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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 기능성 식품 개발의 일환으로 여러 생리활성이 있다고 알려진 아로니아를 착즙하여 젤리를 제조하고 그 품질특성과 총 페놀 함량, 안토시아닌 함량 및 DPPH 라디칼 소거능을 측정함으로써 젤리에 대한 아로니아의 적용 가능성을 살펴보고자 하였다.
- 본 연구에서는 아로니아의 우수한 기능성을 젤리에 활용하기 위해 0~50% 아로니아 착즙액이 젤리의 총 페놀 함량, 안토시아닌 함량, DPPH 라디칼 소거능 및 품질특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 아로니아 착즙액의 증가는 젤리의 총 페놀 함량과 안토시아닌 함량을 증가시켰고, DPPH 라디칼 소거능을 높여주었다.
제안 방법
- 계산식, scavenging activity(%)＝100－[(OD of sample/OD of control)×100]에 의하여 활성도를 산출하였다.
- 시료는 물과 함께 제공되었으며 한 개의 시료를 먹은 후 다음 시료를 평가하기 전에는 물로 헹군 뒤 시행하도록 하였다. 기호도 평가항목으로 전반적인 기호도(overall preferance), 외관(appearance), 색(color), 향미(flavor), 맛(taste), 조직감(texture)을 측정하였고, 특성강도의 평가항목으로는 자주색(purple color), 투명함(transparency), 신맛(sour taste), 매끄러움(glossiness), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다.
- 5×10-4 M) 1 mL를 가하여 교반하였고 그 후 암소에서 30분간 방치하였다. 반응물은 517 nm에서 분광광도계(Jasco)를 이용하여 흡광도를 측정하였고, 시료액 대신 ethanol을 가한 대조군의 흡광도를 함께 측정하였다. 계산식, scavenging activity(%)＝100－[(OD of sample/OD of control)×100]에 의하여 활성도를 산출하였다.
- , Haslemerd, UK)를 사용하여 측정하였다. 시료는 가로, 세로, 높이를 각각 20 mm, 20 mm, 15 mm로 하여 측정하였고 round probe(75 mm diameter)를 사용하였다. 조직감은 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄성(springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)을 측정하였고, 측정조건은 pre-test speed 1.
- 아로니아 젤리의 관능검사는 공주대학교 외식상품학과 학생 20명을 대상으로 평가기준, 평가용어 등에 대해 숙지시킨 후 실시하였다. 시료는 검사시간 30분 전 실온에 꺼내어 흰색 접시에 담아 동시에 제공하였고, 7점 척도법(1점: 아주 나쁘다 또는 아주 약하다 ~ 7점: 아주 좋다 또는 아주 강하다)으로 관능특성을 평가하도록 하였다. 시료는 물과 함께 제공되었으며 한 개의 시료를 먹은 후 다음 시료를 평가하기 전에는 물로 헹군 뒤 시행하도록 하였다.
- 시료액의 흡광도(530 nm)를 측정한 후 계산식, antocyanin content(mg/mL) = OD×희석배수/65.1에 의하여 안토시아닌 함량을 산출하였다.
- 아로니아 젤리의 관능검사는 공주대학교 외식상품학과 학생 20명을 대상으로 평가기준, 평가용어 등에 대해 숙지시킨 후 실시하였다. 시료는 검사시간 30분 전 실온에 꺼내어 흰색 접시에 담아 동시에 제공하였고, 7점 척도법(1점: 아주 나쁘다 또는 아주 약하다 ~ 7점: 아주 좋다 또는 아주 강하다)으로 관능특성을 평가하도록 하였다.
- 아로니아 젤리의 조직감은 texture analyzer(TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Haslemerd, UK)를 사용하여 측정하였다. 시료는 가로, 세로, 높이를 각각 20 mm, 20 mm, 15 mm로 하여 측정하였고 round probe(75 mm diameter)를 사용하였다.
- 아로니아 착즙액과 젤리의 안토시아닌 함량은 Jang KI 등(2006)의 방법을 응용하여 사용하였다. 시료 3 g에 추출용매(EtOH:H2O:HCl=85:13:2) 60 mL를 가하여 균질기(Kinematica)로 15,000 rpm에서 30초간 균질화시킨 후 1시간(20°C) 동안 150 rpm으로 shaking incubator(Jeio Tech)에서 추출한 여과액을 희석하여 시료액으로 사용하였다.
- 아로니아 착즙액의 가용성 고형분은 증류수 90 mL에 시료 10 g을 넣고 교반한 후 여과(Whatman)하여 굴절 당도계(Master M, Atago, Tokyo, Japan)로 측정하였다. 젤리의 가용성 고형분은 증류수 90 mL에 시료 10 g을 넣고 균질기(Kinematica)로 10,000 rpm에서 30초간 균질화 시킨 후 여과(Whatman)하였다.
- 시료는 가로, 세로, 높이를 각각 20 mm, 20 mm, 15 mm로 하여 측정하였고 round probe(75 mm diameter)를 사용하였다. 조직감은 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄성(springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)을 측정하였고, 측정조건은 pre-test speed 1.0 mm/sec, test speed 1.0 mm/sec, post-test speed 5.0 mm/sec, test distance 7.0 mm, trigger force 5 g으로 측정하였다. 실험결과는 10회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
대상 데이터
- , Osaka, Japan)를 이용하여 L값(lightness), a값(+red/-green), b값(+yellow/-blue)으로 나타내었다. 사용한 표준백색판(standard plate)은 L=97.26, a=-0.07, b=+1.86이였으며 각 실험은 10회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 아로니아는 충남 서천의 아로니아 재배 농장에서 2014년 8월에 수확한 것을 직접 구입하여 실험에 사용하였다. 아로니아를 세척한 후 착즙기(He-DBF04, Hurom, Kimhae, Korea)를 이용하여 아로니아 착즙액을 만들어 젤리 제조에 이용하였다.
- 아로니아는 충남 서천의 아로니아 재배 농장에서 2014년 8월에 수확한 것을 직접 구입하여 실험에 사용하였다. 아로니아를 세척한 후 착즙기(He-DBF04, Hurom, Kimhae, Korea)를 이용하여 아로니아 착즙액을 만들어 젤리 제조에 이용하였다.
- 젤리 제조에 사용된 설탕(CheilJedang Corporation, Seoul, Korea), 젤라틴(Dongsuh, Seoul, Korea)은 시중에서 구입하였다. 아로니아 젤리는 Lee JH & Lee MK(2013)의 제조방법을 참고하여 예비실험을 거친 후 Table 1과 같은 재료와 분량으로 제조하였다.
- , Kyoto, Japan)를 이용하여 흡광도(765 nm)를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid(Sigma Aldrich Chemical Co. St. Louis, MO, USA)를 사용하여 검량선을 작성하였으며, 총 페놀 함량은 시료 100 g 중의 mg gallic acid(mg GAE/100 g)로 나타내었다.
데이터처리
- 2) Different superscripts (a~d) in a row indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Different superscripts (a~e) in a row indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Different superscripts (a~f) in a row indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- Different surperscripts (a~e) indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- Different surperscripts (a~f) indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 각 처리군 간 차이의 유의성(p<0.05) 검증을 위하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 사후검정으로 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
- 본 연구의 통계처리는 통계분석용 프로그램인 SPSS 21.0(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었다. 각 처리군 간 차이의 유의성(p<0.
- 0 mm, trigger force 5 g으로 측정하였다. 실험결과는 10회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 계산식, scavenging activity(%)＝100－[(OD of sample/OD of control)×100]에 의하여 활성도를 산출하였다. 실험결과는 3회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 젤리의 가용성 고형분은 증류수 90 mL에 시료 10 g을 넣고 균질기(Kinematica)로 10,000 rpm에서 30초간 균질화 시킨 후 여과(Whatman)하였다. 여액을 굴절 당도계(Atago)로 측정하였고, 실험결과는 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 1에 의하여 안토시아닌 함량을 산출하였다. 실험은 3회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 아로니아 착즙액과 젤리의 수분함량은 적외선 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Corporation, Zurich, Switzerland)로 시료 1 g을 사용하여 측정하였으며, 실험결과는 5회 반복하여 얻은 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 젤리의 pH는 시료 10 g을 증류수 90 mL와 함께 균질기(Kinematica)로 10,000 rpm에서 30초간 균질화 시킨 후 여과(Whatman)하였다. 여액을 pH meter(Mettler Toledo)로 측정하였고, 실험결과는 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 젤리의 가용성 고형분은 증류수 90 mL에 시료 10 g을 넣고 균질기(Kinematica)로 10,000 rpm에서 30초간 균질화 시킨 후 여과(Whatman)하였다. 여액을 굴절 당도계(Atago)로 측정하였고, 실험결과는 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- 아로니아 젤리는 Lee JH & Lee MK(2013)의 제조방법을 참고하여 예비실험을 거친 후 Table 1과 같은 재료와 분량으로 제조하였다.
- 아로니아 착즙액과 젤리의 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성은 Lee YU 등(2007)의 방법에 의해 측정하였다. 젤리의 시료액은 젤리 1 g에 ethanol을 99 mL를 가하여 균질기(Kinematica)로 15,000 rpm에서 30초간 균질화시킨 후 24시간(20°C) 동안 150 rpm으로 shaking incubator(Jeio Tech)에서 추출한 여과액을 사용하였다.
- 아로니아 착즙액과 젤리의 총 페놀 함량은 Lin JY & Tang CY(2007)의 방법을 응용한 Folin-Ciocalteu 방법을 이용하였다.
성능/효과
- 경도(hardness)는 아로니아 착즙액을 첨가한 젤리가 무첨가군에 비해 유의적으로 낮았으며, 50% 첨가군에서 가장 낮은 경도를 나타냈다(p<0.05).
- 자색 고구마 젤리 연구(Choi EJ & Lee JH 2013)에서 자색 농축액이 첨가된 젤리는 그렇지 않은 젤리에 비해 전체적인 기호도가 유의적으로 높게 평가되었다고 보고하였고, 다래 농축액을 이용한 젤리 연구(Park BS 등 2013)에서도 대조군에 비해 다래 농축액 첨가 젤리의 기호도가 높았다고 보고하였다. 그러나 자색 고구마 농축액의 경우 첨가량이 2%를 넘을 경우 기호도가 다소 감소하였고, 다래 농축액의 경우도 그 첨가량이 2%를 넘을 경우 기호도가 감소한 것으로 나타나 특정 농도 이상의 첨가량은 기호도를 감소시키는 것으로 나타났다. 이는 본 연구의 결과와 유사한 경향을 보여주었다.
- 조직감 측정 결과에서 시료 첨가량에 따라 대부분의 물성적 요소는 낮아지는 경향을 보였다. 기호도 검사 결과 아로니아 착즙액 30~50% 첨가는 전반적인 기호도, 색, 향의 기호도를 증가시켰고, 특히 30%와 40% 첨가량은 전반적인 기호도와 색에서 좋은 점수를 받았다. 특성강도 검사에서 아로니아 착즙액이 증가함에 따라 자주색, 신맛이 증가하였으며, 투명함과 매끄러움은 감소하는 결과를 나타냈다.
- 기호도 검사 결과 전반적인 기호도, 색, 향에서 유의한 차이를 나타냈다(p<0.05).
- 따라서 본 연구 시료로 사용된 아로니아 착즙액의 경우 가용성 고형분이 10.67 °Brix(Table 2)로 높았으며, 시료의 첨가량이 10~50%로 높아 젤리의 가용성 고형분에 영향을 준 것으로 판단된다.
- 또한 자색 고구마 젤리 연구(Choi EJ & Lee JH 2013)에서 젤리 제조 시 자색 고구마 농축액이 젤리의 명도, 적색도 및 황색도에 직접적인 영향을 주어 자색 고구마 농축액이 증가할수록 젤리의 명도는 감소하고 적색도와 황색도는 유의적으로 증가하였다고 보고한 바 있다. 따라서 본 연구의 시료로 사용된 아로니아 착즙액의 색(명도 16.66, 적색도 0.72 및 황색도 0.49, Table 2)이 아로니아 젤리에 영향을 준 것으로 생각된다.
- 특성강도 검사에서 아로니아 착즙액이 증가함에 따라 자주색, 신맛이 증가하였으며, 투명함과 매끄러움은 감소하는 결과를 나타냈다. 따라서 젤리의 기호도, 항산화물질의 함량 및 DPPH 라디칼 소거능을 증가시키는 30~40% 아로니아 착즙액을 젤리 제조 시 첨가하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.
- 향의 기호도의 경우 첨가량이 증가할수록 높은 점수를 나타내어, 아로니아 착즙액의 첨가는 젤리의 색과 향의 기호도를 증가시켜 전반적인 기호도에 영향을 주는 결과를 보여주었다. 반면, 외관, 맛 및 조직감의 기호도는 시료 간 크게 차이가 없었지만 40% 첨가군의 점수가 다소 높은 경향을 나타냈다. 아로니아 젤리의 특성강도 검사 결과 씹힘성을 제외한 모든 항목에서 유의적인 차이를 나타냈다(p<0.
- Mo EK 등(2007)은 젤라틴이 pH 5에서 최대의 젤 형성능을 보이며, 졸 상태의 pH에 따라 젤을 형성하는 능력이 달라진다고 보고하였다. 본 연구의 아로니아 착즙액 무첨가군은 pH 5.54를 나타내었고 경도 측정에서 아로니아 착즙액 10~50% 첨가군에 비해 높은 경도를 나타내어 Mo EK 등(2007)의 연구 결과와 유사한 결과를 보여주었다. 부착성(adhesiveness)은 무첨가군이 10~30% 첨가군에 비해 낮았고 40~50% 첨가군에 비해서는 높게 나타났다.
- 3에 제시하였다. 아로니아 젤리의 DPPH 라디칼 소거능 측정 결과 10 mg/mL 수준에서 무첨가군은 소거 활성이 전혀 없는 것으로 나타났고, 10~50% 첨가군에서는 21.02~74.29%의 활성을 나타내었다. Choi EJ & Lee JH(2013)는 젤리에 자색 고구마 농축액을 1~4% 넣을 경우 28.
- 아로니아 젤리의 가용성 고형분을 측정한 결과, 아로니아 착즙액 첨가량의 증가에 따라 높아져 1.64~2.20 °Brix로 각 시료 간 유의적인 차이를 나타냈다(p<0.05).
- 젤리의 pH는 아로니아 착즙액의 첨가량에 따라 감소하는 결과를 나타내었고, 총산도는 증가하였다. 아로니아 젤리의 색도 측정 결과 아로니아 분말의 첨가량이 증가함에 따라 명도는 감소하고 적색도와 황색도가 증가하였다. 조직감 측정 결과에서 시료 첨가량에 따라 대부분의 물성적 요소는 낮아지는 경향을 보였다.
- 아로니아 젤리의 안토시아닌 함량은 아로니아 착즙액 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 첨가군에서 각각 0.11, 19.85, 31.72, 41.91, 48.34, 63.57 mg/100 g로 측정되어 아로니아 착즙액이 증가할수록 안토시아닌 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다(p<0.05).
- 아로니아 젤리의 총 페놀 함량은 0% 젤리에서는 측정되지 않았고, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 아로니아 착즙액 첨가 젤리에서 각각 36.69, 60.83, 92.43, 108.03, 134.03 mg/100 g으로 증가하여 시료 간 유의적인 차이를 보였다(p<0.05).
- 아로니아 젤리의 총산도는 아로니아 착즙액 무첨가군이 0.18을 나타낸 반면, 아로니아 착즙액 10~50% 첨가군이 0.42~1.28의 범위를 보여 아로니아 착즙액 첨가량에 따라 젤리의 총산도가 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05).
- 아로니아 젤리의 특성강도 검사 결과 씹힘성을 제외한 모든 항목에서 유의적인 차이를 나타냈다(p<0.05).
- 아로니아 착즙액의 증가는 젤리의 총 페놀 함량과 안토시아닌 함량을 증가시켰고, DPPH 라디칼 소거능을 높여주었다. 아로니아 젤리의 품질특성을 측정한 결과 아로니아 착즙액이 증가할수록 아로니아 젤리의 수분 함량은 감소하는 경향을 보였으며, 가용성 고형분 함량은 시료 첨가량에 따라 높아져 시료 간 차이를 나타냈다. 젤리의 pH는 아로니아 착즙액의 첨가량에 따라 감소하는 결과를 나타내었고, 총산도는 증가하였다.
- 05). 아로니아 착즙액 30~50% 첨가는 전반적인 기호도, 색, 향의 기호도를 증가시켰고, 특히 30%와 40% 첨가량은 전반적인 기호도와 색에서 좋은 점수를 받았다. 향의 기호도의 경우 첨가량이 증가할수록 높은 점수를 나타내어, 아로니아 착즙액의 첨가는 젤리의 색과 향의 기호도를 증가시켜 전반적인 기호도에 영향을 주는 결과를 보여주었다.
- 아로니아 젤리의 pH 및 산도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 아로니아 착즙액 무첨가군 젤리의 pH는 5.54로 나타났으며 아로니아 착즙액 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 첨가군의 pH는 각각 4.38, 4.12, 3.97, 3.86, 3.83를 나타냈다. 아로니아 분말 첨가 식빵의 연구(Yoon HS 등 2014)에서 아로니아 내에는 다양한 유기산 중 malic acid와 citric acid를 포함하고 있어 식품의 pH 감소에 직접적인 영향을 줄 수 있다고 보고한 바 있다.
- 아로니아 착즙액 무첨가군 젤리의 수분함량은 78.97%로 측정되어 아로니아 착즙액 10% 첨가군과 유사한 수분함량을 나타냈고, 아로니아 착즙액이 증가할수록 아로니아 젤리의 수분 함량은 감소하는 경향을 보였다(p<0.05).
- 본 연구에서는 아로니아의 우수한 기능성을 젤리에 활용하기 위해 0~50% 아로니아 착즙액이 젤리의 총 페놀 함량, 안토시아닌 함량, DPPH 라디칼 소거능 및 품질특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 아로니아 착즙액의 증가는 젤리의 총 페놀 함량과 안토시아닌 함량을 증가시켰고, DPPH 라디칼 소거능을 높여주었다. 아로니아 젤리의 품질특성을 측정한 결과 아로니아 착즙액이 증가할수록 아로니아 젤리의 수분 함량은 감소하는 경향을 보였으며, 가용성 고형분 함량은 시료 첨가량에 따라 높아져 시료 간 차이를 나타냈다.
- 05). 아로니아 착즙액이 증가함에 따라 자주색, 신맛이 증가하였으며, 투명함과 매끄러움은 감소하는 결과를 나타냈다. 아로니아 착즙액 50% 첨가군의 경우 신맛이 강하고 투명함과 매끄러움이 낮아 30%와 40% 첨가군에 비해 다소 낮은 기호도를 나타내는 것으로 사료된다.
- 이는 본 연구의 결과와 유사한 경향을 보여주었다. 이러한 결과로 보아 아로니아 착즙액이 증가할수록 젤리의 기호도는 증가하지만 40%를 초과하는 첨가량은 아로니아 젤리의 관능적인 특성을 감소시키는 것으로 나타나 젤리 제조 시 아로니아 착즙액은 30~40%가 바람직할 것으로 생각된다.
- 아로니아 젤리의 품질특성을 측정한 결과 아로니아 착즙액이 증가할수록 아로니아 젤리의 수분 함량은 감소하는 경향을 보였으며, 가용성 고형분 함량은 시료 첨가량에 따라 높아져 시료 간 차이를 나타냈다. 젤리의 pH는 아로니아 착즙액의 첨가량에 따라 감소하는 결과를 나타내었고, 총산도는 증가하였다. 아로니아 젤리의 색도 측정 결과 아로니아 분말의 첨가량이 증가함에 따라 명도는 감소하고 적색도와 황색도가 증가하였다.
- 아로니아 젤리의 색도 측정 결과 아로니아 분말의 첨가량이 증가함에 따라 명도는 감소하고 적색도와 황색도가 증가하였다. 조직감 측정 결과에서 시료 첨가량에 따라 대부분의 물성적 요소는 낮아지는 경향을 보였다. 기호도 검사 결과 아로니아 착즙액 30~50% 첨가는 전반적인 기호도, 색, 향의 기호도를 증가시켰고, 특히 30%와 40% 첨가량은 전반적인 기호도와 색에서 좋은 점수를 받았다.
- 05). 착즙액 0% 젤리에 비해 착즙액 50% 젤리의 경우 500배 이상 많은 안토시아닌을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 이에 아로니아 젤리를 섭취할 경우 안토시아닌의 생리활성 효과로 알려진 면역기능 향상 및 노화억제 등(Nam JS 등 2015)을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
- 아로니아 착즙액 30~50% 첨가는 전반적인 기호도, 색, 향의 기호도를 증가시켰고, 특히 30%와 40% 첨가량은 전반적인 기호도와 색에서 좋은 점수를 받았다. 향의 기호도의 경우 첨가량이 증가할수록 높은 점수를 나타내어, 아로니아 착즙액의 첨가는 젤리의 색과 향의 기호도를 증가시켜 전반적인 기호도에 영향을 주는 결과를 보여주었다. 반면, 외관, 맛 및 조직감의 기호도는 시료 간 크게 차이가 없었지만 40% 첨가군의 점수가 다소 높은 경향을 나타냈다.
후속연구
- 착즙액 0% 젤리에 비해 착즙액 50% 젤리의 경우 500배 이상 많은 안토시아닌을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 이에 아로니아 젤리를 섭취할 경우 안토시아닌의 생리활성 효과로 알려진 면역기능 향상 및 노화억제 등(Nam JS 등 2015)을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
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