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문제 정의
- 그러나 일품 요리로 간편하게 먹을 수 있는 면류는 함께 곁들여 먹는 반찬류가 적어 1 회 탄수화물 섭취량이 커지면서 혈당상승을 크게 가져올수 있는 소지가 큰 식품임에도 불구하고 이에 대한 관심은 아직 적은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 유탕면과 비압출숙면(국수) 다음으로 소비량이 높았던 압출숙면인 냉면에 구연산과 구아검을 첨가하고 노화과정을 거친 후저항전분 함량이 높은 냉면의 조리학 및 영양학적 특성을 분석하여 당뇨병 환자를 위한 식품으로서 개발 가능성을 살펴보고자 하였다.
제안 방법
- 3,000rpm에서 10분 원심분리(Hanil Science Inc.) 후 상등액 0.1mL에 glucose oxidase/peroxidase reagent(Megazyme Int, Wicklow, Ireland) 용액 3 mL를 넣고 50°C 항온수조(Vision Scientific Co., Ltd)에서 20분 방치 후 510 nm에서 분광광도계(UV-1201, Shimadzu, Tokyo, Japan)로 glucose 함량을 측정하였다.
- 조리손실율과 탁도는 시료들 간에 유의적인 차이는 없었다. In vitro 전분가수분해율에서는 CGN군이가수분해 120분까지 유의적으로 가장 낮아 인체 대상 혈당반응에서 포도당과 시판 냉면 대조군과 비교하였다. 냉면 120분 동안의 혈당반응은 포도당 섭취군보다 냉면에서 혈당상승 속도가 지연되었고, 냉면 중에서는 시판 냉면보다 CGN에서 약간 낮은 경향이었지만 유의적인 차이가 없었다.
- In vivo에서는 in vitro 전분 소화율이 유의적으로 가장낮았던 CGN군의 섭취가 정상성인의 혈당반응에 미치는 영향을 살펴보고자 하였으며, 그 효과는 포도당과 시판냉면(N) 섭취군과 비교하였다. 혈당 측정을 위한 임상시험 대상자로 정상성인 8명(남3, 여5)을 선별하였으며 대상자들의 평균연령은 49.
- 국내에서 면 소비가 증가하고 있으나 탄수화물 함량이 높은 면류는 다른 식품들에 비해 혈당 상승을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 혈당상승이 지연될 수 있는 저항전분 함량이 높은 압출숙면인 냉면을 제조하기 위해 구연산과 구아검을 첨가하여 냉면을 제조한 다음, 3일 냉장 숙성 후 냉동보관 하였을 때의 조리품질 및 영양학적 특성을 측정하였고, 그 효과는 시판 냉면과 비교하였다. 총전분 함량은 압출숙면인 냉면종류에 따라서는 유의적 차이를 나타내지 않았다.
- 면 10 g을 면부피의 20배 증류수에 삶아 행구고 탈수후 조리특성 평가 시료로 사용하였다. 면의 복원률은 조리 전 면 중량에 대한 조리 후 중량 증가의 백분율로 계산하였다. 조리손실률을 나타내는 용출 고형분은 면을 삶은 후 건져내고 남은 물과 헹군 물을 합하여 105°C 건조오븐(FO-600M, Jeio Tech.
- 모든 재료는 반죽기(KRS-1, Sambo, Seoul, Korea)에 넣고 15분간 반죽하여 제면기(SB-001, Sambo, Seoul, Korea)에서 증숙한 다음 직경 0.8 mm로 성형하고 냉각시킨 후, 50 cm 길이로 절단하여 포장하고 3일 냉장(4°C) 보관한 다음, 냉동고(GC-114HCMP, LG, Seoul, Korea)에서 4주 저장한 후 분석을 실시하였다.
- 5% 구연산+1% 구아검 첨가 냉면 50 g을 대상자들에게 섭취시켰다. 시료 섭취후 15, 30, 60, 90 및 120분에 각각 손끝에서 채혈하여 혈당계(Accu-chek Active kit, Roche, Waiblingen, Germany) 로 측정하였다. 혈당은 혈당계로 2회 반복하여 측정하며 혈당반응 결과를 대조군인 시판 냉면과 비교하기 위하여 냉면 섭취 후 2시간 동안 혈당반응면적과 0.
- 임상시험은총 4회 진행되었으며, 실험 전날부터 실험 당일까지 12시간 동안 절식하도록 하였다. 실험 당일 아침 공복상태로 손끝에서 채혈하여 공복 혈당을 측정한 후 1회 포도당 50 g, 2회 시판 냉면 50 g, 3회 0.5% 구연산+1% 구아검 첨가 냉면 50 g을 대상자들에게 섭취시켰다. 시료 섭취후 15, 30, 60, 90 및 120분에 각각 손끝에서 채혈하여 혈당계(Accu-chek Active kit, Roche, Waiblingen, Germany) 로 측정하였다.
- 대상자 제외기준: 1) 혈당수치를 근거로 당뇨병 진단력이 있었던 자, 2) 최근 3개월 이내 혈당에 영향을 줄 수 있는 약물을 복용한 자, 3) 최근 3개월 이내에 질환을 앓고 있거나 식품알러지가 있는 자, 4) 특이식사를 섭취하거나 약물을 복용하고 있는 자, 5) 임산부 또는 당뇨병가족력이 있는 자, 6) 기타: 연구자가 본연구의 대상자로서 부적합하다고 판단한 자. 임상시험은총 4회 진행되었으며, 실험 전날부터 실험 당일까지 12시간 동안 절식하도록 하였다. 실험 당일 아침 공복상태로 손끝에서 채혈하여 공복 혈당을 측정한 후 1회 포도당 50 g, 2회 시판 냉면 50 g, 3회 0.
- 조리손실률을 나타내는 용출 고형분은 면을 삶은 후 건져내고 남은 물과 헹군 물을 합하여 105°C 건조오븐(FO-600M, Jeio Tech., Daejon, Korea)에서 건조시켜 무게를 측정하고, 조리 전 면 중량에 대한 백분율로 나타내었다.
- 시료 섭취후 15, 30, 60, 90 및 120분에 각각 손끝에서 채혈하여 혈당계(Accu-chek Active kit, Roche, Waiblingen, Germany) 로 측정하였다. 혈당은 혈당계로 2회 반복하여 측정하며 혈당반응 결과를 대조군인 시판 냉면과 비교하기 위하여 냉면 섭취 후 2시간 동안 혈당반응면적과 0.5% 구연산+1% 구아검 첨가 냉면 섭취 후의 혈당반응면적을 비교하여 백분율로 계산한 것을 혈당지수로 나타내었다.
대상 데이터
- In vivo 혈당반응 평가는 정신적, 신체적으로 건강한 성인 8명을 다음과 같은 기준으로 선정하였다. 대상자 선정 기준: 1) 국내 거주하는 18-65세 사이의 건강한 성인, 2) 공복혈당 110 mg/dL 미만, 3) 최근 3개월간 체중을 유지 하고 있는 자, 4) 체질량지수가 20 kg/m2 이상 25 kg/m2 미만에 해당하는 자.
- 냉면은 소맥 전분(Signsong Industry, Seoul, Korea), 옥수수 전분(CJ, Yangsan, Korea), 고구마 전분(CJ, Yangsan, Korea), 중력분(Daehan Flour Mills Co., Seoul, Korea), 구연산(Altrafine Gums, Gujarat, India), 구아검(Altrafine Gums, Gujarat, India), 소금(CJ, Seoul, Korea) 탄산나트륨 (Samyang Co., Seoul, Korea)은 Table 1에서 제시한 배합 비와 같이 혼합하여 ㈜강원식품의 공정에 따라 제조하였다. 모든 재료는 반죽기(KRS-1, Sambo, Seoul, Korea)에 넣고 15분간 반죽하여 제면기(SB-001, Sambo, Seoul, Korea)에서 증숙한 다음 직경 0.
- 8 mm로 성형하고 냉각시킨 후, 50 cm 길이로 절단하여 포장하고 3일 냉장(4°C) 보관한 다음, 냉동고(GC-114HCMP, LG, Seoul, Korea)에서 4주 저장한 후 분석을 실시하였다. 대조군은 ㈜강원식품에서 제조하는 시판 냉면으로 제조 직후 냉동고에서 4주 저장한 시료를 사용하였다.
- 면 10 g을 면부피의 20배 증류수에 삶아 행구고 탈수후 조리특성 평가 시료로 사용하였다. 면의 복원률은 조리 전 면 중량에 대한 조리 후 중량 증가의 백분율로 계산하였다.
- In vivo에서는 in vitro 전분 소화율이 유의적으로 가장낮았던 CGN군의 섭취가 정상성인의 혈당반응에 미치는 영향을 살펴보고자 하였으며, 그 효과는 포도당과 시판냉면(N) 섭취군과 비교하였다. 혈당 측정을 위한 임상시험 대상자로 정상성인 8명(남3, 여5)을 선별하였으며 대상자들의 평균연령은 49.5세, 평균 신장은 167.1 cm, 평균 체중은 66.3 kg, 신체질량지수(Body Mass Index, BMI) 지수는 23.8 kg/m2 였으며, 공복 혈당은 96.63-103.38 mg/dL 범위로 나타났다. 포도당, 시판 냉면(N), 0.
데이터처리
- In vitro 전분가수분해율과 혈당반응의 상관관계는 Pearson’s correlation coefficient(r)로 유의성 검정을 실시하였다.
- 모든 실험결과는 SPSS Statistics(ver. 22.0, IBM Inc., Armonk, NY, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며 Duncan's multiple range test에 의해 평균값의 유의차(p<0.05)를 검증하였다.
이론/모형
- 반응시간 20분과 180분에 각각 반응액 1 mL를 취하여 여기에 66% 에탄올을 첨가 하여 혼합한 후 원심분리 하였다. 여기에서 상등액 1 mL 를 취하여 환원당의 양은 DNS 방법으로 측정하였다.
- 전분의 소화율 측정은 Englist HN 등(1992)에 의한 방법으로 생체내 효소반응과 유사한 조건에서 전분의 소화속도를 측정하였다. Pancreatin 3 g에 20 mL의 증류수를 첨가하고 10분간 교반한 후 다시 원심분리하여 상등액을취하여 합한 pancreatin 효소액에 amyloglucosidase 6 mL 를 첨가하여 효소혼합액을 제조하였다.
- 총전분 함량은 McCleary BV 등(1994)의 방법으로 total starch assays kit(K-TSTA, Megazyme Int, Wicklow, Ireland) 를 이용하여 측정하였고, 저항전분 함량은 McCleary BV & Monghan DA(2002)의 방법에 따라 resistant starch assays kit(Megazyme Int, Wicklow, Ireland)를 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- 섭취 60분 후 혈당은 포도당 섭취군에 비해 CGN 섭취 군만 유의적으로 감소하였다. 120분 동안의 혈당반응은 전반적으로 포도당 섭취군보다 냉면에서 혈당상승 속도가 지연되었고, 냉면 중에서는 시판냉면보다 CGN에서 약간 낮은 경향이었지만 냉면군들 간에는 유의적인 차이가 없었다.
- 4) 체질량지수가 20 kg/m2 이상 25 kg/m2 미만에 해당하는 자.
- 2(B)에 나타내었다. AUC에서 역시 포도당 섭취군이 유의적 으로 가장 높았으며, 포도당 섭취군과 비교 시 냉면군들은 유의적으로 감소하였으나, 냉면군들 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한 혈당 반응 결과를 바탕으로 혈당지수(Glycemic Index, GI) 계산 시 포도당은 100, 시판 냉면은 84.
- 가수분해 30분후에는 가수분해율이 CGN군에서 유의적으로 가장 낮았으며, N군, GN군, CN군 순으로 높아졌다. CGN군은 가수분해 120분까지 유의적으로 가장 낮았고, 그 다음으로 N군과 GN군의 가수분해율이 유의적으로 낮았고, CN군은 가수분해 동안 유의적으로 가장 높은 가수분해율을보였다. 이는 저항전분 함량의 결과와 일치하는 것으로 CGN군의 유의적으로 가장 낮은 in vitro 전분소화율은 높은 저항전분 함량에 의한 것으로 생각된다.
- In vitro 전분가수분해율과 in vivo 혈당반응 결과 상관 관계 분석 시 r=0.533(p=0.01)의 양의 상관관계를 보여 전분가수분해율이 높을수록 혈당이 높아지는 것을 확인할수 있었으므로, in vitro 전분소화율을 통해 인체 내 혈당 변화 예측이 가능할 것으로 사료된다.
- 냉면 120분 동안의 혈당반응은 포도당 섭취군보다 냉면에서 혈당상승 속도가 지연되었고, 냉면 중에서는 시판 냉면보다 CGN에서 약간 낮은 경향이었지만 유의적인 차이가 없었다. In vitro 전분가수분해율과 혈당반응 결과를 상관관계 분석 시 r=0.533(p=0.01)의 양의 상관관계를 보여 in vitro 전분소화율을 통해 인체 내 혈당변화 예측이 가능할 것으로 사료된다. 따라서 인체 혈당 상승 지연 효과를 나타내기 위한 탄수화물 가공 식품의 저항전분 함량 기준 마련이 요구되는 실정이며, 이와 같은 기준이 설정된다면 혈당상승을 지연시킬 수 있는 가공식품 개발에도움이 될 것으로 생각된다.
- In vitro에서 2시간 동안(15, 30, 60, 90, 120분)의 전분 가수분해율을 측정한 결과, 가수 분해 15분 후에서는 N 군과 CGN군의 가수분해율이 유의적으로 가장 낮았고, CN군, GN군 순으로 증가하였다(Fig. 1). 가수분해 30분후에는 가수분해율이 CGN군에서 유의적으로 가장 낮았으며, N군, GN군, CN군 순으로 높아졌다.
- 또한 Song JY(2002)의 연구에서 저항전분 무첨가 국수보다 저항전분 첨가 국수에서 조리 직후 수분흡수율이 높아졌다고 보고하였다. 그러나 조리 후 국수를 물에 담가두게 되면 국수의 수분흡수율은 저항전분 첨가 국수에서 오히려 감소하는 결과를 보였다. 따라서 저항전분을 첨가하여 제조한 국수는 지나치게 가열하거나 조리 후 국물에 담겨있는 시간이 지남에 따라 국수가 불어나는 현상을 억제할 수 있을 것이라고 하였다.
- In vitro 전분가수분해율에서는 CGN군이가수분해 120분까지 유의적으로 가장 낮아 인체 대상 혈당반응에서 포도당과 시판 냉면 대조군과 비교하였다. 냉면 120분 동안의 혈당반응은 포도당 섭취군보다 냉면에서 혈당상승 속도가 지연되었고, 냉면 중에서는 시판 냉면보다 CGN에서 약간 낮은 경향이었지만 유의적인 차이가 없었다. In vitro 전분가수분해율과 혈당반응 결과를 상관관계 분석 시 r=0.
- Xie X & Liu Q(2004)는 구연산을 첨가한 구아검-전분 혼합물은 압출하는 동안 구연산이 무수물로서 옥수수전분과 반응하여 화학적으로 변성전분을 생성한다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 냉면대조군 대비 구연산 0.5% 단독 처리한 CN군의 저항전분 수율이 유의적으로 증가하지 않았던 이유는 전분의 종류와 구연산 첨가량의 차이에 의한 것으로 생각되며, 냉면의 저항전분 생성율을 증가시키기 위해서는 1% 구아검 또는 0.5% 구연산+1% 구아검 첨가가 적절한 것으로 사료된다.
- AUC에서 역시 포도당 섭취군이 유의적 으로 가장 높았으며, 포도당 섭취군과 비교 시 냉면군들은 유의적으로 감소하였으나, 냉면군들 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 또한 혈당 반응 결과를 바탕으로 혈당지수(Glycemic Index, GI) 계산 시 포도당은 100, 시판 냉면은 84.96, 구연산 0.5%+구아검 1% 첨가 냉면은 84.47로 냉면군들 간에는 유의적인 차이는 없었으며, 고당지수 식품으로 나타났다. 탄수화물의 질적 섭취를 평가 하기 위하여 혈당지수를 지표로 많이 사용하고 있는데 혈당지수는 Jenkins DJ 등(1981)이 식후에 탄수화물의 흡수 속도를 반영하기 위하여 제안한 것으로 특정 식품의 식후 혈당반응정도를 기준이 되는 식품에 비교하여 수치 화한 것을 말한다.
- 냉면 종류에 따른 조리특성 결과는 Table 3과 같다. 면복원율(water absorption)은 CN군(86.01%)에서 유의적으로 가장 낮았고, GN군(92.17%), N군(냉면 대조군, 94.20%), CGN(99.16%)의 순서에 따라 유의적으로 높아졌다. 대조군을 제외한 구아검 미첨가군인 CN군보다 구아검 첨가군인 GN과 CGN군에서 면복원율이 증가하였는데, Cho YH 등(2007)의 연구에서 구아검은 가지형태 구조를 가지고 있으므로 구아검 첨가시 수분흡수력이 증가된다고 보고하였다.
- 84%로 유의적으로 높아졌다. 면복원율은 CN군(86.01%)에서 유의적으로 가장 낮았고, GN군(92.17%), N군(냉면 대조군, 94.20%), CGN(99.16%)의 순서에 따라 유의적으로 높아졌다. 조리손실율과 탁도는 시료들 간에 유의적인 차이는 없었다.
- 조리손실률은 면 조리 시 조리수에 존재하는 고형분의 함량을 측정하는 것으로 고형성분의 유출이 많을수록 조리수의 탁도 또한 높아지게 되어 조리된 국수가 쉽게 풀어지고 끊어져 국수의 외관과 맛이 저하될 수 있다는 것을 의미한다(Lee YT & Jung JY 2003, Ryu BM & Kim CS 2015). 본 실험에서 조리손실율과 탁도는 시료들 간에 유의적인 차이는 없었다.
- 2(A)). 섭취 30분 후 포도당 섭취군은 167.75 mg/dL으로 유의적으로 상승하였으나, N 섭취군(114.25 mg/dL)과 CGN 섭취(113.13 mg/dL)군은 유의적으로 혈당 상승이 지연되었다. 섭취 60분 후 혈당은 포도당 섭취군에 비해 CGN 섭취 군만 유의적으로 감소하였다.
- 총전분 함량은 압출숙면인 냉면종류에 따라서는 유의적 차이를 나타내지 않았다. 저항전분 함량은 대조군인 N군에 비해 GN군과 CGN군은 저항전분 함량이 1.70%와 1.84%로 유의적으로 높아졌다. 면복원율은 CN군(86.
- 저항전분 함량은 대조군인 시판 냉면인 N군(1.61%)과 CN군(1.66%)은 유의적 차이가 없었지만, N군에 비해 GN군(구아검 1% 첨가 냉면)과 CGN군(구연산 0.5%+구아검 1.0% 첨가 냉면)은 저항전분 함량이 1.70%와 1.84%로 유의적으로 높아졌다(Table 2). 산처리과정은 초기에 무정형부분에서 먼저 가수분해가 일어나며, 아밀로펙틴 분자 곁가지 부근의 α-1,6 glycosidic 결합의 분해가 일어난다.
- 38 mg/dL 범위로 나타났다. 포도당, 시판 냉면(N), 0.5% 구연산+1% 구아검 첨가 냉면(CGN) 섭취 전 혈당은 유의적 차이가 없었으며, 섭취 15분 후 포도당 섭취군은 154.75 mg/dL로 유의적으로 높아졌으나 N 섭취군은 113.75 mg/dL, CGN 섭취군은 111.25 mg/dL로 유의적으로 낮았으며, N 섭취군과 CGN 섭취군 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다(Fig. 2(A)).
후속연구
- 01)의 양의 상관관계를 보여 in vitro 전분소화율을 통해 인체 내 혈당변화 예측이 가능할 것으로 사료된다. 따라서 인체 혈당 상승 지연 효과를 나타내기 위한 탄수화물 가공 식품의 저항전분 함량 기준 마련이 요구되는 실정이며, 이와 같은 기준이 설정된다면 혈당상승을 지연시킬 수 있는 가공식품 개발에도움이 될 것으로 생각된다.
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