고구마(Ipomoea batatas L.)는 메꽃과에 속하는 쌍떡잎식물로 식용으로 사용되며, 단위 면적당 수확량이 많고 열악한 환경조건에서도 다양한 목적으로 재배되어 경제성이 높은 작물로 세계 100여 개 국가에서 재배되고 있으며(Jang 등, 2013a), 우리나라에는 1763년 대마도로부터 처음 도입되어 이후로 오랫동안 식량자원으로 이용되어 왔다(Lee 등, 2012).

고구마는 전분 함량이 높아 전분 자체를 식용에 이용하기도 하고 공업 원료로 이용하기도 한다(Kum 등, 1994). 또한 에너지 공급원인 탄수화물 함량이 높아 우수한 식량자원으로 알려져 있으며(Jung 등, 1998), 식이섬유, 무기물, 영양성분이 풍부하고 β-carotene, anthocyanin, 식이섬유 등 영양성분이 풍부하다(Yoon 등, 2017). 육질색이 흰색인 일반고구마와 자색과 주황색을 띠는 유색고구마로 나뉘며 육질색에 따라 수분함량, 당도, 영양성분에 차이를 나타내며(Kim 등, 2010) 이러한 차이는 가공과정에서도 큰 차이를 나타낸다.

고구마는 까다로운 저장환경과 수확 과정에서 상처로 인해 저장성이 낮아지는 단점이 있다. 이러한 단점 때문에 고구마를 가공식품에 이용하기 위해서는 고구마를 분말로 가공해 저장하여 이용하거나 고구마 자체를 가공 후 저장하여 품질유지를 해야 한다(Kim 등, 2010). 고구마 가공에 대한 연구는 고구마 가수분해물을 이용한 혼합 음료(Han, 2004), 고구마 페이스트를 이용한 쌀구움과자(Yoon 등, 2017), 다양한 고구마를 이용하여 제조된 막걸리(Cheon 등, 2013), 자색고구마를 이용한 항산화 활성이 강화된 동치미 냉면육수 제조(Seo 등, 2011), 품종별 고구마 칩의 제조 조건 최적화 및 최적 품종 선정(Jang 등, 2013a), 자색고구마를 첨가한 양갱(Lee와 Choi, 2009), 황색고구마 퓨레의 품질과 carotenoid 색소(Jung 등, 1998) 등 다양한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 고구마는 열처리 방법과 품종에 따라 다른 가공 특성을 나타내는데, 그러한 비교를 통한 연구는 부족한 실정이고 고구마를 다양한 식품에 적용하기 위해서는 고구마를 소재화하기 위한 다양한 응용연구가 필요하다.

따라서 본 연구에서는 고구마 페이스트를 제조하기 위한 열처리 방법을 선정하기 위하여 고구마 육질색 종류별 3가지 품종을 대상으로 증자, 고압증자 및 굽기 방법으로 페이스트를 제조하고 다양한 품질특성을 살펴보았다.

실험재료

본 실험에 사용된 고구마(Ipomoea batatas L.)는 대유미, 신자미 및 주황미로 각각 크림색, 자색 및 주황색을 나타내며, 대유미는 분질고구마 그리고 신자미 및 주황미는 점질고구마에 속하는 품종으로 농촌진흥청 바이오에너지센터에서 2021년 10월에 생산된 것을 제공받아 시료로 사용하였다. 고구마는 흐르는 물에 깨끗이 세척하고 표면의 수분을 제거한 다음 사용하였다.

고구마 페이스트 제조

고구마 페이스트 제조를 위하여 세척한 고구마를 열이 잘 통하도록 단층으로 배열하여 찌기, 굽기 및 고압증기로 처리하였다. 즉, 찐 고구마는 고구마를 2~3등분으로 나눈 뒤 찜기를 이용하여 100°C의 수증기로 40분간 증자하여 제조하였으며, 군고구마는 원적외선오븐(Rs-1, CRE CHEF, Gyeonggi, Korea)으로 190°C에서 구워서 제조하였다. 고압증기처리 고구마는 고온고압장치(Jisico, Seoul, Korea)를 이용하여 130°C에서 30분간 처리하여 제조하였다. 열처리 방법별로 처리된 고구마는 상온에서 10분간 식힌 후 껍질을 제거한 다음 압출기(HY-UBF11B, Hurom, Seoul, Korea)로 페이스트를 제조하고 진공 포장하여 -20°C에서 보관하며 시료로 사용하였다.

수분함량 및 색도

원료 고구마와 페이스트의 수분함량은 AOAC(1995)의 방법에 따라 105±5°C 상압가열건조방법으로 측정하였다. 색도는 색차계(CM-3500d, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 원료 고구마 절단면에 대하여 측정하였다. 색도는 Hunter의 명도(lightness)는 L값, 적색도(redness)는 a값, 황색도(yellowness)는 b값으로 나타내었고 표준 백색판은 L, a 및 b값 각각 96.17, 0.16 및 1.98이었다.

총당 함량 측정

원료 고구마의 당 분석은 고구마 3 g에 10배의 증류수를 첨가하여 마쇄 후 초음파 추출장치(frequency 40 Hz, power 300 W; SD-350H, SeongDong, Seoul, Korea)를 이용하여 25°C에서 1시간 추출하였다. 추출물은 4,000 rpm에서 10분간 원심분리(Centrifuge union 55 R, Hanil, Incheon, Korea)하여 상등액을 취해 시료로 사용하였다. 고구마 페이스트의 당 분석은 시료 1 g에 20배의 증류수를 첨가하여 섞은 다음 원료 고구마와 같은 방법으로 추출하여 상등액을 취해 시료로 사용하였다. 총당 함량은 Jang 등(2013b)의 방법을 참조하여 원료 고구마와 페이스트 추출물을 각각 100 및 200배 희석하여 사용하였으며, 추출물 0.5 mL에 5% phenol 용액을 0.25 mL 첨가한 후 95% 황산 1.25 mL를 첨가하고 30분 동안 상온에 방치 후 분광광도계(UV-1650 PC, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 470 nm에서 흡광도를 측정하였고, 표준물질로 glucose(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)를 사용하여 검량선을 작성한 후 총당 함량을 시료 중 백분율로 나타내었다.

유리당 함량 분석

원료 고구마와 페이스트의 유리당 함량은 Jang 등(2013b)의 방법을 참조하여 측정하였다. 즉, 추출물을 각각 2배 희석하여 0.25 μm PTFE syringe filter(Whatman, Maidstone, UK)로 여과하였고 HPLC(Waters alliance 2795, Waters, Milford, MA, USA)로 분석하였다. 분석은 Shodex NH2P-50 column(4.6×150 mm, Showa Denko, Tokyo, Japan), 검출기는 ELSD(Waters 2420 ELSD, Waters)를 이용하였으며 이동상은 80% acetonitrile, 유속은 1.0 mL/min, 시료 주입량은 20 µL였다. 표준물질로 glucose, fructose, sucrose 및 maltose(Sigma Chemical Co.)를 사용하였다.

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 측정

총 폴리페놀 함량은 Dewanto 등(2002)의 방법으로 측정하였다. Folin-Ciocalteu’s phenol reagent가 추출물에 존재하는 polyphenol compounds에 의해 환원될 때 몰리브덴 정색으로 발색하는 원리를 이용하였다. 80% MeOH 추출물 50 µL를 test tube에 2% Na₂CO₃ 1 mL를 가해 3분간 방치한 다음 50% Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 50 µL를 첨가하여 30분간 반응시킨 후 반응액을 분광광도계(Epoch microplate spectrophotometer, Biotek Instruments, Winooski, VT, USA)를 이용하여 750 nm 흡광도에서 측정하였다. 표준물질은 gallic acid(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 농도 1, 0.5, 0.25, 0.125 및 0.0625 mg/mL로 희석하여 사용하였다. 총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등(1999)의 방법을 이용하여 분석하였다. 80% MeOH 추출물 125 µL에 증류수 0.5 mL와 5% NaNO₂ 37.5 µL를 첨가 후 5분 후에 10% AlCl₃6H₂O 75 µL를 첨가하였다. 그 후 6분간 방치하고 1 M NaOH 250 µL를 첨가해 다시 11분간 방치한 다음 510 nm 흡광도에서 측정을 진행하였다. 표준물질로는 (+)-catechin hydrate(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하였다.

ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능 측정

2,2′-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) 라디칼 소거능 활성은 Choi 등(2006)의 방법을 변형하여 측정하였다. 7 mM 농도로 ABTS(M.W. 548.68 g, 0.192 g/50 mL)를 용해시키고, 여기에 최종 농도가 2.45 mM이 되도록 potassium persulfate(M.W. 270.33 g, 0.033 g/50 mL)를 첨가하여 하루 동안 암소에서 ABTS radical cation(ABTS.+)을 생성시켰다. ABTS 라디칼 양이온 용액을 증류수로 희석하여 735 nm에서 1.0~1.4의 흡광도 값을 얻었다. 희석한 ABTS 라디칼 양이온 용액 1 mL를 농도 0.5 mg/mL로 조절하여 80% MeOH 추출물 또는 증류수(blank) 50 µL에 첨가하였다. 1시간 방치 후 분광광도계를 이용하여 흡광도 735 nm에서 측정을 진행하였으며 ABTS 라디칼 소거능은 시료 비첨가구와 첨가구의 흡광도 차이를 시료 1 g당 mg ascorbic acid로 나타내었다. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능 활성은 Hwang 등(2006)의 방법을 이용하여 측정하였다. 80% MeOH 추출물 또는 증류수(blank) 0.2 mL에 0.2 mM DPPH(Sigma-Aldrich Co.) 용액 0.8 mL를 가한 후 실온에서 30분 방치 후 520 nm의 흡광도에서 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능 활성의 전자공여능은 시료 비첨가구와 첨가구의 흡광도 차이를 시료 1 g당 mg ascorbic acid로 표현하였다.

안토시아니딘 분석

원료 고구마와 페이스트의 안토시아니딘 분석은 Ji 등(2016)의 방법을 변형하여 분석하였다. 시료 1 g에 80% MeOH 20배량을 첨가하여 25°C에서 1시간 동안 3회 반복하여 초음파 추출(Ultrasonic Cleaner SD-350H, SeongDong) 및 여과(Advantec No. 2, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)하였다. 여과된 추출물은 농축하여 5 mL로 재용한 뒤 2N HCl 1 mL를 첨가하여 100°C water bath에서 1시간 정도 가열하여 색소를 완전히 가수분해시켰다. 가수분해 방법은 Giusti와 Wrolstad(1996)의 방법을 변형하여 분석하였다. 가수분해한 색소액을 냉각한 후 증류수로 2배 희석하여 4 mL로 정용하였다. 희석액에 isoamyl alcohol 1 mL를 첨가하여 강하게 흔든 후, 잠시 방치한 다음 상층액을 취하여 0.20 µm PTFE 필터로 여과한 뒤 HPLC(ACME 9000 system, Younglin, Anyang, Korea)로 분석하였다. 표준품은 cyanidin(Sigma Chemical Co.)과 peonidin(Polyphenols Laboratories Co., Sandnes, Norway)을 사용하였으며 모든 시료는 3회 분석하였다. Column은 Mightysil RP-18 GP column(4.6 mm×250 mm, 5 µm, Kanto Chemical Co., Tokyo, Japan)을 사용하였고, 검출기는 UV(520 nm), 이동상은 5% formic acid in ACN(A)과 5% formic acid in water(B)를 gradient 조건으로 흘려주었고 gradient 조건은 Kim 등(2017a)의 방법을 참고하여 A:B를 초기 10:90(%, v/v)에서 24분에 40:60, 25분에 100:0, 28분에 100:0, 29분에 10:90, 40분에 10:90으로 설정하였으며, 유속은 0.7 mL/min으로 흘려주었으며 주입량은 20 µL로 하였다.

압출 특성

고구마 페이스트의 압출 특성은 Li 등(2010)의 방법을 변형하여 측정하였으며 스테인리스 원통을 이용하였다. 이때 스테인리스 원통은 바닥에 지름 6 mm의 구멍이 하나 있고 내경 22 mm, 높이는 60 mm인 것을 사용하고 Texture analyzer(TA-XT2, Stable Micro System, Surrey, England)를 사용하여 trigger force 5.0 g, pre-test speed 2.0 mm/s, test speed 2.0 mm/s, return speed 5.0 mm/s, test distance 5.0 mm로 20 mm cylinder probe를 이용하여 측정하였다.

관능검사

열처리 방법 및 품종에 따라 제조된 고구마 페이스트의 관능검사는 Shin과 Chae(2018)의 방법을 변형하여 진행하였다. 충북대학교 생명윤리심의위원회에서 IRB 승인(CBNU-202202-HR-0246)을 받아 관능검사를 실시하였고, 충북대학교 식품공학과 소속의 훈련된 패널 20명을 선정하여 진행하였다. 관능검사 방법은 페이스트의 색, 향, 맛, 식감, 전체적인 기호도 등 5 항목에 대해서 7점 평정법으로 평가하였다.

통계분석

모든 분석은 3회 반복 측정하였고 mean±SD로 표현하였다. 통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 12.0, SPSS Inc., Chicago, USA)을 사용하였으며, 각 처리군의 평균과 표준편차를 산출해 Duncan’s multiple range test를 이용해 유의성 검정하였다.

수분함량 및 색도

고구마 원료 및 페이스트의 수분함량과 색도를 측정한 결과는 Table 1과 같다. 고구마 원료의 수분함량은 대유미가 62.39%, 신자미가 67.76% 그리고 주황미가 73.99%로 점질고구마인 주황미가 높은 수분함량을 나타내었으며, 점질고구마가 분질 및 중간질 고구마보다 수분함량이 높다는 연구와 유사하였다(Hwang 등, 2017). 고구마 원료 및 페이스트의 색도는 고구마 품종별 육질색이 다르기 때문에 차이를 나타내었는데 명도(L)는 크림색을 띠는 대유미가 높았고 황색도(b)는 주황색을 띠는 주황미가 높게 나타났다. 또한 품종 및 처리구에 따른 페이스트의 수분함량은 상압증자와 고온고압 처리를 할 경우 대유미는 각각 65.45 및 65.69%, 신자미는 각각 70.32 및 70.31% 그리고 주황미는 각각 77 및 77.73%로 높았지만 굽기 처리할 경우 대유미는 59.45%, 신자미는 63.14% 그리고 주황미는 73.2%로 낮게 나타났다. 굽기 처리는 원적외적 구이기를 이용하여 열처리하는 것이므로 수분이 증발하여 감소한 것으로 판단되며 밤고구마와 호박고구마를 찌는 것보다 굽는 것이 더 많은 수분이 감소한 Kim 등(2017b)의 연구와 유사한 결과를 나타내었다.

Table 1 . Moisture content and hunter color value of raw and sweet potato paste.

Cultivar	Treatment	Moisture content (%)	Hunter’s color
			L	a	b
Daeyumi	Raw material	62.39±0.18g2)3)	82.37±0.14a	−1.42±0.01i	24.17±0.02c
	Steaming	65.45±0.09f	53.70±0.17d	−6.33±0.04l	18.78±0.06f
	HTP1)	65.69±0.20f	51.71±0.02f	−5.02±0.03j	17.45±0.02g
	Baking	59.45±1.08h	53.98±0.01c	−5.68±0.03k	20.40±0.00e
Sinjami	Raw material	67.76±0.28e	20.13±0.23j	25.41±0.27a	2.47±0.07h
	Steaming	70.32±0.39d	24.92±0.01i	6.30±0.02e	−2.76±0.00k
	HTP	70.31±0.33d	24.85±0.00i	5.32±0.01h	−1.65±0.01j
	Baking	63.14±0.11g	24.76±0.01i	6.02±0.02f	−1.37±0.02i
Juhwangmi	Raw material	73.99±0.80b	68.18±0.22b	21.62±0.07b	33.80±0.10a
	Steaming	77.00±0.33a	52.22±0.01e	7.26±0.03d	24.18±0.01c
	HTP	77.73±0.43a	46.33±0.01h	5.67±0.04g	21.57±0.03d
	Baking	73.20±0.25c	51.46±0.01g	9.00±0.03c	24.94±0.00b

¹⁾High temperature and pressure treatment..

²⁾Values are mean±SD (n=3)..

³⁾Different small letters (a-l) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s range test (P<0.05)..

총당 및 유리당 함량

고구마 원료 및 페이스트의 총당 함량은 Table 2와 같으며, 유리당 함량은 Table 3과 같다. 원료의 총당 함량은 대유미가 5.58%, 신자미가 5.80% 그리고 주황미가 4.77%로 나타났으며, 페이스트의 총당 함량은 상압증자, 고온고압증자 및 굽기 처리 시 대유미는 각각 17.83, 17.61 및 20.39%, 신자미는 각각 17.29, 17.48 및 22.41% 그리고 주황미는 각각 15.16, 14.48 및 17.66%로 굽기 처리를 할 경우 크게 증가하였다. 원료의 총 유리당 함량은 대유미가 5.75%, 신자미가 5.39%, 주황미가 5.59%로 나타났으며, 고구마 페이스트의 총 유리당 함량은 상압증자와 고온고압증자 처리를 할 경우 대유미가 18.47%와 16.82%, 신자미가 15.28%와 13.48%, 주황미가 13.66%와 11.96%로 증가하였다. 고온고압 처리를 할 경우 당 함량이 다소 감소하는 경향을 나타내었으며, 굽기 처리의 경우 대유미는 21.04%, 신자미는 20.67% 그리고 주황미는 16.06%로 더 많은 증가를 보였다. 열처리를 할 경우 모든 품종에서 원료 고구마에서 검출되지 않은 maltose가 검출되었다. 이는 원료 고구마를 가열 시 호화된 전분의 효소작용에 따라 maltose가 생성될 수 있다고 보고한 Ra 등(2018) 및 Kum 등(1994)의 연구와 동일한 결과를 나타내었다.

Table 2 . Total sugar and anthocyanidin contents of raw and sweet potato paste.

Cultivar	Treatment	Total sugar (%)	Total anthocyanidin (mg/sample 100 g)
Daeyumi	Raw material	5.58±0.26f2)3)	12.83±0.07d
	Steaming	17.83±0.05c	－
	HTP1)	17.61±0.47c	－
	Baking	20.39±0.34b	－
Sinjami	Raw material	5.80±0.18f	52.80±1.13a
	Steaming	17.29±0.26c	31.71±1.14b
	HTP	17.48±0.05c	27.20±1.15c
	Baking	22.41±0.26a	27.54±1.21c
Juhwangmi	Raw material	4.77±0.03g	12.54±0.13d
	Steaming	15.16±0.42d	11.95±0.22d
	HTP	14.48±0.27e	12.36±0.07d
	Baking	17.66±0.45c	12.77±0.06d

¹⁾High temperature and pressure treatment..

²⁾Values are mean±SD (n=3)..

³⁾Different small letters (a-g) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s range test (P<0.05)..

Table 3 . Free sugar content of raw and sweet potato paste (unit: %).

Cultivar	Treatment	Fructose	Glucose	Sucrose	Maltose	Total free sugar
Daeyumi	Raw material	0.99±0.01g2)3)	0.94±0.00h	3.82±0.17e	－	5.75±0.18i
	Steaming	1.25±0.00a	1.49±0.00a	3.45±0.00f	12.27±0.09c	18.47±0.08c
	HTP1)	1.20±0.00b	1.38±0.02b	4.36±0.09c	9.88±0.14d	16.82±0.25d
	Baking	1.18±0.01c	1.23±0.00d	4.32±0.01c	14.31±0.12b	21.04±0.12a
Sinjami	Raw material	1.01±0.00f	1.07±0.03g	3.31±0.00f	－	5.39±0.03j
	Steaming	1.08±0.00d	1.31±0.02c	4.00±0.07d	8.89±0.23f	15.28±0.33f
	HTP	1.09±0.00d	1.24±0.00d	3.45±0.02f	7.71±0.14h	13.48±0.16g
	Baking	0.95±0.00h	1.18±0.03e	3.97±0.09de	14.58±0.07a	20.67±0.18b
Juhwangmi	Raw material	0.42±0.00j	0.35±0.00i	4.83±0.04b	－	5.59±0.04ij
	Steaming	0.44±0.00i	0.36±0.00i	4.93±0.11b	7.93±0.02g	13.66±0.08g
	HTP	1.03±0.00e	1.12±0.00f	4.50±0.06c	5.32±0.02i	11.96±0.08h
	Baking	0.44±0.00i	0.37±0.01i	5.67±0.24a	9.58±0.07e	16.06±0.30e

¹⁾High temperature and pressure treatment..

²⁾Values are mean±SD (n=3)..

³⁾Different small letters (a-j) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s range test (P<0.05)..

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

고구마 원료 및 페이스트의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 Table 4와 같다. 고구마 원료의 총 폴리페놀 함량은 대유미, 신자미 및 주황미 순으로 각각 2.93, 23.40 및 6.51 mg/sample g을 나타내었으며, 페이스트의 총 폴리페놀 함량은 열처리를 할 경우 감소하는 경향을 보였으며 대유미는 1.95~2.49 mg/sample g 범위, 신자미와 주황미는 각각 8.8~11.1 및 1.76~2.59 mg/sample g 범위를 나타내었다. 고구마 원료의 총 플라보노이드 함량은 대유미, 신자미 및 주황미 순으로 각각 0.91, 12.21 및 2.94 mg/sample g의 결과를 나타내었으며, 페이스트의 총 플라보노이드 함량 역시 또한 열처리하는 경우 폴리페놀과 마찬가지로 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 육질색이 자색인 신자미에서 모두 높게 나타났으며, 모든 품종에서 열처리하는 경우 그 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 자색을 띠는 고구마의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 가장 높고(Kim 등, 2015), 고구마를 굽거나 쪘을 때 생것보다 그 함량이 감소하는 경향을 보인 연구와 유사하였다(Lee 등, 2012).

Table 4 . Total polyphenol and flavonoid, DPPH and ABTS radical scavenging activity of raw and sweet potato paste.

Cultivar	Treatment	Total polyphenol (mg/sample g)	Total flavonoid (mg/sample g)	DPPH radical (AA eq mg/sample g)	ABTS radical (AA eq mg/sample g)
Daeyumi	Raw material	2.93±0.07f2)3)	0.91±0.01f	1.30±0.06f	3.03±0.04f
	Steaming	2.46±0.01g	0.53±0.03g	1.13±0.00g	2.87±0.06hi
	HTP1)	1.95±0.01h	0.17±0.00i	0.55±0.00ij	2.30±0.01j
	Baking	2.49±0.03g	0.32±0.01h	0.79±0.01h	2.76±0.06i
Sinjami	Raw material	23.40±0.26a	12.21±0.18a	18.14±0.24a	38.64±0.16a
	Steaming	8.80±0.03d	3.53±0.03d	4.62±0.12d	12.56±0.12d
	HTP	9.39±0.09c	4.43±0.03c	5.33±0.07c	13.21±0.05c
	Baking	11.10±0.12b	5.20±0.02b	5.86±0.06b	15.06±0.03b
Juhwangmi	Raw material	6.51±0.02e	2.94±0.03e	3.68±0.15e	6.25±0.04e
	Steaming	1.76±0.00i	0.10±0.01ij	0.52±0.00ij	2.04±0.08k
	HTP	2.59±0.01g	0.11±0.01ij	0.68±0.00hi	2.94±0.10gh
	Baking	1.92±0.02h	0.05±0.00j	0.48±0.01j	2.12±0.09k

¹⁾High temperature and pressure treatment..

²⁾Values are mean±SD (n=3)..

³⁾Different small letters (a-k) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s range test (P<0.05)..

ABTS 및 DPPH에 의한 전자공여능

고구마 원료 및 페이스트의 항산화활성을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 즉, 고구마 원료의 ABTS 라디칼 소거활성은 대유미, 신자미 및 주황미 각각 3.03, 38.64 및 6.25 AA eq mg/sample g이었다. 페이스트의 ABTS 라디칼 소거능 활성은 열처리하는 경우 감소하는 경향을 나타내었으며, 대유미는 2.30~2.87 AA eq mg/sample g 범위, 신자미와 주황미는 각각 12.56~15.06 및 2.04~2.94 mg AA eq/sample g 범위를 나타내었다. 고구마 원료의 DPPH 라디칼 소거 활성은 대유미, 신자미 및 주황미 각각 1.30, 18.14 및 3.68 AA eq mg/sample g이었으며, 페이스트의 DPPH 라디칼 소거능 활성 또한 열처리를 할 경우 ABTS와 마찬가지로 감소하는 경향을 나타내었다. 항산화 활성 또한 육질색이 자색인 신자미가 높게 측정되었다. 이는 자색고구마의 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 활성이 육질이 크림색을 띠는 고구마나 주황색을 띠는 고구마보다 높은 결과를 나타낸다는 연구와 유사한 결과였다(Song 등, 2005). 모든 품종에서 열처리하는 경우 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 활성이 감소하는 경향을 보였으며, 자색을 띠는 고구마가 다른 고구마에 비해 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 활성이 가장 높고 열처리에 의해 감소하는 연구와 유사한 결과를 나타내었다(Lee 등, 2012).

안토시아니딘 함량

고구마 원료 및 페이스트의 안토시아니딘 함량을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 고구마 원료의 안토시아니딘 함량은 대유미, 신자미 및 주황미가 각각 12.83, 52.80 및 12.54 mg/sample 100 g을 나타내었다. 안토시아니딘 함량은 열처리하는 경우 감소하는 경향을 나타내었으며, 함량이 가장 높았던 신자미의 경우 상압증자, 고온고압증자 및 굽기 처리를 한 후 각각 31.71, 27.20 및 27.54 mg/sample 100 g으로 크게 감소하였지만 주황미는 각각 11.95, 12.36 및 12.77 mg/sample 100 g으로 큰 변화가 없었다. 이러한 결과는 자색을 띠는 고구마에서 안토시아니딘 함량이 높게 나온 기존의 연구와 유사한 결과를 나타내었고(Hong 등, 2020), 자색고구마를 열처리하는 경우 안토시아닌 함량이 감소한다는 Kim 등(2012)의 연구와 유사한 결과를 나타내었다.

고구마 페이스트 압출력

고구마 페이스트의 압출력을 측정한 결과는 Fig. 1과 같다. 페이스트 처리구별 압출력은 대유미가 가장 높았으며 상압증자, 고온고압증자 및 굽기 처리구가 각각 81.58, 81.24 및 140.31 N.s의 압출력을 나타내었다. 신자미는 각각 54.03, 39.13 및 74.93 N.s 그리고 주황미는 각각 24.46, 17.36 및 34.37 N.s를 나타내었다. 대유미는 고분질고구마이기 때문에 점질고구마인 신자미나 주황미에 비해 수분함량이 적어 압출특성이 높게 나타난 것으로 생각된다. 모든 고구마는 페이스트 제조 시 굽기 처리하는 경우 수분함량이 더 많이 감소하기 때문에(Kim 등, 2017b) 압출력이 높게 측정된 것으로 생각된다.

Fig 1. Extrusion force of sweet potato paste according to treatment method. Different small letters (a-h) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s range test (P<0.05).

관능평가

고구마 페이스트의 관능평가 결과는 Table 5와 같다. 열처리 방법에 따른 색의 기호도는 모든 품종에서 굽기 처리한 경우 대유미, 신자미 및 주황미가 각각 5.09, 5.36 및 5.00점으로 높은 선호도를 보였으며, 고온고압 처리한 경우에는 각각 5.00, 5.27 및 1.91점으로 대유미와 신자미는 좋은 점수를 받았지만 주황미는 낮은 값을 보였는데, 이는 고온고압 처리를 할 경우 명도 값이 낮아지고 진해져 황색으로 변하기 때문이라 판단된다. 향의 기호도는 모든 품종에서 굽기 처리한 경우 대유미, 신자미, 및 주황미가 각각 5.18, 4.18 및 4.18 점으로 높은 기호도를 나타냈으며, 모든 열처리 방법에서 대유미가 가장 높은 점수를 받았다. 맛의 기호도도 모든 품종에서 굽기 처리한 경우 높은 점수를 받았으며, 대유미가 5.27로 가장 높았다. 조직감은 모든 열처리 방법에서 대유미가 가장 높은 점수를 받았으며 주황미가 가장 낮았다. 전제적인 기호도는 색, 향, 맛 및 식감에서 높은 점수를 받은 대유미가 가장 높아 고구마 페이스트 제조 시 대유미 품종을 이용하는 것이 우수할 것으로 판단된다.

Table 5 . Changes in sensory properties of sweet potato paste according to treatment method.

Cultivar	Ttreatment	Color	Flavor	Taste	Texture	Overall quality
Daeyumi	Steaming	5.00±0.00c2)3)	5.00±0.00a	5.09±0.30a	5.18±0.40a	5.09±0.30a
	HTP1)	5.00±0.00c	5.00±0.00a	5.09±0.30a	5.09±0.30a	5.09±0.30a
	Baking	5.09±0.30ab	5.18±0.40a	5.27±0.47a	5.09±0.30a	5.18±0.40a
Sinjami	Steaming	5.18±0.40ab	4.09±0.30bc	3.09±0.30de	4.27±0.47b	4.00±0.00b
	HTP	5.27±0.47ab	3.82±0.40cd	3.73±0.47c	4.36±0.50b	4.09±0.30b
	Baking	5.36±0.50a	4.18±0.40b	4.18±0.40b	4.09±0.30b	4.09±0.30b
Juhwangmi	Steaming	4.00±0.00d	3.73±0.47d	2.91±0.30e	3.00±0.00c	3.00±0.00c
	HTP	1.91±0.30e	2.36±0.50e	2.00±0.00f	1.91±0.30d	2.00±0.00d
	Baking	5.00±0.00c	4.18±0.40b	3.27±0.47d	3.09±0.30c	3.18±0.40c

¹⁾High temperature and pressure treatment..

²⁾Values are Mean±SD (n=20)..

³⁾Different small letters (a-f) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s range test (P<0.05)..

본 연구는 육질색이 다른 세 가지 품종 고구마를 이용하여 열처리 방법에 따라 제조된 페이스트의 품질특성을 살펴보았다. 원료 고구마의 유리당은 fructose, glucose 및 sucrose가 검출되었다. 고구마 페이스트의 유리당에는 maltose가 추가로 검출되었고 총당 함량은 대유미는 17.61%~20.39%, 신자미는 17.29%~22.41% 그리고 주황미는 14.48%~17.66% 범위였으며, 굽기 처리한 경우 가장 높았다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 원료 고구마에서 신자미가 각각 23.40 및 12.21 mg/sample g으로 가장 높았다. 페이스트의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량도 열처리 방법별로 신자미가 각각 8.8~11.1 및 3.53~5.20 mg/sample g 범위로 가장 높았다. 압출력은 대유미에서 81.24~140.31 N.s의 범위로 가장 높았으며, 굽기 처리한 경우 높았다. 관능검사 결과 굽기 처리가 가장 적합한 열처리 방법으로 나타났으며, 신자미가 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 높아 기능성 고구마 페이스트의 원료로 가치가 있다고 판단되며, 본 연구 결과는 고구마 페이스트를 이용한 음료, 말랭이 등 다양한 식품산업에 적용 가능하다고 생각된다.

본 연구는 농촌진흥청 연구비지원(과제번호: PJ0142332022)에 의해 수행되었으며 이에 감사드립니다.