재 료

Soyasaponin, I (Bb), II (Bc), III (Bb´) 및 V (Ba)는 대두 methanol 추출물로부터 순수 분리한 것을 이용하였다(Han, 2011). Methanol, acetonitrile 및 초순수 증류수는 J.T. Baker (Mallinckrodt Baker, Inc., NJ, USA)에서, formic acid는 Sigma-Aldrich (St. Louis, Mo. USA)에서 각각 구입하 였다.

콩나물 재배

본 연구에 이용된 콩은 일반용으로 다올콩, 대원콩, 대풍 콩, 천상콩 등 4품종과, 밥밑용으로 청자3호 등 모두 5개 품종으로 모두 2015년도에 재배 생산된 것을 이용하였다. 콩나물 재배는 공시된 품종 50 g을 1시간 수침 한 후 선별 하여 콩나물 재배기(신창 INC: SC-9000A)에 넣고 연속 수 주하며 25°C에서 재배하였고, 매일 수확하여 분석재료로 사용하였다.

Soyasaponin 추출

콩 및 콩나물 시료 2 g을 Tissue Lyser (Retsch GmbH & Co. KG Haan, Germany)를 이용하여 분쇄한 후 70% (v/v) ethanol 10 ml를 가해 초음파기(Branson Ultrasonics Co., CT, USA)로 1시간 추출하였다. 추출액은 nylon syringe filter (25 mm/0.2 μm, Whatman)로 여과한 후 별도의 전처리 과 정 없이 분석에 바로 이용하였다.

HPLC/MS-MS 분석

LC/MS-MS 분석은 Agilent 6410 Triple-Quadrupole 검 출기와 자동시료주입기가 조합된 Agilent 1200 Series (Agilent Co., USA)를 이용하였다. HPLC 분석을 위한 컬럼은 Zorbax Eclipse XDB-C₁₈ (150 mm × 4.6 mm, 1.8 μm, Agilent Co., USA)로 0.3 mL min^-1의 유속으로 시료 3 μL를 주입하였다. 이동상으로 0.1% formic acid (A)와 0.1% acetonitrile (B) 을 linear gradient mode (B: 40~60% in 10 min)로 하였다. Electro Spray Ionization (ESI)의 negative mode로 이온검 출은 MRM (multiple reaction monitoring) mode를 사용하 였다(Fig. 2). Nebulizing gas (N₂)의 온도는 350°C, gas flow 12 mL/min, 그리고 capillary voltage는 4000 V였다. Agilent 의 최적이온화 프로그램에 의해 나타난 콩 saponin 이온의 최적조건은 Table 1과 같다.

Fig. 2

Representative multiple reaction monitoring (MRM) chromatograms of soybean sprout: (A) soyasaponin V (Ba); (B) soyasaponin I (Bb); (C) soyasaponin III (Bb’); (D) soyasaponin II (Bc).

통계분석

모든 시료는 3회 반복하였으며, 수집된 분석자료는 SAS (Statistical Analysis System, 9.4 ver.)를 통하여 분산분석 하였다. 평균간 다중비교를 위해 5% 유의수준(p<0.05)에서 Duncan’s multiple range test를 수행하였다.

Soyasaponin I and II

콩에 함유된 soyasaponin I 및 soyasaponin II의 함량이 발아 과정을 통해 어떻게 변화하는지를 조사하였다. 분석 에 이용된 콩은 장류나 두부용으로 사용되는 대두품종과 밥밑용 콩이다. 콩에 들어 있는 개별 soyasaponin은 물리· 화학적 특성들이 매우 유사하여 기존의 HPLC 만으로는 baseline separation 뿐만 아니라 UV 검출도 용이하지 않아 개별 사포닌의 함량을 분석하는데 어려움의 원인이 되고 있 다. 따라서 콩함유 개별 사포닌 정량을 위해 고감도 HPLCMS/ MS 법을 이용하였다.

수확 후 저장 상태의 공시품종이 함유하고 있는 soyasaponin I의 함량은 종자당 68~200 μg 수준으로 품종에 따라 차이 가 있었다(Table 2~3). Soyasaponin I의 양은 발아를 위한 침종 하루 만에 5~7배 수준으로 급격히 증가하였고, 이 후 발아가 진행되면서 완만한 증가를 보였다. 침종 3일부터 조 사된 배축의 함량에서도 유사한 경향을 확인할 수 있었는데, 품종에 따라 차이는 있었지만 처음 3일차(60~120 μg/seed)보 다 4일차(130~380 μg/seed)에서 약 2~3배 수준으로 함량이 증가해 있었다.

콩에 함유된 soyasaponin II는 품종에 따라 차이가 있었 는데, 함량은soyasaponin I의 절반 수준(24~140 μg/seed)으로 나타났다. 발아 후 soyasaponin II의 함량 변화는 soyasaponin I의 함량변화와 매우 유사하여, 침종 하루 만에 200~318 μg/seed 수준으로 급격히 증가하였다. 발아가 진행되면서 성장한 배축에서도 soyasaponin II를 검출할 수 있었는데 품종에 따라 차이는 있었지만 soyasaponin I에 비해 그 양은 극히 낮은 수준(0.9~10 μg/seed)이었다.

Soyasaponin III and V

콩에 함유된 soyasaponin III과 soyasaponin V의 함량은 soyasaponin I이나 soyasaponin II에 비해 적었다. Soyasaponin III의 경우 종자 당 함유량은 2~30 μg 수준이었고, soyasaponin V는 7~45 μg 수준이었다. Soyasaponin III 역시 침종 후 함 량이 급격히 증가하여 종자 당 12~40 μg 수준까지 늘어났 으며, 새로 자라난 배축에서도 1~8 μg 수준의 함량을 검출 할 수 있었다(Table 3).

Soyasaponin V의 경우는 종자 상태에서는 함량이 낮았 으나, 침종 후 발아가 시작되면서 자라난 배축에서 급격한 함량의 증가를 확인할 수 있었다. 조사된 다른 soyasaponin 의 경우 발아 후 신장한 배축에서 검출된 함량이 비슷하게 증가하는 현상을 보였으나, 떡잎보다는 상대적으로 낮은 비율이었다. 그러나 soyasaponin V의 경우는 발아 5일 차 에서 조사된 결과 떡잎보다 최고 10배 이상 높은 비율을 나 타내었다. 따라서 soyasaponin V는 발아와 더불어 생합성 이 왕성하게 이루어지고 또 대부분이 배축부분으로 이동하 는 것으로 보여진다.

콩의 성분은 발아하여 생장하는 과정 중에 상당한 변화를 보이는 것으로 보고되고 있다(Youn et al., 2011). Soyasaponin 의 경우도 발아과정 중 함량의 변화가 상당하였는데, Guajardo- Flores et al. (2012)의 발아 중 배축에서 soyasaponin B의 함량이 떡잎보다 높은 수준으로 증가했다는 보고와도 일치 한다. 이처럼 콩의 발아 중 saponins 함량이 증가하는 것은 발아 중 이차 대사산물을 합성하고 종자의 구조를 변형시 켜 구조를 약화시키는 효소와 관련이 있으며, 이를 통해 용 매추출이 용이해지는데 그 원인이 있는 것으로 알려져 있 다(Kurosawa et al., 2002; Yoshiki et al., 1998). 우리나라 에서 이루어지는 콩의 소비 형태는 주로 식품으로 가공된 후이기 때문에 기능성 성분으로서의 soyasaponin의 이용효 율을 높이기 위해서는 적절한 가공방법에 대한 고찰이 있 어야 할 것이다.