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문제 정의
- 본 연구에서는 흑마늘 음료의 생리활성 증진과 품질개선을 위한 소재로서 미나리의 사용 가능성을 검토하기 위해, 흑마늘과 미나리 혼합음료를 제조하여 그 품질특성을 비교 검토하였다.
제안 방법
- 시료 10 mL을 0.2 μm membrane filter(Millipore Co., Bedford, MA, USA)로 여과한 후 HPLC(Surveyer MSQ plus, Thermo Scientific Co., San Jose, CA, USA)로 220 nm에서 분석하였으며, column은 Thermo Hypersil Gold aQ 5 μm(4.6×250 mm), 검출기는 Thermo scientific MSQ plus mass detecter, 이동상은 A상은 50 mM K2HPO4(pH 7)이며, B상은 methanol이다.
- 음료의 pH는 pH meter(ORION 410A, Orion Research Inc., Boston, MA, USA), 당도는 디지털 당도계(Atago PAL-1, Tokyo, Japan)로 측정하였다.
- 흑마늘과 미나리 혼합 음료를 제조하기 위해 흑마늘과 미나리를 각각 3:0(BD-1), 2:1(BD-2), 1:1(BD-3), 1:2(BD-4)의 비율(w/w)로 혼합한 후, 10배의 정제수를 가해 95℃에서 8시간 동안 추출하여 추출액을 음료 제조용으로 사용하였다. 음료의 혼합비는 각각의 추출액 90%, malto dextrin 2%, fiber sol 2-L 4%, 그리고 isomalto-oligosaccharide 4%를 혼합하여 음료를 제조하였다.
- 흑마늘 미나리 혼합 음료를 식품을 전공하는 학부학생 20명을 대상으로 색, 향, 맛, 종합적 기호도에 대해 5점 척도법으로 검사하였다.
- 흑마늘 음료의 기호성과 기능성 증진을 위해 흑마늘과 미나리의 배합비를 각각 3:0(BD-1), 2:1(BD-2), 1:1(BD-3), 1:2(BD-4)의 비율(w/w)로 달리하여 제조한 음료의 식품학적 특성과 항산화 활성을 비교 검토 하였다. 흑마늘 미나리혼합음료의 pH는 미나리 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으나, 당도는 감소하는 경향을 나타내었다.
- 흑마늘과 미나리 혼합 음료를 제조하기 위해 흑마늘과 미나리를 각각 3:0(BD-1), 2:1(BD-2), 1:1(BD-3), 1:2(BD-4)의 비율(w/w)로 혼합한 후, 10배의 정제수를 가해 95℃에서 8시간 동안 추출하여 추출액을 음료 제조용으로 사용하였다. 음료의 혼합비는 각각의 추출액 90%, malto dextrin 2%, fiber sol 2-L 4%, 그리고 isomalto-oligosaccharide 4%를 혼합하여 음료를 제조하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용된 흑마늘은 의성흑마늘영농조합법인으로부터 제공받았으며, 미나리는 경북 의성 지역에서 재배된 것을 구매하여 -20℃이하에서 보관해 두고 실험에 사용하였다. 음료제조용 원료인 malto dextrin, fiber sol 2-L, isomalto-oligosaccharide 등은 (주)대상으로부터 구매하여 사용하였다.
- 실험에 사용된 흑마늘은 의성흑마늘영농조합법인으로부터 제공받았으며, 미나리는 경북 의성 지역에서 재배된 것을 구매하여 -20℃이하에서 보관해 두고 실험에 사용하였다. 음료제조용 원료인 malto dextrin, fiber sol 2-L, isomalto-oligosaccharide 등은 (주)대상으로부터 구매하여 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 반복으로 행하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 유의성은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, Inc., Chicago, IL, USA) ver. 12 software package을 이용, p<0.05 수준으로 Duncan's multiple range test에 의하여 검증하였다.
이론/모형
- ABTS[2,2´-azino-bis(3-ethylbenzot hiazoline-6-sulfonic acid) radical 소거능은 ABTS radical cation decolorization assay(19)를 이용하여 측정하였다.
- Folin-Denis 법(17)에 따라 시료 1 mL에 0.2 N Folin-Ciocalteu's phenol reagent 1 mL를 가하여 실온에서 3분간 반응시킨 후, 7.5% Na2CO3 1 mL을 가한 후 암소에서 1시간 동안 방치한 후 765 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- Marklund와 Marklund의 방법(18)에 따라 Tris-HCl buffer[50 mM tris(hydoxymethyl) amino-methane+10 mM EDTA, pH 8.5] 2.6 mL에 시료 0.2 mL와 7.2 mM pyrogallol 0.2 mL을 가하고 25℃에서 10분간 방치 후, 1 N HCl 0.1 mL을 가하여 반응을 정지 시킨 후, 반응액 중 산화된 pyrogallol의 양을 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 수용성 vitamin 함량은 HPLC 내부표준법(21)으로 측정하였으며, 표준물질로는 ascorbic acid, thiamine, riboflavin, pyridoxine을 Sigma 사의 시약을 구입하여 사용하였다. 시료 10 mL을 0.
성능/효과
- 27%) 순으로 활성을 나타내었다. ABTS 라디칼 소거능은 BD-1에서 28.72%로 가장 낮게 측정되었으며, 미나리 첨가 비율이 증가함에 따라 유의적으로 증가하여 BD-2는 39.43%, BD-3은 45.69%, BD-4는 52.51%로 나타났다. 철 이온 킬레이트 효과는 미나리 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으며, BD-1(6.
- 48 μg/mL) 순으로 나타났다. SOD 유사활성은 BD-4에서 18.60%으로 가장 높은 활성을 나타내었으며, BD-3(15.53%), BD-2(12.53%), BD-1(10.27%) 순으로 활성을 나타내었다. ABTS 라디칼 소거능은 BD-1에서 28.
- 21 μ g/mL)가 6배 가량 증가하였다. 관능검사의 경우도 색, 향, 맛, 종합적 기호도에서 BD-4가 가장 양호하였다. 이러한 결과를 종합해 보면, 흑마늘 미나리 혼합 음료를 제조할 경우 흑마늘과 미나리를 1:2 비율(w/w)로 혼합하는 것이 생리활성과 관능적 품질 특성 측면에서 우수할 것으로 사료된다.
- 미나리 추출물의 당도는 2.1 °Brix이었으며, 미나리와 흑마늘 혼합 음료의 당도는 대조구인 BD-1 구가 21.2로 가장 높았으며, 미나리의 첨가 비율이 증가함에 따라 당도는 감소하였다.
- 미나리 첨가비율에 따른 혼합 음료의 pH, 당도 및 색도측정 결과는 Table 1과 같다. 미나리 추출액의 pH는 5.35이었으며, 흑마늘 추출액만 첨가한 처리구(BD-1) 4.00, 흑마늘과 미나리의 혼합비율(2:1)로 혼합 추출한 추출액을 첨가한 음료(BD-2),(1:1)의 비율로 혼합 추출한 추출액을 첨가한 음료(BD-3) 그리고(1:2)의 비율로 혼합 추출한 추출액을 첨가한 음료(BD-4)의 pH는 각각 4.09, 4.24, 4.36으로 나타나, 미나리의 첨가량이 증가 할수록 상승하는 경향을 나타내었다. Shin 등(22)은 흑마늘의 제조 중 pH는 점차 산성화되는 경향을 보인다고 보고하였으며, 본 연구에서는 산성인 흑마늘에 pH 5 부근의 미나리를 첨가함에 따라 pH가 상승한 것으로 판단되었다.
- )은 항산화성을 가진 물질에 의해 제거되어 radical 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용한 항산화활성 측정 방법이다(26). 미나리와 흑마늘 혼합 음료의 ABTS radical 소거능(Table 2)은 대조구 BD-1이 28.72%로 가장 낮았으며, 미나리 첨가 비율에 증가함에 따라 유의적으로 증가하여 BD-2(39.43%), BD-3(45.69%), BD-4(52.51%) 순으로 증가하였다. Lee(24)는 미나리 열수추출액 동결건조 분말의 첨가 농도가 증가함에 따라 ABTS radical 소거활성이 증가한다고 보고하여, 본 연구와 유사한 경향을 나타내었으며, 미나리 첨가에 의해 흑마늘과 미나리 혼합음료의 항산화 활성은 증가하는 것으로 판단되었다.
- 미나리와 흑마늘 혼합 음료의 수용성 비타민(B1, B2, B6, C) 함량을 측정한 결과(Table 3)는 각 처리구 공히 미나리 혼합비율에 관계없이 비타민 C의 함량이 가장 높게 나타났으며, 비타민 B6의 함량이 가장 낮았다. 또한 비타민 C 함량은 BD-1이 130.
- 따라서 과 생성된 Fe2+이온의 적절한 제거는 지질 과산화를 억제할 수 있는 중요한 요인 중에 하나이다. 미나리와 흑마늘의 첨가 비율을 달리한 흑마늘 음료의 ferrous ion 킬레이팅 효과(Table 2)는 미나리 첨가 비율이 증가함에 따라 유의적으로 증가하여, BD-1의 6.38%에 비해 BD-4는 39.94%로 6배 증가하였다. Hwang 등(23)은 미나리 물 분획물의 ferrous ion chelating 효과는 1 mg/mL에서 16.
- 미나리와 흑마늘의 첨가 비율을 달리한 혼합음료의 관능검사 결과는 Table 4와 같다. 색, 향, 맛 그리고 종합적 기호도 공히 미나리 첨가 비율이 가장 높은 BD-4 처리구가 가장 양호하였다. 색은 BD-4를 제외한 각 실험구들은 큰 차이를 나타내지 않았으며, 이는 흑마늘 고유의 진한 색에 기인된 것으로 판단된다.
- 수용성 비타민(B1, B2, B6, C) 함량은 미나리 첨가량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 비타민 C의 경우 BD-1(130.10 μg/mL)에 비해 BD-4(806.21 μ g/mL)가 6배 가량 증가하였다.
- 관능검사의 경우도 색, 향, 맛, 종합적 기호도에서 BD-4가 가장 양호하였다. 이러한 결과를 종합해 보면, 흑마늘 미나리 혼합 음료를 제조할 경우 흑마늘과 미나리를 1:2 비율(w/w)로 혼합하는 것이 생리활성과 관능적 품질 특성 측면에서 우수할 것으로 사료된다.
- 51%로 나타났다. 철 이온 킬레이트 효과는 미나리 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으며, BD-1(6.38%)에 비해 BD-4(39.94%)에서 6배 높게 측정되었다. 수용성 비타민(B1, B2, B6, C) 함량은 미나리 첨가량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 비타민 C의 경우 BD-1(130.
- 색은 BD-4를 제외한 각 실험구들은 큰 차이를 나타내지 않았으며, 이는 흑마늘 고유의 진한 색에 기인된 것으로 판단된다. 향, 맛, 종합적 기호도에서는 미나리 첨가비율이 증가 할수록 유의적으로 증가하였다. 이는 미나리 고유의 향과 맛이 흑마늘의 자극적인 향과 맛을 완화하여 종합적인 맛의 상승효과를 가져온 것으로 판단된다.
- 혼합 음료의 세포내 활성산소를 과산화수소로 전환시키는 반응을 촉진하는 효소인 SOD 유사활성(Table 2)은 BD-4가 18.60%으로 가장 높았으며, BD-3(15.53%), BD-2 (12.53%), BD-1(10.27%) 순으로 활성을 보여, 흑마늘 음료보다 미나리 첨가에 의해 음료의 SOD 유사활성이 증가하였다. Shin 등(25)은 흑마늘 물 분획물의 1000 μg/mL 농도에서 SOD 유사활성은 28.
- 흑마늘 음료의 기호성과 기능성 증진을 위해 흑마늘과 미나리의 배합비를 각각 3:0(BD-1), 2:1(BD-2), 1:1(BD-3), 1:2(BD-4)의 비율(w/w)로 달리하여 제조한 음료의 식품학적 특성과 항산화 활성을 비교 검토 하였다. 흑마늘 미나리혼합음료의 pH는 미나리 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으나, 당도는 감소하는 경향을 나타내었다. 색도는 L값과 b값은 유의적인 차이를 보이지 않았으나, a값은 미나리 첨가량이 증가함에 따라 2.
후속연구
- 이상의 결과로 미나리와 흑마늘을 이용한 음료를 제조할 경우 흑마늘 1, 미나리 2의 배율로 혼합하여 10배의 물로 추출하여 제조한 음료는 비타민 함량의 증가, 항산화 활성등 생리활성이 우수한 음료 제조가 가능할 것으로 판단되나, 이들 음료의 판매를 위한 대량생산을 위해서는 미나리의 적정 배합비와 음료의 맛을 개선하기 위한 원부재료의 배합비, 살균 조건 등 보다 광범위한 제조 공정상의 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다.
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