초석잠 분말 첨가 국수의 품질 특성 및 항산화성

서 론

초석잠(Chinese artichoke)은 꿀풀과(Labiatae)식물로서 중국, 대만, 일본 등지에서 예로부터 식품 소재로 이용되어져 왔다. 생리활성기능으로 올리고당에 의해 프로바이오틱스(probiotics) 작용(Yin J 등 2006), aceteoside, stachysoside C, phenylethanoid glycoside 등에 의한 뇌허혈 보호(Yamahara J 등 1990), 염증억제(Takeda Y 등 1985), 신장염 치료(Hayashi K 등 1994), 항균(Ryu BH & Park BG 2002), 항암(Ryu BH 등 2002) 및 항산화(Baek HS 등 2003) 효과 등이 있다. 초석잠의 주요 기능성분인 aceteoside는 사구체에서 백혈구의 축적을 억제함으로써 급성 신장염 치료에 효과적이며, 얼굴, 피부 등에 침착되어 있는 색소의 일종으로 노화의 지표인 리포푸신(lipofuscin)의 침착을 저해하여 노화 현상을 지연시키는데 중요한 역할을 한다고 보고된 바 있다(Ryu BH & Kim SO 2004).

초석잠을 식품소재로 활용한 연구로써 초석잠 분말을 활용한 쌀머핀의 품질 특성(Park YI 등 2014), 초석잠 분말을 첨가한 쌀 쿠키의 품 질 특성 및 최적화(Chung MJ 등 2014), 초석잠 분말을 활용한 두부의 품질 특성(Lee JE 등 2014), 초석잠 분말을 첨가한 식빵의 품질 특성(Jeon KS 등 2015) 등으로 대부분 베이커리 제품 개발 연구가 진행되고 있다. 따라서 다양한 생리활성을 지닌 초석잠을 이용한 식품 개발에 대한 연구는 많이 미흡하며, 식품에 첨가한 후 기능성 성분 및 항산화 능력 등의 변화 연구는 미흡한 실정이다.

국수는 우리나라에서 예로부터 경사스러운 일이 있을 때나 건강 장수를 기원하고자 할 때 섭취해 왔고, 세계적으로 널리 분포되어 있는 분식형 식품이다. 현재도 밥, 빵과 더불어 기호성이 높고, 국수를 만드는 소재로는 밀가루가 가장 보편적이나, 쌀, 메밀가루, 녹말가루 등이 국수의 재료로 사용되어 왔다(Oh BY 등 2010). 국수의 조직감은 단백질 성분인 글리아딘의 점성과 글루테닌의 탄성이 물과 소금을 혼합하여 물리적 힘을 가하면 독특한 망상구조에 의해 점탄성의 조직감이 만들어진다(Kim GM 등 2015). 최근 소비자의 건강에 대한 관심이 높아지면서 건강 지향적 식품 수요가 증가하면서 국수 원료 대체로 기능성을 함유한 부재료를 첨가한 제품들이 활발하게 개발되고 있다. 기능성 소재 첨가 국수 개발 연구로 토마토 분말(Kim DS 등 2015), 비트 건근(Kim MJ 등 2015), 숙지황(Min AY 등 2015), 양파분말(Kim YS 등 2016), 딸기분말(Park BH 등 2016) 등이 최근 이루어져 있다. 그러므로 기능성 소재를 첨가한 국수 제조 시 글루텐 형성에 영향을 미치지 않을 뿐 아니라, 기호성 증진에 기여할 수 있는 소재를 첨가하여 건강 기능성 국수 개발에 대한 연구가 필요하다고 여겨진다.

따라서 본 연구에서는 초석잠 분말의 첨가량을 달리하여 국수를 제조하고, 대체 비율에 다른 품질 특성을 비교 분석함과 동시에 페놀성 화합물 함량과 항산화 활성을 분석하고, 현대인의 기호에 맞는 건강식품으로써 초석잠 분말을 첨가한 국수 개발 가능성을 검토하고자 하였다.

재료 및 방법

1. 실험 재료 및 제조

본 실험에서 사용한 밀가루(중력분, 대한제분), 소금(해표), 초석잠 분말(천년약초, 국내산)은 시중에서 구입하여 사용하였다. 초석잠 분말 첨가 국수의 재료 배합비는 Table 1과 같다. 국수의 제조는 Kim HR 등(2007)의 방법에 준하여 예비실험을 거쳐 면대가 형성되고, 관능적으로 거부감을 일으키지 않는 범위인 초석잠 분말 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0 %를 밀가루 대체로 첨가하였다. 재료를 혼합하여 5분간 반죽하여 둥글게 뭉친 후 30분간 실온에서 숙성시켰다. 이를 수동 제면기를 이용하여 롤 간격 3.0 mm에 3회 면대를 형성한 후, 2.5 mm 롤에 3회, 2.0 mm 롤에 3회, 1.5 mm롤에 3회 면대를 형성하고, 최종적으로 1.5×2.0 mm 국수로 제조하였다.

Table 1.

Mixing ratio of the ingredients used in making wet noodles

결과 및 고찰

1. 초석잠 분말 첨가 국수의 조리 특성

초석잠 분말을 첨가하여 제조한 국수의 조리 특성은 Table 2와 같다. 조리에 따른 국수의 무게증가율은 무첨가군이 94.17 %로 가장 높았으며, 초석잠 분말 첨가량이 많을수록 낮게 나타났다. 또한 부피와 수분흡수율도 초석잠 분말 첨가량이 증가함에 따라 점차 감소하였으며, 시료간 유의한 차이를 나타내었다(p<0.001). 이러한 결과는 국수를 삶아 조리할 때 수분의 흡수 정도에 따라 국수의 질감이 결정되는데 초석잠 분말 첨가량이 많을수록 수분의 흡수율이 낮아 국수의 탄력성을 높여 질감에 영향을 주게 되며, 특히 국수의 품질 특성에 영향을 줄 수 있을 거라 사료된다. Min SH 등(2010)은 재료의 지방 및 식이섬유소 등의 성분이 밀가루의 수화력을 저하하기 때문에 조리 후 면의 중량, 부피 및 수분 흡수율은 감소하는 것으로 보고 있다. Kim GM 등(2015)은 참취 착즙액과 분말 첨가량이 많을수록 국수의 수분 흡수율이 본 실험과 유사하게 낮아지는 것으로 보고하였으나, Park JE 등(2011)은 삼백초 분말 첨가량이 증가할수록 중량, 부피 및 수분흡수율이 증가하는 것으로 보고하였다. 따라서 면의 조리 후 중량, 부피 및 수분흡수율은 밀가루 전분의 수분 흡수력과 관련이 있으며, 국수 제조 시 첨가되는 부재료의 종류와 형태에 따라 면의 품질 특성이 상이한 것으로 생각된다.

Table 2.

Cooking properties of the noodle added Chinese artichoke powder (Mean±M.D.)

조리 중 고형분의 손실 정도를 나타내는 국물의 탁도는 대조군이 0.59로 가장 낮게 나타났으며, 초석잠 분말 2.0% 첨가군에서 0.78로 가장 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 Kim SJ(2013)의 쑥첨가 국수와 Min AY 등(2015)의 숙지황 분말 첨가 국수에서도 복합분에 의해 제조된 면은 조리 시 고형분 용출 성분이 많아 탁도가 증가했다는 보고와 일치하였다. 따라서 초석잠 첨가 국수 제품 개발 시 가용성분이 용출된 국물까지 함께 섭취하는 형태의 제품을 개발하는 것이 바람직하다고 판단된다.

2 색도

초석잠 분말 첨가 국수의 색도측정 결과는 Table 3과 같다. 국수의 명도 L값은 대조군이 79.04로 가장 높았고, 초석잠 분말 첨가량이 많을수록 유의적으로 낮아져 75.67∼78.13의 범위를 보였다. 적색도 a값은 대조군이 —0.70에 비해 초석잠 분말이 많을수록 높아져 유의적인 차이를 보였다(p<0.001). 황색도 b값은 대조군(18.27)이 가장 높게 나타났고, 초석잠 분말 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0% 첨가 시 각각 17.55, 17.44, 17.12, 16.54로 초석잠 분말을 첨가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.001). 이 결과는 Lee YS 등(2000)의 칡전분 첨가, Lee JW 등(2000)의 김 분말 첨가와 Min AY 등(2015)의 연구에서 부재료의 배합비가 높아질수록 L값과 b값은 감소하고, a값이 증가하였다는 결과와 일치하였다.

Table 3.

Hunter’s color value of the noodle added Chinese artichoke powder (Mean±S.D.)

3. Texture

초석잠 분말 첨가량을 달리하여 만든 국수의 조직감 측정 결과는 Table 4와 같다. 국수의 경도(hardness)는 대조군이 1,420.00으로 가장 낮았으며, 초석잠 분말 첨가량에 따라서 1,666.67∼1,903.33으로 증가하여 초석잠 분말 첨가량이 많아질수록 견고성이 높아짐을 알 수 있었다. 탄력성(springiness)은 대조군이 130.82로 가장 높게 나타났으며 초석잠 분말 0.5%, 1%, 1.5%, 2.0% 첨가 시 각각 119.12%, 114.16%, 109.50 %, 103.51%로 나타나 초석잠 분말 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 응집성(cohesiveness)과 씹힘성(chewiness)도 대조군에 비해 초석잠 첨가군이 대조군에 비해 유의적으로 낮은 경향을 나타내었다. 마 분말 첨가 국수(Ahn JW & Yoon JY 2008)의 경우, 마 분말을 첨가할수록 경도, 탄성, 응집성, 검성이 감소하였고, 백년초 첨가 국수(Chong HS & Park CS 2003)는 백년초 첨가량이 많아질수록 견고성은 높아졌으나, 응집성, 탄성, 검성은 감소한다고 보고하여 본 연구결과와 유사하였으나, Ko SH & Joo NM(2009)의 표고버섯 분말을 첨가한 경우에는 부재료 고유의 특성으로 인해 조직감적 특성이 증가한 결과로 본 연구와는 상반된 결과를 나타내었다. 이는 국수 제조 시 첨가되는 재료의 종류나 비율에 따라 국수의 조직감에 차이가 있음을 짐작할 수 있었다.

Table 4.

Texture characteristics of the noodle added Chinese artichoke powder (Mean±S.D.)

4. 항산화 활성 및 아질산염 소거능

초석잠 첨가 국수의 총폴리페놀 함량, DPPH radical 소거능, ABTS, 아질산염 소거능 함량 결과는 Table 5와 같다.

Table 5.

Antioxidant activity of the noodle added Chinese artichoke powder (Mean±S.D.)

총폴리페놀 함량은 생면의 경우 26.39 mg%, 초석잠 분말을 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0% 첨가한 구는 각각 38.53 mg%, 50.49 mg%, 61.51 mg%, 71.39 mg%로 초석잠 분말 첨가량이 많아짐에 따라 증가하였다. 식품에 존재하는 polyphenol 화합물들은 우수한 항산화력을 가지는 것으로 알려져 있으며, 이는 free radical를 안정화시킬 수 있는 aromatic phenolic ring의 존재 때문인 것으로 보고되고 있다(Kim YS 등 2016).

DPPH radical 소거능에서 DPPH는 짙은 자주색을 나타내며, 그 자체가 질소 중심의 라디칼로서, 라디칼 전자의 비 편재화에 의해 안정화된 상태로 존재한다. 메탄올에 용해된 DPPH는 517 nm에서 최대 흡광도를 나타내며, 시료의 환원력에 의해서 시료 첨가와 함께 흡광도가 감소한다. Free radical을 환원시키는 정도를 수치화하여 그 값이 높을수록 항산화능이 높다고 판단하는 척도가 된다(Oh JH 등 2004). 대조군이 15.18인 반면, 초석잠 분말 첨가구는 36.87∼87.67로 유의적으로 증가하여 초석잠 분말 2.0% 첨가군이 가장 높은 결과치를 보였다. Baek HS 등(2004)은 초석잠 뿌리 추출물의 용매별 항산화 활성 연구 결과, DPPH radical 소거능의 경우 기존의 항산화제인 BHA, BHT, α-tocopherol에 비해 높은 활성도를 나타내었고, 아질산염 소거능의 경우 pH 3.03과 pH 5.97에서 에틸 아세테이트 추출물이 83.86%, 54.35%로 우수한 소거능을 보인다고 보고한 바 있어, 초석잠 첨가가 국수의 항산화능을 보강해 주리라 사료된다.

Park BH 등(2016)의 딸기 분말 첨가군이 대조군에 비해 DPPH radical 소거능, 총페놀 함량, 플라보노이드 함량 등이 높게 나타나, 자체의 항산화성을 지닌 재료를 첨가 시 국수의 기능성이 향상될 수 있는 가능성을 알 수 있었다.

ABTS radical 소거능은 51.39∼88.02% 범위로 DPPH radical 소거능에 비해 높게 나타났으며, 초석잠 분말 첨가량이 증가할수록 높은 소거능을 나타내었다. 이는 Lee JE 등(2014)의 초서감 두부 연구에서 대조군의 ABTS 라디칼 소거능은 32.64%로 가장 낮았고, 초석잠 분말 첨가량이 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%로 증가함에 따라 37.12%, 38.36%, 43.69%, 45.16 %로 증가하였다는 보고와 Jeon KS & Park SI(2015)의 초석잠을 첨가한 식빵에서 초석잠 첨가 식빵군이 대조군에 비해 높은 활성을 보였다는 보고와 유사한 결과로 나타났다.

아질산염은 식육제품 및 수산물의 가공, 저장과정 중에 독소생성 억제, 발색 및 산패 방지를 위하여 첨가되는 것으로 과다 섭취 시 독성을 나타내어 methemoglobin증과 같은 각종 중독 증상을 유발한다(Kim DB 등 2014). 초석잠 분말 첨가 국수의 아질산염 소거능은 대조군(51.25%)에 비해 초석잠 분말 국수군에서 52.13∼56.07%로 나타나, 초석잠 분말 첨가량이 증가할수록 아질산염 소거능이 높게 나타났다.

Kang YH 등(1996)은 페놀성 화합물의 아질산염 소거 및 전자공여 작용에 대한 연구에서 phenolic acids, flavonoids, 기타 phenol성 화합물 및 기타 환원력이 있는 물질을 사용하여 아질산염 소거능을 살펴본 결과, phenolic acid류가 아질산염 니트로화 반응을 억제하여 높은 활성화를 보인다고 보고한 바 있어, 초석잠 분말을 국수에 제조∙첨가 시 항산화 활성 및 생리활성에 긍정적인 영향을 주리라 사료된다.

5. 관능검사

초석잠 분말을 첨가하여 제조한 국수의 맛(구수한 맛, 떫은 맛), 삼킨 후 느낌, 기호도(외관, 맛, 질감, 전반적인 기호도)를 7점 척도법으로 관능검사를 실시한 결과는 Table 6과 같다. 국수의 맛에서 구수한 맛(savory taste)은 초석잠 분말 1.0% 첨가군이 4.75로 가장 높게 나타났으며, 떫은 맛(astringent taste)은 대조군과 비교하여 유의적인 차이 없이 1.63∼1.75 범위로 낮게 나타났다.

Table 6.

Sensory evaluation of the noodle added Chinese artichoke powder

삼킨 후의 느낌(after swallowing)은 대조군이 4.38로 가장 낮게 평가되었으며, 초석잠 분말 첨가군이 4.50∼6.13으로 높게 나타났는데, 초석잠 분말 1.0% 첨가군에서 가장 높게 나타났으며, 그 이상으로 첨가될 경우 평가가 낮아졌다. 기호도 측정 결과, 외관(appearance)의 기호도는 초석잠 분말 1.0% 첨가군, 0.5% 첨가군, 1.5% 첨가군, 대조군, 2.0% 첨가군 순으로 나타나 약간의 유백색의 외관에도 거부감이 없는 것으로 판단된다. 맛(taste)의 기호도와 질감(texture)의 기호도에서도 초석잠 분말 1.0% 첨가군이 6점대 이상으로 높게 나타났으며, 그 이상 첨가할 경우 기호도가 낮게 나타났다. 전체적인 기호도에서는 초석잠 분말 1.0% 첨가군이 6.63으로 가장 높게 평가되었고, 맛, 삼킨 후 느낌, 외관, 질감에서 종합적으로 우수한 경향을 보였다. 그러나 초석잠 분말 1% 이상 첨가 시 종합적인 기호도가 저하되는 경향이 있어 국수 제조 시 초석잠 분말 0.5∼1% 첨가가 적당할 것으로 판단된다.

요약 및 결론

본 연구는 초석잠 분말을 밀가루 대체 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 및 2.0% 비율로 국수 반죽에 첨가하여 제조한 국수의 품질 특성과 항산화성을 분석하였다. 중량과 부피는 초석잠 분말 첨가량이 많을수록 낮게 나타났고, 함수율도 대조군이 초석잠 분말 첨가군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p< 0.001). 국물의 탁도는 유의적인 수준으로 초석잠 분말 첨가군이 높게 나타났다(p<0.001). 색도는 초석잠 분말 첨가량이 많을수록 명도 L값과 황색도 b값은 감소하고, 적색도 a값은 증가하였다. 조직감 측정에서 경도와 씹힘성은 초석잠 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났으며, 탄력성과 응집성은 감소하는 경향을 나타내었다. 총 폴리페놀 함량은 대조군(23.39 mg%)에 비해 초석잠 분말 첨가량이 증가할수록(38.53∼71.39 mg%) 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.001), DPPH radical 소거능도 초석잠 분말 첨가군이 대조군보다 높게 나타났다. ABTS는 대조군이 51.39%로 가장 낮게 나타났으며, 초석잠 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. 아질산염 소거능은 대조군이 가장 낮게 나타나 초석잠 분말을 첨가함으로써 국수의 기능성 성분과 항산화 효과를 증진할 수 있는 것으로 사료된다. 관능검사 결과에서는 대조군보다 초석잠 분말 1% 첨가 국수에서 구수한 맛이 가장 높게 나타났으며, 삼킨 후 느낌은 대조군이 가장 낮게 나타났으며, 초석잠 1% 첨가 국수가 6.13으로 가장 높게 나타났다. 기호도 면에서 외관, 맛, 조직감, 전반적인 기호도에서 초석잠 분말 1% 첨가가 가장 높게 나타났다. 따라서 제품 개발 특성상 항산화성과 관능적 특성을 고려하였을 때 초석잠 분말 1% 첨가가 국수 제조 시 가장 적합한 것으로 사료된다.

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