돼지감자(Helianthus tuberosus L.)는 국화과 해바라기속의 여러해살이 식물로 원산지는 북아메리카이며, 영어로는 Jerusalem artichoke, 우리말로는 뚱딴지, 뚝감자, 양채, 괴자과, 산우두 등으로 불린다(Kim 등, 2014). 돼지감자는 냉해와 수분 스트레스에 대한 저항력이 우수하고 척박한 토양에서도 잘 자라기 때문에 쉽게 재배할 수 있다(Cieślik 등, 2011; Oh 등, 2020). 돼지감자는 수분이 약 80% 정도를 차지하고 탄수화물, 단백질, 무기질 및 비타민을 포함하고 있으며, 탄수화물의 대부분은 과당의 중합체인 이눌린(inulin)으로 구성되어 있다(Park 등, 2013). 이눌린은 우리 몸에 있는 소화효소로는 분해되지 않는 난소화성 식이섬유로 체중 감량과 배변 활동을 돕고, 혈청 콜레스테롤 조절 및 식후 혈당 상승을 억제하므로 항당뇨 효과가 있다(Lee 등, 2007; Kim 등, 2013c). 또한, 이눌린은 과당의 중합체이기 때문에 단맛이 강하나 충치 발현 빈도가 설탕보다 낮아 식품 가공업계에서 천연 감미료로 사용하기 위해 다양한 적용을 하는 물질 중 하나이다(Gibson과 Roberfroid, 1995; Shin 등, 2012). 돼지감자가 지닌 다양한 생리활성 및 기능성을 활용한 가공식품들이 개발되고 있는데, 그 예로는 돼지감자 분말을 첨가한 부침가루(Kim 등, 2013a), 쿠키(Park 등, 2013), 스펀지케이크(Suh와 Kim, 2014), 머핀(Park, 2014), 묵(Kim 등, 2015), 조청(Lee, 2015), 발효유(Park 등, 2019) 등이 현재까지 보고되었다.

죽(粥)은 인류 식생활의 곡류 조리식 중의 하나로 신석기 시대 후반인 약 5,000년 전부터 농경문화가 시작되면서 우리 민족은 여러 가지 종류의 죽을 조리하여 왔다. 조선시대에 와서는 물의 양, 쌀의 종류와 형태, 죽을 쑤는 방법, 부재료에 따라서 다양하게 죽을 조리하였다(Lee와 Jurn, 2000). 죽은 다양한 종류의 곡물에 물을 많이 붓고 오랫동안 끓여서 완전히 호화된 상태로 만든 유동식으로 주원료는 흰죽이 기본이지만, 여러 가지 곡물, 약초와 채소 등의 건강한 식재료를 넣어서 함께 조리하여 항산화, 항암, 당뇨 등의 다양한 생리활성을 기대할 수 있다(Ahn 등, 2013; Park, 2015; Hwang, 2021).

현미는 쌀의 겨층만을 제거한 후 도정하지 않아 백미보다 불포화지방산, 단백질, 비타민 B1, B2가 풍부하고 칼슘과 철분을 비롯한 각종 무기질의 함량도 높다(Choe 등, 2002). 현미에는 식이섬유가 풍부하여 포만감을 잘 느낄 수 있는데, 이는 바로 현미에 함유된 식이섬유로 인해 탄수화물의 소화가 지연되므로 백미보다 혈당 상승을 억제하여 혈당조절 효과가 있다(Moon 등, 2010). 도정을 거치지 않은 현미에는 γ-aminobutyric acid, inositol, ferulic acid, arabinoxylan 등의 기능성 성분이 다량 함유되어 있어 혈압 강하, 뇌 기능 개선, 면역력 향상 등의 기능성이 보고되고 있다(Moon 등, 2010; Carcea, 2021). 과거에는 식감이 좋은 백미에 대한 선호도가 높았으나, 최근에는 현미에 대한 건강 기능성이 보고되고 소비자들의 인식이 새로워지면서 현미의 소비가 증가하고 현미를 활용한 연구가 진행되고 있다(Saleh 등, 2019; Carcea, 2021). 그중 현미를 첨가한 죽에 대한 보고로는 품종별 유색미를 첨가한 현미죽의 이화학적 품질특성(Kim 등, 2021), 현미를 첨가한 타락죽에 관한 품질특성(Ahn 등, 2013), 찹쌀, 찹쌀현미, 찰흑미 가루를 첨가한 흑임자죽의 항산화 활성 및 품질특성(Park, 2013) 등이 보고되어 있다. 그러나 아직 현미에 돼지감자를 첨가하여 개발한 현미죽에 대한 연구는 이루어지지 않았다.

본 연구에서는 백미 대신 현미를 사용하고, 현미 중량 대비 돼지감자 분말을 3~9%까지 첨가하여 죽을 제조한 후에 이화학적 품질특성, 항산화 물질의 함량 및 항산화 활성을 측정함으로써 현미죽 제조에 돼지감자 분말의 적용 가능성을 탐색하였다.

실험재료 및 시약

본 연구에 사용한 돼지감자(Hampyeong, Korea)와 현미(Yesan, Korea)는 시판품을 구매하여 사용하였다. 현미죽 제조에는 정수기용 정제수를 사용하였다. Catechin hydrate, gallic acid, Folin & Ciocalteu’s phenol, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), 2,2′-azino-bis(3-ethyl-benzo-thiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) 시약은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)에서 구매하였다. Hydrochloric acid solution(N/10), sulfuric acid, ethyl ether, iron(III) chloride, sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium persulfate, potassium hexacyanoferrate(III), trichloroacetic acid는 Samchun Pure Chemical(Pyeongtaek, Korea)에서 구매하였다.

돼지감자 분말과 현미죽 제조

돼지감자는 수돗물로 깨끗이 씻어 물기를 제거하고 0.2 mm 두께로 슬라이스 하여 -80°C에서 냉동시킨 다음 동결건조기(FDU-1200, EYELA, Tokyo, Japan)를 이용하여 건조하였다. 동결건조된 돼지감자를 분쇄기(Hanil, Seoul, Korea)에 넣어 고속에서 곱게 마쇄하여 분말을 얻었다.

죽을 제조하기 위해 현미를 세척한 후 실온에서 18시간 수침하여 30분간 체에 밭쳐 물기를 뺀 후에 분쇄기로 30초 동안 분쇄하였다. 돼지감자 현미죽의 배합 비율은 여러 차례의 예비실험을 거치면서 점도와 관능적 특성 등을 고려하여 Table 1과 같이 돼지감자 분말을 현미 중량의 0, 3, 6, 9%를 첨가하는 것으로 정하고, Hwang(2021)의 방법을 참고하여 제조하였다. Table 1에서 정한 분량대로 분쇄한 현미, 돼지감자 분말 및 물을 넣고 약불에서 2분간 호화시킨 후 중불에서 5분간 더 끓이고 재료가 눌어붙지 않도록 나무주걱으로 잘 저으면서 약한 불에서 2분간 가열하여 완성하였다. 제조한 현미죽은 열기를 식힌 후에 락앤락 용기에 넣어 수분이 증발하지 않도록 뚜껑을 닫아 냉장고에 보관하면서 각종 분석에 사용하였다.

Table 1 . Formula for porridge made with different amount of Jerusalem artichoke powder.

Ingredient	Jerusalem artichoke powder (%)1)
	0	3	6	9
Brown rice (g)	100	97	94	91
Jerusalem artichoke powder (g)	0	3	6	9
Water (mL)	600	600	600	600

¹⁾Jerusalem artichoke powder (3, 6, and 9%) was added based on the total weight of brown rice..

일반성분 분석

현미가루, 돼지감자 분말 및 죽의 일반성분은 AOAC 방법(1995)에 따라 분석하였다. 수분은 105°C 드라이오븐(EYELA)을 이용하여 상압가열건조법에 따라 정량하였다. 조회분은 직접회화법으로 550°C 회화로(KMF-300, Kukje Engineering Co., Goyang, Korea)에서 측정하였다. 조단백질은 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator, Eden Prairie, MN, USA)를 이용하여 semi-micro Kjeldal법으로 측정하였다. 조지방은 Soxhlet 추출기(ST 243 Soxtec^TM 230V, Foss Tecator)로 정량하였다.

당도, pH 및 점도 측정

죽의 당도와 pH 측정을 위해 죽 5 g에 증류수 25 mL를 넣고 vortex mixer로 혼합한 후에 실온에서 10분 동안 초음파 추출을 한 다음, 16,700 rpm에서 15분 동안 원심분리(Mega 17R, Hanil Co., Incheon, Korea)하여 상등액을 얻었다. 시료의 상등액을 취하여 당도계(JP/PR-201, Atago Co., Tokyo, Japan)로 3회 반복하여 측정하였다. pH는 죽 추출물의 상등액을 pH meter(SevenCompactTM PH/Ion S220, Mettler-Toledo AG, Schwerzenbach, Switzerland)로 3회 이상 반복하여 측정하였다.

돼지감자 분말을 첨가하여 제조한 죽의 점도는 점도계(Brookfield DV3T, Brookfield AMETEK, Inc., Middleboro, MA, USA)를 사용하여 측정하였다. 시료 150 g을 용기에 취해 spindle No. 9을 5 rpm의 회전속도로 맞추어 10초 간격으로 2분간 작동시켜 측정하였다.

색도 측정

현미죽의 색도는 색차계(Chrom Meter CR-400, Konica Minolta, Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 명도(L, light), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 값으로 표시하고 각 시료당 3회 반복하여 측정한 평균값을 나타냈다. 색도 보정을 위해 L, a, b 값이 각각 97.10, +0.24, +1.75인 백색 표준판을 사용하였다.

추출물의 제조 및 항산화 물질 함량 분석

항산화 물질인 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 분석을 위해 현미, 돼지감자 분말 및 돼지감자 분말 첨가 현미죽 추출물을 다음과 같이 제조하였다. 각 시료 중량의 2배에 해당하는 증류수를 넣어 vortex mixer로 혼합한 후에 실온에서 30분간 초음파 추출을 한 다음, 16,700 rpm에서 15분 동안 원심분리(Mega 17R, Hanil Co.)하여 상등액을 얻어 적절한 농도로 희석한 후 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 항산화 활성 분석을 위한 시료로 사용하였다.

시료 용액 0.5 mL와 2 N Folin 시약 0.5 mL를 혼합하여 3분간 실온에서 반응시킨 후, 2% sodium carbonate 1.5 mL를 첨가하여 표면을 호일로 감싼 후에 2시간 동안 암소에서 반응시켰다. 반응물은 microplate reader(infinite M299 Pro, Tecan Group Ltd., San Jose, CA, USA)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 gallic acid의 표준곡선을 통해 gallic acid equivalent(GAE)로 나타내었고, 시료 1 g에 함유된 총 폴리페놀 함량을 계산하였다.

총 플라보노이드 함량은 시료 추출액 1 mL와 메탄올에 용해한 2% aluminium chloride 1 mL를 혼합하여 실온에서 15분 동안 반응시킨 후 430 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 quercetin의 표준곡선을 통하여 quercetin equivalent(QE)로 나타내었고, 시료 1 g에 함유된 총 플라보노이드 함량을 계산하였다.

항산화 활성 측정

현미, 돼지감자 분말 및 현미죽의 DPPH 라디칼 소거 활성은 Cheung 등(2003)의 방법으로 측정하였다. 시료 100 μL와 0.2 mM DPPH 에탄올 용액 100 μL를 1:1로 혼합하여 어두운 곳에서 30분간 반응시킨 후에 microplate reader를 사용하여 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료의 DPPH 라디칼 소거 활성은 아래 식에 대입하여 계산하였다.

$$DPPH라디칼소거활성(\%)=(1-\frac{시료첨가구의흡광도}{시료무첨가구의흡광도})\times 100$$

현미, 돼지감자 분말 및 현미죽의 ABTS 라디칼 소거 활성은 Re 등(1999)의 방법으로 측정하였다. 실험하기 하루 전에 7.0 mM ABTS와 2.45 mM potassium persulfate를 혼합하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 735 nm에서 흡광도 값이 1.73±0.03이 되도록 에탄올로 희석하여 사용하였다. 시료 100 μL와 흡광도를 맞춘 ABTS 용액 100 μL를 혼합하여 37°C에서 30분간 반응시킨 후에 735 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료의 ABTS 라디칼 소거 활성은 아래 식에 대입하여 계산하였다.

$$ABTS라디칼소거활성(\%)=(1-\frac{시료첨가구의흡광도}{시료무첨가구의흡광도})\times 100$$

현미, 돼지감자 분말 및 현미죽의 환원력은 Oyaizu(1986)의 방법으로 측정하였다. 시료 0.25 mL, 0.2 M phosphate buffer(pH 6.6) 0.25 mL와 1% potassium hexacyanoferrate[K3Fe(CN)6] 0.25 mL를 혼합하여 50°C의 수욕상에서 20분 동안 반응시켰다. 여기에 10% trichloracetic acid 0.25 mL를 가하여 3,000 rpm에 10분 동안 원심분리한 후 얻은 상등액 1 mL에 증류수와 ferric chloride를 각각 0.5 mL씩 첨가하고 10분간 암소에서 반응시킨 후 720 nm에서 흡광도를 측정하여 얻은 값을 환원력으로 나타내었다.

통계분석

모든 결과는 3회 반복 실험에 대한 평균±표준편차로 나타내었다. 통계분석은 R-Studio(Version 3.5.1, RStudio, Inc., Boston, MA, USA)를 이용하여 분산분석을 실시하였고, 결과의 유의적 차이는 Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s multiple range test)으로 P<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

일반성분 분석

현미죽 제조에 사용한 현미와 돼지감자 분말 및 돼지감자 분말 첨가량을 달리하여 제조한 죽의 일반성분 분석 결과는 Table 2와 같다. 현미와 돼지감자 분말에 포함된 수분은 각각 14.68% 및 2.01%로 현미의 수분함량이 높게 나타났으며, 회분은 현미와 돼지감자 분말에서 각각 1.22% 및 6.72%로 돼지감자 분말의 회분 함량이 높은 것으로 나타났다. 돼지감자 분말의 조단백질 함량은 1.72%였으며, 현미는 1.00%의 조단백질을 포함하고 있어 돼지감자 분말보다 적은 조단백질을 함유하는 것으로 나타났다. 현미는 2.09%의 조지방을 함유하였으나, 돼지감자 분말은 이보다 적은 0.40%의 조지방을 함유하는 것으로 나타났다. Jung과 Shin(2016)이 분석한 돼지감자 분말의 일반성분은 수분 3.16%, 조지방 0.67%, 회분 6.10%로 본 연구의 분석값과 유사했으나, 조단백질은 9.99%로 본 연구에서 사용한 돼지감자의 조단백질 함량인 1.72%보다 높게 나타났다. 돼지감자 분말의 일반성분과 영양소 함량은 돼지감자의 품종, 표면색, 건조방법, 건조온도 등에 따라 영향을 받는 것으로 알려져 있다(Kim 등, 2015; Jung과 Shin, 2016).

Table 2 . Proximate analysis of brown rice, Jerusalem artichoke powder and porridge made with different amount of Jerusalem artichoke extract powder.

Measurements	Brown rice	Jerusalemartichoke powder	Jerusalem artichoke powder in porridge (%)1)
			0	3	6	9
Moisture (%)	14.68±0.10b	2.01±0.12c	82.71±1.63a	84.55±1.09a	83.63±0.74a	83.31±0.09a
Ash (%)	1.22±0.06b	6.72±0.06a	0.27±0.02c	0.23±0.02c	0.27±0.01c	0.27±0.03c
Crude protein (%)	1.00±0.01b	1.72±0.01a	0.22±0.02c	0.20±0.02c	0.19±0.00c	0.21±0.00c
Crude fat (%)	2.09±0.02a	0.40±0.05b	0.05±0.01c	0.06±0.02c	0.06±0.03c	0.05±0.00c

¹⁾Jerusalem artichoke powder (3, 6, and 9%) was added based on the total weight of brown rice..

Data were the mean±SD of triplicate experiment. Means with the different superscripts (a-c) within the same row are significantly different at P<0.05..

돼지감자 분말을 3~9%까지 달리하여 제조한 죽의 수분은 83.31~84.55%로 대조군의 수분함량인 82.71%와 비교할 때 유의적인 차이가 관찰되지 않았다. 회분 함량은 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 0.27%였고, 돼지감자 분말 3~9%까지 증가함에 따라 0.23~0.27%로 통계적인 유의성이 관찰되지 않았다. 조지방과 조단백질 함량은 각각 0.05~0.06% 및 0.19~0.21%로 돼지감자 분말 함량에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다. 현미와 돼지감자 분말의 일반성분 함량에는 차이가 있었으나, 현미 대신 첨가한 돼지감자 분말의 양이 3~9%로 많지 않아 돼지감자 함량에 따른 죽 전체의 일반성분 함량에는 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다.

당도, pH 및 점도 측정

돼지감자 분말 첨가량을 달리하여 제조한 현미죽의 당도, pH 및 점도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 돼지감자 분말을 첨가하지 않고 제조한 수프의 당도는 1.77로 가장 낮았고, 돼지감자 분말 함량이 3~9%로 증가함에 따라 당도도 1.87에서 2.40으로 증가하여 돼지감자 분말 첨가량에 비례하여 당도가 높아짐을 확인하였다. 돼지감자는 탄수화물을 녹말로 저장하는 대부분의 식물체와는 달리 우리 체내의 소화효소로는 분해되지 않는 난소화성 탄수화물인 이눌린의 형태로 저장하고 있다(Shin 등, 2012). 이눌린은 과당의 중합체로 단맛이 강하므로 설탕을 대체할 수 있는 천연 감미료이며 영양소의 소화와 흡수를 지연시켜 체중 감량이나 혈당조절에 도움을 줄 수 있다(Lee 등, 2007).

Table 3 . Sugar contents, pH, and viscosity of porridge made with different amount of Jerusalem artichoke powder.

Measurements	Jerusalem artichoke powder in porridge (%)1)
	0	3	6	9
Sugar contents (Brix)	1.77±0.06d	1.87±0.06c	2.20±0.00b	2.40±0.00a
pH	6.85±0.00a	6.80±0.06b	6.76±0.00c	6.71±0.06d
Viscosity (cP)	76,700±3,253a	72,200±6,505b	68,800±2,162c	59,900±3,818d

¹⁾Jerusalem artichoke powder (3, 6, and 9%) was added based on the total weight of brown rice..

Data were the mean±SD of triplicate experiment. Means with the different superscripts (a-d) within the same row are significantly different at P<10.05..

pH는 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군이 6.85로 가장 높았고, 돼지감자 첨가량이 증가함에 따라 pH가 감소하는 경향을 보였다. 즉, 돼지감자 분말을 3% 첨가한 현미죽의 pH는 6.80이었고, 돼지감자 분말 6% 및 9% 첨가한 현미죽의 pH는 각각 6.76 및 6.71로 낮아졌다. 돼지감자 분말을 첨가한 스펀지케이크에서도 돼지감자 분말을 첨가할수록 pH가 감소하는 것으로 나타나 본 연구와 유사한 결과를 보였다(Kim 등, 2014). 죽의 pH는 첨가하는 부재료에 의해 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 선행 연구에서도 마를 첨가한 죽(Kim과 Kwak, 2011)에서 대조군의 pH가 6.22로 가장 높았고, 마의 첨가량이 증가함에 따라 pH가 6.18에서 5.87까지 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 딸기죽에서 딸기의 첨가량이 증가함에 따라 죽의 pH는 6.58에서 4.19까지 감소하는 경향을 보였고(Kim 등, 2012), 바나나 첨가량을 달리한 당화 바나나죽의 품질특성 및 항산화 효과(Kim 등, 2013b)에서도 바나나 첨가량이 증가함에 따라 pH가 6.58에서 5.23으로 점점 감소하였다.

현미죽의 점도를 측정한 결과 대조군에서는 76,700 cP로 가장 높게 나타났고, 돼지감자 분말을 3~6%까지 첨가한 경우 점도가 72,200 cP에서 68,800 cP로 대조군보다 감소하였다. 돼지감자 분말을 9% 첨가하여 제조한 현미죽의 점도는 59,900 cP로 가장 낮게 나타났다. 마를 첨가한 죽(Kim과 Kwak, 2011)에서도 마의 첨가량이 증가함에 따라 점도가 감소하는 경향을 보였다.

색도 측정

돼지감자 분말을 첨가하여 제조한 현미죽의 색도를 측정한 결과는 Table 4와 같다. 밝기를 나타내는 명도(L) 값은 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군이 54.32로 가장 높았고, 돼지감자 분말 첨가량이 증가함에 따라 49.72에서 45.57까지 순차적으로 낮아지는 결과를 나타냈다. 돼지감자 분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크(Kim 등, 2014)에서도 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군의 껍질과 속의 명도 값이 각각 71.90 및 49.30으로 실험군에 비하여 높았고, 돼지감자 분말 첨가량이 증가함에 따라 명도가 감소하는 것으로 나타나 본 결과와 유사한 경향을 보였다.

Table 4 . Changes in hunter’s color value of porridge made with different amount of Jerusalem artichoke powder.

Measurements	Jerusalem artichoke powder in porridge (%)1)
	0	3	6	9
L	54.32±0.25a	49.72±0.33b	47.55±0.29c	45.57±0.18d
a	−0.40±0.14d	−0.03±0.14c	0.22±0.04b	0.50±0.12a
b	5.58±0.44d	6.77±0.38c	7.01±0.36b	7.10±0.13a

¹⁾Jerusalem artichoke powder (3, 6, and 9%) was added based on the total weight of brown rice..

Data were the mean±SD of triplicate experiment. Means with the different superscripts (a-d) within the same row are significantly different at P<0.05..

적색도(a)는 돼지감자 분말 첨가량에 비례하여 증가하였다. 즉, 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군의 적색도는 -0.40을 나타냈고, 돼지감자 분말이 3~9%까지 증가함에 따라 적색도는 -0.03~0.50까지 높아졌다. 황색도(b)는 대조군과 실험군이 통계적으로 유의성 있는 수준에서 높게 나타났고, 돼지감자 분말 첨가량에 비례하여 황색도가 증가하였다. 돼지감자 분말을 첨가한 묵(Kim 등, 2015)과 조청(Lee, 2015)에서도 돼지감자 분말 함량이 증가함에 따라 명도는 감소하고 적색도와 황색도가 증가하였다는 결과와 일치하는 것으로 나타났다.

항산화 물질 함량 분석

본 연구에서 죽 제조에 사용한 현미, 돼지감자 분말 및 돼지감자 분말을 첨가하여 제조한 현미죽의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량 분석 결과는 Table 5와 같다. 죽 제조에 사용한 원재료인 현미와 돼지감자 분말의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과, 현미보다 돼지감자 분말의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량이 높은 것을 확인하였다. 돼지감자 분말 1 g에 함유된 총 폴리페놀은 gallic acid 기준으로 79.04 μg으로 현미의 30.16 μg보다 약 2.62배 높았고, 돼지감자 분말의 총 플라보노이드는 quercetin 기준으로 34.36 μg으로 현미의 12.55 μg보다 약 2.74배 높게 나타났다. 따라서 현미를 돼지감자 분말로 대체하여 죽을 제조할 경우, 현미만으로 제조한 죽에 비해 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량이 높을 것으로 기대할 수 있었다.

Table 5 . Total polyphenol and total flavonoid contents of brown rice, Jerusalem artichoke powder and porridge made with different amount of Jerusalem artichoke powder.

Measurements	Brown rice	Jerusalem artichoke powder	Jerusalem artichoke powder in porridge (%)1)
			0	3	6	9
Total polyphenol (μg GAE2)/g)	30.16±0.52d	79.04±4.32a	27.91±0.22e	29.84±0.66d	33.98±0.82c	37.84±0.81b
Total flavonoid (μg QE3)/g)	12.55±0.36b	34.36±0.48a	9.04±0.49c	9.44±0.45c	12.74±1.09b	13.68±1.51b

¹⁾Jerusalem artichoke powder (3, 6, and 9%) was added based on the total weight of brown rice..

²⁾GAE: gallic acid equivalent. 3)QE: quercetin equivalent..

Data were the mean±SD of triplicate experiment. Values with the different superscripts (a-e) within the same row are significantly different at P<0.05..

돼지감자 분말을 첨가하지 않은 현미죽의 총 폴리페놀 함량은 1 g당 gallic acid 기준으로 27.91 μg으로 가장 낮았고, 돼지감자 분말 첨가량에 비례해 총 폴리페놀 함량도 증가하였다. 즉, 돼지감자 분말을 3, 6 및 9% 첨가한 현미죽에서 총 폴리페놀 함량은 29.84 μg, 33.98 μg, 37.84 μg으로 대조군에 비해 각각 1.07~1.36배까지 증가하였다.

돼지감자 분말을 첨가하지 않고 제조한 현미죽의 총 플라보노이드 함량은 1 g당 quercetin 기준으로 9.04 μg이었고 돼지감자 분말 첨가량이 증가할수록 현미죽의 총 플라보노이드 함량도 증가하는 경향을 보였으나, 대조군과 3% 실험군이 유의적인 차이를 나타내지 않았고 6% 실험군과 9% 실험군이 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 돼지감자 분말을 3~9% 첨가함에 따라 총 플라보노이드 함량은 9.44~13.68 μg으로 증가하였고, 이는 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군과 비교하여 총 플라보노이드 함량이 1.04~1.51배까지 증가한 수치였다. 위의 분석 결과와 같이 돼지감자 분말에 비해 양적으로는 적으나 현미에도 폴리페놀 및 플라보노이드 성분이 포함되어 있어 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군에서도 페놀화합물 및 플라보노이드 성분이 측정된 것으로 사료된다.

Tchoné 등(2006)도 돼지감자에서 esculin, epicatechin, gentisic acid, vanillic acid, catechin, chlorogenic acid, salicylic acid 등의 22개의 페놀화합물 분리하였고, Oszmiański 등(2021)은 HPLC 분석을 통해 돼지감자 퓌레에서 hydroxyferulic acid hexoside, caffeoylquinic acid, hydroxyferulic acid, dicaffeoylquinic acid 등의 폴리페놀 물질을 확인하였다. 이들의 결과를 통해 돼지감자에는 폴리페놀 화합물이 풍부하며 죽을 제조할 때 돼지감자 분말을 첨가하는 것은 항산화 물질의 함량을 증가시키는 좋은 방법이 될 것으로 사료된다.

항산화 활성 측정

현미, 돼지감자 분말 및 돼지감자 분말 첨가 현미죽의 항산화 활성 측정 결과는 Table 6과 같다. 현미와 돼지감자 분말의 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 현미는 30.25%의 활성을 보였고, 돼지감자 분말은 이보다 약 2.53배 높은 76.59%의 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈다. ABTS 라디칼 소거 활성은 현미에서 25.40%였고 돼지감자 분말은 이보다 약 3.19배 높은 81.15%를 나타냈다. 환원력은 700 nm에서 측정한 흡광도를 기준으로 현미와 돼지감자 분말이 각각 0.25 및 0.62로, 돼지감자 분말이 현미보다 높은 환원력을 나타냈다.

Table 6 . Antioxidant activities of brown rice, Jerusalem artichoke powder and porridge made with different amount of Jerusalem artichoke powder.

Measurements	Brown rice	Jerusalem artichoke powder	Jerusalem artichoke powder in porridge (%)1)
			0	3	6	9
DPPH radical scavenging (%)	30.25±2.60d	76.59±3.80a	31.48±0.99d	36.56±1.26c	37.65±0.41c	40.65±0.61b
ABTS radical scavenging (%)	25.40±5.31d	81.15±3.53a	26.97±4.20d	37.99±6.45c	38.78±4.25c	50.22±2.76b
Reducing power	0.25±0.02bc	0.62±0.03a	0.24±0.00d	0.26±0.01c	0.28±0.01c	0.30±0.02b

¹⁾Jerusalem artichoke powder (3, 6, and 9%) was added based on the total weight of brown rice..

Data were the mean±SD of triplicate experiment. Means with the different superscripts (a-d) within the same row are significantly different at P<0.05..

돼지감자 분말을 첨가한 현미죽의 DPPH 라디칼 소거 활성은 대조군에서 31.48%였고, 돼지감자 분말을 3, 6 및 9% 첨가한 현미죽에서는 각각 36.56%, 37.65% 및 40.65%로 증가했다. 이를 통해 돼지감자 분말을 첨가하여 제조한 현미죽의 DPPH 라디칼 소거 활성은 돼지감자 분말을 첨가하지 않는 시료에 비해 1.13~1.29배 증가함을 확인하였다. ABTS 라디칼 소거 활성의 경우 대조군은 26.97%로 가장 낮았고 돼지감자 분말이 3~9%까지 증가함에 따라 37.99~50.22%로 증가하였는데, 이는 대조군보다 1.03~1.86배 증가한 수치였다. 환원력도 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성과 유사한 경향을 보였다. 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군의 환원력은 0.24로 가장 낮았고, 돼지감자 분말 첨가량이 3~9%로 증가함에 따라 환원력을 나타내는 흡광도 값은 0.26에서 0.30으로 높아졌다. 다만, 돼지감자 분말을 3% 및 6% 첨가한 현미죽의 DPPH와 ABTS 라디칼 소거 활성과 환원력은 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 돼지감자 분말 9%를 첨가한 실험군에서는 돼지감자 분말 3%와 6% 첨가한 실험군에 비해 가장 높은 항산화 활성을 나타내 돼지감자 분말을 첨가하여 죽을 제조할 때는 항산화 활성을 유의적으로 증가시킬 수 있는 돼지감자 분말의 양을 고려하는 것이 필요하며, 쌀 중량 대비 9% 수준에서 돼지감자 분말을 첨가하면 적절할 것으로 사료되었다.

돼지감자 분말에는 폴리페놀과 플라보노이드 같은 항산화 활성이 뛰어난 물질을 포함하고 있으며, 이들은 유리 라디칼을 소거하는 강력한 작용이 있으므로 돼지감자 분말 함량이 증가함에 따라 항산화 활성도 증가한 것으로 보인다. Park 등(2019)은 돼지감자 분말을 1~5%까지 첨가하여 발효유를 제조하고 ABTS 라디칼 소거능으로 항산화 활성을 측정한 결과, 돼지감자 분말 첨가량에 비례하여 항산화 활성이 79.5~84.14%까지 증가하는 것으로 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타냈다. 돼지감자 분말을 첨가한 쌀 케이크(Kim 등, 2014), 조청(Lee, 2015), 묵(Kim 등, 2015) 등에서도 돼지감자 분말을 첨가하지 않은 대조군보다 돼지감자 분말 첨가량이 증가함에 따라 항산화력이 유의적으로 증가하였다는 결과와 일치하였다. 이상의 결과로 돼지감자는 항산화 활성이 우수하므로 분말의 형태로 첨가하여 죽을 제조하면 항산화 활성을 증가시키는 것으로 사료된다.

본 연구는 생리활성 성분이 풍부하고 간편하게 섭취할 수 있는 현미죽을 제조하는데, 돼지감자 분말을 3~9%까지 첨가하여 제조한 현미죽의 일반성분, 당도, pH, 색도, 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화 활성을 측정하여 돼지감자 분말 첨가 현미죽의 최적 배합비를 선정하고자 하였다. 돼지감자 분말을 3~9%까지 달리하여 제조한 죽의 수분은 83.31~84.56%로 대조군과 비교할 때 유의적인 차이가 없었고, 회분, 조지방 및 조단백질 함량도 돼지감자 분말 함량에 따른 차이는 나타나지 않았다. 현미죽에 첨가한 돼지감자 분말 함량에 비례하여 당도는 증가하였고, pH와 점도는 감소하였다. 돼지감자 분말 첨가량에 비례하여 현미죽의 명도는 감소하였고 적색도와 황색도는 증가하였다. 돼지감자 분말은 현미보다 항산화 물질과 항산화 활성이 높게 나타났다. 현미죽에 함유된 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 대조군에 비해 돼지감자 분말 첨가량에 비례하여 증가하였다. 또한, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성과 환원력으로 측정한 항산화 활성도 돼지감자 분말 함량이 높아질수록 증가함을 관찰하였다. 이상의 결과로 볼 때 현미죽 제조에 사용하는 현미를 대신하여 돼지감자 분말로 3~9% 대체하여 죽을 제조하면 생리활성물질의 함량 및 항산화 활성을 높일 수 있으며, 현미죽의 점도를 포함한 품질특성과 항산화 활성을 고려할 때 돼지감자 분말은 9% 정도 첨가하는 것이 적절할 것으로 사료된다.