지구 온난화로 인한 생물다양성의 감소, 해수면 상승, 농업 및 어업의 감소 등은 인류의 존재를 위협하는 심각한 문제로 예상된다(Jung 등, 2019). 이러한 기온의 상승을 억제하는 것은 지구환경을 보전하고 인류의 성장을 지속 발전시킬 수 있으며, 빈곤의 근절에도 중요한 역할을 할 것이다(Shim 등, 2019). 지구 온난화는 온실가스의 생성이 중요한 영향을 주는데, 그중 반추동물의 메탄가스(CH₄) 생성량은 온실가스의 42.2%나 차지하며, 축산 폐수에 의한 온실가스 생성도 지구 온난화에 중요한 역할을 한다(Song 등, 2020). 이에 온실가스의 생성을 줄이고 양질의 단백질을 손쉽게 생산하여 공급하는 것은 지구의 환경을 지키면서 식량난을 해결할 수 있는 좋은 방법이 될 수 있다. Food and Agriculture Organization에서 미래 환경을 보호하고, 단백질 등의 영양을 보충할 수 있는 식품으로 식용곤충을 선정하고 있다. 전 세계에서 미래 식량으로 주목하고 있는 곤충은 130만 종에 이르고 시장 규모도 꾸준하게 증가하면서 성장하고 있다(Lee 등, 2020a). 우리나라에서는 2010년 곤충산업의 육성 및 지원에 관한 법률 마련을 시작으로 식품위생법 제7조 1항에 곤충을 식품 원료로 인정하고 있으며, 그 종류에는 벼메뚜기(Oxya sinuosa), 누에(Bombyx mori) 유충, 갈색거저리(Tenebrio molitor L.) 유충, 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis) 유충, 쌍별귀뚜라미(Gryllus bimaculatus), 장수풍뎅이(Allomyrina dichotoma), 아메리카 왕거저리(Zophobas atratus) 유충, 수벌(Apis mellifera L.) 번데기 등이 있다(National Statute Information Center, 2023).

우리나라 식품위생법에 허용된 식용곤충 중 갈색거저리 유충은 밀웜(mealwom)이라 불리는 딱정벌레목 거저리과 곤충으로 곡류에서 서식하고 전 세계에 널리 분포하고 있으며, 캐나다, 네덜란드, 중국 등 외국에서 대량 사육하여 식용으로 이용된다(Hwang 등, 2015). 밀웜은 저렴한 가격으로 식용뿐만 아니라 낚시에 미끼용, 파충류, 조류, 포유류 등의 사료용으로 사용되며, 건조된 밀웜은 100 g당 50 g의 단백질과 33.8 g의 지방을 함유하여 단백질과 불포화지방산이 풍부하고 철과 비타민 A 함량도 높으며(Rumpold와 Schlüter, 2013), 단백질은 대두보다 필수아미노산 함량이 높다(Yi 등, 2013). 또한 밀웜의 껍질에는 동물성 식이섬유소인 키틴이 풍부하다(Hamed 등, 2016).

밀웜을 이용한 연구에는 갈색거저리 유충 분말을 첨가한 식빵의 품질 특성(Kim 등, 2019), 갈색거저리 유충 분말을 이용한 패티 제조 및 품질 특성(Kim 등, 2015), 갈색거저리를 첨가한 파스타의 품질 특성(Kim 등, 2014), 밀웜(갈색거저리) 분말 첨가 머핀의 품질 특성(Hwang과 Choi, 2015), 갈색거저리 유충(밀웜)으로부터 청국장 균주를 이용한 미백 및 주름 방지 기능성 펩타이드 생산(Gam 등, 2019), 밀웜 분말을 첨가한 다쿠아즈 개발(Lee 등, 2023), 식용 밀웜(Tenebrio molitor) 분말과 검은콩 분말을 첨가한 쿠키의 품질특성 및 항산화 활성(Chong 등, 2017), 갈색거저리 유충 분말을 이용한 쿠키 제조 및 품질평가(Min 등, 2016), 밀웜(갈색거저리) 분말 첨가량을 달리한 양갱의 품질특성(Jeon과 Chung, 2018) 등 다양한 연구가 있다.

현대에는 밥 중심의 식생활에서 면과 빵 등 식생활이 다양해지면서 제과·제빵의 수요가 증가하고 있고, 국제적인 감염병의 유행 등으로 소비자들의 건강에 관한 관심의 고조에 의해 기능성 식품의 소비 증가로 2020년 78.2%의 사람들이 건강기능식품을 섭취하는 것으로 조사되고 있다(Ahn과 Yuh, 2004; Lee 등, 2020b). 제과·제빵 제품 중 머핀은 우유와 달걀을 첨가하기 때문에 영양가가 높고 간편하게 구울 수 있는 장점을 지니고 있다(Yoon 등, 2021). 이러한 특성으로 국내 머핀에 관한 연구에는 레몬그라스(Lee 등, 2015), 히비스커스(Kim과 Kim, 2019), 카레(Kim, 2020), 아사이베리(Park 등, 2021), 칠면초(Yoon, 2021), 카무트(Yoon 등, 2021), 잇바디돌김(Yoon, 2022) 등을 첨가하여 다양하게 연구되고 있다.

따라서 본 연구에서는 제과·제빵의 수요 증가에 부합하되 건강한 먹거리 제공을 위해 가격이 저렴한 단백질 급원으로 이용 가치가 높은 밀웜을 첨가하여 머핀을 제조하였다. 머핀의 품질과 단백질 영양 향상을 위해 밀웜을 분말화한 후 첨가 비율을 달리하여 제조한 머핀의 품질 특성, 아미노산 성분분석 및 항산화 활성을 확인하여 식품개발을 위한 소재로 밀웜의 가능성을 검토하고자 실시하였다.

밀웜 머핀의 제조 방법

머핀은 일반 머핀 제조 방법을 적용하여 제조하였으며, 재료 배합 비율은 Table 1과 같다. 강력분(CJ) 및 밀웜 분말(Green Insect) 함량 외에 모든 재료는 동일하게 유지하였으며, 강력분의 0, 5, 10, 15, 20, 30%를 밀웜 분말로 대체하여 머핀을 제조하였다. 강력분, 베이킹파우더(Sungjin Food), 밀웜 분말은 체질하여 놓고, 설탕(CJ), 소금(CJ), 계란, 버터(Lotte Food)를 넣어 크림상이 되도록 hand mixer(Dretec HM-706, Guangdong Xinbao Electrical Appliances Holdings Co., Ltd.)로 1분 30초간 반죽한 후 체질한 재료들을 넣고 30초간 반죽하였다. 머핀 반죽은 머핀 컵에 50 g씩 담고 예열된 오븐(SPS43K, Smeg)으로 170°C에서 15분간 구운 후 즉시 꺼내어 상온에서 1시간 방랭한 후 시료로 사용하였다.

Table 1 . Muffin recipe with mealworm powder.

Ingredients (g)	Mealworm powder (%)
	0	5	10	15	20	30
Wheat flour	32	30.4	28.8	27.2	25.6	22.4
Mealworm powder	0	1.6	3.2	4.8	6.4	9.6
Egg	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4	27.4
Butter	21	21	21	21	21	21
Sugar	19	19	19	19	19	19
Baking powder	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
Salt	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
Total	100

밀웜 머핀 전체면 관찰 및 색도 측정

밀웜 첨가 머핀의 전체면은 디지털카메라(Ev-nxflzza2 pkr, Samsung)로 촬영하여 관찰하였다. 색도 분석은 색차계(CR-400, Konica Minolta)를 사용하여 분석하였다. 기기에 표준백판(L=93.97, a=-0.63, b=3.85)을 사용하여 보정하였고, 절단된 시료를 원형 cell에 넣어 L(명도), a(적색도), b(황색도)값을 측정하였다.

무게, 높이, 굽기 손실률, 반죽 수율 및 경도 측정

머핀의 무게는 구운 머핀을 실온에서 1시간 동안 방랭한 후에 전자저울(KB-500, Kyungin)을 사용하여 무게를 측정하였다. 머핀의 높이는 실온에서 냉각한 다음 봉우리 중 가장 높은 부분까지 측정하였다. 굽기 손실률은 반죽 무게와 머핀 무게를 3회 반복 측정하여 아래 식에 대입하여 계산하였다.

반죽 수율은 발효가 완료된 반죽의 무게와 숙성 후 머핀의 무게를 각각 측정하여 아래의 식으로부터 반죽 수율을 계산하였다.

반죽의 발효 팽창력은 Kim(2020)의 방법을 이용하여 실시하였다. 반죽 50 g을 취하여 실험 조작이 용이하도록 덧가루를 바르고 500 mL 메스실린더에 넣은 후, 상대습도 80%, 온도 27°C의 발효실에서 15분간 발효시켜 반죽의 팽창부피를 측정하였다. 경도 측정은 Kim과 Lee(2012)의 방법을 활용하여 측정하였다. 머핀을 직경 60 mm, 높이 45 mm로 잘라서 Advanced Universal Testing System(LPXPlus, Lloyd Instrument Ltd.)을 이용하여 실온에서 15회 반복 측정한 후 평균값을 비교하였다. 측정 조건은 test speed는 1 mm/s, trigger는 5.0 gf였으며, 높이와 지름이 각각 50.00 mm, 12.45 mm인 원기둥형 탐침(probe)을 사용하였다.

일반성분 분석

일반성분 중 수분함량은 105°C 상압 가열 건조법(FS- 620, Toyo Seisakusho Co., Ltd.), 조회분은 회화로(KL- 160, Toyo Seisakusho Co., Ltd.)를 사용한 건식회화법, 조단백질 함량은 Kjeldahl법(Kjeltec TM 2300, FOSS) 및 조지방 함량은 soxhlet(SOX606, LABTECH) 추출법을 사용하여 분석하였다.

무기질 분석

칼슘, 마그네슘, 아연의 무기질 함량은 Kim 등(2007)이 제시한 방법을 활용하여 분석하였다. 건식분해법에 따른 시료 전처리는 분해 및 여과하여 증류수로 100 mL까지 정용한 시험용액으로 하였으며, 시료를 넣지 않은 공시험도 같은 방법으로 실시하였다. 전처리된 시험용액은 유도결합 플라즈마 분광기(ICP-AES, Inductively Coupled Plasma- Atomic Emission Spectrophotometer, Z 6100, Hitachi)를 사용하여 분석 조건에 맞추어 분석하였다.

아미노산 성분 분석

아미노산 성분 분석은 한국기초과학지원연구원에 분석 의뢰하였다. 시료는 일정량을 취한 후 PICO-Tag법에 의하여 phenyl isothiocyanate(PITC) labeling을 실시하였다. PITC labeling된 시료를 400 µL의 buffer(1.4 mM NaHAc＋0.1% Triethylamine＋6% CH₃CN; pH 6.1)에 녹인 다음, 그중 10 µL를 취하고 RP-HPLC(Waters 510)에 주입하여 분석하였다. Waters Pico-tag column(3.9×300 mm, 4.0 µm)을 이용하여 용매 A{140 mM sodium acetate(6% acetonitrile)}와 용매 B(60% acetonitrile)를 1 mL/min 유속으로 사용하였다. Waters 2487 UV detector(Youngseong Techpia)를 이용하여 254 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다(Cha 등, 2020; Kim 등, 2021).

총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 활성 분석

총 페놀 함량 측정은 Shin과 Eum(2021)의 방법을 응용하여 측정하였다. 25 mL 용량 플라스크에 1 mL 추출물을 취한 후 9 mL의 증류수를 추가하였다. 1 mL Folin-Ciocalteu’s phenol regent(1 M)를 넣고 상온에 5분 동안 방치한 후, 7% NaCO₃ 10 mL를 넣고 용량플라스크 총량까지 증류수를 첨가하였다. 시료를 23°C에서 1시간 동안 방치한 후 암소에서 반응시켜 분광광도계(Optizen 2120UV, Mecasys Co., Ltd.)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질 gallic acid를 사용하여 함량은 GAE mg/g으로 표시하였다.

총 플라보노이드 함량 측정은 Shin과 Eum(2021)의 방법을 응용하여 측정하였다. 밀웜 분말의 첨가량을 달리한 머핀 1 mL 추출물에 증류수 4 mL를 추가한 다음, 5% NaNO₂ 0.3 mL를 혼합하고 상온에 5분 동안 방치하였다. 여기에 10% AlCl₃ 0.3 mL를 넣고 상온에서 6분 동안 방치한 다음 2 mL NaOH(1 M)를 추가한 후 증류수 2.4 mL를 넣었다. 용액의 총부피를 10 mL로 맞춘 후, 분광광도계(Optizen 2120UV)를 이용하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. Catechin을 표준물질로 표준곡선을 만들었으며, 총 플라보노이드 함량은 표준곡선 Catechin mg/g을 이용하여 환산하였다.

2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) 라디칼 소거 활성은 Shin과 Eum(2021)의 방법을 응용하여 측정하였다. 밀웜 분말의 첨가량을 달리한 머핀은 에탄올로 용해하고 100 mg/mL 농도로 만들었다. 7.4 mM ABTS(Sigma-Aldrich, Spruce) 수용액과 2.6 mM potassium persulfate(Samchun Pure Chemical) 수용액을 1:1로 혼합한 다음, 실온에서 24시간 방치한 후 phosphate-buffered saline 용액과 1:72 비율로 혼합하였다. 시료 추출물 0.05 mL를 ABTS 용액 0.95 mL와 혼합 후 암소에서 10분 동안 방치한 다음, 파장 732 nm에서 흡광도를 분광광도계(Optizen 2120UV)를 이용하여 측정하였다. 각 시료에서 나온 흡광도 값은 아래에 나타낸 식에 대입하여 계산하였다.

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazy(DPPH) 라디칼 소거 활성 측정 과정에서 DPPH stock solution은 DPPH 24 mg을 메탄올 100 mL에 용해한 후, -20°C에서 보관하면서 사용하였다. DPPH 용액은 515 nm에서 흡광도 값 1.1(±0.02)이 되도록 메탄올로 희석하여 사용하였다. Radical inhibition(%)이 20~80%가 되도록 희석한 50 μL 조제 시료와 2 mL DPPH 용액을 혼합하여 실온의 암소에서 30분간 반응시킨 다음, 메탄올을 blank로 하여 517 nm에서 흡광도를 분광광도계(Optizen 2120UV)를 이용해서 측정하였다(Thaipong 등, 2006). 각 시료에서 나온 흡광도 값은 아래에 나타낸 식에 대입하여 계산하였다.

통계처리

밀웜 분말을 첨가한 머핀에 대한 영양적인 특성에 대한 실험 자료는 SPSS(IBM SPSS Statistics, version 23.0, SPSS Inc.) 프로그램을 이용하여 각 시료에 대한 Mean±SD로 나타내었다. 시료 간의 차이분석을 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 사용하였고, 사후검증은 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의적 차이(P<0.05)를 검증하였다.

밀웜 머핀 전체면 관찰 및 색도

밀웜 분말이 첨가된 머핀 전체면 관찰 및 색도 측정은 Fig. 1과 Table 2에 제시하였다. L값은 대조군, 밀웜 분말 5, 10, 15, 20, 30% 첨가군에서 각각 74.63±0.20> 73.83±0.19> 72.20±0.27> 60.40±0.78> 55.00±0.32> 47.70±0.32 순으로 유의하게 낮아졌다(P<0.05). a값은 대조군, 밀웜 분말 5%, 10% 첨가군에서 각각 2.30±0.06, 2.10±0.06, 2.53± 0.03으로 유의한 차이는 없었지만, 밀웜 분말 15% 첨가군에서 4.50±0.06으로 증가하는 경향을 보였다. b값은 대조군, 밀웜 분말 5, 10, 15, 20, 30% 첨가군에서 각각 33.13 ±0.52> 30.27±0.34> 29.17±0.15> 21.90±0.10> 20.10 ±0.12> 18.10±0.48 순으로 유의하게 낮아졌다(P<0.05). 본 연구에서 전체적인 색도를 기준으로 볼 때 대조군에 비해 밀웜 분말 10% 첨가군부터 머핀의 색상은 갈색으로 변하였으며, 밀웜 분말의 첨가량이 증가할수록 색상이 진하게 나타났다. 본 연구와 유사하게 머핀을 만들 때 관능적인 면을 고려하여 다양한 부재료를 사용할 경우, 다시마 분말(Kim 등, 2008), 대추 분말(Kim과 Lee, 2012), 유근피 분말(Kim과 Kim, 2013) 등도 10% 정도 첨가하는 것이 가장 우수하다고 보고하였다. 머핀 재료로 야콘 분말(Lee와 Lee, 2014), 아로니아 분말(Park과 Chung, 2014), 인삼 잎 분말(Cheon 등, 2014), 돼지감자 분말과 올리고당(Park, 2014), 밀웜(갈색거저리) 분말(Hwang과 Choi, 2015), 개다래 분말(Park, 2016), 홍국 분말(Choi와 Nam, 2018)의 첨가량이 증가할수록 머핀의 L값과 b값은 감소하고 a값은 증가한다는 보고와 본 연구 결과는 일치하였다. 그러나 다시마 분말(Kim 등, 2008), 매생이 분말(Seo 등, 2012)을 첨가한 머핀은 L, b, a값은 감소하였으며, 마늘 페이스트를 첨가한 머핀(Kim 등, 2010a)은 L값과 b값은 증가하였고, a값은 감소하였다고 보고하였다. 또한 밀싹 분말(Park, 2015)을 첨가한 머핀은 L, a값은 감소하였으며, b값은 증가하였다고 보고하였다. 따라서 첨가한 재료의 색은 머핀의 색도에 영향을 주는 것으로 사료된다.

Table 2 . Color values of muffin added with mealworm powder.

Variables	Mealworm powder (%)
	0	5	10	15	20	30
L	74.63±0.20a1)2)	73.83±0.19b	72.20±0.27c	60.40±0.78d	55.00±0.32e	47.70±0.32f
a	2.30±0.06b	2.10±0.06b	2.53±0.03b	4.50±0.06a	4.37±0.07a	4.07±0.26a
b	33.13±0.52a	30.27±0.34b	29.17±0.15c	21.90±0.10d	20.10±0.12e	18.10±0.48f

¹⁾Mean±SD..

²⁾Different superscripts (a-f) in a row indicate significant differences at the P<0.05 by Duncan’s multiple range test..

Fig 1. Overall shape of muffin according to mealworm powder content.

무게, 높이, 굽기 손실률, 반죽 수율, 비중 및 경도

밀웜 분말이 첨가된 머핀의 무게, 높이, 굽기 손실률, 반죽 수율, 비중 및 경도 측정 결과는 Table 3과 같다. 머핀의 무게는 45.93~47.80 g이었으며, 머핀의 높이는 4.67~5.47 cm로 조사되었다. 무게는 밀웜 분말 5% 첨가군에서 45.93 ±2.41 g으로 가장 낮았으며, 높이는 대조군에서 4.67±0.15 cm로 낮았고 밀웜 분말 30% 첨가군에서 5.47±0.25 cm로 가장 높은 수치를 보였다(P<0.05). 들깻잎 분말을 첨가한 머핀(Yoon 등, 2011), 아로니아 분말 첨가 머핀(Park과 Chung, 2014), 밀싹 분말 첨가 머핀(Park, 2015), 밀웜(갈색거저리) 분말 첨가 머핀(Hwang과 Choi, 2015) 연구에서 부재료의 분말 첨가량이 증가할수록 머핀의 높이가 증가하였다고 보고하여 본 실험의 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 그러나 개다래 분말이 첨가된 머핀의 무게는 64.07~ 64.53 g, 높이 5.04~5.39 cm였으며, 개다래 분말 첨가량이 증가할수록 무게와 높이는 감소한다고 보고하였다(Park, 2016). 또한 대추 분말 첨가 머핀(Kim과 Lee, 2012), corn bran fiber 첨가 머핀(Jung 등, 2005), 마 가루를 첨가한 머핀(Joo 등, 2008), 다시마를 첨가한 머핀(Kim 등, 2008), 우엉가루를 첨가한 머핀(Kim 등, 2010b), 자일리톨 첨가 머핀(An 등, 2010), 돼지감자 분말과 올리고당을 첨가한 머핀(Park, 2014), 아마란스잎 분말 첨가 머핀(Choi, 2016) 등에서는 머핀 제조 시 부재료의 첨가량이 증가할수록 머핀의 무게와 높이가 낮아졌다고 보고하여 본 실험의 결과와는 다소 다른 경향을 나타내었다. 이는 Hwang과 Choi(2015)의 연구 결과에서 밝힌 바와 같이 사용하는 부재료의 종류 및 부재료에 함유된 영양성분이나 조성 등이 밀의 글루텐 형성에 영향을 주어 나타나는 결과에 기인한 것으로 사료된다. 굽기 손실률은 대조군에서 7.21±0.80, 밀웜 분말 10% 첨가군에서 8.07±0.34로 증가하였다. 아마란스잎 분말 첨가 시(Choi, 2016), 야콘 분말 첨가 시(Lee와 Lee, 2014) 머핀의 굽기 손실률은 본 연구와 유사하게 증가하였다고 보고하였다. 머핀을 굽는 과정에서 열이 가해지면 반죽에 있는 수분이 팽창하여 수증기로 변하고, 반죽 속의 기포로 빠져나가게 되어 굽기 손실률이 발생하게 되는데(Kim과 Ahn, 2007), 머핀의 굽기 손실률은 머핀에 첨가되는 부재료의 첨가량이 증가할수록 중량은 감소하고, 굽기 손실률은 증가하는 것으로 사료된다. 그러나 자일리톨 첨가 머핀(An 등, 2010)에서는 조리 손실률이 대조군에서 가장 높았다고 보고하여 본 연구와 다소 다른 경향을 보였다. 반죽 수율은 대조군에서 92.79±0.80, 밀웜 분말 10% 첨가군에서는 91.93±0.33으로 낮아졌다. 비중은 1.62~1.66 사이를 유지하였다. 아마란스잎 분말 첨가 시 머핀의 비중은 0.910에서 0.943으로 증가하여 아마란스잎 분말 첨가량이 증가할수록 비중은 증가하였다고 보고하였으며(Choi, 2016), 야콘 가루 첨가 머핀도 0.866에서 0.912로 증가하였다고 보고하였다(Lee와 Lee, 2014). 선행연구에서 비중은 밀가루의 종류, 사용재료, 온도, 화학 팽창제의 사용 유무, 믹싱 및 믹싱 속도, 사용재료의 종류 등에 영향을 받는다고 보고하였다(Baik 등, 2000). 경도는 대조군에서 23.33±6.35, 밀웜 분말 5%와 15% 첨가군에서 각각 26.67±4.04, 26.00±4.36을 보였으며, 밀웜 분말 30% 첨가군에서는 9.33±5.03으로 낮게 측정되었다. 마늘 페이스트를 첨가한 머핀에서는 부재료의 첨가량에 따라 경도는 차이가 없었으며(Kim 등, 2010a), 블루베리 첨가 머핀(Hwang과 Ko, 2010), 버찌 분말 첨가 머핀(Kim 등, 2009), 매생이 분말 첨가 머핀(Seo 등, 2012) 연구에서는 밀가루 외 다른 부재료를 첨가함으로써 조직이 단단해진 결과라고 보고하여 본 연구 결과와 다소 차이를 보였다.

Table 3 . Weight, height, volume, baking loss rate, dough yield, specific gravity, and hardness of muffins made with mealworm powder.

	Mealworm powder content (%)
	0	5	10	15	20	30
Weight (g)	46.30±0.61a1)	45.93±2.41a	46.37±1.95a	46.00±1.05a	47.30±0.98a	47.80±1.99a
Height (cm)	4.67±0.15b2)	4.73±0.25b	4.97±0.25b	4.80±0.10b	5.13±0.15a	5.47±0.25a
Baking loss rate	7.21±0.80b	7.57±0.33b	8.07±0.34a	8.49±0.70a	8.57±0.65a	8.79±0.51a
Dough yield	92.79±0.80a	92.43±0.33a	91.93±0.33b	91.51±0.70b	91.43±0.65b	91.21±0.51b
Specific gravity	1.66±0.01a	1.64±0.01a	1.63±0.00a	1.64±0.01a	1.63±0.00a	1.62±0.00a
Hardness	23.33±6.35b	26.67±4.04a	14.33±0.58c	26.00±4.36a	11.33±0.58d	9.33±5.03e

¹⁾Mean±SD..

²⁾Different superscripts (a-e) in a row indicate significant differences at the P<0.05 by Duncan’s multiple range test..

일반성분 분석

밀웜 분말이 첨가된 머핀의 일반성분 분석 결과는 Table 4에 제시하였다. 수분의 함량은 15.55~18.76% 사이로 조사되었다. 조회분 함량은 대조군에서 0.53±0.02%, 밀웜 분말 30% 첨가군에서는 1.20±0.03%로 측정되었으며, 조단백질 함량은 대조군, 밀웜 분말 5, 10, 15, 20, 30% 첨가군으로 갈수록 8.10±0.17 <8.70±0.18 <11.05±0.53 <12.49 ±0.69 <13.80±0.51 <17.60±0.53%로 유의하게 증가하였다(P<0.05). 특히 대조군(8.10±0.17%)에 비해 밀웜 분말 10% 첨가군(11.05±0.53%)에서 유의하게 증가하였다. 조지방 함량은 대조군에서 22.76±0.09%, 밀웜 분말 20% 첨가군에서는 23.72±0.17%로 측정되었다. 동결건조 매생이 분말에 일반성분 중 수분은 11.83%, 조단백질은 22.73%, 조지방은 0.65%, 회분은 8.44%로 나타났으며(Seo 등, 2012), 아로니아 분말을 첨가한 머핀에서 아로니아 분말 첨가가 증가할수록 수분과 조단백질 함량은 증가하였고, 조지방 함량은 감소하는 경향을 보였다고 보고하였다(Park과 Chung, 2014).

Table 4 . Proximate composition of muffin with mealworm powder.

Composition (%)	Mealworm powder (%)
	0	5	10	15	20	30
Moisture	17.88±0.06a1)	18.76±0.05a	15.55±0.02a	18.23±0.01a	17.16±0.02a	17.14±0.06a
Crude ash	0.53±0.02c2)	0.44±0.01d	0.51±0.09c	0.77±0.05b	0.76±0.02b	1.20±0.03a
Crude protein	8.10±0.17e	8.70±0.18e	11.05±0.53d	12.49±0.69c	13.80±0.51b	17.60±0.53a
Crude fat	22.76±0.09a	21.59±1.26a	22.59±0.19a	21.73±0.84a	23.72±0.17a	23.99±0.54a

¹⁾Mean±SD..

²⁾Different superscripts (a-e) in a row indicate significant differences at the P<0.05 by Duncan’s multiple range test..

무기질 함량

밀웜 분말이 첨가된 머핀의 무기질 함량은 Table 5와 같다. 칼슘의 함량은 대조군에서 287.67±23.33 mg으로 가장 높았다. 그러나 마그네슘 함량은 대조군, 5, 10, 15, 20, 30%가 각각 123.77±2.13 <123.99±2.45 <124.65±3.64 <249.42±4.80 <301.77±3.57 <377.37±1.82 mg 순으로 밀웜 분말의 첨가량이 증가할수록 머핀의 마그네슘 함량이 증가하였다. 아연의 함량은 대조군과 밀웜 분말 5% 첨가군에서 각각 7.21±0.54 mg과 8.32±0.42 mg이었으며, 밀웜 분말 15%에서는 13.69±0.87 mg으로 유의하게 증가하였다(P<0.05). 갈색거저리 유충 분말 첨가 쿠키 제조 시 대조군에서 칼륨과 칼슘 함량이 높았으며, 밀웜 분말 25% 첨가군에서 100 g당 나트륨(246.22 mg), 인(225.13 mg), 마그네슘(82.21 mg) 함량이 유의하게 높게 나타났으며(Min 등, 2016), 본 연구에서 밀웜 분말 첨가량이 증가할수록 마그네슘 함량이 증가하는 결과와 유사한 경향을 보였다.

Table 5 . Mineral content of muffin with mealworm powder.

Measurement (mg)	Mealworm powder (%)
	0	5	10	15	20	30
Ca	287.67±23.33a1)	260.13±13.32b	225.46±24.00d	246.78±16.74c	266.41±11.64b	282.91±19.09a
Mg	123.77±2.13d2)	123.99±2.45d	124.65±3.64d	249.42±4.80c	301.77±3.57b	377.37±1.82a
Zn	7.21±0.54d	8.32±0.42d	8.65±1.40d	13.69±0.87c	17.39±0.74b	22.73±0.22a

¹⁾Mean±SD..

²⁾Different superscripts (a-d) in a row indicate significant differences at the P<0.05 by Duncan’s multiple range test..

아미노산 조성

밀웜 분말이 첨가된 머핀의 아미노산 조성은 Table 6과 같다. 필수아미노산은 대조군에 비해 밀웜 분말 30% 첨가군에서 발린(696.9±0.01 mg), 루이신(911.1±0.01 mg), 이소루이신(466.8±0.01 mg), 트레오닌(545.3±0.01 mg), 페닐알라닌(490.7±0.01 mg), 메티오닌(175.2±0.01 mg), 리신(672.0±0.01 mg), 아르기닌(600.2±0.01 mg), 히스티딘(317.8±0.01 mg)의 함량이 유의하게 높았으며(P<0.05), 이 중 루이신> 발린> 리신> 아르기닌> 트레오닌 순으로 함량이 높았다. 비필수아미노산은 대조군에 비해 밀웜 분말 30% 첨가군에서 100 g당 아스파트산(916.3±0.01 mg), 세린(756.7±0.01 mg), 글루탐산(2,058.5±0.01 mg), 프롤린(905.9±0.01 mg), 글리신(507.0±0.01 mg), 알라닌(718.2 ±0.01 mg), 트립신(401.3±0.01 mg) 등의 함량이 유의하게 높았으며(P<0.05), 이 중 글루탐산> 아스파트산> 프롤린> 세린 순으로 함량이 높았다. 본 연구에서 필수아미노산인 이소루이신, 루이신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 발린 및 히스티딘은 밀웜 분말 첨가량이 증가할수록 유의하게 증가하였다. 선행연구(Hwang과 Choi, 2015)인 밀웜 분말 첨가 머핀의 품질 특성에서는 아미노산 조성에 관한 연구는 이루어지지 않아 본 연구에서는 밀웜의 중요한 영양소인 단백질에 관한 내용을 추가하기 위해 아미노산 조성을 분석하였다. 밀웜 분말 첨가 들깨강정 제조 시 필수아미노산 중 대조군에 비해 밀웜 분말 첨가 시 메티오닌, 트레오닌, 페닐알라닌, 히스티딘의 함량이 높게 나타났고, 그중에서도 분지 아미노산인 발린, 루이신, 이소루이신 함량이 모두 높게 나타났으며, 비필수아미노산 중 대조군에 비해 밀웜 분말 첨가 시 세린, 글루탐산, 글리신, 티로신, 아르기닌의 함량 높게 나타났고, 그중에서도 프롤린, 아스파트산, 알라닌의 함량이 특히 높게 나타났다고 보고하였는데(Lee, 2018), 이는 본 연구와 유사한 결과를 보였다. 갈색거저리(밀웜) 유충 분말을 이용한 패티의 제조에서 100 g당 루이신 2,906.25 mg, 발린 1,813.18 mg, 이소루이신은 1,459.09 mg으로 나타났으며, 갈색거저리 유충 분말 첨가량이 증가할수록 분지아미노산(branched chain amino acid) 함량이 유의적으로 증가한다고 보고하였다(Kim 등, 2015). 또한 선행연구(Hong, 2008; Kim 등, 2015)에서는 식품에 밀웜 첨가가 운동 및 노화로 인한 노인의 근육 손실 예방에 도움이 되는 식품소재로의 활용 가능성을 제시하였다.

Table 6 . Amino acid composition of muffin with mealworm powder.

Variety (mg/100 g)		Mealworm powder (%)
		0	5	10	15	20	30
Essential amino acid	Valine	328.3±0.01d1)2)	366.4±0.01d	300.0±0.01e	542.1±0.01c	564.8±0.01b	696.9±0.01a
	Leucine	551.8±0.01d	570.3±0.01d	499.7±0.01e	766.9±0.01c	797.0±0.01b	911.1±0.01a
	Isoleucine	272.4±0.01d	299.1±0.01c	260.9±0.01d	421.8±0.01b	400.1±0.01b	466.8±0.01a
	Threonine	284.6±0.01d	301.0±0.01c	239.8±0.01d	405.3±0.01b	454.0±0.01b	545.3±0.01a
	Phenylalanine	359.4±0.01c	357.5±0.01c	341.5±0.01c	470.3±0.01b	467.8±0.01b	490.7±0.01a
	Methionine	140.4±0.01c	144.3±0.01c	122.3±0.01d	182.9±0.01a	168.2±0.01b	175.2±0.01b
	Lysine	337.2±0.01c	334.7±0.01c	276.5±0.01d	516.8±0.01b	556.9±0.01b	672.0±0.01a
	Arginine	312.0±0.01d	323.8±0.01d	270.5±0.01e	475.0±0.01c	522.2±0.01b	600.2±0.01a
	Histidine	152.6±0.01d	152.7±0.01d	145.4±0.01e	249.4±0.01c	265.2±0.01b	317.8±0.01a
Non-essential amino acid	Aspartic acid	502.2±0.01d	493.3±0.01e	433.3±0.01e	744.3±0.01c	805.7±0.01b	916.3±0.01a
	Serine	478.5±0.01d	475.0±0.01d	394.9±0.01e	587.0±0.01c	654.5±0.01b	756.7±0.01a
	Glutamic acid	1,747.4±0.01c	1,751.4±0.01c	1,668.8±0.01d	1,962.4±0.01b	2,028.2±0.01a	2,058.5±0.01a
	Proline	618.0±0.01c	638.0±0.01c	589.7±0.01d	768.2±0.01b	900.2±0.01a	905.9±0.01a
	Glycine	239.4±0.01d	243.1±0.01d	222.6±0.01d	387.9±0.01c	420.8±0.01b	507.0±0.01a
	Alanine	303.9±0.01c	317.0±0.01c	267.6±0.01d	520.4±0.01b	582.9±0.01b	718.2±0.01a
	Tyrosine	167.5±0.01c	166.1±0.01c	150.5±0.01d	302.1±0.01b	321.9±0.01b	401.3±0.01a

¹⁾Mean±SD..

²⁾Different superscripts (a-e) in a row indicate significant differences at the P<0.05 by Duncan’s multiple range test..

총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 활성

밀웜 분말이 첨가된 머핀의 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 활성은 Table 7과 같다. 총 페놀 함량은 대조군, 밀웜 분말 5, 10, 15, 20, 30% 첨가군이 각각 29.69±0.00 <30.64±0.01 <36.83±0.01 < 53.02±0.01 <68.26±0.02 <80.17±0.02 GAE mg/g 순으로 측정되었으며(P<0.05), 총 플라보노이드 함량은 대조군, 밀웜 분말 5, 10, 15, 20, 30% 첨가군이 각각 23.58±0.00 <24.58±0.00 <28.42±0.00 <30.42±0.00 <32.08±0.00 <39.58±0.00 mg CA/g 순으로 측정되었다(P<0.05). Kim 등(2020)의 쌍별귀뚜라미 분말 연구에서 총 페놀 함량은 분말에서 6.61 GAE mg/g이었으며, 이와 비교할 때 본 연구의 밀웜 분말을 첨가한 머핀의 총 페놀 함량이 높게 나타났다. 선행연구(Kim 등, 2006; Park과 Chung, 2014)에서는 식물에 함유된 폴리페놀성 물질 및 플라보노이드 등은 분자 내에 phenolic hydroxyl기를 다수 가지고 있는 화합물로 항산화, 항염 및 항암효과가 우수한 것으로 보고한다.

Table 7 . Total phenolic, total flavonoid contents, ABTS and DPPH radical scavenging activity of muffin with mealworm powder.

Variables	Total phenolic content (GAE mg/g)	Total flavonoid content (mg CA/g)	ABTS radical cation scavenging activity (%)	DPPH radical scavenging activity (%)
0	29.69±0.00f1)2)	23.58±0.00d	14.44±0.95e	4.05±0.72c
5	30.64±0.01e	24.58±0.00d	19.76±1.73d	2.21±0.25d
10	36.83±0.01d	28.42±0.00c	19.90±0.94d	1.79±0.22e
15	53.02±0.01c	30.42±0.00c	40.84±0.72c	5.09±0.08b
20	68.26±0.02b	32.08±0.00b	49.56±1.05b	5.88±0.19b
30	80.17±0.02a	39.58±0.00a	53.29±1.44a	8.01±0.51a

¹⁾Mean±SD..

²⁾Different superscripts (a-f) in a column indicate significant differences at the P<0.05 by Duncan’s multiple range test..

ABTS 라디칼 소거 활성도 대조군, 밀웜 분말 5, 10, 15, 20, 30% 첨가군이 각각 14.44±0.95 <19.76±1.73 <19.90 ±0.94 <40.84±0.72 <49.56±1.05 <53.29±1.44% 순으로 조사되었으며(P<0.05), DPPH 라디칼 소거 활성은 밀웜 분말 15% 첨가군(5.09±0.08%)부터 증가하여 밀웜 분말 30% 첨가군에서는 8.01±0.51%로 측정되었다. DPPH 라디칼 소거 활성은 플라보노이드, 페놀산 등의 물질에 대한 항산화 작용의 지표라고 강조하였다(Park, 2016). 밀웜 분말이 첨가된 머핀의 선행연구(Hwang과 Choi, 2015)에서 DPPH 라디칼 소거 활성은 28.90~51.29%로 밀웜 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하였고, 현미 분말 첨가 머핀의 DPPH 라디칼 소거 활성은 17.61~28.01%로 대조군(9.95 %)에 비해 높았다고 보고하였으며(Jung과 Cho, 2011), 이는 본 실험의 결과와 유사한 경향을 보였다. 또한 DPPH 라디칼 소거 활성은 밀웜 분말 첨가 양갱 연구(Jeon과 Chung, 2018)에서 대조군이 64.10%로 나타났고, 밀웜 분말 첨가군은 73.69~83.87% 범위로 밀웜 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타났으며, 밀웜 분말 에탄올 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성이 16.2%라고 보고하였다(Yu 등, 2016). 선행연구(Kim 등, 2020)에서 쌍별귀뚜라미 분말과 분말 단백질 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 각각 68.25%, 80.37%로 매우 높게 나타났으며, 단백질 분말 추출물의 소거 활성이 더 높다고 보고하였다. 대추 분말(Kim과 Lee, 2012), 아마란스잎 분말(Choi, 2016), 밀싹 분말(Chung과 An, 2015), 여주 분말(An, 2014), 야콘 분말(Lee와 Lee, 2014), 인삼 잎 분말(Cheon 등, 2014), 들깻잎 분말(Yoon 등, 2011)을 첨가한 머핀에서도 부재료의 첨가량이 증가할수록 DPPH 라디칼 소거 활성이 증가하여 본 연구와 유사한 결과를 보였다. 본 연구에서 머핀 제조 시 밀웜 분말의 첨가량이 증가할수록 머핀의 총 페놀 함량과 ABTS 라디칼 소거 활성은 유의하게 증가하였고, 밀웜 분말의 항산화 활성은 머핀 제조 후에도 그 활성이 유지되는 것으로 확인되었으며, 머핀 제조 시 밀웜 분말의 첨가는 머핀의 영양적인 기능성 향상에 기여할 것으로 사료된다.

본 연구는 밀웜을 첨가하여 머핀을 제조하고, 머핀의 품질특성 및 항산화 활성을 확인하여 밀웜의 기능성 식품으로서의 가치를 알기 위해 실시하였다. 대조군에 비해 밀웜 분말 10% 첨가군부터 머핀의 색상은 갈색으로 변하였으며, 이는 밀웜 분말의 첨가량이 증가할수록 색상이 진하게 나타났다. 색도 중 L값과 b값은 낮아지고, a값은 증가하는 경향을 보였다. 경도는 대조군에서 23.33±6.35, 밀웜 분말 5%와 10% 첨가군에서 각각 26.67±4.04, 26.00±4.36을 보였다. 머핀의 밀웜 분말 함량이 증가할수록 조단백질 함량, 마그네슘 함량, 총 페놀 함량 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 유의하게 증가하였다(P<0.05). 따라서 밀웜의 다양한 영양학적인 기능과 항산화 활성을 이용하여 기능성 식품 소재로서의 가치가 있을 것으로 판단되며, 10% 정도의 밀웜 분말을 사용하여 머핀 제조에 활용하면 영양 측면이 강조된 상품이 될 것으로 판단된다.