 며, 천매 > 백가하 > 남고 ≈ 옥영 > 앵숙 매실청의 순서 로 높은 수준을 나타내었다. Mun et al. (2019)은 매실청의 당 조성은 당침시 사용된 당에 따른다고 하였지만, 본 연 구에서 품종별 매실청의 당 조성비율이 다른 것은 매실 자 체의 당에 의한 영향인 것으로 생각된다.

품종을 달리하여 제조된 매실청들의 적정산도와 유기산 조성을 Table 5에 나타내었다. 매실청들의 적정산도는 구 연산으로 환산하였을 때, 2.0-2.3%의 범위를 나타내었으며, 매실 품종에 따라 그 차이는 크지 않지만 통계학적으로 유 의적인 차이를 나타내었다. 그래서 매실청의 적정산도는 앵숙 > 천매 > 남고 > 백가하 ≈ 옥영 매실청들의 순서로 높은 수준을 나타내었다(Table 5). 한편 매실의 성숙이 진 행되면서 매실의 사과산은 감소하고, 구연산과 호박산은 증가한다는 보고에 의하면(Cha et al., 1999), 본 연구에서 도 매실청에 호박산이 존재할 것으로 기대되었다. 그러나 유기산 조성을 조사하였을 때, 완성된 매실청들에서 사과 산과 구연산만이 검출되었으며, 호박산은 검출되지 않았다 (Table 5). 이는 당 종류를 달리한 매실청에서 수산(oxalic acid), 유산(lactic acid)와 호박산이 극미량 검출되었다는 Mun et al. (2019)의 보고와 유사하였다. 따라서 당침 중 호박산은 매실로부터 용출되지 않았거나 3개월의 당침 기 간은 호박산이 매실로부터 매실청으로 이행되기에는 충분 하지 않은 시간인 것으로 생각된다. Malic acid는 0.9-1.0% 의 범위에 있었으며, 백가하 > 옥영 > 남고 > 천매 > 앵 숙 매실청의 순서로 높은 수준을 나타내었다. Citric acid는 1.3-1.6%의 범위에 있었으며, 앵숙 > 천매 > 옥영 > 남고 > 백가하 매실청의 순서로 높은 수준을 나타냈다. 이는 매 실청의 유기산 분석결과, 구연산 함량이 가장 풍부하다고 보고되었던 기존의 연구 결과들과 일치한다(Cha et al., 1999;Ha et al., 2005;Ko et al., 2010).

품종을 달리한 매실청의 무기질 조성을 조사하여 Table 6에 나타내었다. Na는 4.4-8.6 ppm의 범위에 있었으며, 남 고 >천매 >백가하 >옥영 >앵숙 매실청의 순서로 높은 수 준이었다. K는 1382.1-1837.0 ppm의 범위에 있었으며, 천 매 >백가하 >앵숙 >옥영 >남고 매실청의 순서로 높은 수 준이었다. P는 64.0-115.1 ppm으로, 천매 >옥영 >앵숙 > 백가하 >남고 매실청의 순서로 높은 수준이었다. Fe는 매 실 품종에 관계없이 매실청들에 약 1.0 ppm이 함유되어 있었다. Ca는 5.8-36.6 ppm의 범위에 있었으며, 남고 >옥 영 >천매 >앵숙 >백가하 매실청의 순서로 높은 수준이었 다. 결론적으로 품종별 매실청들의 무기질 함량은 Na와 Fe는 미량 함유되어 있었으며, K, P와 Ca는 상대적으로 풍부한 것을 확인할 수 있었다. 이는 매실에 함유되어 있 는 무기질 함량을 보고했던 기존의 연구 결과와 비슷한 양 상을 나타내었다(Shim et al., 1989).