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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 2022; 51(7): 720-726

Published online July 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.720

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

Quality Characteristics of Collagen Stick Jelly Made Using Korean Plums

Samuel Park1 , Yeji Kwon1 , Teawan Kim1, Seung Hwan Lee1, Ik-Jo Chun2 , Young-Eun Cho3 , and Jeehye Sung1

1Department of Food Science and Biotechnology, 2Department of Horticulture and Breeding, and
3Department of Food and Nutrition, Andong National University

Correspondence to:Jeehye Sung, Department of Food Science and Biotechnology, Andong National University, 1375, Gyeongdong-ro, Andong, Gyeongbuk 36729, Korea, E-mail: jeehye@andong.ac.kr
Author information: Samuel Park (Graduate student), Yeji Kwon (Graduate student), Teawan Kim (Professor), Seung Hwan Lee (Professor), Ik-Jo Chun (Professor), Young-Eun Cho (Professor), Jeehye Sung (Professor)

Received: March 2, 2022; Revised: June 6, 2022; Accepted: June 8, 2022

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.

Plums contain a large amount of biologically active compounds such as flavonoids and anthocyanins, which display high potential as a resource for the development of functional foods. Collagen stick jelly supplemented with various fruit concentrates has recently been developed due to the beneficial effects of collagen on skin aging and joint health and its antioxidant effects. This study examined the physicochemical, sensory qualities, and antioxidant activity of collagen stick jelly made with plums grown in Uiseong. Plum collagen jelly was divided into four groups including plum concentrate containing stevia with purified water (WC0), plum concentrate with purified water (WC1), plum concentrate containing stevia with plum juice (JC0), and plum concentrate with plum juice (JC1). The results showed that JC had a higher L* (nominal) value and b* (yellow degree) value than other jellies. The total sugar content of WC was higher than that of JC, which may have been influenced by the addition of plum concentrate. JC, with the addition of plum concentrate, showed higher polyphenol and flavonoid contents as well as antioxidant potential, including radical scavenging activity and reducing power compared to the jellies supplemented with purified water. The sensory qualities of JC1 indicated that among all the jellies, it had the best taste, flavor, and overall likeability with high sweetness and a plum flavor. This study provides a perspective on use of Korean plums as a potential dietary supplement.

Keywords: Korean plum, collagen stick jelly, quality characteristics, antioxidant activity

자두는 장미과 벚나무속 자두아속에 속하는 과수로 동북아시아의 동양계 자두(Prunus salicina), 유럽계 자두(Prunus domestica) 및 북미원산의 미국계 자두(Prunus americana)가 주로 재배되고 있다. 국내에서 주로 재배되는 동양계 자두는 대석조생(Daeseok), 후무사(Formusa), 추희(Chuhui) 품종이 있다(Sung 등, 2002). 자두에는 플라보노이드와 페놀산과 같은 항산화 성분이 풍부하게 함유되어 있다. 자두의 주된 항산화 성분으로 neochlorogenic acid, rutin 뿐만 아니라 붉은색을 띠는 자두 품종의 경우 anthocyanin류인 cyanidin-3-glucoside가 존재하는 것으로 알려져 있다(Raynal 등, 1989; Donovan 등, 1998). 또한 식이섬유, 유기산, 유리 아미노산, 카로티노이드, 칼슘, 인, 철 등이 함유되어 있어 소화 기능 촉진, 스트레스 해소, 피로회복 및 돌연변이 억제 작용과 같은 기능성 효과가 보고되어 있다(Chung, 1999; Lee와 Lee, 1993). 현재 자두 젤리, 자두 주스 등 자두가 첨가된 식품 가공품들은 대부분 수입산 자두 농축액을 사용하고 있어 가공식품 소재로서 국내산 자두의 활용은 미비하다. 국내의 자두 농가에서는 최근 자두를 직접 생산한 후 가공하여 퓨레, 와인, 자두 농축액 등의 형태로 제조해 농촌의 부가가치 창출에 큰 노력을 기울이고 있음에도 불구하고 국내산 자두 가공품에 관한 연구 보고는 아직 부족하다(Kang 등, 2008; Park과 Joo, 2021).

최근 간편하게 섭취할 수 있으면서 건강에 도움을 줄 수 있는 기호 식품에 관한 관심이 증가하고 있다. 그중에서도 젤리의 경우 제조공정, 겔화제의 종류와 첨가제에 따라 다양한 맛과 식감을 부여할 수 있으므로 모든 연령층에서 부담 없이 즐길 수 있는 식품이다(Moon 등, 2016). 건강과 뷰티에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라 기존 젤리에 크랜베리, 청포도, 대봉감 등과 같이 항산화 성분이 풍부한 과일류를 첨가한 다양한 젤리에 관한 연구가 진행되어왔다. 최근에는 콜라겐과 함께 석류, 아로니아 등을 첨가하여 휴대가 간편한 기능성 스틱형 젤리가 출시되고 있다(Hwang과 Moon, 2021; Moon 등, 2016; Kang 등, 2014). 스틱형 젤리는 다른 형태의 젤리에 비해 부피가 작아 휴대와 보관이 용이하고 간편한 섭취가 가능하여 소비자들에게 관심도가 높아 소비량이 증가하고 있다.

따라서 본 연구에서는 국내산 자두를 콜라겐 젤리 가공에 이용할 수 있는 기초 연구자료로 제시하기 위해 젤리 제조 시 국내산 자두를 활용하여 콜라겐 스틱 젤리를 제조한 후 이화학적 품질특성, 항산화 활성 및 관능적 품질을 측정하고자 한다.

실험재료 및 시약

본 연구에 사용된 대석조생은 의성자두협회(Uiseong, Korea)로부터 2020년에 수확한 것을 제공받았다. 감압 농축된 자두 농축액(22°Brix)은 의성자두생산자연합회에서 제공받아 분석 전까지 냉동(-80°C) 보관 후 사용하였다. 스테비아, 한천, 로커스트콩검, 잔탐검, 정제수는 시중에서 구입한 것을 사용하였다. 자두 젤리의 항산화 성분 분석과 활성 측정에 사용된 (+)-catechin, gallic acid, sodium hydroxide, 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)(ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), sodium carbonate, sodium nitrite, potassium persulfate, 3-(2-pyridyl)-5,6-diphenyl-1,2,4-triazine-p,p-disulfonic acid monosodium salt hydrate, ethylenediaminetetraacetic acid, (±)-6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid는 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. 그 밖에 사용된 추출 용매 및 시약은 analytical 및 HPLC 등급을 사용하였다.

자두 젤리 및 추출물 제조

자두 착즙액, 스테비아의 첨가량을 설정하기 위해 예비 실험을 진행하였다. 착즙액(10~30%)과 스테비아(0.1~0.5%)를 다양한 비율로 섞어 제조한 젤리를 평가하였다. 20%의 착즙액과 0.15%의 스테비아를 첨가한 젤리가 가장 높은 선호도를 받았으며 이에 근거하여 결정한 최적의 제조 배합비는 Table 1과 같다.

Table 1 . Formula of plum collagen stick jelly

Materials (g)WC0WC1JC0JC1
Plum concentrate160160160160
Purified water4040
Plum juice4040
Low molecular weight collagen peptide12121212
Agar1111
Locust bean gum1.851.851.851.85
Xanthan gum0.150.150.150.15
Glucosyl stevia0.30.3

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice.



젤리는 자두 농축액과 정제수를 혼합하여 만든 젤리(WC), 자두 농축액과 자두 착즙액을 혼합하여 만든 젤리(JC) 두 가지 군에서 스테비아 첨가 여부로 나누어 총 네 가지 종류로 제조하였고, 자두 젤리 제조에 필요한 자두 착즙액은 자두 씨를 제거한 후 과육을 절단하여 착즙기(H-201-BBFA04, Hurom, Gyeonggi, Korea)로부터 얻었다. 자두 젤리는 냉장 보관한 자두 농축액과 착즙액 또는 정제수를 혼합, 가열하고 겔화제와 콜라겐을 넣고 제조하였다. 스테비아 첨가구는 콜라겐 첨가 시 추가하였다. 종류별로 20개의 젤리를 제조하여 품질특성 및 관능적 평가를 위한 반복 시료로 사용했으며 분석 전까지 냉동 보관하였다. 자두 젤리의 항산화 활성을 측정하기 위한 추출물은 젤리 시료 3 g에 증류수 30 mL를 넣고 homogenizer(HG-15A, Daihan Scientific Co., Ltd., Cheonan, Korea)를 이용해 균질화하여 1,600×g로 15분간 원심분리한 후 상층액을 사용하였다.

이화학적 품질 측정

젤리의 당도는 시료 1 g을 취한 다음 23±2°C에서 당도계(Digital Hand-held Pocket Refractometer, PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 산도(titratable acidity, TA)는 균질화된 시료 10 g을 증류수 100 mL에 희석한 후 0.1 N NaOH 용액으로 적정하여 구연산(citric acid) 함량으로 환산하였다. 색도는 색도계(Color Reader CR-10, Konica Minolta Sensing, Inc., Tokyo, Japan)를 이용하여 명도(L*), 적색도(a*), 황색도(b*)를 측정하였다. 자두 젤리의 pH는 균질화된 시료 10 g을 채취하여 pH meter(OHAUS ST3100, OHAUS Corp., Parsippany, NJ, USA)로 측정하였다.

당류 분석

자두 젤리의 당 함량은 Filip 등(2016)의 방법을 사용하였다. 즉, 시료 5 g을 50% acetonitrile 50 mL로 추출한 후 1,000×g로 15분간 원심분리하여 상징액을 분리하고 0.45 µm nylon membrane filter로 여과하였다. Sucrose, fructose, glucose를 포함한 유리당은 RI detecter가 장착된 HPLC(Waters, Milford, MA, USA)로 분석하였다. Asahipak NH2P-50 column(4.6×250 mm, 5 µm, Shodex, Tokyo, Japan)을 장착하여 40°C로 설정하였고 이동상(acetonitrile:water=75:25, v/v)은 1 mL/min의 유속으로 흘려주었으며 HPLC 분석을 위해 준비된 추출액의 10 µL를 주입하였다.

자두 젤리의 총 폴리페놀 함량 측정

자두 젤리의 총 폴리페놀 함량은 Folin과 Denis(1912)의 방법에 따라 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu phenol reagent가 추출물의 폴리페놀 화합물에 의해 환원되어 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 하여 측정하였다. 각 추출물 100 μL에 2% sodium carbonate 용액 2 mL를 가하여 3분 방치한 후 50% Folin-Ciocalteu’s reagent 100 μL를 가하였다. 5분 반응 후 흡광도를 750 nm에서 측정하고 표준물질로 0.1% gallic acid를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 총 폴리페놀 함량(gallic acid equivalent, GAE)을 계산하여 mg GAE/100 g sample로 나타냈다.

자두 젤리의 총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드의 함량은 각 추출액 250 μL에 증류수 1.25 mL를 가하고 5% sodium nitrite 용액 75 μL를 가하였다. 6분 방치 후 10% aluminium chloride 용액을 150 μL 가하고 5분 방치하였다. 반응액에 1 M의 sodium hydroxide 500 μL와 증류수 275 μL를 가한 후 흡광도 값을 510 nm에서 측정하였다. 표준물질로는 (+)-catechin을 사용하여 표준곡선을 작성한 후 총 플라보노이드 함량(catechin equivalent, CE)을 계산하여 mg CE/100 g sample로 나타냈다.

자두 젤리의 ABTS 라디칼 소거능

ABTS 7.4 mM과 potassium persulfate 2.6 mM을 하루 동안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 이 용액을 734 nm에서 흡광도 값이 1.0이 되도록 증류수로 희석하였다. 희석된 ABTS 용액 1 mL에 항산화 분석을 위한 추출물 50 μL를 가하였고 표준물질로 같은 양의 Trolox를 첨가하였다. 흡광도의 변화는 정확히 60분 후에 측정하였다. Trolox를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(Trolox equivalent antioxidant capacity, TEAC)을 계산하였으며 mg TEAC/100 g sample로 나타내었다.

자두 젤리의 DPPH 라디칼 소거능

DPPH 라디칼 소거능은 0.2 mM DPPH 용액 1 mL에 항산화 분석을 위한 추출물 50 μL를 가하였고 표준물질로 Trolox를 같은 양 첨가하였다. 흡광도의 변화는 정확히 30분 후에 520 nm에서 측정하였다. Trolox를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(Trolox equivalent antioxidant capacity, TEAC)을 계산하였으며 mg TEAC/100 g sample로 나타내었다.

자두 젤리의 환원력 측정

항산화 분석을 위한 추출물 250 μL에 200 mM sodium phosphate buffer(pH 6.6) 250 μL, 1% potassium ferricyanide(w/v) 250 μL를 혼합하여 50°C에서 20분 동안 반응시킨 후 10% tri-chloroacetic acid(w/v) 250 μL를 가하였다. 위 반응액을 11,200×g에서 1분 동안 원심분리하여 상등액 500 μL에 증류수 500 μL를 혼합하고 0.1% ferric chloride(w/v) 100 μL를 가하여 700 nm에서 반응액의 흡광도를 측정하였다. 반응액은 Fe3+과 Fe2+ 간의 상호 전환으로 청록색을 나타낸다.

관능평가

자두 젤리의 관능평가는 안동대학교 식품생명공학과 22~27세의 대학생 및 대학원생 15명을 선정하여 실시하였다. 관능평가는 안동대학교 생명윤리위원회(IRB 승인번호: 1040191-202105-HR-010-01)의 심의를 받아 진행되었다. 관능평가를 실시하기 전 패널들에게 관능평가에 대한 지식, 용어, 평가 기준 등을 설명하였다. 관능평가를 위해 평가 시료는 전날 냉장 보관(18°C)하여 제공되었다. 시료 5 g을 30 mL의 투명한 플라스틱 용기에 담아 세 자리 숫자로 random coding 후 패널에게 제공하였다. 또한 시료 간 입을 헹구기 위해 생수와 크래커를 함께 제공하였으며 맛을 보기 전 젤리의 냄새를 먼저 맡게 하였다. 15점 척도법(1=매우 약함/싫음, 15=매우 강함/좋음)을 이용하여 자두 젤리의 맛, 향, 조직감, 종합적 기호도를 평가하도록 하였다.

통계분석

통계분석은 GraphPad Prsim 5(GraphPad Software, San Diego, CA, USA) 소프트웨어를 이용하여 실시하였다. 데이터 간 유의적인 차이는 일원분산분석(one-way ANOVA) 및 Tukey’s HSD test를 통해 P<0.05 수준에서 검정하였다.

자두 젤리의 이화학적 품질특성

본 연구에서 네 가지 제조조건으로 제조한 자두 콜라겐 스틱 젤리는 Fig. 1과 같다. 자두 콜라겐 스틱 젤리의 당도(°Brix), 산도(TA, % malic acid), pH, 색도(L*, a*, b*)를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 젤리의 당도 측정 결과 25.6±0.44~26.27±0.49°Brix로 측정되었으나 네 가지 실험군에서 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 산도 측정 결과 착즙액을 첨가한 군은 2.63±0.05~2.69±0.03%로 정제수를 첨가한 군(1.66±0.05~1.90±0.1%)보다 높게 측정되었다. 정제수를 첨가한 군에서 스테비아의 첨가 여부에 따른 산도의 차이는 없었다. 착즙액을 첨가한 군에서 산도가 유의적으로 높은 이유는 자두에 구연산이 다량 함유된 것이 원인일 것으로 판단된다. pH 측정 결과 3.40±0.01~3.55±0.01로 측정되었으며 착즙액을 첨가한 군이 정제수를 첨가한 군보다 높게 나타났다.

Table 2 . Physicochemical characteristics of plum collagen stick jelly

WC0WC1JC0JC1
°Brix26.13±0.15NS25.6±0.4426.03±0.5526.27±0.49
Acidity (% citric acid)1.66±0.05c1.90±0.1b2.69±0.03a2.63±0.05a
pH3.40±0.01b3.42±0.01b3.55±0.01a3.53±0.02a
L* value27.13±0.40b26.57±1.11b31.40±1.04a32.23±0.85a
a* value13.87±0.90b14.07±0.5b14.37±0.12b17.07±0.38a
b* value18.30±1.75NS18.17±2.3920.90±0.922.33±3.01

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice.

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3). Different letters (a-c) in the same row indicate significant statistical differences (Tukey’s HSD, P<0.05). NS: not significant.



Fig. 1. Collagen stick jelly supplemented with plum concentrate. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice.

식품의 색은 기호성을 증가시키고 식품의 신선도, 성숙도, 품질 등을 판단하는 지표가 된다(Kong과 Lee, 2010). L*은 밝기를 나타내는 값으로 착즙액을 첨가한 군이 정제수를 첨가한 군에 비해 높게 측정되었다. a*는 적색도를 나타내는 값으로 정제수를 첨가한 군보다 착즙액을 첨가한 군이 높게 측정되었다. 이는 젤리 제조 시 자두 착즙액의 색이 혼합되어 나타난 현상으로 판단된다. 황색도를 나타내는 b*값은 정제수를 첨가한 군보다 착즙액을 첨가한 군이 높게 측정되었으며 착즙액이 황색인 것이 원인인 것으로 생각된다.

젤리의 당 성분 함량

자두 콜라겐 젤리의 당 성분 함량은 Table 3과 같다. 기존 연구에서 생자두의 유리당은 fructose, glucose, sucrose, sorbitol이 검출되었으며, 총당 함량은 9.66±0.50 g/100 g이 함유된 것으로 보고되었다(Park 등, 2021). 본 연구에서 자두 콜라겐 스틱 젤리의 당 함량은 10.9±1.66~11.68±1.01 g/100 g으로 분석되었으며 이는 생자두의 함량과 큰 차이를 나타내지 않았다. 모든 실험군 간 fructose(5.55±0.85~6.17±0.51 g/100 g), glucose(4.98±0.32~5.35±0.81 g/100 g)의 함량 차이는 없었으나, 착즙액을 첨가한 실험군(JC0, JC1)에서만 sucrose가 각각 0.51±0.01 및 0.44±0.02 g/100 g으로 검출되었다. 이는 착즙액에 함유된 sucrose가 첨가되어 나타난 결과로 판단된다.

Table 3 . The sugar contents of plum collagen stick jelly (g/100 g)

WC0WC1JC0JC1
Total sugar11.24±0.5910.90±1.6611.68±1.0111.01±0.64
Fructose5.93±0.305.55±0.856.17±0.515.59±0.33
Glucose5.31±0.295.35±0.815.00±0.484.98±0.32
Sucrose0.51±0.010.44±0.02

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice.

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3).



젤리의 항산화 성분

폴리페놀 및 플라보노이드는 과일에 널리 분포된 식물의 2차 대사산물로 항산화, 항암 및 항염증 효능 등 다양한 생리활성에 기여하는 것으로 보고되어 있다(Kim 등, 2018). 천연 항산화 물질로써 폴리페놀 함량은 식품의 항산화능을 결정짓는 중요한 인자로 작용한다(Dragsted, 2003; Perron과 Brumaghim, 2009). 폴리페놀은 자유라디칼에 의해 생성되는 산화적 스트레스를 효과적으로 감소시킴으로써 암, 심장병, 동맥경화, 관절염 및 퇴행성 질환의 예방 및 감소에 기여한다고 알려져 있다(Chung, 2015). 최근 Eom 등(2021)은 대석조생 자두의 총 플라보노이드 함량이 후무사와 추희 자두보다 5~6배 정도 높고, Kim 등(2009)은 자두의 총 페놀 함량이 사과와 바나나보다 각각 5배, 15배 높았다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 폴리페놀 및 플라보노이드를 다량으로 함유한 동양계 자두인 대석조생 자두가 자두 가공 제품화를 위한 소재로 활용 가능성이 높다고 판단되어 대석조생 자두를 첨가한 콜라겐 스틱 젤리를 제조하여 항산화 성분의 함량을 측정하였다. 자두 젤리의 항산화 성분 함량은 Fig. 2에 나타난 바와 같다. 젤리의 총 폴리페놀 함량은 46.49±5.58~58.64±3.58 mg GAE/100 g의 범위로 착즙액이 첨가된 JC0과 JC1은 상대적으로 높은 폴리페놀 함량을, 착즙액이 첨가되지 않은 WC0, WC1은 낮은 폴리페놀 함량을 나타냈다. 총 플라보노이드 함량은 20.57±2.79~26.66±0.65 mg CE/100 g 범위를 나타내었다. 자두 젤리 실험군 간에 플라보노이드의 함량은 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 착즙액을 첨가한 젤리가 정제수를 첨가한 젤리보다 다소 높게 측정되었다.

Fig. 2. Total phenolic content (A) and total flavonoid content (B) of plum collagen stick jelly. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. Data are expressed as the mean±standard deviation (n=3). Means followed by different letters (a-c) above bars are significantly different by Tukey’s HSD at P<0.05.

Hwang과 Thi(2015)는 아로니아 젤리의 과즙 첨가량을 3~9%로 설정했을 때 착즙액 무첨가군보다 총 폴리페놀 함량(mg gallic acid/g)이 13.2~35.4 mg 증가했으며 총 플라보노이드 함량(mg quercetin/g)은 0.5~13.4 mg 증가함을 확인하였다. 폴리페놀이 함량이 풍부한 참다래, 오디 과즙을 첨가했을 때 대조군에 비해 젤리의 총 페놀 함량이 증가하는 것으로 나타나 본 연구와 유사한 경향을 보였다(Oh 등, 2013; Moon 등, 2012). 향후 산업적으로 자두를 활용할 경우 착즙액을 이용하는 것이 항산화 활성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 원재료로부터 높은 수준의 가공 수율을 달성하는 데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

젤리의 항산화 활성

자두 젤리의 항산화 활성은 Fig. 3과 같다. 산화적 스트레스는 라디칼에 의해 형성되며 이러한 라디칼을 제거하는 활성을 갖는 식품은 항산화 효능을 갖고 있다. 본 연구에서는 다양한 조건으로 만든 자두 젤리의 항산화 활성을 측정하여 비교하고자 한다. ABTS 라디칼 소거능은 비교적 안정한 자유라디칼로 극성과 비극성 항산화 물질에 모두 적용이 가능하여 다양한 시료의 항산화 활성 측정이 가능한 장점이 있다(Park과 Joo, 2021). 자두 젤리의 ABTS 라디칼 소거능을 측정한 결과 38.6±0.42~44.63±1.56 mg TEAC/100 g의 범위로 나타나 ABTS 라디칼 소거능은 JC1> JC0> WC0> WC1 순으로 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 라디칼이 포함된 보라색 화합물이 항산화 물질과 반응하여 탈색되는 원리를 이용하는데 측정이 쉬운 장점이 있어 널리 이용된다(Blois, 1958). 자두 젤리의 DPPH 라디칼 소거능은 19.01±5.64~22.44±5.43 mg TEAC/100 g의 범위로 실험군 간에 유의적인 차이는 없었지만, 착즙액을 첨가한 군이 정제수를 첨가한 군보다 다소 높은 라디칼 소거능을 보였다. 환원력은 항산화 물질에 의해 Fe3+(ferric iron)이 Fe2+(ferrous iron)로 환원되는 원리로 항산화력을 측정하는 방법이다(Liu와 Yao, 2007). 자두 젤리의 환원력은 65.11±4.81~76.62±4.82 mg TEAC/100 g의 범위로 측정되었고 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능과 유사한 경향을 보였으며, JC0> JC1> WC1> WC0 순으로 우수한 환원력을 나타내었다. Ha 등(2020)은 루바브 줄기 착즙액을 젤리에 첨가했을 때 ABTS, DPPH 라디칼 소거능이 무첨가군에 비해 각각 최대 31%, 89.28%로 나타났다. Paeng과 Koh(2021)의 연구에서도 아로니아 착즙액 무첨가군에 비해 착즙액의 첨가량이 많아질수록 ABTS 라디칼 소거능,

Fig. 3. Antioxidant activities of plum collagen stick jelly. (A) ABTS radical scavenging activity, (B) DPPH radical scavenging activity, and (C) reducing power. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. Data are expressed as the mean±standard deviation (n=3). NS: not significant. Means followed by different letters (a-c) above bars are significantly different by Tukey’s HSD at P<0.05.

환원력이 증가하는 경향을 보였다. 이처럼 착즙액을 첨가한 젤리가 높은 항산화 활성을 보이는 것은 자두에 함유된 항산화 성분인 폴리페놀 및 플라보노이드 등의 페놀성 성분이 다량 함유되어 증가한 것으로 생각된다. 향후 산업적으로 자두 젤리를 활용할 때 자두 농축액과 착즙액을 혼합하여 활용하는 것이 항산화 활성에 대한 이점이 있을 것으로 사료된다.

젤리의 관능적 품질특성

자두 콜라겐 젤리의 관능적 품질특성으로 젤리의 맛과 향, 기호도, 조직감을 측정하였으며, 결과는 Fig. 4Table 4에 나타난 바와 같다. 단맛은 스테비아와 착즙액을 첨가한 군이 다른 실험군보다 유의적으로 높았다. 이는 젤리의 당 함량 분석 결과에서 착즙액을 첨가한 젤리의 유리당 함량이 가장 높게 측정된 것과 단맛을 내기 위해 첨가한 스테비아에 의해 나타난 결과로 판단된다. 최근 설탕 대신 대체 감미료를 첨가한 식품에 관한 관심이 증가하고 있다(Shankar 등, 2013). 스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni)는 다년생 초본식물로 스테비아잎과 줄기에는 중량의 약 5~10%에 해당하는 스테비오사이드가 함유되어 있고, 감미도는 설탕의 약 200~300배 정도이다(Park 등, 2010). 또한, 열에 매우 안정적이어서 단맛을 그대로 유지할 수 있으며, 이에 당 대체 감미료로써 각종 가공식품에 이용되고 있다(Kim 등, 2017). 신맛과 쓴맛은 모든 실험군 간 유의적인 차이를 나타내지 않았다. JC0에서 자두 향의 강도가 다른 실험군과 비교하여 다소 높게 평가되었으며 이는 가장 높은 향미의 기호도에 영향을 미치는 것으로 보였다. 부착성과 씹힘성은 다른 실험군에 비해 스테비아와 정제수를 첨가한 WC0이 다른 실험군에 비해 유의적으로 가장 낮게 평가되었고 높은 평가를 받은 WC1은 조직감 선호도에서 긍정적으로 평가되었지만, 전반적인 기호도에는 큰 영향을 미치지 않았다. 경도는 실험군 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 외관에 대한 기호도는 실험군 간에 큰 차이를 나타내지 않았으며 맛과 향미에 대한 선호도는 착즙액과 스테비아를 첨가한 JC0 젤리가 가장 높게 평가되었다. 관능평가 결과를 종합해보면 자두 콜라겐 젤리의 단맛과 자두 향미가 강할수록 맛과 향의 선호도에 긍정적인 영향을 미치며, 이는 전반적인 기호도를 증진시키는 결과를 보인다. 이는 자두 착즙액과 농축액을 활용하여 자두 젤리 제조 시 관능적으로 우수한 품질을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

Table 4 . Texture intensity of plum collgen stick jelly by sensory evaluation

WC0WC1JC0JC1
Elasticity3.02±2.49b6.29±3.60a5.13±3.10ab4.24±2.69ab
Chewiness3.27±2.37b6.13±3.05a4.33±3.44ab4.71±2.36ab
Adhesiveness2.12±2.23NS2.36±2.762.56±2.812.14±2.47

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice.

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3). Different letters (a,b) in the same row indicate significant statistical differences (Tukey’s HSD, P<0.05). NS: not significant.



Fig. 4. Sensory characteristics of plum collgen stick jelly. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. P<0.05, significant difference between groups.

본 연구에서는 항산화 성분이 다량 함유된 국내산 자두를 활용하여 제조한 자두 콜라겐 스틱 젤리의 이화학적 및 관능적 품질과 항산화 활성을 측정하였다. 자두 콜라겐 젤리 배합비가 품질에 미치는 영향을 조사하기 위해 동일한 자두 농축액 비율에 대하여 자두 착즙액 및 스테비아 첨가 여부에 따른 젤리를 제조하여 자두 콜라겐 젤리 실험군을 제조하였다. 자두 콜라겐 젤리의 이화학적 품질특성은 자두 착즙액이 첨가된 실험군의 산도와 pH가 높았고 명도나 황도와 같은 색도에도 영향을 미쳤다. 항산화 성분 함량 및 활성은 착즙액을 첨가한 젤리가 정제수를 첨가한 젤리보다 높게 나타나는 경향을 보였다. 젤리의 관능적 품질은 자두 착즙액과 스테비아를 첨가한 실험군에서 전반적인 기호도가 가장 높게 측정되었으며, 이는 자두의 맛과 향미가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 종합해볼 때 자두 젤리 제조 시 자두 농축액 및 착즙액을 동시에 활용한다면 우수한 기능성 및 관능적 품질특성을 갖는 식품으로 가치가 높을 것으로 판단된다. 본 연구는 국내산 자두가 다양한 자두 가공품 제조에 원료로 활용될 수 있다는 가능성을 제시하였으며 국내산 자두의 부가가치와 활용 증대에도 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

이 논문은 2020학년도 안동대학교 학술연구조성비에 의하여 연구되었음.

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Article

Article

Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(7): 720-726

Published online July 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.720

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

국내산 자두를 활용한 자두 콜라겐 스틱 젤리 제조 및 품질특성

박사무엘1․권예지1․김태완1․이승환1․전익조2․조영은3․성지혜1

1안동대학교 식품생명공학과
2안동대학교 원예·생약융합학부
3안동대학교 식품영양학과

Received: March 2, 2022; Revised: June 6, 2022; Accepted: June 8, 2022

Quality Characteristics of Collagen Stick Jelly Made Using Korean Plums

Samuel Park1 , Yeji Kwon1 , Teawan Kim1, Seung Hwan Lee1, Ik-Jo Chun2 , Young-Eun Cho3 , and Jeehye Sung1

1Department of Food Science and Biotechnology, 2Department of Horticulture and Breeding, and
3Department of Food and Nutrition, Andong National University

Correspondence to:Jeehye Sung, Department of Food Science and Biotechnology, Andong National University, 1375, Gyeongdong-ro, Andong, Gyeongbuk 36729, Korea, E-mail: jeehye@andong.ac.kr
Author information: Samuel Park (Graduate student), Yeji Kwon (Graduate student), Teawan Kim (Professor), Seung Hwan Lee (Professor), Ik-Jo Chun (Professor), Young-Eun Cho (Professor), Jeehye Sung (Professor)

Received: March 2, 2022; Revised: June 6, 2022; Accepted: June 8, 2022

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

Plums contain a large amount of biologically active compounds such as flavonoids and anthocyanins, which display high potential as a resource for the development of functional foods. Collagen stick jelly supplemented with various fruit concentrates has recently been developed due to the beneficial effects of collagen on skin aging and joint health and its antioxidant effects. This study examined the physicochemical, sensory qualities, and antioxidant activity of collagen stick jelly made with plums grown in Uiseong. Plum collagen jelly was divided into four groups including plum concentrate containing stevia with purified water (WC0), plum concentrate with purified water (WC1), plum concentrate containing stevia with plum juice (JC0), and plum concentrate with plum juice (JC1). The results showed that JC had a higher L* (nominal) value and b* (yellow degree) value than other jellies. The total sugar content of WC was higher than that of JC, which may have been influenced by the addition of plum concentrate. JC, with the addition of plum concentrate, showed higher polyphenol and flavonoid contents as well as antioxidant potential, including radical scavenging activity and reducing power compared to the jellies supplemented with purified water. The sensory qualities of JC1 indicated that among all the jellies, it had the best taste, flavor, and overall likeability with high sweetness and a plum flavor. This study provides a perspective on use of Korean plums as a potential dietary supplement.

Keywords: Korean plum, collagen stick jelly, quality characteristics, antioxidant activity

서 론

자두는 장미과 벚나무속 자두아속에 속하는 과수로 동북아시아의 동양계 자두(Prunus salicina), 유럽계 자두(Prunus domestica) 및 북미원산의 미국계 자두(Prunus americana)가 주로 재배되고 있다. 국내에서 주로 재배되는 동양계 자두는 대석조생(Daeseok), 후무사(Formusa), 추희(Chuhui) 품종이 있다(Sung 등, 2002). 자두에는 플라보노이드와 페놀산과 같은 항산화 성분이 풍부하게 함유되어 있다. 자두의 주된 항산화 성분으로 neochlorogenic acid, rutin 뿐만 아니라 붉은색을 띠는 자두 품종의 경우 anthocyanin류인 cyanidin-3-glucoside가 존재하는 것으로 알려져 있다(Raynal 등, 1989; Donovan 등, 1998). 또한 식이섬유, 유기산, 유리 아미노산, 카로티노이드, 칼슘, 인, 철 등이 함유되어 있어 소화 기능 촉진, 스트레스 해소, 피로회복 및 돌연변이 억제 작용과 같은 기능성 효과가 보고되어 있다(Chung, 1999; Lee와 Lee, 1993). 현재 자두 젤리, 자두 주스 등 자두가 첨가된 식품 가공품들은 대부분 수입산 자두 농축액을 사용하고 있어 가공식품 소재로서 국내산 자두의 활용은 미비하다. 국내의 자두 농가에서는 최근 자두를 직접 생산한 후 가공하여 퓨레, 와인, 자두 농축액 등의 형태로 제조해 농촌의 부가가치 창출에 큰 노력을 기울이고 있음에도 불구하고 국내산 자두 가공품에 관한 연구 보고는 아직 부족하다(Kang 등, 2008; Park과 Joo, 2021).

최근 간편하게 섭취할 수 있으면서 건강에 도움을 줄 수 있는 기호 식품에 관한 관심이 증가하고 있다. 그중에서도 젤리의 경우 제조공정, 겔화제의 종류와 첨가제에 따라 다양한 맛과 식감을 부여할 수 있으므로 모든 연령층에서 부담 없이 즐길 수 있는 식품이다(Moon 등, 2016). 건강과 뷰티에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라 기존 젤리에 크랜베리, 청포도, 대봉감 등과 같이 항산화 성분이 풍부한 과일류를 첨가한 다양한 젤리에 관한 연구가 진행되어왔다. 최근에는 콜라겐과 함께 석류, 아로니아 등을 첨가하여 휴대가 간편한 기능성 스틱형 젤리가 출시되고 있다(Hwang과 Moon, 2021; Moon 등, 2016; Kang 등, 2014). 스틱형 젤리는 다른 형태의 젤리에 비해 부피가 작아 휴대와 보관이 용이하고 간편한 섭취가 가능하여 소비자들에게 관심도가 높아 소비량이 증가하고 있다.

따라서 본 연구에서는 국내산 자두를 콜라겐 젤리 가공에 이용할 수 있는 기초 연구자료로 제시하기 위해 젤리 제조 시 국내산 자두를 활용하여 콜라겐 스틱 젤리를 제조한 후 이화학적 품질특성, 항산화 활성 및 관능적 품질을 측정하고자 한다.

재료 및 방법

실험재료 및 시약

본 연구에 사용된 대석조생은 의성자두협회(Uiseong, Korea)로부터 2020년에 수확한 것을 제공받았다. 감압 농축된 자두 농축액(22°Brix)은 의성자두생산자연합회에서 제공받아 분석 전까지 냉동(-80°C) 보관 후 사용하였다. 스테비아, 한천, 로커스트콩검, 잔탐검, 정제수는 시중에서 구입한 것을 사용하였다. 자두 젤리의 항산화 성분 분석과 활성 측정에 사용된 (+)-catechin, gallic acid, sodium hydroxide, 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)(ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), sodium carbonate, sodium nitrite, potassium persulfate, 3-(2-pyridyl)-5,6-diphenyl-1,2,4-triazine-p,p-disulfonic acid monosodium salt hydrate, ethylenediaminetetraacetic acid, (±)-6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid는 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. 그 밖에 사용된 추출 용매 및 시약은 analytical 및 HPLC 등급을 사용하였다.

자두 젤리 및 추출물 제조

자두 착즙액, 스테비아의 첨가량을 설정하기 위해 예비 실험을 진행하였다. 착즙액(10~30%)과 스테비아(0.1~0.5%)를 다양한 비율로 섞어 제조한 젤리를 평가하였다. 20%의 착즙액과 0.15%의 스테비아를 첨가한 젤리가 가장 높은 선호도를 받았으며 이에 근거하여 결정한 최적의 제조 배합비는 Table 1과 같다.

Table 1 . Formula of plum collagen stick jelly.

Materials (g)WC0WC1JC0JC1
Plum concentrate160160160160
Purified water4040
Plum juice4040
Low molecular weight collagen peptide12121212
Agar1111
Locust bean gum1.851.851.851.85
Xanthan gum0.150.150.150.15
Glucosyl stevia0.30.3

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..



젤리는 자두 농축액과 정제수를 혼합하여 만든 젤리(WC), 자두 농축액과 자두 착즙액을 혼합하여 만든 젤리(JC) 두 가지 군에서 스테비아 첨가 여부로 나누어 총 네 가지 종류로 제조하였고, 자두 젤리 제조에 필요한 자두 착즙액은 자두 씨를 제거한 후 과육을 절단하여 착즙기(H-201-BBFA04, Hurom, Gyeonggi, Korea)로부터 얻었다. 자두 젤리는 냉장 보관한 자두 농축액과 착즙액 또는 정제수를 혼합, 가열하고 겔화제와 콜라겐을 넣고 제조하였다. 스테비아 첨가구는 콜라겐 첨가 시 추가하였다. 종류별로 20개의 젤리를 제조하여 품질특성 및 관능적 평가를 위한 반복 시료로 사용했으며 분석 전까지 냉동 보관하였다. 자두 젤리의 항산화 활성을 측정하기 위한 추출물은 젤리 시료 3 g에 증류수 30 mL를 넣고 homogenizer(HG-15A, Daihan Scientific Co., Ltd., Cheonan, Korea)를 이용해 균질화하여 1,600×g로 15분간 원심분리한 후 상층액을 사용하였다.

이화학적 품질 측정

젤리의 당도는 시료 1 g을 취한 다음 23±2°C에서 당도계(Digital Hand-held Pocket Refractometer, PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 산도(titratable acidity, TA)는 균질화된 시료 10 g을 증류수 100 mL에 희석한 후 0.1 N NaOH 용액으로 적정하여 구연산(citric acid) 함량으로 환산하였다. 색도는 색도계(Color Reader CR-10, Konica Minolta Sensing, Inc., Tokyo, Japan)를 이용하여 명도(L*), 적색도(a*), 황색도(b*)를 측정하였다. 자두 젤리의 pH는 균질화된 시료 10 g을 채취하여 pH meter(OHAUS ST3100, OHAUS Corp., Parsippany, NJ, USA)로 측정하였다.

당류 분석

자두 젤리의 당 함량은 Filip 등(2016)의 방법을 사용하였다. 즉, 시료 5 g을 50% acetonitrile 50 mL로 추출한 후 1,000×g로 15분간 원심분리하여 상징액을 분리하고 0.45 µm nylon membrane filter로 여과하였다. Sucrose, fructose, glucose를 포함한 유리당은 RI detecter가 장착된 HPLC(Waters, Milford, MA, USA)로 분석하였다. Asahipak NH2P-50 column(4.6×250 mm, 5 µm, Shodex, Tokyo, Japan)을 장착하여 40°C로 설정하였고 이동상(acetonitrile:water=75:25, v/v)은 1 mL/min의 유속으로 흘려주었으며 HPLC 분석을 위해 준비된 추출액의 10 µL를 주입하였다.

자두 젤리의 총 폴리페놀 함량 측정

자두 젤리의 총 폴리페놀 함량은 Folin과 Denis(1912)의 방법에 따라 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu phenol reagent가 추출물의 폴리페놀 화합물에 의해 환원되어 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 하여 측정하였다. 각 추출물 100 μL에 2% sodium carbonate 용액 2 mL를 가하여 3분 방치한 후 50% Folin-Ciocalteu’s reagent 100 μL를 가하였다. 5분 반응 후 흡광도를 750 nm에서 측정하고 표준물질로 0.1% gallic acid를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 총 폴리페놀 함량(gallic acid equivalent, GAE)을 계산하여 mg GAE/100 g sample로 나타냈다.

자두 젤리의 총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드의 함량은 각 추출액 250 μL에 증류수 1.25 mL를 가하고 5% sodium nitrite 용액 75 μL를 가하였다. 6분 방치 후 10% aluminium chloride 용액을 150 μL 가하고 5분 방치하였다. 반응액에 1 M의 sodium hydroxide 500 μL와 증류수 275 μL를 가한 후 흡광도 값을 510 nm에서 측정하였다. 표준물질로는 (+)-catechin을 사용하여 표준곡선을 작성한 후 총 플라보노이드 함량(catechin equivalent, CE)을 계산하여 mg CE/100 g sample로 나타냈다.

자두 젤리의 ABTS 라디칼 소거능

ABTS 7.4 mM과 potassium persulfate 2.6 mM을 하루 동안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 이 용액을 734 nm에서 흡광도 값이 1.0이 되도록 증류수로 희석하였다. 희석된 ABTS 용액 1 mL에 항산화 분석을 위한 추출물 50 μL를 가하였고 표준물질로 같은 양의 Trolox를 첨가하였다. 흡광도의 변화는 정확히 60분 후에 측정하였다. Trolox를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(Trolox equivalent antioxidant capacity, TEAC)을 계산하였으며 mg TEAC/100 g sample로 나타내었다.

자두 젤리의 DPPH 라디칼 소거능

DPPH 라디칼 소거능은 0.2 mM DPPH 용액 1 mL에 항산화 분석을 위한 추출물 50 μL를 가하였고 표준물질로 Trolox를 같은 양 첨가하였다. 흡광도의 변화는 정확히 30분 후에 520 nm에서 측정하였다. Trolox를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 시료의 항산화력(Trolox equivalent antioxidant capacity, TEAC)을 계산하였으며 mg TEAC/100 g sample로 나타내었다.

자두 젤리의 환원력 측정

항산화 분석을 위한 추출물 250 μL에 200 mM sodium phosphate buffer(pH 6.6) 250 μL, 1% potassium ferricyanide(w/v) 250 μL를 혼합하여 50°C에서 20분 동안 반응시킨 후 10% tri-chloroacetic acid(w/v) 250 μL를 가하였다. 위 반응액을 11,200×g에서 1분 동안 원심분리하여 상등액 500 μL에 증류수 500 μL를 혼합하고 0.1% ferric chloride(w/v) 100 μL를 가하여 700 nm에서 반응액의 흡광도를 측정하였다. 반응액은 Fe3+과 Fe2+ 간의 상호 전환으로 청록색을 나타낸다.

관능평가

자두 젤리의 관능평가는 안동대학교 식품생명공학과 22~27세의 대학생 및 대학원생 15명을 선정하여 실시하였다. 관능평가는 안동대학교 생명윤리위원회(IRB 승인번호: 1040191-202105-HR-010-01)의 심의를 받아 진행되었다. 관능평가를 실시하기 전 패널들에게 관능평가에 대한 지식, 용어, 평가 기준 등을 설명하였다. 관능평가를 위해 평가 시료는 전날 냉장 보관(18°C)하여 제공되었다. 시료 5 g을 30 mL의 투명한 플라스틱 용기에 담아 세 자리 숫자로 random coding 후 패널에게 제공하였다. 또한 시료 간 입을 헹구기 위해 생수와 크래커를 함께 제공하였으며 맛을 보기 전 젤리의 냄새를 먼저 맡게 하였다. 15점 척도법(1=매우 약함/싫음, 15=매우 강함/좋음)을 이용하여 자두 젤리의 맛, 향, 조직감, 종합적 기호도를 평가하도록 하였다.

통계분석

통계분석은 GraphPad Prsim 5(GraphPad Software, San Diego, CA, USA) 소프트웨어를 이용하여 실시하였다. 데이터 간 유의적인 차이는 일원분산분석(one-way ANOVA) 및 Tukey’s HSD test를 통해 P<0.05 수준에서 검정하였다.

결과 및 고찰

자두 젤리의 이화학적 품질특성

본 연구에서 네 가지 제조조건으로 제조한 자두 콜라겐 스틱 젤리는 Fig. 1과 같다. 자두 콜라겐 스틱 젤리의 당도(°Brix), 산도(TA, % malic acid), pH, 색도(L*, a*, b*)를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 젤리의 당도 측정 결과 25.6±0.44~26.27±0.49°Brix로 측정되었으나 네 가지 실험군에서 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 산도 측정 결과 착즙액을 첨가한 군은 2.63±0.05~2.69±0.03%로 정제수를 첨가한 군(1.66±0.05~1.90±0.1%)보다 높게 측정되었다. 정제수를 첨가한 군에서 스테비아의 첨가 여부에 따른 산도의 차이는 없었다. 착즙액을 첨가한 군에서 산도가 유의적으로 높은 이유는 자두에 구연산이 다량 함유된 것이 원인일 것으로 판단된다. pH 측정 결과 3.40±0.01~3.55±0.01로 측정되었으며 착즙액을 첨가한 군이 정제수를 첨가한 군보다 높게 나타났다.

Table 2 . Physicochemical characteristics of plum collagen stick jelly.

WC0WC1JC0JC1
°Brix26.13±0.15NS25.6±0.4426.03±0.5526.27±0.49
Acidity (% citric acid)1.66±0.05c1.90±0.1b2.69±0.03a2.63±0.05a
pH3.40±0.01b3.42±0.01b3.55±0.01a3.53±0.02a
L* value27.13±0.40b26.57±1.11b31.40±1.04a32.23±0.85a
a* value13.87±0.90b14.07±0.5b14.37±0.12b17.07±0.38a
b* value18.30±1.75NS18.17±2.3920.90±0.922.33±3.01

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3). Different letters (a-c) in the same row indicate significant statistical differences (Tukey’s HSD, P<0.05). NS: not significant..



Fig 1. Collagen stick jelly supplemented with plum concentrate. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice.

식품의 색은 기호성을 증가시키고 식품의 신선도, 성숙도, 품질 등을 판단하는 지표가 된다(Kong과 Lee, 2010). L*은 밝기를 나타내는 값으로 착즙액을 첨가한 군이 정제수를 첨가한 군에 비해 높게 측정되었다. a*는 적색도를 나타내는 값으로 정제수를 첨가한 군보다 착즙액을 첨가한 군이 높게 측정되었다. 이는 젤리 제조 시 자두 착즙액의 색이 혼합되어 나타난 현상으로 판단된다. 황색도를 나타내는 b*값은 정제수를 첨가한 군보다 착즙액을 첨가한 군이 높게 측정되었으며 착즙액이 황색인 것이 원인인 것으로 생각된다.

젤리의 당 성분 함량

자두 콜라겐 젤리의 당 성분 함량은 Table 3과 같다. 기존 연구에서 생자두의 유리당은 fructose, glucose, sucrose, sorbitol이 검출되었으며, 총당 함량은 9.66±0.50 g/100 g이 함유된 것으로 보고되었다(Park 등, 2021). 본 연구에서 자두 콜라겐 스틱 젤리의 당 함량은 10.9±1.66~11.68±1.01 g/100 g으로 분석되었으며 이는 생자두의 함량과 큰 차이를 나타내지 않았다. 모든 실험군 간 fructose(5.55±0.85~6.17±0.51 g/100 g), glucose(4.98±0.32~5.35±0.81 g/100 g)의 함량 차이는 없었으나, 착즙액을 첨가한 실험군(JC0, JC1)에서만 sucrose가 각각 0.51±0.01 및 0.44±0.02 g/100 g으로 검출되었다. 이는 착즙액에 함유된 sucrose가 첨가되어 나타난 결과로 판단된다.

Table 3 . The sugar contents of plum collagen stick jelly (g/100 g).

WC0WC1JC0JC1
Total sugar11.24±0.5910.90±1.6611.68±1.0111.01±0.64
Fructose5.93±0.305.55±0.856.17±0.515.59±0.33
Glucose5.31±0.295.35±0.815.00±0.484.98±0.32
Sucrose0.51±0.010.44±0.02

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3)..



젤리의 항산화 성분

폴리페놀 및 플라보노이드는 과일에 널리 분포된 식물의 2차 대사산물로 항산화, 항암 및 항염증 효능 등 다양한 생리활성에 기여하는 것으로 보고되어 있다(Kim 등, 2018). 천연 항산화 물질로써 폴리페놀 함량은 식품의 항산화능을 결정짓는 중요한 인자로 작용한다(Dragsted, 2003; Perron과 Brumaghim, 2009). 폴리페놀은 자유라디칼에 의해 생성되는 산화적 스트레스를 효과적으로 감소시킴으로써 암, 심장병, 동맥경화, 관절염 및 퇴행성 질환의 예방 및 감소에 기여한다고 알려져 있다(Chung, 2015). 최근 Eom 등(2021)은 대석조생 자두의 총 플라보노이드 함량이 후무사와 추희 자두보다 5~6배 정도 높고, Kim 등(2009)은 자두의 총 페놀 함량이 사과와 바나나보다 각각 5배, 15배 높았다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 폴리페놀 및 플라보노이드를 다량으로 함유한 동양계 자두인 대석조생 자두가 자두 가공 제품화를 위한 소재로 활용 가능성이 높다고 판단되어 대석조생 자두를 첨가한 콜라겐 스틱 젤리를 제조하여 항산화 성분의 함량을 측정하였다. 자두 젤리의 항산화 성분 함량은 Fig. 2에 나타난 바와 같다. 젤리의 총 폴리페놀 함량은 46.49±5.58~58.64±3.58 mg GAE/100 g의 범위로 착즙액이 첨가된 JC0과 JC1은 상대적으로 높은 폴리페놀 함량을, 착즙액이 첨가되지 않은 WC0, WC1은 낮은 폴리페놀 함량을 나타냈다. 총 플라보노이드 함량은 20.57±2.79~26.66±0.65 mg CE/100 g 범위를 나타내었다. 자두 젤리 실험군 간에 플라보노이드의 함량은 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 착즙액을 첨가한 젤리가 정제수를 첨가한 젤리보다 다소 높게 측정되었다.

Fig 2. Total phenolic content (A) and total flavonoid content (B) of plum collagen stick jelly. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. Data are expressed as the mean±standard deviation (n=3). Means followed by different letters (a-c) above bars are significantly different by Tukey’s HSD at P<0.05.

Hwang과 Thi(2015)는 아로니아 젤리의 과즙 첨가량을 3~9%로 설정했을 때 착즙액 무첨가군보다 총 폴리페놀 함량(mg gallic acid/g)이 13.2~35.4 mg 증가했으며 총 플라보노이드 함량(mg quercetin/g)은 0.5~13.4 mg 증가함을 확인하였다. 폴리페놀이 함량이 풍부한 참다래, 오디 과즙을 첨가했을 때 대조군에 비해 젤리의 총 페놀 함량이 증가하는 것으로 나타나 본 연구와 유사한 경향을 보였다(Oh 등, 2013; Moon 등, 2012). 향후 산업적으로 자두를 활용할 경우 착즙액을 이용하는 것이 항산화 활성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 원재료로부터 높은 수준의 가공 수율을 달성하는 데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

젤리의 항산화 활성

자두 젤리의 항산화 활성은 Fig. 3과 같다. 산화적 스트레스는 라디칼에 의해 형성되며 이러한 라디칼을 제거하는 활성을 갖는 식품은 항산화 효능을 갖고 있다. 본 연구에서는 다양한 조건으로 만든 자두 젤리의 항산화 활성을 측정하여 비교하고자 한다. ABTS 라디칼 소거능은 비교적 안정한 자유라디칼로 극성과 비극성 항산화 물질에 모두 적용이 가능하여 다양한 시료의 항산화 활성 측정이 가능한 장점이 있다(Park과 Joo, 2021). 자두 젤리의 ABTS 라디칼 소거능을 측정한 결과 38.6±0.42~44.63±1.56 mg TEAC/100 g의 범위로 나타나 ABTS 라디칼 소거능은 JC1> JC0> WC0> WC1 순으로 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 라디칼이 포함된 보라색 화합물이 항산화 물질과 반응하여 탈색되는 원리를 이용하는데 측정이 쉬운 장점이 있어 널리 이용된다(Blois, 1958). 자두 젤리의 DPPH 라디칼 소거능은 19.01±5.64~22.44±5.43 mg TEAC/100 g의 범위로 실험군 간에 유의적인 차이는 없었지만, 착즙액을 첨가한 군이 정제수를 첨가한 군보다 다소 높은 라디칼 소거능을 보였다. 환원력은 항산화 물질에 의해 Fe3+(ferric iron)이 Fe2+(ferrous iron)로 환원되는 원리로 항산화력을 측정하는 방법이다(Liu와 Yao, 2007). 자두 젤리의 환원력은 65.11±4.81~76.62±4.82 mg TEAC/100 g의 범위로 측정되었고 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능과 유사한 경향을 보였으며, JC0> JC1> WC1> WC0 순으로 우수한 환원력을 나타내었다. Ha 등(2020)은 루바브 줄기 착즙액을 젤리에 첨가했을 때 ABTS, DPPH 라디칼 소거능이 무첨가군에 비해 각각 최대 31%, 89.28%로 나타났다. Paeng과 Koh(2021)의 연구에서도 아로니아 착즙액 무첨가군에 비해 착즙액의 첨가량이 많아질수록 ABTS 라디칼 소거능,

Fig 3. Antioxidant activities of plum collagen stick jelly. (A) ABTS radical scavenging activity, (B) DPPH radical scavenging activity, and (C) reducing power. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. Data are expressed as the mean±standard deviation (n=3). NS: not significant. Means followed by different letters (a-c) above bars are significantly different by Tukey’s HSD at P<0.05.

환원력이 증가하는 경향을 보였다. 이처럼 착즙액을 첨가한 젤리가 높은 항산화 활성을 보이는 것은 자두에 함유된 항산화 성분인 폴리페놀 및 플라보노이드 등의 페놀성 성분이 다량 함유되어 증가한 것으로 생각된다. 향후 산업적으로 자두 젤리를 활용할 때 자두 농축액과 착즙액을 혼합하여 활용하는 것이 항산화 활성에 대한 이점이 있을 것으로 사료된다.

젤리의 관능적 품질특성

자두 콜라겐 젤리의 관능적 품질특성으로 젤리의 맛과 향, 기호도, 조직감을 측정하였으며, 결과는 Fig. 4Table 4에 나타난 바와 같다. 단맛은 스테비아와 착즙액을 첨가한 군이 다른 실험군보다 유의적으로 높았다. 이는 젤리의 당 함량 분석 결과에서 착즙액을 첨가한 젤리의 유리당 함량이 가장 높게 측정된 것과 단맛을 내기 위해 첨가한 스테비아에 의해 나타난 결과로 판단된다. 최근 설탕 대신 대체 감미료를 첨가한 식품에 관한 관심이 증가하고 있다(Shankar 등, 2013). 스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni)는 다년생 초본식물로 스테비아잎과 줄기에는 중량의 약 5~10%에 해당하는 스테비오사이드가 함유되어 있고, 감미도는 설탕의 약 200~300배 정도이다(Park 등, 2010). 또한, 열에 매우 안정적이어서 단맛을 그대로 유지할 수 있으며, 이에 당 대체 감미료로써 각종 가공식품에 이용되고 있다(Kim 등, 2017). 신맛과 쓴맛은 모든 실험군 간 유의적인 차이를 나타내지 않았다. JC0에서 자두 향의 강도가 다른 실험군과 비교하여 다소 높게 평가되었으며 이는 가장 높은 향미의 기호도에 영향을 미치는 것으로 보였다. 부착성과 씹힘성은 다른 실험군에 비해 스테비아와 정제수를 첨가한 WC0이 다른 실험군에 비해 유의적으로 가장 낮게 평가되었고 높은 평가를 받은 WC1은 조직감 선호도에서 긍정적으로 평가되었지만, 전반적인 기호도에는 큰 영향을 미치지 않았다. 경도는 실험군 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 외관에 대한 기호도는 실험군 간에 큰 차이를 나타내지 않았으며 맛과 향미에 대한 선호도는 착즙액과 스테비아를 첨가한 JC0 젤리가 가장 높게 평가되었다. 관능평가 결과를 종합해보면 자두 콜라겐 젤리의 단맛과 자두 향미가 강할수록 맛과 향의 선호도에 긍정적인 영향을 미치며, 이는 전반적인 기호도를 증진시키는 결과를 보인다. 이는 자두 착즙액과 농축액을 활용하여 자두 젤리 제조 시 관능적으로 우수한 품질을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

Table 4 . Texture intensity of plum collgen stick jelly by sensory evaluation.

WC0WC1JC0JC1
Elasticity3.02±2.49b6.29±3.60a5.13±3.10ab4.24±2.69ab
Chewiness3.27±2.37b6.13±3.05a4.33±3.44ab4.71±2.36ab
Adhesiveness2.12±2.23NS2.36±2.762.56±2.812.14±2.47

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3). Different letters (a,b) in the same row indicate significant statistical differences (Tukey’s HSD, P<0.05). NS: not significant..



Fig 4. Sensory characteristics of plum collgen stick jelly. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. P<0.05, significant difference between groups.

요 약

본 연구에서는 항산화 성분이 다량 함유된 국내산 자두를 활용하여 제조한 자두 콜라겐 스틱 젤리의 이화학적 및 관능적 품질과 항산화 활성을 측정하였다. 자두 콜라겐 젤리 배합비가 품질에 미치는 영향을 조사하기 위해 동일한 자두 농축액 비율에 대하여 자두 착즙액 및 스테비아 첨가 여부에 따른 젤리를 제조하여 자두 콜라겐 젤리 실험군을 제조하였다. 자두 콜라겐 젤리의 이화학적 품질특성은 자두 착즙액이 첨가된 실험군의 산도와 pH가 높았고 명도나 황도와 같은 색도에도 영향을 미쳤다. 항산화 성분 함량 및 활성은 착즙액을 첨가한 젤리가 정제수를 첨가한 젤리보다 높게 나타나는 경향을 보였다. 젤리의 관능적 품질은 자두 착즙액과 스테비아를 첨가한 실험군에서 전반적인 기호도가 가장 높게 측정되었으며, 이는 자두의 맛과 향미가 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 종합해볼 때 자두 젤리 제조 시 자두 농축액 및 착즙액을 동시에 활용한다면 우수한 기능성 및 관능적 품질특성을 갖는 식품으로 가치가 높을 것으로 판단된다. 본 연구는 국내산 자두가 다양한 자두 가공품 제조에 원료로 활용될 수 있다는 가능성을 제시하였으며 국내산 자두의 부가가치와 활용 증대에도 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

감사의 글

이 논문은 2020학년도 안동대학교 학술연구조성비에 의하여 연구되었음.

Fig 1.

Fig 1.Collagen stick jelly supplemented with plum concentrate. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51: 720-726https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.720

Fig 2.

Fig 2.Total phenolic content (A) and total flavonoid content (B) of plum collagen stick jelly. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. Data are expressed as the mean±standard deviation (n=3). Means followed by different letters (a-c) above bars are significantly different by Tukey’s HSD at P<0.05.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51: 720-726https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.720

Fig 3.

Fig 3.Antioxidant activities of plum collagen stick jelly. (A) ABTS radical scavenging activity, (B) DPPH radical scavenging activity, and (C) reducing power. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. Data are expressed as the mean±standard deviation (n=3). NS: not significant. Means followed by different letters (a-c) above bars are significantly different by Tukey’s HSD at P<0.05.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51: 720-726https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.720

Fig 4.

Fig 4.Sensory characteristics of plum collgen stick jelly. WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice. P<0.05, significant difference between groups.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51: 720-726https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.720

Table 1 . Formula of plum collagen stick jelly.

Materials (g)WC0WC1JC0JC1
Plum concentrate160160160160
Purified water4040
Plum juice4040
Low molecular weight collagen peptide12121212
Agar1111
Locust bean gum1.851.851.851.85
Xanthan gum0.150.150.150.15
Glucosyl stevia0.30.3

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..


Table 2 . Physicochemical characteristics of plum collagen stick jelly.

WC0WC1JC0JC1
°Brix26.13±0.15NS25.6±0.4426.03±0.5526.27±0.49
Acidity (% citric acid)1.66±0.05c1.90±0.1b2.69±0.03a2.63±0.05a
pH3.40±0.01b3.42±0.01b3.55±0.01a3.53±0.02a
L* value27.13±0.40b26.57±1.11b31.40±1.04a32.23±0.85a
a* value13.87±0.90b14.07±0.5b14.37±0.12b17.07±0.38a
b* value18.30±1.75NS18.17±2.3920.90±0.922.33±3.01

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3). Different letters (a-c) in the same row indicate significant statistical differences (Tukey’s HSD, P<0.05). NS: not significant..


Table 3 . The sugar contents of plum collagen stick jelly (g/100 g).

WC0WC1JC0JC1
Total sugar11.24±0.5910.90±1.6611.68±1.0111.01±0.64
Fructose5.93±0.305.55±0.856.17±0.515.59±0.33
Glucose5.31±0.295.35±0.815.00±0.484.98±0.32
Sucrose0.51±0.010.44±0.02

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3)..


Table 4 . Texture intensity of plum collgen stick jelly by sensory evaluation.

WC0WC1JC0JC1
Elasticity3.02±2.49b6.29±3.60a5.13±3.10ab4.24±2.69ab
Chewiness3.27±2.37b6.13±3.05a4.33±3.44ab4.71±2.36ab
Adhesiveness2.12±2.23NS2.36±2.762.56±2.812.14±2.47

WC0, plum concentrate containing stevia with purified water; WC1, plum concentrate with purified water; JC0, plum concentrate containing stevia with plum juice; JC1, plum concentrate with plum juice..

Values are expressed as mean±standard deviation (n=3). Different letters (a,b) in the same row indicate significant statistical differences (Tukey’s HSD, P<0.05). NS: not significant..


References

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