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문제 정의
- 따라서 수수가 가지고 있는 항산화활성 및 건강기능성을 식품 산업적 측면에서 더욱 효과적으로 이용하기 위하여 수수 중 항산화활성이 높은 ‘동안메’에서 활성이 가장 높은 부위인 수수겨를 유과에 첨가하고 유과의 화학적 특성 변화를 살펴봄으로써 ‘동안메’ 수수겨 첨가에 의한 유과의 기능성 증진 및 산패 억제 효과를 검토하고자 본 시험을 수행하였다.
- 수수의 건강기능성을 산업적 측면에서 더욱 효과적으로 이용하기 위하여 수수 품종 중 항산화활성이 높은 ‘동안메’에서 활성이 가장 높은 부위인 수수겨가 첨가된 유과의 이화학적 특성 변화를 평가하여 ‘동안메’ 수수겨 첨가에 의한 기능성 증진 및 산패 억제 효과를 검토하고자 본 시험을 수행하 였다.
제안 방법
- ‘동안메’ 수수겨 분말을 주정 100%로 추출한 뒤 동결 건조를 통해 농축시킨 추출물과 수수겨 분말 자체를 찹쌀 유과반대기에 첨가하였는데, 처리 수준은 수수겨 분말 1%, 5%로, 수수겨 추출물 0.1%, 0.5%, 1% 및 대조(찹쌀 100%) 로 하였다.
- 유과 배포 시 대조구인 찹쌀 유과를 가운데 두고 각 처리별 유과를 임의로 배치하여 대조구와 비교하면서 관능을 측정할 수 있도록 하였다. 관능 검사에 사용된 특성은 외관, 향, 맛, 조직감, 전체적 기호도를 평가하였고, 채점기준은 3(매우 좋음)에서 -3(매우 나쁨) 까지의 7단계를 100% 찹쌀 유과를 대조구(0)로 평가하였 다. 관능검사 후 결과 통계처리는 SAS를 이용하여 P<0.
- 대조구 및 수수겨 첨가 유과의 조리특성으로 유과의 팽화율과 색도를 측정하였다. 팽화율은 Lee 등(18)의 방법에 준하여 팽화 전후의 부피를 종자치환법으로 측정하여 아래의 계산식에 의하여 나타내었다.
- 또한 수수겨 첨가 처리가 저장 중 유과의 항산화활성에 미치는 영향을 빠른 시간 내 살펴보기 위하여 튀겨진 유과반 대기를 60±1°C의 고온에 보관하면서 5일 간격으로 35일간 산가와 ABTS radical의 소거활성 변화를 분석하였다.
- 무기성분의 함량은 550°C에서 회화한 후 0.5 N 질산을 가하여 가온해서 녹이고 GF/C 여과지로 여과한 다음 정용하여 ICP(Inductively Coupled Plasma, Optima-3300DV, Perkin-Elmer, Norwalk, CT, USA)로 분석하였다.
- 시험재료 및 처리별 수수겨 첨가 유과의 항산화성분 및항산화활성은 조리 전과 조리 후로 나누어 시행함으로써 조리에 따른 기능성 성분 및 활성 변화를 같이 살펴보았다. 분석방법은 동결건조 된 처리별 유과 5 g을 취하여 80% 에탄 올로 추출하여 분석용 시료로 사용하였다. 처리별 수수 첨가 유과의 에탄올 추출물에 대한 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 Dewanto 등(20)과 Duval과 Shetty(21)의 방법에 따라 분석하였으며, 표준물질로는 (+)-catechin(SigmaAldrich, Tokyo, Japan)을 사용하여 검량선을 작성하였고, mg catechin equivalent(CE)/g(dry basis)으로 나타내었 다.
- 색도는 처리별로 튀기기 전 반대기와 튀긴 후 반대기의 색도를 색차계(Color difference meter, CR-300, Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 조사하였으며, 명암도를 나타내는 L값(lightness), 적색도를 나타내는 a값(redness), 황색도를 나타내는 b값(yellowness)의 변화된 값을 비교하였다. 이때 사용된 표준 백판의 L값은 98.
- 수수 첨가 유과의 에탄올 추출물에 대한 항산화활성은 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich) 및 ABTS(2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid, Sigma-Aldrich) radical의 소거활성을 Choi 등 (22)의 방법을 변형하여 측정하였다.
- 수수겨가 첨가된 유과를 제조하기 위하여 ‘백옥찰’ 찹쌀 일정량을 그릇의 가장자리에 골마지라 불리는 하얀 거품이 끼이도록 약 5일간 맑은 물에 불렸다가 깨끗이 씻은 후 탈수(4시간)하여 분쇄･건조하였다.
- 수수겨가 첨가된 유과의 관능검사는 각 처리별 유과반대 기를 1, 2차로 튀긴 후 30분간 방랭 후 접시에 담아 관능검 사요원에게 배포하여 실시하였다. 관능검사에 참여한 패널은 남 10명, 여 13명으로 총 23명이며, 나이는 20대 초반에서 50대에 이르기까지 다양하였다.
- 시험재료 및 처리별 수수겨 첨가 유과의 항산화성분 및항산화활성은 조리 전과 조리 후로 나누어 시행함으로써 조리에 따른 기능성 성분 및 활성 변화를 같이 살펴보았다. 분석방법은 동결건조 된 처리별 유과 5 g을 취하여 80% 에탄 올로 추출하여 분석용 시료로 사용하였다.
- 시험재료 및 처리별 유과의 일반성분은 단백질, 회분 및 무기성분을 조사하였다. 회분함량은 550°C에서 24시간 회화하여 측정하였다.
- 관능검사에 참여한 패널은 남 10명, 여 13명으로 총 23명이며, 나이는 20대 초반에서 50대에 이르기까지 다양하였다. 유과 배포 시 대조구인 찹쌀 유과를 가운데 두고 각 처리별 유과를 임의로 배치하여 대조구와 비교하면서 관능을 측정할 수 있도록 하였다. 관능 검사에 사용된 특성은 외관, 향, 맛, 조직감, 전체적 기호도를 평가하였고, 채점기준은 3(매우 좋음)에서 -3(매우 나쁨) 까지의 7단계를 100% 찹쌀 유과를 대조구(0)로 평가하였 다.
- 5 N 질산을 가하여 가온해서 녹이고 GF/C 여과지로 여과한 다음 정용하여 ICP(Inductively Coupled Plasma, Optima-3300DV, Perkin-Elmer, Norwalk, CT, USA)로 분석하였다. 조지방 함량은 자동 조지방측정기(Soxhlet system, Raypa Co., Oxnard, CA, USA)를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
- 수수겨가 첨가된 유과의 관능검사는 각 처리별 유과반대 기를 1, 2차로 튀긴 후 30분간 방랭 후 접시에 담아 관능검 사요원에게 배포하여 실시하였다. 관능검사에 참여한 패널은 남 10명, 여 13명으로 총 23명이며, 나이는 20대 초반에서 50대에 이르기까지 다양하였다. 유과 배포 시 대조구인 찹쌀 유과를 가운데 두고 각 처리별 유과를 임의로 배치하여 대조구와 비교하면서 관능을 측정할 수 있도록 하였다.
- 대조 및 각 처리에 사용된 찹쌀은 2012년 생산된 ‘백옥찰’을 이용하였다.
- 시험에 사용된 수수겨는 농촌진흥청 국립식량과학원 기능성작물부(밀양, 한국)에서 2012년 재배된 수수 ‘동안메’를 20% 도정하여 얻었다.
- 회분함량은 550°C에서 24시간 회화하여 측정하였다. 조단백은 처리별로 튀겨진 유과 시료를 동결건조(FDT-8612, Operon, Kimpo, Korea) 하고 분쇄(Vibrating sample mill, CMT Co. Ltd., Tokyo, Japan)하여 분석용 시료로 사용하였다. 일정량의 시료를 취하여 습식 분해한 후 100 mL로 정용하여 분석용 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 5) Any means in the same column followed by the same letter are not significantly (P<0.05) different by Duncan's multiple range test.
- 관능검사 후 결과 통계처리는 SAS를 이용하여 P<0.05 수준에서 Duncan의 다중검정으로 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- 일정량의 시료를 취하여 습식 분해한 후 100 mL로 정용하여 분석용 시료로 사용하였다. 조단백질 함량은 Kjeldahl 분석기(2300 Kjeltec Analyzer Unit, FOSS Tecator, Laurel, MD, USA)를 이용하여 정량 하였다. 무기성분의 함량은 550°C에서 회화한 후 0.
- 분석방법은 동결건조 된 처리별 유과 5 g을 취하여 80% 에탄 올로 추출하여 분석용 시료로 사용하였다. 처리별 수수 첨가 유과의 에탄올 추출물에 대한 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 Dewanto 등(20)과 Duval과 Shetty(21)의 방법에 따라 분석하였으며, 표준물질로는 (+)-catechin(SigmaAldrich, Tokyo, Japan)을 사용하여 검량선을 작성하였고, mg catechin equivalent(CE)/g(dry basis)으로 나타내었 다.
- 대조구 및 수수겨 첨가 유과의 조리특성으로 유과의 팽화율과 색도를 측정하였다. 팽화율은 Lee 등(18)의 방법에 준하여 팽화 전후의 부피를 종자치환법으로 측정하여 아래의 계산식에 의하여 나타내었다.
성능/효과
- ‘동안메’ 수수겨는 찹쌀에 비하여 모든 성분에서 높은 함량을 나타내었으며, 특히 K, Ca, Mg 등의 무기성분과 polyphenol, flavonoid의 항산화성분 그리고 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능에서 매우 높은 수준을 나타내었다.
- 또한 수수겨 가루 및 추출물이 첨가된 유과의 고온저장 중 산가 및 항산화 활성 변화를 살펴본 결과 저장 20일부터 산가가 급격히 증가하였으며 대조구의 산가가 높게 나타나고 수수겨 분말 첨가 시 증가가 완만히 일어나는 경향이었다. ABTS 라디칼 소거능은 산가와는 달리 저장기간의 경과에 따라 변화가 크게 나타나지 않았으며, 처리별로는 초기의 항산화활성 차이가 35일까지 계속 유지되는 것으로 나타났다. 결론적으로 항산화성, 산가 변화 및 유과의 품질특성 등을 고려할 때 ‘동안메’ 수수겨는 분말로서 1%, 추출물로서 0.
- ABTS와 DPPH 라디칼 소거능은 대조구가 22.57, 8.52 mg TE/100 g이었고, 첨가구의 ABTS 라디칼 소거능은 41.46∼167.65, DPPH 라디칼 소거능은 19.50∼115.70으로 각각 1.8∼7.4배, 2.3∼13.6배 증가하였다.
- Fig. 4와 Fig. 5의 결과를 보면 수수겨가 첨가된 유과는 저장기간 중 산가의 변화가 대조구에 비하여 적고 항산화활 성은 저장기간 중에도 높게 유지되는 것으로 나타나 수수겨의 첨가가 유과의 유통기한 연장에 도움을 줄 수 있는 것으로 생각되었으며 처리별로는 수수겨 가루 5%와 1% 첨가시 연장 효과가 우수하였다.
- 6배 증가하였다. 가장 높은 항산화성분 및 활성을 나타낸 것은 동안메 수수겨 추출물 1% 가 첨가된 유과반대기였으며, 다음으로 동안메 수수겨 5%, 동안메 수수겨 추출물 0.5%, 동안메 수수겨 1%, 동안메 수수겨 추출물 0.1%의 순이었다. 반대기를 튀긴 후에는 튀기기 전에 비하여 항산화활성이 약간 늘어나거나 비슷하였으며 처리별로도 같은 경향이었으나 유과 기름 함유량의 차이 등으로 처리 간 약간의 변화는 있었다.
- 결론적으로 항산화성, 산가 변화 및 유과의 품질특성 등을 고려할 때 ‘동안메’ 수수겨는 분말로서 1%, 추출물로서 0.5% 미만으로 유과에 첨가하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.
- 관능평 가에서 전체적인 기호도는 팽화도와 마찬가지로 수수겨 5%, 수수겨 추출물 1% 첨가 시 현저히 감소하였으며 수수겨 추출물 0.5%를 첨가한 처리에서 가장 높게 나타나, 수수겨 분말 1%, 수수겨 추출물 0.1∼0.5% 첨가로는 기호성에 나쁜 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
- 5% 첨가로는 기호성에 나쁜 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 수수겨 가루 및 추출물이 첨가된 유과의 고온저장 중 산가 및 항산화 활성 변화를 살펴본 결과 저장 20일부터 산가가 급격히 증가하였으며 대조구의 산가가 높게 나타나고 수수겨 분말 첨가 시 증가가 완만히 일어나는 경향이었다. ABTS 라디칼 소거능은 산가와는 달리 저장기간의 경과에 따라 변화가 크게 나타나지 않았으며, 처리별로는 초기의 항산화활성 차이가 35일까지 계속 유지되는 것으로 나타났다.
- 반대기 상태에서 찹쌀 100%인 대조구의 polyphenol 함량은 7.83 mg TAE/100 g, 동안메 겨 수수겨 1, 5% 및 수수겨 추출물 0.1, 0.5, 1%가 첨가된 반대기의 경우 polyphenol 9.04∼18.36 mg GA/100 g 범위로 수수겨 첨가에 따라 1.4∼2.3배 증가하였다.
- 5는 60±1°C에서 저장기간 중 수수겨 분말 및 수수겨 추출물이 첨가된 유과의 ABTS 라디칼 소거활성 변화를 나타낸 그래프이다. 산가와는 달리 저장기간의 경과에 따른 항산화활성의 변화는 크게 나타나지 않았으며 처리별로는 초기의 항산화활성 차이가 35일까지 계속 유지되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 보아 수수겨에서 항산화활성을 나타내는 폴리페놀 등 항산화성분인 열과 산소에 상당히 안정 적으로 활성을 나타내기 때문으로 생각되었다.
- 1%의 순이었다. 색도와 팽화도로 유과의 품질 변화를 살려본 결과 수수겨가 첨가된 유과반대기 및 튀겨진 유과의 색도는 첨가물 함량이 증가할 수록 명도는 감소하고 적색도 및 황색도는 증가하였으며, 팽화도는 수수겨 분말 1%, 수수겨 추출물 0.1%, 0.5%가 첨가된 경우 대조구와 크게 차이가 없었으나 수수겨 분말 5%, 수수겨 추출물 1% 첨가 시 현저히 감소되었다. 관능평 가에서 전체적인 기호도는 팽화도와 마찬가지로 수수겨 5%, 수수겨 추출물 1% 첨가 시 현저히 감소하였으며 수수겨 추출물 0.
- 수수겨 1%, 수수겨 추출물 0.1%, 0.5%가 첨가된 유과의 팽화도는 대조구와 큰 차이가 없이 12.5∼13.4 사이로 나타났으나, 수수겨 5% 첨가 시 팽화율이 현저히 감소되어 5.2에 불과하 였으며, 수수겨 추출물 1%가 첨가된 경우에는 2.2로 유과가 거의 부풀지 않은 것으로 나타났다.
- 수수겨 분말 및 수수겨 추출물이 첨가된 유과의 일반성분을 살펴보면(Table 2) 수수겨 분말 1%와 5%가 포함된 유과의 단백질, 회분 및 무기성분 함량이 겨 추출물 첨가 및 대조 구에 비하여 증가하는 경향이었다. 특히 겨 분말이 첨가된 유과의 경우 수수겨 분말에서 함량이 높았던 K 함량은 1% 첨가 시 22.
- 05) 차이를 보였다. 수수겨 분말과 겨 추출물이 증가할수록 명도는 감소하고 적색도와 황색도는 증가하였다. 튀김 후에는 명도와 적색도가 감소하고 황색도는 증가하는 경향이었으나, 수수겨 5%와 수수겨 추출물 1%가 첨가된 유과의 경우 적색도와 황색도가 크게 증가하였는데 이는 이들 처리의 경우 반대기가 제대로 부풀지 못하여 튀겨진 유과의 밀도가 다른 유과에 비하여 높았기 때문으로 생각 된다.
- 이와 같이 수수겨 분말 첨가 농도에 따라 유과의 항산화성분 및 항산화활성이 증가함으로써 ‘동안메’ 수수겨 첨가로 인한 항산화활성 증진 효과를 확인할 수 있다. 수수의 항산 화활성 및 건강기능성에 관한 연구는 다양하게 이루어져 있으며(25-28), 특히 본 논문에 이용된 수수 동안메는 항산화 활성이 높은 것을 특징으로 개발된 붉은 메수수 품종으로 (15) 다른 수수 품종보다 기능성 증진에 더 효과적인 첨가물 이라고 할 수 있다. 또한 튀긴 후에도 항산화성분 및 활성의 차이가 처리농도별로 뚜렷이 나타나므로 조리 후에도 이러한 기능성을 기대할 수 있다.
- 외관과 색감은 ‘동안메’ 수수겨 추출물을 0.5% 첨가한 유과에서 가장 양호하였고, 맛과 조직감은 ‘동안메’ 수수겨 추출물 0.1%와 0.5%를 첨가한 유과에서 비슷하게 나타나는 경향이었다.
- 유과의 단백질, 회분 및 무기성분 함량은 ‘동안 메’ 겨 추출물 및 대조구에 비하여 겨 분말의 첨가 시 증가하는 경향이었으며, 항산화성분인 유과 중 flavonoid 함량은 대조구에 비하여 ‘동안메’ 겨 수수겨 1, 5% 및 수수겨 추출물 0.1, 0.5, 1% 첨가 시 1.6∼17.1배, ABTS와 DPPH 라디칼 소거능은 각각 1.8∼7.4배, 2.3∼13.6배 증가하였다.
- 2로 유과가 거의 부풀지 않은 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼 때수수겨 분말 상태일 때는 1%, 수수겨 추출물 상태로는 0.5% 첨가까지는 유과의 품질특성에 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 특이한 점은 겨가 분말상태일 때는 1%까지 첨가하여도 유과의 팽화율에 미치는 영향이 적었으나, 추출물 상태로는 1% 첨가 시 유과가 거의 부풀지 않는 것으로 나타 났다.
- 이와 같은 결과를 보면 저장 중 산가 변화는 첨가물의 종류및 항산화활성에 따라 서로 영향을 미치는 양상이 다르게 나타나고 수수겨 추출물 및 분말 첨가의 경우 15일 이후 유과의 산가 진행속도에 영향을 미치는 것으로 생각되었다.
- 이와 같이 수수겨 분말 첨가 농도에 따라 유과의 항산화성분 및 항산화활성이 증가함으로써 ‘동안메’ 수수겨 첨가로 인한 항산화활성 증진 효과를 확인할 수 있다.
- 4에 있다. 저장 15일까 지는 수수겨 첨가 처리에 의한 산가의 차이가 뚜렷하지 않았고 모든 처리에서 산가가 서서히 증가하였으나 저장 20일부터 산가가 급격히 증가하였으며, 특히 수수겨가 첨가되지 않은 유과의 산가가 높게 나타나고 수수겨 분말 첨가의 경우 산가의 증가 변화가 완만히 일어났으며 수수겨 분말 5% 첨가 유과에서 산가가 가장 낮게 나타났다. 식품위생규격 및한과류 제조가공기술 지침서(30)에 따르면 유과의 산가가 2를 넘지 않아야 한다고 명시되어 있는데 저장 20일에 이르면 수수겨 분말 5%를 첨가한 유과를 제외하고는 모든 처리 에서 산가가 2를 넘었고 수수겨가 5% 첨가된 유과는 30일 까지 큰 변화가 없었다.
- 전체적인 기호도는 수수겨 추출물 0.1%, 0.5%, 수수겨 1% 첨가 유과에서 모두 대조구보다 높았고 외관, 조직감 등에서 모두 높았던 수수겨 추출물 0.5%를 첨가한 처리에서 0.57 로 가장 높게 나타나 수수겨 추출물 0.1∼0.5% 첨가로는 기호성에 나쁜 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
- 조지방 함량은 대조구에 비하여 수수겨 분말 및 추출물이 첨가된 경우 19.5∼93.8% 증가하였고, 수수겨 추출물이 0.5% 첨가된 유과가 가장 높았다.
- 5% 첨가까지는 유과의 품질특성에 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 특이한 점은 겨가 분말상태일 때는 1%까지 첨가하여도 유과의 팽화율에 미치는 영향이 적었으나, 추출물 상태로는 1% 첨가 시 유과가 거의 부풀지 않는 것으로 나타 났다. 유과의 팽화율에 영향을 미치는 요인으로는 찹쌀의 품종, 수침시간, 증자시간, 교반 정도, 첨가물의 종류 및 양, 유과의 수분함량, 튀김온도 및 방법 등(16) 여러 가지 요인이 있으나 첨가물의 어떠한 성분이 유과의 팽화율에 영향을미치는지에 대한 자세한 연구 결과는 아직 없으므로 앞으로 추가적인 연구가 필요한 부분이다.
- 수수겨 분말 및 수수겨 추출물이 첨가된 유과의 일반성분을 살펴보면(Table 2) 수수겨 분말 1%와 5%가 포함된 유과의 단백질, 회분 및 무기성분 함량이 겨 추출물 첨가 및 대조 구에 비하여 증가하는 경향이었다. 특히 겨 분말이 첨가된 유과의 경우 수수겨 분말에서 함량이 높았던 K 함량은 1% 첨가 시 22.3%, 5% 첨가 시 74.2% 증가하였고, Mg 함량은 각각 29.1%, 65.3% 증가하였다. 조지방 함량은 대조구에 비하여 수수겨 분말 및 추출물이 첨가된 경우 19.
- 5%를 첨가한 유과에서 비슷하게 나타나는 경향이었다. 팽화도가 낮았던 수수겨 5%와 수수겨 추출물 1% 첨가 처리는 다른 처리와는 현저한 차이를 보이며 모든 항목에서 매우 낮은 값을 나타내어 유과의 팽화도가 관능평가에 직접적으로 영향을 미친 것으로 생각되었다. 전체적인 기호도는 수수겨 추출물 0.
후속연구
- 특이한 점은 겨가 분말상태일 때는 1%까지 첨가하여도 유과의 팽화율에 미치는 영향이 적었으나, 추출물 상태로는 1% 첨가 시 유과가 거의 부풀지 않는 것으로 나타 났다. 유과의 팽화율에 영향을 미치는 요인으로는 찹쌀의 품종, 수침시간, 증자시간, 교반 정도, 첨가물의 종류 및 양, 유과의 수분함량, 튀김온도 및 방법 등(16) 여러 가지 요인이 있으나 첨가물의 어떠한 성분이 유과의 팽화율에 영향을미치는지에 대한 자세한 연구 결과는 아직 없으므로 앞으로 추가적인 연구가 필요한 부분이다. 찹쌀에 유색미를 3%, 5%, 7% 첨가하여 유과의 팽화도를 분석한 Lee 등(18)의 연구 결과에 의하면 유색미 분말을 3∼7% 첨가 시에는 팽화 율이 대조구와 유의한 차이를 나타내지 않고 10% 첨가 시부터 유의적으로 낮아진다고 하여 겨 분말 5% 첨가 시 팽화율이 낮아진 본 실험의 결과와 달랐으며, 쑥 분말을 0.
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