Changes in Myrosinase Activity and Total Glucosinolate Levels in Korean Chinese Cabbages by Salting Conditions

Korean Chinese cabbage (Brassica campestris L. ssp. pekinensis) is one of the major cruciferous vegetables. Cruciferous vegetables contain a series of relatively unique secondary metabolites of amino acids called glucosinolates. Although glucosinolates do not appear to be bioactive, they are hydrolyzed by plant myrosinase when the cells in plants are damaged, and release biologically active compounds such as isothiocyanates, nitriles, and thiocyanates. The objective of this study was to determine the myrosinase activity and total glucosinolate levels of Korean Chinese cabbages by different salting times (0, 12, 18, and 24 h) and salt concentrations (6, 10, 14%). The total water content, salt content, and pH of brined cabbages decreased with increasing salting time. The myrosinase activity as determined by a glucose kit, decreased with increasing salting time and salt content. The total glucosinolates were purified using an anion exchange column and measured by UV-visible spectrophotometer. The fresh Korean Chinese cabbages contained $25.38{\pm}1.45\;{\mu}mol/g$ dry weight of glucosinolates. However, the total glucosinolates of brined cabbages decreased with increasing salting time and salt concentration. After 24 h of salting time, the total glucosinolates of brined cabbages rapidly decreased by $16.12{\pm}11.09$, $11.25{\pm}10.91$, $9.29{\pm}10.73\;{\mu}mol/g$ in 6%, 10%, and 14% salt solution, respectively. Overall, the total glucosinolate levels of Korean Chinese cabbages were found to vary inversely with salting time and salt concentration.

배추 절임조건에 따른 Myrosinase 활성 및 Total Glucosinolates 함량 변화

배추의 절임조건에 따른 수분함량, 염도 및 pH 변화를 측정하였다. 절임에 사용한 소금의 농도가 높고 절임 시간이 증가할수록 배추의 수분 함량은 감소하는 것으로 나타났다. 이는 삼투압에 의하여 조직액의 용출 및 소금의 침투로 나타나는 현상으로 절임배추 특유의 조직 감과 관련이 있는 것으로 판단된다. 염분 농도가 비교적적은 6%에서는 삼투압의 변화가 비교적 적게 일어나 비교적 일정한 염분 농도를 유지하는 반면에, 소금의 농도를 증가시키면 절임과정 중에 배추의 삼투압에 변화가 일어나 배추에서 유출된 수분으로 초기에 사용한 소금의 염도보다 감소하였다. 절임 전 신선한 배추의 pH는 약 알칼리(pH 7.8~8.2)에서 절임시간이 경과할수록 점차로 낮아지는 것으로 나타났다. 이는 절임 과정 중에 배추에 존재하는 유기산이 용출 및 초기 발효에 의해 pH가 감소했을 것으로 판단된다. 절임시간이 경과할수록, 절임에 사용한 소금의 농도가 증가할수록 myrosinase 활성이 점차로 감소하였다. 배추의 절임시간이 길어지고 사용한 소금의 농도가 증가할수록 pH가 감소하는 것은 myrosinase 의 최적 활성을 나타내는 pH 범위를 벗어나게 되어 효소활성이 급격히 감소하는 것으로 판단된다. 절임에 사용한 소금의 농도와 절임시간이 증가함에 따라 total glucosinolates의 함량도 더 많이 감소함을 확인하였다. 이는 배추와 소금물이 접촉하면서 배추의 세포막이 파괴되고 세포 내에 있는 myrosinase의 작용에 의해 glucosinolates가 가수분해 되어 다양한 분해산물을 형성하는 것으로 판단된다. 이러한 변화는 절임공정에서 물리적 절단, 삼투압 현상으로 인한 조직의 손상, pH 변화 등에 의하여 glucosinolates가 가수분해 과정을 거쳐 분해산물을 생산하는 것으로 판단된다.