인삼(Panax ginseng C. A. Meyer)은 다년생 초본 식물로 예로부터 중국과 우리나라의 많은 한방의서에 수록되어 체력증강, 피로회복, 순환기계 등의 기능조절을 위한 약제로 활용되어 왔다(Hong 등, 2007a; Kwak 등, 2021; Nam, 2002). 인삼은 식물의 뿌리인 수삼(fresh ginseng), 수삼을 햇볕, 열풍으로 말린 백삼(white ginseng), 증기나 기타 방법으로 쪄서 익혀 말린 홍삼(red ginseng)으로 가공되어 유통되고 있다(Kim과 Rhee, 2009; Nam, 2005). 인삼의 대표적인 기능성 성분인 사포닌은 ginsenoside로 불리며, 인삼에 24종, 홍삼에 32종이 함유되어 있다(Choi와 Yang, 2012). 또한 홍삼 사포닌 분자량의 경우 ginsenoside Rg1은 836, Rb1은 1,162, Rf는 1,162로 알려져 있다(Park 등, 2003). 특히 홍삼 특유의 ginsenoside인 Rg3, Rh2, Rs4, Rh1 등은 찌는 과정 중에 열처리에 의한 가수분해 반응 등에 의해 생성되며(Bae 등, 2021; Choi와 Yang, 2012), 홍삼의 사포닌은 면역조절(Liang과 Zhao, 2008), 항암(So 등, 2018), 항알레르기(Attele 등, 1999) 등 다양한 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 홍삼의 기능 성분을 식품에 적용하기 위해 홍삼을 첨가한 까망베르 치즈(Lee와 Bae, 2018)와 고추장(Youn 등, 2011) 등의 항산화능을 증가시킨 연구와 양갱(Suh, 2021)과 청국장(Jeong 등, 2007)의 ginsenoside 함량을 증가시킨 연구 등이 있다.

계란은 인체에 필요한 각종 영양소(필수아미노산, 비타민, 무기질 등)를 골고루 함유한 식품으로(Yang 등, 2014), 난백의 기포성 및 난황의 유화작용 등의 가공 특성이 있으므로 식품산업 또는 가정에서의 조리법 등에 널리 이용되어 왔다(Jeon 등, 1993). 계란은 외부에서부터 큐티클층(cuticle layer), 난각(eggshell), 난각막(eggshell membrane), 난백(egg white) 및 난황(egg yolk)의 순으로 구성되었는데(Jang 등, 1999), 큐티클층은 glycoproteins, polysaccharide, lipids 등으로 구성되어 있다고 보고되었다(Rodriguez-Navarro 등, 2013). Jang 등(1999)은 한국 계란의 경우 큐티클층은 난각의 표면을 40~80% 정도 덮고 있으며 두께는 약 6.0 μm로 보고하였다. 난각은 대부분 CaCO₃(95%) 성분으로 glycoproteins 및 proteoglycan의 복합 혼합물 등으로 구성된 생체 복합물과 함께 구성되어 있다(Hincke 등, 2012). 난각에는 기공(pore)이 존재하여 미생물의 침투와 수분 및 공기가 기공을 통해 계란 내부로 이동하며, 기공을 큐티클층이 감싸고 있다 알려져 있다(Wilson 등, 2017). 그리고 난각막은 외난각막(outer-membrane), 내난각막(inner-membrane), 경계막(limiting-membrane)으로 이루어져 있으며 주로 단백질이 주성분으로 보고되었다(Jang 등, 1999; Mensah 등, 2021).

한국 질병관리청의 2021년 국민건강통계(KDCA, 2022)에 따르면 국민 1인당 난류(계란 포함)의 1일 섭취량은 2012년 25.8%에서 2021년 33.2%로 증가하는 경향을 나타내었다. 계란 산업 생산액의 경우 2022년 농림축산식품 주요통계(MAFRA, 2022)에 따르면 2011년 1조 5,599억 원에서 2021년 2조 4,700억 원으로 증가하는 경향을 나타내었다. 난류의 섭취량이 증가하면서 계란의 고부가가치 향상을 위하여 산란계의 사료에 갈조류(Jo, 2014), 성게 껍질(Kim 등, 2002), 클로렐라(Kim 등, 2018) 등을 첨가하여 난황 내의 포화지방산은 줄이고 불포화지방산을 증가시켜 계란의 기능성을 높인 연구 등이 진행되어 왔다. 그리고 직접적으로 조미 성분을 계란 내부로 침투시켜 조미 특성을 향상시키기 위한 연구에서 Kim 등(2012)은 염지액 농도 및 온도를 조절하여 염분을 침투시켰고, Park 등(2014)은 온도 및 압력을 변화시켜 다시마 추출물을 계란 내부로 침투시켰으나, 대부분 저분자량의 성분을 침투시키는 연구로 사포닌과 같은 비교적 고분자량을 가지는 성분들을 계란 내부로 침투시킨 연구는 미비한 실정이다.

본 연구에서는 계란의 난각 표면에 분포하고 있는 큐티클층을 제거하여 막혀있던 난각의 기공을 노출시켜 사포닌(분자량 800~1,200)과 같은 기능성 성분을 계란 내부로 침투할 수 있는 경로를 증가시킴으로써 침투효율을 향상시킬 수 있을 것으로 생각되었다. 따라서 계란의 난각에 존재하는 큐티클층을 사과산으로 제거한 다음 홍삼 사포닌 추출물에 침지시켜 계란 내부로 사포닌의 침투효율을 확인하고, 홍삼 사포닌 추출물을 침투시킨 계란의 품질을 분석함으로써 계란의 큐티클층 제거를 통한 홍삼 사포닌 추출물의 침투효율 향상 가능성을 확인하고 고분자 기능성 성분의 침투를 통한 계란 가공 산업의 부가가치를 향상시키기 위한 정보를 제공하고자 하였다.

재료 및 시약

계란은 충북 청주시의 대형마트에서 구입한 다음 실온에서 1주간 저장하면서 실험 재료로 사용하였다. 사과 식초(7% acetic acid concentration)와 홍삼 사포닌 농축액(74.1 mg/g saponin contents, 63.2% solids content)은 각각 Ottogi Co.와 ES Ingredient Co., Ltd.에서 구입하였으며, 메탄올, n-butanol, diethyl ether, 95% sulfuric acid와 ethyl acetate는 OCI Company에서, 그리고 fluorescein isothiocyanate(FITC), diosgenin, p-anisaldehyde는 Sigma-Aldrich에서 구입하여 사용하였다.

큐티클층을 제거한 계란 제조

큐티클층을 제거한 계란은 난각을 제거하여 초란을 제조한 Jang 등(2008)의 방법을 변형하여 제조하였다. 먼저 계란은 수돗물로 1분 동안 세척하고 paper towel로 수분을 제거한 다음 풍건시켰다. 건조된 계란을 500 mL 비커에 옮긴 다음 계란이 잠길 때까지 사과 식초 300 mL를 첨가하였다. 비커를 랩으로 단단히 밀봉하고 25°C 암실에서 사과 식초를 첨가하지 않은 계란을 대조구(Not acid treatment, NAT)로 따로 준비하고 1시간(acid treatment during 1 h, AT1H) 및 2시간(acid treatment during 2 h, AT2H) 동안 사과 식초에 침지시켜 큐티클층을 제거한 계란을 제조하였다. 그리고 대조구와 큐티클층을 제거한 계란을 꺼내어 수돗물로 1분간 씻은 다음 실온으로 풍건시켰다.

공초점 현미경을 이용한 산처리에 의한 계란 표면의 큐티클층 제거 효과

공초점 현미경을 이용한 계란 표면 큐티클층의 분포 관찰은 Jang 등(1999, 2007)의 방법을 응용하여 분석하였다. 산처리로 인해 큐티클층이 제거된 계란의 난각은 칼과 핀셋을 사용하여 2×2 mm² 크기로 절단하였다. 절단한 난각을 0.03%(w/v) FITC 시약으로 1시간 동안 염색하고, 증류수로 1분 동안 세척한 후 암실에서 풍건시켰다. 그리고 슬라이드 글라스의 중앙에 빈공간(2×2×1 mm³)이 있는 챔버를 부착시킨 후 빈공간에 건조된 난각을 넣어 증류수로 남은 공간을 채운 후 커버 글라스로 덮고 스카치테이프로 커버 글라스를 고정시켰다. 최종적으로 공초점 현미경[confocal laser scanning microscopy(CLSM), DE/LSM710, Zeiss]을 이용하여 optical 및 vertical sectioning으로 관찰하여 산처리에 의한 난각의 큐티클층 제거 효과를 분석하였다.

큐티클층이 제거된 계란의 난백 내부로 홍삼 사포닌 추출물 침투

큐티클층이 제거된 계란 난백 내부로 홍삼 사포닌 추출물을 침투시키기 위해 먼저 홍삼 사포닌 추출물 농축액(74.1 mg/g saponin contents)을 희석하여 최종 사포닌 농도가 7.41, 14.82, 22.23 mg/mL인 홍삼 사포닌 추출물(red ginseng saponin extract, RGSE)을 제조하였다. 그리고 1 L 비커 3개에 7.41 mg/mL의 RGSE를 각각 700 mL씩 나누어 담고, 각각의 비커에 NAT, AT1H, AT2H 계란을 3개씩 넣어 침지시켰다. 그리고 14.82, 22.23 mg/mL의 RGSE에서도 동일한 방법으로 NAT, AT1H, AT2H 계란을 침지시켰다. 계란이 침지된 비커의 상부를 랩으로 밀봉하고, 40°C 항온수조(BS-21, Jeio Tech.)에 넣은 후 각각 1, 2, 3일 동안 침지시켜 큐티클층이 제거된 계란의 난백으로 RGSE를 침투시켰다. 그리고 각각의 계란을 꺼내어 흐르는 수돗물로 1분간 세척하고 킴테크 와이퍼로 수분을 제거한 후 실온으로 풍건시키고 난백을 분리한 다음 조사포닌 함량 및 품질특성(pH와 색도)을 분석하였다.

계란의 난백에서 조사포닌 추출

난백에 존재하는 조사포닌의 추출 방법은 Yoon 등(2010)의 방법을 응용하여 분석하였다. 먼저 난백 40 mL와 80% 메탄올 160 mL를 넣은 톨비커를 80°C 항온수조에서 3시간 동안 100 rpm으로 교반하고 4°C에서 냉각시킨 후, Whatman 여과지(No. 41, Whatman)로 여과시킨 여과액을 둥근 바닥 플라스크에 넣어 55°C에서 회전식 증발농축기(ETELAN-1000; Eyela)를 사용하여 농축한 다음 증류수 50 mL를 넣어 재용해시켜 비커로 옮겼다. 그리고 비커에 diethyl ether 50 mL를 첨가한 다음 1분간 교반(MSH-20D, DAIHAN Scientific Co.)하고 정치하여 층분리를 시킨 후 상층액을 제거하였고, 이 과정을 3회 반복하였다. 상층액이 제거된 하층액에 n-butanol과 증류수를 1:1로 혼합하여 제조한 water-saturated butanol 50 mL를 첨가한 다음 1분간 교반하고 정치하여 층분리를 시킨 후 상층액을 수집하였고 이 과정을 3회 반복하였다. 수집된 상층액을 둥근 바닥 플라스크에 넣고 55°C 회전식 증발농축기를 사용하여 농축시킨 다음 메탄올 30 mL를 넣고 재용해시켜 난백에서 추출된 조사포닌 함량 분석을 위한 시료로 사용하였다.

조사포닌 함량 분석

조사포닌 함량 분석은 Singh와 Mendhulkar(2015) 및 Baccou 등(1977)의 방법을 응용하여 분석하였다. 조사포닌 시료 1 mL를 15 mL 시험관에 넣은 후 질소가스를 이용하여 시료에 있는 메탄올을 모두 증발시키고 ethyl acetate 2 mL를 첨가하여 용해한 다음 1 mL anisaldehyde-ethyl acetate(0.5:95.5, v/v)와 1 mL sulfuric acid-ethyl acetate(50:50, v/v)를 첨가하고 vortex mixer(VM-96B, Jeio Tech Co., Ltd.)로 3분간 교반하였다. 그리고 60°C 항온수조에서 10분간 반응시키고 충분히 냉각시킨 다음 분광광도계(Optizen 1412V, Mecasys Co., Ltd.)를 사용하여 430 nm에서 흡광도를 측정하였다. 조사포닌 함량은 사포닌 중 하나인 diosgenin을 표준품으로 이용하여 분석하였으며, 분석된 조사포닌 함량은 조사포닌 추출물 mL당 mg diosgenin으로 나타내었다.

홍삼 사포닌 추출물이 침투된 계란 난백의 품질특성 분석

홍삼 사포닌 추출물이 침투된 계란 난백의 품질특성으로 pH와 색도를 측정하였다(Lee 등, 2014). 먼저 난백을 균질기(Ultra-Turrax T25, IKA Labortechnik Co.)를 사용하여 20,000 rpm에서 30초 동안 균질화 후 난백의 pH는 pH meter(DOCU-pH meter, Sartorius)를 사용하여 측정하였다. 난백의 색도는 표준백색판(L=92.700, a=0.313, b=0.396)으로 교정한 색차계(CR-300, Minolta)를 사용하여 난백의 Hunter L, a, b-value를 측정하였다.

통계처리

모든 분석 데이터는 3회 반복하여 평균(mean)과 표준편차(standard deviation)로 나타내었고, SAS(Statistical Analysis System, Ver. 9.4, SAS Institute Inc.) 프로그램으로 통계처리 하였으며, 처리 간의 차이 유무를 one-way analysis of variation(ANOVA)로 분석한 후 Duncan’s multiple range test로 유의성을 검정하였다(P<0.05).

산처리 시간에 따른 난각의 큐티클층 제거 효과

산처리 시간에 따른 난각의 큐티클층 제거 효과는 공초점 현미경을 이용하여 산처리 후 난각에 잔존하는 큐티클층의 분포를 관찰하여 확인하였다(Fig. 1). 먼저 FITC 염색액은 단백질의 amine과 결합하여 녹색 형광을 발현하는 염색액으로 큐티클층의 glycoprotein과 FITC 시약을 반응시켜 큐티클층을 녹색 형광으로 발현시키고, 공초점 현미경의 optical 및 vertical sectioning으로 난각 표면의 큐티클층을 관찰하였다. 산처리 시간에 따른 optical sectioning 이미지를 통해 NAT, AT1H, AT2H 순으로 산처리 시간이 증가함에 따라 큐티클층의 분포 및 밝기가 감소하였고, vertical sectioning 이미지를 통해 산처리 시간이 증가하면서 큐티클층의 높이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 산처리에 의해 난각 표면의 큐티클층이 제거되었고, 침지시간이 증가할수록 큐티클층 제거 효과가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 난각의 표면에 분포된 큐티클층이 제거되어 가려져 있던 난각의 기공이 노출됨으로써 계란 내부로 홍삼 사포닌 추출물의 침투 공간이 더욱 넓어졌을 것으로 생각된다. 그러나 계란을 15일 이상 장시간 동안 초산에 침지시키면 난각까지 전부 녹아서 난각이 제거된 초란이 만들어진다는 Jang 등(2008)의 보고를 미루어 볼 때, 난각의 손상이 적으면서 큐티클층을 최대한 제거할 수 있는 적절한 산처리 시간이 필요할 것으로 생각된다. 또한 세척에 의하여 큐티클층이 파괴된 계란은 미세척란보다 저장성이 떨어진다는 연구(Gast 등, 2005)를 통해서 산처리를 통해 큐티클층을 제거하면 계란의 저장성이 떨어질 수 있다. 그러나 이를 보완하기 위해 chitosan, sodium alginate 등을 난각에 코팅하면 저장성이 향상된다는 연구(Hong 등, 2007b; Lee 등, 1996)와 paraffin oil, starch, gelatin, dextrin과 formaldehyde-urea polymer 등을 난각에 코팅하면 균에 의한 오염 방지 및 저장성이 향상된다는 연구(Farag 등, 1994)를 통해서 사포닌을 침투시킨 계란의 난각에 코팅을 하여 유통한다면 저장성이 유지될 수 있을 것으로 생각된다.

Fig 1. Optical sectioning (upper) and vertical sectioning (down) images of cuticle layer distribution on eggshell according to different acid treatment time using confocal laser scanning microscopy. (A) Not acid treatment, (B) Acid treatment during 1 h, (C) Acid treatment during 2 h.

큐티클층 제거에 따른 난백으로 조사포닌 침투효율 비교

큐티클층이 제거된 계란에 홍삼 사포닌 추출물의 침투효율을 비교하기 위해 난백으로 침투된 조사포닌 함량을 비교 분석하였다(Table 1). 먼저 NAT 계란은 7.41 mg/mL의 RGSE 농도에서 침투 1일 차에 조사포닌 함량이 0.066 mg/mL로 증가한 후 침투 3일 차까지 유지되지만, 14.82 mg/mL의 RGSE 농도에서는 침투 3일 차에 0.200 mg/mL까지 증가하여 약 0.067 mg/mL/d의 침투속도를 나타내었고, 22.23 mg/mL의 RGSE 농도에서는 0.259 mg/mL까지 증가하여 약 0.086 mg/mL/d의 침투속도를 나타내어 RGSE의 농도가 높을수록 조사포닌이 계란 내부로 침투하는 효율이 향상되었음을 알 수 있었다. 이는 침지시간과 침지용액의 농도가 증가함에 따라 계란 내부에 침투한 염분 함량이 증가하였다는 Kim 등(2012)과 Jeon 등(1993)의 보고와 다시마 추출물의 침투시간이 증가함에 따라 계란 내부의 요오드 함량이 증가하였다는 Park 등(2014)의 연구 결과를 미루어 볼 때 장시간의 침투 시간 동안 농도가 높을수록 계란 외부와 내부 간의 농도 차에 의해 계란 외부에서 내부로 침투되는 효과가 향상되기 때문으로 생각된다.

Table 1

Changes of the crude saponin content in egg white with increase of penetration time in solutions of different red ginseng saponin extract concentrations (mg/mL).

RGSE1) (mg/mL)	Time of acid treatment2)	Saponin content in egg white according to penetration time (day)				F-value
		0	1	2	3
7.41	NAT	ND3)	0.066±0.031B4)	0.065±0.007E	0.074±0.033E	0.11
	AT1H	ND	0.060±0.018B	0.062±0.028E	0.066±0.013E	0.07
	AT2H	ND	0.104±0.022Bb	0.125±0.015Dab	0.155±0.020Da	5.29*
14.82	NAT	ND	0.063±0.011Bc	0.123±0.033Db	0.200±0.030Ca	19.48**
	AT1H	ND	0.064±0.023Bb	0.158±0.069CDa	0.240±0.025Ba	11.91**
	AT2H	ND	0.172±0.035Ab	0.234±0.023ABa	0.250±0.009Ba	8.28*
22.23	NAT	ND	0.060±0.014Bc	0.173±0.019CDb	0.259±0.019ABa	97.38***
	AT1H	ND	0.090±0.037Bb	0.208±0.028BCa	0.252±0.022Ba	23.59**
	AT2H	ND	0.199±0.031Ab	0.283±0.021Aa	0.295±0.035Aa	9.3**
F-value		－	11.9***	16.56***	35.12***

¹⁾RGSE: Red ginseng saponin extract..

²⁾NAT: Not acid treatment, AT1H: Acid treatment during 1 h, AT2H: Acid treatment during 2 h..

³⁾ND: Not detected..

⁴⁾Mean±SD..

Means in the same row (a-c) and column (A-E) with different superscripts are significantly different at P<0.05..

Significant at ^*P<0.05, ^**P<0.01, and ^***P<0.001, respectively..

그리고 난각의 큐티클층 제거에 따른 침투효율을 보면 AT2H 계란의 경우 7.41 mg/mL의 RGSE 농도에서 침투 3일차에 0.155 mg/mL까지 증가하여 약 0.052 mg/mL/d의 침투속도를 나타내었고, 14.82 mg/mL의 RGSE 농도에서는 0.250 mg/mL까지 증가하여 약 0.083 mg/mL/d의 침투속도를 나타내었고, 22.23 mg/mL의 RGSE 농도에서는 0.295 mg/mL까지 증가하여 약 0.098 mg/mL/d의 침투속도를 나타내어 같은 농도의 NAT 계란보다 침투속도가 더 높아 큐티클층 제거 정도가 증가할수록 계란 내부로의 조사포닌 침투효율이 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 산처리에 의해 난각 표면의 큐티클층이 제거되면서 난각의 기공이 노출되어 계란 내부로 침투할 수 있는 경로가 증가하였기 때문으로 생각된다.

따라서 산처리에 의한 난각의 큐티클층 제거로 기공이 노출되어 계란 내부로의 침투 경로가 증가하였고, 이에 계란 내외부의 RGSE의 농도 차에 의한 침투 효과가 향상되었으며, 계란 내부로 RGSE의 침투 시간이 증가하면서 계란 내부로 RGSE의 침투효율이 향상됨을 확인할 수 있었다.

큐티클층 제거에 따른 홍삼 사포닌 추출물 침투 난백의 품질특성

큐티클층 제거에 따른 RGSE가 침투된 난백의 pH와 색도를 측정하여 품질특성을 분석하였다. 먼저 0일 차 난백의 pH가 9.4~9.5의 범위를 나타내었는데, 이는 신선한 계란이 25~37°C의 저장 온도에서 pH가 9.5 이상까지 증가하였다는 Huang 등(2022)과 Jang 등(2008) 및 Lee 등(2014)의 보고를 미루어 볼 때, 실온에서 보관하면서 실험에 사용하였기 때문에 pH가 높게 분포된 것으로 생각된다. 난백의 pH가 침투 1일 차까지는 RGSE의 농도와 난각의 큐티클층 제거 정도에 의한 유의적인 차이가 없었지만 2일 차와 3일 차에서는 RGSE 농도가 높을수록, 침투 시간과 난각의 큐티클층 제거율이 증가할수록 pH가 감소하는 경향을 나타내었다(Table 2). 홍삼에는 산성다당체인 galacturonic acid가 함유되어 있어서(Lee와 Do, 2006), RGSE는 약산성을 나타내기 때문에 계란 내부로 RGSE가 침투하면서 난백의 pH가 감소한 것으로 생각된다. 그리고 난백이 pH 6에서 pH 10 사이에서 완충작용을 가지고 있다는 연구(Cotterill 등, 1959)를 미루어 볼 때 침지 1일 차에는 난백의 완충작용 때문에 홍삼의 산성다당체가 침투되어도 난백의 pH에서 유의적인 변화가 유도되지 않은 것으로 생각된다.

Table 2

Changes of the pH in egg white with increase of penetration time in solutions of different red ginseng saponin extract concentrations.

RGSE1) (mg/mL)	Time of acid treatment2)	pH in egg white according to penetration time (day)				F-value
		0	1	2	3
7.41	NAT	9.50±0.06a3)	9.49±0.09a	9.35±0.02Ab	9.13±0.08Ac	19.47***
	AT1H	9.40±0.08a	9.36±0.13a	9.09±0.20Bb	9.01±0.11Ab	6.14*
	AT2H	9.47±0.09a	9.37±0.05a	9.01±0.15Bb	8.15±0.20Bc	59.49***
14.82	NAT	9.50±0.06a	9.34±0.10a	9.12±0.09ABb	7.76±0.18CDc	143.72***
	AT1H	9.40±0.08a	9.32±0.11a	8.26±0.20Cb	7.99±0.12BCc	87.58***
	AT2H	9.47±0.09a	9.41±0.06a	7.72±0.15Db	7.51±0.08DEc	344.23***
22.23	NAT	9.50±0.06a	9.35±0.06b	9.15±0.10ABc	7.27±0.08Ed	550.86***
	AT1H	9.40±0.08a	9.40±0.07a	7.75±0.06Db	7.59±0.20Db	229.49***
	AT2H	9.47±0.09a	9.29±0.05a	7.75±0.06Db	7.53±0.23DEb	191.39***
F-value		0.99	1.46	85.69***	58.26***

¹⁾RGSE: Red ginseng saponin extract..

²⁾NAT: Not acid treatment, AT1H: Acid treatment during 1 h, AT2H: Acid treatment during 2 h..

³⁾Mean±SD..

Means in the same row (a-d) and column (A-E) with different superscripts are significantly different at P<0.05..

Significant at ^*P<0.05 and ^***P<0.001, respectively..

큐티클층 제거에 따른 RGSE가 침투된 난백의 색도 변화에서 RGSE의 농도가 높고 난각의 큐티클층 제거 효과와 침투 시간이 증가할수록 난백의 L 값은 감소하고, a 값은 일정 범위에서 유지되었으며, b 값이 증가하여 전체적으로 난백의 색이 서서히 갈변되었고 색차값(ΔE)도 증가하여 난백의 색도가 변화되는 것을 확인할 수 있었다(Table 3). 이는 홍삼 추출물을 첨가하여 만든 양갱의 색도가 홍삼 추출물의 함량이 증가할수록 L 값이 감소하고 b 값과 ΔE 값이 증가하였다는 Ku와 Choi(2009)의 보고를 미루어 볼 때 RGSE가 침투된 계란의 난백에서도 RGSE 고유의 색깔에 의해 영향을 받아 색도 및 색차값이 변화한 것으로 생각된다. 따라서 난각의 큐티클층 제거를 통해 RGSE의 농도가 높고, 침투시간이 증가할수록 계란 내부로 RGSE의 침투효율이 향상되면서 난백의 품질특성이 변화되는 것을 확인할 수 있었다.

Table 3

Changes of the Hunter’s L*, a*, b*, and ΔE in egg white with increase of penetration time in solutions of different red ginseng saponin extract concentrations.

RGSE1) (mg/mL)	Time of acid treatment2)	Color	Color in egg white according to penetration time (day)				F-value
			0	1	2	3
7.41	NAT	L*	55.95±0.05a3)	56.21±0.38Aa	56.15±0.25ABa	53.90±1.41b	6.70*
		a*	−1.15±0.11	−0.99±0.39AB	−1.03±0.07A	−0.86±0.11	0.93
		b*	3.70±0.41	3.60±0.89C	4.06±0.25C	4.65±2.24D	0.45
		ΔE		0.88	1.03	2.36
	AT1H	L*	55.66±0.40	55.68±0.32AB	54.84±0.95BC	54.04±1.25	2.69
		a*	−0.99±0.43	−1.47±0.02BC	−1.10±0.46AB	−1.22±0.03	1.28
		b*	3.10±1.41b	3.89±0.54Cb	4.40±0.80Cab	6.18±0.91CDa	5.46*
		ΔE		0.99	1.40	3.47
	AT2H	L*	55.87±0.57	56.22±0.39A	55.11±0.91ABC	54.27±0.96	4.04
		a*	−1.21±0.01	−0.89±0.34A	−1.10±0.19AB	−1.35±0.07	2.89
		b*	3.98±0.17b	3.97±1.34Cb	4.75±1.28Cb	8.75±1.96ABCa	8.6**
		ΔE		1.05	1.47	5.19
14.82	NAT	L*	55.91±0.50a	55.83±0.63ABa	54.76±1.46BCab	53.26±1.28b	4.15*
		a*	−1.21±0.01	−1.13±0.48AB	−1.49±0.06C	−1.26±0.42	0.7
		b*	3.98±0.17b	4.29±1.42Cb	6.76±0.58Ba	7.84±0.31BCa	17.19***
		ΔE		1.01	3.14	4.73
	AT1H	L*	55.90±0.48a	55.44±0.33ABCa	54.74±0.72BCa	52.89±0.90b	12.61**
		a*	−1.13±0.32	−1.66±0.10C	−1.43±0.18BC	−1.14±0.22	4.03
		b*	3.68±1.12b	7.28±1.41ABa	7.38±0.96Ba	10.18±2.73ABa	7.33*
		ΔE		3.67	3.89	7.22
	AT2H	L*	55.98±0.53a	54.39±1.24Cb	54.13±0.46CDb	53.63±0.42b	5.61*
		a*	−1.24±0.12ab	−0.96±0.10Aa	−1.53±0.22Cb	−1.50±0.28b	5.61*
		b*	4.11±0.43b	5.51±0.47BCb	8.03±0.49Ba	8.45±1.33ABCa	21.26***
		ΔE		2.18	4.35	4.95
22.23	NAT	L*	56.00±0.64a	56.16±0.46Aa	56.50±0.93Aa	51.64±0.76b	30.75***
		a*	−1.28±0.11a	−1.62±0.19Cb	−1.54±0.11Cab	−1.28±0.14a	4.67*
		b*	4.26±0.38d	6.02±0.62BCc	7.61±1.21Bb	9.54±0.33ABa	28.95***
		ΔE		1.81±0.20	3.40±0.86	6.85±0.11
	AT1H	L*	55.81±0.47a	55.18±0.53ABCa	54.07±0.27CDb	52.64±0.24c	36.69***
		a*	−1.08±0.33a	−1.25±0.11ABCab	−1.64±0.13Cb	−1.25±0.16ab	4.13*
		b*	3.48±1.13c	6.71±0.40Bb	10.90±0.80Aa	9.77±0.35ABa	60.58***
		ΔE		3.30	7.65	7.06
	AT2H	L*	56.22±0.27a	54.82±0.68BCab	52.81±0.48Dc	53.31±1.72bc	7.69**
		a*	−1.25±0.14a	−1.37±0.18ABCa	−1.68±0.09Cb	−1.46±0.12ab	5.32*
		b*	4.10±0.52b	9.05±2.69Aa	9.92±0.11Aa	10.76±0.79Aa	13.15**
		ΔE		5.22	6.76	7.36
F-value		L*	0.32	3.36*	5.65**	1.68
		a*	0.52	3.73**	4.49**	2.5
		b*	0.68	6.22***	25.94***	5.32**

¹⁾RGSE: Red ginseng saponin extract..

²⁾NAT: Not acid treatment, AT1H: Acid treatment during 1 h, AT2H: Acid treatment during 2 h..

³⁾Mean±SD..

Means in the same row (a-d) and column (A-D) with different superscripts are significantly different at P<0.05..

Significant at ^*P<0.05, ^**P<0.01, and ^***P<0.001, respectively..

결론적으로 난각의 큐티클층을 제거하고, RGSE의 농도가 높고 침투 시간이 증가할수록 침투효율이 향상되어 침투된 난백의 조사포닌 함량이 증가하고 품질특성이 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 산처리에 의해 난각의 큐티클층을 제거함으로써 계란 내부로 RGSE의 침투효율이 향상됨을 확인함으로써 새로운 기능성 계란 가공 방법을 활용하여 계란 가공 산업의 부가가치를 향상시키기 위한 정보를 제시하였다고 생각된다.

본 연구에서는 계란을 산처리하여 큐티클층을 제거함으로써 계란 내부로 홍삼 사포닌 추출물의 침투효율을 비교 분석하고자 하였다. 먼저 산처리(0, 1, 2시간)에 의한 계란 난각의 큐티클층 제거 효과를 공초점 현미경을 이용하여 확인하고, 큐티클층이 제거된 계란을 농도별(7.41, 14.82, 22.23 mg/mL)로 준비한 홍삼 사포닌 추출물 침지액에 침지시켜 계란 내부로 홍삼 사포닌 추출물을 침투시킨 다음 난백의 조사포닌 함량 및 품질특성을 분석하여 홍삼 사포닌 추출물의 침투효율을 확인하고자 하였다. 난각에 산처리 시간이 증가할수록 큐티클층의 분포가 감소함을 확인하였고, 홍삼 사포닌 추출물의 농도가 높을수록 침투 시간과 난각의 큐티클층 제거율이 증가할수록 난백의 조사포닌 함량이 증가하는 결과를 통해서 홍삼 사포닌 추출물의 침투효율이 향상되었음을 확인하였다. 또한 난백의 품질특성도 홍삼 사포닌 추출물 농도가 고농도일수록, 침투시간과 난각의 큐티클층 제거율이 증가할수록 pH와 L 값은 감소하고, a 값은 일정 범위에서 유지되며, b 값과 ΔE 값은 증가하는 경향을 나타내어 계란 내부로 홍삼 사포닌 추출물의 침투효율이 향상되면서 난백의 품질특성이 변화되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 난각의 큐티클층을 제거함으로써 난각의 침투 경로가 증가하여 계란 내부로 홍삼 사포닌 추출물의 침투효율이 향상됨을 확인함으로써 계란의 부가가치 향상을 위한 새로운 기능성 계란 가공 방법을 제시하였다고 생각된다.

본 과제(결과물)는 2023년도 교육부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 지자체-대학 협력 기반 지역혁신 사업의 결과입니다(2021RIS-001).