돼지감자 분말 첨가 묵의 생리활성성분 분석 및 품질평가 Physicochemical Analysis and Quality Characteristics of Jerusalem Artichoke and Mook Prepared with Jerusalem Artichoke Powder원문보기
This study was performed to investigate the physiological functionality of jerusalem artichokes and to define its antioxidant potential. The study also evaluated mook prepared with jerusalem artichokes powder as a new functional food for ameliorating Diabetes Mellitus. Regarding the chromaticity of ...
This study was performed to investigate the physiological functionality of jerusalem artichokes and to define its antioxidant potential. The study also evaluated mook prepared with jerusalem artichokes powder as a new functional food for ameliorating Diabetes Mellitus. Regarding the chromaticity of mook prepared with jerusalem artichoke, lightness decreased as the amount of jerusalem artichoke increased (p < 0.05), while the redness and yellowness values increased significantly (p < 0.05). Regarding the mechanical properties, hardness, springiness, chewiness, gumminess, and cohesiveness decreased significantly as the amount of jerusalem artichoke increased (p < 0.05). The total polyphenol and flavonoid contents of JA30 were 7.36 mg TAE/g and 2.15 mg RE/g, respectively, which were higher than those of the control group(3.50 mg TAE/g and 0.76 mg RE/g, respectively). The DPPH and ABTS scavenging abilities ($IC_{50}$) for JA30 were 4.40 and 5.70 mg/mL, respectively, indicating a higher radical scavenging ability than the control group (7.59 and 7.24 mg/mL, respectively). The ${\alpha}-glucosidase$ inhibitory effect ($IC_{50}$) of JA30 and the control group was 18.91 and 24.01 mg/mL, respectively. Based on the above-described results, mook containing jerusalem artichoke powder is expected to ameliorate diabetes with antioxidant activity, ${\alpha}-glucosidase$ inhibitory effect, and sensory factor. Also, it is believed that this functional material has the potential to improve health.
This study was performed to investigate the physiological functionality of jerusalem artichokes and to define its antioxidant potential. The study also evaluated mook prepared with jerusalem artichokes powder as a new functional food for ameliorating Diabetes Mellitus. Regarding the chromaticity of mook prepared with jerusalem artichoke, lightness decreased as the amount of jerusalem artichoke increased (p < 0.05), while the redness and yellowness values increased significantly (p < 0.05). Regarding the mechanical properties, hardness, springiness, chewiness, gumminess, and cohesiveness decreased significantly as the amount of jerusalem artichoke increased (p < 0.05). The total polyphenol and flavonoid contents of JA30 were 7.36 mg TAE/g and 2.15 mg RE/g, respectively, which were higher than those of the control group(3.50 mg TAE/g and 0.76 mg RE/g, respectively). The DPPH and ABTS scavenging abilities ($IC_{50}$) for JA30 were 4.40 and 5.70 mg/mL, respectively, indicating a higher radical scavenging ability than the control group (7.59 and 7.24 mg/mL, respectively). The ${\alpha}-glucosidase$ inhibitory effect ($IC_{50}$) of JA30 and the control group was 18.91 and 24.01 mg/mL, respectively. Based on the above-described results, mook containing jerusalem artichoke powder is expected to ameliorate diabetes with antioxidant activity, ${\alpha}-glucosidase$ inhibitory effect, and sensory factor. Also, it is believed that this functional material has the potential to improve health.
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문제 정의
따라서 본 연구는 혈당 강하에 효과가 있다고 알려진 돼지 감자를 분말화하여 우리 고유 식품인 묵 제조 시 첨가하여 품질평가를 하고, 돼지감자 분말 첨가묵을 제조하여 생리활성 물질을 분석하여 기능성 식품 개발의 기초자료로 활용하고자 하였다.
본 연구는 혈당 강하에 효과가 있다고 알려진 돼지감자를 당뇨 개선용 기능성 원료로 활용할 목적으로 돼지감자 분말을 첨가한 묵을 제조하여 항당뇨능, 항산화능 및 묵으로써의 품질특성을 평가하였다.
제안 방법
α-glucosidase 억제활성을 비교하기 위하여 양성 대조군으로 acarbose(4",6"-Dideoxy-4"-([1S]-[1,4,6/5]-4,5,6-trihydroxy-3- hydroxymethyl-2-yclohexenylamino-maltotriose; A8980, Sigma, China)를 사용하여 측정하였다.
ABTS 7.4 mM과 potassium persulphate 2.6 mM을 하루 동안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 이 용액을 732nm에서 흡광 도 값이 0.70±0.30가 되도록 1XPBS로 희석하고, 희석된 ABTS 용액 100 μL에 추출물 시료 100 μL를 가하여 흡광도의 변화를 10분 후에 측정하였다.
실험의 목적을 상세히 설명해준 후 색, 맛, 향, 조직감, 전반적인 기호도에 대하여 최고 7점부터 최저 1점까지 7단계로 관능평가를 실시하였다. 관능 검사는 알파벳으로 시료기호를 표기한 뒤 접시에 담아 제공하였고, 평가내용은 먼저 외관을 눈으로 관찰하고 난 다음, 씹으면서 풍미, 맛, 조직감을 평가하고, 마지막으로 종합적인 기호도를 평가하도록 하였다.
돼지감자 묵 제조를 위해 2 L용 내열성 파이렉스컵(pyrex, Virginia, USA)에 1,400 mL 물에 청포전분 분말을 각각 Table 1의 분량대로 넣고 덩어리가 없을 때까지 잘 혼합하여 30분 간 실온에서 방치하였다. 그 후 돼지감자 분말을 0~50% 범위의 수준으로 각각 첨가한 후 Induction cooker(Stovmoa, Italy)를 사용하여 80℃에서 10분, 100℃에서 10분 동안 잘 저어가면서 가열하였다. 그 후 2~3분 뜸을 들인 후 높이 4.
돼지감자 분말 첨가 수준에 따른 돼지감자 묵은 직경 2.5 cm × 높이 2.5 cm의 원형 크기로 잘라 texture analyzer(TAXT Express v2.1, London, England)를 사용하여 10회 반복하여 측정하였고, 데이터는 평균값으로 나타냈다.
돼지감자 분말과 돼지감자 묵의 항산화능과 항당뇨능 측정을 위해 열수 추출물을 제조하였다. 돼지감자 분말과 돼지 감자 묵 무게 대비 각각 20배 부피의 증류수를 첨가한 후, 환류냉각관을 부착한 80℃의 heating mantle(HM 250C, Sercrim Lab Tech, Seoul, Korea)에서 3시간 추출시켜 여과(No. 2, Whatman, Maidstone, England)하여 얻었다. 이렇게 2, 3차 추출액을 얻어 모두 혼합한 후 rotatory vacuum evaporator(HS2005S-N, Hahn Shin Scientific Co.
돼지감자 분말과 돼지감자 묵을 열수 추출한 시료의 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 라디칼 소거능을 Blois(1958)의 방법을 변형하여 다음과 같이 실시하였다. 시료 100 μL에 0.
돼지감자 분말과 돼지감자 묵의 항산화능과 항당뇨능 측정을 위해 열수 추출물을 제조하였다. 돼지감자 분말과 돼지 감자 묵 무게 대비 각각 20배 부피의 증류수를 첨가한 후, 환류냉각관을 부착한 80℃의 heating mantle(HM 250C, Sercrim Lab Tech, Seoul, Korea)에서 3시간 추출시켜 여과(No.
총 페놀 함량은 tannic acid를 이용하여 작성한 표준곡선을 바탕으로 tannic acid로 환산하여 나타내었다. 돼지감자 열수 추출물 묵 시료의 총 플 라보노이드 함량은 Davis(1947)법을 변형한 방법에 따라 측정하였다. 즉, 추출물 400 μL에 Diethylene glycol 4 mL를 첨가하고 다시 1 N-NaOH 40 μL를 첨가한 후 37℃에서 1시간 반응 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
30가 되도록 1XPBS로 희석하고, 희석된 ABTS 용액 100 μL에 추출물 시료 100 μL를 가하여 흡광도의 변화를 10분 후에 측정하였다. 돼지감자 추출물의 처리 농도에 따른 ABTS radical을 50% 억제하는데 요구되는 농도(IC50)로써 비교하였으며, 모든 실험은 3회 반복하여 평균값으로 계산하였다. 대조용 시료로는 vitamin C(0.
2 mM DPPH 용액을 100 μL를 가하여 실온, 암실에서 30분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 돼지감자 추출물의 처리 농도에 따른 DPPH radical을 50% 억제하는데 요구되는 농도(IC50)로써 비교하였으며, 모든 실험은 3회 반복하여 평균값으로 계산하였다. 대조용 시료로는 vitamin C(0.
1, London, England) 프로그램을 통해 결과 값을 도출하였고, TPA(Texture Profile Analysis) test 방법으로 경도(hardness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness)을 측정하였다. 분석조건은 round probe(75 mm diameter)를 사용하였고, pre-test speed 3.0 mm/sec, test speed 3.0 mm/sec, post-test speed 5.0 mm/sec, test distance 6.0 mm, trigger force 5 g으로 하였다.
돼지감자 분말 첨가 수준을 달리하여 제조한 돼지감자 묵은 대체의학을 전공하는 대학원생 17명을 대상으로 묵의 관능적인 특성에 대하여 평가하였다. 실험의 목적을 상세히 설명해준 후 색, 맛, 향, 조직감, 전반적인 기호도에 대하여 최고 7점부터 최저 1점까지 7단계로 관능평가를 실시하였다. 관능 검사는 알파벳으로 시료기호를 표기한 뒤 접시에 담아 제공하였고, 평가내용은 먼저 외관을 눈으로 관찰하고 난 다음, 씹으면서 풍미, 맛, 조직감을 평가하고, 마지막으로 종합적인 기호도를 평가하도록 하였다.
25를 곱해서 단백질 함량으로 표기하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분을 뺀 값으로 계산하였다.
대상 데이터
그 후 2~3분 뜸을 들인 후 높이 4.5 cm × 가로 13 cm × 세로 13 cm의 용기에 부어 상온에서 3시간 두어 성형이 이루어진 후 품질특성 평가용 시료로 사용하였다.
돼지감자 추출물의 처리 농도에 따른 DPPH radical을 50% 억제하는데 요구되는 농도(IC50)로써 비교하였으며, 모든 실험은 3회 반복하여 평균값으로 계산하였다. 대조용 시료로는 vitamin C(0.1 mg/mL)를 사용하였다. 돼지감자 분말 열수 추출물 묵 시료의 ABTS(2,2'-azino-bis-3-ethylbenzo-thiazoline6-sulfonic acid, Sigma-Aldrich, St.
돼지감자 분말 첨가 수준을 달리하여 제조한 돼지감자 묵은 대체의학을 전공하는 대학원생 17명을 대상으로 묵의 관능적인 특성에 대하여 평가하였다. 실험의 목적을 상세히 설명해준 후 색, 맛, 향, 조직감, 전반적인 기호도에 대하여 최고 7점부터 최저 1점까지 7단계로 관능평가를 실시하였다.
실험에 사용한 돼지감자(Helianthus tuberosus L.)는 2013년 양평 소재 초록영농조합에서 구입하여 동결건조(FD8508, Shin- biobase, Kyonggi, Korea) 후, 분말화하여 재료로 사용하였다. 청포전분(초록마을, 서울, 한국)과 소금(초록마을, 서울, 한국)은 초록마을에서 구입하여 시료로 사용하였다.
)는 2013년 양평 소재 초록영농조합에서 구입하여 동결건조(FD8508, Shin- biobase, Kyonggi, Korea) 후, 분말화하여 재료로 사용하였다. 청포전분(초록마을, 서울, 한국)과 소금(초록마을, 서울, 한국)은 초록마을에서 구입하여 시료로 사용하였다.
데이터처리
로 나타내었고, 각 평균치 간 사이에 대한 유의성은 student’s t-test와 ANOVA를 실시한 후 Duncan’s multiple range test로 분석되었다. SPSS program(SPSS Institute, USA)을 사용하였으며 각 시료의 평균 차이에 대한 사후 검정을 유의수준 5%에서 실시하였다.
본 연구에서 얻어진 모든 측정치는 Mean±S.D.로 나타내었고, 각 평균치 간 사이에 대한 유의성은 student’s t-test와 ANOVA를 실시한 후 Duncan’s multiple range test로 분석되었다.
1, London, England)를 사용하여 10회 반복하여 측정하였고, 데이터는 평균값으로 나타냈다. 텍스쳐의 결과 측정치는 stable micro systems(TAXT Express V2.1, London, England) 프로그램을 통해 결과 값을 도출하였고, TPA(Texture Profile Analysis) test 방법으로 경도(hardness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness)을 측정하였다. 분석조건은 round probe(75 mm diameter)를 사용하였고, pre-test speed 3.
이론/모형
돼지감자 분말 열수 추출물 묵 시료의 ABTS(2,2'-azino-bis-3-ethylbenzo-thiazoline6-sulfonic acid, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 라디칼 소거능은 Pellegrin 등(1998)의 방법으로 측정하였다.
돼지감자 분말과 돼지감자 묵 열수 추출물 시료의 총 페놀 함량은 Folin-Denis(1912) 변법에 의하여 측정하였다. 추출물 1 mL를 취하여 2%(w/v) Na2CO3 용액 1 mL를 가한 후 3분간 방치한 후, 50% Folin-Ciocalteu 시약 0.
관능평가 결과, 돼지감자 분말이 30% 첨가된 묵의 맛, 색, 향미, 전체적인 기호도 등이 가장 우수하게 나타났다. JA30 처리구의 항산화능과 항당뇨능을 측정한 결과, 총 폴리페놀 함량은 7.36 mg TAE/g, 플라보노이드 함량은 2.15 mg RE/g으로 돼지감자 분말 함량 0%인 대조군(각각 3.50 mg TAE/g, 0.76 mg RE/g)에 비해 우수하였다. JA30의 DPPH radical 소거능(IC50값)과 ABTS radical 소거능(IC50값)은 각각 4.
JA30와 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군의 α -glucosidase 저해능(IC50 값)은 각각 18.91 mg/mL, 24.01 mg/mL 로 대조군에 비해 JA30의 α-glucosidase 억제 활성 효과가 더 우수하게 나타났다.
59 mg/mL)에 배해서는 우수하였다. JA30의 ABTS radical 소거능(IC50값: 5.70 mg/mL) 역시 양성 대조군인 비타민 C(0.28 mg/mL)나 돼지감자 분말(4.04 mg/mL)에 비해서는 약했지만 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군(7.24 mg/mL)에 배해서는 우수하였다. 이는 Kim MK(2014)의 연구에서 돼지감자 분말을 첨가한 쌀 케이크의 항산화능이 첨가하지 않은 케이크에 비해 유의적으로 증가하였다는 결과와 일치하여 돼지감자 분말의 첨가는 항산화능을 증가시키는 것으로 사료된다.
76 mg RE/g)에 비해 우수하였다. JA30의 DPPH radical 소거능(IC50값)과 ABTS radical 소거능(IC50값)은 각각 4.40 mg/mL, 5.70 mg/mL로 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조 군(7.59 mg/ mL, 7.24 mg/mL)보다 라디칼 소거능이 우수하게 나타났다. JA30와 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군의 α -glucosidase 저해능(IC50 값)은 각각 18.
JA30의 DPPH radical 소거능(IC50값: 4.40 mg/mL)은 양성 대조군인 비타민 C(0.01 mg/mL)나 돼지감자 분말(3.67 mg/mL)에 비해서는 약했지만, 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군(7.59 mg/mL)에 배해서는 우수하였다. JA30의 ABTS radical 소거능(IC50값: 5.
경 도(hardness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess) 및 응집성(cohesiveness)의 경우 돼지감자 분말 첨가 수준이 높아질수록 유의하게 감소하여(p<0.05), JA50에서 각각 988.33, 674.19, 721.81, 0.45로 가장 낮았고, 돼지감자 분말을 전혀 첨가하지 않은 대조군에서 가장 높았다.
관능평가 결과, 돼지감자 분말이 30% 첨가된 묵의 맛, 색, 향미, 전체적인 기호도 등이 가장 우수하게 나타났다.
기계적 물성 측정 결과, 경도(hardness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess) 및 응집성(cohesiveness) 모두 돼지감자 분말 첨가량이 증가됨에 따라 유의하게 감소 되었다(p<0.05).
돼지감자 분말 첨가 수준에 따른 돼지감자 묵의 관능평가 결과는 Table 5에 제시된 바와 같다. 돼지감자 분말 첨가 묵의 맛(taste)은 30%의 돼지감자 분말을 첨가하였을 때 가장 높은 기호도(5.80점)를 나타내었다. 돼지감자 분말 첨가 묵의 색상(color)과 향미(flavor)는 JA50이 가장 낮았으며(각각 2.
돼지감자 분말을 첨가한 묵의 품질특성을 평가한 결과, 색도의 경우, 명도 값은 돼지감자 분말 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향(p<0.05)을 보인 반면, 적색도와 황색도값은 각각 돼지감자 분말 첨가량이 증가할수록 유의하게 높아졌다(p<0.05).
돼지감자 분말의 일반성분을 분석한 결과는 Table 2에 제시된 바와 같다. 돼지감자 분말의 수분 함량은 7.53%, 탄수화물은 71.05%, 조단백질은 10.81%, 조지방은 5.00%, 조섬유소는 3.59%, 회분 함량은 5.61%였다. Kim 등(2014a)의 연구에서는 열풍 건조한 돼지감자 분말의 수분 함량은 5.
밝기를 나타내는 “L”값은 JA10에서 41.78, JA50에서 가장 낮은 38.66으로 나타나, 돼지감자 분말 함량이 높을수록 낮아지는 경향을 보였다(p<0.05).
30점으로 가장 높았다. 이러한 결과는 색과 향미가 연하거나 너무 과한 경우보다는 적당한 색상과 향미를 지닌 30% 수준이 첨가되었을 때의 돼지감자 묵을 선호함을 알 수 있었다. 조직감(texture)의 경우, 돼지감자 분말 첨가 수준이 높아질수록 조직감 점수가 낮게 평가되 었다(p<0.
후속연구
01 mg/mL 로 대조군에 비해 JA30의 α-glucosidase 억제 활성 효과가 더 우수하게 나타났다. 이상의 결과, 돼지감자 분말 첨가 묵은 관능적 요소, 항산화 효과, α-glucosidase 억제 활성이 우수하여 당뇨병 등의 질환과 건강 증진에 도움을 주는 기능성 소재로 여러 제품에 활용이 가능할 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
당뇨병이 유발시킬 수 있는 합병증은?
현대인들은 경제적인 풍요 속에서 운동부족과 식생활의 불균형으로 동맥경화증, 심혈관계 질환, 당뇨병 발병률이 증 가하고 있다(Catenacci 등 2009). 특히 당뇨병은 만성대사성 질환 가운데 하나로, 신장질환, 눈, 고혈압, 고지혈증, 동맥경 화증 등의 여러 가지 합병증을 유발시키므로 관리가 필요한 질환이다(Turner 등 1999). 당뇨병의 관리는 꾸준한 식생활관리와 운동에 의해 혈당을 정상으로 유지시키면 그 발생 및 진행을 억제할 수 있다(Kopelman PG 2000).
묵이란?
이렇게 다양한 생리기능을 가진 돼지감자를 활용하여 만든 당뇨 개선을 위한 식품에 대한 연구는 매우 드문 실정이다. 한편, 묵은 우리나라 고유의 음식으로 특별한 질감을 가 지고 있는 저열량 조리형태로 다이어트 식품으로의 활용도가 고려되는 식품으로 판단된다(Cha 등 2011).
뚝감자의 주요 성분과 그 특징은?
)는 국화과 해바라기속의 여러 해 살이 식물로 한대지역에서 온대지역까지 전 세계적 으로 재배되고 있으며, 뚱딴지, 뚝감자 등으로도 불리고 있다 (Kim 등 2013; Kim 등 2014a; Suh & Kim 2014). 돼지감자의 주요 성분은 fructose 분자들이 β-2,1결합으로 연결되어 있는 inulin이며, 인간의 위에서는 분해되지 않고, 장내 미생물에 의하여 발효되는 특징이 있다.
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