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문제 정의
- 현재까지 다양한 기능성 재료를 첨가하여 제조한 묵의 품질특성에 관한 연구는 널리 진행되고 있는데 반해, 아로니아를 첨가하여 제조한 묵에 대한 생리활성 물질 분석 및 항산화 활성 평가는 거의 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 아로니아의 활용도를 증가시킬 목적으로 아로니아 분말을 첨가한 청포묵 제조의 최적 조건 및 품질특성을 구명하였고, 아울러 아로니아 함유 청포묵의 생리활성물질 함량 및 항산화활성을 측정하여 기능성을 탐색하였다.
제안 방법
- 청포묵을 제조하여 하루 동안 4℃에서 보관한 후 조직감을 측정하였다. Texture analyzer(CT3 10K, Brookfield Co., Middleboro, MA, USA)를 사용하여 texture profile analysis (TPA)로 견고성(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 점착성(gumminess)을 각각 측정하였다. 측정에 사용한 probe : TA25/1000, test type : TPA, target type : % deformation, target value : 60%, trigger load : 6 g, test speed : 0.
- 선행연구에서 다양한 건조방법(동결건조, 일광건조, 스팀 후 일광건조, 열풍건조)을 통해 얻은 아로니아의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량과 항산화 활성을 평가하였고 동결건조한 아로니아에서 항산화 물질및 활성이 유의적으로 높게 나타남을 확인하였다. 건조방법은 아로니아의 생리활성 물질 함량과 항산화 활성에 영향을 주며 고온의 건조방법보다는 저온의 동결건조이 아로니아의 유효성분 함량과 항산화 활성을 증대시키기 위한 최적의 방법으로 사료되어 본 연구에서는 동결건조한 아로니아 분말을 가지고 청포묵을 제조하였다.
- 본 연구에 사용한 아로니아(Aronia melanocarpa, black chokeberry)는 2012년 8월말에 경북 영천의 아로니아 농장에서 수확한 것을 직접 구입하였다. 깨끗이 세척한 아로니아를 동결건조기(PVTFD20R, Ilshin Biobase Co., Gyeonggi, Korea)를 사용하여 24시간 건조시켰다. 동결건조시킨 아로니아를 식품분쇄기(HR 2167, Phillips Electronics, Seoul, Korea)로 곱게 마쇄한 후, 100 mesh 체에 쳐서 분말화하여 청포묵 제조용 시료로 사용하였다.
- 색차계(Chrome Meter CR-300, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 제조한 청포묵의 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)를 측정하였다. 각 시료 당 3회 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었으며, 이때 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 97.
- 시료 100 μL에 pH 1 완충용액 1,900 μL와 pH 4.5 완충용액 1,900 μL를 각각 첨가하여 잘 섞어준 후, microplate reader(Infinite M200 Pro, Tecan Group Ltd. San Jose, CA, USA)를 이용하여 500 nm와 700 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 청포묵 가루 대비 아로니아 분말을 5% 이상 첨가한 시료에서는 아로니아 특유의 떫은맛이 느껴지고 청포묵의 탄력성이 다소 저하되어 아로니아 분말 함량은 5%까지로 제한하였다. 아로니아 분말을 첨가하지 않고 제조한 청포묵을 대조군으로 하였고, 실험군은 청포묵 가루에 대해 아로니아 분말을 1%, 3%, 5%의 비율로 첨가하여 제조하였다. 청포묵가루, 아로니아 분말 및 소금을 잘 혼합한 후 일정량의 물을 첨가하여 덩어리가 없어질 때까지 잘 섞어 현탁액을 만들어 약한 불에서 5분 동안 나무주걱으로 저어주면서 가열하다가 불을 낮추고 다시 3분 동안 뜸을 들였다.
- 아로니아 분말을 함유한 청포묵 제조에 적합한 각 재료의 최적 비율을 알기 위해 수차례 예비실험을 거쳐 Table 1과 같은 배합비로 청포묵을 제조하였다. 청포묵 가루 대비 아로니아 분말을 5% 이상 첨가한 시료에서는 아로니아 특유의 떫은맛이 느껴지고 청포묵의 탄력성이 다소 저하되어 아로니아 분말 함량은 5%까지로 제한하였다.
- 아로니아 분말의 첨가량을 달리하여 제조한 묵의 관능적 특성을 알아보기 위해 영양조리과학을 전공하는 대학생 15명을 대상으로 실험의 목적과 검사방법을 설명한 후 관능검사를 실시하였다. 평가항목인 색(color), 향미(flavor), 맛(taste), 단단한 정도(hardness) 및 전체적인 선호도(overall acceptance)에 대하여 9점 척도를 이용하였고, 특성이 좋을수록 높은 점수를 기록하도록 하였다.
- 아로니아 분말의 첨가량을 달리하여 제조한 청포묵의 이화학적 제품특성 및 항산화 활성을 분석하였다. 아로니아 분말을 첨가한 청포묵의 수분함량은 88.
- 청포묵가루, 아로니아 분말 및 소금을 잘 혼합한 후 일정량의 물을 첨가하여 덩어리가 없어질 때까지 잘 섞어 현탁액을 만들어 약한 불에서 5분 동안 나무주걱으로 저어주면서 가열하다가 불을 낮추고 다시 3분 동안 뜸을 들였다. 제조한 청포묵을 직사각형 틀(15 ⨯ 15 ⨯ 7 cm)에 넣고 실온에서 식히고 수분이 증발되지 않도록 뚜껑을 닫아 냉장고에서 4시간 동안 굳힌 후 시료로 사용하였다.
- 청포묵을 제조하여 하루 동안 4℃에서 보관한 후 조직감을 측정하였다. Texture analyzer(CT3 10K, Brookfield Co.
- 아로니아 분말의 첨가량을 달리하여 제조한 묵의 관능적 특성을 알아보기 위해 영양조리과학을 전공하는 대학생 15명을 대상으로 실험의 목적과 검사방법을 설명한 후 관능검사를 실시하였다. 평가항목인 색(color), 향미(flavor), 맛(taste), 단단한 정도(hardness) 및 전체적인 선호도(overall acceptance)에 대하여 9점 척도를 이용하였고, 특성이 좋을수록 높은 점수를 기록하도록 하였다.
대상 데이터
- , Gyeonggi, Korea)를 사용하여 24시간 건조시켰다. 동결건조시킨 아로니아를 식품분쇄기(HR 2167, Phillips Electronics, Seoul, Korea)로 곱게 마쇄한 후, 100 mesh 체에 쳐서 분말화하여 청포묵 제조용 시료로 사용하였다. 청포묵가루(늘푸른식품, Ichen, Korea)와 소금(Sajo, Inchen, Korea)은 시판품을 구입하여 사용하였다.
- 본 연구에 사용한 아로니아(Aronia melanocarpa, black chokeberry)는 2012년 8월말에 경북 영천의 아로니아 농장에서 수확한 것을 직접 구입하였다. 깨끗이 세척한 아로니아를 동결건조기(PVTFD20R, Ilshin Biobase Co.
- 동결건조시킨 아로니아를 식품분쇄기(HR 2167, Phillips Electronics, Seoul, Korea)로 곱게 마쇄한 후, 100 mesh 체에 쳐서 분말화하여 청포묵 제조용 시료로 사용하였다. 청포묵가루(늘푸른식품, Ichen, Korea)와 소금(Sajo, Inchen, Korea)은 시판품을 구입하여 사용하였다.
- , Middleboro, MA, USA)를 사용하여 texture profile analysis (TPA)로 견고성(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 점착성(gumminess)을 각각 측정하였다. 측정에 사용한 probe : TA25/1000, test type : TPA, target type : % deformation, target value : 60%, trigger load : 6 g, test speed : 0.50 mm/sec, sample height : 25 mm, sample width : 25 mm, sample length : 25 mm 이었다.
데이터처리
- 기호도 검사를 제외한 모든 결과의 측정은 3회 반복 실시하였고, 통계처리는 SPSS software package(Version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 각 처리군 간의 유의성에 대한 검증은 ANOVA를 이용하여 유의성을 확인한 후, p<0.05 수준에서 Duncan's multiple test를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
- Folin-Denis 방법에 따라 청포묵에 함유된 총 폴리페놀 함량을 분석하였다(Singleton VL과 Lamuela-Raventos RM 1999). 청포묵 3 g에 12 mL의 증류수를 가하여 40℃에서 5분간 sonication 한 후, 3,000 rpm에서 10분간 원심분리 하여 상층액을 얻어 청포묵 추출물로 하였다.
- 묵 추출물의 전자공여능을 ABTS assay로 측정하였다(Re R 등 1999). 96-well plate에 농도별 추출물 100 μL와 0.
- 묵 추출물의 전자공여능을 DPPH assay로 측정하였다(Cheung LM 등 2003). 96-well plate에 농도별 추출물 100 μL와 0.
- 묵에 함유된 수분함량은 AOAC 방법(1995)으로 105℃ 상압가열건조법에 따라 정량하였다.
- 청포묵에 함유된 총 안토시아닌 함량은 Giusti MM과 Wrolstad RE의 방법(2001)으로 분석하였다. 청포묵 0.
- 청포묵에 함유된 총 플라보노이드 함량은 Woisky P와 Salatino A(1998) 방법으로 분석하였다. 청포묵 추출물 1 mL에 2% aluminium chloride methanolic solution 1 mL을 혼합한 뒤 15분간 실온에서 반응시킨 후 430 nm에서 microplate reader(Infinite M200 Pro, Tecan Group Ltd.
성능/효과
- ABTS radical 소거활성도 DPPH radical 소거활성과 유사한 결과를 나타냈다. ABTS radical 소거활성은 대조구가 10.34%로 가장 낮은 값을 나타내었고, 아로니아 분말 첨가량이 1% 및 3%에서는 각각 29.84%와 69.11%를 나타냈다. 아로나아 분말 함량이 가장 높은 5% 청포묵에서는 ABTS 라디칼 소거활성이 3% 군에 비해 67.
- 아로니아 분말을 함유한 청포묵의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 Table 7에 나타내었다. DPPH radical 소거 활성은 대조구에서 7.11%로 가장 낮았고, 아로니아 분말 1%와 3% 첨가군에서 각각 34.49%와 72.52%를 나타내었으며, 아로니아 분말 5% 첨가군에서는 75.10%로 가장 높은 DPPH radical 소거활성을 나타냈다. 그러나 아로니아 분말 첨가량이 3%와 5%에서는 통계적으로 유의성 있는 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타내지는 않았다.
- 32%로 다소 감소하였으나 통계적으로 유의성 있는 수치는 아니었다. DPPH 와 ABTS 라디칼 소거활성은 아로니아 분말 함량이 1~3% 수준에서는 항산화 활성이 크게 증가하다가 5% 첨가수준에서는 증가폭 매우 낮게 나타났다. 이를 통해 청포묵에 첨가하는 아로니아 분말 함량이 일정수준 이상 증가하면 항산화 활성이 더 이상 증가하지 않는 것을 알수 있었다.
- 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량은 아로니아 분말 첨가량에 비례하여 증가하였고 대조군 및 각 실험군에서 통계적으로 유의성 있는 증가를 나타냈다. DPPH와 ABTS radical 소거능 측정 결과 모든 첨가군이대조군에 비해 radical 소거활성이 높게 나타나 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 항산화활성도 증가하는 것으로 보인다. 관능검사에서 맛, 색, 질감 및 전반적인 선호도 평가에서 아로니아 분말을 5% 첨가한 실험군이 가장 높은 점수를 받았다.
- DPPH와 ABTS radical 소거능 측정 결과 모든 첨가군이대조군에 비해 radical 소거활성이 높게 나타나 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 항산화활성도 증가하는 것으로 보인다. 관능검사에서 맛, 색, 질감 및 전반적인 선호도 평가에서 아로니아 분말을 5% 첨가한 실험군이 가장 높은 점수를 받았다. 이상의 결과를 통하여 아로니아는 새로운 항산화 활성이 우수한 기능성 소재이며 아로니아 분말을 첨가하여 기능성 청포묵을 제조할 때 아로니아 분말의 함량은 청포묵가루 대비 5% 수준이 가장 적당할 것으로 사료된다.
- 21로 가장 낮은 이수율을 보여 본 결과와 다소 차이를 보였다. 그러나 본 연구에서 사용한 아로니아 분말의 함량은 청포묵 가루를 기준으로 1~5%로 박 등의 연구와 비교할 때 그리 많은 양이 아니어서 아로니아 분말의 첨가가 청포묵의 안정성에 큰 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다. 이수율은 묵의 구조적인 안정성을 대변하는 인자로 전분의 종류, 전분의 수침시간, 저장온도 및 저장기간과 밀접한 관련이 있으며, 묵의 안정성을 고려할 때 이수율이 적은 재료가 묵의 원료로 바람직하다(Chung HJ 등 1998.
- 아로니아 분말을 첨가하여 제조한 청포묵의 물성측정 결과는 Table 5와 같다. 대조군에 비해 아로니아 분말 첨가량이 증가함에 따라 경도도 증가하였다. 아로니아 분말 첨가량이 1%에서 5%로 증가함에 따라 경도는 0.
- 양하분말을 첨가하여 제조한 청포묵에서도 본 결과와 유사하게 양하분말 함량이 5~20%까지 증가함에 따라 대조군에 비해 경도와 씹힘성이 증가하는 것으로 나타났다(Kim HS 등 2012). 본 연구에 사용한 아로니아 분말은 청포묵 구조의 안정성과 겔 화에 기여하여 묵의 수축을 억제하며 경도, 탄력성 및 점착성을 증가시킨 것으로 사료된다.
- 아로니아 분말의 양을 달리하여 제조한 청포묵의 색을 색차계로 측정하여 명도(L), 적색도(a), 황색도(b) 값으로 나타낸 결과는 Table 4와 같다. 색깔 밝기를 나타내는 L 값은 아로니아를 첨가하지 않은 대조구가 55.08로 가장 높게 나타났으며, 아로니아 분말의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 아로니아 분말 1% 첨가군에서는 47.
- 아로니아 분말을 첨가하여 청포묵을 제조하고 색, 맛, 향미, 단단한 정도 및 전반적인 선호도에 대한 관능검사 결과는 Table 6과 같다. 색에 대한 선호도 측정 결과, 대조군에 비해 아로니아 분말의 첨가량이 증가할수록 높은 값을 나타냈다. 아로니아 분말 1%와 3% 첨가군에서 9점 선호도를 기준으로 각각 5.
- 선행연구에서 다양한 건조방법(동결건조, 일광건조, 스팀 후 일광건조, 열풍건조)을 통해 얻은 아로니아의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량과 항산화 활성을 평가하였고 동결건조한 아로니아에서 항산화 물질및 활성이 유의적으로 높게 나타남을 확인하였다. 건조방법은 아로니아의 생리활성 물질 함량과 항산화 활성에 영향을 주며 고온의 건조방법보다는 저온의 동결건조이 아로니아의 유효성분 함량과 항산화 활성을 증대시키기 위한 최적의 방법으로 사료되어 본 연구에서는 동결건조한 아로니아 분말을 가지고 청포묵을 제조하였다.
- 08로 가장 높게 나타났으며, 아로니아 분말의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 아로니아 분말 1% 첨가군에서는 47.93이었고, 아로니아 분말의 첨가량이 3%에서 5%로 증가할수록 명도는 각각 45.16에서 39.18로 감소하였다. 이는 아로니아에 함유되어 있는 붉은 색의 안토시아닌 색소에 의한 것으로 사료된다.
- 20의 값을 나타내 냈다. 아로니아 분말 1%와 3% 첨가군에서는 각각 3.69, 10.31의 값으로 무첨가군에 비해 적색도가 유의적으로 증가하였다. 아로니아 분말 5% 첨가군에서는 11.
- 8점으로 가장 높은 점수를 얻었다. 아로니아 분말 5% 첨가군에서 색, 맛, 향미, 단단한 정도 및 전반적인 선호도가 가장 높은 것을 확인하였고 이상의 결과를 종합해 볼 때, 아로니아 분말을 첨가한 묵의 제조시 최적 조건은 아로니아 분말 함량 5%가 색, 맛, 질감, 향기 및 전반적인 선호도를 높일 수 있을 것으로 사료된다.
- 맛의 경우도 아로니아 분말 첨가량이 증가함에 따라 높은 선호도를 나타났다. 아로니아 분말 함량이 1%에서 5%로 증가함에 따라 대조군(5.1점)의 선호도에 비해 5.2~6.1점으로 높은 선호도를 나타냈다. 단단한 정도는 대조군과 아로니아 분말 1%와 3% 첨가군에서는 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 아로니아 분말 5% 첨가군에서는 6.
- 아로니아 분말의 양을 달리하여 제조한 묵의 수분함량 측정 결과는 Table 2와 같다. 아로니아 분말을 첨가하지 않은 묵의 수분함량은 89.7% 이었고 아로니아 분말을 첨가하여 제조한묵은 아로니아 분말의 첨가량에 88.3~89.2%의 수분함량을 나타냈으나 통계적으로 유의성 있는 결과는 아니었다.
- 04까지 증가하였다. 응집성과 탄력성은 아로 니아 분말 첨가량이 증가할수록 다소 감소하는 경향을 보였으나, 통계적으로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이를 통해 1~5% 아로니아 분말의 첨가는 청포묵의 응집성과 탄력성에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.
- 응집성과 탄력성은 아로 니아 분말 첨가량이 증가할수록 다소 감소하는 경향을 보였으나, 통계적으로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이를 통해 1~5% 아로니아 분말의 첨가는 청포묵의 응집성과 탄력성에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.
- DPPH 와 ABTS 라디칼 소거활성은 아로니아 분말 함량이 1~3% 수준에서는 항산화 활성이 크게 증가하다가 5% 첨가수준에서는 증가폭 매우 낮게 나타났다. 이를 통해 청포묵에 첨가하는 아로니아 분말 함량이 일정수준 이상 증가하면 항산화 활성이 더 이상 증가하지 않는 것을 알수 있었다.
- 관능검사에서 맛, 색, 질감 및 전반적인 선호도 평가에서 아로니아 분말을 5% 첨가한 실험군이 가장 높은 점수를 받았다. 이상의 결과를 통하여 아로니아는 새로운 항산화 활성이 우수한 기능성 소재이며 아로니아 분말을 첨가하여 기능성 청포묵을 제조할 때 아로니아 분말의 함량은 청포묵가루 대비 5% 수준이 가장 적당할 것으로 사료된다.
- 7%로 대조군과 차이를 나타내지 않았다. 이수율은 대조군에 비해 아로니아 분말을 첨가한 청포묵에서 낮았고, 저장기간이 길어질수록 대조군과 실험군 모두에서 유의성 있게 증가하였다. 조직감 측정결과, 아로니아 분말 함량이 증가함에 따라 대조군에 비해 경도, 씹힘성, 점착성이 증가하였다.
- 아로니아 분말을 첨가하여 제조한 청포묵의 이수율 변화는 Table 3과 같다. 저장기간이 동일할 경우, 대조군에 비해 아로니아 분말 첨가군에서 이수율이 낮았고, 실험군의 경우는 청포묵에 첨가한 아로니아 분말 함량이 높을수록 이수율이 낮게 나타났다. 이는 아로니아 분말이 청포묵 구조의 안정성에 기여하여 청포묵 가루만으로 제조한 실험군에 비해 묵의 수축이 적게 일어난 것으로 사료 다.
- 0으로 가장 높은 점수를 나타냈다. 전반적인 선호도는 대조군과 각 첨가군에서 유의적인 차이를 보였으며, 아로니아 분말 5% 첨가 군에서 6.8점으로 가장 높은 점수를 얻었다. 아로니아 분말 5% 첨가군에서 색, 맛, 향미, 단단한 정도 및 전반적인 선호도가 가장 높은 것을 확인하였고 이상의 결과를 종합해 볼 때, 아로니아 분말을 첨가한 묵의 제조시 최적 조건은 아로니아 분말 함량 5%가 색, 맛, 질감, 향기 및 전반적인 선호도를 높일 수 있을 것으로 사료된다.
- 이수율은 대조군에 비해 아로니아 분말을 첨가한 청포묵에서 낮았고, 저장기간이 길어질수록 대조군과 실험군 모두에서 유의성 있게 증가하였다. 조직감 측정결과, 아로니아 분말 함량이 증가함에 따라 대조군에 비해 경도, 씹힘성, 점착성이 증가하였다. 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 청포묵의 색도측정에서 명도(L)는 아로니아 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소한 반면에 적색도(a)와 황색도(b)는 증가하였다.
- 47 mg GAE/g 이었으나, 아로니아 분말의 첨가량에 비례하여 증가하였다. 즉, 아로니아 분말의 첨가량이 1%에서 5%로 증가함에 따라 묵의 총 폴리페놀 함량은 8.98 mg에서 43.09 mg으로 증가하였다. 청포묵의 총 플라보노이드 함량은 quercetin을 기준으로 대조군에서는 검출되지 않았으나 아로니아 분말을 첨가한 묵에서는 0.
- 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 청포묵의 색도측정에서 명도(L)는 아로니아 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소한 반면에 적색도(a)와 황색도(b)는 증가하였다. 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 안토시아닌 함량은 아로니아 분말 첨가량에 비례하여 증가하였고 대조군 및 각 실험군에서 통계적으로 유의성 있는 증가를 나타냈다. DPPH와 ABTS radical 소거능 측정 결과 모든 첨가군이대조군에 비해 radical 소거활성이 높게 나타나 아로니아 분말 첨가량이 증가할수록 항산화활성도 증가하는 것으로 보인다.
후속연구
- 독특한 자줏빛을 색소를 가진 안토시아닌을 전통적인 청포묵에 첨가할 경우 시각적인 효과를 높이고 다양한 생리활성 물질로 인하여 건강에도 유익할 것으로 사료된다. 현재까지 다양한 기능성 재료를 첨가하여 제조한 묵의 품질특성에 관한 연구는 널리 진행되고 있는데 반해, 아로니아를 첨가하여 제조한 묵에 대한 생리활성 물질 분석 및 항산화 활성 평가는 거의 이루어지지 않은 실정이다.
- 아로니아에는 폴리페놀, 플라보노이드 및 안토시아닌 등의 우수한 천연항산화 물질들이 풍부하고 이로 인한 염증억제, 암예방, 혈압강하, 위장관 보호 효과 등의 결과가 보고되고 있다(Chung HW 2010). 따라서 아로니아 분말을 첨가하여 제조한 청포묵 역시 건강 기능성의 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
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