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ISSN : 0252-9777(Print)
ISSN : 2287-8432(Online)
The Korean Journal of Crop Science Vol.62 No.3 pp.249-258
DOI : https://doi.org/10.7740/kjcs.2017.62.3.249

Environmental Evaluation of the Productivity and Functional Fructo-oligosaccharides of Yacon Cultivated in Various Regions of Korea

Su Jeong Kim1, Hwang Bae Sohn1, Su Young Hong1, Jung Hwan Nam1, Dong Chil Chang1, Ki Deog Kim1, Jong Taek Suh1, Bon Cheol Koo1, Yul Ho Kim1
1Highland Agriculture Research Institute, NICS, RDA, Pyeongchang 25342, Korea

* These authors contributed equally to this work.

Corresponding author: Yul Ho Kim; +82-33-330-1840; (kimyuh77@korea.kr)
May 8, 2017 May 29, 2017 June 8, 2017

Abstract

The purpose of this study was to investigate the effects of envrionmental factors on the ecological responses, yield, and quality properties and physicochemical characteristics of yacon cultivated in various regions of Korea. Experiments were carried out in eight regions from 2010 to 2013. The temperature range in Jinbu, Bonghwa, Cheolwon, and Gangneung during the growth period of yacon cultivation was 17.5-24.6°C. The total yield and marketable yield of tuberous root in Jinbu were 4,065 and 3,196 kg/10a, respectively. The sugar content of yacon tuberous roots comprised 0.11-0.20% fructose, 0.11-0.37% glucose, 0.39-0.68% sucrose, 0.07-0.37% reducing sugar, and 7.03-9.62% fructo-oligosaccharides. The content of fructo-oligosaccharides, which is a functional substance, was the highest in yacon cultivated in Jinbu. Based on the productivity and functional fructo-oligosaccharides, the optimum areas to cultivate yacon are Jinbu and Bonghwa, which are located in the middle-highland zone (500-560 m) and have a suitable growth temperature of 18-25°C. The results of the present study indicate that temperature could be the factor with the greatest influence on the root growth of yacon.


우리나라 재배지역별 야콘 생산성 및 기능성 프락토올리고당 평가

김 수정1, 손 황배1, 홍 수영1, 남 정환1, 장 동칠1, 김 기덕1, 서 종택1, 구 본철1, 김 율호1
1농촌진흥청 국립식량과학원 고령지농업연구소

초록


    © The Korean Society of Crop Science. All rights reserved.

    This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

    야콘(Smallanthus sonchifolius [Poepp. & Endl.] H. Robinson) 은 국화과에 속하며 Robinson (1978)Wells (1967)에 의해 Smallanthus속으로 재분류되었고(Hermann & Heller, 1997), 안데스 산맥 해발 2,000 m 고산지대가 원산지로 잉카제국 (1438~1533) 시대부터 재배되어 왔다(Brako & Zarucchi, 1993). 우리나라에는 1985년 다끼 종묘회사를 거쳐 도입되 어, 1986년과 1987년 농촌진흥청 시험연구를 통해 강원, 충북 및 경북의 농가에 보급되었다. 야콘의 재배면적과 재 배농가 수는 1999년 8 ha, 10여 농가에서 2009년에는 166 ha, 447농가로 각각 20배, 45배로 급속히 증가하고 있으며, 최근 면적 200 ha, 500여 농가로 추정되고 있다(Kim et al., 2011; Kim et al., 2012).

    최근 서구식 비만, 당뇨, 고혈압 등과 같은 생활습관병이 국민건강에 주요 문제로 인식됨에 따라 건강 기능성작물에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 야콘은 기능성 물질인 프락토올리고당의 항비만(Kim et al., 2010), 항당뇨(Aybar et al., 2001) 효능이 알려지면서 전세계적으로 야콘을 활용 한 기능성 식품 개발이 활발히 이루어지고 있다(RDA, 2002; Kim et al., 2013a). 프락토올리고당은 글루코스 1개에 프 럭토스가 2~10개 정도 결합한 비소화성 당으로서(Pedreschi et al., 2003), 저칼로리, 비피더스균 증식, 장내세균 개선, 변비 개선 효과, 장내 부패물질 감소, 면역력 강화, 충치 원 인균(Streptococcus mutants) 억제효과 등의 생리적인 기능 성도 갖추고 있다(Asami, 1989; Kim et al., 2013b).

    지금까지 남미 페루와 볼리비아를 중심으로 야콘의 유전 자원 평가 및 재배방법에 관한 연구가 수행되었으며(NRC, 1989; Seminario et al., 2002; INE, 2016), 체코, 독일, 이탈 리아, 러시아 및 스페인 등 유럽에서 야콘의 잎과 덩이뿌리 의 생산성 평가가 이루어졌다(Bredemann, 1948; Fernández et al., 1997; Grau & Rea, 1997; Graefe, 2002; Havrland & Kapila, 2002). 또한, 일본에서 야콘 생산성 향상을 위한 재 배 및 품종육성, 영양성분 등 체계적인 연구가 수행되고 있 다(Fujino et al., 2008; Tsukihashi et al., 1989; Tsukihashi & Nakanishi, 2004).

    이처럼 야콘은 남미 안데스의 아열대로부터 온대지방까 지 재배가 가능한 광지역 적응성 작물로서 많은 연구가 전 세계적으로 진행되고 있으나 우리나라에서 적응성 평가가 이루어지지 않아 재배지역별 생산성 및 기능성 성분 분석 에 대한 정확한 정보가 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구 에서는 야콘의 지역별 생산성과 기능성 물질인 프락토올리 고당의 함량 변화를 바탕으로 적응성 검토 및 안정적 재배 지대를 설정하고자 수행하였다.

    재료 및 방법

    실험재료

    본 연구는 주요 재배지역별 야콘의 생산성 및 생리적 특 성을 평가하고자 2010년부터 2013년까지 8개 지역에서 수 행하였다. 묘의 균일성을 유지하고자 야콘 관아(crown bud)를 유리온실내에서 3월 상순(3월 1~10일)에 파종하고 온도를 20~25°C로 유지하면서 30일 동안 싹을 틔웠다. 어 린 순 2-3매가 되었을 때 삽수를 채취해 50공 플러그트레 이에 20~30일간 20~25°C 조건에서 육묘하였다. 야콘 시험 포장을 준비하기 위해 4월 중·하순(4월 15~25일)에 시험포 장에 유박(흙사골드 1.5 ton/10a)을 살포한 후 심경하였고, 추비는 하지 않았다. 5월 상순(5월 2~10일)에 두둑을 30 cm로 높게 하고 간격을 100 cm로 조성한 다음 잡초방지를 위해 흑색멀칭한 후, 5월 상·중순경(5월 7일~16일)에 각각 의 포장에 정식하였다. 각 시험구의 재식밀도는 100 x 50 cm (기준 2,000주/10a)로 8개 지역에 심었다. 수확은 정식 후 160±9일로 10월 상·하순경(10월 8~30일)에 하였고, 일 부 지역은 첫서리를 맞아 2~3일내 수확하였다. 나머지 재 배법은 농촌진흥청 야콘 표준재배 양식에 준하였다(RDA, 2012).

    재배지역의 해발고도 및 위도

    시험재배 장소로 야콘이 주로 재배되는 지역을 대상으로 농가포장 또는 연구소 시험포장을 이용하였다(Fig. 1). 재 배지역은 해발고도가 높은 순부터 낮은 순으로 대관령(강 원도 평창군 대관령면 횡계3리, 북위 37°68’, 동경 128°73’, 해발고도 800 m), 진부(강원도 평창군 진부면 송정리, 북위 37°61’, 동경 128°55’, 560 m), 봉화(강원도 봉화군 춘양면 서벽4리, 북위 37°01’, 동경 128°84’, 500 m), 철원(철원군 동송읍 이평리, 북위 38°20’, 동경 127°21’, 220 m), 순천 (전라남도 순천시 승주읍 구강리, 북위 35°04’, 동경 127°38’, 180 m), 옥천(충청북도 옥천군 이원면 장찬리, 북위 36°25’, 동경 127°60’, 130 m), 여주(경기도 여주군 산북면 상품리, 북위 37°40’, 동경 127°44’, 100 m) 및 강릉(강원도 강릉시 두산동, 북위 37°76’, 동경 128°93’, 20 m) 등 모두 8곳이 었다.

    토양분석

    토양의 물리화학성을 농촌진흥청 표준분석법에 준하여 분석하였다(NAAS, 2000). 각 시험구별로 토양을 채취하여 그늘에서 말린 후 2 mm 체로 쳐서 이물질을 제거한 후 분 석에 이용하였다. 토양 pH, EC는 시료와 증류수의 비율을 1:5 (w/v)로 60분 진탕하여 여과(No. 2, Whatman International, Maidstone, UK)한 후 pH 측정기(pH meter Orion 3-STAR, Thermo scientific, Waltham, MA, USA)와 전기전도도(conductivity meter Orion 3-STAR, Thermo scientific, Waltham, MA, USA)를 이용하여 측정하였고, 유기물함량은 Tyurin법, 전질소함량은 Kjeldahl (Gerhardt analytical systems, C. Gerhardt GmbH & Co. KG, Königswinter, Germany) 증류 법으로 분석하였다. 유효인산은 Lancaster법으로 Spectrophotometer (GBC Cintra 202, Sydney, Australia)로 720nm 에서 비색측정하였다. 치환성양이온은 1 M ammonium acetate 법으로 추출 후 ICP-AES (GBC Integra XL, Sydney, Australia) 를 이용하여 정량하였다. 토성은 비중계를 이용한 Hydrometer 법으로 분석하였다(Table 1).

    기상환경

    기상자료 수집을 위하여 시험포장이 위치하고 있는 가까 운 기상청의 자료를 이용하였는데 종관기상관측장비(Automated Synoptic Observing System, ASOS)와 자동기상관측장비(Automatic weather system, AWS)을 모두 활용하였다. 지역별로 대관령(대관령 ASOS자료), 진부(진부 AWS 자료), 봉화(봉 화 ASOS 자료), 순천(순천 ASOS 자료), 옥천(대전 ASOS 자료), 여주(여주 AWS 자료), 철원(봉화 ASOS 자료) 및 강릉(강릉 ASOS 자료) 모두 8곳을 대상으로 하였다. 평년 값 자료를 이용하기 위해 기상청 소속 8개소의 기상대 및 관측소에서 1971년부터 2000년까지 30년 동안 관측된 평 년값 기상자료를 국가기후데이터센터(NCDSS, 2016)에서 다운받아 활용하였다. 또한, 야콘 재배기간(5~10월)의 기상 자료를 활용하기 위해 기상청으로부터 8지역의 2010년부 터 2013년까지 4년치 데이터를 수집하였다(KMA, 2014). 본 연구에 활용한 기상요소는 평균온도, 최고온도, 최저온 도, 최고온도, 일조시수, 강수량, 서리일자 및 강수량 등 8 가지를 바탕으로 최고온도와 최저온도차, 서리시기, 무상일 수, 누적일조시간, 누적강수량을 엑셀로 계산하여 분석하였 다(Table 2).

    생산성 및 품질

    농업과학기술 연구조사 분석기준(RDA, 2012)에 따라 야 콘의 지대별 생산성 및 품질을 비교 분석하였다. 생산성과 관련 형질인 초장, 줄기수, 엽수, 잎줄기생체중, 뿌리생체중, 총수량, 상품수량, 관아수량을 2010년부터 2014년까지 4년 동안 평가하였다. 총수량(kg/10a)은 지하부 괴근의 전체 개 수와 무게를 조사하였고, 상품수량은 101 g 이상으로 병해 가 없는 신선한 덩이뿌리 개수와 무게를 조사하였으며, 관 아수량은 번식기관인 관아를 뿌리에서 따로 채취하여 개수 와 무게를 측정하였다.

    유리당 및 프락토올리고당 분석

    유리당과 프락토올리고당 분석은 식품공전(KFDA, 2005) 방법에 따라 실시하였다. 신선한 야콘 덩이뿌리 10 g을 코 닝튜브에 담고, 80% 에탄올 50 mL를 첨가하여 호모게나이 저(Ultra-Turrax T25 Basic Homogenizer, IKA Co., Staufen, Germany)로 9,500 rpm으로 마쇄하여, 50 mL로 정용하였 다. 여과지(No. 2, Whatman International, Maidstone, UK) 를 이용해 추출물을 여과한 후 다시 HPLC 분석을 위해 멤 프레인 필터(0.45 μm, Milipore, Bedford, MA, USA)를 이 용하여 여과한 후 유리당과 프락토올리고당의 분석에 사용 하였다. 유리당 표준물질로 프럭토스, 글루코스, 수크로스 를 사용하여 0.5, 1.0, 2.0% 농도로 만들었다. 프락토올리고 당의 표준물질(Fructo-oligosaccharides set, Wako, Osaka, Japan)로 케스토즈(1-kestose=GF2), 니스토즈(nystose=GF3), 프락토푸란노실니스토즈(1F-fructofuranosylnystose=GF4)를 각각 0.5, 1.0, 2.0%로 조제하였다. 액체크로마토그래피(Waters 2695 HPLC, Waters Co., Milford, MA, USA)을 이용해 굴 절률 검출기(Waters 2414 Refractive Index Detector, Waters, Milford, MA, USA)로 분석하였다. 컬럼(Carbohydrate LC-NH2 Φ4.6x250 mm 5 μm, Supercosil, Bellefonte, PA, USA) 온 도를 30°C로 유지하였고, 이동상으로 아세토니트릴:증류수 (acetonitrile:water = 70:30, v/v)을 사용하여, 유속을 1.0 mL/min 로 하였다.

    환원당 분석은 DNS (3,5-Dinitrosalicylic acid) 법을 이용 하여 정량하였다(Choi et al., 2008). 시료는 프락토올리고당 분석을 위해 멤브레인 필터(0.45 μm, Milipore, Bedford, MA, USA)로 2차 여과한 추출시료를 사용하였다. 추출시 료 1 ml와 DNS 시약 1 ml을 두껑(cap)이 있는 유리 시험 관에 넣고 Waterbath 95°C에서 10분 동안 중탕시켜 아이스 에서 냉각시킨 다음 증류수 3 ml을 넣어 550nm에서 분광 광도계(UV/Vis spectrometer Lamda 25, Perkin Elmer, Shelton, CT, USA)로 측정하였다. 표준용액은 글루코스를 사용하여 0.05, 0.10, 0.20% 농도로 하였다. 각 시험 항목에 대한 시료의 분석은 생체중으로 표기하였다.

    통계분석

    모든 분석결과는 4반복으로 수행된 평균값이며, 각 분석결 과에 대한 통계분석은 SAS package 9.1 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하였고, Duncan의 다중검정으로 유의성을 검정하였다.

    결과 및 고찰

    토양 특성

    야콘 주요재배지역의 토양을 분석한 결과는 다음과 같다 (Table 1). 토양 pH 범위는 5.3~6.9로써 약산성 토양이었 다. 뿌리작물인 고구마의 경우 토양산도에 대한 적응성이 커 pH 4.2~8.3 범위에서는 생육 및 수량에 큰 차이가 없다 고 하였으나, 야콘의 경우 6.0~6.5의 토양이 적당하고 하였 다(Park et al., 1999; Kim et al., 2011). 이러한 보고를 고 려할 때 8개 지역은 모두 약산성 토양이었고, pH 5~6 범위 에서 생육의 차이를 보이지 않았다. 전기전도도(EC, dS/m) 는 0.3 (옥천)~0.9 (봉화)의 범위를 나타내어 전반적으로 염 류집적이 거의 없는 토양으로 조사되었다. 야콘 재배시 적 정 유기물 함량은 25~35 g/kg이며, 수량증대와 품질 향상 에 꼭 필요하다고 하였다(Kim et al., 2011). 8개 지역 유기 물 함량(O.M.)은 12.6~50.8 g/kg의 범위를 보였으며 순천 (34.8), 여주(25.9)는 적정 유기물 함량을 보였으나, 봉화를 제외한 다른 지역에서는 유기물 함량이 낮았다.

    총 질소 함량(%)은 0.5 (대관령)~1.4 (순천) 범위를 나타 내었다. 인산 함량(mg/kg)은 123.0 (대관령)~718.6 (봉화) 으로 야콘 재배시 추천 함량인 300~500 mg/kg보다 넓은 범위를 보였다. 양이온의 경우 봉화에서 칼슘, 칼륨, 및 나 트륨이 많았고, 마그네슘 함량은 철원이 많았다. 양이온 (cmol/kg)의 경우 칼슘은 0.1~6.6, 칼륨은 0.2~1.8, 마그네 슘은 0.5~3.6, 나트륨은 0.04~0.13의 범위를 나타냈다.

    야콘은 여러 토양에서 재배가 가능하지만 비옥하고 배수 가 잘 되는 토양이 더 적합하다고 하였다(Grau & Rea, 1997). 8개 지역의 토성을 분석한 결과, 대관령, 철원, 옥천지역은 양토(loam)였으며, 진부는 양질사토(loamy sand), 봉화, 순 천은 미질양토(silt loam), 여주, 강릉 지역은 사양토(sand loam)의 토성을 나타내었다.

    기상 환경

    야콘 주요재배지역의 기상환경을 분석한 결과는 다음과 같다(Table 2). 야콘 재배기간(5~10월) 중 평균기온은 철원 (19.6°C), 순천(21.1°C), 옥천(21.8°C), 여주 (20.6°C), 강릉 (20.4°C) 등 해발고도 20~200 m 지역이 해발고도 500~800 m인 대관령(16.0°C), 진부(17.3°C), 봉화(18.5°C)보다 3~4°C 높았다. 재배기간 중 평균온도 범위는 대관령 8.8~21.4°C, 진부 8.8~21.4°C, 봉화 10.7~23.9°C, 철원 11.8~24.8°C, 순 천 14.1~26.2°C, 옥천 14.4~27.0°C, 여주 12.4~25.9°C, 강 릉 14.8~25.7°C로 지역별 차이를 보였다.

    야콘의 생육은 덩이뿌리 형성기, 덩이뿌리 증가기, 덩이 뿌리 최성기 등 3단계로 구분된다. 야콘은 생육환경 특히 지대나 기상조건이 수량과 품질에 미치는 영향이 커서 정 식부터 수확까지의 온도가 중요하다고 하였다(Cho & Heo, 1996; Hur et al., 2007). 덩이뿌리 형성기인 8월의 평균온 도를 보면, 대관령, 진부, 봉화, 철원 4지역은 21.4~24.8°C 범위를 보여 괴근 형성에 적합한 환경이었으나 순천, 옥천, 여주, 강릉 지역의 경우 25.7~27.0°C로 적정온도보다 높아 괴근형성에 불리하였다(Fig. 2).

    덩이뿌리 증가기 및 최성기인 9~10월의 최고온도는 진 부, 봉화, 철원, 강릉 지역은 17.5~24.6°C를 나타내어 야콘 의 적정온도(18~25°C) 범위를 보여 덩이뿌리 무게 증가에 유리하였으나, 대관령은 15.0~20.0°C로 적정온도보다 낮았 고, 순천, 옥천, 여주는 20.0~27.1°C로 적정온도보다 높아 덩이뿌리 무게 증가에 불리한 기상환경이었다.

    야콘 재배 지역의 늦서리, 첫서리, 무상일수에 관한 분석 결과는 다음과 같다(Table 2). 4년간 평균 늦서리 기간은 4 월 6일~5월 6일이었으며, 4년간 평균 첫서리는 대관령이 9 월 29일로 가장 빨랐고, 강릉이 10월 30일로 가장 늦었다. 평년 첫서리기간은 대관령 10월 10일, 강릉이 12월 1일로 평년보다 빨랐다. 이러한 관측값은 우리나라 주요 야콘 재 배지역이 정식기인 4~5월과 수확기인 10~11월에 서리피해 를 받을 수 있는 기상환경임을 보여준다. 따라서, 서리 피 해를 줄일 수 있는 재배연구가 필요할 것으로 생각된다.

    4년 재배기간 동안 일조시간을 분석한 결과(Table 2), 봉 화지역은 923시간으로 가장 적었고, 옥천지역이 1,148시간 으로 가장 많았으며, 평년 1,182시간이었다.

    야콘재배지의 재배기간 동안 강수량은 987~1,453 mm로 나타났다(Table 2). 재배기간동안 누적 강수량은 지역마다 차이를 보였는데 8개 지역 평균이 1,107 mm이었으며, 강 릉이 850 mm로 재배기간 중 비가 가장 적게 내렸고, 여주 지역인 1,453 mm로 8지역 평균보다 1.3배 이상 강수량이 많았다. 야콘의 원산지인 남미 페루와 볼리비아 지역은 야 콘이 생육하는 기간 동안 강우와 안개가 자주 있고 나머지 2~4개월은 상대적으로 상당히 건조하고 선선한 온도를 나 타내었다(Franco & Rodriguez, 1997; Seminario et al., 2002). 이러한 건조하고 쌀쌀한 온도는 야콘의 생육에 중요 한 역할을 하며, 특히 덩이뿌리를 비대하는 데 유리한 조건 을 만들어 준다고 하였다({ label needed for ref[@id='R17'] }). 또한, 우기는 우리나 라의 여름철 기후조건과 유사한데, 일조량이 풍부하고 자 외선이 강한 조건이며 오후 또는 저녁 무렵에 한 차례 비가 와서 작물 재배에 유리하다고 하였다(CIP, 2016). 그러나, 생육기간 중에 강수량이 많으면 토양통기성이 나빠져 덩이 뿌리의 비대감소를 유발, 뿌리작물의 수량이 낮아진다고 하였다(Jeong, 2003). 본 연구에서도 8개 지역 중 강수량이 다른 지역에 비해 많았던 여주지역에서 야콘의 생육이 부 진하고 수량이 낮았다.

    생육 특성

    야콘 재배지역의 생장특성은 Table 3에 나타내었다. 초 장은 진부, 봉화 및 강릉 등 3개 지역이 146 cm로 가장 컸 고, 대관령이 88 cm로 가장 작았으며 지역간 통계적 유의 성이 있는 것으로 분석되었다. 줄기수, 잎수, 지상부중 및 지하부중은 지역별 차이를 보였으나 연차간 변이가 심해 통계적으로 유의하지는 않았다.

    재배지역별로 야콘의 생산성을 검토한 결과는 다음과 같 다(Table 4). 야콘의 총수량은 1,648~4,065 kg/10a의 범위 였으며, 진부에서 가장 높았고, 그 다음으로 봉화, 철원 순 이었다. 이는 앞의 기상환경에서도 언급하였듯이 야콘 덩 이뿌리 비대기에 온도가 높지 않아 비대에 적절한 온도 조 건이 유지되었기 때문이다. 상품수량은 1,233~3,196 kg/10a 의 범위였으며 진부지역이 상품수량 비율이 높았고 옥천과 여주지역이 낮았다. 특히 이 두 지역에서 수량이 낮은 이유 는 덩이뿌리 생장기에 고온으로 덩이뿌리 비대가 충분히 이루어지지 않은 데서 기인한 것으로 분석된다.

    야콘은 해발고도 10~3,500 m의 다양한 고도에서 재배가 가능하나, 일본의 경우 해발고도 500 m의 준고랭지 지역이 재배적지인 것으로 보고하였다(Kim et al., 2017; Tsukihashi, 1999). 우리나라에서도 해발고도 20 m 평지에서부터 고랭 지인 800 m까지 재배가 가능하였으나 해발고도 500~600 m 지역에서 생산성이 높은 것으로 나타났다(Table 4). 이러 한 결과는 평야지에서 야콘을 재배하면 여름 고온기에 고 온장해가 발생하여, 덩이뿌리의 비대가 현저히 저해되어 수확량이 떨어지는 문제점이 있으나 해발고도 500 m 전후 의 준고랭지에서는 고온장해가 경미하여 수확량이 많고 열 근 현상이 적다고 한 보고와 일치하였다(Doo et al., 2001). 여름철 고온장해가 없었던 대관령(800 m) 지역의 수량성이 준고랭지인 진부(560 m), 봉화(500 m) 보다 낮았던 원인은 생육기간 중 온도 영향이 큰 것으로 판단된다.

    유리당 및 프락토올리고당

    야콘 덩이뿌리의 당함량을 분석한 결과, 프럭토스 0.11~ 0.20%, 글루코스 0.11~0.37%, 수크로스 0.39~0.68%, 환원 당 0.07~0.37%, 프락토올리고당 7.03~9.62%이 함유되어 있 는 것으로 분석되었다(Table 5). 야콘의 탄수화물(약 12% 함유) 중 프락토올리고당(7-10%)이 대부분을 차지하였고, 나머지는 유리당인 프럭토스, 글루코스, 수크로즈 등인 것 으로 나타났다. 이와 같은 결과는 야콘에 프럭토스, 글루코 스, 수크로스, 이눌린, 프락토올리고당 등이 함유되어 있으 며(Goto et al., 1995), 프락토올리고당이 약 3~10% 정도라 는 기존의 연구결과(Itaya et al., 2002)와 비슷하였다. 또한, Grau & Rea (1997)은 프럭토스 함량 1.4~2.1%, 글루코스 함량 0.2~0.6%가 야콘의 덩이뿌리에 있다고 보고하였다. 이를 본 연구결과와 비교하였을 때, 프럭토스 함량은 기존 보고보다 훨씬 많고 글루코스 함량은 비슷한 경향이었다.

    야콘의 해발고도별 환경조건에 따른 생산성과 프락토올 리고당의 상관성을 구명하기 위해 피어슨 상관분석을 하였 다(Table 6). 그 결과, 생산성과 프락토올리고당 함량과는 높은 정의 상관관계(0.833)를 보였고, 평균온도와 환원당함 량과는 정의 상관관계(0.807)를 나타내었다. 이러한 결과는 야콘이 생육한 적합한 환경조건에서 생산성이 많아지고, 기능성 물질인 프락토올리고당 함량도 높은 경향이었다.

    지역별 당함량 비교에서 주 성분인 프락토올리고당 함량 (%)은 진부(9.62), 봉화(9.04), 여주(8.75), 강릉(8.50) 순으 로 많았다. 특히 수량성이 가장 높았던 진부, 봉화 두 지역 에서 야콘의 주 기능성 성분인 프락토올리고당 함량이 높 은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 준고랭지 지역이 수량 성이 높을 뿐만 아니라 기능성도 우수하여 야콘 생산의 최 적지임을 의미한다. 이처럼 야콘에 7.03~9.62% 함유되어 있는 프락토올리고당은 기능성 식품 개발에 유용한 재료로 활용이 가능할 것으로 생각한다.

    적 요

    본 연구는 남미 안데스 원산인 야콘을 대상으로 국내 주 요 재배지의 적응성을 평가하고자 2010년부터 2013년까지 4년동안 8 지역을 대상으로 토양환경, 기상환경, 생육 및 수량 특성을 비교하였다. 주요 결과는 아래와 같다.

    • 1. 야콘 주요 재배 8지역의 토양 pH 범위는 5.3~6.9로써 약산성이었고, EC는 0.3~0.9 dS/m의 범위를 나타내어 염류집적이 거의 없는 야콘 생육에 적합한 토성이었 다.

    • 2. 야콘의 덩이뿌리 최성기~증가기(9~10월)의 최고온도 는 진부, 봉화, 철원, 강릉 지역이 17.5~24.6°C를 나타 내어 덩이뿌리 생육에 적정온도 범위를 보였으나, 대 관령의 온도는 15.0~20.0°C로 적정온도(18~25°C)보 다 낮았으며, 순천, 옥천, 여주는 20.0~27.1°C로 적정 온도보다 높았다.

    • 3. 야콘의 생산성을 지역별로 비교하였을 때, 진부지역이 총수량과 상품수량이 각각 4,065, 3,196 kg/10a로 다 른 지역보다 가장 높았으며, 그 다음으로 봉화, 철원 순이었다.

    • 4. 야콘 덩이뿌리의 당함량을 분석한 결과, 프럭토스 0.11~ 0.20%, 글루코스 0.11~0.37%, 수크로스 0.39~0.68%, 환원당 0.07~0.37%, 프락토올리고당이 7.03~9.62%이 함유되어 있었다. 진부지역이 기능성 물질인 프락토올 리고당 함량이 가장 높았다.

    • 5. 야콘의 국내 적응성을 평가한 결과, 생육온도인 18~ 25°C인 준고랭지 지역(500-560 m)인 진부 및 봉화에 서 가장 안정적인 생산성을 나타내어 기상환경이 야 콘의 덩이뿌리 생육에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 구명되었다.

    사 사

    본 연구는 국립식량과학원 고령지농업연구소 “야콘의 생산 성 향상 기술 및 식품 소재화 연구(과제번호: PJ01135401)”사 업의 지원을 받아 수행되었습니다.

    Figure

    KJCS-62-249_F1.gif

    Eight sites of yacon cultivation in Korea. Sites are indicated by black dots with abbreviations indicating the city or county in yellow. DG, Daegwallyeong; JB, Jinbu; BH, Bonghwa; CW, Cheolwon; SC, Sooncheon; OC, Okcheon; YJ, Yeoju; GN, Gangneung.

    KJCS-62-249_F2.gif

    Monthly average, maximum, and minimum temperature data for eight sites of yacon cultivation in Korea.

    Table

    Chemical characteristics of soil from eight sites of yacon cultivation in Korea.

    All data are mean values of 2010 and 2012.
    zmasl, meters above sea level.

    Meteorological mean and normal data for eight sites of yacon cultivation in Korea.

    All data values obtained from nearest National Climate Data Service System (NCDSS). (http://sts.kma.go.kr).
    zRegion (masl), region and meters above sea level (Table 1. Reference).
    y“Mean” represents the 2010 2013 climate average for the cultivation period (May to October), including temperature and precipitation.
    x“Normal” represents the 1971 2000 climate normals for the cultivation period (May to October); these are the Korea Meteorological Administration's latest three-decade averages of climatological variables, including temperature and precipitation. However, in Jinbu, these data have been substitured with the 1991-2000 climate normals and remain available as historical data.
    wDifference between maximum and minimum temperatures.
    vPlanting period represents that in 2010 2013 after the last frost date.
    uHarvesting period represents that in 2010 2013 before the first frost date.

    Mean values of agronomic characteristics of eight sites of yacon cultivation in Korea.

    1)All data represent the average of agricultural production traits investigated from 2010 to 2013.
    zMeans with the same letter in a column are not siginificantly different according to DMRT (5%).
    yThe variables of yacon agricultural trait from eight sight expressed NSnon-significant or *significant at p<0.05.

    Mean values of agricultural production traits from eight sites of yacon cultivation in Korea.

    All data represent the average of agricultural production traits investigated from 2010 to 2013.
    zMeans with the same letter in a column are not significantly different according to DMRT (5%).
    yThe variables of yacon agricultural trait from eight sites expressed NSnon-significant, *significant at p<0.05, or **significant at p<0.01.

    Free sugar, redicigng sugar, and fructo-oligosaccharides content of tuberous root from eight sites of yacon cultivation in Korea.

    All data represent the average of agricultural sugar and fructo-oligosaccharides investigated from 2011 to 2012.
    zMeans with the same letter in a column are not significantly different according to DMRT (5%).
    yThe variables of yacon agricultural trait from eight sites expressed NSnon-significant, *significant at p<0.05, or **significant at p<0.01.

    Pearson’s correlation coefficients for environment, yacon production, and fruto-oligosaccharides factors.

    NSNon significance or significance at p<0.05, p<0.01, or p<0.001, respectively.
    *Non significance or significance at p<0.05, p<0.01, or p<0.001, respectively.
    **Non significance or significance at p<0.05, p<0.01, or p<0.001, respectively.
    ***Non significance or significance at p<0.05, p<0.01, or p<0.001, respectively.

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