[논문]추출 방법에 따른 포도 추출액의 품질 특성과 항산화 활성

김미향; 곽현지; 유병혁; 김덕진; 윤선주

doi:10.11002/kjfp.2013.20.6.784

추출 방법에 따른 포도 추출액의 품질 특성과 항산화 활성
Quality characteristics and antioxidant effects of grape juice obtained with different extraction methods 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.20 no.6, 2013년, pp.784 - 790

김미향 (아람농장(주)) , 곽현지 (아람농장(주)) , 유병혁 (영남대학교 식품공학과) , 김덕진 (대구대학교 식품공학과) , 윤선주 (아람농장(주))

초록
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가압가열추출(AE), 열수추출(HWE) 및 효소처리추출(EE) 방법으로 추출한 포도 추출액의 품질을 조사하였다. 추출수율은 가압추출액이 79.8%, 열수추출액이 82,3% 및 효소추출액이 92.6%로 효소 추출이 가장 높은 수율을 나타내었다. pH는 추출 방법에 따른 유의적인 차이는 없었으며, 산도와 당도는 효소추출에서 유의적으로 높은 함량을 보였다. 색상에 있어서는 $a^*$과 $b^*$값은 효소 추출이 5.24 및 5.09로서 열수추출(3.79, 3.83)과 가압가열추출(1.83, 3.16)보다 높은 값을 보였으며 $L^*$값은 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다. 점도는 효소추출이 42.1 cP 이었으며 가압가열추출과 열수추출보다 높았다. 유리당은 포도당과 과당의 함량이 높으며, 가압추출과 열수추출보다 효소추출이 높은 함량을 나타내었다. 유기산은 사과산의 함량이 가장 많았으며 효소 추출이 가장 높았다. 총 폴리페놀의 함량은 효소추출이 55.7 mg% 수준으로 가압추출 31.3 mg%와 열수추출 39.5 mg%에 비하여 높았으며, 특히 안토시아닌 함량은 효소추출이 22.1 mg%로 가압추출과 열수추출보다 2~4배 높은 함량을 보였다. 항산화 활성 측정 결과 DPPH 라디칼 소거 활성과 환원력에 있어서 효소추출이 가압추출과 열수추출에 비하여 높은 활성도를 나타내었다. 결과적으로 포도 추출에 있어 가압과 가열에 의한 방법보다 효소 처리에 의한 추출이 맛과 색소 성분의 추출을 용이하게 하며 그에 따른 항산화 활성도 높이는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The quality characteristics of Campbell grape juice with different extraction processes (AE; autoclave extraction, HWE: hot water extraction, and EE: enzyme extraction) were investigated. The juice yields of the AE, HWE, and EE juices were 79.8%, 82.3% and 92.6%, respectively. The titratable acidity and soluble solids of the EE juice were significantly higher than those of the other extracts. There was no significant difference in the $L^*$ values of the juices, but the $a^*$ and $b^*$ values of the EE juice were higher than those of the other extracts. The viscosity of the HWE and EE juices was higher than that of the AE juice. The major free sugars in the grape juice were identified as glucose and fructose, and the highest organic acid content was found in the EE juice. The total polyphenol content of the EE juice was 55.7 mg% and was higher than those of the AE and HWE juices, which were 31.3 mg% and 39.5 mg%, respectively. Especially, the anthocyanin content of the EE juice was 22.1 mg%, which was two to four times higher than those of the AE and HWE juices, which were 4.5 mg% and 10.5 mg%, respectively. The EE juice showed the highest antioxidant effect, measured from the DPPH free radical scavenging activity and reducing power. In conclusion, we suggest that the enzyme treatment in the grape extraction was more effective than the autoclave and hot water methods.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

포도 음료의 대량 생산에 있어서 과피, 과육 및 씨 등을 분리하는 작업이 생산성 및 이용 효율성을 떨어뜨리는 공정이 될 수밖에 없는 것이 현실이며, 이들을 분리하지 않은 열매 전과를 이용한 효과적인 추출방법에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 캠벨 포도를 이용한 주스 추출에 있어서 보편적으로 쉽게 이용되고 있는 가열 추출방법과 효소를 이용한 추출 방법에 따른 추출액의 품질을 살펴봄으로서 효율적인 음료와 농축액 제조 등에 필요한 기초 자료를 마련하고자 한다.

제안 방법

냉동 보관하고 있는 포도를 파쇄기(chopper)를 이용하여 파쇄 한 후 파쇄 포도와 동일 중량의 정제수를 가하여 가압가열추출(autoclave extraction, AE), 열수추출(hot water extraction, HWE) 및 효소추출(enzyme extraction, EE)의 방법으로 추출하였다. 가압가열추출은 autoclave(HB-506, Hanbaek, Bucheon, Korea)를 이용하여 121℃에서 30분 동안 추출하였으며, 열수 추출은 환류냉각관을 부착하여 80±5℃에서 4시간 추출하였고, 효소처리 추출은 파쇄한 포도 중량의 0.
당도는 당도계(PAL-1, ATAGO, Tokyo, Japan), pH는 pH meter(PMH210, Meter Lab, Paris, France)로 측정하였으며, 산도는 0.1 N NaOH로 pH 8.3에 도달하는 시점까지 적정하여 주석산 함량으로 환산하여 나타내었다.
유리당과 유기산은 HPLC(Waters 600, Waters Co., Milford, CA, USA)를 이용하여 분석하였다. 유리당은 추출액을 0.

대상 데이터

포도는 캠벨종으로 김천지역에서 재배 생산된 것으로 생산지에서 직접 구입하여 사용하였다. 포도는 가지를 분리하고 흐르는 물에 세척 한 후 체에 건져 물기를 제거하고 냉동 보관(-20℃)하면서 시료로 사용하였다.

데이터처리

실험에 대한 결과는 SAS(Statistical Analytical Syatem, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 분석하였으며 분산 분석한 결과 시료간의 차이가 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 시료간의 유의적 차이를 검정하였다.

이론/모형

총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu phenol reagent 법으로 분석하였다(25). 시료용액 0.
항산화력은 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정하였으며 Blois의 방법(28)에 따라 측정하였다. 즉, 시료 1 mL에 0.

성능/효과

1에 나타내었다. 가압가열추출(AE)과 열수추출(HWE)이 각각 79.8%와 82.3%로 유의적인 차이 없었으며, EE가 92%로 가장 높은 수율을 보였고, AE와 HWE보다 10% 이상 높은 것으로 나타났다. 과실의 주스 제조 시 pectinase를 사용할 경우, 과즙 추출 수율의 향상 및 여과효율이 증가하는 등의 품질 향상에 기여하는 것이 보고된 바 있으며(29), 과실의 껍질, 과육에 존재하는 펙틴 성분과 섬유소 성분의 분해과정을 통하여 그 효과가 발생하는 것으로 알려진 바, 본 연구에서도 유사한 효과를 얻은 것으로 사료된다.
일반적으로 많은 과일 주스에는 다양한 종류의 페놀성 물질이 존재하며 포도에는 proanthocyanidin, resveratrol 등이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다(34). 추출 방법에 따른 포도 추출액의 폴리페놀의 함량은 EE가 55.7 mg%로 가장 높고, AE와 HWE가 31.3 mg%와 39.5 mg%로 유의적인 차이는 없었으며 EE보다 다소 낮은 것으로 나타났다. 이는 페놀성 물질의 추출이 가압이나 열수에 의한 것 보다는 효소 분해에 의하여 용출이 용이해진 때문으로 판단된다.
포도에는 tartaric acid, malic acid 함량이 가장 높고 기타 유기산으로 oxalic acid, fumaric acid이 존재하며 과육과 과피에 함량 차이를 보이는 것으로 보고하고 있다(2). 추출 방법을 달리한 추출액의 유기산 함량을 측정한 결과 분석한 유기산의 75∼80%가 malic acid로 함량이 가장 높으며, tartaric acid가 15∼25%로 다음 순으로 높은 함량을 보였으며, 유기산 총량은 EE가 93.44 mg%, AE가 60.02 mg%, HWE가 53.87 mg%로 EE가 가장 높은 함량을 보였다. 유기산 각각의 함량에 있어서는 malic acid의 경우 EE가 75.
과실의 주스 제조 시 pectinase를 사용할 경우, 과즙 추출 수율의 향상 및 여과효율이 증가하는 등의 품질 향상에 기여하는 것이 보고된 바 있으며(29), 과실의 껍질, 과육에 존재하는 펙틴 성분과 섬유소 성분의 분해과정을 통하여 그 효과가 발생하는 것으로 알려진 바, 본 연구에서도 유사한 효과를 얻은 것으로 사료된다. 추출 방법을 달리한 포도 추출액의 품질 특성을 살펴본 결과(Table 1) pH는 3.40∼3.45로 추출 방법에 따른 유의적인 차이는 없었으며, 적정 산도는 주석산 량으로 나타낸 값으로 EE가 0.59%로 가장 높았고, AE와 HWE는 0.4% 수준으로 효소 추출 보다 낮았으며, 산의 함량이 pH 값에 영향을 주지 않은 것으로 나타났다. 수용성 고형분 함량에 있어서는 EE가 6.
과일주스의 DPPH 소거 활성은 과일의 품종과 제조공정에 따라 차이를 보이며 포도는 사과, 석류 등과 함께 라디칼 소거 활성이 높은 과일이라고 보고하였으며, Hwang 등(37)은 혼탁형 주스가 청징형보다 DPPH 소거 활성이 높다고 하였다. 추출방법을 달리한 포도 추출액의 DPPH 라디칼 소거 활성은 가압추출(AE)이 38.73%로 가장 낮고, 열수추출(HWE)이 50.28%이었으며, 효소 추출(EE)이 85.85%로 가장 높은 것으로 나타났다. 추출 방법에 따라 활성을 차이를 보이는 것은 AE의 경우 추출 시간이 HWE와 EE보다 짧았고, HWE와 EE는 추출시간이 동일함에도 EE이 높은 활성을 보인 것은 Table 3의 결과에서 보는 바와 같이 효소 분해에 의하여 항산화성 물질인 페놀성 물질의 추출이 보다 용이해진 때문으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	포도는 어떤 형태의 가공식품으로 이용되는가?	포도(Vitis vinifera L.)는 갈대나무목(Rhamnale) 포도과(Vitaceae) 작물로 열매는 주로 생식으로 이용되거나, 주스, 쨈, 와인, 식초 등 가공식품 제조에 원료로 이용되며, 씨는 추출 유지 등으로 가공되어 이용되고 있다. 전체 생산량의 70% 이상이 생식으로 소비되고 그 외 음료, 와인, 쨈 등의 가공용으로 30%가 소비되고 있다.
	V. labrusca 종에 포함되는 포도는?	우리나라의 경우 캠벨(Campbell Early)과 거봉(Kyoho), 머루포도〔MBA(Muscat Bailey A)〕같은 V. labrusca 종이 주로 생식으로 이용되는 품종으로 생산의 대부분을 차지하고 있다.
	포도 추출 방법에 따른 품질 특성과 항산화 활성을 알아보기 위해 진행된 실험에서 환원력 측정은 어떤 원리를 이용하였는가?	환원력 측정은 철 이온을 Fe3+에서 Fe2+로 환원시키는 강도가 클수록 발색의 정도가 증가하는 원리를 이용하여 측정하였다(27). 시료 1 mL에 0.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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