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문제 정의
- 본 연구에서는 홍삼의 유효 성분이 두부로 그대로 이행된 기능성 건강두부로서의 가치와 상품화시킬 수 있는 가능성을 확인하고자 홍삼분말이 첨가된 두부의 이화학적 특성, 관능검사 및 항산화 활성을 분석하였다.
- 본 연구의 총 균수 측정 결과는 두부 현탁액의 pH 측정 결과를 뒷받침해 주고 있다. 아울러 저장할 때 부패가 쉽게 일어나는 두부 특성을 고려할 때 두부 제조 시 홍삼 추출물을 2.
제안 방법
- pH 변화: 멸균한 증류수에 두부를 침지하여 85℃에서 15분간 열처리하고 냉각시켜 15℃에서 보관하면서 두부 침지액과 현탁액의 pH를 10일 동안 2일 간격으로 측정하였다. 두부의 부패를 간접적으로 모니터링할 수 있는 방법으로 알려진 두부 침지액의 pH를 측정한 결과(Fig.
- 홍삼 추출물을 첨가한 두부를 제조함에 있어 홍삼 추출물 첨가량이 두부의 품질과 저장성 그리고 항산화 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 건조 대두를 기준으로 홍삼 추출물을 0.5～2% 첨가하여 제조한 두부와 첨가하지 않은 두부의 물성, 색도, 관능의 차이를 비교하였다. 두부의 texture는 견고성과 탄력성에서만 홍삼 추출물의 첨가량에 따라 다소 증가하는 경향으로 홍삼 추출물을 2% 첨가한 두부에서 유의적 차이가 나타났고, 두부의 색도는 L, a, b값 모두 유의적으로 증가하였다.
- 관능검사는 한남대학교 식품영양학과 학생 중 12명을 pannel로 선정하여 검사방법과 평가특성을 교육시킨 후 실시하였다. 두부는 일정한 크기(3×3×1 cm)로 흰색 접시에 담아 제공하였으며 색상, 견고성, 탄력성, 콩 비린 맛, 홍삼 맛, 기호성 등 6개 항목으로 하여 5점 척도법으로 평가하였다.
- 두부는 일정한 크기(3×3×1 cm)로 흰색 접시에 담아 제공하였으며 색상, 견고성, 탄력성, 콩 비린 맛, 홍삼 맛, 기호성 등 6개 항목으로 하여 5점 척도법으로 평가하였다.
- 성형된 두부의 texture 측정은 두부를 일정크기(2×2×2cm)로 절단한 다음 Texture analyzer(TA-XT Ⅱ, Stable Micro System Ltd., UK)를 사용하여 texture profile analysis(TPA) mode에서 경도(hardness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 응집성(cohesiveness), 부착성(adhesiveness)과 씹힘성(chewiness)을 측정하였다.
- 건조 대두 3 kg 수세한 후 실온에서 15시간 물에 침지하여 불린 다음 15 L의 물을 첨가하면서 5분간 마쇄하였다. 이렇게 얻은 두미 액을 100℃에서 5분간 가열한 후 90℃에서 건조 대두 중량 대비 0, 0.5, 1, 2%(w/w) 농도로 홍삼 추출액을 첨가하여 용해시킨 다음 응고제로 400 mL MgCl2을 첨가하고 10분간 정치하여 응고시켰다. 응고물은 성형 틀에 넣어 75 psi의 압력으로 20분 압착 성형한 후 일정규격(11×11×5cm)으로 절단하였다.
- 홍삼 추출물을 첨가한 두부를 제조함에 있어 홍삼 추출물 첨가량이 두부의 품질과 저장성 그리고 항산화 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 건조 대두를 기준으로 홍삼 추출물을 0.
대상 데이터
- ORACROO․ assay에는 40 nM fluorescein과 5 mM 2,2'-azobis[2-amidinopropane] dihydrochloride(AAPH)을 사용하였고, ORACOH․ assay에는 40 nM fluorescein과 220 mM H2O2/5 μM CuSO4을 사용하여 GENios fluorescence plate reader(Tecan, Salzburg, Austria)로 excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 535 nm에서 형광을 측정하였다.
- 두부 응고제로는 MgCl2·6H2O를 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 대두는 충남 공주에서 수확한 국내산 대두(황금콩)를, 홍삼은 충남 금산군에 위치한 덕원영농조합에서 제조한 홍삼 추출액(홍삼성분 70 mg/g 이상, 고형분 60% 이상)을 사용하였다. 두부 응고제로는 MgCl2·6H2O를 사용하였다.
데이터처리
- 홍삼 추출물 첨가 두부의 이화학적 검사, 관능검사와 기계적 검사의 측정 결과는 분산분석, 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)에 의해 유의성 검정을 하였다. 실험은 3회 반복 실시하였고 모든 통계자료는 SPSS program(Statistical Package for Social Science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분석하였다.
- 홍삼 추출물 첨가 두부의 이화학적 검사, 관능검사와 기계적 검사의 측정 결과는 분산분석, 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)에 의해 유의성 검정을 하였다.
이론/모형
- ORAC assay는 식품이나 음료의 total antioxidant capacity(TAC)를 양적으로 측정하여 항산화 활성을 평가하기 위한 도구로 널리 활용되는 방법으로 free radical에 의해 유도되는 손상으로부터 시료에 의한 보호 능력을 측정한다(25). ORAC을 이용한 항산화 활성 측정은 peroxyl radical scavenging capacity(ORACROO․) assay(26)와 hydroxyl radical scavenging capacity(ORACOH․) assay(27)를 사용하였다. ORACROO․ assay에는 40 nM fluorescein과 5 mM 2,2'-azobis[2-amidinopropane] dihydrochloride(AAPH)을 사용하였고, ORACOH․ assay에는 40 nM fluorescein과 220 mM H2O2/5 μM CuSO4을 사용하여 GENios fluorescence plate reader(Tecan, Salzburg, Austria)로 excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 535 nm에서 형광을 측정하였다.
성능/효과
- 두부를 15℃에서 보관하면서 pH, 탁도 그리고 총 균수의 변화를 측정한 결과 저장 초기에는 변화가 없다가 pH와 총 균수는 저장 4일부터, 탁도는 저장 6일부터 변화하는 것으로 나타나, 이는 홍삼 추출물이 첨가된 두부가 홍삼 추출물이 첨가되지 않은 두부보다 미생물 생육이 억제되어 두부의 저장성이 향상되었음을 의미한다. ORAC assay를 이용한 두부의 항산화 활성은 첨가된 홍삼 추출물의 농도에 비례하여 antioxidant 활성이 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, ORACOH. assay에서는 홍삼 추출물을 첨가한 두부 추출물이 홍삼 추출물의 농도에 비례하여 pro-oxidant 활성을 보여 주었다.
- ORACROO․ 측정 결과, 시료 농도 200 μg/mL에서 두부에 첨가한 홍삼 추출물의 농도 0, 0.5, 1, 2%에서 각각 1.94, 2.03, 2.15, 2.37(Trolox Equivalents, μM)의 peroxyl radical에 대한 소거 활성이 증가하는 anti-oxidant 활성을 보여 주었다.
- ORACROO․의 결과는 vitamin E 수용성 유도체인 Trolox(6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carbonyl acid) 1 μM에 의해 보호된 curve area와 비교하여 계산하였으며, ORACOH․의 결과는 시료에 의해 얻은 curve area에서 fluorescein에 H2O2-CuSO4를 첨가하였을 때 얻은 curve area를 뺀 net area로 나타내었다.
- 관능검사 결과 color에 대한 기호도가 떨어지는 경향을 보여 주었으나 홍삼 특유의 맛이 유의적으로 감지되면서 전체적인 기호도는 통계상 유의적 차이가 보이지 않아 홍삼 추출물의 첨가가 소비자의 기호에 특별한 거부감을 일으키지 않는 것으로 나타났다.
- 5%와 2% 첨가한 두부에서 저장 4일부터 미생물 증식이 지연되었으며, 홍삼 추출물에 의하여 두부에 존재하는 미생물의 성장이 억제되는 현상은 저장 8일까지 유지되었고 저장 10일째에는 시료간 유의적 차이는 없었다. 그러나 두부 현탁액의 pH 변화(Fig. 3)와 같이 1%로 홍삼 추출물이 첨가된 두부에서 6일 이후에는 항균 효과가 매우 미약한 것으로 나타났다. 그 원인을 설명하기 위해서는 추가적인 연구를 필요로 하지만, 현 단계에서 추정할 수 있는 것은 1.
- 4와 같다. 대체적으로 두부의 저장기간이 길어질수록 탁도가 증가하였으며, 저장 4일을 제외하고 홍삼 추출물을 첨가하지 않는 두부는 홍삼 추출물을 0.5% 또는 2.0%의 농도로 첨가한 두부에 비해 높은 탁도를 나타내었다. 이 같은 현상은 미생물 번식으로 인해 두부가 변질될 때 점질물의 생성으로 인해 두부 침지액의 탁도가 증가하였다는 Jung과 Cho(1)의 보고와 대체적으로 일치한다.
- 두부 현탁액의 pH(Fig. 3)는 침지액의 pH보다 홍삼 추출물을 첨가한 두부의 pH 감소가 훨씬 더디게 진행되는 것으로 나타났다. 이 같은 현상은 홍삼 추출물에 함유된 일부의 활성 성분이 두부 내부에서 항균성을 나타낸 것으로 추정된다.
- 관능검사 결과 color에 대한 기호도가 떨어지는 경향을 보여 주었으나 홍삼 특유의 맛이 유의적으로 감지되면서 전체적인 기호도는 통계상 유의적 차이가 보이지 않아 홍삼 추출물의 첨가가 소비자의 기호에 특별한 거부감을 일으키지 않는 것으로 나타났다. 두부를 15℃에서 보관하면서 pH, 탁도 그리고 총 균수의 변화를 측정한 결과 저장 초기에는 변화가 없다가 pH와 총 균수는 저장 4일부터, 탁도는 저장 6일부터 변화하는 것으로 나타나, 이는 홍삼 추출물이 첨가된 두부가 홍삼 추출물이 첨가되지 않은 두부보다 미생물 생육이 억제되어 두부의 저장성이 향상되었음을 의미한다. ORAC assay를 이용한 두부의 항산화 활성은 첨가된 홍삼 추출물의 농도에 비례하여 antioxidant 활성이 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, ORACOH.
- 두부에 홍삼 추출물을 첨가하는 것은 두부의 응집성, 부착성에 큰 영향을 주지 않지만 일정 농도 이상 홍삼을 첨가했을 경우에는 경도, 탄력성, 검성 및 씹힘성을 증가시키는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 녹차가루(1), 우유(15), 시금치(18), 클로렐라(13)를 첨가하여 제조한 두부에서 유사한 경향을 나타냈다는 보고와 일치한다.
- 5～2% 첨가하여 제조한 두부와 첨가하지 않은 두부의 물성, 색도, 관능의 차이를 비교하였다. 두부의 texture는 견고성과 탄력성에서만 홍삼 추출물의 첨가량에 따라 다소 증가하는 경향으로 홍삼 추출물을 2% 첨가한 두부에서 유의적 차이가 나타났고, 두부의 색도는 L, a, b값 모두 유의적으로 증가하였다. 관능검사 결과 color에 대한 기호도가 떨어지는 경향을 보여 주었으나 홍삼 특유의 맛이 유의적으로 감지되면서 전체적인 기호도는 통계상 유의적 차이가 보이지 않아 홍삼 추출물의 첨가가 소비자의 기호에 특별한 거부감을 일으키지 않는 것으로 나타났다.
- 두부의 관능적 경도는 texture analyzer 분석 결과와 달리 홍삼 추출물 첨가량에 따른 유의적 차이가 감지되지 않았는데, 이것은 기계에서는 미세하게 감지되는 경도의 차이가 사람을 통한 관능검사에서는 유의적인 차이로 나타나지 않았음을 의미한다. 또한, Baik 등(11)의 연구에서는 인삼 추출물은 첨가량이 증가함에 따라 경도가 증가하고 인삼 분말의 경우는 첨가량의 증가에 따라 대체적으로 감소하였으나, 대조구와 큰 차이를 보이지는 않았다고 보고한 바 있다.
- pH 변화: 멸균한 증류수에 두부를 침지하여 85℃에서 15분간 열처리하고 냉각시켜 15℃에서 보관하면서 두부 침지액과 현탁액의 pH를 10일 동안 2일 간격으로 측정하였다. 두부의 부패를 간접적으로 모니터링할 수 있는 방법으로 알려진 두부 침지액의 pH를 측정한 결과(Fig. 2), 홍삼 추출물을 첨가한 두부가 첨가하지 않은 두부보다 pH 감소가 지연되었고 특히 1%와 2% 홍삼 첨가 두부에서 효과가 컸는데 이는 홍삼이 두부 침지액 중 미생물의 증식을 어느 정도 억제하고 있음을 보여주고 있다. 저장기간 6일까지 pH가 감소하는 것은 미생물의 번식으로 인해 생성된 산의 영향이고, 6일 이후에 pH가 상승하는 것은 저장 중 미생물에 의해 오염되면서 이들이 생성하는 효소에 의해 단백질이 분해되어 생성되는 알칼리성 물질에 기인하는 것으로 판단된다.
- 두부의 총 균수가 1×107 CFU/g 이상일 때 부패가 시작되는 것을 고려할 때(2), 홍삼 추출물을 첨가하지 않은 두부는 저장 후 4일에 그리고 홍삼 추출물을 첨가한 두부는 6일 이후에 총 균의 수가 1×107 CFU/g에 도달하여 두부의 부패가 시작되는 것을 알 수 있다.
- 5와 같다. 모든 시료의 총 균수는 저장기간 동안 대수적으로 증가하였으며, 홍삼 추출을 첨가하지 않은 두부보다 홍삼 추출물을 첨가한 두부에서 적게 나타났다. 특히 홍삼 추출물을 0.
- 색도: 홍삼 추출물을 첨가한 두부를 제조하여 두부의 색도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 밝기를 나타내는 L값은 홍삼 추출물 첨가량이 증가할수록 떨어졌고 붉은 색의 색도인 a값은 홍삼 추출물 첨가량이 증가할수록 값이 상승하였으며 노란 색의 색도인 b값은 2%에서만 유의적으로 크게 나타났다. 이는 인삼을 첨가하였을 때 L값은 낮아지고 a값과 b값은 증가된다는 Kim 등(10)과 Baik 등(11)의 연구 결과와 일치함을 알 수 있다.
- 홍삼 추출물 첨가량을 증가시킬수록 어두운 노란빛 색상이 더욱 짙어졌으며, 홍삼 추출물을 2% 첨가한 두부가 첨가하지 않은 두부와 비교하였을 때 가장 유의적으로 차이가 컸고 홍삼 추출물을 첨가할수록 색상에 대한 기호도는 떨어지는 것으로 나타났다. 씁쓸한 홍삼 특유의 맛 역시 첨가량이 증가할수록 비례적으로 감지되었는데 그에 반해 홍삼 추출물 첨가량의 증가와 비린 맛과의 관계는 유의적인 관련성이 없는 것으로 나타났다. 이는 콩 특유의 비린내가 인삼 첨가로 감소하였다는 Kim 등(10)의 보고와는 상이한 결과로 홍삼 추출물을 첨가하지 않은 두부에서도 비린 맛이 강하게 감지되지 않은 것으로 볼 때 본 연구에 사용된 두부 자체가 비린 맛이 비교적 강하지 않았기 때문으로 해석된다.
- 모든 시료의 총 균수는 저장기간 동안 대수적으로 증가하였으며, 홍삼 추출을 첨가하지 않은 두부보다 홍삼 추출물을 첨가한 두부에서 적게 나타났다. 특히 홍삼 추출물을 0.5%와 2% 첨가한 두부에서 저장 4일부터 미생물 증식이 지연되었으며, 홍삼 추출물에 의하여 두부에 존재하는 미생물의 성장이 억제되는 현상은 저장 8일까지 유지되었고 저장 10일째에는 시료간 유의적 차이는 없었다. 그러나 두부 현탁액의 pH 변화(Fig.
- 한편 ORACOH․ 측정 결과(Fig. 9)를 살펴보면 시료 농도 200 μg/mL에서 홍삼 추출물의 농도 0, 0.5, 1, 2%에서 각각 -4.50, -5.14, -5.02, -9.42(net area)의 hydroxyl radical에 대한 소거 활성을 나타내어, 모두 pro-oxidant로서의 활성을 갖고 있음을 알 수 있었다.
- 홍삼 추출물 첨가 농도에 따른 두부의 관능검사 결과는 Table 3과 같다. 홍삼 추출물 첨가량을 증가시킬수록 어두운 노란빛 색상이 더욱 짙어졌으며, 홍삼 추출물을 2% 첨가한 두부가 첨가하지 않은 두부와 비교하였을 때 가장 유의적으로 차이가 컸고 홍삼 추출물을 첨가할수록 색상에 대한 기호도는 떨어지는 것으로 나타났다. 씁쓸한 홍삼 특유의 맛 역시 첨가량이 증가할수록 비례적으로 감지되었는데 그에 반해 홍삼 추출물 첨가량의 증가와 비린 맛과의 관계는 유의적인 관련성이 없는 것으로 나타났다.
- 이 같은 현상은 홍삼 추출물에 함유된 일부의 활성 성분이 두부 내부에서 항균성을 나타낸 것으로 추정된다. 홍삼 추출물을 첨가하지 않은 두부는 2일째부터 pH가 급격히 감소하여 저장 10일째에는 pH가 5.13까지 감소하였으며 홍삼 추출물을 첨가한 두부는 홍삼 추출물을 첨가하지 않은 두부보다 pH 감소가 서서히 진행되는 경향을 보였다. 홍삼 추출물이 0.
- Texture: 홍삼 추출물을 첨가한 두부의 texture 측정 결과는 Table 1과 같다. 홍삼 추출물을 첨가함에 따라 응집성(cohesiveness), 부착성(adhesiveness)에는 유의적 차이가 없었지만, 검성(gumminess)과 씹힘성(chewiness)은 첨가한 홍삼 추출물의 농도에 비례하여 증가하는 경향을 나타냈으며 경도(hardness)와 탄력성(springiness)은 홍삼 추출물을 0.5% 이상 첨가한 군에서 유의적으로 높게 나타났다. Park과 Hwang(28)은 두부의 견고성은 두유 내 고형분의 함량, 응고제 첨가량, 단백질 함량과 조성에 따라 크게 영향을 받는다고 보고하였고, Baik 등(11)의 연구에서도 홍삼 추출액을 0.
후속연구
- 3)와 같이 1%로 홍삼 추출물이 첨가된 두부에서 6일 이후에는 항균 효과가 매우 미약한 것으로 나타났다. 그 원인을 설명하기 위해서는 추가적인 연구를 필요로 하지만, 현 단계에서 추정할 수 있는 것은 1.0% 홍삼 두부를 제조할 때 홍삼 추출물이 두유에 균일하게 혼합되지 못함으로 인해 두부 현탁액에서 홍삼 추출물의 항균작용이 제대로 나타나지 않았거나, 1%의 농도로 홍삼 추출물을 첨가하였을 경우 홍삼 추출물에 함유된 당, 단백질 등의 다른 성분이 항균성분의 항균작용을 오히려 방해하기 때문에 나타난 현상일 수 있다. Kawk 등(24)은 사포닌의 항균작용을 방해하는 당, 단백질 등의 물질이 함께 존재하는 경우에 사포닌의 함량을 높여야 항균작용을 기대할 수 있다고 하였다.
- 5%와 2%의 농도로 첨가된 두부에서는 두부 현탁액의 pH가 매우 유사하게 감소되는 경향을 나타내었다. 그러나 1.0%의 농도로 홍삼 추출물이 첨가된 두부에서는 두부 현탁액의 pH 감소가 홍삼 추출물 농도에 비례하여 억제되지 않은 것으로 나타났기 때문에 이 같은 현상의 원인을 밝히기 위해서는 보완 연구가 요청된다.
- 특히, 대두의 isoflavone 중의 하나인 daidzein이 홍삼 추출물이 첨가된 두부의 pro-oxidant 활성에 기여하였을 가능성이 높긴 하지만(41), 아직 두부의 pro-oxidant 활성에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 홍삼 추출물을 첨가하여 만든 두부가 나타내는 pro-oxidant 활성을 분석하기 위해서는 홍삼과 두부에 함유된 생리활성 성분에 대한 보다 체계적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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