카카오 빈 함량에 따른 쌀 압출성형물의 이화학적 특성 및 항산화 활성 Physicochemical Properties and Antioxidant Activity of Extruded Rice Flour with Various Cacao (Theobroma cacao L.) Bean Content원문보기
본 실험은 카카오 빈의 함량(0, 20, 40, 60%)을 달리하여 쌀가루와 압출성형물을 제조하여 물리화학적인 특성을 관찰하고자 하였다. 공정 조건은 수분 함량 25%, 스크루 회전 속도 200 rpm, 사출구온도 $130^{\circ}C$로 조절하였다. 팽화율은 카카오 빈의 함량이 증가할수록 감소하였다. 밀도와 비길이, 겉보기 탄성계수는 카카오 빈의 함량이 증가함에 따라 증가하였고, 파괴력은 카카오 빈의 함량이 증가할수록 감소하였다. 수분용해지수와 수분흡착지수는 압출성형 공정 후 모두 증가하였다. 카카오 빈의 첨가량이 증가할수록 명도는 감소하였고 적색도는 증가하였으며, 황색도는 무처리구(RAW)에서 카카오 빈이 증가함에 따라 증가하였지만, 압출성형 공정 후 카카오 빈이 증가함에 따라 감소하였다. 색도차는 카카오 빈의 함량이 증가할수록 증가하였다. 페이스트 점도는 카카오 빈의 함량이 증가할수록 모든 조건에서 감소하였으며, 압출성형을 한 모든 실험군과 RAW의 roasted 카카오빈(RC) 첨가군에서 저온최고점도(CPV)를 나타내어 낮은 온도에서도 점성을 나타내는 특성을 보였다. 총 페놀 함량은 non-roasted 카카오 빈(NRC) 첨가군이 RC 첨가군보다 높았으며, DPPH 라디칼 소거능은 압출성형한 NRC 첨가군에서 가장 높게 나타났다. 결론적으로 카카오 빈 첨가가 쌀 카카오의 팽화 특성에 영향을 미치며, 카카오 빈의 총 페놀 함량은 로스팅과 압출성형에 의해 감소하였지만, DPPH 라디칼 소거능은 로스팅을 하지 않고 압출성형 하였을 때 증가하였다.
본 실험은 카카오 빈의 함량(0, 20, 40, 60%)을 달리하여 쌀가루와 압출성형물을 제조하여 물리화학적인 특성을 관찰하고자 하였다. 공정 조건은 수분 함량 25%, 스크루 회전 속도 200 rpm, 사출구온도 $130^{\circ}C$로 조절하였다. 팽화율은 카카오 빈의 함량이 증가할수록 감소하였다. 밀도와 비길이, 겉보기 탄성계수는 카카오 빈의 함량이 증가함에 따라 증가하였고, 파괴력은 카카오 빈의 함량이 증가할수록 감소하였다. 수분용해지수와 수분흡착지수는 압출성형 공정 후 모두 증가하였다. 카카오 빈의 첨가량이 증가할수록 명도는 감소하였고 적색도는 증가하였으며, 황색도는 무처리구(RAW)에서 카카오 빈이 증가함에 따라 증가하였지만, 압출성형 공정 후 카카오 빈이 증가함에 따라 감소하였다. 색도차는 카카오 빈의 함량이 증가할수록 증가하였다. 페이스트 점도는 카카오 빈의 함량이 증가할수록 모든 조건에서 감소하였으며, 압출성형을 한 모든 실험군과 RAW의 roasted 카카오빈(RC) 첨가군에서 저온최고점도(CPV)를 나타내어 낮은 온도에서도 점성을 나타내는 특성을 보였다. 총 페놀 함량은 non-roasted 카카오 빈(NRC) 첨가군이 RC 첨가군보다 높았으며, DPPH 라디칼 소거능은 압출성형한 NRC 첨가군에서 가장 높게 나타났다. 결론적으로 카카오 빈 첨가가 쌀 카카오의 팽화 특성에 영향을 미치며, 카카오 빈의 총 페놀 함량은 로스팅과 압출성형에 의해 감소하였지만, DPPH 라디칼 소거능은 로스팅을 하지 않고 압출성형 하였을 때 증가하였다.
This study was carried out to determine the effect of cacao bean addition on the physicochemical properties of extruded rice flour. Rice-based cacao beans (0, 20, 40, 60%) were extruded at a die temperature of $130^{\circ}C$, screw speed of 200 rpm, and moisture content of 25%. As the con...
This study was carried out to determine the effect of cacao bean addition on the physicochemical properties of extruded rice flour. Rice-based cacao beans (0, 20, 40, 60%) were extruded at a die temperature of $130^{\circ}C$, screw speed of 200 rpm, and moisture content of 25%. As the content of cacao beans increased from 20% to 60%, expansion index decreased, while piece density and specific length increased. The water soluble index and water absorption index of the extrudate increased through extrusion cooking. Lightness decreased as cacao bean content increased while redness increased. As the content of cacao beans increased, paste viscosity decreased. Cold peak viscosity was observed in all extrudates of raw roasted cacao beans. ${\alpha},{\alpha}$-Diphenyl-${\beta}$-picrylhydrazyl (DPPH) radical-scavenging activity increased upon extrusion and cacao bean addition. As content of cacao beans increased, non-roasted cacao beans had higher total phenolic contents than roasted cacao beans. This study showed that addition of cacao beans to extruded rice snack improved antioxidant activity.
This study was carried out to determine the effect of cacao bean addition on the physicochemical properties of extruded rice flour. Rice-based cacao beans (0, 20, 40, 60%) were extruded at a die temperature of $130^{\circ}C$, screw speed of 200 rpm, and moisture content of 25%. As the content of cacao beans increased from 20% to 60%, expansion index decreased, while piece density and specific length increased. The water soluble index and water absorption index of the extrudate increased through extrusion cooking. Lightness decreased as cacao bean content increased while redness increased. As the content of cacao beans increased, paste viscosity decreased. Cold peak viscosity was observed in all extrudates of raw roasted cacao beans. ${\alpha},{\alpha}$-Diphenyl-${\beta}$-picrylhydrazyl (DPPH) radical-scavenging activity increased upon extrusion and cacao bean addition. As content of cacao beans increased, non-roasted cacao beans had higher total phenolic contents than roasted cacao beans. This study showed that addition of cacao beans to extruded rice snack improved antioxidant activity.
이에 본 연구는 밀가루에 비해 알레르기 유발 비율이 현저히 낮고 소화가 잘되며 필수아미노산 등 영양적인 측면에서 우수한 쌀(17,18)과 항산화 활성이 높은 폴리페놀을 다량 함유하고 있는 카카오 빈의 영양 및 기능적 특성이 강화된 팽화스낵이나 제과, 제빵 등의 중간소재로 활용하여 보다 간편하고 다양한 식품으로 이용하기 위하여 카카오 빈 함량을 20, 40, 60%로 달리하여 압출성형 하고 팽화특성 등의 물리적 특성과 α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼소거능, 총 페놀 등의 항산화 활성의 변화를 조사하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 쌀은 신통정미소(Asan, Korea)에서 구입하였고, 카카오 빈은 초코동이(Suwon, Korea)에서 구입하여 130℃로 30분간 열처리한 roasted 카카오 빈(RC)과 열처리하지 않은 non-roasted 카카오 빈(NRC)으로 사용하였다.
데이터처리
결과의 통계처리는 SPSS(Statistical Package for the Social Science, version 23.0) 프로그램(IBM-SPSS, Thornwood, NY, USA)을 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 실시한 후 유의적 차이가 있는 항목에 대해서 P<0.05 수준에서 그 결과를 Duncan’s multiple range test로 검정하였다.
이론/모형
RAW와 압출성형물의 DPPH 라디칼 소거 활성 실험은 BrandWilliams 등(25)의 방법을 사용하였다. 시료 1 g을 80% methanol 10 mL에 넣고 2시간 동안 추출한 후 3,000rpm으로 30분 동안 원심분리 하였다.
총 페놀성 화합물의 함량은 FolinCiocalteu 비색법(26)에 따라 측정하였다. 즉 반응액 0.
성능/효과
압출성형물과 RAW의 총 페놀 함량은 Table 5에 나타내었다. 압출성형 처리구와 RAW 모두 카카오 빈의 함량이 증가할수록 총 페놀 함량이 증가하였다. RAW의 RC 20% 첨가군이 NRC 20% 첨가군보다 높은 것을 제외하고 RAW와 압출성형물에서 NRC 첨가군이 RC 첨가군보다 총 페놀 함량이 높았다.
카카오 빈을 첨가한 압출성형 처리구와 무처리구(RAW)의 비교를 Table 5에 나타내었다. 압출성형물의 DPPH 라디칼 소거능은 NRC군을 첨가한 압출성형 처리구가 모든 조건에서 높았으며, RAW의 경우 RC 첨가군이 NRC 첨가군보다 높은 값을 나타내었다. 또한, 압출성형 처리군과 RAW 모두 카카오 빈의 함량이 증가할수록 DPPH 라디칼 소거능이 증가하였다.
카카오(Theobroma cacao L.)는 벽오동나무과(Sterculiaceae)에 속하는 다년생 식물로 Latin America가 원산지이지만, 최근에는 적도의 남북 위도 20° 이내의 수림지역에서 광범위하게 재배되고 있다(2). 카카오 빈(cacao bean)은 형태학적으로 외피(shell or husk), 내피(thin skin), 배유(cotyledon) 및 배아(germ)로 구성되어 있고, 산업적으로 이용되고 있는 것은 배유를 마쇄한 paste상의 물질로 cacao mass 또는 cacao liquor라고 한다(3).
카카오 빈의 형태학적 구성은?
)는 벽오동나무과(Sterculiaceae)에 속하는 다년생 식물로 Latin America가 원산지이지만, 최근에는 적도의 남북 위도 20° 이내의 수림지역에서 광범위하게 재배되고 있다(2). 카카오 빈(cacao bean)은 형태학적으로 외피(shell or husk), 내피(thin skin), 배유(cotyledon) 및 배아(germ)로 구성되어 있고, 산업적으로 이용되고 있는 것은 배유를 마쇄한 paste상의 물질로 cacao mass 또는 cacao liquor라고 한다(3). 이 cacao mass는 shell이 탈각된 85% 정도로서 초콜릿, 초콜릿 음료 등의 원료로 가공되고 있으며(4), 초콜릿의 주성분으로 각종 기능성 식품 및 생리활성 소재로 널리 주목받고 있는 폴리페놀류가 매우 풍부하게 함유되어 있다(5).
카카오 빈에 들어있는 폴리페놀류의 특징은?
이 cacao mass는 shell이 탈각된 85% 정도로서 초콜릿, 초콜릿 음료 등의 원료로 가공되고 있으며(4), 초콜릿의 주성분으로 각종 기능성 식품 및 생리활성 소재로 널리 주목받고 있는 폴리페놀류가 매우 풍부하게 함유되어 있다(5). 페놀성 화합물은 항산화 물질로서 다양한 구조와 분자량을 가지며, polyphenolic 화합물들의 분자 내 phenolic hydroxyl기가 단백질 등과 결합하는 성질에 의해 항산화, 항암 및 항균 등의 다양한 생리활성을 나타낸다(6). 특히 Castillejo 등(7)은 변비 진단을 받은 소아환자들에게 식이섬유가 풍부한 카카오 빈을 섭취시킨 그룹과 위약을 섭취시킨 대조군을 비교한 실험에서 카카오 빈에 있는 식이섬유가 변비 증상 완화에 효과가 있다고 하였다.
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