빌베리 마들렌의 품질 및 항산화 효과

1. 실험재료 및 시약

빌베리(Vaccinium myrtillus L.)는 오스트리아산 분말, 박력분(Gompyo, Daehan Flour Co, Seoul, Korea), 백설탕(Samyang Co., Seoul, Korea), 앵커 무염 버터(Dongguerang Co., Daejeon, Korea), 달걀(National Agricultural Cooperative Federation, Gyeonggi-do, Korea), 베이킹파우더(Galim Food Co., Incheon, Korea), 한주 소금(Samho Co., Gyeongsangnam-do, Korea)은 인터넷에서 구매하였고, 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 항산화 측정에 사용한 Folin-Ciocalteu’s 페놀 시약, 갈릭산, 케르세틴, ABTS(2,2′-azino-bis-3-ethylbenzothiszoline-6-sulfonic acid), DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 등의 시약은 Sigma-Aldrich Co.(MO, USA)에서 구매하였다.

2. 마들렌 제조

마들렌의 제조 시 빌베리 분말 첨가량은 Yoon JA 등(2024a)의 선행연구와 예비실험을 참고하여 빌베리 분말 첨가량을 0, 5, 10, 20 및 30%로 배합하였다(Table 1). 제조 방법은 반죽기(BS-201, Busung Co., Seoul, Korea)를 1단으로 교반하면서 믹싱볼에 넣은 버터를 녹인 후 3등분으로 소분한 설탕을 각각 믹싱볼에 넣어 녹이고, 달걀도 3회로 나누어 섞어주면서 1단, 2단, 3단에서 각각 1분, 2분, 3분 크림의 형태가 되도록 교반하고, 박력분, 빌베리 분말, baking powder 및 소금과 같은 가루 재료는 체(100 mesh)에 쳐서 섞은 후 마들렌 틀에 반죽을 25 g씩 담고, 윗불(180℃)과 아랫불(170℃) 온도가 맞춰진 oven(BS-023, Busung Co., Seoul, Korea)에서 굽고(25분간), 1시간 방랭하여 실험하였다.

Table 1.

Formula for the madeleines made with Vaccinium myrtillus L. powder

3. 마들렌 무게, 높이 및 부피

마들렌의 무게는 처리군 당 3개씩 3회 반복 측정하였고, 높이는 마들렌을 반으로 잘라 가장 높은 부분을 캘리퍼(150 × 0.05 mm, Eagle Co., Beijing, China)를 이용하여 측정하고, 부피는 Yoon JA(2024)의 종자치환법을 이용하여 측정하였다.

4. 굽기 손실율, 반죽 수율, 수분함량 및 pH 측정

Baking loss rate와 dough yield는 마들렌의 무게와 반죽의 무게로 다음과 같이 산출하여 평균값±표준편차로 표현하였다.

마들렌의 수분함량은 AOAC(2000)법으로 측정하여 dry oven(KC0-150, Kuk Je Eng CO., Goyang, Korea) 105℃ 온도에서 항량이 되도록 건조하였고, 처리군 당 3개씩 3회 반복 측정하여 소수점 둘째 자리까지 평균값±표준편차로 표현하였으며, pH는 가루 낸 마들렌 3 g을 증류수 30 mL에 넣고 혼합하여 현탁액을 만든 후 8 μm 종이 필터로 여과하여 측정하였고, 평균값±표준편차값으로 표현하였다.

5. 마들렌 단면 색도 측정 및 내·외관 관찰

단면 색도는 마들렌의 가운데를 잘라 색차계(CR-400, Konica Minolta, Osaka, Japan)로 lightness(L값, 명도), yellowness(b값, 황색도), redness(a값, 적색도)를 각각 3회 반복 측정하였고, 백색의 calibration plate 표준값을 L값 87.5, a값 0.3145, b값 0.3209로 보정하였으며, 마들렌의 내·외관은 camera(Galaxy Z Flip 4, Samsung Co., Seoul, Korea)를 이용하여 촬영하여 관찰하였다.

6. 기호도 검사

기호도는 서울 소재 2개의 대학 식품영양학과 학부생과 대학원생으로 관능검사를 이수한 38명의 지원을 받아 5점 척도법을 실시하여 매우 싫음(1점)에서부터 매우 좋음(5점) 수준으로 검사하였으며, 관능검사에 사용한 마들렌의 크기는 가로 × 세로 × 높이 1.5 × 1.5 × 1.5 cm³로 잘라 흰 접시에 여러 개를 담아 사용하였으며, appearance, flavor, taste, texture와 overall preference의 5가지 항목을 측정하였다. 기호도 검사의 방법은 선행연구(Yoon JA 2024)의 방법에 따라 진행하였다.

7. 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량

총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 측정을 위한 시료는 마들렌 10 g에 95% 에틸알코올 20 mL를 넣고 10,000 rpm에서 5분간 균질화하고, 3,000 rpm으로 15분간 원심분리하여 상층액을 사용하였다.

총 폴리페놀의 함량은 선행연구인 Folin O & Denis W(1912)의 방법을 이용하여 96 well plat에 sample 10 μL, 3차 증류수 90 μL, 2 N Folin-Ciocalteu’s 페놀 시약(Sigma-Aldrich Co., Missouri, USA) 10 μL를 넣고 실온에서 5 min 반응시킨 후 7% 탄산나트륨(sodium carbonate) 용액 100 μL, 3차 증류수 40 μl를 첨가하고 어두운 곳에서 90 min 반응시킨 후 750 nm에서 다중 모드 마이크로플레이트 리더(MMR SPARK^®, Tecan Co., Mannedorf, Switzeriand)로 흡광도를 측정하였다. 갈릭산(gallic acid, Sigma-Aldrich Co.)을 표준물질로 사용하여 total polyphenolic content를 mg GAE(gallic acid equivalent)/g으로 표현하였다.

총 플라보노이드 함량은 선행연구인 Moreno MIN 등(2000)의 연구를 활용하여 96 well plat에 sample 20 μL, 3차 증류수 80 μL, 5% 아질산염(sodium nitrite) 용액을 6 μL 넣고 실온에서 5 min 반응시킨 후 10% 염화알루미늄(aluminium chloride) 용액 6 μL를 넣고 실온에서 6 min 반응한 후 1 M 수산화나트륨(sodium hydroxide) 40 μL와 3차 증류수 48 μL를 혼합하여 510 nm에서 다중 모드 마이크로플레이트 리더(MMR SPARK^®, Tecan Co.)를 이용하여 흡광도를 측정하여 quercetin(Sigma-Aldrich Co.)을 표준물질로 검량선을 그려 total flavonoid content를 계산한 후 μg QE(quercetin equivalent)/g으로 표현하였다.

8. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성

DPPH 및 ABTS 측정용 샘플은 마들렌 5 g과 95% 에틸알코올 10 mL를 섞고 3,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상층액을 사용하였다. DPPH 라디칼 소거능력은 선임연구(Blois MS 1958)를 활용하여 96 well plate에 샘플 100 µL를 넣고 0.2 mM DPPH solution 100 µL를 넣어 혼합하고 빛을 차단한 상태에서 30분 동안 상온에 방치하여 반응을 유도한 후 다중 모드 마이크로플레이트 리더(MMR SPARK^®, Tecan Co.)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였고, 아스코르브산(ascorbic acid; Sigma-Aldrich Co.)을 control로 하여, DPPH 라디칼 소거능을 백분율로 계산하였다.

• S : Sample의 흡광도
• C : Control의 흡광도
• B : Blank의 흡광도

ABTS 라디칼 소거능력은 선임연구(Arnao MB 등 2001)의 방법을 이용하여 7.4 mM ABTS(Sigma-Aldrich Co.)와 2.6 mM 과황산칼륨(potassium persulfate) solution을 동량 혼합하여 빛을 차단한 상태에서 24시간 상온에 방치하여 반응을 유도한 후 ABTS stock solution을 만들고, 인산완충생리식염수(phosphate buffer saline; PBS, pH 7.4)으로 희석하여 734 nm에서 흡광도가 0.70±0.02가 되도록 조정한 ABTS working solution을 사용하였다. 96 well plate에 샘플 200 µL를 넣고 ABTS working solution 800 µL를 넣어 혼합하여 빛을 차단한 상태에서 10분 동안 상온에 방치, 반응을 유도한 후 다중 모드 마이크로플레이트 리더(MMR SPARK^®, Tecan Co.)로 흡광도를 734 nm에서 측정하였고, 아스코르브산(ascorbic acid; Sigma-Aldrich Co.)을 control로 하여, ABTS 라디칼 소거능을 백분율로 계산하였다.

• S: Sample의 흡광도
• C: Control의 흡광도
• B: Blank의 흡광도

9. 통계 처리

실험결과의 통계 처리 프로그램은 IBM SPSS 22 package(SPSS Statistics, Chicago, IL, USA)를 사용하였고, 시료와 시료의 차이 검증은 분산분석(One-way Analysis of Variance)을 사용하여 검증하였으며, 실험군 간의 유의성은 유의수준 p<0.05에서 Duncan’s multiple range test를 사용하였다.

1. 마들렌 무게, 높이 및 부피

빌베리 분말을 첨가한 마들렌의 무게와 높이 및 부피 측정값은 Table 2와 같고, 무게는 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 21.29±0.49, 21.86±0.69, 22.14±0.69, 22.43±0.53, 22.86±0.69 g으로 빌베리 분말의 첨가량이 많아짐에 따라 증가하는 경향이 나타났다(p<0.05). 이와 유사한 선행연구에는 귤피 분말을 첨가한 마들렌이 있는데, 시료의 첨가량 증가에 따라 마들렌의 무게도 비례하여 증가하였고(Yoon JA 2024), 깻잎 분말 첨가 마들렌에서도 깻잎 첨가량이 증가할수록 무게는 증가하였다. 반대의 경향을 보인 선행연구도 있었는데 솔잎분말을 첨가한 마들렌에서는 솔잎 첨가량이 증가할수록 무게가 감소하였고(Kim WJ 등 2014), 타트체리 첨가 마들렌에서도 타트체리 첨가량이 증가할수록 무게는 감소하였다(Yoon JA 등 2024a). 마들렌을 구울 때 무게의 변화는 첨가한 재료의 성질에 영향을 받게 되는데 재료의 수분 보유력은 제빵 후 무게의 증가를 보이게 되며 이러한 재료에는 섬유소의 함량에 큰 영향을 받는다(Yoon JA 2022). 빌베리 분말 첨가량 증가에 따라 마들렌 무게가 증가한 것은 빌베리에 함유된 섬유소의 영향으로 사료된다.

Table 2.

Baking properities of madeleine with Vaccinium mytillus L. powder

높이는 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 25.60±0.55, 25.40±0.55, 24.20±0.46, 22.60±0.55, 20.60±0.89 mm로 마들렌의 무게와 반대로 빌베리 분말의 첨가량이 많아질수록 감소하였다(p<0.05). 이와 유사한 경향은 귤피 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 2024), 깻잎 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024b), 솔잎분말을 첨가한 마들렌(Kim WJ 등 2014), 타트체리 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024a)에서도 시료의 첨가량이 증가할수록 높이는 감소하였다.

마들렌의 부피는 좁쌀을 이용한 종자치환법으로 측정하였는데 그 결과는 빌베리 분말 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 50.11±2.37, 49.89±2.98, 49.44±2.01, 48.33±3.12, 47.78±2.11 mL로 빌베리 분말의 첨가량이 많아질수록 낮아지는 경향을 보인 것 같으나 유의적인 영향은 없었다. 귤피 분말 첨가 마들렌에서 귤피 첨가량이 증가할수록 마들렌의 부피는 유의적인 영향이 없어 빌베리 첨가 마들렌과 결과가 유사하였다(Yoon JA 2024). 땅콩 새싹 첨가 마들렌(Lee YK 등 2024), 깻잎 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024b), 나한과 추출 분말을 첨가한 마들렌에서도 시료의 첨가량이 증가할수록 부피는 감소하였다(Shin JH & Yoon HH 2024). 밀가루의 글루텐은 baking 과정에서 부풀어 빵의 질감을 만드는 성분으로 첨가한 재료에 수분 흡수력이 강한 섬유소와 같은 성분이 많으면 글루텐이 보유할 수분은 상대적으로 부족하게 되어 baking 시 부풀어 오르는 것이 감소하고 높이와 부피는 감소하게 된다(Bae JH & Jung IC 2013; Lim EJ 2023).

2. 굽기 손실율, 반죽 수율, 수분함량 및 pH

빌베리 분말을 첨가한 마들렌의 굽기 손실율과 반죽 수율, 수분함량 및 pH는 Table 3과 같고, 굽기 손실율은 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 14.86±1.95, 12.57±2.76, 11.43±2.76, 10.29±2.14, 8.57±2.76%로 나타나 빌베리 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 가장 높았고, 빌베리 첨가량이 증가할수록 낮아져 30% 첨가군에서 가장 낮은 값을 나타냈다(p<0.05). 밀가루 반죽은 열을 받으면 팽창하면서 수분의 기화가 일어나 수율의 변화를 가져오게 되며(Lim EJ 2023), 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 85.141±1.95, 87.43±2.76, 88.57±2.76, 89.71±2.14, 91.43±2.76%의 값을 보여 빌베리 분말의 첨가량이 많아짐에 반죽의 수율은 증가하였다(p<0.05). 마들렌을 구울 때 나타나는 굽기 손실률 및 반죽 수율은 마들렌의 무게를 이용하여 계산한 값으로 빌베리 분말의 첨가량이 증가함에 따라 무게도 증가하게 되어 굽기 손실률은 감소한 반면 반죽 수율은 증가하였다. 이와 유사한 결과는 귤피 분말을 첨가한 마들렌(Yoon JA 2024), 깻잎 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024b), 솔잎분말 첨가한 마들렌(Kim WJ 등 2014)에서 시료의 첨가량이 증가함에 따라 굽기 손실률은 낮아졌고, 반죽 수율은 증가하였다. 이와 반대의 결과로는 타트체리(Yoon JA 등 2024a), 땅콩 새싹(Lee YK 등 2024), 복숭아즙(Lim YT 등 2012), 나한과(Shin JH & Yoon HH 2024) 첨가 마들렌에서 시료의 첨가량 증가에 따라 굽기 손실률은 증가하는 경향을 보였다.

Table 3.

Baking loss rate, dough yield, moisture, and pH content of madeleine prepared with different level with Vaccinium myrtillus L. powder

빌베리 분말을 첨가한 마들렌의 수분함량은 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 11.16±0.38, 11.92±0.94, 12.16±0.74, 13.91±0.16, 14.24±0.66%로 나타나 빌베리 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 가장 낮았고, 빌베리 첨가량이 증가할수록 높아져 30% 첨가군에서 가장 높은 값을 나타냈다(p<0.05). 본 연구와 유사한 경향은 복숭아즙 첨가 마들렌(Lim YT 등 2012), 귤피 분말을 첨가한 마들렌(Yoon JA 2024), 나한과 추출 분말 첨가 마들렌(Shin JH & Yoon HH 2024), 땅콩 새싹 첨가 마들렌(Lee YK 등 2024), 깻잎 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024b), 진피가루 첨가 마들렌(Kang JH & Chung CH 2020) 및 타트체리 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024a)은 시료의 첨가량이 많아짐에 따라 수분함량도 증가하는 양상을 보였다. 반면, 반대의 경향을 보인 연구로는 유기농 인삼 잎을 첨가한 마들렌(Kim KP 등 2016)과 레드비트 분말 첨가 마들렌(Lee YK & Lee IS 2024)이 있는데, 레드비트 분말 첨가 마들렌에서는 대조군의 수분함량은 16.62%로 가장 높았고, 30% 첨가군에서 9.05%로 낮은 수분함량을 보여 시료 첨가량이 증가할수록 수분함량은 감소하였다. 수분함량은 재료의 종류, 식이섬유 함량과 종류, 단백질 함량 등 여러 가지 요인에 영향을 받는데, 특히, 재료의 수분 친화력과 관련이 있어 물을 흡수하는 정도에 영향을 받는데, 펙틴과 같은 수용성 식이섬유소는 수분 친화력이 강해 마들렌의 수분함량을 증가시키나(Lim EJ 2023), 시료의 함량이 상대적으로 밀가루 함량에 비해 너무 많으면 오히려 글루텐 구조가 느슨해져 수분 친화력이 낮아질 수 있다(Park SH & Lim SI 2007). 결과적으로 본 연구에서 마들렌의 수분함량은 빌베리 분말의 수분 친화력이 강력하여 수분을 흡수했기 때문에 빌베리 분말 첨가량이 증가함에 비례적으로 수분함량의 증가를 보였고, 예비연구에서 빌베리 분말첨가량이 40%를 넘을 경우 글루텐의 구조가 느슨해져 마들렌이 제대로 형성되지 않은 것으로 사료된다.

마들렌의 pH는 빌베리 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 7.20±0.01로 가장 높았으며, 빌베리 분말을 첨가할수록 유의적으로 낮아져 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 7.17±0.01, 6.90±0.02, 6.79±0.02, 6.637±0.04의 값을 나타냈다(p<0.05). 선행연구인 Lee HJ 등(2024)의 연구에 따르면 빌베리 분말의 pH는 3.17로 측정되었다. 생강청을 첨가한 마들렌의 pH는 대조군 8.14로 가장 높았으며 20% 첨가군 7.91로 가장 낮았고(Lee HJ 등 2022), 유기농 인삼 잎 첨가 마들렌의 pH는 대조군 7.74로 가장 높았으며 7% 첨가군 6.83으로 가장 낮았고(Kim KP 등 2016), 타트체리 첨가 마들렌의 pH는 대조군 7.49로 가장 높았으며 40% 첨가군 5.57로 가장 낮았고(Yoon JA 등 2024a), 복숭아즙 첨가 마들렌의 pH는 대조군 7.88로 가장 높았으며 60% 첨가군 6.45로 가장 낮았고(Lim YT 등 2012), 레드비트 분말 첨가 마들렌의 pH는 대조군 7.74로 가장 높았으며 7% 첨가군 6.83으로 가장 낮아(Lee YK & Lee IS 2024) 본 연구와 유사하게 시료 첨가량이 증가할수록 pH는 낮아지는 경향이 나타났다. 그러나 이와 반대로 강황분말을 첨가한 마들렌의 pH는 대조군 5.37에서 20% 첨가군 6.51로 증가하였으며(Jun KS 2019), 홍게 다릿살 분말을 첨가한 마들렌에서는 대조군 pH 6.50에서 20% 첨가군 pH 7.33으로 시료 첨가량이 증가함에 따라 pH도 증가하는 경향을 보였다(Kim BM 등 2016). 마들렌의 pH는 첨가한 시료의 pH에 영향을 받아 달라지기 때문에 빌베리와 같이 pH가 낮으면 시료의 첨가량이 증가할수록 pH는 낮아지는 것이다.

3. 마들렌의 색도 및 단면 관찰

빌베리 분말을 첨가한 마들렌을 잘라 단면의 색도를 측정한 값은 Table 4와 같이 밝기인 L값(lightness)은 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 82.05±0.71, 73.17±1.24, 66.68±0.44, 59.23±1.24, 54.48±1.18로 대조군에서 가장 높았고, 빌베리 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮아져 빌베리 고유의 색이 반영되어 첨가량이 증가할수록 어두워진 것으로 보인다(p<0.05). 복숭아즙 마들렌의 L값은 대조군 67.29에서 60% 첨가군 54.09로 복숭아즙 첨가량이 증가할수록 감소하였고(Lim YT 등 2012), 생강청을 첨가한 마들렌의 L값은 대조군 85.28에서 20% 첨가군 79.86으로 생강청 첨가량이 증가할수록 감소하였으며(Lee HJ 등 2022), 강황분말을 첨가한 마들렌의 L값은 대조군 74.34에서 20% 첨가군 55.65로 강황 첨가량이 증가할수록 감소하였고(Jun KS 2019), 볶음 검정콩가루를 첨가한 마들렌의 L값은 대조군 77.30에서 60% 첨가군 48.41로 콩가루 첨가량이 증가할수록 감소하였다(Jeon JE & Lee IS 2022). 대부분의 연구들에서 시료의 첨가량이 증가할수록 밝기인 L값은 감소하는 경향을 보였으나 골드키위 유산균 발효물 첨가 마들렌의 L값은 대조군 42.65, 3% 첨가군 41.67로 시료의 첨가가 밝기에 유의적인 영향을 미치지 못했다(Ryu JY 등 2018).

Table 4.

Color values of madeleine prepared with different level with Vaccinium myrtillus L. powder

붉은색을 나타내는 a값(redness)은 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 —2.94±0.18, —0.48±0.19, 1.72±0.15, 3.37±0.17, 5.72±0.25로 L값과 반대 경향을 보여 대조군에서 가장 낮았고, 빌베리 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높아져 붉은색이 진해진 것으로 보인다(p<0.05). 귤피 분말 첨가 마들렌의 a값은 대조군 0.04, 40% 첨가군 2.49로 시료의 첨가량이 증가할수록 붉은색은 짙어져 본 연구와 유사한 경향이었다(Yoon JA 2024). 이 외에도 본연구와 유사한 경향을 나타낸 연구에는 강황분말 첨가 마들렌(Jun KS 2019), 홍게살 분말 첨가 마들렌(Kim BM 등 2016), 타트체리 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024a), 솔잎분말 첨가 마들렌(Kim WJ 등 2014), 깻잎 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024b), 레드비트 분말 첨가 마들렌(Lee YK & Lee IS 2024), 땅콩 새싹 분말 첨가 마들렌(Lee YK 등 2024) 등이 있다. 반면 시료의 첨가량이 증가할수록 붉은색인 a값이 감소한 경우로는 골드키위 유산균 발효물첨가 마들렌(Ryu JY 등 2018), 유기농 인삼 잎 첨가 마들렌(Kim KP 등 2016) 등의 연구가 있다.

황색을 나타내는 b값(yellowness)은 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 35.31±0.48, 27.93±0.53, 19.61±0.31, 17.77±0.23, 13.92±0.18로 L값과 유사한 경향을 보여 대조군에서 가장 높았고, 빌베리 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮아져 황색이 옅어진 것으로 보인다(p<0.05). 이와 유사하게 나한과 추출 분말 첨가 마들렌의 b값은 대조군 41.41에서 32g 첨가군 24.99로 나한과 첨가량이 증가할수록 낮은 값을 나타냈다(Shin JH & Yoon HH 2024). 또한, 땅콩 새싹 분말 첨가 마들렌(Lee YK 등 2024), 레드비트 분말 첨가 마들렌(Lee YK & Lee IS 2024), 볶음 검정콩을 첨가한 마들렌(Jeon JE & Lee IS 2022), 솔잎분말 첨가 마들렌(Kim WJ 등 2014), 타트체리 분말 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024a), 복숭아즙을 첨가한 마들렌(Lim YT 등 2012)에서도 시료의 첨가량이 증가할수록 b값은 낮아져 황색이 옅어진 것으로 나타났다. 반면 귤피 분말 첨가 마들렌의 b값은 대조군 39.68, 40% 첨가군 41.36으로 시료의 첨가량이 증가할수록 황색은 짙어져 본 연구와 대비되는 경향을 보였고(Yoon JA 2024), 이러한 경향은 강황 분말 첨가 마들렌(Jun KS 2019), 골드키위의 유산균 발효물 분말 첨가 마들렌(Ryu JY 등 2018), 홍게 다릿살 분말 첨가 마들렌(Kim BM 등 2016), 생강청 첨가 마들렌(Lee HJ 등 2022)에서도 나타나 시료의 첨가량이 증가할수록 b값은 증가하였다.

마들렌을 굽는 과정에서 재료로 사용된 당이 캐러멜화하여 갈변하고, 재료에 들어 있는 polyphenol 화합물이 polyphenol 산화효소에 의해 산화되어 갈색 색소를 형성하기도 하며, 열의 전도가 마들렌의 겉면에 전달된 후 내면으로 전도되므로 색상의 변화는 겉면이 강하고 내면은 상대적으로 겉면보다 약할 수밖에 없어 마들렌을 관찰하였을 때 겉면의 색이 내부의 색보다 진하게 된다(Lim YT 등 2012). 또한, 재료의 특성에 의해 고유의 색이 있으며 첨가하는 재료의 색소 의해 마들렌의 색 형성도 영향을 받는데(Kim DY & Yoo SS 2017). 빌베리 분말의 첨가량이 증가할수록 명도는 증가했고, 붉은색은 짙어졌으며, 황색은 옅어졌는데, 이는 빌베리의 색소와 폴리페놀 및 당의 함량에 의한 특성 때문으로 사료된다.

빌베리 분말을 첨가한 마들렌의 사진은 윗면의 외관과 반을 자른 단면을 찍어 Fig. 1에 나타냈다. 빌베리 분말의 첨가량이 증가할수록 마들렌의 붉은색은 진하고 어두워졌고, 마들렌의 높이가 낮아졌는데, 높이의 감소는 마들렌을 만들 때 밀가루 첨가량이 감소하게 되면 gluten을 형성하는 데 필요한 수분의 양을 충족하지 못하게 되고 이는 마들렌 구조의 약화를 초래하게 되어 높이의 감소로 이어지게 된다(Lim EJ 2023). 이러한 이유로 빌베리 첨가량의 증가는 마들렌 높이의 감소를 유발하였다는 것을 Fig. 1에서 확인할 수 있었다.

Fig. 1.

Madeleine with various levels of supplemental Vaccinium myrtillus L. powder. 0%: Control (flour without Vaccinium myrtillus L. powder), 5%: Flour with 5% Vaccinium myrtillus L. powder, 10%: Flour with 10% Vaccinium myrtillus L. powder, 20%: Flour with 20% Vaccinium myrtillus L. powder, 30%: Flour with 30% Vaccinium myrtillus L. powder

4. 기호도 검사

빌베리 분말을 첨가한 마들렌의 기호도 검사는 appearance, flavor, taste, texture와 overall preference의 5가지 항목을 측정하여 Table 5와 같고, 겉모습(appearance)에 대한 선호도는 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 4.43±0.88, 3.61±0.92, 3.64±0.95, 3.29±1.21, 2.75±1.32로 대조군의 선호도가 가장 높았으며 빌베리 첨가량이 증가할수록 마들렌의 겉모습에 대한 선호도는 감소하였다(p<0.05). 소비자는 과거 경험을 통해 습득한 결과를 토대로 식품의 색을 보고 맛과 향을 연상하게 되고, 식품의 종류에 대한 모양과 색 및 맛과 향에 대한 기대치가 있어 이 범위를 벗어나게 되면 거부감을 느끼는데, 본 연구에서 대조군의 외관을 가장 선호한 것도 이러한 이유 때문으로 보이며 레드비트 분말 첨가 마들렌의 외관에 대한 기호도 역시 본 연구와 유사하게 시료의 첨가량이 증가할수록 감소하였는데(Lee YK & Lee IS 2024), 볶음 검정콩가루 첨가 마들렌(Jeon JE & Lee IS 2022), 진피가루를 첨가한 마들렌(Kang JH & Chung CH 2020), 귤피 첨가 마들렌(Yoon JA 2024)에서도 유사한 결과를 보였다.

Table 5.

Sensory evaluation of preference test of madeleines prepared with Vaccinium myrtillus L. powder

냄새(flavor)에 대한 선호도는 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 3.50±0.75, 3.68±0.86, 3.93±0.72, 3.61±0.96, 3.57±0.88로 빌베리 첨가량이 영향을 미치지 못했고, 마들렌을 먹을 때의 질감인 texture도 냄새와 비슷한 경향을 보여 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 3.61±1.10, 3.46±1.10, 3.64±1.16, 3.93±1.33, 3.75±1.21로 유의적인 차이가 없었다. 이러한 경향은 타트체리 첨가 마들렌에서도 나타나 타트체리 첨가가 냄새와 질감에 영향을 미치지 못했고(Yoon JA 등 2024a), 발효 장군차 분말 첨가 마들렌에서도 같은 결과를 보였다(Choi YJ 등 2022).

마들렌의 맛(taste)에 대한 기호도는 빌베리를 첨가하지 않은 대조군 3.39±0.79와 30% 첨가군 3.39±0.96으로 비슷한 값으로 선호도가 낮았으며, 10% 첨가군 3.96±0.92와 20% 첨가군 4.07±0.81로 유의적으로 높은 선호도를 보였다(p<0.05). 강황분말 첨가 마들렌에서는 5%와 10% 첨가군의 맛에 대한 선호도가 높았고(Jun KS 2019), 복숭아즙을 첨가한 마들렌은 20%와 40% 첨가 시 맛에 대한 선호도가 높았다(Lim YT 등 2012) 그러나 진피가루 첨가 마들렌(Kang JH & Chung CH 2020), 타트체리 첨가 마들렌(Yoon JA 등 2024a), 레드비트 분말 첨가가 마들렌(Lee YK & Lee IS 2024) 및 귤피첨가 마들렌(Yoon JA 2024)에서는 시료의 첨가가 맛에 대한 기호도에 영향을 미치지 못했다.

전반적인 선호도(overall preference) 역시 맛에 대한 선호도와 유사한 경향을 보여 10% 첨가군 3.79±0.83과 20% 첨가군 4.11±0.99로 유의적으로 선호도가 높게 나타났고, 30% 첨가군이 2.96±1.14로 가장 낮은 선호도를 보였다(p<0.05). Choi YJ 등(2022)의 발효 장군차 분말 첨가 마들렌에서는 맛과 조직감에서 3% 첨가군에서 선호도가 가장 높았고, Kim KP 등(2016)의 유기농 인삼 잎 첨가 마들렌에서는 3%와 6% 첨가 시 건강 한 이미지, 색, 전반적인 선호도에서 우수하였으며, Kim BM 등(2016)의 홍게 다릿살 분말 첨가 마들렌에서는 외관, 색감, 맛, 향, 전반적인 만족도면에서 10% 첨가군이 가장 만족도가 높았고, Lim YT 등(2012)의 복숭아즙 첨가 마들렌에서는 맛, 색감, 향, 전반적인 만족도에서 20% 첨가군의 선호도가 높았다. 빌베리 분말을 첨가한 돈육 패티의 연구에서 5명의 관능평가원을 훈련시켜 7점 척도법으로 기호도 검사를 한 결과 다즙성, 신맛, 단맛 및 전반적인 기호도는 빌베리 첨가에 긍정적이지 못한 결과를 보였으나 색, 외관 및 풍미에서는 긍정적인 결과가 나와 이 결과를 바탕으로 반응표면분석을 하여 2.58 g이라는 빌베리의 최적 첨가량을 얻었다(Lee HJ 등 2024). 이러한 결과들을 바탕으로 빌베리 분말을 첨가하여 마들렌을 제조하는 것은 기호도 측면에서 보면 빌베리를 첨가하지 않고 마들렌을 제조하는 것보다 선호도가 높다고 판단되며, 기호도 측면에서 빌베리 분말의 최적 함량은 마들렌의 겉모습, 맛 및 종합적인 선호도에서 10% 및 20% 첨가가 우수하게 나타났다.

5. 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량

빌베리 분말 첨가 마들렌의 항산화력을 검사하기 위한 항산화 성분인 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 Table 6과 같이 총 폴리페놀은 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 3.16±0.06, 4.30±0.02, 4.44±0.01, 4.62±0.11, 5.42±0.07 mg GAE/g으로 대조군이 가장 낮고 빌베리 첨가량이 증가할수록 총 폴리페놀 함량도 증가하였다(p<0.05). 폴리페놀은 식물의 대사산물로 방향족 탄화수소에 OH(하이드록시)기를 가지고 있는 구조로 수소 공여체, 활성산소 제거 및 자유 라디칼을 제거하여 항산화 활성 등의 생리활성을 가지고 있으며 타닌, 플라보노이드 등이 폴리페놀류에 속한다(Ryu JY 등 2018; Yoon JA 2024). Lee HJ 등(2024)의 연구에 따르면 빌베리 분말의 총 폴리페놀 함량은 311.81 μg GAE/μg으로 측정되었고, Li H & Jeong JM(2015)의 연구에 의하면 베리류의 총 폴리페놀 함량은 블루베리 52.58 mg CAE(chlorogenic acid equivalent)/g, 아로니아 136.23 mg CAE/g, 아사이베리 71.59 mg CAE/g, 크랜베리 36.89 mg CAE/g 등으로 나타나 빌베리의 총 폴리페놀 함량이 높은 것으로 나타났다. 깻잎 분말을 첨가한 마들렌의 선행 연구(Yoon JA 등 2024b)에서 총 폴리페놀 함량은 대조군이 0.48 mg GAE/g으로 가장 낮았고, 40% 첨가군에서 1.52 mg GAE/g으로 가장 높은 값을 나타나 깻잎 분말 첨가량이 많아질수록 총 폴리페놀의 함량도 증가하였다. 솔잎분말 첨가 마들렌의 연구(Kim WJ 등 2014)에서는 5g 첨가군에서 총 폴리페놀 함량이 0.03 g GAE/mL로 대조군 0.02 g GAE/mL보다 높았으며, 귤피 첨가 마들렌의 연구(Yoon JA 2024)에서는 대조군 0.73±0.03 mg GAE/g, 40% 첨가군에서 3.33±0.16 mg GAE/g로 측정되었고, 골드키위의 유산균 발효물 첨가 마들렌의 연구(Ryu JY 등 2018)에서 대조군 0.14 mg GAE/g, 3% 첨가군에서 0.31 mg GAE/g로 측정되었다. 선행연구들에서도 본 연구와 유사하게 시료의 첨가량이 증가할수록 총 페놀의 함량도 증가하는 경향을 확인할 수 있었다.

Table 6.

Total polyphenol and total flavonoid contents of madeleines prepared with Vaccinium myrtillus L. powder

식물의 대사산물로 유래한 플라보노이드는 아스코르브산, 페놀 화합물, 알칼로이드 등과 천연 항산화제로 항염, 항암, 항균 등의 활성이 보고되어 있다(Benavente-Garcia O & Castillo J 2008; Kim JH 등 2022). 본 연구에서 총 플라보노이드도 총 폴리페놀과 비슷한 경향을 보여 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 2.76±0.09, 4.38±0.51, 5.49±0.33, 7.97±0.47, 11.95±0.86 μg QE/g으로 대조군이 가장 낮고 빌베리 첨가량이 증가할수록 총 플라보노이드 함량도 증가하였다(p<0.05). 빌베리 분말의 총 플라보노이드 함량은 1,110.86 μg Rutin/μg으로 측정되었고(Lee HJ 등 2024), 베리류의 총 플라보노이드 함량은 블루베리 1.98 mg QE/g, 아로니아 3.42 mg QE/g, 아사이베리 0.73 mg QE/g, 크랜베리 1.29 mg QE/g 등으로 나타났다(Li H & Jeong JM 2015). 골드키위 유산균 발효물을 첨가한 마들렌에서 대조군의 플라보노이드 함량은 0.03 mg RE(rutin equivalents)/g, 3% 첨가군에서 0.04 mg RE/g를 나타냈고(Ryu JY 등 2018), 귤피 첨가 마들렌에서는 대조군 2.97±0.31 mg QE/g, 40% 첨가군 6.67±0.28 mg QE/g으로 측정되었고(Yoon JA 2024), 솔잎분말을 첨가한 마들렌에서는 5g 첨가군에서 총 플라보노이드 함량이 0.022 g QE/mL로 대조군 0.003 g QE/mL보다 높았으며(Kim WJ 등 2014), 진피가루를 첨가한 마들렌에서 대조군 0.77 mg/g으로 가장 낮았고 10% 첨가군 1.38 mg/g으로 가장 높았다(Kang JH & Chung CH 2020). 본 연구에서 빌베리 첨가량이 증가함에 따라 총 플라보노이드 함량도 총 폴리페놀 함량과 유사하게 농도 비례적으로 증가하는 경향을 보였는데 선행연구들에서도 동일한 결과를 확인할 수 있었다.

6. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성

빌베리 분말을 첨가한 마들렌의 항산화력 검색을 위한 DPPH radical scavenging activity는 Fig. 2와 같고, 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 23.60±0.56, 35.64±0.49, 40.11±0.87, 46.78±0.37, 48.51±0.07%로 빌베리 첨가량에 비례하여 유의하게 증가하였고, ascorbic acid는 86.28%로 측정되었다(p<0.05). 인체는 다양한 생화학반응에서 자유 radical을 형성하고, 형성된 자유 radical은 ATP 생성과정에서 잔류하는 산소와 반응하여 과산화물을 형성하게 되며, 이러한 물질들은 노화와 만성질환을 유발하는데 항산화 물질은 이러한 과정을 차단하는 역할을 한다(Ryu JY 등 2018; Yoon JA 2024). DPPH radical과 ABTS radical은 자유 radical로 항산화 물질인 ascorbic acid, quercetin 및 butylated hydroxy anisole(BHA) 등과 반응하여 변색되고, 이 변색의 정도를 측정하여 항산화 활성을 계산하는데 DPPH radical scavenging activity는 보라색이 탈색되어 노란색으로 변색되는 정도를 측정한다(Chung HJ 등 2015; Kim YJ 등 2024). Lee HJ 등(2024)의 연구에 따르면 빌베리 분말의 DPPH 라디칼 소거능은 88.83%로 높게 나타났으며 이는 아스코르브산 86.28%보다 높은 수준이다. 타트체리를 첨가한 마들렌의 연구에서 DPPH 라디칼 소거 활성은 40% 첨가군에서 16.94±1.43%로 타트체리 첨가량이 증가할수록 증가하였으며(Yoon JA 등 2024a), 진피가루를 첨가한 마들렌의 연구에서는 10% 첨가군에서 83.43%를 나타냈으며(Kang JH & Chung CH 2020), 솔잎분말과 생즙을 첨가한 마들렌은 솔잎분말을 5% 첨가군에서 약 82% 정도의 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 보였고(Kim WJ 등 2014), 발효 장군차를 첨가한 마들렌의 연구에서는 농도 의존적인 활성의 증가를 보여 1 mg/mL 농도에서 71.02%를 나타냈으며(Choi YJ 등 2022), 귤피 분말을 첨가한 마들렌은 40%에서 45.29±7.42%를 보였고(Yoon JA 2024), 깻잎 분말 첨가 마들렌은 40% 첨가군에서 49.68±2.22%를 나타냈다(Yoon JA 등 2024b). 이러한 선행 연구의 결과들은 모두 농도 의존적으로 DPPH 라디칼 소거 활성의 증가를 보였으며 본 연구와 같은 결과를 보였다.

Fig. 2.

DPPH radical scavenging activities in madeleine added with different level of Vaccinium myrtillus L. powder. All values are mean±standard deviation (S.D.). Values with different letters were significantly different at p<0.05 according to Duncan’s multiple range test. 0%: Control (flour without Vaccinium myrtillus L. powder), 5%: Flour with 5% Vaccinium myrtillus L. powder, 10%: Flour with 10% Vaccinium myrtillus L. powder, 20%: Flour with 20% Vaccinium myrtillus L. powder, 30%: Flour with 30% Vaccinium myrtillus L. powder

ABTS radical scavenging activity는 chain breaking 항산화제와 hydrogen donating 항산화제 측정이 가능하며 청록색이 탈색되어 하늘색으로 변색되는 정도를 측정하여 산출하는데 빌베리 분말을 첨가한 마들렌의 측정값은 Fig. 3과 같다(Chung HJ 등 2015). ABTS 라디칼 소거능은 빌베리 분말을 0, 5, 10, 20 및 30% 첨가군에서 각각 18.00±0.68, 23.17±0.57, 27.93±0.62, 34.01±0.35, 43.58±0.08%로 측정되었으며, ascorbic acid는 32.82%로 측정되어 빌베리 첨가량이 증가할수록 DPPH 라디칼 소거능과 유사한 경향을 보이며 증가하였다(p<0.05). 선행연구의 ABTS 라디칼 소거능을 살펴보면 깻잎 분말 40% 첨가 마들렌은 42.62±0.87%의 활성을 보였고(Yoon JA 등 2024b), 귤피 분말 40% 첨가 마들렌은 74.352%였으며(Yoon JA 2024), 타트체리 분말을 40% 첨가한 마들렌은 61.13±0.05%의 활성을 보였다(Yoon JA 등 2024a). 이러한 경향은 본 연구와 유사하게 나타나 항산화 활성은 농도에 비례하게 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

Fig. 3.

ABTS radical scavenging activities in madeleine added with different level of Vaccinium myrtillus L. powder. All values are mean±standard deviation (S.D.). Values with different letters were significantly different at p<0.05 according to Duncan’s multiple range test. 0%: Control (flour without Vaccinium myrtillus L. powder), 5%: Flour with 5% Vaccinium myrtillus L. powder, 10%: Flour with 10% Vaccinium myrtillus L. powder, 20%: Flour with 20% Vaccinium myrtillus L. powder, 30%: Flour with 30% Vaccinium myrtillus L. powder

빌베리에는 anthocyanin, ascorbic acid 등의 항산화 성분이 함유되어 있으며 시력을 개선하고 돌연변이 유발을 예방하며, 항균과 항염의 질병 예방효과가 있다(Chan SW & Tomlinson B 2020; Lee HJ 등 2024). 빌베리에 함유된 항산화 성분인 polyphenol과 flavonoids 성분이 DPPH와 ABTS 라디칼 소거 활성에 영향을 미친 것으로 사료되며, 빌베리를 식품 등에 활용하여 기능성을 지닌 제품 개발에 활용할 가능성이 있는 것으로 판단된다.