포포나무(Asimina triloba, pawpaw)는 포포나무과(Annonaceae)에 속하는 낙엽활엽수로 북미가 원산지이며, 온대기후 지역에 널리 분포되어 있다(Pomper 등, 2008). 주로 4월에 종 모양의 꽃이 피기 시작하고 9~10월에 열매를 맺어 이를 수확하여 식용한다. 나무는 11 m까지 성장할 수 있고, 살균효과가 강하여 살충제를 사용하지 않고 재배가 가능하다(Ferreira 등, 2011). 국내에는 2012년도에 도입되기 시작하여 최근까지 재배 면적이 증가하고 있으며, 잎과 가지는 항암성분을 함유하고 있어 건강식품으로의 개발 가능성이 확대되고 있는 추세이다(Nam 등, 2017).

포포 과일은 타원형으로 지름이 5~8 cm, 길이가 10 cm에 이르며 숙성 정도에 따라 껍질은 연두색에서 노란색을 거쳐 갈색으로, 과육은 흰색에서 밝은 황색을 거쳐 주황색으로 변한다(Wood와 Peterson, 1999). 바나나와 망고, 파인애플이 혼합된 독특한 향미를 나타내며 단맛이 강하고 부드러운 질감으로 주스, 아이스크림, 요거트 등에 사용되고 있다(Pomper와 Layne, 2004). 또한 면역증강과 항산화활성을 나타내는 비타민 A와 백혈구 형성에 필요한 비타민 B6, 식이섬유 및 단백질의 함유량이 높은 풍부한 영양공급원으로 노화 예방과 면역력을 높이는데 효능이 있는 것으로 보고되었다(Templeton 등, 2003). 그러나 수분함량이 높아 저장성이 낮고 유통기한이 3~7일로 매우 짧으며, 소비자들에게 인지도가 낮아 국내에서는 활용도가 낮은 실정이다.

포포 과일에 관한 연구로는 지방산 조성과 향미와 관련된 휘발성 성분, 항암 활성을 나타내는 아세토제닌에 대한 분석이 있으며, 10종의 포포나무 과육 추출물의 폴리페놀 함량과 조성이 보고되어 있다(Wood와 Peterson, 1999; Shiota, 1991; Levine 등, 2015; Brannan 등, 2015). 또한 성숙에 따른 포포나무 과일의 물리적, 화학적 및 관능 특성(McGrath와 Karahadian, 1994), 숙성기간에 따른 페놀화합물의 함량과 항산화 활성의 변화(Kobayashi 등, 2008), 숙성도에 따른 망고, 구아바 및 포포나무 과일의 항산화능 비교(Ortutu 등, 2015) 등이 보고되었다. 즉 외국산 과일은 물리·화학적 특성, 생리활성측정과 유효성분의 분석 등 다양한 연구가 존재하였으나, 국내산 과일에 관한 연구는 전무하여 이에 관한 연구가 필요한 실정이다.

이에 따라 본 연구에서는 국내에서 재배된 포포나무의 미숙과와 완숙과의 영양성분과 이화학적 특성을 비교하여 영양 정보를 제공함으로써, 식품 소재로서의 가능성을 확인하고 보급 확대를 위한 육성에 기초자료를 제공하고자 하였다.

실험재료 및 시약

포포나무(Asimina triloba) 과일은 2016년 9월에서 10월까지 충청남도 청양의 농장에서 재배된 8~10년생의 30그루에서 수확한 것을 구입하여 이용하였다. 포포나무의 재배조건은 연평균 기온 11.9°C, 강수량 861.5 mm, 상대습도 83.1%, 풍속 1.3 m/s였으며, 미숙과 및 완숙과의 선별은 과피의 색(미숙과: 연두색, 완숙과: 노란색)과 texture, 가용성 고형분(미숙과: 8.0~10.0°Brix, 완숙과: 20.0~22.0°Brix)에 따라 분리하였다. 과일은 세척하여 자연건조 후 껍질과 씨앗을 제거한 다음 과육을 세절하고 -70°C의 냉동고(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)에 보관하면서 실험에 사용하였다.

실험에 필요한 유리당(fructose, glucose, sucrose, maltose, lactose), 구성아미노산 standard solution, γ-amino butyric acid(GABA), taurine, 표준지방산, 유기산(lactic acid, malic acid, acetic acid, succinic acid, fumaric acid), β-carotene, 비타민 B군(B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₁₂), ascorbic acid 및 tocopherol(ɑ, β, γ, δ) 분석을 위한 표준품은 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였으며, 무기질 정량을 위한 standard는 AccuStandard(New Haven, CT, USA)로부터 구입하였다. 그 외 시약과 용매는 분석용 특급시약(Samchun Co., Pyeongtaek, Korea)을 사용하였다.

외관특성 및 가용성 고형분 측정

포포나무 과일의 외관 특성 및 가용성 고형분은 생 시료를 대상으로 외형을 측정하였다. 중량은 전자저울(Explorer Pro, Ohaus Corp, Pine Brook, NJ, USA)을 이용하여 확인하였다. 타원형인 시료의 가장 긴축을 길이(length)로 정하였고, 단면의 지름(diameter)을 측정하여 cm 단위로 나타내었으며 중량/지름(weight/diameter)의 비를 계산하였다. 가용성 고형분은 굴절당도계(Master-2T, Atago Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 °Brix로 나타내었다.

일반성분 및 식이섬유 함량 측정

일반성분 함량은 AOAC법(2005)에 준하여 수행하였다. 일반성분 함량 중 수분은 105°C dry oven(OF-22, Jeio Tech, Daejeon, Korea)을 이용한 상압가열건조법, 조단백은 Kjeldahl 분해법에 따른 단백질추출장치(2300 Kjeltec Analyzer Unit, Foss Tecator AB, Hoganas, Sweden)를 사용하였으며, 조지방은 조지방추출장치(Soxtec 1043, Foss Tecator AB)를 이용한 Soxhlet 추출법으로 측정하였다. 조회분은 550°C 회화로(JSMF-140T, JSR Inc., Laboratory, North Ringwood, Australia)를 이용한 직접회화법으로 측정하였으며, 탄수화물은 시료 전체를 100%로 하고 수분, 조단백, 조지방 및 조회분 함량(%)을 감하여 나타내었다. 조섬유는 조섬유자동추출기(Fiwe 6, Velp Scientifica, Usmate, Italy)를 이용한 산･염기 분해법으로 분석하였다. 식이섬유는 dietary fiber extraction equipment(FibertecTM System, 1023 Filtration Module, Foss Tecator Co., Hillerod, Denmark)를 이용한 효소중량법(enzymatic-gravimetric method)으로 측정하였으며, 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유의 함량을 합산하여 나타내었다.

유리당 함량 측정

시료 5 g을 25 mL의 증류수로 마쇄한 다음 20분 동안 8,000 rpm으로 원심분리(Supra-21K, Hanil, Incheon, Korea)하고 감압여과한 상등액을 25 mL로 정용하였다. 정용한 액을 0.45 μm membrane filter(Millipore, Bedford, MA, USA)로 여과하여 carbohydrate analysis column(4.6×250 mm, Waters Co., Milford, MA, USA)이 장착된 HPLC(Agilent 1100 series, Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)에 10 μL의 시료를 주입하여 분석하였다. 이동상은 80% acetonitrile을 사용하였으며, RI detector(Agilent 1100 series, Agilent Technologies)로 검출하였다.

유기산 함량 측정

시료 5 g을 10배(v/w)의 증류수와 함께 마쇄하여 8,000 rpm에서 20분 동안 원심분리(Hanil)하고 감압여과한 상등액을 50 mL로 정용하였다. 정용한 액을 0.45 μm membrane filter(Millipore)로 여과하여 Shodex Rs Pak KC-811 column(8.0×300 mm, Shodex, Tokyo, Japan)이 연결된 HPLC system(Agilent 1200 series, Agilent Technologies)에 20 μL의 시료를 주입하여 분석하였다. 이동상은 0.1% H3PO4를 사용하였으며, UV detector(Agilent 1200 series, Agilent Technologies)로 210 nm에서 검출하였다.

아미노산 함량 측정

시료 0.08 g을 6 N HCl 10 mL에 녹인 후 N2 gas로 탈기과정을 거쳐 110°C dry oven에서 22시간 동안 가수분해하였다. 가수분해한 시료는 여과와 세척 과정을 거쳐 감압농축기(R-210, Buchi, Flawil, Switzerland)로 농축하였으며, dilution buffer 10 mL를 포함한 증류수 50 mL를 넣어 용해시킨 다음 0.45 μm membrane filter(Millipore)로 여과하였다. 타우린 및 GABA 함량 분석을 위한 시료는 시료 5 g을 증류수 50 mL와 혼합하여 잘 섞어준 뒤 8,000 rpm에서 20분간 원심분리(Hanil)하고 감압여과한 상등액을 50 mL로 정용하여 사용하였다. 각 시료 20 μL를 아미노산 자동분석기(Biochrom 30, Pharmacia Biotech, Stockholm, Sweden)에 주입하였으며, 아미노산 각 표준품의 검량선을 작성하여 아미노산 함량을 산출하였다.

무기질 함량 측정

시료 0.5 g을 취해 분해 용액(HNO3:H2O2=9:1) 10 mL를 가한 후 microwave digestion system(Ethos TC Digestion Labstation 5000, Milestone Inc., Monroe, CT, USA)을 이용하여 30분 동안 산 분해하였다. 분해가 끝난 시료를 여과(Whatman No. 5A, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)한 후 유도결합플라즈마 분광광도계(ICP- OES, Perkin Elmer Co., Shelton, CT, USA)를 사용하여 무기질 함량을 측정하였다. ICP-OES를 사용하여 분석한 각 무기질별 흡수 파장은 Ca가 317.926 nm, Cu가 327.393 nm, Fe가 238.204 nm, K가 766.490 nm, Mg가 279.553 nm, Na가 589.592 nm, Zn이 206.200 nm였으며, 분석조건은 plasma flow 10 L/min, auxiliary gas flow 0.2 L/min, nebulizer gas flow 0.92 L/min, refected power 1.4 kW였다.

지방산 함량 및 조성 분석

지방산 분석은 AOAC법(2005)에 따라 실시하였다. 시료 10 g을 에테르로 추출한 다음, 추출지방 약 25 mg에 0.5 N NaOH-methanol 2 mL를 가하여 알칼리염을 만든 후 14% BF3-methanol 용액 2 mL로 유도체화하고 이소옥탄에 녹여 Na2SO4로 탈수시킨 것을 분석시료로 하였다. 지방산 조성은 gas chromatography(GC, Agilent 6890N/5975 MSD series, Agilent Technologies, Avondale, PA, USA)를 이용하여 검출하였으며, column은 SP^TM 2560 column (100 m×0.25 mm, Supelco Inc., Bellefonte, PA, USA)을 사용하였다. 검출기(flame ionization detector, FID) 온도는 285°C, 주입구 온도는 250°C, 이동상 기체 He의 유속은 0.75 mL/min이었다. 초기 column 온도는 170°C에서 15분간 유지하고, 180°C까지 1°C/min의 속도로 상승시켜 15분간 유지, 245°C까지 3°C/min의 속도로 상승시켜 13분간 유지하였다. 각 지방산은 지방산 표준품과 retention time을 비교하여 분석하였으며, 결괏값은 지방산 메틸에스테르에 관한 결과이므로 해당 지방산으로 전환하기 위해 FID 전환계수(FID conversion factor, Ri)를 이용하여 산출하였다.

베타카로틴 함량 측정

베타카로틴 함량은 AOAC법(2005)에 따라 알칼리 검화법으로 측정하였다. 각 시료 1 g을 취하여 에탄올 30 mL와 10% pyrogallol･ethanol 용액 1 mL를 가하여 혼합하였다. 이후 KOH 용액 3 mL를 넣고 환류 냉각기를 장착하여 끓는 물에서 30분간 가열･검화시켰다. 검화가 끝난 다음 실온에서 충분히 냉각시키고 증류수 30 mL를 가해 석유에테르층을 분액하고 페놀프탈레인 지시약이 정색되지 않을 때까지 증류수로 세척하였다. 석유에테르층에 Na2SO4를 가해 탈수시킨 다음 감압농축기(Buchi)로 증류하고, 얻어진 잔류물에 n-hexane 용액 20 mL를 가해 용해시킨 것을 시험용액으로 하였다. 분석은 Agilent 1100 series HPLC(Agilent Technologies)를 사용하였으며, Nova-Pak silica column(3.9×150 mm, Waters Co.)에 n-hexane과 isopropyl alcohol을 99:1(v/v)로 혼합한 용매를 분당 1.0 mL로 흘려주면서 분석하였다. 검출기는 450 nm로 설정된 UV detector(Agilent Technologies)를 사용하였고, 표준품을 이용하여 작성한 검량선을 통해 베타카로틴 함량을 산출하였다.

비타민 B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₁₂ 함량 측정

비타민 B는 1 g의 시료에 75 mM ammonium formate(pH 7.0) 20 mL를 넣고 1시간 동안 추출한 후 3,000 rpm에서 15분간 원심분리(Hanil)하여 상등액을 0.45 μm membrane filter(Millipore)로 여과하였으며, 여과액을 HPLC-MS/MS(Agilent 1200 series, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)로 분석하였다. Column은 Luna C₁₈ column(3.0×150 mm, Phenomenex, Torrance, CA, USA)을 사용하였으며, 이동상 A는 증류수에 녹인 5 mM ammonium formate, 이동상 B는 methanol에 녹인 5 mM ammonium formate를 사용하였다. 이동상은 gradient system에 따라 0분(10% B), 0~8분(45% B), 8~15분(10% B)으로 분당 0.3 mL로 흘려주었으며, 35°C로 설정하여 298 nm에서 UV detector(Agilent Technologies)로 검출하였다.

비타민 C 함량 측정

시료 5 g에 5% meta-phosphoric acid 용액 30 mL를 가하여 40분간 추출한 다음 50 mL로 정용하였으며, 0.45μm membrane filter(Millipore)로 여과한 여과액을 분석시료로 사용하였다. 분석은 Shiseido Capcell Pak C18 column(4.6×250 mm, Shiseido, Tokyo, Japan)이 연결된 Agilent 1200 series HPLC(Agilent Technologies)를 이용하였으며, 이동상은 0.05 M의 KH2PO4와 acetonitrile이 99:1(v/v)로 섞인 용액을 사용하였다. 시료는 20 μL를 주입하였고 유속은 분당 0.9 mL로 254 nm에서 검출하였다.

비타민 E 함량 측정

비타민 E 함량 측정을 위한 분석시료의 전처리는 베타카로틴 함량 분석의 시료 전처리와 동일하게 하였으며, 분석에는 Agilent 1100 series HPLC(Agilent Technologies)를 사용하였다. 사용된 column은 Nova-Pak silica column(Waters Co.)이며 n-hexane과 isopropyl alcohol을 99:1(v/v)로 섞은 용액을 분당 0.5 mL로 흘려주면서 450 nm의 UV detector(Agilent Technologies)로 검출하였다.

통계처리

모든 실험은 3회 이상의 반복으로 수행되었으며, 실험 결과는 평균과 표준편차로 나타내었다. 각 실험 결과에 대한 통계분석은 SPSS(Ver.10.0, SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 이용하여 t-test로 P<0.05, P<0.01, P<0.001 수준에서 유의성을 검증하였다.

외관 특성 및 가용성 고형분

포포 과일의 외관 특성을 확인하기 위해 중량, 지름, 길이, 지름에 대한 무게의 비 및 가용성 고형분을 측정하였다(Table 1). 실험에 사용한 포포 과일의 평균 중량은 120.17~164.82 g으로 완숙과가 미숙과보다 높은 중량을 나타냈다. 완숙과의 지름은 6.55 cm, 길이는 11.31 cm로 미숙과보다 폭이 넓고 길이가 짧은 것으로 확인되었다. 지름에 대한 무게의 비는 25.97~26.24의 범위로 완숙과와 미숙과는 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, 가용성 고형분을 당도계로 측정한 결과 과일의 성숙에 따라 8.32°Brix에서 21.10°Brix까지 증가하였다. 일반적으로 과일의 품질은 성숙의 정도와 온도의 영향을 받으며, 성숙되면서 산도와 경도는 감소하고 당도와 과피의 색도는 증가하는 것으로 알려져 있다(Templeton 등, 2003). 미국에서 재배한 포포나무 과일의 가용성 고형분을 분석한 결과 15.10~18.65°Brix의 범위로 국내산보다 낮은 수치를 나타냈으나, 과육의 숙도가 진행되면서 가용성 고형분이 증가하여 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다(Kobayashi 등, 2008). 바나나, 파파야, 망고 등을 포함한 열대과일의 가용성 고형분도 성숙에 따라 증가하였으며 바나나의 완숙과가 22.8°Brix로 포포 완숙과와 비슷한 수준임을 확인하였다(Hernández 등, 2006).

Table 1 . Morphological features and soluble solid contents of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Components	Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
Weight (g)	120.17±9.141)	164.82±18.98	−6.704***
Diameter (cm)	4.59±0.25	6.55±0.20	−19.345***
Length (cm)	13.45±0.80	11.31±0.86	5.790***
Weight/Diameter (W/D)	26.24±2.47	25.97±3.10	0.762
Soluble solid contents (°Brix)	8.32±0.91	21.10±1.89	−22.494**

¹⁾Mean±SD (n=3)..

^**P<0.01, ^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

일반성분 함량

포포 과일의 수분과 일반성분을 분석한 결과는 Table 2에 나타내었다. 수분 함량은 완숙과가 79.14%로 71.42%인 미숙과에 비해 유의적으로 더 높았으며, 숙도에 따라 과육의 수분이 점차 증가하는 것을 확인하였다. 조단백은 완숙과가 1.51%, 조지방은 미숙과가 0.37%로 높은 함유량을 나타냈으나 숙성에 따른 유의적인 차이는 없었다. 반면 미숙과의 조회분과 조섬유 함량은 각각 0.86%와 4.71%로 완숙과보다 유의적으로 높은 함량을 보였다. 탄수화물과 식이섬유의 함량도 미숙과가 각각 25.96%와 12.16%로 완숙과에 비해 높았으며, 특히 식이섬유는 완숙과와 4배 이상의 차이를 나타냈다. 미국산 포포 열매의 경우 수분은 72.7~77.0%, 조단백은 0.81~1.21%, 조지방은 0.37~0.50%, 조회분은 0.74~1.20%, 탄수화물은 20.8~24.6%로 본 연구와 유사한 수치를 보였다(McGrath와 Karahadian, 1994). 그러나 조단백의 경우 과실이 성장할수록 증가하는 경향을 나타내어 본 연구와 상반되는 결과를 확인하였는데, 이는 재배지역 및 재배시기 등의 영향에 의한 것으로 생각된다.

Table 2 . Proximate composition and dietary fiber of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Components (%)	Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
Moisture	71.42±0.261)	79.14±0.03	−51.249***
Crude protein	1.38±0.02	1.51±0.14	−1.550
Crude lipid	0.37±0.02	0.36±0.02	0.8
Crude ash	0.86±0.01	0.38±0.01	54.049***
Crude fiber	4.71±0.02	2.47±0.03	13.927***
Carbohydrate	25.96±0.30	18.61±0.11	40.350***
Dietary fiber	12.16±0.14	3.03±0.12	85.941***

¹⁾Mean±SD (n=3)..

^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

유리당 함량

성숙에 따른 포포 과육의 유리당을 분석한 결과는 Table 3과 같다. 분석된 5종의 유리당 중 fructose, glucose, sucrose가 검출되었으며, maltose와 lactose는 검출되지 않았다. 검출된 모든 유리당은 완숙과에서 유의적으로 높았으며, 완숙과의 유리당 함량은 sucrose(9,321.24 mg/100 g), glucose(2,148 mg/100 g), fructose(1,691.35 mg/100 g) 순으로 확인되었다. 특히 완숙과의 sucrose는 9,321.24 mg/100 g으로 미숙과의 함량보다 약 12.2배 정도 높았으며, 전체 유리당의 약 70%를 차지하여 포포 과일의 주요 유리당으로 확인되었다. 과일에 함유된 전분과 펙틴 등의 다당류는 성숙되면서 sucrose phosphate synthase, sucrose synthase, acid invertase 등의 효소에 의해 가수분해되어 sucrose의 함량이 증가함으로써 감미도가 증대되고, 이때 생성된 sucrose를 포함한 유리당의 함량은 성숙의 척도로도 사용될 수 있다(Zhou와 Paull, 2001). Oh 등(2011)의 연구에 따르면 제주산

Table 3 . Free sugar contents of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Free sugars (mg/100 g fresh weight)	Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
Fructose	815.70±5.491)	1,691.35±29.66	−50.277***
Glucose	752.38±33.53	2,148.20±74.14	−29.713***
Sucrose	762.74±10.62	9,321.24±122.38	−120.682***
Maltose	ND2)	ND	－
Lactose	ND	ND	－

¹⁾Mean±SD (n=3)..

²⁾ND: not detected..

^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

참다래의 당 조성은 fructose, glucose, sucrose로 성숙 기간이 경과함에 따라 유리당 함량이 17~44배까지 증가하였으며, Guo 등(2015)은 대추의 주된 유리당이 glucose와 fructose이며 성숙되어감에 따라 약 2배까지 증가하였다고 하여 본 연구 결과와 유사하였다. 그러나 숙성 기간 중 꾸지뽕나무 열매의 유리당은 sucrose가 검출되지 않았으며 glucose와 fructose가 12.4~16.7%의 범위로 나타났다고 보고하여 본 연구와 차이를 보였다(Jung 등, 2013). Aubert 등(2003) 또한 복숭아의 유리당 함량은 성숙 과정 중 fructose와 glucose가 감소되는 반면 sucrose는 증가하는 경향을 보였다고 보고하여 본 연구와 차이를 보였다. 이에 따라 성숙 중 과일의 유리당 함량 변화는 열매의 종류와 유리당의 종류에 따라 증감이 다르게 나타났으나 성숙 중 sucrose의 함량 증가로 인한 감미도가 증가한다는 것은 대부분의 연구에서 동일한 결과로 확인되었다.

유기산 함량

포포 과일의 미숙과와 성숙과의 유기산을 분석한 결과는 Table 4와 같다. 분석된 5종의 유기산이 모두 검출되었으며 acetic acid는 완숙과에서만 검출되었다. 미숙과는 citric acid가 229.98 mg/100 g으로 가장 높은 함량이었으나 완숙과에서 8.65 mg/100 g으로 96% 이상 감소하여 유기산 성분 중 가장 큰 변화를 보였다. 완숙과는 acetic acid가 61.59 mg/100 g으로 가장 많이 함유되어 있었다. 또한 acetic acid를 제외한 모든 유기산은 미숙과가 완숙과에 비해 유의적으로 높은 함량을 나타내어 과일이 성숙함에 따라 유기산이 감소하는 경향을 보였는데, 이는 말레이시아에서 재배한 5종의 열대과일과 국내산 복분자딸기의 경우와 유사한 경향이었다(Mokhtar와 Aziz, 2015; Kim과 Shin, 2011). Pande와 Akoh(2010)는 포포 과일의 주된 유기산은 malic acid로 100 g당 322 mg이 함유되어 있다고 보고하여 국내산 포포 과일보다 높은 함량을 나타냈으며, oxalic acid는 검출되지 않았다고 하여 본 연구와 차이를 보였다. Hong 등(2006)은 뜰보리수 열매의 유기산 acetic, citric, lactic 및 succinic acid의 함량은 성숙 후 감소한 반면 malic acid는 증가하였다고 보고하였으며, Son 등(2002) 또한 매실의 유기산이 성숙 후 succinic, fumaric, oxalic, malic 및 tartaric acid는 감소한 반면 citric acid는 증가하였다고 보고하여 유기산의 종류에 따른 차이가 있음을 입증하였다. 일반적으로 유기산의 종류와 조성은 신맛과 깊은 관련이 있으며, 유기산의 함량이 높을수록 신맛이 강하다고 알려져 있다(Kader, 2008). 이에 따라 과일의 유기산 함량은 종류와 숙도에 따라 함량 및 조성이 다양하게 나타나며, 성숙 후 유기산 함량이 낮아지는 것으로 보아 신맛 또한 감소하여 품질이 향상되었음을 알 수 있었다.

Table 4 . Organic acid contents of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Organic acids (mg/100 g fresh weight)	Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
Citric acid	229.98±2.191)	8.65±0.23	173.820***
Malic acid	132.72±3.97	30.62±1.92	40.138***
Formic acid	112.91±1.51	43.29±1.59	54.797***
Oxalic acid	54.48±0.41	37.17±0.34	56.790***
Acetic acid	ND2)	61.59±0.92	−115.381***

¹⁾Mean±SD (n=3)..

²⁾ND: not detected..

^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

구성 아미노산 함량

포포 미숙과와 완숙과의 구성 아미노산 함량을 측정한 결과는 Table 5와 같다. Methionine, cystine과 taurine을 제외한 총 17종의 아미노산이 검출되었으며, 주요 아미노산은 proline, glutamic acid, aspartic acid로 확인되었다. Proline은 미숙과와 완숙과에 각각 100 g당 327.62 mg과 163.25 mg으로 아미노산 중 가장 높은 함량을 나타내었다. Alanine, valine 및 tyrosine을 제외한 모든 아미노산의 함량은 미숙과가 완숙과보다 높았으며, alanine은 완숙과가 미숙과보다 약 2배 정도 높은 함량을 보였다. 필수 아미노산의 함량은 성숙에 따른 차이가 없었으나 비필수 아미노산과 기타 아미노산의 함량은 미숙과가 각각 689.33 mg/100 g, 21.69 mg/100 g으로 성숙과에 비해 유의적으로 높았다. 반면 총 아미노산에 대한 필수 아미노산의 비율은 미숙과와 완숙과가 각각 19.44%, 24.51%로 완숙과가 미숙과보다 높았다. 매실도 성숙에 따라 총 아미노산의 함량이 감소하여 본 연구 결과와 일치하였는데, 이는 적숙기 이후 아미노산의 생성이 감소함과 동시에 과실의 비대와 수분이 증가함으로써 희석되기 때문이라고 하였다(Cha 등, 1999). 포포 과일의 아미노산 성분 중 가장 많은 양을 차지한 proline도 성숙에 따라 감소하였으나 복분자 열매, 스페인산 석류, 인도산 노니 등의 과일에서는 proline의 축적을 확인하여 과일의 종류와 재배지역에 따라 다양한 차이를 보이는 것으로 조사되었다(Lee와 Do, 2000; Nuncio-Jáuregui 등, 2014; Patel 등, 2016). Wang 등(1996)은 아미노산의 수치와 휘발성 향기 성분 간의 생물학적 관계가 존재하며, 특히 alanine, valine, leucine 등이 멜론의 주요 휘발성 에스테르 전구체임을 보고하였다. 숙성에 따른 포포 과일의 alanine과 valine의 함량이 증가한 것으로 보아 완숙과의 맛과 향에 영향을 줌으로써 전체적인 기호도가 향상될 것으로 생각된다.

Table 5 . Amino acid contents of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Amino acids (mg/100 g fresh weight)		Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
Essential amino acid	Threonine	28.65±2.541)	23.86±2.62	2.269
	Valine	21.20±3.30	24.09±2.97	−1.129
	Methionine	ND2)	ND	－
	Isoleucine	14.50±0.65	12.69±0.23	4.583*
	Leucine	39.26±3.00	37.63±2.99	0.67
	Phenylalanine	28.91±6.80	27.74±9.09	0.178
	Lysine	30.04±1.33	29.69±2.86	0.19
	Tryptophan	9.02±1.03	ND	15.117**
Total essential amino acid		171.58±13.28	155.71±18.59	1.204
Non-essential amino acid	Aspartic acid	77.25±5.19	47.31±2.85	8.766*
	Serine	39.76±3.34	35.01±2.75	1.899
	Glutamic acid	99.62±15.84	67.68±4.17	3.377*
	Proline	327.62±15.78	163.25±13.14	13.861***
	Glycine	32.00±2.88	29.08±1.59	1.54
	Alanine	34.60±4.68	67.14±4.96	−8.261**
	Cystine	ND	ND	－
	Tyrosine	12.24±3.07	16.34±0.97	−2.207
	Histidine	55.70±5.95	44.03±5.69	2.456
	Arginine	10.53±4.61	ND	3.961
Total non-essential amino acid		689.33±55.05	469.83±16.95	6.600*
Extra amino acid	Taurine	ND	ND	－
	GABA	21.69±0.51	9.85±0.18	37.942***
Total extra amino acid		21.69±0.51	9.85±0.18	37.942***
Total amino acid		882.60±68.34	635.38±28.79	5.774*
Total EAA3) / Total AA4) (%)		19.44±0.06	24.51±2.13	−4.091*

¹⁾Mean±SD (n=3)..

²⁾ND: not detected..

³⁾EAA: essential amino acid..

⁴⁾AA: amino acid..

^*P<0.05, ^**P<0.01, ^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

무기질 함량

포포 과일의 무기질 함량은 Table 6에 나타내었다. Cu, Na 및 Zn을 제외한 Ca, Fe, K, Mg의 4종이 검출되었으며, 검출된 모든 무기질의 함량은 완숙과보다 미숙과에서 유의적으로 높았다. 또한 성숙 정도와 상관없이 K 함량이 완숙과와 미숙과가 각각 453.08 mg/100 g, 239.36 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 나타내 무기질 중 대부분을 차지하였으며, 나머지 성분들 중 미숙과와 완숙과는 Mg> Ca> Fe 순으로 함유되어 있었다. 미국에서 재배한 포포 완숙과의 경우 K 함량이 314~368 mg/100 g의 범위로 국내산보다 낮은 함량이었으나, Mg와 Ca는 약 5.5배, 4.5배 정도 높은 함량을 보여 성분별로 차이를 보였다(Callaway, 1993). 복분자딸기의 숙도에 따라 무기질의 함량을 측정한 결과 과육이 성숙함에 따라 감소하는 경향이었으며, K가 164.1~306.0 mg/100 g으로 대부분을 차지하여 본 연구 결과와 일치하였다(Cha 등, 2007). 또한 꾸지뽕나무와 두리안의 경우 성숙의 단계와 상관없이 K의 함량이 가장 높았으며, 대부분의 무기질 성분이 미숙과에서 유의적으로 가장 높아 본 연구 결과와 유사하였다(Jung 등, 2013; Akomolafe와 Ajayi, 2015). 그러나 나이지리아산 그라비올라의 무기질 함량을 측정한 결과 Ca와 P가 각각 0.61 mg/g, 0.59 mg/g으로 무기질 대부분을 차지하여 본 연구와는 차이를 보였다(Akomolafe와 Ajayi, 2015). 이러한 차이는 토양과 기후 등의 재배 환경 및 품종 간의 차이에서 기인하는 것으로 생각된다.

Table 6 . Mineral contents of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Nutrients		Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
Minerals compositions (mg/100 g fresh weight)	Ca	11.88±0.131)	8.15±0.29	3.349*
	Cu	ND2)	ND	－
	Fe	0.43±0.07	0.29±0.02	20.281***
	K	453.08±8.76	239.36±3.00	39.982***
	Mg	19.81±0.15	10.93±0.18	64.114***
	Na	ND	ND	－
	Zn	ND	ND	－

¹⁾Mean±SD (n=3)..

²⁾ND: not detected..

^*P<0.05, ^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

지방산 함량 및 조성

포포 과일의 지방산 함량과 조성은 Table 7과 같다. 총 14종의 지방산이 분리되었으며 숙도에 따라 검출된 지방산의 종류는 상이했다. 두 과일 모두 linoleic acid, linolenic acid, oleic acid, palmitic acid가 대부분을 차지하였는데, 특히 미숙과에서는 linoleic acid가 47.63 mg/100 g, 완숙과에서는 oleic acid가 48.02 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 차지하였다. 포화지방산의 함량은 완숙과가 미숙과보다 높은 반면, 불포화지방산의 함량은 미숙과가 완숙과보다 높았으며 총 지방산에 대한 불포화지방산의 비율이 미숙과가 완숙과보다 유의적으로 높았다. 즉, 포포 과일은 대체로 성숙됨에 따라 포화지방산은 증가하고 불포화지방산은 감소하는 것으로 확인되었다. Pande와 Akoh(2010)는 미국산 포포 과일 완숙과의 지방산 중 linoleic acid와 palmitic acid가 전체 지방산 중 각각 46%와 31%를 차지하여 주요 지방산임을 보고하였으며, Haruenkit 등(2010)은 태국산 두리안의 지방산 조성을 분석한 결과 oleic acid, linoleic acid, palmitic acid가 주요 지방산으로 확인되었다고 보고하여 본 연구 결과와 일치하였다. 태국산 두리안은 성숙이 진행됨에 따라 palmitic acid의 함량은 증가하고, linoleic acid의 함량은 유의적으로 감소하였다고 보고하여 성숙에 따른 지방산의 증감이 지방산의 종류에 따라 달라짐을 확인하였다(Haruenkit 등, 2010). 뿐만 아니라 Zhang과 Tian(2010)은 복숭아의 성숙에 따른 지방산 함량 변화를 측정한 결과 포화지방산인 palmitic acid는 유의적으로 증가하였으나 불포화지방산인 linoleic acid는 감소하였다고 보고하여 성숙에 따른 포화, 불포화지방산의 차이를 보여주었다. 이는 성숙시기에 따른 아보카도의 지방산 변화에서 포화지방산은 증가하고 다가불포화지방산은 감소하였다는 이전 연구와도 일치하였다(Villa-Rodríguez 등, 2011). 반면 Meyer와 Terry(2010)는 과일의 지방산 함량은 성숙과 관련이 없음을 보고하였다. 이에 따라 과일 성숙에 따른 지방산 함량 변화는 과일의 재배시기와 재배지역, 유통 및 저장 조건 등 다양한 요인에 의해 영향을 받는 것으로 생각된다.

Table 7 . Fatty acid components of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Fatty acids (mg/100 g fresh weight)	Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
Caproic acid (C6:0)	ND1)	1.61±0.19	−14.471***
Caprylic acid (C8:0)	ND	9.73±0.51	−32.945***
Capric acid (C10:0)	ND	1.43±0.15	−16.069*
Lauric acid (C12:0)	ND	1.53±0.02	−143.360***
Myristic acid (C14:0)	ND	6.00±0.24	−43.941**
Palmitic acid (C16:0)	29.18±0.942)	25.36±0.84	5.254
Margaric acid (C17:0)	0.76±0.02	ND	75.893***
Stearic acid (C18:0)	3.69±0.03	4.79±0.27	−6.896*
Behenic acid (C22:0)	ND	0.85±0.06	−42.879***
Lignoceric acid (C24:0)	0.82±0.02	0.68±0.04	12.430***
Palmitoleic acid (C16:1)	2.35±0.14	6.51±0.08	−39.142***
Oleic acid (C18:1)	32.42±1.17	48.02±1.83	−10.633*
Linoleic acid (C18:2, n-6)	47.63±1.63	9.79±0.37	25.191
Linolenic acid (C18:3, n-3)	25.35±0.89	18.59±0.65	5.298***
Total SFA3)	34.45±0.95	51.98±1.93	−14.106**
Total UFA4)	107.75±3.81	82.90±2.88	9.007**
Total UFA/Total SFA	3.13±0.04	1.59±0.00	66.608***

¹⁾ND: not detected..

²⁾Mean±SD (n=3)..

³⁾SFA: saturated fatty acid..

⁴⁾UFA: unsaturated fatty acid..

^*P<0.05, ^**P<0.01, ^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

비타민 함량

포포 미숙과와 완숙과에 함유된 β-carotene, 비타민 B군, 비타민 C 및 E 함량은 Table 8에 나타내었다. 완숙과의 β-carotene 함량은 82.82 μg/100 g으로 18.93 μg/100 g인 미숙과에 비해 유의적으로 높았다. 포포 과일의 비타민 B는 B5와 B6만 검출되었으며, 나머지 B1, B2, B3, B12는 검출되지 않았다. 미숙과의 B5는 218.78 μg/100 g으로 완숙과보다 16배 이상 높은 함량을 나타내었으나, B6는 10.38~12.06 μg/100 g의 범위로 미숙과와 완숙과의 유의적인 차이가 없었다. 미숙과의 비타민 C 함유량은 2.10 mg/100 g으로 완숙과보다 2배 더 많은 양을 함유한 것으로 나타났으며, 비타민 E는 과일이 익어감에 따라 감소하여 완숙과에서는 검출되지 않았다. Pomper와 Layne(2004)에 따르면 미국산 포포 과일에서도 비타민 B군이 0.01~1.1 mg/100 g의 범위로 검출되었으며, 비타민 A와 C도 각각 8.6, 18.3 mg/100 g으로 국내산 포포 과일의 함량과 차이를 보였다. 또한 과일이 성숙함에 따라 구아바의 비타민 C 함량이 증가하였으며(El Bulk 등, 1997), 참다래의 비타민 C 함량이 미숙과에 비해 완숙과에서 높게 측정되었다는 연구와 차이를 보였다(Oh 등, 2011). 비타민 C는 과일 및 채소에서 주로 발견되는 수용성 비타민으로 대표적인 항산화 비타민 중 하나이다. 상처 치유 및 세포 손상을 방지하며, 심혈관계 질환을 예방할 수 있다(Padayatty 등, 2003). 이에 따라 포포 과일은 재배 지역의 기후, 환경, 토양의 조건에 따른 차이로 비타민 함량에 차이를 보이며, 미숙과와 완숙과는 비타민 C 함량 차이에 의한 상처 치유 및 세포 손상 방지, 항산화 효과와 같은 생리활성이 차이를 보일 것으로 생각된다.

Table 8 . Vitamin contents of unripe and ripe fruit of Asimina triloba.

Vitamins	Unripe fruit	Ripe fruit	t-value
β-carotene (μg/100 g FW1))	18.93±1.372)	82.82±1.50	−54.485***
B1 (thiamin) (μg/100 g FW)	ND3)	ND	－
B2 (riboflavin) (μg/100 g FW)	ND	ND	－
B3 (niacin) (μg/100 g FW)	ND	ND	－
B5 (pantothenic acid) (μg/100 g FW)	218.78±10.17	13.29±0.64	34.926**
B6 (pyridoxine) (μg/100 g FW)	12.06±2.80	10.38±1.92	0.854
B12 (cyanocobalamin) (μg/100 g FW)	ND	ND	－
C (ascorbic acid) (mg/100 g FW)	2.10±0.14	0.98±0.06	12.769***
E (tocopherol) (mg/100 g FW)	0.01±0.00	ND	－

¹⁾FW: fresh weight..

²⁾Mean±SD (n=3)..

³⁾ND: not detected..

^**P<0.01, ^***P<0.001: Significantly different between unripe and ripe fruit of Asimina triloba by t-test..

본 연구는 국내에서 재배한 포포 과일의 숙도에 따른 영양성분과 이화학적 특성을 분석하여 가공 및 이용을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 과일이 성숙함에 따라 가용성 고형분은 8.32°Brix에서 21.10°Brix까지 증가하였으며, 수분과 조단백을 제외한 조지방, 조회분, 조섬유, 탄수화물 및 식이섬유는 감소하였다. 주요 유리당은 sucrose로 미숙과보다 완숙과에서 많은 양이 검출되었다. Acetic acid를 제외한 포포 과일의 모든 유기산은 미숙과가 완숙과에 비해 유의적으로 높은 함량을 나타내어 과일이 성숙함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 포포 과일에서는 총 17종의 아미노산이 분리되었으며, 비필수 아미노산과 기타 아미노산의 함량은 미숙과가 성숙과에 비해 유의적으로 높은 반면 총 아미노산에 대한 필수 아미노산의 비율은 완숙과가 미숙과보다 높았다. 무기질은 검출된 모든 성분(Ca, Fe, K, Mg)에서 미숙과의 함량이 완숙과보다 높았다. 또한 K 함량이 성숙에 상관없이 가장 많은 양을 차지하였으며, 그 범위는 239.36~453.08 mg/100 g으로 나타났다. 포포 완숙과에서 미숙과보다 다양한 지방산 조성을 확인하였으며, linoleic acid, linolenic acid, oleic acid, palmitic acid가 높은 비중을 차지하고 있었다. 완숙과의 β-carotene 함량은 82.82 μg/100 g으로 미숙과보다 높았으며, 비타민 B는 B5와 B6만이 검출되었고 B1, B2, B3, B12는 검출되지 않았다. 또한 비타민 C와 E 함량은 미숙과가 완숙과에 비해 높게 함유되어 있음을 확인하였다. 이상의 결과 포포 과일은 다양한 영양성분을 함유한 것으로 나타났으며, 미숙과의 영양학적 가치가 완숙과보다 우수하여 다양한 용도로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 수원여자대학교 식품분석연구센터 지원으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다.