[논문]기능성 올리고당으로 제조한 매실청의 저장기간 중 올리고당 함량 변화

배문주; 유상호

doi:10.9721/kjfst.2019.51.2.169

기능성 올리고당으로 제조한 매실청의 저장기간 중 올리고당 함량 변화
Changes in oligosaccharide content during the storage period of maesil cheong formulated with functional oligosaccharides 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.51 no.2, 2019년, pp.169 - 175

배문주 (세종대학교 식품생명공학과, 탄수화물소재연구소) , 유상호 (세종대학교 식품생명공학과, 탄수화물소재연구소)

초록
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본 연구는 국내에서 생산 소비되는 주요 기능성 올리고당류인 이소말토올리고당과 프락토올리고당을 이용하여 당류 저감과 함께 건강 기능성을 갖춘 매실청의 개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 매실과 설탕을 1:1로 배합하는 매실청 제조 방법에 따라 매실과 동일 무게의 설탕을 이소말토올리고당과 프락토 올리고당으로 각각 10, 20, 50, 100% 비율로 대체하였으며, 제조 후 30일 간격으로 3회(30, 60과 90일) 매실청을 취하였다. 제조된 매실청의 당도는 $40.90-57.00^{\circ}Bx$ 범위였으며, 저장기간 3개월 평균 설탕 100% (PS)인 대조군은 $56.7^{\circ}Bx$, 이소말토올리고당 100% (PI-100)는 $41.1^{\circ}Bx$, 프락토올리고당 100% (PF-100)는 $41.8^{\circ}Bx$로 나타났다. 매실청의 pH는 2.72-3.00 범위로 관찰되었으며, 기능성 올리고당류의 종류 및 첨가량, 저장 기간에 따른 유의적 관계는 관찰되지 않았다. 유기산 함량 분석 결과 구연산(citric acid)과 사과산(malic acid)이 관찰되었으며, 구연산의 함량이 총 유기산 함량의 71-82%를 차지하였다. 제조된 매실청들의 저장기간 중 당류 함량의 변화를 관찰한 결과, sucrose의 함량은 제조 시 사용된 설탕의 양에 비례하였고, 저장기간에 반비례하는 경향을 보였으나, 구성당인 fructose와 glucose의 함량은 저장기간에 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 이는 제조 시 사용된 sucrose가 분해되어 fructose와 glucose의 증가로 나타난 것으로 판단할 수 있다. 이소말토올리고당과 설탕이 함께 사용된 시료의 경우 설탕의 첨가량에 비례하는 경향이 뚜렷하였으나, 프락토올리고당과 설탕을 함께 첨가한 매실청의 경우는 그 경향성이 관찰되지 않았다. 이는 이소말토올리고당에 비해 내산성이 떨어지는 프락토올리고당의 경우 대부분 가수분해되어 fructose와 glucose의 증가에 영향을 준 결과로 생각된다. 매실청 내의 첨가된 기능성 올리고당의 함량은 프락토올리고당의 경우 90일 저장 시 대부분 분해되어 0-2%만 잔존하였으며, 이소말토올리고당은 75% 이상 잔존하는 것으로 관찰되었다. pH 2.72-3.00인 매실청에는 이소말토 올리고당에 비하여 내산성이 떨어지는 프락토올리고당의 사용이 적절하지 않은 것으로 판단된다. 본 연구에서 제조된 모든 매실청 샘플은 사용된 당류의 비율과 저장 기간에 관계없이 매실 추출물의 건강기능성 원료 기준인 구연산(citric acid)의 함량을 충족하며, 이소말토올리고당100%로 제조한 매실청을 일일 50-75 g 섭취 시 이소말토올리고당의 건강기능성 기준에 합당하여 기능성 올리고당의 건강기능성 효과를 기대할 수 있다. 설탕을 기능성 올리고당류인 이소말토올리고당으로 적절히 대체한다면 당류 저감과 올리고당의 기능성을 갖춘 건강기능성 식품으로써 매실청의 이미지 제고에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to produce the health functional food maesil cheong by replacing sucrose with isomaltooligosaccharide and fructooligosaccharide. The substitution levels of these oligosaccharides were between 10% and 100%. A 1:1 (w/w) mixture of maesil and sugar was adopted for preparing maesil cheong. The pH of maesil cheong remained unchanged (between 2.72 and 3.00) during 90-day storage period, regardless of oligosaccharide content. Citric and malic acids were identified in maesil cheong; citric acid accounted for 71-82% of the total organic acid content. Sucrose was completely liquefied in the sample after 30 days and was hydrolyzed steadily into fructose and glucose over the storage period. More than 75% of isomaltooligosaccharides remained in maesil cheong after 90 days when sucrose was completely replaced with isomaltooligosaccharide. However, fructooligosaccharides were mostly decomposed at the end of storage period. Thus, isomaltooligosaccharides may be suitable for acidic maesil cheong products to expect its health functional effect.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. The operating conditions of HPLC for organic acid analysis
표 Table 2. The operating conditions of HPLC for sucrose analysis
표 Table 3. The operating conditions of HPLC for IMO analysis
표 Table 4. The operating conditions of HPLC for FOS analysis
표 Table 5. Sucrose content of Prunus mume Sieb. et Zucc. syrup
그림 Fig. 1. Organic acid contents of Prunus mume Sieb. et Zucc. syrup.
표 Table 6. pH and water activity of Prunus mume Sieb. et Zucc. syrup
그림 Fig. 2. Sucrose contents of Prunus mume Sieb. et Zucc. syrup.
그림 Fig. 3. Total IMO contents of Prunus mume Sieb. et Zucc. syrup.
그림 Fig. 4. Total FOS contents of Prunus mume Sieb. et Zucc. syrup.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 매실청 제조 시 첨가하는 당류인 설탕을 기능성 올리고당으로 대체함에 따른 효과를 검증하고자, 국내에서 생산 소비되는 주요 기능성 올리고당인 이소말토올리고당과 프락토올리고당을 적용한 당류 저감과 건강기능성을 갖춘 매실청의 개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.

제안 방법

제조한 매실과 당의 혼합물은 밀봉 후 실온 보관하며 2주 간격으로 용기를 흔들어 주었다. 미리 결정된 당침 기간(30, 60과 90일)에 매실을 건져낸 당침액을 −80℃에 보관하여 분석 시료로 사용하였다. 한편 설탕 중량의 10, 20, 50과 100%를 이소말토올리고당으로 대체하여 제조된 매실청들은 각각 PI-10, PI-20, PI-50과 PI-100으로 명명하였으며, 프락토올리고당으로 대체하여 제조된 매실청들은 PF-10, PF-20, PF-50과 PF-100으로 하였다.
수세한 청매실을 실온에서 표면에 물기가 없도록 건조한 후 매실과 당의 비율을 1:1 (w/w)로 각각 500 g씩 소독된 용기에 병입하였다. 설탕(500 g)은 기능성 올리고당에 의해 설탕 중량의 10, 20, 50과 100%로 대체되었다.
미리 결정된 당침 기간(30, 60과 90일)에 매실을 건져낸 당침액을 −80℃에 보관하여 분석 시료로 사용하였다. 한편 설탕 중량의 10, 20, 50과 100%를 이소말토올리고당으로 대체하여 제조된 매실청들은 각각 PI-10, PI-20, PI-50과 PI-100으로 명명하였으며, 프락토올리고당으로 대체하여 제조된 매실청들은 PF-10, PF-20, PF-50과 PF-100으로 하였다. 이들의 대조군으로는 설탕만을 사용하여 제조된 매실청(PS)으로 하였다.

대상 데이터

Louis, MO, USA)의 것을 사용하였다. Isomaltose, isomaltotriose와, isomaltotetraose는 Carbosynth Ltd. (Berkshire, UK)의 것을, kojibiose와 1Ffructofuranosylnystose는 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (Osaka, Japan)의 것을 사용하였다. HPLC 분석을 위한 acetonitrile 과 distilled deionized water는 HPLC 등급의 것을 Sigma-Aldrich Chemical Co.
하동에서 재배하여 2017년 6월 초순에 수확한 남고 청매실을 온라인 구매하였으며, 황설탕(TS Corporation Co., Ltd., Seoul, Korea)과 이소말토올리고당은 수분 제외 50% 이상(Ottogi Co., Ltd., Gyeonggi, Korea)제품을 프락토올리고당은 수분 제외 60% 이상(CJ Cheiljedan, Seoul, Korea)제품을 시중에서 구입하여 추가적인 정제없이 사용하였다. 정량 분석에 사용된 표준 물질로, glucose, fructose, maltose, sucrose, nigerose, maltotriose, panose, maltotetraose, maltopentaose, maltohexaose, maltoheptaose, 1-kestose와 nystose는 Sigma-Aldrich Chemical Co.

데이터처리

유기산 분석은 1회 측정한 결과를 그대로 나타내었으며, 당도, pH 및 수분활성도는 3회, 환원당 및 올리고당 분석은 6회 측정하여 평균값±표준편차로 나타내었다. SAS 프로그램(Version 9.4, SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)을 이용하여 one-way ANOVA 분석 후 Tukey’s test로 시험군과 대조군의 유의성을 p<0.05 수준에서 검정하였다.

이론/모형

이소말토올리고당(isomaltooligosaccharide, IMO)의 정량 분석은 식품 및 식품첨가물 공전 제 7일반시험법(KFDA, 2017)을 바탕으로 진행되었다. 5℃에서 보관되었던 시료 1g을 4배의 HPLC 등급 탈이온수에 희석 후 0.
프락토올리고당(fructooligosaccharide, FOS)의 분석은 식품 및 식품첨가물 공전 제7 일반시험법(KFDA, 2017)을 바탕으로 진행하였다. 5℃에서 해동한 시료 1g을 4배의 HPLC 등급 탈이온수에 희석한 후 0.

성능/효과

9 mg/g의 범위에 있었다. 기능성 올리고당류 100% 첨가 매실청을 기준으로 90일 저장 시 대부분 분해되었던 프락토올리고당에 비하여 이소말토올리고당은 75% 잔존하였으며 이는 매실청의 pH범위에서 이소말토올리고당의 내산성이 상대적으로 우수한 것으로 판단된다. 더욱이 저장기간 동안 삼투압으로 인한 매실 과육으로부터의 수분 용출을 감안한다면 실제 잔존하는 이소말토올리고당 성분의 비율은 더욱 높을 것으로 예상된다.
2)에 의하면, 프락토올리고당을 첨가한 매실청들의 경우 sucrose, fructose와 glucose의 함량이 설탕의 첨가량에 비례하지 않았던 것은 프락토올리고당의 분해로 생성된 fructose와 glucose의 증가로 인한 결과로 해석된다. Kim 등(1995)은 기능성 올리고당류의 내산성은 프락토올리고당이 이소말토올리고당에 비하여 pH 3 이하에서 화학구조의 불안정함을 보고하였으며, 결과적으로 pH 2.7-2.9 범위인 매실청에 프락토올리고당을 사용하는 것은 적절하지 않은 것으로 판단된다.
매실청의 당도, pH 및 수분활성도 분석결과를 Table 5와 Table 6에 각각 나타냈다. 매실청의 당도는 저장 30일에 40.90-57.00° Bx의 범위에서 저장 90일에 41.03-56.53° Bx의 범위로 저장기간에 따른 유의적인 차이는 관찰되지 않았다(Table 5). 이는 저장기간 동안 삼투압에 의한 매실 과육으로부터의 수분의 용출은 저장30일 이전에 완료된 것으로 판단된다.

후속연구

이소말토올리고당은 생리활성기능 2등급으로 장내 유익균 증식 및 유해균 억제와 배변활동에 도움을 주는것으로 인정된 건강기능식품기능성원료다(KFDA, 2016b). 일일섭취 기준은 8-12 g으로 이소말토올리고당 100%로 제조한 PI-100를 1:4로 희석하여 200 mL 음용 시 7.99 g의 이소말토올리고당을 섭취하게 되므로 건강기능식품 기준에 근접한 함량으로 기능성 올리고당으로 인한 건강기능성을 기대해 볼 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	sucrose의 함량은 제조 시 사용된 설탕의 양에 비례하는 경향은 어떻게 판단하는가?	제조된 매실청들의 저장기간 중 당류 함량의 변화를 관찰한 결과, sucrose의 함량은 제조 시 사용된 설탕의 양에 비례하였고, 저장기간에 반비례하는 경향을 보였으나, 구성당인 fructose와 glucose의 함량은 저장기간에 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 이는 제조 시 사용된 sucrose가 분해되어 fructose와 glucose의 증가로 나타난 것으로 판단할 수 있다. 이소말토올리고당과 설탕이 함께 사용된 시료의 경우 설탕의 첨가량에 비례하는 경향이 뚜렷하였으나, 프락토올리고당과 설탕을 함께 첨가한 매실청의 경우는 그 경향성이 관찰되지 않았다.
	매실의 특징은?	et Zucc.)은 장미과 매화나무의 핵과로 당분과 칼슘, 철분 등 미네랄이 풍부할 뿐만 아니라 시트르산, 사과산, 수산, 타타르산, 석신산 등 각종 유기산을 다량 함유하고 있는 알칼리성 식품으로 피로회복과 노화예방에 효과가 있다고 알려져 있다. 또한 매실은 예로부터 건위, 주독, 해독 및 구충 용도의 한약재로 이용되어 왔으며 민간에서는 살균 효과와 설사, 변비, 위산과다, 위경련 등 소화기계 질병 및 호흡기계 질병에 대한 예방에 이용되어왔다(Bae와 Kim, 1999; Hwang, 2005).
	매실의 활용 방안 한계점은?	또한 당 침출액의 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Salmonella typhymurium, Vibrio parahaemolyticus 대한 항균 효과가 보고되어 매실의 다양한 생리활성 및 건강기능성 효능에 대한 관심이 지속되고 있다(Chung 등, 2011; Ko 등, 2009). 그러나 매실은 수확 후 2-3일 이내에 급속한 후숙 작용으로 보관 및 유통이 제한되어 매실주, 당 침출액, 염절임 등 제한된 형태로 가공될 뿐 그 활용 방안이 다양하지 못하여 매실 가공제품의 표준화를 위한 연구와 저장성 향상을 위한 연구 등이 진행되어 왔다(Kwon 등, 2006; Shin과 Lee, 2012).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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