침출수의 수질특성에 따른 녹차의 이화학적 성상에 관한 연구

Abstract

수질특성에 차이를 나타내는 국내외 먹는 샘물을 침출수로 선정하여 녹차음료를 제조한 후 각 조건별(4℃, 25℃, 55℃)로 저장하면서 이화학적 성분, 유용 성분, 항산화력 변화 및 수질특성과의 상관성에 대하여 분석하였다. 녹차음료의 이화학적 성분 중 pH인 경우 A사의 먹는샘물 pH는 7.78이었으나, 추출직후 pH6.50±0.02로 낮아져 가장 큰 변화를 나타냈으며, pH 변화가 미미한 녹차음료는 N사, H사, M사로서 7.51, 7.71, 7.48에서 7.42±0.02, 6.89±0.02, 7.27±0.06으로 낮아졌다. 갈색도와 색도는 전반적으로 저장온도가 높을수록, 이온함량이 많은 침출수일수록 갈변진행속도는 빠르게 나타났다. 갈색도인 경우 가장 높은 N사 녹차음료는 1.75±0.05였으며, A사는 0.47±0.01으로 가장 낮은 갈색도를 나타내었다. 가용성 고형분 함량은 0.35±0.05 °Bx 범위내의 값을 나타내었으며, 저장기간 중 모든 온도(4℃, 25℃, 55℃)조건에서 녹차음료의 가용성 고형분 함량은 큰 변화를 나타내지 않았다. 유용 성분 중 녹차음료의 탄닌, 총 카테킨, Epi 형태의 카테킨 중 EGCg, EGC, EC는 저장기간 중 저장 온도가 높을수록, 이온함량이 많은 침출수에서 카테킨 함량은 감소하는 반비례적인 경향을 나타낸 반면, Non-epi 형태의 카테킨인 Cg는 이온함량이 높은 침출수일수록, 저장 온도가 높을수록 증가하는 비례적인 경향을 나타내었다. 추출직후 탄닌 함량은 A사의 녹차음료가 550.05mg/L로 가장 높았고 탄닌 함량이 가장 낮은 N사는 368.58mg/L를 나타내었으며, 총카테킨 함량인 경우 높게 분석된 A사, B사 및 E사의 녹차음료는 각각 851.37mg/L, 808.05mg/L 및 791.96mg/L를 나타낸 반면, 총 카테킨 함량이 낮게 나타난 N사, M사 및 K사의 녹차음료는 각각 265.98mg/L, 352.51mg/L, 렴는 468mg/L으로 나타났다. 가장 항산화력인 좋다고 알려진 EGCg 함량인 경우 추출직후에 가장 함량이 높았던 A사의 녹차음료는 각각 243.05mg/L를 나타낸 반면, 가장 낮게 분석된 N사의 녹차음료는 15.89mg/L를 나타내어 A사 녹차음료는 N사에 비해 약 16배 높은 함량 차이를 나타내었다. 카페인 함량인 경우 전반적으로 추출직후 및 4℃, 25℃, 55℃저장 중에도 녹차음료의 카페인 함량은 200±20mg/L 범위 내에서 큰 차이를 나타내지 않아 열에 안정함을 알 수 있었다. 녹차음료의 총 폴리페놀, FRAP는 전반적으로 저장온도가 높을수록, 이온함량이 많은 침출수에서 낮은 항산화력을 나타내었다. 55℃저장 중 총 폴리페놀 함량인 경우 가장 높은 함량을 나타낸 B사 녹차음료는 618.34mg/L의 값을 나타낸 반면, 가장 낮은 함량을 나타낸 N사의 녹차음료는 488.41mg/L를 나타내었다. FRAP 값인 경우는 가장 높은 A사 녹차음료는 7.82mM를 나타냈고, 가장 낮은 값의 N사 녹차음료는 3.07mM로 A사는 N사의 녹차음료에 비해 약 61% 높게 측정되었다. 추출직후 녹차음료의 이화학적 특성인 pH와 갈색도는 침출수의 경도, 전기전도도, Ca과의 상관계수가 0.850~0.975를 나타내었으나, Mg과의 상관계수는 0.755~0.860을 나타내었다. 가용성 고형분은 모든 수질특성과의 상관계수가 -0.012~ -0.121로 상관관계를 나타내지 않았다. 유용성분인 탄닌, 총 카테킨 및 Epi 형태의 카테킨(EGCg, EGC, EC, ECg)은 경도, 전기전도도 및 Ca과의 상관계수가 -0.813~-0.928로 음의 상관관계를 나타냈으며, Mg과의 상관계수는 -0.627~-0.775로 경도, 전기전도도 및 Ca보다 낮은 음의 상관계수를 나타내었다. Non-Epi형 카테킨 중 C, Cg은 침출수의 경도, 전기전도도, Ca 및 Mg과의 상관계수가 0.723~0.907으로 Epi 형태의 카테킨(EGCg, EGC, EC, ECg)과는 대조적인 양의 상관관계를 나타내었다. 또한, GC, GCg 및 카페인은 낮은 상관관계를 나타내었다. 항산화력을 나타내는 총 폴리페놀, FRAP, ABTS인 경우 경도, 전기전도도 및 Ca과는 -0.768~-0.969로 음의 상관관계를 나타냈으며, Mg과의 상관계수는 -0.650~-0.820으로 경도, 전기전도도 및 Ca보다 낮은 음의 상관계수를 나타내었다. 전체적으로 추출직후 및 4℃, 25℃, 55℃에서 저장한 녹차음료의 이화학적 성분, 유용 성분 및 항산화력 변화는 Mg함량 보다 경도, 전기전도도 및 Ca함량이 더 많은 영향을 받는 것으로 나타났다.

In an effort to evaluate the effects of extracting water characteristics on the quality of green tea, 14 spring (bottled mineral) water products (designated A to N) commercialized in 4 different countries were analyzed for physicochemical characteristics and used to produce green tea by using green tea leaves grown in Jeju island, Korea. The extracted green tea was then analyzed for physicochemical characteristics, amounts of effective ingredients and antioxidant activities. Furthermore, the correlation analysis between water characteristics and extracted green tea properties was performed. As a result, the pH of tested extracting water products ranged from 7.11 (product H) to 7.78 (A), the hardness from 18 (A) to 274 (N) mg/L, electric conductivity from 70.30 (A) to 568.33 (N) μS/cm, amount of Ca from 2.5 (A) to (N) mg/L and that of Mg from 1.0 (B, C) to 26.3 (N) mg/L.36.9 Regarding physicochemical characteristics of green tea extracts, first, the pH of the green tea ranged from 6.50 (A) to 7.42 (N) which was significantly lower than the commercial water products used for extraction. Especially, pH drop using natural mineral water (A) was from 7.78 to 6.50. In addition, pH values were further lowered after one week incubation which were dependent on the incubation temperatures (4℃, 25℃ and 55℃). For example, at 55 the pH of green tea were between 5.80 (A) and 7.06 (M). Second, no significant difference in amounts of soluble solid of green tea was observed among the 14 water products either right after extraction (0.33 - 0.36 °Bx) or after one week storage at various temperatures (0.31 - 0.37 °Bx). Third, depending on the tested water products, the brownness of green tea ranged from 0.39 (B) to 0.93 (N) after extraction and significant increase was observed after 1 week incubation at 55℃ ranging from 0.47 (A) to 1.15 (N). With respect to the amounts of effective ingredients, first, as the storage temperature and the ion contents increased, the contents of tannin, total catechin and EGCg, EGC, EC of Epi catechin were decreased, while the Cg contents of Non-epi catechin were increased. Second, the tannin content (550.05 mg/L) of A extracted water was remarkably higher than others, and the lowest content was found in N extracted water, 368.58 mg/L. The highest total catechin contents was found in A, B and E extracted green tea, 851.37 mg/L, 808.05 mg/L, 791.96 mg/L respectively, whereas N(256.98 mg/L) extracts presented the lowest total catechin contents. In case of EGCg contents which were known to possess the antioxidant capacity, A extracted water had the most significant EGCg contents value of 243.05 mg/L, while the content of N extracted green tea (15.89 mg/L) was 16 times lower. Third, right after extraction of the green tea or after one week period of storage at 4℃, 25℃ and 55℃, caffeine contents showed no significant changes with the range of 200±20 mg/L, indicating that they were not easily influenced by the heat treatment. In terms of total polyphenol contents, they varied from 488.41 mg/L (N) to 613.38 mg/L (A) after one week period of storage at 55℃. Likewise, FRAP showed that the antioxidant activities of the green tea extracts varied from 3.07 mM (N) to 7.82 mM (A). In addition, antioxidant activities got lowered, as the storage temperature and ion contents got higher. Finally, just after extraction, correlation coefficients of pH and brownness in green tea with hardness, electric conductivity and Ca of extracting water were 0.850 ~ 0.975. However in terms of Mg contents were 0.755 ~ 0.860. The soluble solids didn't have any correlative tendency with all water characteristic features showing the range of -0.012 ~ -0.121. Tannin, total catechin and Epi catechin (EGCg, EGC, EC, ECg) had negative correlation coefficient with hardness, electric conductivity and Ca, showing -0.813 ~ -0.928. Mg showed lower negative correlation of -0.627 ~ -0.775 than the hardness, electric conductivity and Ca. On the other hand, non-Epi catechin(C, Cg) had positive correlation coefficient of 0.723~0.907 with the quality characteristic features of extracting water. Total polyphenol, FRAP and ABTS of antioxidant activity had negative correlation coefficient with hardness, electric conductivity and Ca, showing -0.768~-0.969. In conclusion, physicochemical characteristics, amounts of effective ingredients and antioxidant activities of green tea extracts were more significantly affected by hardness, electric conductivity and Ca of the extracting water than Mg contents.