[논문]첨가당의 종류에 따른 저장 중 식초음료의 품질특성

신장호; 장진희; 한정아

doi:10.9721/kjfst.2020.52.4.325

첨가당의 종류에 따른 저장 중 식초음료의 품질특성
Properties and sugar composition of an apple vinegar beverage containing oligosaccharides during storage 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.52 no.4, 2020년, pp.325 - 332

신장호 (상명대학교 대학원 외식영양학과) , 장진희 (상명대학교 식품영양학과) , 한정아 (상명대학교 식품영양학과)

초록
AI-Helper

설탕을 대체하여 프락토올리고당과 이소말토올리고당을 첨가당으로 저산도 및 고산도 식초 음료를 제조한 후, 저장기간 중 이화학적 품질 특성과 올리고당 안정성을 비교하였다. pH는 저장 기간에 따라 모든 시료가 감소하는 경향을 보였으며, 감소폭은 이소말토올리고당이 가장 작았으며, 프락토올리고당, 설탕 첨가군 순으로 나타났다. 환원당은 제조 직후에는 설탕 첨가군이 가장 낮고 이소말토올리고당 첨가군이 가장 높았으나, 이소말토 올리고당 첨가군은 저장기간 동안 유의적인 변화를 보이지 않은 반면, 설탕과 프락토올리고당 첨가군은 저장 1달차에 급격히 증가한 후 6개월까지 완만히 증가하였고, 최종적으로 설탕 첨가군이 가장 높은 함량을 나타냈다. 갈색도는 고산도 설탕 첨가군이 저장 3개월부터 급격히 증가함을 보였고, 탁도 역시 고산도 설탕 첨가군이 저장 2개월부터 급격히 증가하는 모습을 보였다. 총 폴리페놀 함량의 경우, 저산도 이소말토올리고당 첨가군을 제외한 모든 시료가 저장 기간에 따라 증가함을 보였으며, 산도에 따라서는 고산도 식초 음료의 총 폴리페놀 함량이 저산도 식초 음료와 비교해 높은 것으로 나타나, 최종적으로 고산도 설탕 첨가군이 가장 높은 값을 보였다. 이는 첨가당의 산 안정성에 기인한 것으로 40℃에서 저장 중 식초 음료 중 함유되어 있던 환원성 알데하이드와 아미노산, 펩타이드 등의 아미노화합물이 amino-carbonyl 반응을 통해 melanoidin을 생성하였기 때문으로 보인다. 저장 기간 동안 첨가당의 함량과 안정성을 비교하였을 때 저산도 및 고산도 식초 음료의 설탕과 프락토올리고당은 제조 직후와 비교해 저장 1달차부터 급격히 감소하여, 저장 6개월 후 대부분 포도당과 과당으로 분해되었으나 이소말토올리고당은 모든 시료에서 제조 직후와 큰 차이를 보이지 않고 안정성을 나타내었다. 이상의 결과로 식초와 같은 산도가 낮은 음료류에는 첨가당으로 이소말토올리고당을 사용하는 것이 음료의 관능적 특성을 유지하면서 체내에 유익한 올리고당의 기능성 효과를 얻는 데에 바람직할 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we prepared apple vinegar beverage with different acidity levels (low and high, LA and HA, respectively) containing fructooligosaccharide (FOS) or isomaltooligosaccharide (IMO). The changes in their properties and sugar composition during storage (at 40℃ for 6 months) with those of the control (sample containing sucrose, SUR) were compared. The reducing sugar content in all samples increased during the storage, except for IMO-LA, and SUR showed the highest values. More organic acids were found in the HA samples than in the LA samples. The browning degree, turbidity, and total phenolic content increased during storage in all samples although IMO-LA showed the least. The IMO amount was maintained in the sample during storage. However, most of the FOS and SUR were degraded into glucose and fructose. In conclusion, the properties of low-acidity beverages could be better maintained with the addition of oligosaccharides compared to SUR, and IMO was more suitable for this purpose than FOS, when considering functionality.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. HPLC condition for determination of organic acids content and sugar composition
표 Table 2. Changes of pH and reducing sugar content in vinegar beverage with different sweeteners and acidity during storage
표 Table 3. Change of organic acids contents in vinegar beverage with different sweeteners and acidity during storage^1)2)3)4)5)6)
그림 Fig. 1. Browining degree (A), turbidity (B) and total polyphenol content (C) in vinegar beverage with different sweeteners and acidity during storage.
그림 Fig. 2. Total sugar contents in vinegar beverage with different sweeteners and acidity during storage.

AI 본문요약
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문제 정의

0의 산성 조건에서도 매우 안정적이나 프락토올리고당은 불안정하다는 결과(Kim 등, 1995), 김치에 첨가한 프락토올리고당과 대두올리고당은 발효과정 중 미생물에 의해 대부분 분해되었으나 이소말토올리고당은 안정적이었다는 결과(Yun 등, 1996), 매실청 제조에 첨가된 프락토올리고당이 산성조건에서 저장 중 함량이 크게 감소하였다는 결과(Bea와 Yoo, 2019)와 설탕을 100% 올리고당으로 대체하여 제조한 딸기잼과 멸치볶음에서 이소말토올리고당은 안정적이었으나 프락토올리고당은 1/2정도로 감소하였다는 결과(Shin 등, 2019) 등을 통해 일부 올리고당은 열과 산 등에 취약해 식품의 가공 및 저장, 유통단계에서 분해될 수 있다는 문제점이 제기된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 식초의 함량을 달리하여 산도를 조절한 두 종류의 식초음료에 단순당류를 대체하여 각각 프락토올리고당과 이소말토올리고당을 첨가하고 이를 설탕을 첨가한 대조군과 저장기간에 따른 품질특성을 비교하였으며, 저장 중 올리고당의 함량분석을 통해 그 안정성을 확인하고자 하였다.

제안 방법

식초음료시료는 사과식초 함량을 35% (w/w) 첨가한 고산도(High Acidity, HA)와 25% 첨가한 저산도(Low Acidity, LA) 음료 두 가지로 나누고, 각 음료에 프락토올리고당(FOS), 이소말토올리고당(IMO), 설탕(SUR)을 각각 15% (w/w) 첨가한 후 증류수로 희석하여 제조하였다. 제조된 식초음료는 뚜껑이 있는 유리용기에 담아 밀봉한 후 40℃의 항온기에 저장하였으며, 제조한 당일의 음료를 저장 0달차로 하였고, 총 6개월간 저장하면서 매 달 다음의 특성을 평가하였다.
식초음료시료는 사과식초 함량을 35% (w/w) 첨가한 고산도(High Acidity, HA)와 25% 첨가한 저산도(Low Acidity, LA) 음료 두 가지로 나누고, 각 음료에 프락토올리고당(FOS), 이소말토올리고당(IMO), 설탕(SUR)을 각각 15% (w/w) 첨가한 후 증류수로 희석하여 제조하였다. 제조된 식초음료는 뚜껑이 있는 유리용기에 담아 밀봉한 후 40℃의 항온기에 저장하였으며, 제조한 당일의 음료를 저장 0달차로 하였고, 총 6개월간 저장하면서 매 달 다음의 특성을 평가하였다.

대상 데이터

식초음료 제조에 필요한 사과식초(Daesnag Co., Seoul, Korea), 프락토올리고당(FOS, CJ Cheiljedang Co., Seoul, Korea), 이소말토올리고당(IMO, Daesnag Co.), 설탕(Samyang Co., Seoul, Korea)은 서울 소재 한 마트에서 구입하였다. 올리고당 분석용 용매인 acetonitrile (HPLC grade, Acros Organics, NJ, USA)과 IMO 정량에 사용될 표준물질인 frucose, glucose, maltose, maltotriose, maltotetraose, maltopentose, maltohexaose, maltoheptaose 및 D-panose, isomaltose, isomaltotriose, 유기산 정량을 위한 표준물질인 glucuronic acid, malic acid와 acetic acid, 및 총 폴리페놀 함량 측정에 필요한 gallic acid는 Sigma-Aldrich사(St.

데이터처리

모든 분석실험은 3회 이상 반복 측정하였고, 측정 결과는 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, Version 23.0, IBM-SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 분산분석을 실시하였다. 각 시료 간의 유의적 차이는 던컨시험으로 p<0.

이론/모형

식초 음료의 총 폴리페놀 함량은 Folin Dennis 법(AOAC, 1995)을 이용하여 다음과 같이 측정하였다. 각각의 식초 음료 100 μL에 50% Folin-Ciocalteu regent 100 μL를 첨가한 후 5분간 반응시키고 2% Na₂CO₃ 용액 4 mL를 가하여 암소에서 30분간 반응시켜 반응액의 흡광도를 분광광도계(Beckman Coulter, Inc.
식초음료의 pH는 pH meter (SevenEasy 520, Mettler-Toledo Ltd., Schwerzenbach, Switzerland)를 사용해 측정하였고, 환원당 함량은 DNS법(Miller, 1959)을 이용하여 다음과 같이 측정하였다. 200 배 희석한 식초음료 1 mL에 DNS시약 1 mL을 가하여 10분간 중탕한 후, 증류수 3 mL을 가하여 546 nm에서 분광광도계(DU730, Beckman Coulter Inc.

성능/효과

Bae와 Yoo (2019)는 설탕 첨가 100% 매실청의 sucrose 함량이 저장 90일 이후 초기 첨가량과 비교해 약 72%가 분해되었으며, 기능성 올리고당과 설탕을 함께 투입해 제조한 매실청 역시 저장기간에 비례하여 sucrose의 함량이 첨가량 대비 71-90% 감소하였다고 보고하였다. SUR의 분해는 FOS와 유사하게 단당류를 생성해 amino-carbonyl 반응이 발생할 수 있음으로 낮은 pH의 식초 음료에 첨가당으로 SUR을 사용하는 것은 바람직하지 않은 것으로 보여진다.
05). 산도에 따라서는 IMO군의 경우, LA가 저장 6개월 후 저장 0달차와 비교해 1.25배, HA가 1.5배 증가하였으며, FOS군의 경우, LA와 HA가 각각 2.5, 2.78배, SUR군의 경우 역시 LA와 HA가 각각 2.78, 4.53배 증가하여 고산도 식초 음료가 저산도 식초 음료와 비교해 유의적으로 높은 증가율을 보였고, 첨가당에 따라서는 SUR군의 증가율이 유의적으로 높았으며, FOS군, IMO군의 순으로 나타났다(p<0.05).
첨가당과 산도에 따른 저장 중 식초음료 내 환원당 함량은 Table 2와 같다. 제조 당일 식초 음료의 환원당 함량은 첨가당에 따른 유의적인 차이를 보여, 설탕 첨가군(SUR)이 3.65-4.12 mg/mL으로 가장 낮았고, 프락토올리고당 첨가군(FOS)이 36.67-50.07 mg/mL, 이소말토올리고당 첨가군(IMO)이 118.78-119.17 mg/mL로 가장 높은 값을 나타내었다(p<0.05). IMO-LA를 제외한 시료는 저장 기간이 경과함에 따라 유의적으로 증가하는 결과를 보였다(p<0.

후속연구

IMO의 주성분인 panose는 산 안정성이 우수하며(Kweon과 Yook, 1994), 체내의 소장 및 대장의 미생물들에 의해 느린 속도로 일부만 분해되는 당으로 알려져 있어, 저장 중에도 안정적인 상태를 유지해 pH의 감소가 가장 적은 반면, FOS의 경우 내산성이 없고 빠르게 발효되는 당으로 분류되기 때문에(Gourineni 등, 2018) 저장 중 미생물에 의한 추가 발효 및 과산화가 진행됨에 따라 pH가 감소할 수 있다. 그러나 본 연구에서 pH의 감소가 초산균에 의한 추가 발효에 의한 것인지를 알기 위해서는 살균공정을 거친 시판 식초 내 미생물의 잔존 여부, 또는 실험 중 외부 미생물의 유입 가능성을 확인하기 위한 추가연구가 필요할 것으로 생각된다. 설탕 첨가군이 올리고당 첨가군보다 유의적으로 낮은 pH를 보였는데, 이는 균에 의한 작용이라는 가설 이외에 분말 형태의 설탕이 액상 상태인 올리고당과 비교해 낮은 밀도로 인해 첨가된 증류수의 양이 상대적으로 적었기 때문으로 판단된다.
IMO는 국내에서 장내 유익균의 증식 및 유해균 억제와 배변 활동에 도움을 줄 수 있는 것으로 인정된 생리활성기능 2등급의 건강기능성원료로, 일일 섭취 기준은 8-12 g이다(KFDA, 2016). 식초 음료 100 mL 당 약 7.5g의 IMO를 함유하고 있으므로, 110 mL 음용 시 건강기능식품 기준에 부합하는 8.25 g의 IMO를 섭취할 수 있어 IMO로 인한 건강기능성을 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식초는 어떻게 나뉘는가?	식초는 빙초산 혹은 초산을 물에 희석한 희석식초와 발효식초로 나뉘는데, 그 중 발효식초는 원료에 따라 곡류의 전분을 발효시킨 곡물식초, 과즙을 발효시킨 과실식초, 에틸알코올을 발효시킨 주정식초로 분류된다. 발효식초는 발효과정을 통해 초산을 비롯한 여러 유기산과 아미노산, 당류 및 휘발성 에스테르 등이 생성되어 특유의 향과 산미를 가지므로(Gil, 2004) 맛과 향이 좋고, 영양이 풍부하다는 장점이 있어 우리나라에서는 1990년대 감식초를 비롯한 양조식초를 시작으로 소비자들의 선호도가 계속 높아지고 있다(Kang 등, 2019).
	조미용 식초 중심이었던 식초 산업이 고급화 및 다양화된 식초 음료제품으로 시장이 확대되는 이유는 무엇인가?	발효식초는 발효과정을 통해 초산을 비롯한 여러 유기산과 아미노산, 당류 및 휘발성 에스테르 등이 생성되어 특유의 향과 산미를 가지므로(Gil, 2004) 맛과 향이 좋고, 영양이 풍부하다는 장점이 있어 우리나라에서는 1990년대 감식초를 비롯한 양조식초를 시작으로 소비자들의 선호도가 계속 높아지고 있다(Kang 등, 2019). 식초가 함유하는 각종 유기산은 체내 유해한 활성산소를 제거하고, 축적되는 피로물질인 젖산을 분해 및 배출해 피로회복에 탁월한 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Chen 등, 2016). 또한, 운동 중 섭취 시 혈중 지질대사를 개선해 심혈관질환, 고혈압, 고지혈증의 예방 및 개선에 효과가 있다는 연구(Seo 등, 2011), 식초의 초산이 당질의 흡수를 방해하여 혈당 상승 억제에 효과가 있다는 연구(Johnston 등, 2010) 등을 통해 발효 식초가 건강에 매우 유용하다는 사실이 알려지면서 발효 식초의 소비는 매년 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라 조미용 식초 중심이었던 식초 산업이 고급화 및 다양화된 식초 음료제품으로 시장이 확대되면서(Park, 2018), 과일 주스와 함께 소비자의 선호도가 높은 건강식품의 분야로 주목을 받고 있다(Hwang과 Pyo, 2016).
	올리고당이 개발된 이유는 무엇인가?	올리고당은 이러한 단순당류의 단점을 보완하기 위해 개발된 것으로(Hidaka, 1987), 3-8개 정도의 단당류가 결합한 난소화성 탄수화물을 총칭한다(Fioradaliso, 1995). 올리고당은 섭취 후 소화흡수가 되지 않고 대장에 도달하여 장내 유익균에게 선택적으로 이용되어 장내 균총을 개선시키고(Rousseau, 2005), 혈중 콜레스테롤 수치와 혈압을 낮추고 칼슘흡수를 돕는 등의 기능을 한다(Modler, 1994).

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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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