참마(Dioscorea japonica Thunb.)는 백합목(Liliales)의 마과(Dioscoreaceae), 마속(Dioscorea)에 속하는 덩굴성 다년생 초본으로, 전 세계에 10속 650여 종이 주로 열대 및 아열대 지역, 동아시아, 지중해 연안과 미주 지역에 분포하고 있다(Oh 등, 1996). 이 중 Dioscorea batatas Decne., D. japonica Thunb., Dioscorea bulbifera L., Dioscorea opposita Thunb., Dioscorea nipponica Makino, Dioscorea tokoro Makino 6종은 한국, 일본, 중국에서 보편적으로 야생하며, 마의 덩이뿌리 형태와 잎의 모양, 원산지에 따라 장마(D. batatas), 참마(D. japonica), 둥근마(D. bulbifera, D. opposita), 부채마(D. nipponica), 도꼬로마(D. tokoro), 알라타마(D. alata) 등 저마다 다른 이름으로 지칭된다(Yang 등, 2009). 생마는 낮은 온도에서 저장하거나 땅속에 묻어 두어도 병든 부분의 갈변 현상이 심하고, 부패가 빨리 일어나는 등 저장하기 어려운 성질을 가지고 있어(Lee와 Kim, 1998), 마를 수확한 후 생식으로 오랫동안 소비하기는 상당히 제한적이다. 또한 마의 끈적한 식감으로 인해 생식으로 섭취하는 것에 호불호가 갈리고 어려워하는 소비자가 많아 마를 천일 및 열풍, 동결 건조한 후 저장 또는 판매하고 있다.

덖음이란 순우리말로 약재, 곡식, 찻잎 등에 물을 더하지 않고 그대로 강한 불에 타지 않을 정도로 볶아서 익힌다는 뜻으로, 차를 제조하는 전통적인 방법의 하나이다. 덖음 공정으로 인해 제품에 고유한 향미나 색을 부여할 수 있어(Ryu 등, 1997), 최종 제품의 품질을 결정하는 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 이는 덖는 온도와 시간 조건에 따라 상이하여 차의 품질을 결정하는 핵심 요소로, 이들이 최종 제품에 작용하는 역할이 무엇인지 확인하는 것이 중요하다고 볼 수 있다.

활성산소(reactive oxygen species) 또는 활성산소종은 단백질 변성, 핵산 손상, 세포 생체막의 구성성분인 불포화지방산을 공격하여 포화시켜 과산화 반응을 일으킴으로써 체내 과산화지질 축적을 야기하여 노화 및 성인병 질환을 유발하는 것이 문제가 된다(Cha 등, 1997). 따라서 항산화 활성을 나타내는 등의 생리 물질이 풍부한 식품을 섭취함으로써 그들이 가진 항산화 효능으로 자유라디칼이나 활성산소를 제거하는 생체 방어시스템을 지속적으로 유지해야 한다(Lee, 2007).

따라서 본 연구에서는 항산화 및 항염증(Choi와 Koo, 2005), 항균(Kwon 등, 2010) 등의 효과가 있는 참마의 활용도 및 부가가치를 높이고자 덖음 처리에 의한 참마의 품질 특성 및 항산화 활성을 측정하여 덖음 시간이 참마에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한, 이전에는 연구되지 않았던 참마 침출차의 개발 측면에서 새로운 식품 소재로써 이용할 수 있는지에 대한 가능성을 탐구하고자 한다.

시료 제조

본 실험에 사용된 참마는 경상북도 안동에서 2021년도에 재배된 것을 구매하였고, 수세 및 박피 후 과육과 껍질 부분으로 나눠 과육은 0.3~0.5 cm 크기로 썰어 준비하였다. 참마 과육과 껍질을 45°C에서 24시간 동안 열풍건조를 진행하였고, 그 후 -24°C에서 냉동보관 하면서 시료로 사용하였다.

덖음 참마와 열추 추출물 제조

참마의 덖음 시간 조건은 여러 시간별로 덖은 참마를 열수 추출하여 예비 실험을 거친 후 최적의 제조 시간을 확립하였다. 예비 실험에서 덖음 시간이 9분을 경과하면 탄 향이 나고 외면이 까맣게 변하며, 추출물로 항산화 활성을 측정하였을 때 오히려 덖음 시간 7분보다 활성이 떨어지는 경향이 나타나 최대 덖음 시간을 7분으로 설정하였다. 따라서 직경 24 cm의 가정용 후라이팬(WC23088, Ownerclan)을 150~180°C로 예열한 다음 열풍 건조된 참마 50 g을 일정한 온도에서 각각 3, 5, 7분간 덖음을 시행하였으며, 덖음 처리 과정 중 열을 고르게 분산시키기 위하여 나무 주걱으로 저어가며 실행하였다. 덖음 공정 이후 외면에 붙어있는 미세한 조각과 가루들을 체로 털어 제거한 다음 실온에서 1시간 냉각시키고 -24°C로 냉동 보관하면서 시료로 사용하였다. 덖음 참마의 열수 추출물은 각 시료 25 g에 100°C의 증류수 500 mL를 가하여 1시간 동안 열수 추출하였다. 각 열수 추출물은 여과 후 실온에서 냉각시킨 다음 -50°C의 deep freezer(FR-300CW, Daehan CRYO Co.)에 24시간 냉동한 후 -70°C의 조건으로 동결건조(FD8508, Ilshin)를 진행하였다. 동결건조 분말은 -24°C의 냉동고에서 보관하며 증류수로 녹여 원하는 농도를 제조하여 항산화 활성 연구에 사용하였다.

수분함량 측정

덖음 참마의 수분함량은 시료 3 g을 105°C의 드라이 오븐(HB-501M, Hanbaek)에 넣어 건조하면서 평균 수분함량을 측정하는 상압가열 건조법으로 정량하였고, 각 시료를 3회 반복 측정한 후 그 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었다.

pH 및 당도 측정

덖음 참마의 pH는 시료 3 g에 증류수 27 mL를 넣고 교반한 후 40°C 초음파파쇄기(Powersonic 420, Hwashin)에서 30분간 침지시킨 다음 2,700×g로 25분간 원심분리(Labo Gene 416, LaboGene^TM)한 상등액 일부를 pH meter(pH-200L, iSTEK)와 당도계(ATAGO N-1α, Atago)를 사용하여 측정하였고, 3회 반복 측정 후 그 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었다. 당도의 단위는 °Brix로 나타내었다.

산도 측정

덖음 참마의 산도는 시료 3 g에 증류수 27 mL를 넣고 교반한 후 40°C 초음파파쇄기에서 30분간 침지시킨 다음 2,700×g로 25분간 원심분리한 상등액 5 mL를 삼각플라스크에 취하여 1% phenolphthalein 용액(Samchun Pure Chemical Co.) 3~4방울을 첨가하였다. 뷰렛에 0.1 N NaOH 표준용액(Samchun Pure Chemical Co.)을 넣고 종말점까지 적정한 다음 소요된 0.1 N NaOH의 양(mL)을 succinic acid 함량으로 환산하여 아래의 식을 적용하여 백분율로 나타내었다.

V: 0.1 N NaOH 용액의 적정 소비량(mL)

F: 0.1 N NaOH 용액의 역가

A: 0.1 N NaOH 용액 1 mL에 상당하는 유기산의 양(g)

D: 희석배수

S: 시료 채취량(mL)

갈색도 및 탁도 측정

덖음 참마의 갈색도 및 탁도는 각 열수 추출물 1 mL를 분광광도계(UV-1800, Shimadzu)를 이용하여 각각 420 nm, 660 nm에서 흡광도를 3회 반복 측정 후 그 값을 평균과 표준편차로 나타내어 비교하였다. 높은 흡광도 값은 참마차의 높은 갈색도 및 탁도를 반영하는 것으로 간주하였다(Hong 등, 2020).

색도 측정

덖음 참마의 색도는 각 참마 열수 추출물을 일정량 취하여 색차계(Chroma meter CR-410, Minolta)를 사용하여 5회 반복 측정한 다음 평균값과 표준편차를 구하였다. 각 측정치의 결과는 명도인 L^*값(lightness)과 적색도인 a^*값(redness), 황색도인 b^*값(yellowness)으로 나타내었고, 이때 사용한 표준백판의 값은 L^*=99.37, a^*=-0.14, b^*=-0.07이었다.

총당 및 환원당 측정

덖음 참마의 총당 함량은 증류수로 희석하여 원하는 농도로 제조한 시료 0.1 mL에 5% phenol 용액(Samchun Pure Chemical Co.) 0.1 mL, 황산(Samchun Pure Chemical Co.) 0.5 mL를 넣고 혼합한 후 실온에서 20분 동안 반응시킨 다음 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 덖음 참마의 환원당 함량은 DNS 법(Meller, 1959)을 참고하여 시료 1 mL에 DNS 시약[3,5-dinitrosalicylic acid(Samchun Pure Chemical Co.) 0.25 g, NaOH(Daejung Chemicals & Metals Co.) 4 g, rochell salt(Samchun Pure Chemical Co.) 75 g을 증류수에 녹인 후 250 mL로 정용] 2 mL를 넣고 교반한 다음 끓는 물에서 10분간 반응시켰다. 반응 후 얼음물에서 10분간 냉각시킨 후 550 nm에서 흡광도를 측정하였고, 덖음 참마의 총당 및 환원당을 나타내는 결괏값은 표준물질인 glucose(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 작성한 standard curve를 이용하여 환산하였다.

조사포닌 측정

덖음 참마의 조사포닌 함량은 고온 메탄올 추출과 n-부탄올 분획을 이용하는 방법으로 Gil(2003)의 연구를 참고하여 측정하였다. 시료 5 g에 70% 메탄올 45 mL를 가하여 65°C의 소니케이션에서 2시간씩 3회 반복 추출한 다음 추출물을 여과지(Whatman No.2, Whatman International Ltd.)로 여과한 후 55°C에서 감압･농축(N-1001S-W, EYELA)하여 용매를 제거하였다. 농축물을 증류수 50 mL에 녹여 용해한 다음 separating funnel에 넣고 n-부탄올 50 mL를 첨가하여 세차게 흔들어 섞어준 후 n-부탄올층과 물층으로 분리하였고, 분리된 물층에 다시 n-부탄올 50 mL로 첨가하여 추출하는 과정을 2회 반복하였다. 총 3회에 걸쳐 추출한 n-부탄올층을 모두 농축 플라스크에 모아 감압･농축하였고, 이후 105°C 드라이 오븐에서 건조시킨 다음 데시게이터에서 30분간 방랭한 무게를 측정하여 아래의 식에 따라 조사포닌 함량을 구하였다.

A: 감압･농축 및 건조 후 수기의 무게(mg)

B: 빈 수기의 무게(mg)

C: 시료의 무게(g)

덖음 참마차의 관능검사

덖음 참마를 이용하여 제조한 참마차의 관능검사는 충남대학교 식품영양학과 학부 및 대학원생 20명을 대상으로 선정하여 실시하였으며, 차에 관해 관심이 있고 시간적 여유가 있는 사람들로 자율적인 참여가 가능하게 하였고, 마에 대한 식품 알레르기가 있거나 건강 상태에 문제가 있는 사람은 제외한 다음 검사를 시행하였다. 본 연구의 목적과 내용, 평가 방법에 대해 잘 인지할 수 있도록 충분히 설명하고 공지한 다음 검사 전에 100°C의 끓는 물로 1시간 동안 우려낸 모든 시료를 물과 함께 제공하였다. 시료에 대한 편향된 생각을 제하기 위하여 임의의 3자리의 숫자를 용기에 부착하였으며, 각각의 시료를 정확하게 평가하기 위해서 중간마다 입을 물로 헹궈가며 관능검사에 참여하도록 하였다. 색(color), 향(flavor), 맛(taste), 목 넘김(mouth feel), 전체적인 기호도(overall acceptability) 등 7개의 평가 항목을 7점 척도법으로 1점은 ‘매우 싫음’, 4점은 ‘보통’, 7점은 ‘매우 좋음’으로 하여 평가하였다(IRB number: 202210-SB-141-01).

총 폴리페놀 함량 측정

덖음 참마의 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 법(1912)을 참고하여 측정하였다. 각 시료 10 μL에 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent와 증류수를 1:2의 비율로 섞어 제조한 혼합시약 10 μL를 가하여 3분간 방치한 후 10% sodium carbonate(NaCO₃, w/v, Duksan Chemical Co.) 150 μL를 첨가해 암실에서 1시간 동안 반응시킨 다음 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결괏값은 표준물질로 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 농도별 standard curve를 작성한 후 시료 1 g에 대한 mg gallic acid equivalents(GAE)로 나타내었다.

총 플라보노이드 함량 측정

덖음 참마의 총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등(1999)의 방법을 사용하여 측정하였다. 각 시료 125 μL에 증류수 500 μL, 5% sodium nitrite(NaNO₂, w/v, Thermo Fisher Scientific Co.) 37.5 μL를 넣고 5분 동안 반응시킨 후 10% aluminium chloride(AlCl₃･6H₂O, w/v, Junsei Chemical Co.) 75 μL를 첨가하여 6분간 반응시킨 다음 1 M sodium hydroxide(NaOH, w/v, Daejung Chemicals & Metals Co.) 250 μL를 첨가해 11분간 방치한 반응액의 흡광도를 510 nm에서 측정하였다. 결괏값은 표준물질로 catechin hydrate(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 농도별 standard curve를 작성한 후 시료 1 g에 대한 mg catechin equivalents(CE)로 나타내었다.

DPPH 라디칼 소거 활성 측정

덖음 참마의 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거 활성은 Blois(1958)의 방법을 참고하여 측정하였다. 증류수를 사용하여 일정 농도로 희석한 시료와 0.2 mM DPPH 용액(Sigma-Aldrich Co.)을 각 100 μL씩 1:1의 비율로 섞어 교반한 후 암실에서 30분 동안 방치한 다음 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 대조군은 시료 대신 시료를 녹인 용매인 증류수로 대체하여 위와 동일한 방법으로 흡광도를 측정하였고, 아래의 식으로 계산하여 백분율로 나타낸 후 결괏값을 DPPH 농도를 50%로 소거시키는 시료의 농도인 inhibitory concentration(IC₅₀, mg/mL)으로 3회 반복 측정하여 평균값과 표준편차를 구해 표시하였다.

ABTS 라디칼 소거 활성 측정

덖음 참마의 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) 라디칼 소거 활성은 Fellegrin 등(1998)의 방법을 참고하여 측정하였다. 증류수 5 mL에 140 mM potassium persulfate(K₂S₂O_8, Samchun Pure Chemical Co.) 88 μL, ABTS diammonium salt(Sigma-Aldrich Co.) 2알을 넣고 잘 섞어준 후 암실에서 12~16시간 반응시켰다. 이를 1:88의 비율로 95% 에탄올과 섞어 734 nm에서 측정한 흡광도값이 0.7±0.02가 되도록 조절하여 만든 ABTS solution을 시약으로 사용하였다. 증류수를 사용해 일정 농도로 희석하여 제조한 각 시료 50 μL와 ABTS solution 1 mL를 혼합하여 교반한 후 2.5분간 암실에서 반응시킨 다음 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 대조군은 시료 대신 시료를 녹인 용매인 증류수로 대체하여 위와 동일한 방법으로 흡광도를 측정하였고, 아래의 식으로 계산하여 백분율로 나타낸 후 결괏값을 ABTS 농도를 50%로 소거시키는 시료의 농도인 IC₅₀(mg/mL)으로 3회 반복 측정하여 평균값과 표준편차를 구해 표시하였다.

FRAP 활성 측정

덖음 참마의 ferric reducing antioxidant power(FRAP) 측정 방법은 Benzie와 Strain(1996)의 방법을 응용하여 측정하였다. 40 mM HCl(Samchun Pure Chemical Co.)을 이용하여 제조한 10 mM 2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazine (Sigma-Aldrich Co.)과 20 mM iron chloride hexahydrate(FeCl₃•6H₂O, Samchun Pure Chemical Co.), 300 mM acetate buffer(pH 3.6)를 각각 1:1:10(v:v:v)의 비율로 섞어 혼합한 후 37°C의 incubator(650D, Fisher Scientific Inc.)에서 10분간 반응시켜 제조한 FRAP reagent를 시약으로 사용하였다. 시료 30 μL와 FRAP reagent 900 μL, 증류수 90 μL를 넣고 교반한 후 37°C의 incubator에서 10분 동안 반응시킨 다음 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. FRAP 활성은 ferrous sulfate heptahydrate(FeSO₄･7H₂O, Samchun Pure Chemical Co.)를 0.3125, 0.625, 1.25, 2.5, 5 mM의 농도로 제조하여 standard curve를 작성한 후 대입하여 환산하였으며, 시료 1 g에 대한 FeSO₄･7H₂O의 mM 함량인 mM FeSO₄･7H₂O equivalents(FE)로 3회 반복 측정한 값을 평균값과 표준편차로 표시하였다.

환원력(reducing power) 측정

덖음 참마의 환원력은 Oyaizu(1986)의 방법을 참고하여 측정하였다. 일정 농도로 희석하여 제조한 시료 추출물 1 mL에 1% potassium ferricyanide(Samchun Pure Chemical Co.) 1 mL, pH를 6.6으로 조절한 200 mM sodium phosphate buffer 1 mL를 첨가하여 섞어준 후 20분 동안 50°C의 수욕상에 방치한 다음 10분간 냉각시켰다. 이 반응액에 10% trichloroacetic acid(Samchun Pure Chemical Co.) 용액 1 mL를 가하여 원심분리(2,700×g, 5 min)한 후 상등액 0.5 mL를 취하여 증류수 0.5 mL와 0.1% ferric chloride(Samchun Pure Chemical Co.) 0.1 mL를 넣고 교반한 혼합액을 암실에서 10분간 반응시킨 다음 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 환원력은 흡광도값 0~1의 범위를 0~100%의 범위로 환산하여 흡광도값을 백분율로 나타내었고, 결괏값을 최대 반응의 50%에 해당하는 환원력을 가지는 시료의 농도인 effective concentration(EC₅₀, mg/mL)으로 3회 반복 측정하여 평균값과 표준편차를 구하였다.

통계 처리

모든 실험 결과의 데이터 분석은 SPSS 26.0(Statistical Package for the Social Sciences, SPSS Inc.)을 사용하여 3회 이상 반복 측정한 결과를 평균값과 표준편차로 구하였고, 각 측정값 간의 통계적 유의성을 검증하기 위하여 분산분석(ANOVA)과 Duncan’s multiple range test를 95% 유의수준(P<0.05)에서 실시하여 검증하였다.

수분함량 및 pH, 산도, 당도

덖음 참마의 수분함량 및 pH 및 산도, 당도 측정 결과는 Table 1과 같다. 덖음 시간이 증가함에 따라 덖음 0분> 덖음 3분> 덖음 5분> 덖음 7분의 순서로 수분함량이 감소하는 경향을 보였는데, 이로 인해 열처리 과정 중 수분이 소실된 것을 확인할 수 있었다(Kim 등, 2022).

Table 1 . Moisture content, pH value, acidity, and sugar content of Dioscorea japonica Thunb. water extracts at different pan- roasting times.

	Moisture. contents (%).	pH.	Acidity. (%).	Sugar content. (°Brix).
DJTP01). DJTP3. DJTP5. DJTP7.	8.26±0.37a2)3). 6.04±0.46b. 4.60±0.80c. 3.87±0.48d.	6.15±0.01a. 6.11±0.01b. 5.79±0.01c. 5.47±0.01d.	1.06±0.04d. 1.28±0.00c. 1.45±0.04b. 1.56±0.04a.	1.07±0.06c. 1.10±0.00bc. 1.10±0.00bc. 1.30±0.00a.

¹⁾DJTP0: D. japonica Thunb. pan-roasted for 0 min, DJPT3: D. japonica Thunb. pan-roasted for 3 min, DJPT5: D. japonica Thunb. pan-roasted for 5 min, DJPT7: D. japonica Thunb. pan-roasted for 7 min..

²⁾Mean±SD (n=3)..

³⁾Different letters (a-d) within a same column differ significantly (P<0.05)..

pH는 대조군에서 6.15로 가장 높은 값을 나타내었고, 덖음 시간이 증가할수록 유의적으로 감소하여 덖음 7분이 5.47로 가장 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 산도는 그와 반대로 덖음을 진행할수록 유의적으로 증가하여 대조군이 1.06%로 가장 낮았고, 덖음 3분에서 1.28%, 덖음 5분에서 1.45%, 덖음 7분에서 1.56%로 나타났다(P<0.05). Kim 등(2015)의 연구에 따르면 마의 유기산으로는 옥살산, 구연산, 석신산, 푸마르산이 검출되었다고 보고하였는데, 특히 석신산이 다른 유기산보다 높은 편으로 검출되었다. Kang 등(2015)의 연구에서 대조군에 비해 증숙한 마에서 석신산 함량이 월등히 증가하는 결과를 나타내었는데, 이러한 연구 결과는 본 연구에서 대조군과 비교하여 열처리 시간이 증가함에 따라 참마 추출물의 pH가 낮아지고 산도는 올라가는 것과 유사하였다.

당도는 덖음 시간에 비례하여 대조군에 비해 덖음 7분이 유의적으로 가장 높은 값을 나타냈다(P<0.05). 이는 가열 중에 열분해 현상과 물리 화학적인 변화로 전분 형태가 수용성으로 변화되었기 때문으로 생각되며, Lee 등(2013)의 연구에서 또한 흑도라지는 sucrose가 검출되지 않았고 생도라지에 비해 glucose와 fructose의 함량이 증가하였다고 보고하여 열처리가 이당류를 단당류로 분해하게끔 영향을 미쳤을 것으로 생각된다.

갈색도 및 탁도, 색도

덖음 참마의 갈색도 및 탁도, 색도의 측정 결과는 Table 2에 나타내었다. 갈색도의 흡광도값은 대조군에서 0.08, 덖음 3분에서 0.20, 덖음 5분에서 0.52, 덖음 7분에서 1.23으로 측정되었고 탁도의 흡광도값은 대조군에서 0.04, 덖음 3분에서 0.05, 덖음 5분에서 0.06, 덖음 7분에서 0.08로 각 시료 간에 유의적인 차이를 나타냈으며, 갈색도와 탁도 모두 덖음 시간이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 이는 덖음 과정에서 열처리 시간이 증가함에 따라 Maillard 반응으로 갈변 물질인 melanoidin 생성량이 많아지게 되고, 조직의 변화로 인한 불용성 전분의 용출이 증가하였기 때문이라고 생각된다(Nam 등, 2016).

Table 2 . Browning degree, turbidity, and Hunter’s color value of Dioscorea japonica Thunb. water extracts at different pan-roasting times.

	Browning degree (OD420).	Turbidity. (OD660).	Color value.
			L*.	a*.	b*.
DJTP01). DJTP3. DJTP5. DJTP7.	0.08±0.00d2)3). 0.20±0.00c. 0.52±0.01b. 1.23±0.05a.	0.04±0.00d. 0.05±0.00c. 0.06±0.00b. 0.08±0.00a.	45.80±0.14a. 44.90±0.01b. 44.24±0.06c. 43.20±0.12d.	−0.46±0.01d. −0.31±0.01c. −0.27±0.02b. −0.12±0.03a.	−0.89±0.01d. −0.49±0.02c. 2.23±0.04b. 6.34±0.03a.

¹⁾Refer to Table 1 for abbreviations..

²⁾Mean±SD (n=3)..

³⁾Different letters (a-d) within a same column differ significantly (P<0.05)..

덖음 시간에 따른 참마 열수 추출물의 색도 중 명도를 나타내는 L^*값은 대조군에서 45.80, 덖음 3분에서 44.90, 덖음 5분에서 44.24, 덖음 7분에서 43.20으로 덖음 시간에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었고(P<0.05), 적색도를 나타내는 a^*값은 대조군에서 -0.46, 덖음 3분에서 -0.31, 덖음 5분에서 -0.27, 덖음 7분에서 -0.12로 측정되었고, 황색도를 나타내는 b^*값은 대조군에서 -0.89, 덖음 3분에서 -0.49, 덖음 5분에서 2.23, 덖음 7분에서 6.34로 측정되어 a^*값과 b^*값 모두 덖음 시간에 비례하여 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 이와 같은 결과는 덖음 과정에서 열에 의한 갈변 반응으로 인하여 갈색을 띠게 되는 것으로 생각되며, Lee 등(1999)은 도라지를 서로 다른 볶음 처리 조건에서 명도 및 적색도, 황색도를 측정하였는데 볶음 온도나 볶음 시간이 증가함에 따라 명도가 급격히 감소하고 적색도와 황색도는 증가하였다고 보고하여 본 연구의 실험 결과와 유사하였다.

총당 및 환원당, 조사포닌

덖음 참마의 총당 및 환원당 측정 결과는 Table 3에 나타내었다. 덖음 0분의 총당이 58.98 g/100 g으로 가장 높은 값을 나타내었고, 덖음 시간이 늘어날수록 유의적으로 감소하여 덖음 3분에서 44.05 g/100 g, 덖음 5분에서 43.41 g/100 g, 덖음 7분에서 39.32 g/100 g으로 나타내었다(P<0.05). Chung 등(2006)은 볶음 처리 온도에 따른 율무 침출액의 총당 함량이 볶음 온도 170°C 처리구까지는 감소하고 190°C 처리구부터는 증가하는 경향을 보였다고 보고하였는데, 본 연구에서 참마를 150~180°C의 온도로 덖음 처리하였을 때 총당 함량이 감소하여 경향이 일치하였다. 이는 당질의 열수 추출을 결정하는 요인이 어느 온도를 기점으로 수용성 당질 함량과 조직구조의 변화를 일으켜 달라지는 것으로 생각된다. 이에 따라 참마를 높은 온도에서 덖음 처리한 뒤 구체적인 총당 함량의 변화를 비교할 필요가 있다고 사료된다.

Table 3 . Total sugar content, reducing sugar content, and crude saponin content of Dioscorea japonica Thunb. water extracts at different pan-roasting times.

	Total sugar. content. (g/100 g).	Reducing sugar. content. (g/100 g).	Crude saponin. content. (mg/100 g).
DJTP01). DJTP3. DJTP5. DJTP7.	58.98±0.94a2)3). 44.05±0.46b. 43.41±0.16b. 39.32±0.46c.	23.05±0.18a. 21.78±0.12b. 20.61±0.20c. 15.81±0.20d.	1.64±0.04d. 1.76±0.03c. 1.89±0.03b. 2.41±0.04a.

¹⁾Refer to Table 1 for abbreviations..

²⁾Mean±SD (n=3)..

³⁾Different letters (a-d) within a same column differ significantly (P<0.05)..

환원당도 덖음 시간이 증가함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 보여 덖음 0분에서 23.05 g/100 g, 덖음 3분에서 21.78 g/100 g, 덖음 5분에서 20.61 g/100 g, 덖음 7분에서 15.81 g/100 g으로 나타났다(P<0.05). Chung(1995)은 참마의 유리당을 구성하는 주된 조성은 fructose, glucose, sucrose로 보고하였다. 그중 마의 주요 비환원당인 sucrose가 열분해 현상에 의해 분해되어 환원당인 fructose와 glucose로 전환될 수 있는데, 그렇게 생성되는 환원당 함량보다 덖음을 진행함에 따라 환원당이 Maillard 반응에 관여하여 소모되는 양이 더 많기 때문으로 생각된다.

사포닌은 인삼의 주요 약효 성분으로 인삼뿐만 아니라 더덕, 도라지 등에도 많이 함유된 물질로(Hong, 2018), 덖음 처리 시간에 따른 참마의 조사포닌 측정 결과는 Table 3과 같다. 덖음 0분에서 1.64 mg/100 g, 덖음 3분에서 1.76 mg/100 g, 덖음 5분에서 1.89 mg/100 g, 덖음 7분에서 2.41 mg/100 g으로 나타나 덖음에 의해 조사포닌이 최대 약 1.5배 이상 증가하는 결과를 나타냈다. Kang 등(2015)의 연구에서 마를 증숙 처리하였을 때 생마와 비교하여 증숙된 마의 조사포닌 함량이 증가하였고, 그 이유를 증숙 과정에서 세포벽과 분자 구조가 파괴됨으로써 조직이 연화되고 그로 인해 사포닌이 추출되기 용이한 조건이 되어 나타난 결과라고 설명하였는데, 본 연구 결과와 유사한 경향을 나타냈다고 생각된다.

덖음 참마차의 관능검사

덖음 시간에 따른 참마 열수 추출물의 색, 향, 맛, 목 넘김, 전체적인 기호도, 제품 가능성, 구매 의사에 대한 관능검사를 실시한 결과는 Table 4와 같다. 모든 관능적 특성에 대해서 대조군보다 덖음 처리한 참마 열수 추출액이 유의적으로 높은 점수를 보였고(P<0.05), 특히 색과 향에 대한 기호도는 다른 관능적 특성에 비해 덖음 처리 시간에 따라 점수가 유의적으로 증가함이 뚜렷하게 보였다(P<0.05). 덖음 처리군 시료 간의 유의적 차이는 크게 보이지 않았지만, 덖음 7분이 목 넘김을 제외한 색, 향, 맛, 전체적인 기호도, 제품 가능성, 구매 의사에 대하여 다른 시료에 비해 월등히 높은 점수를 나타냈다. 이는 Yu 등(2008), Lee 등(2008), Kwon과 Youn(2014)의 연구와 유사하게 덖음과 같은 열처리 온도나 시간 증가에 비례하여 관능적 특성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 덖음 처리 공정에서 당과 아미노산의 중합반응으로 주로 생성되는 갈변 물질은 일반적으로 온도 및 시간과 같은 열처리 조건이 많은 영향을 주어 높은 온도와 긴 시간은 갈변 물질의 생성을 증가시키는데(Lee 등, 2009), 이로 인해 덖음 시 참마가 함유한 당과 단백질에 의한 Maillard 반응 생성물이 열수 추출물의 특유한 갈색과 구수한 향을 부여했기 때문으로 생각된다. 따라서 덖음은 식품의 관능적 특성에 중요한 영향을 미치는 요인 중 하나로 덖음 처리 시간이 증가함에 따라 참마 침출차의 특성이 강하게 나타나고 관능검사에서 전반적으로 긍정적인 평가를 받은 것을 볼 때 참마를 이용하여 차를 제조할 경우 7분을 덖는 것이 가장 적합할 것으로 생각된다.

Table 4 . Sensory attributes of Dioscorea japonica Thunb. water extracts at different pan-roasting times.

	DJTP01).	DJTP3.	DJTP5.	DJTP7.
Color. Flavor. Taste. Mouth feel. Overall acceptability. Product possibility. Purchase intent.	2.84±1.54c2)3). 3.21±1.27c. 2.37±1.57b. 3.58±1.98ab. 2.32±1.06b. 2.16±1.21b. 1.84±1.46b.	4.32±1.11b. 4.53±1.22b. 4.26±1.37a. 4.58±1.24a. 4.42±1.35a. 3.75±1.61a. 3.53±1.65a.	5.89±0.74a. 5.58±1.35a. 4.16±1.98a. 4.63±1.74a. 4.58±1.74a. 4.11±2.02a. 3.75±2.32a.	6.16±0.69a. 5.79±1.27a. 4.21±1.18a. 4.37±1.42a. 4.68±1.11a. 4.37±1.50a. 3.84±1.54a.

¹⁾Refer to Table 1 for abbreviations..

²⁾Mean±SD (n=3)..

³⁾Different letters (a-c) within a same row differ significantly (P<0.05)..

총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량

덖음 시간에 따른 참마의 총 폴리페놀 함량 측정 결과는 Table 5와 같으며, 대조군인 덖음 0분(6.41 mg GAE/g)에 비해 덖음 처리군의 총 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가하여 덖음 3분(26.56 mg GAE/g), 덖음 5분(70.35 mg GAE/g), 덖음 7분(89.29 mg GAE/g)의 순서로 폴리페놀 함량이 약 4~14배 증가하였음을 확인할 수 있었다(P<0.05). Eom 등(2020)의 연구에서 시료에 가해진 열처리 시간이 길어질수록 총 페놀성 성분이 증가하여 본 연구 결과와 유사하였으나, 일정 온도 및 시간을 경과하여 길어짐에 따라 오히려 페놀성 화합물이 감소하는 경향을 나타냈다고 보고하였다. 따라서 덖음 가공 조건이 총 폴리페놀 함량에 유의적으로 영향을 주는 원인이 된다고 볼 수 있다. 덖음에 의하여 페놀성 화합물이 쉽게 추출될 수 있고 고분자 화합물로부터 분리된 불용성 페놀 화합물이 유리 페놀성 화합물로 분해되어 페놀 함량이 증가할 수 있으나, 고온 및 장시간 볶음 시에는 페놀성 화합물이 거듭 분해되거나 다시 불용성 화합물로 변화하여 감소하는 것으로 사료된다(Hong 등, 1998).

Table 5 . Total polyphenol content, total flavonoid content, DPPH and ABTS radical scavenging activity, FRAP value, and reducing power of Dioscorea japonica Thunb. water extracts at different pan-roasting times.

	Total polyphenol content. (mg GAE2)/g).	Total flavonoid content. (mg CE3)/g).	DPPH IC50. value4). (mg/mL).	ABTS IC50. value5). (mg/mL).	FRAP value. (mM FE6)/g).	Reducing power. EC50 value7). (mg/mL).
DJTP01). DJTP3. DJTP5. DJTP7.	6.41±0.00d8)9). 26.56±0.26c. 70.35±0.77b. 89.29±0.11a.	0.75±0.24c. 1.19±0.21b. 3.62±0.66a. 3.85±0.76a.	1.71±0.00a. 0.76±0.02b. 0.36±0.01c. 0.28±0.00d.	10.43±0.27a. 4.65±0.08b. 2.18±0.04c. 1.76±0.03d.	171.28±1.23d. 268.86±1.23c. 492.77±1.23b. 596.45±2.13a.	2.11±0.05a. 0.43±0.00b. 0.27±0.00c. 0.27±0.00c.

¹⁾Refer to Table 1 for abbreviations..

²⁾GAE: gallic acid equivalents..

³⁾CE: catechin equivalents..

⁴⁾Amount required for 50% reduction of DPPH radical scavenging activity..

⁵⁾Amount required for 50% reduction of ABTS radical scavenging activity..

⁶⁾FE: FeSO₄･7H₂O equivalents..

⁷⁾Amount required for 50% effective of reducing power..

⁸⁾Mean±SD (n=3)..

⁹⁾Different letters (a-d) within a same column differ significantly (P<0.05)..

덖음 시간에 따른 참마의 총 플라보노이드 함량 측정 결과는 Table 5와 같으며, 덖음 7분과 5분이 각각 3.85, 3.62 mg CE/g으로 가장 높게 나타났고, 이어서 덖음 3분(1.19 mg CE/g), 덖음 0분(0.75 mg CE/g)의 순서로 덖음 처리에 의해 플라보노이드 함량이 증가하였다(P<0.05). 이는 열처리로 인해 일어나는 Maillard 반응 생성물이 강한 항산화 효과를 나타내고, Elizalde 등(1992)은 furan, furfural, 2,5-dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-furanone, pyrrole 등 저분자의 휘발성 화합물 또한 상당한 항산화 효과가 있음을 보고하여 덖음 처리 시간에 따라 유의적으로 높은 플라보노이드 함량을 나타낸 것으로 사료된다.

DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성

덖음 시간에 따른 참마의 DPPH 라디칼 소거 활성 측정 결과는 Table 5에 나타내었다. DPPH 라디칼 소거 활성의 IC₅₀은 덖음 7분에서 0.28 mg/mL로 나타나 유의적으로 가장 높은 활성을 나타냈고, 이어서 덖음 5분에서 0.36 mg/mL, 덖음 3분에서 0.76 mg/mL, 덖음 0분에서 1.71 mg/mL의 순서로 모든 시료에서 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 이러한 결과는 총 폴리페놀 함량과 비례하여 덖음 처리 후 참마의 라디칼 소거 활성이 증가했음을 확인할 수 있었다. Ryu 등(2017)의 연구에서 시료의 페놀성 화합물 함량이 높을수록 DPPH 라디칼 소거 활성이 증가하여 서로 상관관계가 있다고 보고하였는데, 본 연구에서 덖음 시간에 따라 증가한 페놀성 화합물이 DPPH 라디칼 소거 활성에도 영향을 주었다고 사료된다.

덖음 시간에 따른 참마의 ABTS 라디칼 소거 활성 측정 결과는 Table 5와 같으며, DPPH 라디칼 소거 활성과 동일한 경향으로 덖음 시간이 증가할수록 높은 활성을 나타내었다. 덖음 7분> 덖음 5분> 덖음 3분> 덖음 0분의 순서로 높은 활성을 보였으며, 대조군에 비해 덖음 처리한 참마의 ABTS 라디칼 소거 활성이 최대 약 6배 높게 나타났다(P<0.05). 이때 각각의 ABTS IC₅₀값은 1.76, 2.18, 4.65, 10.43 mg/mL였다. Kim 등(2018)은 맥문동에 덖음 처리 시간을 달리한 후 생맥산에 첨가하여 이화학적 특성을 측정하였는데, 대조군보다 30, 60, 90분간 건열 덖음 처리한 시료에서 라디칼 소거 활성이 유의적으로 높게 나타났다고 보고하여 본 연구 결과와 일치하였다. 따라서 생참마에 비해 덖음 공정을 처리한 참마 시료에서 높은 ABTS 라디칼 소거 활성을 나타내는 이유는 열처리에 따른 화합물 변화 및 갈변 물질의 생성 정도에 영향을 받아 라디칼 소거 활성의 차이를 보이는 것으로 사료된다.

FRAP 활성

덖음 시간에 따른 참마의 FRAP 활성 측정 결과는 Table 5와 같다. 덖음 0분에서 171.28 mM FE/g, 덖음 3분에서 268.86 mM FE/g, 덖음 5분에서 492.77 mM FE/g, 덖음 7분에서 596.45 mM FE/g으로 나타나 대조군에 비해 덖음 처리군이 최대 3.5배 증가한 활성을 확인할 수 있었다(P<0.05). Kang 등(2018)의 연구에서 덖음 시간을 달리한 건조 맥문동 열수 추출물이 덖음 처리 시간이 증가함에 따라 항산화능이 증가하여 본 연구 결과와 일치하였다. Maillard 반응 생성물인 melanoidin은 강력한 항산화 물질로 알려져 있으며, 이 반응 과정의 중간물질로부터 얻는 reductones(amino reductones 등)와 분자량이 큰 polymers 등의 Maillard 반응 물질들 또한 높은 항산화성을 갖고 있다고 알려져 있다(Cheigh와 Lee, 1993). 따라서 덖음 시간이 증가할수록 FRAP 활성이 높아지는 것은 열처리 과정에서 다양한 화학적 변화가 일어나 항산화 활성을 갖는 생리활성 물질들이 증가하기 때문이라고 생각된다.

환원력

덖음 시간에 따른 참마의 환원력 측정 결과는 EC₅₀으로 Table 5에 나타내었다. 덖음 7분과 덖음 5분이 0.27 mg/mL로 동일하게 가장 우수한 활성을 나타내었고, 이어서 덖음 3분(0.43 mg/mL), 덖음 0분(2.11 mg/mL)의 순서로 활성을 나타냈다. 덖음 시간이 경과함에 따라 대조군인 덖음 0분과 비교하여 최대 7.8배 높은 활성을 보였다(P<0.05). Jeong 등(2004)의 연구에서 참깨 탈지박 메탄올 추출물의 환원력이 볶음 온도와 시간에 따라 최대 3.6배 증가하였고, 이는 항산화제의 환원 특성이 일반적으로 reductone과 관련이 있다고 보고하여 본 연구 결과와 유사한 경향을 나타내었다.

본 연구는 참마를 수세 및 박피한 다음 과육 부분을 덖음 처리한 후의 품질 특성과 항산화 활성을 측정한 다음 비교 분석하여 침출차의 소재로의 가능성을 탐구 및 확인하고자 하였다. 덖음 시간에 따른 참마차의 품질 특성 분석 결과, 수분함량 및 pH, 색도의 L^*값, 총당, 환원당에서 덖음 시간이 늘어날수록 유의적으로 감소하는 경향이 나타났고, 그와 반대로 산도와 당도, 갈색도 및 탁도, 색도의 a^*값과 b^*값, 조사포닌 함량은 덖음 시간에 비례하여 증가하는 경향이 나타났다. 덖음에 따른 참마차의 관능검사 결과, 맛, 목 넘김, 전체적인 기호도, 제품 가능성, 구매 의사에서는 덖음 0분을 제외하고 다른 시료 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았으나, 색과 향에서 덖음 5분, 덖음 7분이 유의적으로 높은 점수를 나타냈고, 그중에서 덖음 7분이 가장 높은 점수를 받아 덖음 참마차를 개발한다면 덖음 7분이 제일 가능성이 있는 것으로 생각된다. 덖음 시간을 달리한 참마 열수 추출물의 항산화 활성 측정 결과, 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거 활성, ABTS 라디칼 소거 활성, FRAP 활성, 환원력 모두 덖음 시간이 증가할수록 높은 활성을 보여 덖음 7분이 가장 높게 나타났다. 위의 연구 결과를 종합해 보았을 때 덖음 시간에 따라 당도, 조사포닌 함량 및 항산화 활성에서 덖음 7분이 가장 우수한 결괏값을 나타냈으며, 또한 관능평가에서도 덖음 7분에 대한 전반적인 기호도가 높았기 때문에 참마를 덖어 침출차를 제조할 경우 7분 정도 덖는 것이 식품 소재로서의 이용 가능성이 있을 것으로 생각된다.