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JKFN Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition



Online ISSN 2288-5978

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Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2023; 52(6): 577-583

Published online June 30, 2023 https://doi.org/10.3746/jkfn.2023.52.6.577

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

Antioxidant Activities and Quality Characteristics of Cookies Containing Dried Radish (Raphanus sativus L.) Powder

Yu-Chen Cheng1 , Min-Hwan Bae2, and Hong-Sun Yook1

1Department of Food and Nutrition, Chungnam National University
2ercohs

Correspondence to:Hong-Sun Yook, Department of Food and Nutrition, Chungnam National University, 99, Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon 34134, Korea, E-mail: yhsuny@cnu.ac.kr

Received: February 2, 2023; Revised: April 27, 2023; Accepted: May 3, 2023

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

This study was conducted to evaluate the quality characteristics and antioxidant activities of cookies containing different concentrations (0, 2, 4, and 6%) of dried radish powder. The results showed that adding dried pressurized roasted radish powder caused a significant decrease in pH but no significant difference in cookie density. Cookie sweetness, moisture content, spreadability, and redness increased as the concentration of dried radish powder increased, but lightness, yellowness, and hardness decreased. Supplementation with dried radish powder increased total polyphenol contents, and the highest antioxidant activities, as determined using DPPH and ABTS radical scavenging activities, were obtained for cookies supplemented with 6% dried radish powder. FRAP assay-determined antioxidant contents significantly increased upon adding dried radish powder. Cookies containing 6% dried radish powder had the best physicochemical results. The study confirms the feasibility of producing healthy functional cookies containing dried radish powder.

Keywords: dried radish, functional cookies, quality characteristics, antioxidant activities

최근 식생활 패턴이 간편화됨과 동시에 고급화 및 서구화로 변화함에 따라 쿠키와 같은 제과 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 무(Raphanus sativus L.)는 십자화과 채소로 휘발성 함황 성분을 가지고 있어 독특한 매운맛을 지니고 있고 다른 채소에 비해 유리아미노산, 당, 칼슘 및 인 등을 많이 함유하고 있으며, 무에 함유된 디아스타제(diastase)는 소화 촉진, 식중독, 숙취 해소에 효과가 있고 레핀(rapine)은 세균, 진균, 기생충 등에 대한 항균 작용이 있는 성분으로 알려져 있다. 그 외에도 무는 이뇨 작용, 정장 작용, 혈당 강하, 소염 및 지혈 등의 활성이 보고되어 있다(Jeong 등, 2004). 무에 함유된 생리활성 성분으로 플라보노이드인 kaempferol이 보고되었으며(Ryu 등, 1997), 식이섬유와 비타민, 플라보노이드계 색소, 페놀계 및 방향족 아민 등 항산화 작용을 나타내는 물질이 다량 함유되어 있어 체내 과산화지질의 생성을 효과적으로 억제시킴이 보고된 바가 있다(An과 Kim, 2001). 무말랭이는 무의 저장성을 향상하기 위해 무를 채 썬 후 주로 천일 건조법을 사용해 건조하여 제조한 것으로, 독특한 식감과 향미가 있어 반찬류로 많이 이용되고 있으며 특히 가압볶음 처리한 무말랭이는 Maillard 반응에 의한 항산화 기능성 물질이 생성되어 높은 항산화 활성을 지니고 있다(Joo 등, 2017).

소득 수준 향상으로 건강에 관한 관심이 높아지면서 건강 기능성이 식품 선택 시 중요한 요인으로 인식되고 있으며, 다양한 생리활성 기능을 함유한 식품소재를 사용하여 생리활성 물질을 탐색하고 기능성 식품으로 개발하고자 하는 연구가 꾸준히 증가하고 있다(Joo 등, 2017). 특히 제과, 제빵 분야에서 기능성 원료를 첨가한 다양한 식품들이 개발되고 있다.

쿠키는 박력 밀가루를 주원료로 하여 만든 작은 형태의 건과자로 바삭한 식감, 달콤한 맛, 간단한 제조 방법, 높은 저장성으로 다양한 계층의 소비자들이 간식으로 애용하고 있다(Song과 Lee, 2014). 건강 기능성 식품에 관한 관심이 높아지면서 건오디박(Jeon 등, 2013), 마늘즙(Shin 등, 2007), 참당귀 추출물(Moon과 Jang, 2011), 구기자 분말(Park 등, 2005a), 인삼 분말(Kang 등, 2009) 등과 같은 천연 부재료를 첨가한 쿠키 제조에 관한 연구가 진행되고 보고되고 있으나 가압볶음 무말랭이 분말을 적용한 연구는 아직 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 항산화, 혈당 강하, 소염 등의 우수한 생리활성을 가진 가압볶음 무말랭이 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 품질특성 및 항산화 활성을 평가하였다.

실험 재료

무말랭이는 제주도산 열풍 건조된 무말랭이를 인터넷(Delfris)에서 구입하였다. 가압볶음 무말랭이 분말은 500 g의 무말랭이를 대전 한민시장에 있는 한민 뻥튀기 가게의 쌀 튀밥용 가압볶음 장치(popped rice machine, Chilgok Food Machinery)에서 3분간 볶았다. 가압볶음 장치의 압력은 가열 3분 후 4.5 kg/cm2에 도달하였고 볶음 완료 뒤 사용 전까지 냉동 보관하였다. 쿠키 제조를 위한 무말랭이 가루는 가압볶음한 무말랭이를 분쇄한 뒤 40 mesh 체를 사용하여 particle size를 균질화하여 제조하였다. 쿠키 제조에 사용된 박력 밀가루, 설탕, 소금(CJ CheilJedang Corp.), 버터(Lotte Food)는 온라인에서 구입하였고 계란(Pulmuone Corporate)은 마트에서 구입하여 사용하였다.

쿠키의 제조

가압볶음 무말랭이 분말(dried radish powder; DRP)을 첨가한 쿠키의 제조 방법은 생산 공정에서 가장 보편적으로 쓰이는 크림법(creaming method)을 사용하였다. DRP 쿠키에 사용된 쿠키 반죽의 비율은 Table 1과 같이 박력 밀가루의 0%, 2%, 4%, 6%(w/w)를 DRP로 대체하여 제조하였고 이는 쿠키와 관련된 여러 문헌을 조사하고 자료를 수집하여 예비실험을 거치고 일부 수정하여 설정하였다. 믹서(5K5SS, KitchenAid Inc.)를 이용하여 계량한 버터와 설탕, 소금을 넣고 2단에서 3분간 혼합한 후 계란을 조금씩 넣어 크림 상태가 되면 40 mesh 체로 친 박력 밀가루와 DRP를 넣어 적절하게 혼합하고, 냉장고에서 1시간 휴지시켰다. 휴지시킨 반죽은 밀대를 이용하여 3회 밀어서 두께 4 mm로 균일하게 하고 직경 8 cm의 쿠키 틀로 찍었다. 성형된 반죽은 윗불 180°C, 아랫불 150°C로 예열한 오븐(FDO-7101p, Dae Young Machinery Co.)에서 15분간 구웠다. 완성된 쿠키는 실온에서 1시간 동안 건조하여 방랭하였다. 모든 실험에 사용된 쿠키는 진공상태가 아닌 지퍼백(LDPE, Cleanrap Co.)에 넣어 냉장(0~3°C) 보관하여 실험에 이용하였다.

Table 1 . Formulations for cookies with different levels of DRP1)

Ingredients (g)DRP
0%2)2%4%6%
Flour100989694
DRP0246
Butter60606060
Sugar40404040
Salt1111
Egg20202020

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder.

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w).



시료액 제조

항산화 활성을 측정하기 위하여 쿠키 시료 2 g에 중량 대비 10배 70% 에탄올을 가하여 12시간(20°C) 동안 150 rpm으로 shaking(NR-20, Taitec Co.) 하여 추출한 후 2,700×g에서 10분간 원심분리(LaboGene 416, LaboGene Co.)한 다음 여과하여 희석한 후 시료액으로 사용하였다.

쿠키의 밀도

쿠키의 밀도는 50 mL 메스실린더에 증류수 30 mL를 넣고 5 g의 쿠키를 넣었을 때 늘어난 부피를 측정하여 쿠키의 부피에 대한 무게의 비(g/mL)로 구하였다.

색도

쿠키의 색도는 분광색차계(CR-300, Minolta Co.)를 사용하여 명도(lightness), 적색도(redness), 황색도(yellowness)를 지시하는 L, a 및 b 값으로 비교하였고 10회 측정하였다. 표준백판의 값은 L=97.30, a=-0.13 b=-1.26이었다.

pH 및 당도 측정

쿠키의 pH와 당도를 측정하기 위하여 쿠키 시료 무게의 9배 증류수를 가하여 균질기(MS-H320, MTOPS)로 균질화한 후, 2,700×g에서 10분간 원심분리(LaboGene 416, LaboGene)하여 얻은 상등액을 실험에 사용하였다. pH는 pH meter(Neomet pH200L, Istek Co.)로, 당도는 당도계(PAL-1, Atago Co.)를 이용하여 3회 반복 측정하고 평균값을 산출하였다.

퍼짐성

쿠키의 퍼짐성 지수(spread factor)는 쿠키 직경에 대한 쿠키 두께의 비로 나타낸 것으로 AACC Method 10-50D의 방법(AACC, 1986)을 사용하여 5회 반복 측정하였다.

Spreadfactor= 1 mm 1 mm

수분 측정

쿠키의 수분함량은 105°C 상압가열건조법(AOAC, 1990)을 이용하여 3회 반복 측정한 후 평균값을 구하였다.

경도 측정

경도 측정은 texture analyzer(TA-XT2express, Stable Micro System Ltd.)를 사용하였고 측정조건은 pre-test speed 3 mm/s, test speeed 1 mm/s, post-test speed 5 mm/s, trigger type auto 5 g이다. 이때 2 mm cylinder probe로 쿠키의 윗부분을 각각 10회 반복 측정하여 평균값으로 구하였다.

총 폴리페놀 함량 측정

쿠키의 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis의 방법(1912)을 이용하여 측정하였다. 시료 10 μL에 Folin-Ciocalteu’s reagent(Sigma-Aldrich Co.) 10 μL를 가하여 진탕하고 3분간 방치한 다음 10% Na2CO3 용액(Duksan Pure Chemical Co., Ltd.) 150 μL를 섞어 1시간 후 765 nm에서 흡광도(xMarkTM Microplate Absorbance Spectrophotometer, Bio-Rad Laboratories, Inc.)를 측정하였다. 결괏값은 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 g 중 mg gallic acid(GAE, dry basis)로 표시하였다.

DPPH 라디칼 소거 활성 측정

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능은 Blois(1958)의 방법을 참고하여 측정하였다. 시료 0.04 mL에 0.15 mM DPPH(Sigma-Aldrich Co.) 용액 0.16 mL를 혼합하여 암실에서 30분간 반응시킨 다음 517 nm에서 흡광도(xMarkTM Microplate Absorbance Spectrophotometer)를 측정하였다. Blank는 시료액 대신 70% 에탄올을 사용하였다. 각 시료에서 나온 흡광도 값은 아래에 나타낸 식에 대입하여 계산하였다.

DPPHscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

ABTS 라디칼 소거 활성 측정

쿠키의 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)(ABTS) 라디칼 소거 활성은 Fellegrini 등(1999)의 방법을 참고하여 측정하였다. ABTS 시약은 140 mM의 K2S2O8(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.) 88 μL에 증류수 5 mL를 가한 후 ABTS diammonium salt tablet(Sigma-AldrichCo.) 2정을 넣어 암실에서 12~16시간 보관한 뒤 absolute ethanol(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.)과 1:88(v/v) 비율로 섞어 734 nm에서 흡광도 값이 0.7±0.02가 되도록 조절한 후 ABTS solution으로 사용하였다. 시료 50 μL에 ABTS solution 1 mL를 가한 후 2분 30초간 암실에서 반응시킨 다음 734 nm에서 흡광도 값을 측정하였다. 각 시료에서 나온 흡광도 값은 아래에 나타낸 식에 대입하여 계산하였다.

ABTSscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

환원력(ferric reducing antioxidant power, FRAP) 측정

쿠키의 환원력은 Benzie와 Strain(1996) 방법을 참고하여 측정하였다. FRAP reagent는 300 mM acetate buffer(pH 3.6)와 40 mM HCl(Samchun Pure Chemical Co.)에 용해시킨 10 mM 2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazine(TPTZ, Sigma-Aldrich Co.), 20 mM FeCl3・6H2O(Samchun Pure Chemical Co.)를 각각 10:1:1(v/v/v)의 비율로 섞은 다음 37°C의 인큐베이터에서 10분간 반응시켜 제조한 후 시약으로 사용하였다. 시료 30 μL에 증류수 90 μL와 FRAP reagent 900 μL를 넣고 37°C 인큐베이터(Fisher scientific 625D, Marshall Scientific LLC)에서 10분간 반응시킨 후 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과는 FRAP 활성 1 g당 해당하는 환원력을 표준물질인 FeSO4・7H2O(Samchun Pure Chemical Co.) 표준곡선을 작성하여 시료의 환원력(mM FeSO4/g)으로 나타내었다.

통계처리

모든 실험은 3회 이상 반복 실시한 후 그 평균값으로 나타내었고 통계분석은 SPSS 26.0(Statistical Package for the Social Sciences, SPSS Inc.)을 이용하여 실시하였다. 각 데이터 간의 유의성 검증은 one-way ANOVA(analysis of variance) 분석과 Duncan’s multiple range test를 통해 P<0.05 수준에서 검증하였다.

쿠키의 밀도

DRP를 첨가한 쿠키의 밀도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 쿠키의 밀도는 DRP 0%에서 1.08 g/mL로 나타났으며 DRP의 첨가량이 2%에서 6%로 증가할수록 밀도가 1.06 g/mL에서 1.04 g/mL로 낮아지는 경향을 보였으나 유의적 차이는 없었다(P>0.05). 밀도가 낮으면 쿠키가 딱딱하여 기호도가 감소하는 반면, 높으면 쉽게 부서지는 성질을 나타내어 상품성이 저하된다고 알려져 있다(Koh와 Noh, 1997). DRP 첨가량의 증가에 따라 밀도가 낮아지는 것은 DRP에 함유된 식이섬유 등에 기인한 것으로 판단되며(Park 등, 2011), DRP 첨가량 변화에 따른 유의적인 차이를 보이지 않은 것은 박력 밀가루 대비 DRP 첨가 비율이 높지 않았기 때문으로 사료된다.

Table 2 . Density of cookies with different concentrations of DRP1) (g/mL)

DRP
0%2)2%4%6%
Density1.08±0.06NS3)1.06±0.001.05±0.001.04±0.00

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder.

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w).

3)Values are mean±SD (n=3). NS: not significant.



색도

DRP를 첨가한 쿠키의 색도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. L값은 DRP를 첨가하지 않은 쿠키가 78.27±0.20으로 가장 높은 값을 나타냈고, DRP를 첨가할수록 유의적으로 감소하였다(P<0.05). a값은 DRP를 첨가할수록 적색도가 유의적으로 증가했으며(P<0.05), DRP 6% 첨가 쿠키가 13.78±0.22로 가장 높게 나타났다(P<0.05). b값은 DRP를 첨가할수록 감소하며 DRP 6% 쿠키가 30.02±0.21로 가장 낮은 것으로 유의성 있는 결과를 보였다(P<0.05). 쿠키의 색은 일정한 조건에서 주로 당에 의한 영향을 크게 받는데, 특히 환원당에 의한 비효소적 Maillard 반응 및 열에 불안정한 당의 캐러멜화 반응에 의해 영향을 받아 변할 수 있으며, 이러한 반응들은 매우 높은 온도가 필요하므로 고온의 오븐 내에서 쿠키의 표면색이 크게 변하게 된다(Bertram, 1953). 무의 당 함량은 동일한 중량의 박력 밀가루보다 높은 것으로 알려져 있다(RDA, 2021). DRP 첨가량이 증가함에 따라 L값과 b값은 감소하고 a값이 증가하는 것을 확인하였다. 이는 무를 볶은 뒤 가루로 만든 DRP 첨가로 인해 쿠키 내부에서 Maillard, 캐러멜화와 같은 갈변반응이 일어나면서 어두운 갈색을 형성한 결과라고 추측되며, Park 등(2014)의 연구에서도 동일한 결과를 확인할 수 있다.

Table 3 . Hunter color value of cookies with different concentration of DRP1)

Color valuesDRP
0%2)2%4%6%
Lightness (L)78.27±0.20a3)62.31±0.27b57.08±0.70c50.60±0.20d
Redness (a)3.50±0.16d11.59±0.32c12.44±0.50b13.78±0.22a
Yellowness (b)36.39±0.40a35.16±0.68b33.27±0.86c30.02±0.21d

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder.

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w).

3)Values are mean±SD (n=5). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.



pH 및 당도 측정

DRP를 첨가한 쿠키의 pH 및 당도를 측정한 결과는 Table 4와 같다. DRP를 첨가하지 않은 쿠키의 pH는 6.20±0.15로 유의적으로 가장 높은 값을 나타내었고(P<0.05) DRP 6% 쿠키의 pH는 5.69±0.26으로 가장 낮은 값을 보였다(P<0.05). 즉 DRP 첨가량에 따른 쿠키의 pH는 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮아지는 경향을 나타냈다. 가압볶음 무말랭이는 L-glutamic acid, L-aspartic acid, γ-aminobutyric acid 등의 유기산이 함유되어 있으며(Song 등, 2010), 이러한 유기산들이 쿠키의 pH에 영향을 준 것으로 사료된다. 또한 무가 함유한 당 성분이 Maillard 반응과 숙성 과정 중 유기산 등 다른 성분으로 변화하였기 때문에 DRP를 첨가한 쿠키의 pH가 감소하였다고 생각된다(Kim 등, 2022).

Table 4 . pH and °Brix values of cookies with different concentrations of DRP1)

PropertiesDRP
0%2)2%4%6%
pH6.20±0.15a3)5.94±0.01b5.80±0.01c5.69±0.26d
Sweetness (°Brix)2.73±0.29c2.77±0.29b2.78±0.29b2.80±0.00a

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder.

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w).

3)Values are mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.



DRP 첨가량을 달리하여 제조한 쿠키의 당도 측정 결과는 Table 4와 같다. DRP 첨가량이 증가함에 따라 당도는 2.73°Brix에서 2.80°Brix로 증가하였으며, DRP 2%, DRP 4%의 당도는 2.77±0.29°Brix, 2.78±0.29°Brix로 두 시료 간에 유의적인 차이는 없었다(P>0.05). 박력 밀가루는 무가 함유한 fructose(1.1 g/100 g), glucose(1.4 g/100 g), sucrose(0.2 g/100 g) 등의 유리당이 없으며(RDA, 2021), 이에 따라 박력 밀가루보다 유리당이 풍부한 DRP를 첨가한 쿠키의 당도가 증가하는 경향을 보인 것으로 사료된다.

퍼짐성, 수분 및 경도 측정

DRP를 첨가한 쿠키의 퍼짐성을 측정한 결과는 Table 5와 같다. 가장 낮은 수치의 퍼짐성을 보인 쿠키는 DRP를 첨가하지 않는 쿠키였으며(P<0.05), DRP 2%와 4% 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수는 16.10과 15.93으로 각각 나타났고 두 시료 간에 유의적인 차이는 없었다(P>0.05). DRP 4% 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수가 낮은 원인으로는 DRP를 첨가한 쿠키 중 4% 첨가한 쿠키의 직경이 가장 작았기 때문으로 사료된다. DRP 6% 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수는 18.79로 가장 크게 나타났으며(P<0.05) DRP 첨가량이 증가할수록 퍼짐성이 증가하는 경향을 확인하였다. 퍼짐성은 쿠키용 박력 밀가루의 품질평가 지표로 사용되고 있으며, 높은 퍼짐성은 긍정적인 품질평가 요소로 여겨진다(Park, 2012). 퍼짐성은 쿠키의 수분함량에 의해 영향을 받으며 쿠키의 수분함량이 높으면 퍼짐성이 커지는 것으로 알려져 있다(Cho 등, 2006). 따라서 DRP를 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수가 DRP를 첨가하지 않은 쿠키보다 높은 것은 DRP 첨가에 의한 쿠키의 수분함량이 높아졌기 때문으로 판단된다.

Table 5 . Spread ratio, moisture content, and hardness of cookies with different concentrations of DRP1)

DRP
0%2)2%4%6%
Spreadability (%)14.16±0.59c3)16.10±2.40b15.93±1.11b18.79±2.13a
Moisture contents (%)3.12±0.37d3.52±0.10c4.39±0.37b5.08±0.44a
Hardness (g/cm2)2,181.51±48.76a1,943.99±79.15b1,707.37±73.15c1,567.10±49.78d

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder.

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w).

3)Values are mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.



DRP를 첨가한 쿠키의 수분을 측정한 결과는 Table 5와 같다. 수분함량은 DRP 첨가량에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.05). DRP를 첨가하지 않은 쿠키의 수분함량은 3.12±0.37%로 가장 낮은 값을 나타내었고 DRP 6% 첨가한 쿠키의 수분함량은 5.08±0.44%로 가장 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 DRP의 식이섬유에 의한 수분 보유 능력 향상과 DRP 당 성분의 수분 친화 작용으로 인해 DRP 첨가량이 증가함에 따라 수분함량도 증가하는 것으로 사료된다(Chen 등, 1988).

DRP를 첨가한 쿠키의 경도를 측정한 결과는 Table 5와 같다. DRP를 첨가할수록 경도가 유의적으로 낮아지는 경향을 보였다(P<0.05). DRP를 첨가하지 않은 쿠키의 경도는 2,181.51±48.76 g/cm2로 가장 높은 값을 나타냈고 DRP 6% 첨가한 쿠키의 경도는 1,567.10±49.78 g/cm2로 가장 낮게 나타났다. 일반적으로 쿠키의 경도는 부재료의 첨가량, 수분함량, 섬유소 함량, 당도, 쿠키의 밀도 등에 영향을 받는 것으로 보고되었다(Joo과 Choi, 2012). 본 연구에서 DRP 첨가량이 증가함에 따라 수분함량 또한 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 DRP 첨가 쿠키의 경도가 낮아지는 원인은 주로 DRP의 수분함량에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 생각된다.

쿠키의 항산화 활성

DRP를 첨가한 쿠키의 폴리페놀 함량을 측정한 결과는 Table 6과 같다. DRP 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 총 페놀 함량은 DRP를 첨가하지 않는 쿠키가 1.43±0.23 mg GAE/g으로 가장 낮았고 DRP 6% 첨가한 쿠키가 4.17±0.61 mg GAE/g으로 가장 높았다(P<0.05). 무는 항산화 활성을 가지고 있는 플라보노이드 계열 중 하나인 kaempferol, 비타민 그리고 페놀계 물질들이 함유되어 있다고 보고되었으며(Ryu 등, 1997), 열처리에 의해 무에 함유된 결합형 페놀 성분이 유리형으로 전환되어 고분자 페놀 화합물이 저분자 페놀 화합물로 분해되고 그로 인해 총 페놀 화합물 함량이 증가하는 것으로 알려져 있다(Dewanto 등, 2002). 따라서 쿠키에 DRP를 첨가함으로써 페놀 화합물의 함량을 증가시킨 것으로 생각된다.

Table 6 . Antioxidant activities of cookies with different concentrations of DRP1)

DRP
0%2)2%4%6%
Total polyphenol (mg GAE/g)3)1.43±0.23d4)2.53±0.26c2.65±0.30b4.17±0.61a
DPPH radical scavenging activity (%)6.59±0.55c20.88±1.65b23.63±0.00b54.76±1.26a
ABTS radical scavenging activity (%)39.99±0.11c47.33±0.24b49.90±3.30b63.29±3.70a
FRAP (mM FeSO4/g)33.11±0.92d39.92±0.15c42.71±0.26b51.01±0.40a

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder.

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w).

3)Gallic acid equivalent mg/g.

4)Mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test.



DRP를 첨가한 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과는 Table 6과 같다. 20 mg/mL 수준에서 DRP 첨가 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능은 DRP를 첨가하지 않는 쿠키의 6.59±0.55%에 비해 증가했으며(P<0.05), DRP 첨가량이 증가할수록 DPPH 라디칼 소거능은 DRP 2% 첨가했을 때 20.88%에서 6% 첨가했을 때 54.76%로 증가하는 경향을 보였으나 2%와 4% DRP를 첨가한 쿠키 간의 DPPH 라디칼 소거능은 통계적으로 유의적 차이가 없었다(P>0.05). 선행 연구에 따르면, 무말랭이 같은 채소류를 가공하는 과정에서 친유성 성분인 리코펜 등의 활성보다 항산화 물질인 아스코르브산이나 폴리페놀 등의 친수성 성분의 활성이 더 크게 변화한다는 결과가 알려져 있다(Giovanelli 등, 2001). 이러한 이유로 DRP 6% 첨가한 쿠키는 친수성 성분인 아스코르브산이나 폴리페놀 등의 항산화 물질이 쿠키의 가공 과정에서도 활성을 유지하며, 다른 쿠키보다 더 높은 항산화 활성을 가진 것으로 사료된다.

DRP를 첨가한 쿠키의 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과는 Table 6과 같다. DRP 첨가량이 증가할수록 ABTS 라디칼 소거능이 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 20 mg/mL 수준에서 DRP 무첨가 쿠키가 39.99±0.11%로 가장 낮게 나타났으며 DRP 6% 첨가한 쿠키가 63.29±3.70%로 가장 높았다. 이러한 결과는 DRP에 함유된 플라보노이드에 의한 것으로 판단되었으며(Ryu 등, 1997), 무를 열처리할 때 Maillard 반응이 일어나면서 당이 분해되어 항산화 활성을 가진 부산물이 형성되고(Joo 등, 2017) 그 결과 항산화 효과가 증가하는 것으로 생각된다.

FRAP assay는 pH가 산성일 때 환원제에 의해 ferric tripyridyltriazine(Fe3+-TPTZ) 복합체가 ferrous tripyridyltriazine(Fe2+-TPTZ)으로 환원되는 원리를 이용한 것이다(Kim 등, 2009). 이 때문에 환원력에서의 흡광도 수치는 그 자체가 시료의 환원력을 나타내며 높은 항산화 활성을 가질수록 흡광도의 수치가 높게 나타난다. DRP를 첨가한 쿠키의 FRAP assay 결과는 Table 6과 같다. DRP를 첨가하지 않는 쿠키의 환원력은 33.11±0.92 mM/g으로 가장 낮게 나타났으며 DRP 6% 첨가한 쿠키의 환원력은 51.01±0.40 mM/g으로 가장 높았다. 즉 DRP 첨가량이 증가함에 따라 쿠키의 환원력이 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 무는 함황, glucosinolate, 유리 아미노산, 환원당 등 다양한 성분을 함유하고 있으며(Song 등, 2010), 그중 유리 아미노산은 항산화 활성 효과가 있다고 보고되어 있다(Park 등, 2005b). 또한, 무를 볶는 과정에서 생성되는 갈색 반응물질인 “Maillard 반응물질”은 무에서 발생하는 천연 당류 및 아미노산이 열에 의한 분해 과정을 통해 생성되고(Joo 등, 2017), 그 결과 항산화 활성을 증진한다는 연구 결과가 있다(Kim 등, 2022). 이에 따라 무를 가열하여 볶음한 후, 이를 이용하여 제조된 DRP에 의해 항산화 성분이 증가하여 DRP 첨가 쿠키의 환원력이 DRP를 첨가하지 않은 쿠키에 비해 유의적으로 높아진 것이라 판단된다.

본 연구는 DRP를 첨가[0%, 2%, 4%, 6%(w/w)]한 쿠키를 제조하여 쿠키의 품질특성 및 항산화 활성을 관찰하고 그 결과 기능성 쿠키로의 이용 가능성을 알아보았다. 실험 결과 쿠키의 밀도에서 DRP를 첨가한 쿠키와 첨가하지 않는 쿠키는 유의적인 차이가 없었다(P>0.05). 쿠키 색도는 DRP 첨가량이 증가함에 따라 a값이 유의적으로 증가했으며(P<0.05) L값과 b값은 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 쿠키의 pH는 DRP 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 쿠키의 당도 측정 결과 DRP 2%와 DRP 4% 사이에는 유의적 차이가 없었으며(P>0.05), 대체로 DRP 첨가량이 증가함에 따라 당도가 증가하였다. 퍼짐성 지수는 DRP 2%와 DRP 4% 사이에서 유의적인 차이가 없었으나(P> 0.05), DRP를 첨가하지 않는 쿠키보다 첨가한 쿠키가 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 수분함량도 DRP 첨가량이 증가함에 따라 증가하였고(P<0.05), 경도는 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 쿠키의 항산화 활성을 측정한 결과, 총 폴리페놀 함량은 DRP 첨가량이 증가함에 따라 증가하였고(P<0.05) DPPH 라디칼 소거능은 DRP 2%와 DRP 4% 간에 유의적 차이가 없었으나(P>0.05), DRP를 첨가하지 않는 쿠키보다 유의적으로 높았고 DRP 6% 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능이 유의적으로 가장 높았다(P<0.05). ABTS 라디칼 소거 활성은 DRP 6% 첨가 쿠키가 가장 높았으며, DRP 첨가량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다(P<0.05). 환원력은 DRP 첨가에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 품질특성 결과에서 6%를 첨가한 쿠키가 가장 부드러운 결과를 보였으며, 항산화 활성 결과에서 6%를 첨가하는 쿠키가 항산화 활성이 가장 높은 것으로 나타났다(P<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 DRP를 첨가한 쿠키를 만들 경우 DRP의 함량은 박력 밀가루의 6%를 첨가하는 것이 가장 바람직하였다.

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Article

Article

Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2023; 52(6): 577-583

Published online June 30, 2023 https://doi.org/10.3746/jkfn.2023.52.6.577

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

가압볶음 무말랭이 분말을 첨가한 쿠키의 품질특성 및 항산화 활성

정우신1․배민환2․육홍선1

1충남대학교 식품영양학과
2(주)에르코스

Received: February 2, 2023; Revised: April 27, 2023; Accepted: May 3, 2023

Antioxidant Activities and Quality Characteristics of Cookies Containing Dried Radish (Raphanus sativus L.) Powder

Yu-Chen Cheng1 , Min-Hwan Bae2, and Hong-Sun Yook1

1Department of Food and Nutrition, Chungnam National University
2ercohs

Correspondence to:Hong-Sun Yook, Department of Food and Nutrition, Chungnam National University, 99, Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon 34134, Korea, E-mail: yhsuny@cnu.ac.kr

Received: February 2, 2023; Revised: April 27, 2023; Accepted: May 3, 2023

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

This study was conducted to evaluate the quality characteristics and antioxidant activities of cookies containing different concentrations (0, 2, 4, and 6%) of dried radish powder. The results showed that adding dried pressurized roasted radish powder caused a significant decrease in pH but no significant difference in cookie density. Cookie sweetness, moisture content, spreadability, and redness increased as the concentration of dried radish powder increased, but lightness, yellowness, and hardness decreased. Supplementation with dried radish powder increased total polyphenol contents, and the highest antioxidant activities, as determined using DPPH and ABTS radical scavenging activities, were obtained for cookies supplemented with 6% dried radish powder. FRAP assay-determined antioxidant contents significantly increased upon adding dried radish powder. Cookies containing 6% dried radish powder had the best physicochemical results. The study confirms the feasibility of producing healthy functional cookies containing dried radish powder.

Keywords: dried radish, functional cookies, quality characteristics, antioxidant activities

서 론

최근 식생활 패턴이 간편화됨과 동시에 고급화 및 서구화로 변화함에 따라 쿠키와 같은 제과 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 무(Raphanus sativus L.)는 십자화과 채소로 휘발성 함황 성분을 가지고 있어 독특한 매운맛을 지니고 있고 다른 채소에 비해 유리아미노산, 당, 칼슘 및 인 등을 많이 함유하고 있으며, 무에 함유된 디아스타제(diastase)는 소화 촉진, 식중독, 숙취 해소에 효과가 있고 레핀(rapine)은 세균, 진균, 기생충 등에 대한 항균 작용이 있는 성분으로 알려져 있다. 그 외에도 무는 이뇨 작용, 정장 작용, 혈당 강하, 소염 및 지혈 등의 활성이 보고되어 있다(Jeong 등, 2004). 무에 함유된 생리활성 성분으로 플라보노이드인 kaempferol이 보고되었으며(Ryu 등, 1997), 식이섬유와 비타민, 플라보노이드계 색소, 페놀계 및 방향족 아민 등 항산화 작용을 나타내는 물질이 다량 함유되어 있어 체내 과산화지질의 생성을 효과적으로 억제시킴이 보고된 바가 있다(An과 Kim, 2001). 무말랭이는 무의 저장성을 향상하기 위해 무를 채 썬 후 주로 천일 건조법을 사용해 건조하여 제조한 것으로, 독특한 식감과 향미가 있어 반찬류로 많이 이용되고 있으며 특히 가압볶음 처리한 무말랭이는 Maillard 반응에 의한 항산화 기능성 물질이 생성되어 높은 항산화 활성을 지니고 있다(Joo 등, 2017).

소득 수준 향상으로 건강에 관한 관심이 높아지면서 건강 기능성이 식품 선택 시 중요한 요인으로 인식되고 있으며, 다양한 생리활성 기능을 함유한 식품소재를 사용하여 생리활성 물질을 탐색하고 기능성 식품으로 개발하고자 하는 연구가 꾸준히 증가하고 있다(Joo 등, 2017). 특히 제과, 제빵 분야에서 기능성 원료를 첨가한 다양한 식품들이 개발되고 있다.

쿠키는 박력 밀가루를 주원료로 하여 만든 작은 형태의 건과자로 바삭한 식감, 달콤한 맛, 간단한 제조 방법, 높은 저장성으로 다양한 계층의 소비자들이 간식으로 애용하고 있다(Song과 Lee, 2014). 건강 기능성 식품에 관한 관심이 높아지면서 건오디박(Jeon 등, 2013), 마늘즙(Shin 등, 2007), 참당귀 추출물(Moon과 Jang, 2011), 구기자 분말(Park 등, 2005a), 인삼 분말(Kang 등, 2009) 등과 같은 천연 부재료를 첨가한 쿠키 제조에 관한 연구가 진행되고 보고되고 있으나 가압볶음 무말랭이 분말을 적용한 연구는 아직 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 항산화, 혈당 강하, 소염 등의 우수한 생리활성을 가진 가압볶음 무말랭이 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 품질특성 및 항산화 활성을 평가하였다.

재료 및 방법

실험 재료

무말랭이는 제주도산 열풍 건조된 무말랭이를 인터넷(Delfris)에서 구입하였다. 가압볶음 무말랭이 분말은 500 g의 무말랭이를 대전 한민시장에 있는 한민 뻥튀기 가게의 쌀 튀밥용 가압볶음 장치(popped rice machine, Chilgok Food Machinery)에서 3분간 볶았다. 가압볶음 장치의 압력은 가열 3분 후 4.5 kg/cm2에 도달하였고 볶음 완료 뒤 사용 전까지 냉동 보관하였다. 쿠키 제조를 위한 무말랭이 가루는 가압볶음한 무말랭이를 분쇄한 뒤 40 mesh 체를 사용하여 particle size를 균질화하여 제조하였다. 쿠키 제조에 사용된 박력 밀가루, 설탕, 소금(CJ CheilJedang Corp.), 버터(Lotte Food)는 온라인에서 구입하였고 계란(Pulmuone Corporate)은 마트에서 구입하여 사용하였다.

쿠키의 제조

가압볶음 무말랭이 분말(dried radish powder; DRP)을 첨가한 쿠키의 제조 방법은 생산 공정에서 가장 보편적으로 쓰이는 크림법(creaming method)을 사용하였다. DRP 쿠키에 사용된 쿠키 반죽의 비율은 Table 1과 같이 박력 밀가루의 0%, 2%, 4%, 6%(w/w)를 DRP로 대체하여 제조하였고 이는 쿠키와 관련된 여러 문헌을 조사하고 자료를 수집하여 예비실험을 거치고 일부 수정하여 설정하였다. 믹서(5K5SS, KitchenAid Inc.)를 이용하여 계량한 버터와 설탕, 소금을 넣고 2단에서 3분간 혼합한 후 계란을 조금씩 넣어 크림 상태가 되면 40 mesh 체로 친 박력 밀가루와 DRP를 넣어 적절하게 혼합하고, 냉장고에서 1시간 휴지시켰다. 휴지시킨 반죽은 밀대를 이용하여 3회 밀어서 두께 4 mm로 균일하게 하고 직경 8 cm의 쿠키 틀로 찍었다. 성형된 반죽은 윗불 180°C, 아랫불 150°C로 예열한 오븐(FDO-7101p, Dae Young Machinery Co.)에서 15분간 구웠다. 완성된 쿠키는 실온에서 1시간 동안 건조하여 방랭하였다. 모든 실험에 사용된 쿠키는 진공상태가 아닌 지퍼백(LDPE, Cleanrap Co.)에 넣어 냉장(0~3°C) 보관하여 실험에 이용하였다.

Table 1 . Formulations for cookies with different levels of DRP1).

Ingredients (g)DRP
0%2)2%4%6%
Flour100989694
DRP0246
Butter60606060
Sugar40404040
Salt1111
Egg20202020

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..



시료액 제조

항산화 활성을 측정하기 위하여 쿠키 시료 2 g에 중량 대비 10배 70% 에탄올을 가하여 12시간(20°C) 동안 150 rpm으로 shaking(NR-20, Taitec Co.) 하여 추출한 후 2,700×g에서 10분간 원심분리(LaboGene 416, LaboGene Co.)한 다음 여과하여 희석한 후 시료액으로 사용하였다.

쿠키의 밀도

쿠키의 밀도는 50 mL 메스실린더에 증류수 30 mL를 넣고 5 g의 쿠키를 넣었을 때 늘어난 부피를 측정하여 쿠키의 부피에 대한 무게의 비(g/mL)로 구하였다.

색도

쿠키의 색도는 분광색차계(CR-300, Minolta Co.)를 사용하여 명도(lightness), 적색도(redness), 황색도(yellowness)를 지시하는 L, a 및 b 값으로 비교하였고 10회 측정하였다. 표준백판의 값은 L=97.30, a=-0.13 b=-1.26이었다.

pH 및 당도 측정

쿠키의 pH와 당도를 측정하기 위하여 쿠키 시료 무게의 9배 증류수를 가하여 균질기(MS-H320, MTOPS)로 균질화한 후, 2,700×g에서 10분간 원심분리(LaboGene 416, LaboGene)하여 얻은 상등액을 실험에 사용하였다. pH는 pH meter(Neomet pH200L, Istek Co.)로, 당도는 당도계(PAL-1, Atago Co.)를 이용하여 3회 반복 측정하고 평균값을 산출하였다.

퍼짐성

쿠키의 퍼짐성 지수(spread factor)는 쿠키 직경에 대한 쿠키 두께의 비로 나타낸 것으로 AACC Method 10-50D의 방법(AACC, 1986)을 사용하여 5회 반복 측정하였다.

Spreadfactor= 1 mm 1 mm

수분 측정

쿠키의 수분함량은 105°C 상압가열건조법(AOAC, 1990)을 이용하여 3회 반복 측정한 후 평균값을 구하였다.

경도 측정

경도 측정은 texture analyzer(TA-XT2express, Stable Micro System Ltd.)를 사용하였고 측정조건은 pre-test speed 3 mm/s, test speeed 1 mm/s, post-test speed 5 mm/s, trigger type auto 5 g이다. 이때 2 mm cylinder probe로 쿠키의 윗부분을 각각 10회 반복 측정하여 평균값으로 구하였다.

총 폴리페놀 함량 측정

쿠키의 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis의 방법(1912)을 이용하여 측정하였다. 시료 10 μL에 Folin-Ciocalteu’s reagent(Sigma-Aldrich Co.) 10 μL를 가하여 진탕하고 3분간 방치한 다음 10% Na2CO3 용액(Duksan Pure Chemical Co., Ltd.) 150 μL를 섞어 1시간 후 765 nm에서 흡광도(xMarkTM Microplate Absorbance Spectrophotometer, Bio-Rad Laboratories, Inc.)를 측정하였다. 결괏값은 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 g 중 mg gallic acid(GAE, dry basis)로 표시하였다.

DPPH 라디칼 소거 활성 측정

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능은 Blois(1958)의 방법을 참고하여 측정하였다. 시료 0.04 mL에 0.15 mM DPPH(Sigma-Aldrich Co.) 용액 0.16 mL를 혼합하여 암실에서 30분간 반응시킨 다음 517 nm에서 흡광도(xMarkTM Microplate Absorbance Spectrophotometer)를 측정하였다. Blank는 시료액 대신 70% 에탄올을 사용하였다. 각 시료에서 나온 흡광도 값은 아래에 나타낸 식에 대입하여 계산하였다.

DPPHscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

ABTS 라디칼 소거 활성 측정

쿠키의 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)(ABTS) 라디칼 소거 활성은 Fellegrini 등(1999)의 방법을 참고하여 측정하였다. ABTS 시약은 140 mM의 K2S2O8(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.) 88 μL에 증류수 5 mL를 가한 후 ABTS diammonium salt tablet(Sigma-AldrichCo.) 2정을 넣어 암실에서 12~16시간 보관한 뒤 absolute ethanol(Samchun Pure Chemical Co., Ltd.)과 1:88(v/v) 비율로 섞어 734 nm에서 흡광도 값이 0.7±0.02가 되도록 조절한 후 ABTS solution으로 사용하였다. 시료 50 μL에 ABTS solution 1 mL를 가한 후 2분 30초간 암실에서 반응시킨 다음 734 nm에서 흡광도 값을 측정하였다. 각 시료에서 나온 흡광도 값은 아래에 나타낸 식에 대입하여 계산하였다.

ABTSscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

환원력(ferric reducing antioxidant power, FRAP) 측정

쿠키의 환원력은 Benzie와 Strain(1996) 방법을 참고하여 측정하였다. FRAP reagent는 300 mM acetate buffer(pH 3.6)와 40 mM HCl(Samchun Pure Chemical Co.)에 용해시킨 10 mM 2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazine(TPTZ, Sigma-Aldrich Co.), 20 mM FeCl3・6H2O(Samchun Pure Chemical Co.)를 각각 10:1:1(v/v/v)의 비율로 섞은 다음 37°C의 인큐베이터에서 10분간 반응시켜 제조한 후 시약으로 사용하였다. 시료 30 μL에 증류수 90 μL와 FRAP reagent 900 μL를 넣고 37°C 인큐베이터(Fisher scientific 625D, Marshall Scientific LLC)에서 10분간 반응시킨 후 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과는 FRAP 활성 1 g당 해당하는 환원력을 표준물질인 FeSO4・7H2O(Samchun Pure Chemical Co.) 표준곡선을 작성하여 시료의 환원력(mM FeSO4/g)으로 나타내었다.

통계처리

모든 실험은 3회 이상 반복 실시한 후 그 평균값으로 나타내었고 통계분석은 SPSS 26.0(Statistical Package for the Social Sciences, SPSS Inc.)을 이용하여 실시하였다. 각 데이터 간의 유의성 검증은 one-way ANOVA(analysis of variance) 분석과 Duncan’s multiple range test를 통해 P<0.05 수준에서 검증하였다.

결과 및 고찰

쿠키의 밀도

DRP를 첨가한 쿠키의 밀도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 쿠키의 밀도는 DRP 0%에서 1.08 g/mL로 나타났으며 DRP의 첨가량이 2%에서 6%로 증가할수록 밀도가 1.06 g/mL에서 1.04 g/mL로 낮아지는 경향을 보였으나 유의적 차이는 없었다(P>0.05). 밀도가 낮으면 쿠키가 딱딱하여 기호도가 감소하는 반면, 높으면 쉽게 부서지는 성질을 나타내어 상품성이 저하된다고 알려져 있다(Koh와 Noh, 1997). DRP 첨가량의 증가에 따라 밀도가 낮아지는 것은 DRP에 함유된 식이섬유 등에 기인한 것으로 판단되며(Park 등, 2011), DRP 첨가량 변화에 따른 유의적인 차이를 보이지 않은 것은 박력 밀가루 대비 DRP 첨가 비율이 높지 않았기 때문으로 사료된다.

Table 2 . Density of cookies with different concentrations of DRP1) (g/mL).

DRP
0%2)2%4%6%
Density1.08±0.06NS3)1.06±0.001.05±0.001.04±0.00

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=3). NS: not significant..



색도

DRP를 첨가한 쿠키의 색도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. L값은 DRP를 첨가하지 않은 쿠키가 78.27±0.20으로 가장 높은 값을 나타냈고, DRP를 첨가할수록 유의적으로 감소하였다(P<0.05). a값은 DRP를 첨가할수록 적색도가 유의적으로 증가했으며(P<0.05), DRP 6% 첨가 쿠키가 13.78±0.22로 가장 높게 나타났다(P<0.05). b값은 DRP를 첨가할수록 감소하며 DRP 6% 쿠키가 30.02±0.21로 가장 낮은 것으로 유의성 있는 결과를 보였다(P<0.05). 쿠키의 색은 일정한 조건에서 주로 당에 의한 영향을 크게 받는데, 특히 환원당에 의한 비효소적 Maillard 반응 및 열에 불안정한 당의 캐러멜화 반응에 의해 영향을 받아 변할 수 있으며, 이러한 반응들은 매우 높은 온도가 필요하므로 고온의 오븐 내에서 쿠키의 표면색이 크게 변하게 된다(Bertram, 1953). 무의 당 함량은 동일한 중량의 박력 밀가루보다 높은 것으로 알려져 있다(RDA, 2021). DRP 첨가량이 증가함에 따라 L값과 b값은 감소하고 a값이 증가하는 것을 확인하였다. 이는 무를 볶은 뒤 가루로 만든 DRP 첨가로 인해 쿠키 내부에서 Maillard, 캐러멜화와 같은 갈변반응이 일어나면서 어두운 갈색을 형성한 결과라고 추측되며, Park 등(2014)의 연구에서도 동일한 결과를 확인할 수 있다.

Table 3 . Hunter color value of cookies with different concentration of DRP1).

Color valuesDRP
0%2)2%4%6%
Lightness (L)78.27±0.20a3)62.31±0.27b57.08±0.70c50.60±0.20d
Redness (a)3.50±0.16d11.59±0.32c12.44±0.50b13.78±0.22a
Yellowness (b)36.39±0.40a35.16±0.68b33.27±0.86c30.02±0.21d

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=5). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..



pH 및 당도 측정

DRP를 첨가한 쿠키의 pH 및 당도를 측정한 결과는 Table 4와 같다. DRP를 첨가하지 않은 쿠키의 pH는 6.20±0.15로 유의적으로 가장 높은 값을 나타내었고(P<0.05) DRP 6% 쿠키의 pH는 5.69±0.26으로 가장 낮은 값을 보였다(P<0.05). 즉 DRP 첨가량에 따른 쿠키의 pH는 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮아지는 경향을 나타냈다. 가압볶음 무말랭이는 L-glutamic acid, L-aspartic acid, γ-aminobutyric acid 등의 유기산이 함유되어 있으며(Song 등, 2010), 이러한 유기산들이 쿠키의 pH에 영향을 준 것으로 사료된다. 또한 무가 함유한 당 성분이 Maillard 반응과 숙성 과정 중 유기산 등 다른 성분으로 변화하였기 때문에 DRP를 첨가한 쿠키의 pH가 감소하였다고 생각된다(Kim 등, 2022).

Table 4 . pH and °Brix values of cookies with different concentrations of DRP1).

PropertiesDRP
0%2)2%4%6%
pH6.20±0.15a3)5.94±0.01b5.80±0.01c5.69±0.26d
Sweetness (°Brix)2.73±0.29c2.77±0.29b2.78±0.29b2.80±0.00a

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..



DRP 첨가량을 달리하여 제조한 쿠키의 당도 측정 결과는 Table 4와 같다. DRP 첨가량이 증가함에 따라 당도는 2.73°Brix에서 2.80°Brix로 증가하였으며, DRP 2%, DRP 4%의 당도는 2.77±0.29°Brix, 2.78±0.29°Brix로 두 시료 간에 유의적인 차이는 없었다(P>0.05). 박력 밀가루는 무가 함유한 fructose(1.1 g/100 g), glucose(1.4 g/100 g), sucrose(0.2 g/100 g) 등의 유리당이 없으며(RDA, 2021), 이에 따라 박력 밀가루보다 유리당이 풍부한 DRP를 첨가한 쿠키의 당도가 증가하는 경향을 보인 것으로 사료된다.

퍼짐성, 수분 및 경도 측정

DRP를 첨가한 쿠키의 퍼짐성을 측정한 결과는 Table 5와 같다. 가장 낮은 수치의 퍼짐성을 보인 쿠키는 DRP를 첨가하지 않는 쿠키였으며(P<0.05), DRP 2%와 4% 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수는 16.10과 15.93으로 각각 나타났고 두 시료 간에 유의적인 차이는 없었다(P>0.05). DRP 4% 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수가 낮은 원인으로는 DRP를 첨가한 쿠키 중 4% 첨가한 쿠키의 직경이 가장 작았기 때문으로 사료된다. DRP 6% 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수는 18.79로 가장 크게 나타났으며(P<0.05) DRP 첨가량이 증가할수록 퍼짐성이 증가하는 경향을 확인하였다. 퍼짐성은 쿠키용 박력 밀가루의 품질평가 지표로 사용되고 있으며, 높은 퍼짐성은 긍정적인 품질평가 요소로 여겨진다(Park, 2012). 퍼짐성은 쿠키의 수분함량에 의해 영향을 받으며 쿠키의 수분함량이 높으면 퍼짐성이 커지는 것으로 알려져 있다(Cho 등, 2006). 따라서 DRP를 첨가한 쿠키의 퍼짐성 지수가 DRP를 첨가하지 않은 쿠키보다 높은 것은 DRP 첨가에 의한 쿠키의 수분함량이 높아졌기 때문으로 판단된다.

Table 5 . Spread ratio, moisture content, and hardness of cookies with different concentrations of DRP1).

DRP
0%2)2%4%6%
Spreadability (%)14.16±0.59c3)16.10±2.40b15.93±1.11b18.79±2.13a
Moisture contents (%)3.12±0.37d3.52±0.10c4.39±0.37b5.08±0.44a
Hardness (g/cm2)2,181.51±48.76a1,943.99±79.15b1,707.37±73.15c1,567.10±49.78d

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..



DRP를 첨가한 쿠키의 수분을 측정한 결과는 Table 5와 같다. 수분함량은 DRP 첨가량에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.05). DRP를 첨가하지 않은 쿠키의 수분함량은 3.12±0.37%로 가장 낮은 값을 나타내었고 DRP 6% 첨가한 쿠키의 수분함량은 5.08±0.44%로 가장 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 DRP의 식이섬유에 의한 수분 보유 능력 향상과 DRP 당 성분의 수분 친화 작용으로 인해 DRP 첨가량이 증가함에 따라 수분함량도 증가하는 것으로 사료된다(Chen 등, 1988).

DRP를 첨가한 쿠키의 경도를 측정한 결과는 Table 5와 같다. DRP를 첨가할수록 경도가 유의적으로 낮아지는 경향을 보였다(P<0.05). DRP를 첨가하지 않은 쿠키의 경도는 2,181.51±48.76 g/cm2로 가장 높은 값을 나타냈고 DRP 6% 첨가한 쿠키의 경도는 1,567.10±49.78 g/cm2로 가장 낮게 나타났다. 일반적으로 쿠키의 경도는 부재료의 첨가량, 수분함량, 섬유소 함량, 당도, 쿠키의 밀도 등에 영향을 받는 것으로 보고되었다(Joo과 Choi, 2012). 본 연구에서 DRP 첨가량이 증가함에 따라 수분함량 또한 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 DRP 첨가 쿠키의 경도가 낮아지는 원인은 주로 DRP의 수분함량에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 생각된다.

쿠키의 항산화 활성

DRP를 첨가한 쿠키의 폴리페놀 함량을 측정한 결과는 Table 6과 같다. DRP 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 총 페놀 함량은 DRP를 첨가하지 않는 쿠키가 1.43±0.23 mg GAE/g으로 가장 낮았고 DRP 6% 첨가한 쿠키가 4.17±0.61 mg GAE/g으로 가장 높았다(P<0.05). 무는 항산화 활성을 가지고 있는 플라보노이드 계열 중 하나인 kaempferol, 비타민 그리고 페놀계 물질들이 함유되어 있다고 보고되었으며(Ryu 등, 1997), 열처리에 의해 무에 함유된 결합형 페놀 성분이 유리형으로 전환되어 고분자 페놀 화합물이 저분자 페놀 화합물로 분해되고 그로 인해 총 페놀 화합물 함량이 증가하는 것으로 알려져 있다(Dewanto 등, 2002). 따라서 쿠키에 DRP를 첨가함으로써 페놀 화합물의 함량을 증가시킨 것으로 생각된다.

Table 6 . Antioxidant activities of cookies with different concentrations of DRP1).

DRP
0%2)2%4%6%
Total polyphenol (mg GAE/g)3)1.43±0.23d4)2.53±0.26c2.65±0.30b4.17±0.61a
DPPH radical scavenging activity (%)6.59±0.55c20.88±1.65b23.63±0.00b54.76±1.26a
ABTS radical scavenging activity (%)39.99±0.11c47.33±0.24b49.90±3.30b63.29±3.70a
FRAP (mM FeSO4/g)33.11±0.92d39.92±0.15c42.71±0.26b51.01±0.40a

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Gallic acid equivalent mg/g..

4)Mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..



DRP를 첨가한 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과는 Table 6과 같다. 20 mg/mL 수준에서 DRP 첨가 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능은 DRP를 첨가하지 않는 쿠키의 6.59±0.55%에 비해 증가했으며(P<0.05), DRP 첨가량이 증가할수록 DPPH 라디칼 소거능은 DRP 2% 첨가했을 때 20.88%에서 6% 첨가했을 때 54.76%로 증가하는 경향을 보였으나 2%와 4% DRP를 첨가한 쿠키 간의 DPPH 라디칼 소거능은 통계적으로 유의적 차이가 없었다(P>0.05). 선행 연구에 따르면, 무말랭이 같은 채소류를 가공하는 과정에서 친유성 성분인 리코펜 등의 활성보다 항산화 물질인 아스코르브산이나 폴리페놀 등의 친수성 성분의 활성이 더 크게 변화한다는 결과가 알려져 있다(Giovanelli 등, 2001). 이러한 이유로 DRP 6% 첨가한 쿠키는 친수성 성분인 아스코르브산이나 폴리페놀 등의 항산화 물질이 쿠키의 가공 과정에서도 활성을 유지하며, 다른 쿠키보다 더 높은 항산화 활성을 가진 것으로 사료된다.

DRP를 첨가한 쿠키의 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과는 Table 6과 같다. DRP 첨가량이 증가할수록 ABTS 라디칼 소거능이 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 20 mg/mL 수준에서 DRP 무첨가 쿠키가 39.99±0.11%로 가장 낮게 나타났으며 DRP 6% 첨가한 쿠키가 63.29±3.70%로 가장 높았다. 이러한 결과는 DRP에 함유된 플라보노이드에 의한 것으로 판단되었으며(Ryu 등, 1997), 무를 열처리할 때 Maillard 반응이 일어나면서 당이 분해되어 항산화 활성을 가진 부산물이 형성되고(Joo 등, 2017) 그 결과 항산화 효과가 증가하는 것으로 생각된다.

FRAP assay는 pH가 산성일 때 환원제에 의해 ferric tripyridyltriazine(Fe3+-TPTZ) 복합체가 ferrous tripyridyltriazine(Fe2+-TPTZ)으로 환원되는 원리를 이용한 것이다(Kim 등, 2009). 이 때문에 환원력에서의 흡광도 수치는 그 자체가 시료의 환원력을 나타내며 높은 항산화 활성을 가질수록 흡광도의 수치가 높게 나타난다. DRP를 첨가한 쿠키의 FRAP assay 결과는 Table 6과 같다. DRP를 첨가하지 않는 쿠키의 환원력은 33.11±0.92 mM/g으로 가장 낮게 나타났으며 DRP 6% 첨가한 쿠키의 환원력은 51.01±0.40 mM/g으로 가장 높았다. 즉 DRP 첨가량이 증가함에 따라 쿠키의 환원력이 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 무는 함황, glucosinolate, 유리 아미노산, 환원당 등 다양한 성분을 함유하고 있으며(Song 등, 2010), 그중 유리 아미노산은 항산화 활성 효과가 있다고 보고되어 있다(Park 등, 2005b). 또한, 무를 볶는 과정에서 생성되는 갈색 반응물질인 “Maillard 반응물질”은 무에서 발생하는 천연 당류 및 아미노산이 열에 의한 분해 과정을 통해 생성되고(Joo 등, 2017), 그 결과 항산화 활성을 증진한다는 연구 결과가 있다(Kim 등, 2022). 이에 따라 무를 가열하여 볶음한 후, 이를 이용하여 제조된 DRP에 의해 항산화 성분이 증가하여 DRP 첨가 쿠키의 환원력이 DRP를 첨가하지 않은 쿠키에 비해 유의적으로 높아진 것이라 판단된다.

요 약

본 연구는 DRP를 첨가[0%, 2%, 4%, 6%(w/w)]한 쿠키를 제조하여 쿠키의 품질특성 및 항산화 활성을 관찰하고 그 결과 기능성 쿠키로의 이용 가능성을 알아보았다. 실험 결과 쿠키의 밀도에서 DRP를 첨가한 쿠키와 첨가하지 않는 쿠키는 유의적인 차이가 없었다(P>0.05). 쿠키 색도는 DRP 첨가량이 증가함에 따라 a값이 유의적으로 증가했으며(P<0.05) L값과 b값은 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 쿠키의 pH는 DRP 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 쿠키의 당도 측정 결과 DRP 2%와 DRP 4% 사이에는 유의적 차이가 없었으며(P>0.05), 대체로 DRP 첨가량이 증가함에 따라 당도가 증가하였다. 퍼짐성 지수는 DRP 2%와 DRP 4% 사이에서 유의적인 차이가 없었으나(P> 0.05), DRP를 첨가하지 않는 쿠키보다 첨가한 쿠키가 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 수분함량도 DRP 첨가량이 증가함에 따라 증가하였고(P<0.05), 경도는 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 쿠키의 항산화 활성을 측정한 결과, 총 폴리페놀 함량은 DRP 첨가량이 증가함에 따라 증가하였고(P<0.05) DPPH 라디칼 소거능은 DRP 2%와 DRP 4% 간에 유의적 차이가 없었으나(P>0.05), DRP를 첨가하지 않는 쿠키보다 유의적으로 높았고 DRP 6% 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능이 유의적으로 가장 높았다(P<0.05). ABTS 라디칼 소거 활성은 DRP 6% 첨가 쿠키가 가장 높았으며, DRP 첨가량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다(P<0.05). 환원력은 DRP 첨가에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 품질특성 결과에서 6%를 첨가한 쿠키가 가장 부드러운 결과를 보였으며, 항산화 활성 결과에서 6%를 첨가하는 쿠키가 항산화 활성이 가장 높은 것으로 나타났다(P<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 DRP를 첨가한 쿠키를 만들 경우 DRP의 함량은 박력 밀가루의 6%를 첨가하는 것이 가장 바람직하였다.

Table 1 . Formulations for cookies with different levels of DRP1).

Ingredients (g)DRP
0%2)2%4%6%
Flour100989694
DRP0246
Butter60606060
Sugar40404040
Salt1111
Egg20202020

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..


Table 2 . Density of cookies with different concentrations of DRP1) (g/mL).

DRP
0%2)2%4%6%
Density1.08±0.06NS3)1.06±0.001.05±0.001.04±0.00

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=3). NS: not significant..


Table 3 . Hunter color value of cookies with different concentration of DRP1).

Color valuesDRP
0%2)2%4%6%
Lightness (L)78.27±0.20a3)62.31±0.27b57.08±0.70c50.60±0.20d
Redness (a)3.50±0.16d11.59±0.32c12.44±0.50b13.78±0.22a
Yellowness (b)36.39±0.40a35.16±0.68b33.27±0.86c30.02±0.21d

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=5). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..


Table 4 . pH and °Brix values of cookies with different concentrations of DRP1).

PropertiesDRP
0%2)2%4%6%
pH6.20±0.15a3)5.94±0.01b5.80±0.01c5.69±0.26d
Sweetness (°Brix)2.73±0.29c2.77±0.29b2.78±0.29b2.80±0.00a

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..


Table 5 . Spread ratio, moisture content, and hardness of cookies with different concentrations of DRP1).

DRP
0%2)2%4%6%
Spreadability (%)14.16±0.59c3)16.10±2.40b15.93±1.11b18.79±2.13a
Moisture contents (%)3.12±0.37d3.52±0.10c4.39±0.37b5.08±0.44a
Hardness (g/cm2)2,181.51±48.76a1,943.99±79.15b1,707.37±73.15c1,567.10±49.78d

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Values are mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..


Table 6 . Antioxidant activities of cookies with different concentrations of DRP1).

DRP
0%2)2%4%6%
Total polyphenol (mg GAE/g)3)1.43±0.23d4)2.53±0.26c2.65±0.30b4.17±0.61a
DPPH radical scavenging activity (%)6.59±0.55c20.88±1.65b23.63±0.00b54.76±1.26a
ABTS radical scavenging activity (%)39.99±0.11c47.33±0.24b49.90±3.30b63.29±3.70a
FRAP (mM FeSO4/g)33.11±0.92d39.92±0.15c42.71±0.26b51.01±0.40a

1)Dried radish (Raphanus sativus L.) powder..

2)DRP powder was added at four different levels based on the weight of wheat flour: 0%, 2%, 4%, and 6% (w/w)..

3)Gallic acid equivalent mg/g..

4)Mean±SD (n=3). Means within the same row without a common letter (a-d) are significantly different (P<0.05) by Duncan’s multiple range test..


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