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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 맥문동의 기호도를 향상시키고 유용성분 활성을 높이기 위하여 맥문동을 로스팅 처리하고, 이에 따른 맥문동 열수 추출물의 이화학적인 특성, 항산화능 및 관능적 품질 특성을 조사하여 맥문동의 차음료 개발에 기초자료를 제공하고자 하였다.
- 본 연구에서는 맥문동(Liriopis tuber; Liriope platyphylla Wang et Tang)의 로스팅 처리에 따른 열수 추출물의 이화학적 특성, 항산화능 및 관능특성에 대하여 살펴보았다. 맥문동을 150～190℃의 온도범위에서 10분간 로스팅 한 후 2시간 30분간 열수로 추출물을 조제하였다.
- 열수 추출물을 1～10배의 범위에서 희석하여 관능평가를 실시한 결과 5배로 희석한 농도에서 색, 맛, 향 및 종합적 기호도에서 가장 우수한 결과를 얻었다(data not shown). 이 농도를 기준으로 로스팅 조건에 따른 맥문동 열수 추출물의 기호적 특성을 살펴보았다. 평가 항목은 색(관), 맛(단맛, 쓴맛, 신맛, 떫은맛, 감칠맛), 향, 종합적 기호도및 구매 의향에 대하여 9점 척도로 평가하였으며, 20대 여성 22명을 대상으로 실시하였다.
제안 방법
- 20 μL의 농축한 시료와 trolox 표준물질에 ABTS·+ 용액 1 mL를 첨가하여 734 nm에서 6분간 흡광도를 측정하였으며 총 항산화능은 Trolox 표준용액을 이용하여 작성한 표준곡선으로부터 구하였다(25).
- 4 mL을 가하여 잘 혼합한 후 15분간 방치하고 ELISA reader(Model 680, Bio-RAD)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하여 잔존하는 아질산의 백분율로 나타내었다. 대조구는 Griess 시약 대신 증류수를 가하여 측정하였다.
- 로스팅 조건에 따른 맥문동 열수 추출물의 관능적 특성을 살펴보기 위한 예비실험으로, 음료로서 적합한 최적농도를 선정하였다. 열수 추출물을 1～10배의 범위에서 희석하여 관능평가를 실시한 결과 5배로 희석한 농도에서 색, 맛, 향 및 종합적 기호도에서 가장 우수한 결과를 얻었다(data not shown).
- 맥문동 건근 150 g을 로스터(Gene Cafe CBR-101A, Genesis(주), 안산, 한국)를 이용하여 150～190℃ 사이의 온도에서 10분간 로스팅한 후, 맥문동 건근 무게 대비 20배 부피의 용매 비율에 해당하는 물로 추출기(DW-290, 대웅바이오가전(주), 괴산, 한국)에서 2시간 30분간 추출하여 열수 추출물을 제조하였다.
- 맥문동 열수 추출물에 대한 관능평가는 훈련된 22명의 관능 검사원(P대학 대학원생)을 대상으로 기호검사(hedonic test)인 9점 척도법(1=매우 싫음, 5=보통, 9=매우 좋음)을 이용하여 색(관), 맛(단맛, 쓴맛, 신맛, 떫은맛, 감칠맛), 향, 종합적 기호도 및 구매의향에 대하여 평가하도록 하였다. 평가점수는 각 항목에 해당하는 점수를 더하여 산출한 평균을 평가점수로 하였다.
- 본 연구에서는 맥문동(Liriopis tuber; Liriope platyphylla Wang et Tang)의 로스팅 처리에 따른 열수 추출물의 이화학적 특성, 항산화능 및 관능특성에 대하여 살펴보았다. 맥문동을 150～190℃의 온도범위에서 10분간 로스팅 한 후 2시간 30분간 열수로 추출물을 조제하였다. 로스팅 처리 온도가 증가함에 따라 고형분, 총당, 환원당, 단백질, 조사포닌의 함량은 유의적으로 증가한 반면 pH는 감소하는 경향을 나타내었다.
- 맥문동의 최적 로스팅 조건을 확립하기 위하여, 맥문동 건근 150 g을 150～190℃의 온도 범위에 해당하는 열풍으로 10분간 처리하여 로스팅 맥문동을 제조하였다. 일반적으로 사용되는 볶음 솥을 이용할 경우에는 맥문동의 표면과 내부의 로스팅 정도의 차이가 심하고 불균일한 반면, 높은 온도의 열풍을 이용하였을 경우 전체적으로 고르게 열처리가 수행됨을 알 수 있었다(data not shown).
- 이 농도를 기준으로 로스팅 조건에 따른 맥문동 열수 추출물의 기호적 특성을 살펴보았다. 평가 항목은 색(관), 맛(단맛, 쓴맛, 신맛, 떫은맛, 감칠맛), 향, 종합적 기호도및 구매 의향에 대하여 9점 척도로 평가하였으며, 20대 여성 22명을 대상으로 실시하였다. 관능검사 결과는 Table 4에 나타난 바와 같으며, 색, 감칠맛, 향, 종합적 기호도 및 구매의향에서 170℃에서 로스팅한 맥문동 열수 추출물이 각각 6.
대상 데이터
- 본 실험에서는 경상남도 밀양시 상남면 예림리에서 수확한 맥문동 괴근(Liriopis tuber)을 구입하여 사용하였으며, 음료제조에 사용한 물은 생수(제주삼다수, (주)농심)를 사용하였다.
- 즉, 7 mM ABTS(2,2'-azono-bis(3-ethylbenz thiazoline-6-sulphonate))와 2.45 mM potassium persulfate를 혼합하여 ABTS radical cation(ABTS·+)을 만들어 12시간 이상 방치한 후 734 nm에서 흡광도가 0.70±0.02가 되도록 5 mM PBS(pH 7.4)로 조정한 후 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 모든 통계분석은 SPSS Ver 14.0 software(SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 이용하여 각 측정 군의 평균과 표준편차를 산출하고 처리간의 차이유무를 one-way ANOVA로 분석한 뒤 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.05 또는 p<0.01의 범위에서 유의성을 검정하였다.
- 맥문동 열수 추출물에 대한 관능평가는 훈련된 22명의 관능 검사원(P대학 대학원생)을 대상으로 기호검사(hedonic test)인 9점 척도법(1=매우 싫음, 5=보통, 9=매우 좋음)을 이용하여 색(관), 맛(단맛, 쓴맛, 신맛, 떫은맛, 감칠맛), 향, 종합적 기호도 및 구매의향에 대하여 평가하도록 하였다. 평가점수는 각 항목에 해당하는 점수를 더하여 산출한 평균을 평가점수로 하였다.
이론/모형
- Kato 등(23)과 Kim 등(24)의 방법을 사용하여 아질산에 대한 소거능을 측정하였다. 1 mM 아질산나트륨 용액 1 mL에 시료 2 mL을 섞고 0.
- n-Butanol 추출법(20)에 따라 분획여두에 맥문동 열수 추출물 100 mL와 동량의 diethyl ether를 혼합하여 분리함으로써 지용성 성분을 제거하였다. 그 다음 수포화 n-butanol을 3배 첨가하여 혼합한 후 약 12시간 정도 방치한 후 분리하여 60℃에서 감압농축(EYELA N-1100, Tokyo Rikakikai Co.
- 환원당은 dinitrosalicylic acid(DNS)에 의한 비색법(18)에 의해서 550 nm에서 흡광도를 측정하여 glucose에 대한 양으로 환산하여 사용하였다. 단백질 정량은 Lowry법(19)을 이용하며 분광광도계를 이용한 비색법으로 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준용액으로는 bovine serum albumin(BSA)을 사용하였다.
- 전당은 phenol-sulfuric acid법(17)으로 측정하였다. 즉, 시료용액 0.
- , Kyoto, Japan)를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 환원당은 dinitrosalicylic acid(DNS)에 의한 비색법(18)에 의해서 550 nm에서 흡광도를 측정하여 glucose에 대한 양으로 환산하여 사용하였다. 단백질 정량은 Lowry법(19)을 이용하며 분광광도계를 이용한 비색법으로 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준용액으로는 bovine serum albumin(BSA)을 사용하였다.
성능/효과
- 평가 항목은 색(관), 맛(단맛, 쓴맛, 신맛, 떫은맛, 감칠맛), 향, 종합적 기호도및 구매 의향에 대하여 9점 척도로 평가하였으며, 20대 여성 22명을 대상으로 실시하였다. 관능검사 결과는 Table 4에 나타난 바와 같으며, 색, 감칠맛, 향, 종합적 기호도 및 구매의향에서 170℃에서 로스팅한 맥문동 열수 추출물이 각각 6.14, 4.95, 6.10, 6.24, 6.05의 점수를 받아 다른 로스팅 온도 조건 및 로스팅하지 않은 맥문동 열수 추출물에 비하여 유의적으로 가장 높은 점수를 얻었다. 쓴맛, 신맛 및 떫은맛과 같이 기호도에 좋지 않은 영향을 미치는 항목에 대해서는 170℃에서 로스팅한 결과가 다른 온도로 로스팅한 결과와 비슷한 점수를 얻거나 상대적으로 낮은 점수를 얻었다.
- 92배가 증가하였다. 또한 로스팅 처리한 맥문동 열수 추출물의 관능 평가결과 색, 감칠맛, 향, 종합적 기호도 및 구매의향에서 170℃에서 로스팅한 맥문동 열수 추출물이 가장 높은 점수를 받아 다른 로스팅 온도 조건 및 로스팅하지 않은 맥문동 열수 추출물에 비하여 기호적으로 가장 우수한 것으로 판단되었다.
- 로스팅 온도가 증가할수록 맥문동 열수 추출물의 pH는 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 인삼의 열처리에서 가열온도가 증가할수록 pH가 낮아진다는 보고와 유사하였다(26).
- 로스팅 처리 온도가 증가함에 따라 고형분, 총당, 환원당, 단백질, 조사포닌의 함량은 유의적으로 증가한 반면 pH는 감소하는 경향을 나타내었다. 로스팅 처리 맥문동 열수 추출물의 갈변도는 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하였으며, 색도에 있어서 L(lightness) 값은 감소하였으나, a(redness) 값과 b(yellowness) 값은 증가하였다. 맥문동 열수 추출물의 DPPH 라디칼 소거능, superoxide anion 소거능, 아질산염 소거능 및 총 항산화능은 로스팅 처리 온도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하여 190℃에서 처리한 경우에는 각각 6.
- 로스팅 처리 온도가 높아질수록 ABTS 양이온 소거능은 유의적으로 증가하였으며(p<0.01), 190℃의 경우 0.384 μM trolox equivalent의 소거능을 나타냈다.
- 맥문동을 150～190℃의 온도범위에서 10분간 로스팅 한 후 2시간 30분간 열수로 추출물을 조제하였다. 로스팅 처리 온도가 증가함에 따라 고형분, 총당, 환원당, 단백질, 조사포닌의 함량은 유의적으로 증가한 반면 pH는 감소하는 경향을 나타내었다. 로스팅 처리 맥문동 열수 추출물의 갈변도는 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하였으며, 색도에 있어서 L(lightness) 값은 감소하였으나, a(redness) 값과 b(yellowness) 값은 증가하였다.
- 로스팅 처리 맥문동 열수 추출물의 갈변도는 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하였으며, 색도에 있어서 L(lightness) 값은 감소하였으나, a(redness) 값과 b(yellowness) 값은 증가하였다. 맥문동 열수 추출물의 DPPH 라디칼 소거능, superoxide anion 소거능, 아질산염 소거능 및 총 항산화능은 로스팅 처리 온도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하여 190℃에서 처리한 경우에는 각각 6.77, 2.37, 4.02, 4.92배가 증가하였다. 또한 로스팅 처리한 맥문동 열수 추출물의 관능 평가결과 색, 감칠맛, 향, 종합적 기호도 및 구매의향에서 170℃에서 로스팅한 맥문동 열수 추출물이 가장 높은 점수를 받아 다른 로스팅 온도 조건 및 로스팅하지 않은 맥문동 열수 추출물에 비하여 기호적으로 가장 우수한 것으로 판단되었다.
- 로스팅 온도에 따른 맥문동 열수 추출물의 고형분, 당, 단백질, 사포닌 함량 및 pH의 변화는 Table 1과 같다. 맥문동 열수 추출물의 고형분, 총당, 환원당, 단백질 및 조사포닌의 함량은 로스팅 처리 온도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였으며, 190℃에서 로스팅한 맥문동의 열수 추출물에서의 각 성분의 함량은 열처리 하지 않은 맥문동 열수 추출물에 비하여 각각 14.1%, 33.3%, 400%, 181%, 132% 증가하였다. 특히 환원당, 총당 및 조사포닌의 함량에 있어서 180℃ 이상의 온도에서 로스팅 처리한 맥문동에서 급격하게 증가되는 경향을 보였다.
- 맥문동 열수 추출물의 농도와 로스팅 처리 온도에 의존적으로 DPPH 라디칼 소거능이 증가되었으며, 무처리군에 비해 150℃의 온도에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았지만, 160℃ 이상의 온도처리에서 250 μg/mL, 500 μg/mL 및 1000 μg/mL의 모든 농도에서 유의적인 증가를 나타내었다(p<0.05).
- 무처리군의 경우 31.48%의 소거능을 보였으나 로스팅 처리 온도가 높아질수록 소거능이 유의적으로 증가하여(p<0.01) 170℃ 이상의 온도처리에서는 50% 이상의 소거능을 나타냈으며, 특히 190℃의 온도에서는 74.69%의 높은 소거능 결과를 나타내었다.
- 맥문동에서 다양한 생리활성이 보고되고 있는 것에 비해 항산화능에 관한 연구는 미비하며 또한 Lee 등(32)의 연구에 의하면 1～10 Brix%의 높은 농도로 처리해야 항산화능이 검출될 정도로 맥문동은 낮은 수준의 항산화능을 나타내었다. 본 실험에서 로스팅 처리 후 맥문동의 항산화능이 2.37배에서 6.77배까지 증가함을 확인할 수 있었으며, 이는 식품의 열처리 가공에 따른 다양한 화학적 변화에 의해 생리활성물질이 증가하게 되고, 이에 따라서 항산화 활성이 증가된다(33-36)는 보고들과 일치하며 맥문동의 열처리를 통하여 항산화능의 개선이 가능할 것으로 판단된다.
- 09%의 아질산염 소거능을 나타내었다. 식품의 가공, 저장 및 조리 중에 용이하게 생성되는 Maillard 반응 생성물의 아질산염 소거능은 비교적 우수한 것으로 알려져 있는데(31), 본 실험에서 로스팅 처리에 따라 생성되는 갈색도의 변화와 아질산염의 소거작용과의 상관관계를 조사해본 결과 높은 상관계수(r2=0.9735)를 보여 갈변 물질이 많을수록 아질산염의 소거능이 높음을 알 수 있었다.
- 로스팅 조건에 따른 맥문동 열수 추출물의 관능적 특성을 살펴보기 위한 예비실험으로, 음료로서 적합한 최적농도를 선정하였다. 열수 추출물을 1～10배의 범위에서 희석하여 관능평가를 실시한 결과 5배로 희석한 농도에서 색, 맛, 향 및 종합적 기호도에서 가장 우수한 결과를 얻었다(data not shown). 이 농도를 기준으로 로스팅 조건에 따른 맥문동 열수 추출물의 기호적 특성을 살펴보았다.
- Kim 등(3)은 맥문동 열수 추출물은 떫은맛이 높고, 보통 정도의 단맛과 신맛이 있어 종합적인 기호도가 낮기 때문에 기호성 향상이 필요하다고 하였으나, 본 결과에서는 로스팅 유무 또는 로스팅 온도조건에 따라 떫은맛, 단맛 및 신맛에 있어서 큰 차이를 보이지 않았다. 오히려, 색, 감칠맛, 향에서의 기호도 증가가 종합적 기호도 및 구매의향의 증가에 영향을 미친 것으로 판단되었다.
- 쓴맛, 신맛 및 떫은맛과 같이 기호도에 좋지 않은 영향을 미치는 항목에 대해서는 170℃에서 로스팅한 결과가 다른 온도로 로스팅한 결과와 비슷한 점수를 얻거나 상대적으로 낮은 점수를 얻었다. 이러한 결과를 통하여 170℃에서 로스팅한 후 열수 추출한 맥문동이 기호도 조사에서 전반적으로 대부분의 항목에 있어서 기호적으로 가장 우수한 것으로 판단되었다. Kim 등(3)은 맥문동 열수 추출물은 떫은맛이 높고, 보통 정도의 단맛과 신맛이 있어 종합적인 기호도가 낮기 때문에 기호성 향상이 필요하다고 하였으나, 본 결과에서는 로스팅 유무 또는 로스팅 온도조건에 따라 떫은맛, 단맛 및 신맛에 있어서 큰 차이를 보이지 않았다.
- 662의 값을 나타내었다. 전체적으로 로스팅 처리 온도에 따른 맥문동 열수 추출물의 색은 낮은 열처리 온도에서는 연한 갈색을 나타내다가 170℃ 이후의 온도에서는 진한 갈색을 나타내었다. 이러한 경향은 로스팅 처리 온도가 증가할수록 갈변반응이 촉진되어 갈색 색소가 많이 생성됨을 보여 주고 있다.
- 3%, 400%, 181%, 132% 증가하였다. 특히 환원당, 총당 및 조사포닌의 함량에 있어서 180℃ 이상의 온도에서 로스팅 처리한 맥문동에서 급격하게 증가되는 경향을 보였다. 이는 로스팅 처리 시 가해지는 열에 의하여 올리고당을 구성하는 당의 일부 결합이 분해되고, 가열에 의한 수분 증발로 인한 팽윤으로 수용성 물질의 추출이 용이하게 맥문동 조직의 구조가 변형된 결과에 기인하는 것으로 여겨진다.
후속연구
- 이상의 결과를 토대로 맥문동을 이용한 음료로 이용하는데 있어서 최적의 로스팅 처리 조건을 제시함으로써, 품질 및 관능적인 특성이 개선되고 항산화 기능성이 증진된 맥문동의 차음료 개발에 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
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