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본 실험의 통계처리는 SPSS software program(IBM SPSS statistics 20, Chicago, IL, USA)으로 평균±표준편차를 산출하였으며, 아질산염과 자색색소를 첨가함에 따른 품질의 변화는 일원배치 분산분석(two-way ANOVA)에 의해 수행되었으며, α=0.05 유의수준에서 Duncan's multiple range test을 이용하여 검정하였다.

자색색소를 첨가한 소시지를 30일 동안 저장하면서 수분함량의 변화를 측정하였다. 5종 소시지의 수분함량을 10일 간격으로 측정한 결과는 3회 반복한 평균값으로 Table 3에 명시하였다. 5종 시료 간 유의차를 보였으나 경향성을 나타내지 않았고, 자색색소 함량이 증가(S3, S4, S5)함에 따라서도 경향성을 보이지 않았다. 저장 기간이 경과함에 따라 5종 시료의 수분함량은 대체로 저장 20일차부터 유의적 감소경향을 보였으며, 저장초기 대비 저장 30일차 수분함량의 감소폭이 가장 적은 것은 자색색소 함량이 가장 많은 S5이었다. 오미자추출물을 첨가한 소시지도 저장기간이 경과함에 따라 수분함량의 감소를 보였으며(Kim SM 등 2000), 자색고구마 분말과 자색색소를 혼합 첨가한 소시지도 저장기간이 증가함에 따라 수분함량의 유의적인 감소를 보였다(Lee NR 등 2015b). 저장기간 동안 자색색소 함량이 많은 S5의 수분함량의 변화가 적게 일어난 것은 자색색소에 잔존하는 식이섬유에 의한 보수력에 기인한 것으로 볼 수 있으며, 식이섬유와 수분 보유력은 비례한다고 하였다(Chen H 등 1988).

자색색소 첨가에 따른 소시지의 조단백질의 실험결과는 Table 4에 나타내었다. 저장초기 자색색소 함량이 증가함에 따라(S3, S4, S5) 조단백질 함량의 유의적 감소 경향을 보였으나, 저장기간이 경과함에 따른 경향성이 뚜렷하지 않았다.

자색색소 첨가에 따른 소시지의 산가는 Table 5에 나타내었다. 산가는 유리지방산 함량을 측정하여 소시지의 지방산패 여부를 알 수 있는 것으로(Lee NR 등 2015a), 저장 0일차 대조구(S1)의 산가가 1.01±0.04 KOH mg/g으로 5종 시료 중 가장 높았다. 자색색소 첨가구(S3, S4, S5)의 산가는 자색색소 첨가량 증가에 따라 유의적 감소를 보여 안토시아닌에 의한 항산화 효과가 있음을 나타내었다. 반면, 아질산염 첨가구(S2)는 0.88±0.02 KOH mg/g으로 대조구보다도 낮은 산가를 보였다. 저장기간이 경과함에 따라 모든 시료의 산가가 유의적 증가를 보였으며, 저장 30일차 산가는 S1> S2, S3> S4> S5 순으로 나타나 자색고구마에서 추출한 자색색소에 지방산패 억제효과가 있음을 알 수 있었다. 아질산염 0.02% 첨가구의 산가와 가장 유사한 값을 보인 것은 자색색소 0.2% 첨가라고 볼 수 있었다. 자색고구마 분말과 색소를 혼합한 Lee NR 등(2015a)의 연구에서도 자색고구마 분말함량이 많을수록 낮은 산가를 보인 것과 같이 본 연구에서도 자색색소도 함량이 증가함에 따라 산가가 낮아지는 경향을 보였다. 식육이나 육가공품은 저장기간이 경과함에 따라 미생물의 증식이나 효소의 작용에 의한 품질변화가 일어난다. 특히 육가공품의 경우, 지방산패를 지연시키기 위해 아스코르빈산이나 인산염과 같은 억제제를 사용하기도 한다.

과산화물가는 산가와 같이 산패억제 경향을 알 수 있는 지표로서 자색색소 첨가에 따른 소시지의 과산화물가는 Table 6에 나타내었다. 과산화물가도 산가와 마찬가지로 저장초기 대조구(S1)의 과산화물가가 6.77±0.10 meq/kg으로 가장 높았다. 자색색소 첨가구(S3, S4. S5)는 색소 함량의 증가에 비례하여 과산화물가는 감소하였다(p<0.05). 자색색소 첨가구들이 대조구에 비해 산가와 과산화물가 함량이 낮게 나타난 것으로 보아, 자색색소의 산패억제 효과가 있음을 확인하였다. 저장기간이 경과함에 따라 산가와 마찬가지로 과산화물가도 모든 시료에서 증가하는 경향을 보였으며, 저장 30일 기간 내내 대조구(S1)의 과산화물가가 가장 높았다. 저장 30일차 과산화물가는 S1> S2, S3, S4> S5 로 자색색소 함량이 1%로 가장 많은 S5가 가장 낮은 과산화물가를 나타내었다. 저장기간 동안 아질산염을 0.02% 첨가한 S2의 과산화물가와 유사한 값을 나타낸 것은 자색색소 0.5% 첨가구(S4)라고 볼 수 있다. Lee NR 등(2015a)은 자색고구마 분말 함량이 증가함에 따라 과산화물가가 감소하였고, 자색고구마 함량이 많은 시료일수록 저장기간 내내 가장 낮은 과산화물가를 보였다. 본 연구에서는 자색고구마 분말을 첨가하지 않고 자색색소만으로도 산패억제 효과가 있음을 알 수 있었다. 마늘즙과 양파즙을 첨가한 소시지에서 첨가량이 많을수록 과산화물가가 낮았으며, 저장 중 과산화물가의 변화는 지방의 산화로 인해 생성된 과산화물이 2차 산화물로 분해되었기 때문이라 하였다(Park WY & Kim YJ 2009). 마늘즙과 양파즙, 자색색소 등에 함유된 polyphenol과 flavonoid 등의 항산화 성분에 의한 영향일 것으로 보인다.

소시지의 pH는 Table 7에 나타내었다. 저장초기 대조구의 pH가 가장 높고, 자색색소 처리구는 색소함량의 증가에 따라 유의적 감소 경향을 나타내었다(p<0.05). Lee LS 등(1996)과 Kim SJ 등(1996)의 결과와 마찬가지로 본 연구에서 사용된 자색색소의 제조시 첨가된 구연산의 영향인 것으로 보인다. Lee JS 등(2006)은 자색색소 안토시아닌 색소의 pH가 3.6이라고 하였으며, Rhim JW 등(2001)은 자색색소 농축액의 pH가 2.52라고 하였다. 5종 소시지의 pH는 저장기간이 경과함에 따라 증가하였으며, Choi SY 등(2011)은 저장기간 동안 미생물이 증식하여 염기성 물질이 축적되거나 또는 젖산이 축적된 정도 등 여러 가지 요인에 의해 pH가 달라진다고 하였다. Kim JH & Lee KJ(2014)도 자색고구마의 안토시아닌 색소를 안정화시키기 위해 구연산 0.3%를 첨가하여 자색고구마 스펀지케이크를 제조하였다.

소시지의 휘발성 염기태질소(volatile basic nitrogen, VBN)는 Table 8에 나타내었다. 저장 0일차 자색색소 첨가구(S3, S4, S5)의 휘발성 염기태질소는 2.16 mg%, 2.03 mg%, 1.89 mg%로 자색색소 함량증가에 따라 유의적 감소 경향을 보였다(p<0.05). 아질산염 0.02% 첨가구(S2)는 자색색소 0.2% 첨가구(S3)와 유의차가 없이 2.17±0.03 mg%를 나타내었다. 자색색소와 아질산염을 전혀 첨가하지 않은 대조구(S1)의 휘발성 염기태질소가 4.11±0.08 mg%로 가장 높은 값을 나타내었다. 5종 소시지 모두 저장 30일 기간 내내 증가하는 경향을 보였다. 저장 30일 내내 휘발성 염기태질소 함량이 가장 높은 것은 대조구(S1)이었으며, 가장 낮은 것은 자색색소 함량이 1%인 S5이었다. 저장기간이 경과함에 따라 품질변화를 가장 뚜렷하게 나타난 것이 휘발성 염기태질소이었고, 아질산나트륨 0.02%의 휘발성 염기태질소와 유사한 변화를 보인 것은 자색색소 농도 0.2%와 0.5% 사이라고 할 수 있다. 5종 소시지 모두 저장 30일 기간 동안 휘발성 염기태질소 함량이 20 mg% 이하로 나타나 원료육과 포장육에 대한 초기부패수준의 휘발성 염기태질소 허용 기준을 초과하지 않아 위생적이라고 할 수 있다.

소시지의 총 폴리페놀(Total Polyphenol) 측정결과는 Table 9와 같다. 폴리페놀은 항산화효능의 지표 중 하나로 Lee NR 등(2015a)은 자색고구마 분말 함량이 증가함에 따라 폴리페놀 함량이 증가를 보인 것과 같이, 본 연구에서도 자색색소 함량이 가장 많은 S5의 총 폴리페놀 함량이 가장 높았다. 자색색소 첨가구(S3, S4, S5)의 총 폴리페놀 함량은 아질산염 첨가구(S2)와 대조구(S1)보다 높았다. 저장기간이 경과함에 따라 5종 시료의 총 폴리페놀 함량은 감소 경향을 나타내었다. Kim SJ & Kim JS(2010)는 자색고구마 추출물의 총 페놀 함량은 gallic acid의 페놀함량보다 많다고 하였으며, Kim JH & Lee KJ(2013)는 자색고구마 첨가량 증가에 따라 스펀지케이크의 총 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량이 증가하였다고 보고하였다.

소시지의 DPPH 라디칼 소거능(DPPH radical scavenge effect)의 실험결과는 Table 10에 나타내었다. 라디칼소거능 측정에 사용되는 DPPH는 자체가 안정한 free radical을 지니고 있는 화합물로 다른 라디칼들과 결합하여 안정한 복합체를 만들고 있어 항산화 물질에 의해 환원되기 때문에 물질의 항산화능력을 확인하는데 많이 사용되는 물질이다(Boo HO 등 2011). 소시지의 DPPH 라디칼 소거능은 저장초기 자색색소 함량이 가장 많은 S4가 88.26%로 높게 나타났고, 자색색소 첨가량 증가에 따른 유의차를 보였으며, 대조구(S1)가 가장 적은 값을 보였다. 저장기간이 경과함에 따라 모든 시료의 DPPH 라디칼 소거능은 유의적 감소를 보였으며(p<0.05), 자색색소 함량이 많을수록 DPPH 라디칼 소거능의 변화가 적게 나타났다. 자색고구마에 있는 자색색소와 같은 식물성 천연색소는 페놀성 화합물로 항산화능력을 가지고 있는데, 주로 세포가 자라면서 나오는 자유 라디칼에 의해 세포가 산화되어 손상되게 되는데, 이때 페놀성 화합물이 자유 라디칼에 전자를 공여하면서 산화가 억제된다(Boo HO 등 2012). 자색색소 함량이 많을수록 DPPH 라디칼 소거능이 높게 나타난 것은 산가, 과산화물가와 같은 산패지표가 낮게 나타난 것과 유사한 경향이라고 볼 수 있다. Kim SJ & Kim JS(2010)는 자색고구마의 물 또는 아세톤추출물은 3가 철의 환원능과 DPPH 라디칼 소거능 모두 높다고 하였다. 자색옥수수에서 추출한 안토시아닌 적색색소를 라면에 첨가하여 DPPH 라디칼 소거능, 산가, 과산화물가 등을 분석한 결과, α-tocopherol보다 높다고 하였으며, 마요네즈에 첨가하여 지방질 산화 억제능이 우수하여 시판 합성 항산화제인 BHT나 EDTA보다 높다고 보고하였다(Lee CY 2007). 본 연구에서도 자색색소 함량이 많은 시료가 DPPH 라디컬 소거능이 높게 나타났다.

소시지의 총균수(total aerobes) 측정결과는 Table 11과 같다. 5종 시료 중 저장초기 총균수는 자색색소 첨가량이 0.2%로 가장 적은 S3이 1.92 log CFU/g으로 가장 높게 나타났으며, 저장 30일 기간 내내 가장 높게 나타났다. 반면, 아질산염 첨가구(S2)의 총균수는 저장초기 0.70 log CFU/g으로 가장 낮게 나타났고, 저장 30일 동안 지속적으로 가장 낮았다. 저장기간이 경과함에 따라 5종 시료 모두 총균수의 함량이 증가하였으나, 총균수의 증가폭은 대조구와 아질산염 첨가구(S1, S2)보다 자색색소 첨가구(S3, S4, S5)에서 더 컸다. 아질산염 첨가구(S2)의 증가폭은 0.21 log CFU/g이었고, 자색 색소 첨가구는 0.26~0.35 log CFU/g의 변화를 보여 세균활성 억제효과는 아질산염 첨가구보다 작지만 0.91 log CFU/g인 대조구보다 큰 효과를 나타내었다.

소시지의 표면의 색도(L, a, b)에 대한 실험결과는 Table 12에 나타내었다. 저장 초기 자색색소 첨가구(S3, S4, S5)는 색소 첨가량의 증가에 따라 밝기(L)가 감소하였고(p<0.05), 대조구(S1)와 아질산나트륨 첨가구(S2) 사이의 밝기(L)는 유의차가 없었다. Lee NR 등 (2015b)이 자색고구마 분말의 첨가함량이 증가함에 따라 소시지의 밝기가 어두워지는 것처럼 본 연구에서도 자색색소 함량이 증가함에 따라 소시지의 표면 밝기가 어두워졌다. 저장기간 동안 아질산나트륨 0.02% 첨가구(S2)는 밝기의 변화를 거의 보이지 않았으나, 자색색소 첨가구는 첨가량이 많을수록 밝기의 변화가 크게 나타났다. 대조구도 저장기간이 경과함에 따라 밝기의 변화가 나타났다. 복분자추출물을 첨가한 돈육패티(Park SY & Chin KB 2007)도 추출물 함량이 증가함에 따라 복분자의 자주빛의 영향으로 밝기가 어두워진다고 하였다. 자색색소와 같은 천연 물질은 돈육에 착색되어 저장기간이 경과함에 따라 육색의 변화에 영향을 끼칠 것이라 하였다(Tak SB 등 2005). 소시지의 적색도(a)는 자색색소 함량이 가장 많은 S5가 27.77±0.65로 저장기간 내내 가장 높게 나타났고, 다음으로 아질산염 첨가구(S2)의 적색도가 8.23±0.21로 높았다. 자색색소 0.5% 첨가구(S4)가 6,70±0.26으로 아질산염 첨가구의 적색도와 유사하다고 볼 수 있었다. 자색색소 0.2% 첨가구(S3)의 적색도는 2.47±0.06으로 대조구의 적색도 3.80±0.00보다 낮게 나타난 것으로 보아 자색색소 0.2%는 소비자의 구매를 유도하기 위한 색도가 거의 나타나지 않았다. 소시지의 색을 어둡게 만드는 황색도(b)는 저장초기 대조구(S1)와 자색색소 0.2% 첨가구(S3)이 유의차 없이 가장 높았고, 자색색소 함량이 많아짐에 따라 황색도의 유의적 감소를 보였으며, 저장기간 동안 유지되었다. 저장기간 내내 적색도가 가장 높았던 S5는 반대로 황색도는 저장기간 내내 가장 낮았다. 자색색소 함량이 증가함에 따라 밝기(L)는 낮아지고 적색도(a)는 높아지며 황색도(b)는 낮아져 Lee NR 등(2015b)의 연구에서 자색고구마 분말함량 증가에 따른 결과와 유사하였다. 아질산염 0.2%를 첨가한 소시지의 밝기(L)와 유사한 것은 S1, S3 이었고, 적색도(a)는 S4가 유사하였고, 황색도는 S3이 유사하였다. 아질산염 0.02%의 색상과 유사한 색상을 보이는 소시지는 S3과 S4 사이라고 볼 수 있다. 자색고구마 첨가 쿠키(Liu Y 등 2013), 설기떡(Park YM 등 2012)에서도 자색고구마 함량이 증가할수록 어두운 색상으로 된다고 하였다. 자색고구마의 주요 페놀산인 클로로젠산이 철과 착화합물을 형성하여 고구마 색의 명도를 낮춘다고 보고되었으며(Yoshinage M 등 1999), 또한 자색고구마에 존재하는 페놀화합물은 가열에 의해 파괴되거나 폴리페놀산화효소에 의해 산화되어 갈색색소를 생성한다고 한다(Takenaka M 등 2006). Lee NR 등(2015b)은 자색색소 0.2% 첨가를 통해 나타나는 색도는 아질산나트륨 0.15%에 미치지 못한다고 하였으며, 본 연구에서는 0.02%에 미치지 못하게 나타났다.