Ex) Article Title, Author, Keywords
Online ISSN 2288-5978
Ex) Article Title, Author, Keywords
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(7): 727-736
Published online July 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.727
Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.
Department of Food and Nutrition, Wonkwang University
Correspondence to:Hoikyung Kim, Department of Food and Nutrition, College of Agriculture and Food Sciences, Wonkwang University, 460, Iksan-daero, Iksan, Jeonbuk 54538, Korea, E-mail: hoikyung@wku.ac.kr
Author information: Ye-Bin Ji (Graduate student), Hoikyung Kim (Professor)
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
The objectives of this study were to determine factors affecting fermentation of chili pepper seeds by Bacillus subtilis and to analyze their quality characteristics during fermentation. We profiled the microbiological quality of chili pepper seeds. The numbers of total aerobic bacteria, coliform, and yeast/mold in the chili pepper seeds were 7.03, 4.02, and 4.37 log CFU/g, respectively, but Escherichia coli was not detected from the samples tested. Chili pepper seeds were immersed in 50 mL, 75 mL, 100 mL, 125 mL, or 150 mL of water, inoculated with B. subtilis, and fermented at 25°C, 30°C, 35°C, or 40°C for up to 7 days. The most rapid growth of B. subtilis occurred when chili pepper seeds were mixed with 75 mL of water and fermented at 40°C. The proximate composition of the chili pepper seeds did not change significantly during the fermentation, but the amount of capsaicinoids decreased by approximately 90% after 7 days of fermentation. The total polyphenolic content and antioxidant activity of chili pepper seeds increased during the fermentation.
Keywords: Bacillus subtilis, capsaicinoid, Capsicum annuum L., chili pepper seeds, fermentation
고추(
고추씨는 과피보다 약 10배 많은 양의 캡사이신을 함유하고 있다(Pandhair와 Sharma, 2008). 캡사이신(8-methyl-N-vanillyl-6-momenamide)은 캡사이시노이드에 속하는 화합물로 매운맛을 유발하는 고추의 성분이다. 방향족 고리, 아마이드 결합, 소수성 사슬 구조로 되어있어 물에 용해되지 않는 특징을 가진다(Cho 등, 2019). Vanilinamine의 아마이드 산과 C9 및 C11에서 분지된 지방산의 길이에 의해 매운맛이 결정되며, phenyl propanoid pathway의 중간 산물인 vanillylamine과 valine pathway의 생성물인 8-methyl-nonenoic acid가 캡사이신 합성 효소에 의해 응축되어 생성된다(Díaz 등, 2004; Bennett과 Kirby, 1968). 캡사이신은 체내 세포 항산화 및 지질 과산화 억제(Luqman과 Rizvi, 2006; Yu 등, 2002), 항염증(Demirbilek 등, 2004), 항비만(Kang 등, 2007) 등의 기능성을 가진다는 연구 결과가 있으나, 돌연변이 유발(Nagabhushan과 Bhide, 1985), 종양 유발(Agrawal 등, 1986) 등의 상반된 연구 결과도 보고되었다. 캡사이신은 섭취 시 구강 내 점막 및 혀에 작열감을 일으키게 되는데 이러한 자극적인 맛은 고추씨를 활용할 때 유용하게 작용하기도 하지만 활용 용도에 따라 오히려 제한점이 되기도 한다. 캡사이신은
본 연구에서는 고추씨의 활용범위에 제한점으로 작용하는 매운맛을 저감화하기 위해
고추씨의 미생물 오염도
온라인 마트에서 국내산 고추씨 17점과 중국산 고추씨 15점을 구입하여 본 실험에 사용하였다. 구매한 고추씨는 실험에 사용하기 전까지 4°C에서 냉장 보관하였다. AOAC(2007) 방법에 따라 조사 대상 미생물의 개체수를 측정하였다. 호기성 일반 세균(total aerobic bacteria, TAB), 대장균군(coliform), 대장균(
발효 균주로 사용된
고추씨의
고추씨를 블렌더로 분쇄한 후 18 mesh의 채로 거른 후 일정한 굵기로 준비하였다. 준비된 고추씨 100 g에 증류수(50 mL, 75 mL, 100 mL, 125 mL, 150 mL)를 첨가하여 잘 섞어준 후 121°C에서 15분간 고압 멸균하였다. 멸균된 고추씨를 1시간 동안(25±1°C, RH 38±4%) laminar flow hood에서 식힌 후 준비된
고추씨의
고추씨의 일반성분 분석
35°C와 40°C에서 발효 기간에 따른 고추씨의 일반성분 변화를 확인하기 위해 발효 고추씨의 수분, 회분, 조지방, 조단백 함량을 AOAC(2007) 방법에 따라 분석하였다. 105°C에서 상압가열건조법을 이용하여 발효된 고추씨의 수분 함량을 측정하였고, 조단백 함량은 Kjeldahl법에 준하여 조단백 자동분석장치로 측정하였다.
고추씨의 캡사이시노이드 함량 분석
35°C와 40°C에서 발효 중인 고추씨를 24시간 간격으로 취하여 캡사이시노이드 함량을 분석하였다. 캡사이시노이드의 함량은 캡사이신과 디하이드로캡사이신의 합으로 나타내었으며, 캡사이시노이드의 분석법은 중앙관세분석소의 캡사이신 분석 방법(Central Customs Laboratory and Scientific Service, 2006)에 따라 고성능액체크로마토그래피(HPLC NANOSPACE SI-2, Osaka Soda, Osaka, Japan)를 이용해 분석하였다. 분쇄하여 발효한 고추씨 시료 1 g을 폴리프로필렌 원심분리관에 넣고 아세톤 30 mL를 첨가하여 습윤시킨 후 5시간 동안 초음파를 이용해 추출하고 아세톤을 50 mL가 되도록 첨가하였다. 추출액 5 mL를 취해 50°C에서 질소로 건조하고 acetonitrile 2 mL를 첨가하여 녹였다. 이후 상등액을 0.45 μm membrane 필터를 사용하여 여과하고 HPLC로 캡사이시노이드를 정량 분석하였다. 분리에 사용된 컬럼은 Capcell Pak® 5 µm C18 UG 120 Å, LC Column(5 μm, 250 mm×4.6 mm, Shiseido, Tokyo, Japan)이며, UV 검출기를 이용하여 229 nm의 흡광도에서 검출하였다. 이동상은 acetonitrile:water=65:35를 사용하였고 유속은 1.0 mL/min으로 하여 분리하였다(Table 1). 캡사이신(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 및 디하이드로캡사이신(Sigma-Aldrich Co.)의 표준용액을 조제하기 위해 각각 acetonitrile로 희석하였다. 희석 후 캡사이신 표준용액은 단계적으로 3.125 mg/L, 6.25 mg/L, 12.5 mg/L, 25 mg/L의 농도로 조제하였고, 디하이드로캡사이신 표준용액은 3.25 mg/L, 6.5 mg/L, 13 mg/L, 26 mg/L의 농도로 희석하여 준비하였다. 이에 따라 표준 검량곡선을 작성한 뒤 아래의 식에 측정된 값을 대입하여 산출하였다.
Table 1 . HPLC conditions
Description | Condition |
---|---|
Instrument | HPLC NANOSPACE SI-2 |
Mobile phase | Acetonitrile:Water (65:35) |
Column | Capcell Pak® 5 µm C18 UG 120 Å, LC Column (5 μm, 250 mm×4.6 mm) |
Column temperature | 35°C |
Flow rate | 1.0 mL/min |
Injection volume | 5 μL |
Detection | UV 229 nm |
A: HPLC 검출량(mg/kg)
B: 시료의 무게(g)
C: 질소농축 후 재용해 용매의 부피(mL)
D: 추출 용액의 최종 부피(mL)
E: 질소농축 시 취한 추출 용액의 부피(mL)
고추씨의 총 폴리페놀 함량 분석
발효한 고추씨의 발효 기간별 총 폴리페놀 함량 분석은 Jang 등(2008)의 방법을 이용하여 분석하였다. 35°C와 40°C에서 발효한 고추씨를 7일 동안 24시간 간격으로 채취해 동결건조하여 시료를 준비하였다. 준비된 시료 50 g에 250 mL의 70% 에탄올을 가하여 3시간 동안 교반하여 추출하는 과정을 2회 반복해 상등액을 분리하였다. 분리된 상등액을 여과지로 여과한 후 감압 농축하여 멸균된 증류수에 1 mg/mL의 농도로 녹여 고추씨 추출물을 준비하였다. 추출물 0.4 mL와 증류수 3 mL를 혼합한 후 2 N Folin-Ciocalteu phenol reagent(Sigma-Aldrich Co.) 0.2 mL를 넣고 3분간 정치하였다. 이후 20% Na2CO3(Samchun Pure Chemical Co., Pyeongtaek, Korea) 400 μL를 가하여 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 분광광도계(UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준 검량곡선은 표준물질로 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용했으며, 작성된 표준 검량곡선을 통해 총 폴리페놀 함량으로 환산하였다. 추출물의 총 폴리페놀 함량은 g당 mg gallic acid equivalent(GAE)로 나타내었다.
고추씨의 항산화능 분석
35°C와 40°C에서 발효 중인 고추씨를 7일 동안 24시간 간격으로 채취하여 α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl(DPPH; Sigma-Aldrich Co.)과 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS; Sigma-Aldrich Co.) 라디칼 소거 활성을 측정하였다. 고추씨의 DPPH 라디칼 소거능 측정은 Blois(1958)의 방법을 일부 변형하여 적용하였다. 에탄올에 용해시킨 0.1 mM DPPH 라디칼 160 μL에 고추씨 추출물 40 μL를 첨가하여 30분간 암실에서 반응시킨 후 ELISA reader(Versa Max Microplate Reader, Molecular Device, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
고추씨의 ABTS 라디칼 소거능은 Re 등(1999)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 고추씨 추출물을 1 mg/mL의 농도로 준비하였으며, 암실에서 7.4 mM ABTS와 2.6 mM potassium persulfate(Samchun Pure Chemical Co.)와 혼합한 후 24시간 동안 방치하여 ABTS 라디칼을 형성시켰다. ABTS 라디칼이 형성된 용액을 760 nm의 흡광도 값이 0.70±0.02가 되도록 멸균된 증류수로 희석하였으며, 희석된 용액 180 μL에 고추씨 추출물 20 μL를 혼합하여 ELISA reader(Versa Max Microplate Reader, Molecular Device)를 이용해 734 nm에서 흡광도를 측정하였다.
통계분석
모든 실험은 3회 반복하여 측정했으며, 실험 결과를 평균값±표준편차로 나타내었다. 실험 결과는 SAS software(ver. 9.4, SAS Institute, Cary, NC, USA)의 일반화 선형 모형을 이용하여 분산분석을 수행했으며, 고추씨의
고추씨의 미생물 오염도
국내산 고추씨 시료 17점과 중국산 시료 15점의 미생물 오염도를 조사한 결과 총 32개 시료의 일반세균과 대장균군, 효모 및 곰팡이의 평균 개체수는 각각 7.03 log CFU/g, 4.02 log CFU/g, 4.37 log CFU/g으로 나타났다(Table 2). 국내산 고추씨와 중국산 고추씨의 일반세균과 대장균군의 개체수를 비교한 결과 원산지 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았고(
Table 2 . Populations of total aerobic bacteria (TAB), coliform,
Place of origin | Microbial populations (log CFU/g) | |||
---|---|---|---|---|
TAB | Coliform | Yeasts/Molds | ||
Korea (n=17)1) | 7.20±0.692) | 3.68±1.89 | ND3) | 3.89±1.19* |
Chinese (n=15) | 6.89±0.44 | 4.32±0.93 | ND | 4.79±0.77 |
Mean (n=32) | 7.03±0.58 | 4.02±1.47 | ND | 4.37±1.08 |
1)Numbers of samples tested.
2)Mean±SD (Detection limit: <10 CFU/g).
3)Not detected (Detection limit: <10 CFU/g).
*Values in the same column are significantly different (
고추씨의 발효 중
Fig. 1은 고추씨 100 g에 첨가한 증류수의 양에 따른 고추씨의 수분 함량 및 수분활성도를 측정한 결과이다. 가수하지 않은 고추씨의 초기 수분활성도는 0.61이었으며, 증류수 20 mL를 첨가했을 때 수분활성도가 0.91로 상승하였다. 이후 증류수 첨가량에 따라 고추씨의 수분활성도는 지속해서 증가했으며, 75 mL 이상의 증류수를 첨가한 경우는 75 mL를 첨가했을 때와 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 또한, 가수하지 않은 고추씨의 수분 함량은 12.50%였으며 증류수를 첨가할수록 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다.
발효 기간, 온도 및 가수량에 따른 고추씨의
Table 3 . Populations of
Temp. | Amounts of water | Population of | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
25°C | 50 mL | 5.92Aa1) | 5.90Aa | 4.19ABb | 3.53Bb | 4.61ABb | 3.77Bb | 4.18ABb | 3.97ABb |
75 mL | 5.92CDa | 5.73Da | 7.36BCa | 8.32ABa | 9.34Aa | 9.37Aa | 9.32Aa | 9.43Aa | |
100 mL | 5.92Ba | 6.54Ba | 8.97Aa | 9.28Aa | 8.91Aa | 9.17Aa | 8.98Aa | 8.95Aa | |
125 mL | 5.92Ca | 6.86Ba | 8.80Aa | 9.14Aa | 8.95Aa | 9.07Aa | 8.90Aa | 8.92Aa | |
150 mL | 5.92Ca | 6.89BCa | 8.34ABa | 8.90Aa | 8.85Aa | 8.27ABa | 8.03ABa | 7.65ABa | |
30°C | 50 mL | 5.92Aa | 3.63Bc | 2.92Bb | 2.81Bc | 2.37Bb | 2.60Bb | 1.86Bb | 2.07Bb |
75 mL | 5.92Ea | 7.61Db | 8.75Ca | 9.89Aa | 9.85ABa | 9.67ABa | 9.14BCa | 9.51ABa | |
100 mL | 5.92Da | 8.71Ca | 8.91BCa | 9.07ABCb | 9.34ABCa | 9.64Aa | 9.55ABa | 9.52ABa | |
125 mL | 5.92Ba | 8.92Aa | 8.76Aa | 9.09Ab | 8.94Aa | 8.80Aa | 9.01Aa | 9.09Aa | |
150 mL | 5.92Ca | 8.55ABa | 8.04Ba | 8.34ABb | 8.87Aa | 8.86Aa | 8.94Aa | 8.93Aa | |
35°C | 50 mL | 5.92Aa | 5.42Ac | 5.02Ab | 5.44Ab | 5.90Ab | 6.23Aa | 6.51Aa | 6.85Aa |
75 mL | 5.92Ba | 9.70Aa | 9.78Aa | 9.84Aa | 9.82Aa | 9.53Aa | 9.63Aa | 9.50Aa | |
100 mL | 5.92Ba | 9.04Aab | 9.35Aa | 9.55Aa | 9.65Aa | 9.47Aa | 9.56Aa | 9.39Aa | |
125 mL | 5.94Ba | 9.17Aab | 9.22Aa | 9.34Aa | 9.14Aa | 8.66Aa | 8.70Aa | 8.58Aa | |
150 mL | 5.92Ba | 8.72Ab | 8.84Aa | 9.11Aa | 9.08Aa | 9.00Aa | 8.39Aa | 8.01Aa | |
40°C | 50 mL | 5.92Aa | 6.12Ab | 6.53Ab | 7.19Aa | 7.17Aa | 7.49Aa | 7.15Aa | 6.92Aa |
75 mL | 5.92Ca | 8.51Ba | 9.79Aab | 9.98Aa | 10.04Aa | 9.50ABa | 9.50ABa | 9.38ABa | |
100 mL | 5.92Ba | 9.16Aa | 9.07Aab | 8.65Aa | 8.79Aa | 8.85Aa | 8.67Aa | 8.98Aa | |
125 mL | 5.92Ca | 9.16Aa | 8.61ABab | 8.78ABa | 8.29Ba | 8.30Ba | 8.18Ba | 8.45ABa | |
150 mL | 5.92Ca | 8.59Aa | 8.48Aab | 7.73Ba | 7.55Ba | 7.41Ba | 7.72Ba | 7.94ABa |
1)Mean values that are followed by different uppercase letters are significantly different (
발효 온도와 가수량에 따른 고추씨의 pH를 측정하였다(Table 4). 35°C를 제외한 모든 온도에서 증류수 50 mL를 첨가하여 발효한 경우 발효 시간에 따른 pH의 유의미한 변화는 나타나지 않았으며, 또한 모든 온도에서 증류수 75 mL를 첨가했을 때 발효한 고추씨의 pH가 가장 높게 증가한 것으로 나타났다. 증류수 75 mL를 첨가하여 발효했을 때, 30°C, 35°C, 40°C에서 발효한 고추씨의 경우 발효 1일차에 각각 5.72, 6.44, 6.27로 유의적인 증가를 나타냈고 2일차에는 모두 7.35 이상으로 유의하게 증가했으며, 발효 7일차에는 모두 8.14 이상으로 최댓값을 나타냈다.
Table 4 . pH values of chili pepper seeds as affected by fermentation temperature, time, and amounts of water added
Temp. | Amounts of water | pH | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
25°C | 50 mL | 5.20Aa1) | 5.25Ab | 5.25Ab | 5.27Ab | 5.27Ac | 5.22Ac | 5.24Ac | 5.24Ad |
75 mL | 5.20Ca | 5.50Cab | 5.88Cab | 6.28BCab | 7.21ABa | 7.53Aa | 7.90Aa | 8.12Aa | |
100 mL | 5.20Ca | 5.51Cab | 6.53Ba | 7.38Aa | 7.52Aa | 7.68Aa | 7.67Aa | 7.70Aab | |
125 mL | 5.20Ea | 5.62DEa | 5.94CDab | 6.04CDb | 6.36BCb | 6.77ABb | 6.84ABb | 7.14Ab | |
150 mL | 5.20Ca | 5.66BCa | 5.88ABab | 5.93ABb | 5.80ABbc | 5.78ABc | 5.67Bc | 6.16Ac | |
30°C | 50 mL | 5.20Aa | 5.20Ac | 5.20Ac | 5.26Ac | 5.24Ab | 5.26Ac | 5.24Ac | 5.26Ad |
75 mL | 5.20Ea | 5.72Db | 7.51Ca | 7.63BCa | 7.92ABCa | 8.06ABa | 8.15Aa | 8.24Aa | |
100 mL | 5.20Ca | 6.45Ba | 7.46Aa | 7.63Aa | 7.79Aa | 7.72Aa | 7.80Aa | 7.77Aab | |
125 mL | 5.20Ba | 6.10ABb | 6.46ABb | 6.82Ab | 6.68ABb | 6.46ABbc | 6.54ABbc | 6.66ABcd | |
150 mL | 5.20Ba | 5.84ABb | 5.76ABb | 5.75ABb | 6.24ABb | 6.10ABb | 6.97Ab | 6.23ABbc | |
35°C | 50 mL | 5.20Ba | 5.24Bc | 5.20Be | 5.25Bc | 5.72ABb | 5.99ABc | 6.37ABa | 7.11Aab |
75 mL | 5.20Ca | 6.44Ba | 7.77Aa | 8.05Aa | 8.09Aa | 7.88Aab | 8.03Aa | 8.14Aab | |
100 mL | 5.20Ea | 6.27Da | 7.37Cb | 7.71BCa | 8.03ABa | 8.00ABa | 8.06ABa | 8.06Aa | |
125 mL | 5.20Ba | 6.10ABab | 6.46ABc | 6.82Ab | 6.68ABb | 6.46ABbc | 6.54ABa | 6.66ABab | |
150 mL | 5.20Ba | 5.84ABb | 5.76ABd | 5.75ABc | 6.24ABb | 6.10ABc | 6.97Aa | 6.23ABb | |
40°C | 50 mL | 5.20Aa | 5.25Ab | 5.36Ac | 6.45Aabc | 7.05Aab | 7.30Aab | 7.18Aa | 7.22Aa |
75 mL | 5.20Ca | 6.27Ba | 7.35Aa | 7.85Aa | 8.13Aa | 8.08ABa | 7.96ABa | 8.18ABa | |
100 mL | 5.20Ba | 6.73Aa | 6.66Aab | 7.13Aab | 7.33Aab | 7.61Aab | 7.77Aa | 7.85Aa | |
125 mL | 5.20Ba | 6.17ABa | 6.09ABbc | 6.22ABbc | 6.23ABbc | 6.13ABbc | 6.47Aab | 7.13Aa | |
150 mL | 5.20ABa | 5.89Aab | 5.43ABc | 5.30ABc | 4.82Bc | 4.81Bc | 4.95Bb | 5.14ABb |
1)Mean values that are followed by different uppercase letters are significantly different (
이러한 고추씨의 pH 변화는 Visessanguan 등(2005)과 Allagheny 등(1996)의
고추씨의 일반성분 변화
증류수 75 mL를 첨가한 고추씨에
Table 5 . Proximate composition of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days
Temp. | Component1) | Proximate composition (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
35°C | Moisture | 49.48±0.00D2) | 50.80±0.16C | 51.32±0.07BC | 52.24±0.15A | 52.40±0.10A | 52.28±0.11A | 51.74±0.47AB | 52.16±1.09A |
Crude ash | 1.82±0.05C | 1.86±0.08BC | 2.09±0.13A | 2.06±0.20AB | 1.97±0.03ABC | 2.07±0.03A | 1.99±0.13ABC | 1.94±0.17ABC | |
Crude fat | 43.30±0.84A | 43.21±0.34A | 42.14±0.95A | 43.12±0.73A | 43.15±0.58A | 42.63±1.41A | 42.81±1.42A | 42.06±1.16A | |
Crude protein | 10.97±0.22A | 10.67±0.05B | 10.35±0.05C | 10.28±0.01C | 10.24±0.00CD | 10.21±0.02CD | 10.18±0.00CD | 10.06±0.01D | |
40°C | Moisture | 49.48±0.00D | 50.99±0.26C | 51.38±0.25C | 51.42±0.16C | 52.66±0.30AB | 52.31±0.36B | 53.09±0.21A | 52.99±0.36A |
Crude ash | 1.82±0.05C | 1.89±0.00BC | 1.98±0.06AB | 1.96±0.03ABC | 1.96±0.02ABC | 2.02±0.13A | 2.01±0.05A | 1.99±0.08AB | |
Crude fat | 43.30±0.84A | 42.25±0.61A | 42.07±0.42A | 42.38±1.06A | 41.95±1.77A | 42.14±1.77A | 41.68±0.17A | 41.75±1.47A | |
Crude protein | 10.97±0.22A | 10.97±0.00B | 10.43±0.01BC | 10.30±0.01BC | 10.23±0.00BC | 10.19±0.00C | 10.13±0.01CD | 9.91±0.18D |
1)Moisture content: wet basis. crude ash, fat, and protein: dry basis.
2)Mean±SD. Values followed by the same uppercase letters are not significantly different (
고추씨의 캡사이시노이드 함량 변화
발효 온도와 기간에 따른 고추씨의 캡사이시노이드 함량 변화를 확인하기 위해 증류수 75 mL를 첨가한 고추씨에
고추씨의 총 폴리페놀 함량 변화
증류수 75 mL가 가해진 고추씨에
Table 6 . Total polyphenol content of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days
Temp. | Total polyphenol content (mg GAE1)/g) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 3.95±0.06E2) | 4.32±0.17D | 4.22±0.04D* | 4.54±0.07C* | 4.66±0.06BC* | 4.69±0.14BC* | 5.01±0.09A* | 4.73±0.12A* |
40°C | 3.95±0.06E | 4.53±0.12E | 5.13±0.07D | 5.26±0.09D | 5.43±0.11C | 5.45±0.03C | 5.86±0.06B | 6.07±0.06A |
1)GAE: gallic acid equivalent.
2)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
고추씨의 항산화능 변화
증류수 75 mL를 첨가한 고추씨에
Table 7 . DPPH radical scavenging activity of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days
Temp. | DPPH radical scavenging activity (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 20.56±0.06C1) | 20.40±0.17C | 23.20±0.09C* | 26.92±0.06B | 27.02±0.12B* | 29.83±0.14AB* | 31.35±0.04A* | 30.54±0.07A* |
40°C | 20.56±0.06C | 22.43±0.12C | 30.14±0.07B | 31.08±0.03B | 31.74±0.11B | 38.43±0.09A | 39.45±0.06A | 39.58±0.06A |
1)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
Table 8 . ABTS radical scavenging activity of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days
Temp. | ABTS radical scavenging activity (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 34.07±0.06D1) | 42.60±0.17C | 43.11±0.04C* | 45.74±0.12BC* | 45.25±0.09BC* | 46.76±0.14B | 50.79±0.07A | 47.07±0.06B* |
40°C | 34.07±0.06G | 41.54±0.12F | 48.76±0.09E | 50.57±0.07DE | 52.75±0.11CD | 55.33±0.03BC | 56.40±0.06AB | 59.70±0.06A |
1)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
35°C와 40°C에서 발효한 고추씨의 ABTS 라디칼 소거능은 발효 전 34.07%에서 발효 1일차에 각각 42.60%와 41.54%로 유의적인 증가를 하였다. 35°C에서 발효한 고추씨는 발효 6일차에 50.79%로 최대 소거능을 보였으며, 40°C에서 발효한 고추씨의 경우 발효 7일차에 59.70%로 최대 소거능을 보였다. 35°C와 40°C에서 발효한 고추씨의 항산화능은 발효 기간이 증가할수록 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 40°C에서 발효한 고추씨가 35°C에서 발효한 고추씨보다 유의적으로 더 높은 ABTS 라디칼 소거 활성을 나타냈다. Shin 등(2014)은
본 연구에서는
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(7): 727-736
Published online July 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.727
Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.
지예빈․김회경
원광대학교 식품영양학과
Department of Food and Nutrition, Wonkwang University
Correspondence to:Hoikyung Kim, Department of Food and Nutrition, College of Agriculture and Food Sciences, Wonkwang University, 460, Iksan-daero, Iksan, Jeonbuk 54538, Korea, E-mail: hoikyung@wku.ac.kr
Author information: Ye-Bin Ji (Graduate student), Hoikyung Kim (Professor)
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
The objectives of this study were to determine factors affecting fermentation of chili pepper seeds by Bacillus subtilis and to analyze their quality characteristics during fermentation. We profiled the microbiological quality of chili pepper seeds. The numbers of total aerobic bacteria, coliform, and yeast/mold in the chili pepper seeds were 7.03, 4.02, and 4.37 log CFU/g, respectively, but Escherichia coli was not detected from the samples tested. Chili pepper seeds were immersed in 50 mL, 75 mL, 100 mL, 125 mL, or 150 mL of water, inoculated with B. subtilis, and fermented at 25°C, 30°C, 35°C, or 40°C for up to 7 days. The most rapid growth of B. subtilis occurred when chili pepper seeds were mixed with 75 mL of water and fermented at 40°C. The proximate composition of the chili pepper seeds did not change significantly during the fermentation, but the amount of capsaicinoids decreased by approximately 90% after 7 days of fermentation. The total polyphenolic content and antioxidant activity of chili pepper seeds increased during the fermentation.
Keywords: Bacillus subtilis, capsaicinoid, Capsicum annuum L., chili pepper seeds, fermentation
고추(
고추씨는 과피보다 약 10배 많은 양의 캡사이신을 함유하고 있다(Pandhair와 Sharma, 2008). 캡사이신(8-methyl-N-vanillyl-6-momenamide)은 캡사이시노이드에 속하는 화합물로 매운맛을 유발하는 고추의 성분이다. 방향족 고리, 아마이드 결합, 소수성 사슬 구조로 되어있어 물에 용해되지 않는 특징을 가진다(Cho 등, 2019). Vanilinamine의 아마이드 산과 C9 및 C11에서 분지된 지방산의 길이에 의해 매운맛이 결정되며, phenyl propanoid pathway의 중간 산물인 vanillylamine과 valine pathway의 생성물인 8-methyl-nonenoic acid가 캡사이신 합성 효소에 의해 응축되어 생성된다(Díaz 등, 2004; Bennett과 Kirby, 1968). 캡사이신은 체내 세포 항산화 및 지질 과산화 억제(Luqman과 Rizvi, 2006; Yu 등, 2002), 항염증(Demirbilek 등, 2004), 항비만(Kang 등, 2007) 등의 기능성을 가진다는 연구 결과가 있으나, 돌연변이 유발(Nagabhushan과 Bhide, 1985), 종양 유발(Agrawal 등, 1986) 등의 상반된 연구 결과도 보고되었다. 캡사이신은 섭취 시 구강 내 점막 및 혀에 작열감을 일으키게 되는데 이러한 자극적인 맛은 고추씨를 활용할 때 유용하게 작용하기도 하지만 활용 용도에 따라 오히려 제한점이 되기도 한다. 캡사이신은
본 연구에서는 고추씨의 활용범위에 제한점으로 작용하는 매운맛을 저감화하기 위해
고추씨의 미생물 오염도
온라인 마트에서 국내산 고추씨 17점과 중국산 고추씨 15점을 구입하여 본 실험에 사용하였다. 구매한 고추씨는 실험에 사용하기 전까지 4°C에서 냉장 보관하였다. AOAC(2007) 방법에 따라 조사 대상 미생물의 개체수를 측정하였다. 호기성 일반 세균(total aerobic bacteria, TAB), 대장균군(coliform), 대장균(
발효 균주로 사용된
고추씨의
고추씨를 블렌더로 분쇄한 후 18 mesh의 채로 거른 후 일정한 굵기로 준비하였다. 준비된 고추씨 100 g에 증류수(50 mL, 75 mL, 100 mL, 125 mL, 150 mL)를 첨가하여 잘 섞어준 후 121°C에서 15분간 고압 멸균하였다. 멸균된 고추씨를 1시간 동안(25±1°C, RH 38±4%) laminar flow hood에서 식힌 후 준비된
고추씨의
고추씨의 일반성분 분석
35°C와 40°C에서 발효 기간에 따른 고추씨의 일반성분 변화를 확인하기 위해 발효 고추씨의 수분, 회분, 조지방, 조단백 함량을 AOAC(2007) 방법에 따라 분석하였다. 105°C에서 상압가열건조법을 이용하여 발효된 고추씨의 수분 함량을 측정하였고, 조단백 함량은 Kjeldahl법에 준하여 조단백 자동분석장치로 측정하였다.
고추씨의 캡사이시노이드 함량 분석
35°C와 40°C에서 발효 중인 고추씨를 24시간 간격으로 취하여 캡사이시노이드 함량을 분석하였다. 캡사이시노이드의 함량은 캡사이신과 디하이드로캡사이신의 합으로 나타내었으며, 캡사이시노이드의 분석법은 중앙관세분석소의 캡사이신 분석 방법(Central Customs Laboratory and Scientific Service, 2006)에 따라 고성능액체크로마토그래피(HPLC NANOSPACE SI-2, Osaka Soda, Osaka, Japan)를 이용해 분석하였다. 분쇄하여 발효한 고추씨 시료 1 g을 폴리프로필렌 원심분리관에 넣고 아세톤 30 mL를 첨가하여 습윤시킨 후 5시간 동안 초음파를 이용해 추출하고 아세톤을 50 mL가 되도록 첨가하였다. 추출액 5 mL를 취해 50°C에서 질소로 건조하고 acetonitrile 2 mL를 첨가하여 녹였다. 이후 상등액을 0.45 μm membrane 필터를 사용하여 여과하고 HPLC로 캡사이시노이드를 정량 분석하였다. 분리에 사용된 컬럼은 Capcell Pak® 5 µm C18 UG 120 Å, LC Column(5 μm, 250 mm×4.6 mm, Shiseido, Tokyo, Japan)이며, UV 검출기를 이용하여 229 nm의 흡광도에서 검출하였다. 이동상은 acetonitrile:water=65:35를 사용하였고 유속은 1.0 mL/min으로 하여 분리하였다(Table 1). 캡사이신(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 및 디하이드로캡사이신(Sigma-Aldrich Co.)의 표준용액을 조제하기 위해 각각 acetonitrile로 희석하였다. 희석 후 캡사이신 표준용액은 단계적으로 3.125 mg/L, 6.25 mg/L, 12.5 mg/L, 25 mg/L의 농도로 조제하였고, 디하이드로캡사이신 표준용액은 3.25 mg/L, 6.5 mg/L, 13 mg/L, 26 mg/L의 농도로 희석하여 준비하였다. 이에 따라 표준 검량곡선을 작성한 뒤 아래의 식에 측정된 값을 대입하여 산출하였다.
Table 1 . HPLC conditions.
Description | Condition |
---|---|
Instrument | HPLC NANOSPACE SI-2 |
Mobile phase | Acetonitrile:Water (65:35) |
Column | Capcell Pak® 5 µm C18 UG 120 Å, LC Column (5 μm, 250 mm×4.6 mm) |
Column temperature | 35°C |
Flow rate | 1.0 mL/min |
Injection volume | 5 μL |
Detection | UV 229 nm |
A: HPLC 검출량(mg/kg)
B: 시료의 무게(g)
C: 질소농축 후 재용해 용매의 부피(mL)
D: 추출 용액의 최종 부피(mL)
E: 질소농축 시 취한 추출 용액의 부피(mL)
고추씨의 총 폴리페놀 함량 분석
발효한 고추씨의 발효 기간별 총 폴리페놀 함량 분석은 Jang 등(2008)의 방법을 이용하여 분석하였다. 35°C와 40°C에서 발효한 고추씨를 7일 동안 24시간 간격으로 채취해 동결건조하여 시료를 준비하였다. 준비된 시료 50 g에 250 mL의 70% 에탄올을 가하여 3시간 동안 교반하여 추출하는 과정을 2회 반복해 상등액을 분리하였다. 분리된 상등액을 여과지로 여과한 후 감압 농축하여 멸균된 증류수에 1 mg/mL의 농도로 녹여 고추씨 추출물을 준비하였다. 추출물 0.4 mL와 증류수 3 mL를 혼합한 후 2 N Folin-Ciocalteu phenol reagent(Sigma-Aldrich Co.) 0.2 mL를 넣고 3분간 정치하였다. 이후 20% Na2CO3(Samchun Pure Chemical Co., Pyeongtaek, Korea) 400 μL를 가하여 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후 분광광도계(UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준 검량곡선은 표준물질로 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용했으며, 작성된 표준 검량곡선을 통해 총 폴리페놀 함량으로 환산하였다. 추출물의 총 폴리페놀 함량은 g당 mg gallic acid equivalent(GAE)로 나타내었다.
고추씨의 항산화능 분석
35°C와 40°C에서 발효 중인 고추씨를 7일 동안 24시간 간격으로 채취하여 α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl(DPPH; Sigma-Aldrich Co.)과 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS; Sigma-Aldrich Co.) 라디칼 소거 활성을 측정하였다. 고추씨의 DPPH 라디칼 소거능 측정은 Blois(1958)의 방법을 일부 변형하여 적용하였다. 에탄올에 용해시킨 0.1 mM DPPH 라디칼 160 μL에 고추씨 추출물 40 μL를 첨가하여 30분간 암실에서 반응시킨 후 ELISA reader(Versa Max Microplate Reader, Molecular Device, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
고추씨의 ABTS 라디칼 소거능은 Re 등(1999)의 방법을 일부 변형하여 측정하였다. 고추씨 추출물을 1 mg/mL의 농도로 준비하였으며, 암실에서 7.4 mM ABTS와 2.6 mM potassium persulfate(Samchun Pure Chemical Co.)와 혼합한 후 24시간 동안 방치하여 ABTS 라디칼을 형성시켰다. ABTS 라디칼이 형성된 용액을 760 nm의 흡광도 값이 0.70±0.02가 되도록 멸균된 증류수로 희석하였으며, 희석된 용액 180 μL에 고추씨 추출물 20 μL를 혼합하여 ELISA reader(Versa Max Microplate Reader, Molecular Device)를 이용해 734 nm에서 흡광도를 측정하였다.
통계분석
모든 실험은 3회 반복하여 측정했으며, 실험 결과를 평균값±표준편차로 나타내었다. 실험 결과는 SAS software(ver. 9.4, SAS Institute, Cary, NC, USA)의 일반화 선형 모형을 이용하여 분산분석을 수행했으며, 고추씨의
고추씨의 미생물 오염도
국내산 고추씨 시료 17점과 중국산 시료 15점의 미생물 오염도를 조사한 결과 총 32개 시료의 일반세균과 대장균군, 효모 및 곰팡이의 평균 개체수는 각각 7.03 log CFU/g, 4.02 log CFU/g, 4.37 log CFU/g으로 나타났다(Table 2). 국내산 고추씨와 중국산 고추씨의 일반세균과 대장균군의 개체수를 비교한 결과 원산지 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았고(
Table 2 . Populations of total aerobic bacteria (TAB), coliform,
Place of origin | Microbial populations (log CFU/g) | |||
---|---|---|---|---|
TAB | Coliform | Yeasts/Molds | ||
Korea (n=17)1) | 7.20±0.692) | 3.68±1.89 | ND3) | 3.89±1.19* |
Chinese (n=15) | 6.89±0.44 | 4.32±0.93 | ND | 4.79±0.77 |
Mean (n=32) | 7.03±0.58 | 4.02±1.47 | ND | 4.37±1.08 |
1)Numbers of samples tested..
2)Mean±SD (Detection limit: <10 CFU/g)..
3)Not detected (Detection limit: <10 CFU/g)..
*Values in the same column are significantly different (
고추씨의 발효 중
Fig. 1은 고추씨 100 g에 첨가한 증류수의 양에 따른 고추씨의 수분 함량 및 수분활성도를 측정한 결과이다. 가수하지 않은 고추씨의 초기 수분활성도는 0.61이었으며, 증류수 20 mL를 첨가했을 때 수분활성도가 0.91로 상승하였다. 이후 증류수 첨가량에 따라 고추씨의 수분활성도는 지속해서 증가했으며, 75 mL 이상의 증류수를 첨가한 경우는 75 mL를 첨가했을 때와 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 또한, 가수하지 않은 고추씨의 수분 함량은 12.50%였으며 증류수를 첨가할수록 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다.
발효 기간, 온도 및 가수량에 따른 고추씨의
Table 3 . Populations of
Temp. | Amounts of water | Population of | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
25°C | 50 mL | 5.92Aa1) | 5.90Aa | 4.19ABb | 3.53Bb | 4.61ABb | 3.77Bb | 4.18ABb | 3.97ABb |
75 mL | 5.92CDa | 5.73Da | 7.36BCa | 8.32ABa | 9.34Aa | 9.37Aa | 9.32Aa | 9.43Aa | |
100 mL | 5.92Ba | 6.54Ba | 8.97Aa | 9.28Aa | 8.91Aa | 9.17Aa | 8.98Aa | 8.95Aa | |
125 mL | 5.92Ca | 6.86Ba | 8.80Aa | 9.14Aa | 8.95Aa | 9.07Aa | 8.90Aa | 8.92Aa | |
150 mL | 5.92Ca | 6.89BCa | 8.34ABa | 8.90Aa | 8.85Aa | 8.27ABa | 8.03ABa | 7.65ABa | |
30°C | 50 mL | 5.92Aa | 3.63Bc | 2.92Bb | 2.81Bc | 2.37Bb | 2.60Bb | 1.86Bb | 2.07Bb |
75 mL | 5.92Ea | 7.61Db | 8.75Ca | 9.89Aa | 9.85ABa | 9.67ABa | 9.14BCa | 9.51ABa | |
100 mL | 5.92Da | 8.71Ca | 8.91BCa | 9.07ABCb | 9.34ABCa | 9.64Aa | 9.55ABa | 9.52ABa | |
125 mL | 5.92Ba | 8.92Aa | 8.76Aa | 9.09Ab | 8.94Aa | 8.80Aa | 9.01Aa | 9.09Aa | |
150 mL | 5.92Ca | 8.55ABa | 8.04Ba | 8.34ABb | 8.87Aa | 8.86Aa | 8.94Aa | 8.93Aa | |
35°C | 50 mL | 5.92Aa | 5.42Ac | 5.02Ab | 5.44Ab | 5.90Ab | 6.23Aa | 6.51Aa | 6.85Aa |
75 mL | 5.92Ba | 9.70Aa | 9.78Aa | 9.84Aa | 9.82Aa | 9.53Aa | 9.63Aa | 9.50Aa | |
100 mL | 5.92Ba | 9.04Aab | 9.35Aa | 9.55Aa | 9.65Aa | 9.47Aa | 9.56Aa | 9.39Aa | |
125 mL | 5.94Ba | 9.17Aab | 9.22Aa | 9.34Aa | 9.14Aa | 8.66Aa | 8.70Aa | 8.58Aa | |
150 mL | 5.92Ba | 8.72Ab | 8.84Aa | 9.11Aa | 9.08Aa | 9.00Aa | 8.39Aa | 8.01Aa | |
40°C | 50 mL | 5.92Aa | 6.12Ab | 6.53Ab | 7.19Aa | 7.17Aa | 7.49Aa | 7.15Aa | 6.92Aa |
75 mL | 5.92Ca | 8.51Ba | 9.79Aab | 9.98Aa | 10.04Aa | 9.50ABa | 9.50ABa | 9.38ABa | |
100 mL | 5.92Ba | 9.16Aa | 9.07Aab | 8.65Aa | 8.79Aa | 8.85Aa | 8.67Aa | 8.98Aa | |
125 mL | 5.92Ca | 9.16Aa | 8.61ABab | 8.78ABa | 8.29Ba | 8.30Ba | 8.18Ba | 8.45ABa | |
150 mL | 5.92Ca | 8.59Aa | 8.48Aab | 7.73Ba | 7.55Ba | 7.41Ba | 7.72Ba | 7.94ABa |
1)Mean values that are followed by different uppercase letters are significantly different (
발효 온도와 가수량에 따른 고추씨의 pH를 측정하였다(Table 4). 35°C를 제외한 모든 온도에서 증류수 50 mL를 첨가하여 발효한 경우 발효 시간에 따른 pH의 유의미한 변화는 나타나지 않았으며, 또한 모든 온도에서 증류수 75 mL를 첨가했을 때 발효한 고추씨의 pH가 가장 높게 증가한 것으로 나타났다. 증류수 75 mL를 첨가하여 발효했을 때, 30°C, 35°C, 40°C에서 발효한 고추씨의 경우 발효 1일차에 각각 5.72, 6.44, 6.27로 유의적인 증가를 나타냈고 2일차에는 모두 7.35 이상으로 유의하게 증가했으며, 발효 7일차에는 모두 8.14 이상으로 최댓값을 나타냈다.
Table 4 . pH values of chili pepper seeds as affected by fermentation temperature, time, and amounts of water added.
Temp. | Amounts of water | pH | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
25°C | 50 mL | 5.20Aa1) | 5.25Ab | 5.25Ab | 5.27Ab | 5.27Ac | 5.22Ac | 5.24Ac | 5.24Ad |
75 mL | 5.20Ca | 5.50Cab | 5.88Cab | 6.28BCab | 7.21ABa | 7.53Aa | 7.90Aa | 8.12Aa | |
100 mL | 5.20Ca | 5.51Cab | 6.53Ba | 7.38Aa | 7.52Aa | 7.68Aa | 7.67Aa | 7.70Aab | |
125 mL | 5.20Ea | 5.62DEa | 5.94CDab | 6.04CDb | 6.36BCb | 6.77ABb | 6.84ABb | 7.14Ab | |
150 mL | 5.20Ca | 5.66BCa | 5.88ABab | 5.93ABb | 5.80ABbc | 5.78ABc | 5.67Bc | 6.16Ac | |
30°C | 50 mL | 5.20Aa | 5.20Ac | 5.20Ac | 5.26Ac | 5.24Ab | 5.26Ac | 5.24Ac | 5.26Ad |
75 mL | 5.20Ea | 5.72Db | 7.51Ca | 7.63BCa | 7.92ABCa | 8.06ABa | 8.15Aa | 8.24Aa | |
100 mL | 5.20Ca | 6.45Ba | 7.46Aa | 7.63Aa | 7.79Aa | 7.72Aa | 7.80Aa | 7.77Aab | |
125 mL | 5.20Ba | 6.10ABb | 6.46ABb | 6.82Ab | 6.68ABb | 6.46ABbc | 6.54ABbc | 6.66ABcd | |
150 mL | 5.20Ba | 5.84ABb | 5.76ABb | 5.75ABb | 6.24ABb | 6.10ABb | 6.97Ab | 6.23ABbc | |
35°C | 50 mL | 5.20Ba | 5.24Bc | 5.20Be | 5.25Bc | 5.72ABb | 5.99ABc | 6.37ABa | 7.11Aab |
75 mL | 5.20Ca | 6.44Ba | 7.77Aa | 8.05Aa | 8.09Aa | 7.88Aab | 8.03Aa | 8.14Aab | |
100 mL | 5.20Ea | 6.27Da | 7.37Cb | 7.71BCa | 8.03ABa | 8.00ABa | 8.06ABa | 8.06Aa | |
125 mL | 5.20Ba | 6.10ABab | 6.46ABc | 6.82Ab | 6.68ABb | 6.46ABbc | 6.54ABa | 6.66ABab | |
150 mL | 5.20Ba | 5.84ABb | 5.76ABd | 5.75ABc | 6.24ABb | 6.10ABc | 6.97Aa | 6.23ABb | |
40°C | 50 mL | 5.20Aa | 5.25Ab | 5.36Ac | 6.45Aabc | 7.05Aab | 7.30Aab | 7.18Aa | 7.22Aa |
75 mL | 5.20Ca | 6.27Ba | 7.35Aa | 7.85Aa | 8.13Aa | 8.08ABa | 7.96ABa | 8.18ABa | |
100 mL | 5.20Ba | 6.73Aa | 6.66Aab | 7.13Aab | 7.33Aab | 7.61Aab | 7.77Aa | 7.85Aa | |
125 mL | 5.20Ba | 6.17ABa | 6.09ABbc | 6.22ABbc | 6.23ABbc | 6.13ABbc | 6.47Aab | 7.13Aa | |
150 mL | 5.20ABa | 5.89Aab | 5.43ABc | 5.30ABc | 4.82Bc | 4.81Bc | 4.95Bb | 5.14ABb |
1)Mean values that are followed by different uppercase letters are significantly different (
이러한 고추씨의 pH 변화는 Visessanguan 등(2005)과 Allagheny 등(1996)의
고추씨의 일반성분 변화
증류수 75 mL를 첨가한 고추씨에
Table 5 . Proximate composition of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | Component1) | Proximate composition (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
35°C | Moisture | 49.48±0.00D2) | 50.80±0.16C | 51.32±0.07BC | 52.24±0.15A | 52.40±0.10A | 52.28±0.11A | 51.74±0.47AB | 52.16±1.09A |
Crude ash | 1.82±0.05C | 1.86±0.08BC | 2.09±0.13A | 2.06±0.20AB | 1.97±0.03ABC | 2.07±0.03A | 1.99±0.13ABC | 1.94±0.17ABC | |
Crude fat | 43.30±0.84A | 43.21±0.34A | 42.14±0.95A | 43.12±0.73A | 43.15±0.58A | 42.63±1.41A | 42.81±1.42A | 42.06±1.16A | |
Crude protein | 10.97±0.22A | 10.67±0.05B | 10.35±0.05C | 10.28±0.01C | 10.24±0.00CD | 10.21±0.02CD | 10.18±0.00CD | 10.06±0.01D | |
40°C | Moisture | 49.48±0.00D | 50.99±0.26C | 51.38±0.25C | 51.42±0.16C | 52.66±0.30AB | 52.31±0.36B | 53.09±0.21A | 52.99±0.36A |
Crude ash | 1.82±0.05C | 1.89±0.00BC | 1.98±0.06AB | 1.96±0.03ABC | 1.96±0.02ABC | 2.02±0.13A | 2.01±0.05A | 1.99±0.08AB | |
Crude fat | 43.30±0.84A | 42.25±0.61A | 42.07±0.42A | 42.38±1.06A | 41.95±1.77A | 42.14±1.77A | 41.68±0.17A | 41.75±1.47A | |
Crude protein | 10.97±0.22A | 10.97±0.00B | 10.43±0.01BC | 10.30±0.01BC | 10.23±0.00BC | 10.19±0.00C | 10.13±0.01CD | 9.91±0.18D |
1)Moisture content: wet basis. crude ash, fat, and protein: dry basis..
2)Mean±SD. Values followed by the same uppercase letters are not significantly different (
고추씨의 캡사이시노이드 함량 변화
발효 온도와 기간에 따른 고추씨의 캡사이시노이드 함량 변화를 확인하기 위해 증류수 75 mL를 첨가한 고추씨에
고추씨의 총 폴리페놀 함량 변화
증류수 75 mL가 가해진 고추씨에
Table 6 . Total polyphenol content of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | Total polyphenol content (mg GAE1)/g) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 3.95±0.06E2) | 4.32±0.17D | 4.22±0.04D* | 4.54±0.07C* | 4.66±0.06BC* | 4.69±0.14BC* | 5.01±0.09A* | 4.73±0.12A* |
40°C | 3.95±0.06E | 4.53±0.12E | 5.13±0.07D | 5.26±0.09D | 5.43±0.11C | 5.45±0.03C | 5.86±0.06B | 6.07±0.06A |
1)GAE: gallic acid equivalent..
2)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
고추씨의 항산화능 변화
증류수 75 mL를 첨가한 고추씨에
Table 7 . DPPH radical scavenging activity of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | DPPH radical scavenging activity (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 20.56±0.06C1) | 20.40±0.17C | 23.20±0.09C* | 26.92±0.06B | 27.02±0.12B* | 29.83±0.14AB* | 31.35±0.04A* | 30.54±0.07A* |
40°C | 20.56±0.06C | 22.43±0.12C | 30.14±0.07B | 31.08±0.03B | 31.74±0.11B | 38.43±0.09A | 39.45±0.06A | 39.58±0.06A |
1)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
Table 8 . ABTS radical scavenging activity of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | ABTS radical scavenging activity (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 34.07±0.06D1) | 42.60±0.17C | 43.11±0.04C* | 45.74±0.12BC* | 45.25±0.09BC* | 46.76±0.14B | 50.79±0.07A | 47.07±0.06B* |
40°C | 34.07±0.06G | 41.54±0.12F | 48.76±0.09E | 50.57±0.07DE | 52.75±0.11CD | 55.33±0.03BC | 56.40±0.06AB | 59.70±0.06A |
1)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
35°C와 40°C에서 발효한 고추씨의 ABTS 라디칼 소거능은 발효 전 34.07%에서 발효 1일차에 각각 42.60%와 41.54%로 유의적인 증가를 하였다. 35°C에서 발효한 고추씨는 발효 6일차에 50.79%로 최대 소거능을 보였으며, 40°C에서 발효한 고추씨의 경우 발효 7일차에 59.70%로 최대 소거능을 보였다. 35°C와 40°C에서 발효한 고추씨의 항산화능은 발효 기간이 증가할수록 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 40°C에서 발효한 고추씨가 35°C에서 발효한 고추씨보다 유의적으로 더 높은 ABTS 라디칼 소거 활성을 나타냈다. Shin 등(2014)은
본 연구에서는
이 논문은 2018학년도 원광대학교 숭산학술연구기금 지원에 의해서 연구됨.
Table 1 . HPLC conditions.
Description | Condition |
---|---|
Instrument | HPLC NANOSPACE SI-2 |
Mobile phase | Acetonitrile:Water (65:35) |
Column | Capcell Pak® 5 µm C18 UG 120 Å, LC Column (5 μm, 250 mm×4.6 mm) |
Column temperature | 35°C |
Flow rate | 1.0 mL/min |
Injection volume | 5 μL |
Detection | UV 229 nm |
Table 2 . Populations of total aerobic bacteria (TAB), coliform,
Place of origin | Microbial populations (log CFU/g) | |||
---|---|---|---|---|
TAB | Coliform | Yeasts/Molds | ||
Korea (n=17)1) | 7.20±0.692) | 3.68±1.89 | ND3) | 3.89±1.19* |
Chinese (n=15) | 6.89±0.44 | 4.32±0.93 | ND | 4.79±0.77 |
Mean (n=32) | 7.03±0.58 | 4.02±1.47 | ND | 4.37±1.08 |
1)Numbers of samples tested..
2)Mean±SD (Detection limit: <10 CFU/g)..
3)Not detected (Detection limit: <10 CFU/g)..
*Values in the same column are significantly different (
Table 3 . Populations of
Temp. | Amounts of water | Population of | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
25°C | 50 mL | 5.92Aa1) | 5.90Aa | 4.19ABb | 3.53Bb | 4.61ABb | 3.77Bb | 4.18ABb | 3.97ABb |
75 mL | 5.92CDa | 5.73Da | 7.36BCa | 8.32ABa | 9.34Aa | 9.37Aa | 9.32Aa | 9.43Aa | |
100 mL | 5.92Ba | 6.54Ba | 8.97Aa | 9.28Aa | 8.91Aa | 9.17Aa | 8.98Aa | 8.95Aa | |
125 mL | 5.92Ca | 6.86Ba | 8.80Aa | 9.14Aa | 8.95Aa | 9.07Aa | 8.90Aa | 8.92Aa | |
150 mL | 5.92Ca | 6.89BCa | 8.34ABa | 8.90Aa | 8.85Aa | 8.27ABa | 8.03ABa | 7.65ABa | |
30°C | 50 mL | 5.92Aa | 3.63Bc | 2.92Bb | 2.81Bc | 2.37Bb | 2.60Bb | 1.86Bb | 2.07Bb |
75 mL | 5.92Ea | 7.61Db | 8.75Ca | 9.89Aa | 9.85ABa | 9.67ABa | 9.14BCa | 9.51ABa | |
100 mL | 5.92Da | 8.71Ca | 8.91BCa | 9.07ABCb | 9.34ABCa | 9.64Aa | 9.55ABa | 9.52ABa | |
125 mL | 5.92Ba | 8.92Aa | 8.76Aa | 9.09Ab | 8.94Aa | 8.80Aa | 9.01Aa | 9.09Aa | |
150 mL | 5.92Ca | 8.55ABa | 8.04Ba | 8.34ABb | 8.87Aa | 8.86Aa | 8.94Aa | 8.93Aa | |
35°C | 50 mL | 5.92Aa | 5.42Ac | 5.02Ab | 5.44Ab | 5.90Ab | 6.23Aa | 6.51Aa | 6.85Aa |
75 mL | 5.92Ba | 9.70Aa | 9.78Aa | 9.84Aa | 9.82Aa | 9.53Aa | 9.63Aa | 9.50Aa | |
100 mL | 5.92Ba | 9.04Aab | 9.35Aa | 9.55Aa | 9.65Aa | 9.47Aa | 9.56Aa | 9.39Aa | |
125 mL | 5.94Ba | 9.17Aab | 9.22Aa | 9.34Aa | 9.14Aa | 8.66Aa | 8.70Aa | 8.58Aa | |
150 mL | 5.92Ba | 8.72Ab | 8.84Aa | 9.11Aa | 9.08Aa | 9.00Aa | 8.39Aa | 8.01Aa | |
40°C | 50 mL | 5.92Aa | 6.12Ab | 6.53Ab | 7.19Aa | 7.17Aa | 7.49Aa | 7.15Aa | 6.92Aa |
75 mL | 5.92Ca | 8.51Ba | 9.79Aab | 9.98Aa | 10.04Aa | 9.50ABa | 9.50ABa | 9.38ABa | |
100 mL | 5.92Ba | 9.16Aa | 9.07Aab | 8.65Aa | 8.79Aa | 8.85Aa | 8.67Aa | 8.98Aa | |
125 mL | 5.92Ca | 9.16Aa | 8.61ABab | 8.78ABa | 8.29Ba | 8.30Ba | 8.18Ba | 8.45ABa | |
150 mL | 5.92Ca | 8.59Aa | 8.48Aab | 7.73Ba | 7.55Ba | 7.41Ba | 7.72Ba | 7.94ABa |
1)Mean values that are followed by different uppercase letters are significantly different (
Table 4 . pH values of chili pepper seeds as affected by fermentation temperature, time, and amounts of water added.
Temp. | Amounts of water | pH | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
25°C | 50 mL | 5.20Aa1) | 5.25Ab | 5.25Ab | 5.27Ab | 5.27Ac | 5.22Ac | 5.24Ac | 5.24Ad |
75 mL | 5.20Ca | 5.50Cab | 5.88Cab | 6.28BCab | 7.21ABa | 7.53Aa | 7.90Aa | 8.12Aa | |
100 mL | 5.20Ca | 5.51Cab | 6.53Ba | 7.38Aa | 7.52Aa | 7.68Aa | 7.67Aa | 7.70Aab | |
125 mL | 5.20Ea | 5.62DEa | 5.94CDab | 6.04CDb | 6.36BCb | 6.77ABb | 6.84ABb | 7.14Ab | |
150 mL | 5.20Ca | 5.66BCa | 5.88ABab | 5.93ABb | 5.80ABbc | 5.78ABc | 5.67Bc | 6.16Ac | |
30°C | 50 mL | 5.20Aa | 5.20Ac | 5.20Ac | 5.26Ac | 5.24Ab | 5.26Ac | 5.24Ac | 5.26Ad |
75 mL | 5.20Ea | 5.72Db | 7.51Ca | 7.63BCa | 7.92ABCa | 8.06ABa | 8.15Aa | 8.24Aa | |
100 mL | 5.20Ca | 6.45Ba | 7.46Aa | 7.63Aa | 7.79Aa | 7.72Aa | 7.80Aa | 7.77Aab | |
125 mL | 5.20Ba | 6.10ABb | 6.46ABb | 6.82Ab | 6.68ABb | 6.46ABbc | 6.54ABbc | 6.66ABcd | |
150 mL | 5.20Ba | 5.84ABb | 5.76ABb | 5.75ABb | 6.24ABb | 6.10ABb | 6.97Ab | 6.23ABbc | |
35°C | 50 mL | 5.20Ba | 5.24Bc | 5.20Be | 5.25Bc | 5.72ABb | 5.99ABc | 6.37ABa | 7.11Aab |
75 mL | 5.20Ca | 6.44Ba | 7.77Aa | 8.05Aa | 8.09Aa | 7.88Aab | 8.03Aa | 8.14Aab | |
100 mL | 5.20Ea | 6.27Da | 7.37Cb | 7.71BCa | 8.03ABa | 8.00ABa | 8.06ABa | 8.06Aa | |
125 mL | 5.20Ba | 6.10ABab | 6.46ABc | 6.82Ab | 6.68ABb | 6.46ABbc | 6.54ABa | 6.66ABab | |
150 mL | 5.20Ba | 5.84ABb | 5.76ABd | 5.75ABc | 6.24ABb | 6.10ABc | 6.97Aa | 6.23ABb | |
40°C | 50 mL | 5.20Aa | 5.25Ab | 5.36Ac | 6.45Aabc | 7.05Aab | 7.30Aab | 7.18Aa | 7.22Aa |
75 mL | 5.20Ca | 6.27Ba | 7.35Aa | 7.85Aa | 8.13Aa | 8.08ABa | 7.96ABa | 8.18ABa | |
100 mL | 5.20Ba | 6.73Aa | 6.66Aab | 7.13Aab | 7.33Aab | 7.61Aab | 7.77Aa | 7.85Aa | |
125 mL | 5.20Ba | 6.17ABa | 6.09ABbc | 6.22ABbc | 6.23ABbc | 6.13ABbc | 6.47Aab | 7.13Aa | |
150 mL | 5.20ABa | 5.89Aab | 5.43ABc | 5.30ABc | 4.82Bc | 4.81Bc | 4.95Bb | 5.14ABb |
1)Mean values that are followed by different uppercase letters are significantly different (
Table 5 . Proximate composition of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | Component1) | Proximate composition (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | ||
35°C | Moisture | 49.48±0.00D2) | 50.80±0.16C | 51.32±0.07BC | 52.24±0.15A | 52.40±0.10A | 52.28±0.11A | 51.74±0.47AB | 52.16±1.09A |
Crude ash | 1.82±0.05C | 1.86±0.08BC | 2.09±0.13A | 2.06±0.20AB | 1.97±0.03ABC | 2.07±0.03A | 1.99±0.13ABC | 1.94±0.17ABC | |
Crude fat | 43.30±0.84A | 43.21±0.34A | 42.14±0.95A | 43.12±0.73A | 43.15±0.58A | 42.63±1.41A | 42.81±1.42A | 42.06±1.16A | |
Crude protein | 10.97±0.22A | 10.67±0.05B | 10.35±0.05C | 10.28±0.01C | 10.24±0.00CD | 10.21±0.02CD | 10.18±0.00CD | 10.06±0.01D | |
40°C | Moisture | 49.48±0.00D | 50.99±0.26C | 51.38±0.25C | 51.42±0.16C | 52.66±0.30AB | 52.31±0.36B | 53.09±0.21A | 52.99±0.36A |
Crude ash | 1.82±0.05C | 1.89±0.00BC | 1.98±0.06AB | 1.96±0.03ABC | 1.96±0.02ABC | 2.02±0.13A | 2.01±0.05A | 1.99±0.08AB | |
Crude fat | 43.30±0.84A | 42.25±0.61A | 42.07±0.42A | 42.38±1.06A | 41.95±1.77A | 42.14±1.77A | 41.68±0.17A | 41.75±1.47A | |
Crude protein | 10.97±0.22A | 10.97±0.00B | 10.43±0.01BC | 10.30±0.01BC | 10.23±0.00BC | 10.19±0.00C | 10.13±0.01CD | 9.91±0.18D |
1)Moisture content: wet basis. crude ash, fat, and protein: dry basis..
2)Mean±SD. Values followed by the same uppercase letters are not significantly different (
Table 6 . Total polyphenol content of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | Total polyphenol content (mg GAE1)/g) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 3.95±0.06E2) | 4.32±0.17D | 4.22±0.04D* | 4.54±0.07C* | 4.66±0.06BC* | 4.69±0.14BC* | 5.01±0.09A* | 4.73±0.12A* |
40°C | 3.95±0.06E | 4.53±0.12E | 5.13±0.07D | 5.26±0.09D | 5.43±0.11C | 5.45±0.03C | 5.86±0.06B | 6.07±0.06A |
1)GAE: gallic acid equivalent..
2)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
Table 7 . DPPH radical scavenging activity of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | DPPH radical scavenging activity (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 20.56±0.06C1) | 20.40±0.17C | 23.20±0.09C* | 26.92±0.06B | 27.02±0.12B* | 29.83±0.14AB* | 31.35±0.04A* | 30.54±0.07A* |
40°C | 20.56±0.06C | 22.43±0.12C | 30.14±0.07B | 31.08±0.03B | 31.74±0.11B | 38.43±0.09A | 39.45±0.06A | 39.58±0.06A |
1)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
Table 8 . ABTS radical scavenging activity of chili pepper seeds fermented at 35°C or 40°C for up to 7 days.
Temp. | ABTS radical scavenging activity (%) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Day 0 | Day 1 | Day 2 | Day 3 | Day 4 | Day 5 | Day 6 | Day 7 | |
35°C | 34.07±0.06D1) | 42.60±0.17C | 43.11±0.04C* | 45.74±0.12BC* | 45.25±0.09BC* | 46.76±0.14B | 50.79±0.07A | 47.07±0.06B* |
40°C | 34.07±0.06G | 41.54±0.12F | 48.76±0.09E | 50.57±0.07DE | 52.75±0.11CD | 55.33±0.03BC | 56.40±0.06AB | 59.70±0.06A |
1)Mean±SD. Values followed by different uppercase letters are significantly different (
*Mean values in the same column are significantly different (
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