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문제 정의
- 그러나 아직까지 국내에서는 이러한 다양한 과일과 채소를 혼합한 가공식품의 연구가 미비하며, 특히 도라지를 활용한 흑도라지의 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 흑도라지 추출물, 사과즙, 대추 추출물을 배합하여 흑도라지 사과주스를 제조하고 품질특성을 평가함으로써 흑도라지를 이용한 건강음료 개발의 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- ABTS[2,2'-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)] 소거활성은 Re 등(17) 의 방법을 변형하여 실험하였다.
- 당도는 당도계(N-1E, Atago, Tokyo, Japan)로 측정하였고, 환원당 함량은 각각의 시험관에 시료 1 mL와 DNS(3,5-dinitrosalicylic acid) 1 mL를 넣고, 끓는 물에서 10분 동안 중탕시켜 상온에서 충분히 냉각시킨 다음, 증류수 3 mL를 넣어 550 nm에서 흡광도를 측정(U-2900, Hitachi, Tokyo, Japan)하였다. 환원당 함량은 glucose(Sigma, St Louis, MO, USA)를 표준물질로 하여 작성한 검량선으로부터 환산하였다.
- 본 연구에서는 기능성이 우수한 도라지를 이용하여 흑도라지를 제조하였으며, 흑도라지 추출물, 사과즙, 대추추출물의 혼합비율을 달리하여 흑도라지 사과주스를 제조하고 각각의 품질특성과 기능성을 분석하였다. 흑도라지 사과주스의 pH는 3.
- 색도는 색차계(CR-300, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 hunter값(L값=명도, a=적색도, b=황색도)으로 표시하였으며, 백색판을 기준으로 혼합비율별 흑도라지 사과주스를 각각 3회 반복 측정하였다.
- 흑도라지는 Lee 등(8)의 방법에 따라 제조하였다. 즉, 세척된 도라지를 항온기(BJP-1033FW, Lihom-Cuchen, Seoul, Korea)에서 60℃에서 15일간 증숙하였고, dry oven(Vision Scientific Co., Seoul, Korea)을 이용하여 30℃에서 3시간건조하여 흑도라지를 제조하였다. 흑도라지 추출액은 흑도라지 50 g에 물 1 L를 첨가하여 압력솥(BJP-1033FW, Lihom crystal, Cheonan, Korea) 탕기능에서 60분 3회 반복하여 추출한 후 여과하여 사용하였다.
- 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법(15)을 변형하여 측정하였다. 즉, 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스를 0.
- 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 pH는 pH meter(Orion 3 star Benchtop, Thermo Orion, Beverly, MA, USA)로 측정하였고, 산도는 흑도라지 사과주스 4 mL에 멸균된 증류수 20 mL를 가하고 vortex한 후 0.1 N NaOH로 pH가 8.2가 될 때까지 적정하여 측정하였으며, malic acid로 환산하였다.
- 흑도라지 사과주스 혼합비율은 Table 1과 같다. 혼합비율은 예비실험과 도라지 배즙의 도라지즙 함유량(14)을 참고 하여 5가지 혼합비율을 설정하였다.
- 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 관능평가는 식품영양학과 학부생 및 대학원생 30명을 대상으로 실시하였다. 흑도라지 사과주스의 색과 맛, 향에 대해 Likert 5점 척도(매우 좋다: 5점, 좋다: 4점, 보통: 3점, 나쁘다: 2점, 매우 나쁘다: 1점)를 이용하여 평가하였다.
- , Seoul, Korea)을 이용하여 30℃에서 3시간건조하여 흑도라지를 제조하였다. 흑도라지 추출액은 흑도라지 50 g에 물 1 L를 첨가하여 압력솥(BJP-1033FW, Lihom crystal, Cheonan, Korea) 탕기능에서 60분 3회 반복하여 추출한 후 여과하여 사용하였다. 위의 과정으로 얻은 흑도라지 추출액의 가용성 고형분 함량은 2 °Brix였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 도라지(Platycodon grandiflorum)는 경상북도 영주시에서 재배된 3년근을 사용하였으며 사과즙은 ㈜허니플(Cheongsong, Korea)에서 제조된 사과즙를 사용하였고, 대추(Zizyphus jujuba)는 경산축산농협(Gyeonsan, Korea)에서 구매한 것을 사용하였다.
- 사과즙은 엄선된 사과(Malus domestica, 'Fuji')를 초음파 세척기로 세척한 후, 파쇄기를 통해서 파쇄 및 착즙의 과정을 거친 후 포장하여 제조된 것을 사용하였으며, 사과즙의 가용성 고형분 함량은 15 °Brix이었다.
- 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 관능평가는 식품영양학과 학부생 및 대학원생 30명을 대상으로 실시하였다. 흑도라지 사과주스의 색과 맛, 향에 대해 Likert 5점 척도(매우 좋다: 5점, 좋다: 4점, 보통: 3점, 나쁘다: 2점, 매우 나쁘다: 1점)를 이용하여 평가하였다.
데이터처리
- 3)Means with the same small letter in each column are not significantly different at p<0.05 using Duncan’s multiple range test.
- Means with the same small letter in each bar are not significantly different at p<0.05 using Duncan’s multiple range test.
- 본 실험결과는 3반복으로 수행된 평균값이며, 항산화 관련 실험결과에 대한 통계분석은 SPSS(18, Chicago, IL, USA) 통계 프로그램을 이용하여 각 시료군 간의 유의적인 차이는 one-way ANOVA로 분석하여 Duncan’s multiple range test를 실시하여 분석하였다.
이론/모형
- DPPH radical 소거능은 Blois(16)의 방법에 준하여 안정한 free radical인 DPPH 라디칼에 대한 시료 용액과의 전자 공여 효과로 이 반응에 의해 DPPH radical이 감소하는 정도를 spectrophotometer(U-2000, Hitachi)로 측정하였다. 흑도라지 사과주스(30배 희석)를 0.
- 환원력은 Mau 등(18)의 방법에 의해 측정하였다. 20배 희석된 흑도라지 사과주스 250 µL에 0.
- 흑도라지는 Lee 등(8)의 방법에 따라 제조하였다. 즉, 세척된 도라지를 항온기(BJP-1033FW, Lihom-Cuchen, Seoul, Korea)에서 60℃에서 15일간 증숙하였고, dry oven(Vision Scientific Co.
성능/효과
- 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 pH, 산도, 환원당 함량, 당도, 당산비를 측정한 결과는 Table 2와 같다. pH는 흑도라지 사과주스 A, B, C, D, E 각각 4.05, 3.90, 4.07, 4.04, 4.15로 흑도라지 사과주스 B의 pH가 유의적으로 가장 낮게 나타났다. 이는 증숙에 의해 유기산의 함량이 높은 흑도라지 추출물의 비율이 높기 때문으로 판단된다(8).
- 색도는 명도와 황색도는 흑도라지 사과주스 E가 가장 높았으며 적색도는 흑도라지 사과주스 C가 가장 높았다. 관능적 특성을 측정한 결과 향미를 제외한 모든 항목에서 흑도라지 사과주스 C가 가장 우수하게 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 흑도라지 사과주스 D가 가장 높은 폴리페놀 함량(706 ㎍/mL)과 항산화 활성을 보였으나 흑도라지 사과주스 C와 항산화 활성에 유의적인 차이는 없었다.
- 당도를 측정한 결과 흑도라지 사과주스 E가 가장 높은 값(9.33 °Brix)을 나타내었으며, 환원당 함량의경우 흑도라지 사과주스 E가 85.05 mg/mL로 가장 높은 함량을 나타내었고, 흑도라지 사과주스 B가 41.23 mg/mL 로 가장 낮은 함량을 보였다.
- 23 mg/mL 로 가장 낮은 함량을 보였다. 당산비 수치의 경우 당도와 환원당 함량이 가장 높은 흑도라지 사과주스 E가 6.98%로 가장 높은 수치를 보였다. 색도는 명도와 황색도는 흑도라지 사과주스 E가 가장 높았으며 적색도는 흑도라지 사과주스 C가 가장 높았다.
- 따라서 당산비는 소비자들이 과일이나 과일주스 등을 구매할 때 중요한 인자로(22) 주스의 품질평가를 위해서 가장 기본적으로 사용되는 지표이다. 따라서 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 당산비를 측정한 결과, 흑도라지 사과주스 E가 유의적으로 가장 높은 당산비를 보였는데, 이는 흑도라지 사과주스에 포함된 높은 환원당 함량에 기인 한 것으로 판단된다. 감귤류 주스의 경우 당산비 수치는 15∼18정도라 알려져 있는데(23), 흑도라지 사과주스는 이보다 낮은 수치로 이는 흑도라지 추출물의 높은 산도로 인하여(8) 당산비가 낮은 것으로 판단된다.
- 총 폴리페놀 함량은 흑도라지 사과주스 D가 가장 높은 폴리페놀 함량(706 ㎍/mL)과 항산화 활성을 보였으나 흑도라지 사과주스 C와 항산화 활성에 유의적인 차이는 없었다. 따라서 흑도라지 사과주스 C가 관능적 특성및 항산화 활성이 우수하여, 흑도라지 사과주스 제조를 위해 흑도라지 추출물, 사과주스, 대추추출물을 2:4:1의 비율로 혼합하는 것이 가장 바람직 할 것으로 판단된다.
- 모든 흑도라지 사과주스에서약 68% 이상의 높은 소거활성을 보였으며, D>B>C>E>A의 순의 소거능을 보였으나 시료 A와 D만이 유의적인 차이를 보였다.
- 98%로 가장 높은 수치를 보였다. 색도는 명도와 황색도는 흑도라지 사과주스 E가 가장 높았으며 적색도는 흑도라지 사과주스 C가 가장 높았다. 관능적 특성을 측정한 결과 향미를 제외한 모든 항목에서 흑도라지 사과주스 C가 가장 우수하게 나타났다.
- 이상의 결과에서 흑도라지 사과주스 D가 가장 높은 항산화 활성을 나타내었으나 모든 항산화 항목에서 흑도라지 사과주스 C와 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한 이러한 결과는 흑도라지 사과주스의 폴리페놀 함량과 양의 상관관계를 나타내지 않았는데, 이는 주스에 함유된 항산화 관련 비타민 또는 무기질의 함량에 영향을 받았을 것으로 추측된다.
- 95점으로 두 번째로 높은 점수를 나타내 었다. 이처럼 향미를 제외한 모든 항목에서 흑도라지 사과 주스 C가 유의적으로 가장 우수하게 나타났다. 특히 흑도라지 사과주스 C가 단맛과 신맛의 적절성 및 전체적인 기호도가 4.
- 이러한 결과는 Lee 등(13)이 연구한 국내 시판 과일 및 야채주스의 명도보다 흑도라지 사과주스가 높은 값을 보였다. 적색도는 흑도라지 사과주스 C가 가장 높게 측정되었으며 황색도의 경우 명도와 비슷한 경향을 보여 흑도라지 사과주스 E가 가장 높게 측정되었다.
- 95점)를 제외한 모든 시료에 비해 유의적으로 높은 점수를 나타내었다. 전체적인 기호도는 단맛과 신맛의 적절성과 같은 경향을 보여 시료 C가 4.20점으로 가장 우수한 점수를 보였고, 시료 E가 3.95점으로 두 번째로 높은 점수를 나타내 었다. 이처럼 향미를 제외한 모든 항목에서 흑도라지 사과 주스 C가 유의적으로 가장 우수하게 나타났다.
- 증숙이란 한방에서 흔히 쪄서 익히는 것을 말하며, 일정한 온도에서 습열한 공기를 제공하여 숙성하는 방법으로 홍삼을 제조하는데 많이 사용되어 온 방법이다. 증숙된 도라지는 숙성 중 형성된 갈색물질로 인해 풍미와 색상이 개선되었으며, 생도라지에 비해 사포닌, 폴리페놀 함량과 항산화 및 항균활성이 높아 기능성 식품소재로서의 이용성이 크게 증가될 수 있음이 확인되었다(8-9).
- 관능적 특성을 측정한 결과 향미를 제외한 모든 항목에서 흑도라지 사과주스 C가 가장 우수하게 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 흑도라지 사과주스 D가 가장 높은 폴리페놀 함량(706 ㎍/mL)과 항산화 활성을 보였으나 흑도라지 사과주스 C와 항산화 활성에 유의적인 차이는 없었다. 따라서 흑도라지 사과주스 C가 관능적 특성및 항산화 활성이 우수하여, 흑도라지 사과주스 제조를 위해 흑도라지 추출물, 사과주스, 대추추출물을 2:4:1의 비율로 혼합하는 것이 가장 바람직 할 것으로 판단된다.
- 이처럼 향미를 제외한 모든 항목에서 흑도라지 사과 주스 C가 유의적으로 가장 우수하게 나타났다. 특히 흑도라지 사과주스 C가 단맛과 신맛의 적절성 및 전체적인 기호도가 4.20점으로 다른 흑도라지 사과주스보다 매우 우수한 경향을 보여 흑도라지 사과주스 C가 높은 관능적 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
- 16(19)과는 유사한 경향을 나타내었다. 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 산도를 측정한 결과, 흑도라지 사과 주스 A, B, C, D, E는 각각 1.31, 1.26, 1.50, 1.51, 1.34%로 흑도라지 사과주스 C와 D가 가장 높은 산도를 나타내었다. 흑도라지 사과주스의 당도와 환원당 함량을 측정한 결과, 흑도라지 사과주스 E가 가장 높은 당도(9.
- 00 ㎍/mL로 가장 낮은 함량을 나타내었다(Table 5). 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 폴리페놀 함량은 혼합 비율에 따라 차이가 있었으며, 전체 주스에 대한 대추추출물의 비율이 높을수록 그 함량은 높게 나타났다. 이는 대추의 높은 폴리페놀 함량에 기인한 것으로 판단된다(24).
- 혼합비율을 달리한 흑도라지 사과주스의 항산화활성과 관련이 깊은 총 폴리페놀 함량을 측정하였으며, 시료 D가 706.00 ㎍/mL로 가장 높은 함량을 나타내었으며, 시료 E가 546.00 ㎍/mL로 가장 낮은 함량을 나타내었다(Table 5). 혼합비율에 따른 흑도라지 사과주스의 폴리페놀 함량은 혼합 비율에 따라 차이가 있었으며, 전체 주스에 대한 대추추출물의 비율이 높을수록 그 함량은 높게 나타났다.
- DPPH는 안정한 free radical로 항산화 물질에 의해 환원되어 탈색되므로 항산화물질의 항산화능을 측정할 때 많이 이용되는 방법으로(16) 항산화물질과 반응하게 되면 흡광도의 값이 감소한다. 흑도라지 사과주스의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과(Fig. 1), 모든 혼합 비율에서 소거능이 약 58% 이상을 보였다. 흑도라지 사과주스 C, D, E 의 경우 약 60%가 넘는 소거능을 보였으며, 각각의 혼합비율에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
- 흑도라지 사과주스의 당도와 환원당 함량을 측정한 결과, 흑도라지 사과주스 E가 가장 높은 당도(9.33 °Brix)와 환원당 함량(85.05 mg/mL)을 나타내었고, B가 가장 낮은 당도 (5.20 °Brix)와 환원당 함량(41.23 mg/mL)을 나타내어 사과주스의 비율이 높을수록 당도와 환원당 함량 또한 높게 나타나는 경향을 보였다.
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