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문제 정의
- 현재 배 가공품의 가공내역을 보면 즙청이 가장 많은 부분을 차지하고, 주스, 배쨈, 배 건조 스낵 및 배술 등 다양한 가공품이 개발되고 있으나 이들은 주로 상풍성이 있는 배들을 주로 이용하였고 배 미숙과를 이용한 연구는 그리 많지 않으며 특히 이들을 이용한 식초에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수확되지 전 발생하는 낙과나 미숙과의 가공 활용을 위해 숙기가 다른 원황, 신고, 추황배 3품종의 배를 이용하여 식초를 제조하고 이들의 이화학적 특성 및 항산화 활성을 조사하였다.
가설 설정
- 2)Values with different superscript within the same column are significantly different (p<0.05).
제안 방법
- DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl)를 이용한 라디칼 소거능은 Blios(12)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 1 mg/ mL 농도로 제조한 시료 0.
- 혼합물은 실온에서 30분 동안 반응시켰으며, UV/Visible Spectrophotometer(JP/U-3900, Hitachi, Tokyo, Japan)로 725 nm에서 흡광도를 측정하였다(10). Tannic acid(T0200, Sigma, USA)를 표준물질로 작성한 검량선을 이용하여 각 시료의 건조시료 g당 총 폴리페놀 함량(mg/g)을 tannic acid 기준으로 환산하였다. 플라보노이드 함량은 200배로 희석한 각 추출물 0.
- , Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 경도는 probe(직경 8 mm, 깊이 10 mm)를 가진 과실경도계(Lloyd , ABTSInstrument TA Plus digital texture analyzer, Ametek, West Sussex, UK)를 이용하여 과피를 제거한 뒤 측정하였다. 총산 함량은 과즙을 0.
- 과실의 특성은 과중, 가용성고형분 함량, 경도, 산 함량을 조사하였다. 저울로 과중을 측정하였고, 가용성고형분 함량은 자동 당도 분석계(Atago Pocket PAL-3, Atago Co.
- 15 mM DPPH용액 1 mL를 첨가하고 잘 혼합하여 30분 후 분광광도계(JP/U-3900, Hitachi, Tokyo, Japan)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 시료 대신 80% 에탄올을 취하여 상기와 같은 방법으로 실험하였다. 전자공여능력은 시료 첨가구와 시료 무첨가구의 흡광도를 이용하여 다음 식과 같이 백분율로 나타내었다.
- 배의 가공 활용을 위해 숙기가 다른 원황, 신고 및 추황배를 이용하여 식초를 제조하여 이화학적 특성 및 항산화활성을 조사하였다. 숙기가 다른 배의 특성 조사 결과 경도는 숙기가 가까운 원황은 낮았고 미숙과인 신고, 추황배는 높았으며, 당도는 유의적인 차이가 없었다.
- , Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였다. 색도는 색차계(Color JC801, Color Techno system Co., Ltd., Japan)를 이용하여 L*(lightness, 명도), a*(redness, 적색도), b*(yellowness, 황색도)값을 각각 3회 반복 측정하였으며 표준 백반의 L*, a* 및 b* 값은 각각 96.4, -0.04 및 2.13이었다.
- , Milford, MA, USA)로 하였으며, 시료 주입량은 20 μL였다. 유리당 함량은 시료 중의 각 유리당과 동일한 표준물질(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)을 이용하여 작성한 검량선으로부터 계산하였다.
- 유리당의 검출은 refractive index detector(Waters Associates Differential Refractometer R410, Waters Co., Milford, MA, USA)로 하였으며, 시료 주입량은 20 μL였다.
- 과실의 특성은 과중, 가용성고형분 함량, 경도, 산 함량을 조사하였다. 저울로 과중을 측정하였고, 가용성고형분 함량은 자동 당도 분석계(Atago Pocket PAL-3, Atago Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 경도는 probe(직경 8 mm, 깊이 10 mm)를 가진 과실경도계(Lloyd , ABTSInstrument TA Plus digital texture analyzer, Ametek, West Sussex, UK)를 이용하여 과피를 제거한 뒤 측정하였다.
- 종초는 15 °Brix로 조정한 배즙에 ethanol 5%를 첨가시켜 초산균 액체배양액을 10% 접종하여 rotary shaker(JSR, Rotary, JSSI-100C, Seoul, Korea)를 이용하여 230 rpm, 30℃에서 24시간 진탕 배양한 것을 종초로 사용하였다.
대상 데이터
- 7 mM ABTS와 140 mM K2S2O8을 5 mL : 88 μL로 섞어 어두운 곳에 12~16시간 방치시킨 후, 이를 absolute ethanol과 1:88의 비율로 섞어 734 nm에서 대조구의 흡광도 값이 0.70±0.02가 되도록 조절한 ABTS solution을 사용하였다.
- 배 과즙(15 °Brix)에 Saccharomyces cerevisiae KCTC 7904를 접종한 다음 30℃에서 24시간 정치 배양한 것을 주모로 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 배는 나주 소재 배 시험장에서 2012년 8월 28일 숙기가 다른 원황, 신고 및 추황배를 이용하였다. 본 실험에 사용된 품종에 따른 숙기에 있어서, 원황은 8월 하순으로 수확기 직전의 과실을 사용하였고, 신고는 9월 하순, 추황배는 10월 중순으로 수확기를 약 30일, 45일 남겨둔 상태의 과실을 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 배는 나주 소재 배 시험장에서 2012년 8월 28일 숙기가 다른 원황, 신고 및 추황배를 이용하였다. 본 실험에 사용된 품종에 따른 숙기에 있어서, 원황은 8월 하순으로 수확기 직전의 과실을 사용하였고, 신고는 9월 하순, 추황배는 10월 중순으로 수확기를 약 30일, 45일 남겨둔 상태의 과실을 사용하였다.
- , Sparks, USA)를 이용하여 25℃에서 24시간 배양하여 사용하였다. 사용된 초산균은 Acetobactor pasteurianus KCTC 5645으로, yeast extract 0.5%, glucose 0.5%, MgSO4․7H2O 0.02%, glycerin 1.0%, acetic acid 1.0%, ethanol 5.0%를 혼합한 초산균 액체배양용 배지에 72시간 배양하여 사용하였다.
- 알코올발효 균주는 Saccharomyces cerevisiae KCTC 7904를 YPD 평판배지(YPD agar, Becton and Dickinson Co., Le Pont de, Claix, France)에 계대배양한 후, YM 액체배지(YM broth, Becton and Dickinson Co., Sparks, USA)를 이용하여 25℃에서 24시간 배양하여 사용하였다. 사용된 초산균은 Acetobactor pasteurianus KCTC 5645으로, yeast extract 0.
데이터처리
- 모든 처리는 3번 이상 반복하여 측정한 후 평균값으로 나타내었으며, 각 시험구 간의 유의성은Duncan’s multiple range test를 이용하여p<0.05 범위에서 검정하였다(α=0.05).
이론/모형
- ABTS radical 소거활성 측정은 Re 등(13)의 방법에 의해 측정하였다. 7 mM ABTS와 140 mM K2S2O8을 5 mL : 88 μL로 섞어 어두운 곳에 12~16시간 방치시킨 후, 이를 absolute ethanol과 1:88의 비율로 섞어 734 nm에서 대조구의 흡광도 값이 0.
- 유리당은 AOAC(8)와 Wilson 등(9)의 방법에 따라 분석하였으며 HPLC(M717, Waters, Milford, USA) 분석에 이용된 칼럼은 SugarpakTM І(6.5×300 mm, Waters Co.)을 사용하였고, 이동상은 HPLC용 증류수이고, 이동속도는 0.5 mL/min였다.
성능/효과
- 0 °Brix로 유의적인 차이는 없었다. 경도는 원황이 14.9 N로 낮았고, 미숙과인 신고, 추황배는 27.4~28.2 N으로 원황에 비해 유의하게 높았다. 산 함량은 원황와 신고는 0.
- pasteuriunus는 fructose, xylose, glucose를 이용한다고 하였다. 따라서 본 시험에서 배에 특이적으로 함유된 당 알코올의 일종인 sorbitol이 거의 분해되지 않고 남아있어 배식초의 총 당함량이 비교적 높게 나타난 것으로 판단되었다.
- Lee 등(17)은 시판식초의 항산화 활성 비교에서 원재료의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높은 복분자, 오디, 홍삼 등의 식초는 60 mg/100 mL 높은 폴리페놀 함량을 나타내는데 비해, 배, 사과, 현미 등의 경우 25 mg/100 mL 이하의 비교적 낮다고 보고하였으나, Jo 등(22)은 과즙의 함량에 따라 최종 제품의 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 차이가 난다고 보고하였다. 따라서 본 실험에서 사용된 미숙과 배는 원재료가 서로 달라 기존의 과실 식초의 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량과 서로 차이가 있음을 확인 할 수 있었다.
- 1%로 가장 높게 나타내었다. 또한 ABTS+ radical 소거능은 세 가지 품종을 이용하여 제조한 식초가 73.8~78.2%로 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이는 본 연구에서 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량이 높았던 추황배가 높은 DPPH radical 소거 활성을 나타내었으며, DPPH radical 소거능 등은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드의 변화량에 많이 의존하는 것으로 보아 밀접한 관계가 있는 것으로 판단된다.
- Chung (27)은 다류 추출물의 항산화 효과가 폴리페놀 함량 및 전자공여능과 밀접한 관계가 있다고 보고하였고, Jo 등(22)도 식초의 항산화활성에 관여하는 주요 물질은 폴리페놀 및 플라보노이드 성분이라고 보고한 바 있다. 본 연구에서 세 가지 품종을 이용하여 제조한 식초의 DPPH와 ABTS+ radical 차이는 소거하는 radical의 종류가 다르기 때문에, 즉 DPPH의 경우 free radical이지만 ABTS+는 양이온 radical이며, 또한 페놀물질의 종류가 다름에 따라 두 기질에 결합하는 정도가 다르므로 radical을 제거하는 능력에서 차이가 나타나는 것으로 판단되었으며, 항산화 활성의 차이는 단순히 식초의 산도에 따른 차이가 발생하는 것 보다 제조에 사용된 원료 및 제조방법에 따른 차이가 나타나는 것으로 판단되었다.
- 배의 가공 활용을 위해 숙기가 다른 원황, 신고 및 추황배를 이용하여 식초를 제조하여 이화학적 특성 및 항산화활성을 조사하였다. 숙기가 다른 배의 특성 조사 결과 경도는 숙기가 가까운 원황은 낮았고 미숙과인 신고, 추황배는 높았으며, 당도는 유의적인 차이가 없었다. 품종별 배식초의 품질 특성을 조사한 결과 총 산 함량은 4.
- 76으로 원료에 따라 다른 것으로 추측되었다. 숙기에 따른 배 식초의 기계적 색도는 명도 L값은 74.1~75.5로 배 품종간에 비슷하였으며, 적색도 a값은 -0.043~-0.100으로 원황배가 높았으며 신고와 추황배는 비슷하였다. 황색도 b값은 0.
- 75로 신고, 추황배, 원황 순이었다. 시판 사과식초에 비해 명도와 적색도는 원황, 신고 및 추황배가 비교적 낮았으며, 황색도는 미숙과 품종 배가 높았다. Kim 등(21)은 시판 사과식초의 갈색도는 0.
- Table 2는 원황, 신고 및 추황배를 이용하여 제조한 배 식초의 총산함량, pH 및 색도를 나타낸 결과이다. 식초의 총산함량은 4.89~7.98%로 원료의 산 함량이 높았던 추황배가 가장 높았다. 초산은 총산 함량을 좌우하는 품질 판정의 지표가 되는데(18), 식품공전에서의 규격(19) 및 산도의 구분에 따른 기준(20)에도 적합하였다.
- DPPH 및 ABTS+ radical은 비교적 안정한 free radical로 항산화물질에 의해 환원되어 탈색되므로 항산화성을 측정할 때 많이 이용되는 빠르고 간단한 방법이다(7,26). 원황, 신고 및 추황배를 이용하여 제조한 식초의 DPPH radical 소거능은 45.0~62.1%의 범위를 나타내었으며(Table 5), 그 중에서 추황배가 62.1%로 가장 높게 나타내었다. 또한 ABTS+ radical 소거능은 세 가지 품종을 이용하여 제조한 식초가 73.
- 세 가지 품종을 이용하여 제조한 배 식초의 총 페놀 및 플라보노이드 함량을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 원황, 신고 및 추황배를 이용한 식초의 총 페놀 함량과 총 플라보노이드 함량은 각각 35.2~55.3 mg/100 mL 8.4~14.4 mg/100 mL으로 추황배가 가장 높았으며 원황과 신고는 낮게 나타내었다. Lee 등(17)은 시판식초의 항산화 활성 비교에서 원재료의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높은 복분자, 오디, 홍삼 등의 식초는 60 mg/100 mL 높은 폴리페놀 함량을 나타내는데 비해, 배, 사과, 현미 등의 경우 25 mg/100 mL 이하의 비교적 낮다고 보고하였으나, Jo 등(22)은 과즙의 함량에 따라 최종 제품의 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량 차이가 난다고 보고하였다.
- 4 °Brix를 나타내었다고 보고하였다. 위의 결과로부터 원황, 신고 및 추황배의 과실 특성이 조금씩 다르게 측정되었는데, 이는 배의 재배지역, 환경, 재배방법 및 재배 지역의 기후 차이가 결정적인 요인이라고 생각된다.
- 2%로 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이는 본 연구에서 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량이 높았던 추황배가 높은 DPPH radical 소거 활성을 나타내었으며, DPPH radical 소거능 등은 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드의 변화량에 많이 의존하는 것으로 보아 밀접한 관계가 있는 것으로 판단된다.
- 98%로 추황배가 가장 높았고, 색도 L* 값은 원황 신고 추황배를 이용하여 제조한 식초의 색도 L* 값은 유의적인 차이를 나타내지 않았고, 적색도 a* 값은 원황 배를 이용하여 제조한 식초가 가장 높았으며, 황색도 b* 값은 신고배를 이용하여 제조한 식초가 가장 높은 값을 나타내었다. 주요 유리당은 glucose, fructose, sorbitol로 품종에 관계없이 sorbitol의 함량이 가장 높았다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 35.
- 원황, 신고 및 추황배를 이용하여 제조한 식초의 유리당 함량은 Table 3과 같이 대부분 glucose, fructose와 sorbitol로 구성되어 있었고, sucrose는 검출되지 않았다. 총 당함량은 23,336~41,582 mg%로 원황이 가장 높았으며 신고, 추황배 순이었고 품종에 관계없이 sorbitol의 함량이 17,680~29,335 mg% 범위로 가장 높았다. 이는 시판 사과식초의 연구에서 Moon 등(23)은 fructose가 가장 높은 농도로 검출되며, Kim 등(21)은 주요 당이 glucose, fructose이고, Jo 등(22)은 총 당함량이 산도에 따라 차이가 있으나 일반 산도의 식초는 3.
- 주요 유리당은 glucose, fructose, sorbitol로 품종에 관계없이 sorbitol의 함량이 가장 높았다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 35.2~55.3, 8.4~14.4 mg/100 g으로 추황배를 이용하여 제조한 식초가 높았고, 원황, 신고를 이용하여 제조한 식초가 낮았다. 항산화 활성은 총페놀과 정의 상관을 보였으며, DPPH 라디컬 소거능은 세가지 품종 배를 이용하여 제조한 식가 45.
- 숙기가 다른 배의 특성 조사 결과 경도는 숙기가 가까운 원황은 낮았고 미숙과인 신고, 추황배는 높았으며, 당도는 유의적인 차이가 없었다. 품종별 배식초의 품질 특성을 조사한 결과 총 산 함량은 4.89~7.98%로 추황배가 가장 높았고, 색도 L* 값은 원황 신고 추황배를 이용하여 제조한 식초의 색도 L* 값은 유의적인 차이를 나타내지 않았고, 적색도 a* 값은 원황 배를 이용하여 제조한 식초가 가장 높았으며, 황색도 b* 값은 신고배를 이용하여 제조한 식초가 가장 높은 값을 나타내었다. 주요 유리당은 glucose, fructose, sorbitol로 품종에 관계없이 sorbitol의 함량이 가장 높았다.
- 4 mg/100 g으로 추황배를 이용하여 제조한 식초가 높았고, 원황, 신고를 이용하여 제조한 식초가 낮았다. 항산화 활성은 총페놀과 정의 상관을 보였으며, DPPH 라디컬 소거능은 세가지 품종 배를 이용하여 제조한 식가 45.0~62.1%였고, ABTS+ radical 소거능은 73.8~78.2%를 나타내었다. 이상의 결과로부터 낙과나 비 상품과인 원황, 신고 및 추황배를 사용하여 기호성을 갖춘 식초를 제조할 수 있는 것으로 판단되어 이에 대한 관능적 특성 및 대규모 생산에 대한 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.
후속연구
- 2%를 나타내었다. 이상의 결과로부터 낙과나 비 상품과인 원황, 신고 및 추황배를 사용하여 기호성을 갖춘 식초를 제조할 수 있는 것으로 판단되어 이에 대한 관능적 특성 및 대규모 생산에 대한 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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