스테비아잎 첨가량에 따른 무 피클의 품질 특성

서 론

스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni)는 국화과 식물로 파라과이 북동부 고산지대에 자생하는 감미 식물로 일본, 한국, 중국에서 주로 음료, 과자류, 채소절임 등 다양한 음식의 감미료로 이용되고 있으며, 스테비아잎의 약 5∼10%에 해당하는 스테비오사이드는 감미도가 설탕의 약 200∼300배이다(Park JE 등 2010; Ghanta S 등 2007). 스테비아에 관한 연구를 통해 항당뇨병(Dyrskog SE 등 2005), 항돌연변이성(Yasukawa K 등 2002), 고지혈증과 간 손상 회복능(Park JE 등 2006), 항산화능(Srijani G 등 2007) 등의 효능이 밝혀졌으며, 비만 치료 및 예방에도 효과적인 것으로 보고되었다(Park JE 등 2010; Tadhani MB 등 2007). 스테비아의 독성에 대해서도 광범위하게 연구되어 왔는데, 발암성과 유전독성은 포유류에서 관찰되지 않는 것으로 알려졌다(Koyama E 등 2003). 천연감미료인 스테비아의 식품과 관련한 연구에는 파운드케이크(Yoon KH 2002), 절임배추김치(Kim JH 등 2004), 설기떡(Noh MH 2005), 쌀겨단무지(Kim YS 등 2007), 쌍화음료(Back SE 2008), 머핀(Hong HY 2009), 카스텔라(Choi SN 등 2013), 두유(Choi SN 등 2014) 등이 있다.

최근 경제발전에 따른 소득증대와 소비자의 기호도 변화에 따라 국내에서도 피자, 햄버거, 이탈리안 식품 등의 서양식요리 및 가공제품의 소비가 증가함에 따라 이들 요리와 함께 피클은 좋은 조화를 보여 소비량이 증가하고 있으며, 다양한 재료를 이용한 피클 제품이 요구되고 있다(Kim OS & Joo NM 2004; Jung HA 등 2004). 서양에서는 오이, 양파, 토마토, 피망, 고추, 양배추, 콜리플라워, 당근, 비츠, 버섯, 올리브 등 여러 종류의 가지 채소를 이용하여 만들어지고 있는데, 피클은 염지 피클과 스위트 피클로 구분되며, 우리나라에서 많이 이용되는 방법은 식초를 첨가한 스위트 피클이다(Jeong JE 등 2009). 피클은 서양식 절임장아찌로 재료를 소금물, 간장, 식초 등의 용액에 넣어 탈수시켜 세포기능을 잃게 하여 다시 장류에 넣어 발효시키는 한국 전통식품인 장아찌와 제조방법이 유사한 서양요리이며(Jung EA 등 2011), 계절 및 지역별로 생산량이 많은 채소류를 이용하여 만드는 것으로 장기간 보존할 수 있는 장점이 있고, 사용하는 향신료에 따라 강한 방향과 독특한 맛이 생겨 식욕을 증대시키는 역할을 한다(Jeong JE 등 2009). 피클에 관한 연구로는 당근과 무 피클(Lee HJ & Kim JG 2000), 순무 피클(Son EJ 등 2003), 땅두릅 피클(Han GJ 등 2007), 인삼, 더덕 및 도라지 피클(Kim AJ 등 2008), 감식초와 매실액을 첨가한 마늘 피클(Song MR 등 2009), 오이고추피클(Jeong JE 등 2009), 비트추출물 첨가 연근 피클(Park BH 등 2009), 갓과 고추를 첨가한 저염 야콘 피클(Shim KH & Choi OJ 2012), 미숙 청방울토마토 피클(Koh JH 등 2012), 차잎 피클(Park BR 등 2014), 여주 피클(Lee HY 등 2015), 백포도주 첨가 무 피클(Kim KB 등 2015) 등이 있다.

본 연구에서는 항산화능 등 기능성이 있는 스테비아잎을 피클 절임액에 첨가하여 무 피클의 물성, 항산화성 등 품질 특성에 미치는 영향을 살펴보고자 하였으며, 이를 통해 피클의 품질을 향상시키는 방안을 모색하는데 기초자료로 제공하고자 한다.

재료 및 방법

2. 무 피클 제조

무를 깨끗이 씻은 후 위와 아래 부분을 8 cm씩 잘라내고, 중간부분을 4×4×4 cm 크기로 절단하여 소금(무 250 g 당 8 g 분량)을 고루 섞어 절였으며, 1시간 경과 후 절여진 무에 절임액을 붓고, 스테비아 건조잎을 각각 0 g, 1.0 g, 2.0 g, 3.0 g씩 담아 잘 혼합한 후, 냉장고에 넣어 저장하였다(Table 1). 스테비아잎 첨가량은 설탕에 비해 약 30배의 단맛을 가진 것(Geuns JMC 등 2003)과 절임액 함유 설탕의 단맛과 비교하는 수차례의 예비실험을 참고하여 설정하였다.

Table 1.

Formulas of radish pickles with various levels of stevia leaf

결과 및 고찰

1. pH

무 피클 소스의 pH를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 대조군의 경우, 제조 1일 pH는 3.80, 첨가군은 각각 4.03, 4.11, 4.13으로 스테비아잎의 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였으며(p<0.001) 제조 7일, 30일, 180일의 경우에서도 스테비아잎 첨가량이 증가할수록 pH가 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.001).

Table 2.

pH change of radish pickles solution with various levels of stevia leaf by storage time

저장기간별로 pH를 측정한 결과에서 대조군은 제조 1일 3.80에서 180일 경과 후에는 4.31로 pH가 유의적으로 증가하였고(p<0.001), 스테비아잎 첨가군에서도 제조 1일 각각 4.03, 4.11, 4.13에서 제조 180일 4.32, 4.33, 4.40으로 유의적으로 상승하였다(p<0.001). 이는 무나 스테비아잎에서 알칼리성 물질이 유출되어 영향을 미친 것으로 생각된다. 이러한 결과는 Choi MK 등(2004)의 스테비아 녹차 연구에서도 스테비아 첨가량이 증가할수록 pH가 증가한다고 하였으며, 스테비아잎에 함유된 알칼리성 물질이 추출된 영향으로 추정된다고 하여 본 연구와 동일한 결과를 보였다. 일반적으로 채소 발효식품의 저장 중 연부현상은 pH 4.30 이상에서 나타나며, pH 4.10에서 미생물에 의한 부패현상이 나타나지 않았다고 한 연구(Jumg ST 등 1995)와 비교해 보면 pH가 다소 높은 것으로 조사되었다.

2. 색도

무 피클의 색도 L, a, b값을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 제조 1일의 경우, 대조군 L값이 45.95로 스테비아잎 첨가군의 38.84∼43.62에 비해 유의적으로 높았고(p<0.001), 첨가군에서도 시료 간 유의적 차이를 보였으며(p<0.001), 전반적으로 스테비아잎 첨가량이 많을수록 명도가 낮아졌다. 이러한 결과는 제조 7일, 30일, 180일의 경우에서도 동일한 결과를 보여 첨가군은 스테비아잎 색소 등 추출물에 의해 명도가 저하되었으며, 저장기일이 지날수록 명도는 대조군과 첨가군 모두에서 유의적으로 높아졌다(p<0.001). a값은 제조 1일의 경우, 대조군 -0.21, 첨가군은 각각 -0.38, -1.08, -1.14로 대조군에 비해 유의적으로 낮아졌고(p<0.05), 이러한 경향은 제조 7일, 30일, 180일에서도 동일하게 나타났으며(p<0.001), 녹색도는 대조군의 경우 저장기일이 지날수록 유의적 차이가 없었으나, SL1 군은 -0.38에서 -3.22, SL2 군 -1.08에서 -3.77, SL3 군은 -1.14에서 -4.13으로 모두 유의적으로 낮아졌으며, 이는 스테비아잎의 녹색 색소가 추출되면서 녹색도가 증가하면서 a값에 영향을 미친 것으로 보인다. b값의 경우, 대조군 1.85, 스테비아잎 첨가군은 2.41∼3.71의 범위로 대조군에 비해 유의적으로 높은 값을 보였으며(p<0.001), 제조 7일, 30일, 180일 시료의 경우에서도 b값이 유의적으로 증가하는 동일한 결과를 보였다(p<0.001). 또한 저장기일이 지날수록 스테비아잎에서 추출된 색소에 의해 무 피클의 색도가 강해지면서 b값이 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.001). 무 피클의 변색의 원인은 pheophorbide 생성으로 추측되며, 산에 의해 스테비아잎의 엽록소가 변색되어 노란색이 진해지면서(Han GJ 등 2007) b값의 증가에 영향을 준 것으로 보인다. 백포도주 첨가 무 피클 논문(Kim KB 등 2015)에서는 저장기간이 길어짐에 따라 L값이 유의적으로 감소한다고 하여 다른 결과를 보였으나, a값은 감소하고, b값은 증가한다고 하여 동일한 결과를 보였다. Lee HJ & Kim JG (2000)의 당근, 무 피클 논문에서는 저장일이 경과하면서 색도가 변한다고 하였으며, 이는 시간이 지남에 따라 재료의 변색이 진행되기 때문이라고 하였다. 따라서 위의 여러 연구를 살펴 볼 때, 피클의 색도 변화는 주재료, 부재료, 첨가물 및 제조방법, 저장기간 등에 따라 다양한 결과가 나타나는 것을 알 수 있었다.

Table 3.

Color change of radish pickles with various levels of stevia leaf by storage time

3. 경도 및 강도

무 피클의 경도와 강도를 측정한 결과는 Table 4와 같다. 경도는 외부 하중에 대한 재료 표면의 단단한 정도를 나타내며, 강도는 외부의 하중에 대한 재료 전체의 저항력을 의미한다. 경도는 제조 1일의 대조군 2.27, 스테비아잎 첨가군은 각각 2.49, 2.60, 3.31로 유의적 증가를 보였고(p<0.05), 제조 7일, 30일, 180일의 경우에도 대조군에 비해 첨가군의 경도가 유의적으로 증가하는 결과를 보였다. 또한 저장기일이 지날수록 대조군의 경우 2.27에서 3.82로 경도가 유의적으로 증가하였고(p<0.001), 첨가군의 경우도 각각 2.49에서 4.26(p< 0.001), 2.60에서 4.83(p<0.001), 3.31에서 6.15(p<0.01)로 증가하였는데, 이는 무의 수분이 삼투압에 의해 유출되면서 경도가 상승한 것으로 보인다. 스테비아잎 첨가군의 경우는 모든 군에서 경도가 대조군에 비해 유의적으로 증가하였다. 강도 측정결과, 제조 1일 대조군 1.14, 첨가군은 각각 1.25, 1.31, 1.37로 유의적 증가를 보였고(p<0.05), 제조 7일, 30일, 180일의 경우에서도 유의적으로 증가하였다. 또한 저장기일이 지날수록 대조군 및 첨가군의 강도는 유의적으로 증가하는 결과를 보였다. 야콘 피클 연구(Shim KH & Choi OJ 2012)에서 저장기일에 따라 조직감이 저하되지 않는 결과를 보여 유사한 경향이었다. 백포도주 첨가 무 피클(Kim KB 등 2015) 연구에서는 백포도주 첨가량이 증가할수록 경도가 높아진다고 하여 첨가물이 경도에 영향을 미친 것으로 나타났다. 연근 피클(Park BH 등 2009)에서도 비트물이 증가함에 따라 대조군에 비해 경도가 높은 결과를 보였다. Huh YJ & Rhee HS(1990)와 Park MW 등(1995)의 연구에서 소금절임이 오이지나 무의 경도를 증가시킨다고 하였으며, Park YK 등(2003)은 소금농도와 관계없이 염장기간이 지날수록 재료의 경도가 지속적으로 상승했다는 결과를 볼 때, 전처리 시 소금절임이 저장기간 중 피클의 경도에 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 또한 백포도주, 비트물 등 첨가량이 증가할수록 대조군에 비해 피클 경도가 증가하는 경향을 보인 결과, 본 연구의 스테비아잎 첨가 시 대조군에 비해 피클 경도가 증가하는 것을 볼 때, 부재료의 추출물이 피클의 아삭함을 유지하는데 도움이 될 것으로 생각되며, 이에 대한 자세한 연구가 더 필요할 것으로 보인다.

Table 4.

Texture properties of radish pickles with various levels of stevia leaf by storage time

4. 항산화성

1) DPPH 라디칼 소거능

스테비아잎을 첨가하여 180일 저장한 무 피클 무의 DPPH 라디칼 소거능 측정 결과는 Table 5와 같다. DPPH 라디칼 소거능은 최대 흡광도 515∼517 nm에서 나타나며, 흡광도는 스테비아잎에 존재하는 페놀, 카로티노이드와 같은 항산화물질에는 히드록시기(OH^-) 등 환원력이 있는 물질이 많이 존재하므로 DPPH로부터 전자를 받아 항산화력을 더 크게 나타내는 것으로 여겨진다. 이 반응에서 특유의 보라색이 투명하고 노란색을 띠게 되며(Cho MS 2003), DPPH가 홀수 전자를 가지고 있어 항산화능이 있는 물질과 반응하게 되면 안정한 형태로 전환되면서 흡광도 값이 감소한다(Kim JH 등 2010). 대조군인 0.01% BHA를 기준으로 첨가군의 DPPH 라디칼 소거능의 IC₅₀ 값을 구했을 때, 대조군 37.40 mg/mL, 첨가군은 각각 8.13 mg/mL, 6.99 mg/mL, 3.70 mg/mL로 스테비아잎 첨가량이 증가함에 항산화능력이 유의적으로 높아짐을 알 수 있었다. 스테비아 추출물의 항산화 활성연구(Kim JH 등 2010)에서 스테비아 추출물에서 높은 라디칼 소거능이 관찰된 것은 강력한 항산화능을 갖는 페놀류의 화합물이 스테비아잎 추출물에 다량으로 포함되어 있기 때문이라고 하였으며, 본 연구에서도 스테비아잎 첨가군이 대조군에 비해 높은 항산화력을 나타내는 결과를 보였다.

Table 5.

Changes in DPPH IC50, total polyphenol and flavonoids of radish pickles with various levels of stevia leaf by storage time

2) 총폴리페놀

스테비아잎을 첨가하여 180일 저장한 무 피클의 총폴리페놀 함량(Table 5)은 대조군 0.58 mg TA/100 g, 첨가군은 각각 0.63 mg TA/100 g, 1.60 mg TA/100 g, 4.64 mg TA/100 g으로 나타났으며, 스테비아잎의 첨가량에 따라 총페놀 함량도 유의적으로 증가하였다(p<0.001). 대부분의 식물유래 항산화능을 갖는 물질들은 페놀류 및 플라보노이드류의 화합물로 밝혀져 있고(Park SI & Jung DW 2005), Tadhani MB 등(2007)의 연구에서 스테비아 추출물의 항산화 활성은 천연 항산화제(Troloxe)보다 높은 것으로 보고한 바 있으며, 다양한 허브류에서 총 75종의 폴리페놀을 비롯한 항산화활성을 분석한 결과에서도 스테비아에 가장 많은 폴리페놀이 함유된 것으로 밝혀져(Yamamoto N 등 2001) 스테비아잎을 첨가한 무 피클의 항산화력이 대조군보다 높은 것을 알 수 있었다. Holasova M 등(2002)은 페놀화합물의 함량이 높을수록 항산화력 증가한다고 보고하여 본 실험에서도 스테비아잎 무 피클의 항산화력이 높게 나타났으며, 이는 스테비아에 함유된 페놀류 화합물에 의한 것으로 보인다.

3) 총플라보노이드

스테비아잎을 첨가하여 180일 저장한 무 피클의 플라보노이드 함량은 Table 5와 같다. 대조군 6.91 mg rutin/100 g, 첨가군은 각각 9.43 mg rutin/100 g, 28.30 mg rutin/100 g, 57.65 mg rutin/100 g으로 각각 플라보노이드 함량이 유의적으로 증가하였다(p<0.001). 플라보노이드의 생리활성 작용 중 하나는 항산화 작용으로 유리기에 수소전자를 공여하여 생체 내에서 산화스트레스에 의해 생성된 과잉의 활성산소 등의 자유 라디칼 생성을 억제시킴으로써 항산화력을 나타내는 것으로 알려져 있어(Son MY 등 2004) 무 피클의 항산화력이 스테비아잎 첨가량 증가에 따라 유의적으로 증가하는 것으로 보인다.

요약 및 결론

본 연구에서는 항산화성 등 기능성이 있는 스테비아잎을 피클 절임액에 첨가하여 무 피클의 품질 특성을 살펴보고자 하였으며, 결과는 다음과 같다.

• 1. 대조군은 제조 1일 pH 3.80, SL1 4.03, SL2 4.11, SL3 4.13으로 스테비아잎 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였으며(p<0.001), 제조 7일, 30일, 180일의 경우에도 스테비아잎의 첨가량이 증가할수록 pH가 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 저장기간별로 pH를 측정한 결과, 대조군은 제조 1일 3.80에서 180일 경과 후에는 4.31로 pH가 유의적으로 증가하였고(p<0.001), 스테비아잎 첨가군에서도 제조 1일 각각 4.03, 4.11, 4.13에서 제조 180일 4.32 4.33, 4.40으로 유의적으로 상승하였다.
• 2. 제조 1일에 L값은 대조군이 45.95로 첨가군 38.84∼43.62에 비해 유의적으로 높았고, 스테비아잎 첨가량이 많을수록 명도가 낮았다. 제조 7일, 30일, 180일의 경우에서도 동일하여 저장기일이 지날수록 명도는 대조군과 첨가군 모두에서 유의적으로 높아졌다. a값은 제조 1일에 대조군 -0.21, 첨가군은 각각 -0.38, -1.08, -1.14로 대조군에 비해 유의적으로 낮아졌고, 제조 7일, 30일, 180일에서도 동일하였다. b값은 대조군 1.85, 스테비아잎 첨가군은 2.41∼3.71의 범위로 대조군에 비해 유의적으로 높은 값을 보였으며, 제조 7일, 30일, 180일 시료의 경우에서도 b값이 유의적으로 증가하였다.
• 3. 경도는 제조 1일에 대조군 2.27, 첨가군은 각각 2.49, 2.60, 3.31로 유의적으로 증가하였고, 제조 7일, 30일, 180일의 경우에도 동일한 결과를 보였다. 저장기일이 지날수록 대조군의 경우 2.27에서 3.82로 경도가 유의적으로 증가하였고, 첨가군의 경우도 각각 2.49에서 4.26, 2.60에서 4.83, 3.31에서 6.15로 증가하였다. 강도는 제조 1일에 대조군 1.14, 첨가군은 각각 1.25, 1.31, 1.37로 유의적 증가를 보였고, 제조 7일, 30일, 180일의 경우에도 동일하였다.
• 4. 무 피클의 DPPH 라디칼 소거능은 IC₅₀ 값이 대조군 37.40 mg/mL, 첨가군은 각각 8.13 mg/mL, 6.99 mg/mL, 3.70 mg/mL로 스테비아잎 첨가량이 증가할수록 항산화력이 유의적으로 증가하였다. 총 phenol 함량은 대조군 0.58 mg TA/100 g, 첨가군은 각각 0.63 mg TA/100 g, 1.60 mg TA/100 g, 4.64 mg TA/100 g, flavonoids 함량은 대조군이 6.91 mg rutin/100 g, 첨가군은 각각 9.43, 28.30, 57.65 mg rutin/100 g으로 스테비아잎 첨가량 증가에 따라 항산화력이 유의적으로 증가하였다.

무 피클 제조 시 스테비아잎을 첨가할 경우 설탕에 의한 열량을 감소시키고 바람직한 조직감을 유지하며, 항산화성이 있는 것으로 나타나 스테비아잎 첨가 무 피클은 기능성을 가진 건강식품으로의 개발가능성이 있을 것으로 보이며, 물리적 특성 및 항산화력 등 무 피클의 품질 특성 및 외관상 색 등을 종합적으로 고려할 경우, 스테비아잎 2.0 g을 첨가하는 것이 바람직할 것으로 보인다.

감사의 글

본 논문은 2016년 삼육대학교에서 연구비를 지원 받아 수행되었으므로 이에 감사드립니다.

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