목차
토마토는 전 세계적으로 과채류 중 가장 많이 소비되는 농작물로, 생식, 조리 (토마토 소스, 수프), 가공 (케첩, 토마토 주스, 페이스트) 등 다양한 방식으로 섭취 가능하며, 조리 시 항암성분 라이코펜의 흡수율이 오히려 증가하는 것으로 알려져 있다. 이처럼 토마토는 영양학적으로 우수하고 다양한 질병 예방에 도움을 주기 때문에, 세계적으로 ‘10대 건강식품’에 포함될 만큼 주목받는 대표적인 다이어트 건강식품이다. 칼로리가 낮으면서도 비타민, 미네랄, 섬유질이 풍부하여 체중 관리와 대사 건강에 이상적이어서 현대인의 식단에서 필수적인 식품이다.
이처럼 엄청난 소비를 자랑하고 중요도가 높은 토마토에 대해 사람들은 기존보다 친환경적이면서 건강기능성이 강화된 농산물을 원한다. 토마토 재배에 사용된 품종, 균주의 종류, 조합 방식, 적용 방법, 환경 조건 등에 따라 생산성, 병저항성, 기능성이 달라질 수 있으므로, 특히 영양ㆍ기능성분 등 품질적인 측면에서 다양한 미생물 제제가 토마토 재배에 어떻게 긍정적인 영향을 미치는지 살펴보자.
01
of 07배경
① 토마토 재배에 있어 미생물 처리는 작물의 병예방과 생산성을 향상시키는 등 지속 가능한 농업을 실현하고 고품질 농산물 생산에 기여할 수 있는 중요한 농업기술 중 하나로 주목받고 있음
② 재배 시 미생물의 기능적 역할
- 생육 촉진 : 식물생장촉진근권미생물(PGPR)은 식물 뿌리 주변에서 서식하며 질소 고정, 인산 가용화, 호르몬 분비 등을 통해 작물의 생장을 유도함
- 병저항성 강화 : Pseudomonas, Bacillus와 같은 특정 병원균 길항 미생물은 항생물질 생성 및 병원균 억제 작용을 통해 병 저항성을 높임
- 토양 건강 개선 : 토양 내 유익 미생물 다양성을 높이고 유기물 분해를 촉진
③ 미생물 처리에 따른 영양‧기능성분 변화
미생물 처리는 광합성 효율을 높이고 탄수화물 대사를 촉진하여 토마토의 당 함량과 유기산 농도를 증가시켰다는 일부 연구 결과가 있으나, 건강에 도움을 주는 라이코펜, 페놀화합물 등 항산화 기능성분 변화 연구는 미비한 실정임
④ 미래 환경 위기에 대한 농업적 필요성
- 과도한 화학비료와 농약 사용으로 인해 환경오염과 토양 비옥도 저하 문제가 대두되고 있으며, 미생물 처리는 화학비료와 농약의 의존도를 낮추는 등 이를 보완할 수 있는 친환경 대안으로 평가받고 있음
- 미생물은 가뭄, 염 스트레스, 고온 등 기후변화로 인한 비생물적 스트레스에 대응할 수 있는 기후 변화 대응 수단 중 하나로 중요하게 인식됨
⑤ 국민의 건강지향적 농산 식품 소비 추구
- 식품의 기능성분에 대한 관심은 단순한 건강 유지에서 나아가 질병 예방, 삶의 질 향상, 그리고 지속 가능한 소비로까지 확장되고 있음
- 특히 소비자는 자연 친화적 식품을 선호하는 경향이 있으며, 이에 따라 친환경적으로 재배된 농산물이나 식품에 함유된 영양‧기능성분에 대한 정보 제공은 매우 필요한 실정임
⑥ 토마토의 기능성분은 품종, 재배 환경, 숙기, 수확 후 관리 등의 외부 환경요인에 따라서 함량과 활성에 차이가 있으며, 기존의 국내 연구에서는 가공 또는 재배조건 등 환경요인에 의한 토마토의 카로티노이드 등 주요 생리활성물질의 변이 양상과 관련하여 일부 수행하였으나, 마이크로바이옴 등 미생물 관련 환경요인과의 상호연관성 연구는 거의 미비한 실정임
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of 07영농정보 개요
1. 토마토의 품종, 지역, 미생물 처리에 따른 완숙과
① 품종 : 데프니스, 핑크스타
② 재배지역 (핑크스타) : 부여과채연구소, 고산친환경실증농가
③ 미생물 조합 : 대조군 (관행), A+B, A+B+C
※ (A) Paraburkholderia sp. FT54 균주, (B) Variovorax sp. PMC12 균주, (C) Leifsonia sp. T36S-04 균주
2. 토마토의 영양ㆍ기능성분 분석 항목
① 영양성분 : 유기산 5종, 아미노산 15종, 지방산 2종
② 기능성분 : 카로티노이드 8종
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of 07연구결과
1. 미생물 조합 처리에 따른 영양성분 22종의 조성 및 함량 정보 (mg/100g 건조중량)
① 미생물을 처리하였을 때, 유기산의 경우, 산미를 나타내는 구연산 (Citric acid)은 데프니스 품종에서 증가하는 경향을 보였으며, 특히 A+B+C 조합 처리구에서 대조군 대비 약 28% 증가함
② 구연산과 함께 단맛과 신맛을 조화롭게 만드는 사과산 (Malic acid), 풍미 개선과 관련된 인산 (Phosphoric acid)의 경우, A+B+C 조합에서 데프니스 품종은 감소하는 반면, 핑크스타 (부여) 품종은 증가함
③ 특히 핑크스타 (부여)의 사과산은 대조군 대비 A+B+C 조합에서 약 2배 증가
④ 감칠맛의 주요성분으로 글루탐산 (Glutamic acid)은 글루타민 (Glutmine)과 함께 미생물 처리구에서 데프니스 및 핑크스타 (고산) 모두 증가하는 경향을 나타냄
⑤ 아미노산 총 함량은 미생물 처리구에서 데프니스 및 핑크스타 (고산) 모두 증가하였고, 특히 데프니스의 A+B+C 조합은 대조군 대비 약 45% 증가함
2. 미생물 조합 처리에 따른 카로티노이드 8종의 조성 및 함량 정보 (ug/g 건조중량)
① 카로티노이드 성분 중 라이코펜 (Lycopene) 함량의 경우 품종에 따라 데프니스 보다는 핑크스타에서 미생물 조합 처리군의 뚜렷한 증가 경향을 나타냄
② 핑크스타는 부여지역보다는 고산지역에서 미생물 조합 처리군의 증가 경향이 뚜렷함
③ 데프니스는 A+B+C 조합에서 최대 75.8%까지 라이코펜 함량이 증가함
④ 핑크스타의 부여지역은 A+B 조합에서 최대 63.7%까지, 고산지역은 A+B+C 조합에서 최대 42.7%까지 라이코펜 함량이 증가함
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of 07파급효과
1. (농업) 미생물 컨소시엄을 이용한 고품질 농산물 생산용 친환경 농자재 개발
① 토마토의 라이코펜, 아미노산 등 생리활성물질 향상을 통한 우수 영농 활용기술 생산
② 성분 함량 증진에 따른 건강기능성 향상 홍보로 친환경 재배농가 현장 컨설팅
2. (경제산업) 기능성분 등 작물의 고품질화로 농가소득 증대 및 안전한 먹거리 제공
① 수요자 맞춤형 미생물 컨소시엄 개발을 통해 작물 생산성, 병저항성, 기능성분 함량 증진
② 타 국내 농산물에도 미생물 컨소시엄 영농기술을 적용하여 관련 산업으로 확장 가능
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of 07관련 참고 영농기술정보 목록
1. 영농활용기술 DB를 검색하여 관련 기술의 연관성 차별성 제시
① 호박, 고추 등 잘 알려진 카로티노이드 고함유 자원을 대상으로 카로틴 함량 정보를 제공한 영농기술정보는 있으나, 토마토 기능성분과 관련된 개별 유도체에 대한 상세한 조성 및 함량 정보를 제공하지 않음
② 토마토, 수박을 대상으로 품종ㆍ재배방법에 따른 항산화성분 정보를 제공한 영농기술정보는 있으나, 미생물 처리에 따른 영양ㆍ기능성분과 관련된 정보는 없음
2. 참고 영농기술 및 영농정보
| 활용분야 | 영농활용기술명 | 개발연도 개발자 |
|---|---|---|
| 채소 | 토마토 항산화 물질향상 기술에 적합한 적정 차광정도 | 2021 남춘우 |
| 채소 | 수박 접목재배시 대목 종류에 따른 과실 내 라이코펜, 시트룰린 함량 정보 | 2020 장윤아 |
| 농산물가공이용 | 흑미 품종 및 발아 기간에 따른 GABA 및 유리 아미노산 정보제공 | 2021 박신영 |
| 농산물가공이용 | 국내산 채소류의 카로틴 함량 정보 제공 | 2009 조수묵 |
| 채소 | 베타카로틴 고함유 호박 유전자원 정보제공 | 2023 황애진 |
| 채소 | 베타카로틴 고함유 고추 유전자원 정보제공 | 2023 오현석 |
| 축산자원개발 | 농산부산물을 활용한 루테인, 라이코펜 성분강화 계란 생산 사료제조법 | 2013 장인석 |
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of 07토마토에 함유된 주요 영영ㆍ기능성분의 기능은?
① 토마토 대표 기능성분으로 잘 알려진 라이코펜 (Lycopene)은 천연 지용성 색소에 해당하는 카로티노이드 중 하나로, 주로 토마토, 수박과 같은 붉은 색의 과일과 채소에서 발견됩니다. 라이코펜은 강력한 항산화 작용을 통해 심혈관질환 개선, 암 예방, 눈 건강, 피부 노화 개선, 면역 체계 강화 등 다양한 건강증진에 긍정적인 영향을 미치는 성분으로 잘 알려져 있습니다.
② 구연산 (Citric acid)은 토마토의 주요 산미 성분으로서 에너지 대사 조절, 칼슘 흡수 개선 등 자연적으로 안전하면서도 다재다능한 유기산으로, 맛, 안정성, 기능성, 그리고 건강상의 이점을 동시에 제공합니다.
③ 사과산 (Malic acid)은 주로 사과와 포도에서 발견되는 유기산으로 구연산과 함께 단맛과 신맛을 조화롭게 만들어 식품의 맛을 최적화하며, 에너지 기초 대사에 관여하고, 소화 촉진, 항산화 효과 등의 기능성을 나타냅니다.
④ 인산 (Phosphoric acid)은 토마토에서 구연산 다음으로 많이 함유된 유기산으로 체내에서 인산염 형태로 사용되어 뼈 건강과 에너지 대사에 필요한 인 성분을 보충해주는 기능을 나타냅니다.
⑤ 글루탐산 (Glutamic acid)은 단백질을 구성하는 20개의 필수 아미노산 중 하나로, 글루타민으로 전환되어 신체의 질소 대사와 면역 기능을 지원하고, 흥분성 신경전달물질로 작용하여 뇌와 신경계의 신호 전달에 중요한 역할을 하는 등 인체 내에서 다양한 생리적 기능을 수행하고 있습니다.
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of 07토마토 재배 시 미생물 제제 처리에 의한 성분 증진 효과는?
① 미생물을 처리하였을 때, 산미를 나타내는 구연산 (Citric acid)은 데프니스 품종에서 증가하는 경향을 보였으며, 특히 A+B+C 조합에서 관행재배 대비 약 28% 증가하는 것으로 확인되었다.
② 사과산 (Malic acid)과 인산 (Phosphoric acid)의 경우, A+B+C 조합에서 데프니스 품종은 감소하는 반면, 핑크스타 (부여) 품종은 증가하였고, 특히 핑크스타 (부여)의 사과산은 관행재배 대비 약 2배 증가하는 것을 알 수 있었다.
③ 감칠맛의 주요성분으로 알려진 글루탐산 (Glutamic acid)은 글루타민 (Glutmine)과 함께 데프니스 및 핑크스타 (고산)의 모든 미생물 조합에서 증가하는 경향을 나타내었다.
④ 아미노산 총 함량은 데프니스 및 핑크스타 (고산)의 모든 조합에서 증가하였고, 특히 데프니스의 A+B+C 조합은 관행재배 대비 약 45% 증가하였음을 확인할 수 있다.
⑤ 카로티노이드 성분 중 라이코펜 (Lycopene) 함량의 경우 데프니스 보다는 핑크스타에서 미생물 조합에 의한 뚜렷한 증가 경향을 보였고, 핑크스타는 부여지역보다는 고산지역에서 증가 경향이 뚜렷하게 나타남을 알 수 있다.
⑥ 데프니스는 A+B+C 조합에서 최대 75.8%까지 라이코펜 함량이 증가하였고, 핑크스타의 부여지역은 A+B 조합에서 최대 63.7%까지, 고산지역은 A+B+C 조합에서 최대 42.7%까지 라이코펜 함량이 눈에 띄게 증가하였음을 확인할 수 있다.
