호박은 박과에 속하는 과채류로 전 세계적으로 동양계(Cucubita moschata P.), 폐포계(Cucubita pepo L.) 및 서양계(Cucubita maxima D.) 등 3종으로 나누어진다. 일반적으로 식용으로 이용되는 애호박은 동양계이며, 그중 우리나라에서 생산되는 애호박은 moschata 계통 동양계 호박으로 국내 재배종의 주체가 되고 있다(Lee 등, 2009a).

애호박은 예로부터 식단으로 많이 올라 친숙한 채소이며, 찌개류와 전, 볶음, 무침 및 죽 등 쓰임새가 다양하게 사용되고 있다. 애호박의 주요 영양성분으로는 과육이 84%, 표피 10%, 섬유소 3.5% 및 씨 2%로 구성되어 있고 당질, 단백질, β-carotene 등의 영양소가 풍부하게 함유되어 있다(Lee 등, 2009a). 특히 애호박에 다량 함유된 β-carotene은 생체 내에서 비타민 A로 전환되는 성분으로 면역기능 항진력(Mathews-Roth, 1985), 유해 활성산소를 소거하는 기능 등의 약리적 효능이 알려져서 기능성 성분으로 주목받고 있다. 이러한 호박의 기능성을 이용한 가공식품과 그 제조 방법에 관한 품질을 향상시키는 연구로는 열처리를 통한 호박퓨레(Heo 등, 1998), 45°C의 열풍 건조하여 제조한 호박 꿀차(Park, 1995) 등이 보고되었지만 일반적인 조리 온도(100°C)보다 높은 열처리에 따라 애호박의 이화학적 특성과 항산화 활성이 어떻게 변하는지에 관한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다.

식품의 열처리 가공은 일반적으로 식품산업에서 저장 수명을 연장하는 데 적용되어 왔으나, 영양소 파괴 및 생리활성 물질의 손실 등의 문제점들이 발생한다고 알려져 왔다(Kim과 Choi, 2008). 일반적인 조리 온도(100°C)보다 높은 열처리를 했을 경우 식품, 특히 과일류 및 채소류 등은 열에 민감한 성분의 손실은 발생하지만 처리하는 동안 발생하는 다양한 화학적 변화에 따라 생리활성 물질이 증가한다고 보고되어 있어 열처리 관련 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 이와 같은 열처리 관련 연구로는 인삼(Yang 등, 2006), 마늘(Kwon 등, 2006), 사과, 멜론, 토마토, 참외 및 수박(Kim과 Choi, 2008) 등 과채류의 열처리를 통해 항산화 및 기능성을 증가시키기 위한 연구가 진행되고 있지만, 다소비 채소류 중 하나인 애호박의 열처리에 따른 이화학적 특성 변화와 항산화 효과에 관한 연구는 미흡한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 애호박을 일반적인 조리 온도보다 높은 온도에서 처리하였을 경우 이화학적 특성 및 항산화 활성에 어떠한 영향을 미치는지를 살펴보고 영양적 손실이 적고 항산화 효과를 높일 수 있는 열처리 온도를 확인하고자 하였다.

재료

본 연구에 사용된 애호박은 2024년 경남 의령군에서 생산된 것을 시중에서 구매하여 사용하였다. 애호박을 1.5×1.5×1.5 cm 크기로 균일하게 자른 후 선별하여 100 g씩 비닐팩에 담아 밀봉한 후 -20°C에 저장하면서 시료로 사용하였다.

열처리 장치 및 열처리 조건

열처리 장치는 10 kg/cm² 이상의 압력에서도 견딜 수 있도록 고안, 제작된 열처리 장치(J-AN-T, Jisico)를 사용하였으며(Fig. 1), 시료를 내부용기에 담은 후 일정량의 물이 첨가된 외부용기에 넣어 뚜껑을 밀봉한 다음 외부용기를 열처리 장치에 넣고 정해진 온도와 시간에 따라 가열함으로써 직접적인 열전달에 의한 시료의 탄화를 방지하도록 설계하였다(Hwang 등, 2011b). 열처리 온도는 100°C, 110°C, 120°C, 130°C, 140°C 및 150°C로 설정하였고, 압력은 물의 온도에 따른 포화수증기압에 의해 결정된다. 즉, 온도에 따라 각각 101.4, 143.4, 198.7, 270.3, 361.5 및 476.1 kPa에서 처리를 진행하였다. 열처리 시간은 2시간으로 하였다. 또한 온도에 따른 압력은 열처리하지 않은 시료를 대조구로 하였으며, 모든 실험은 3회 반복하였다.

Fig 1. Heat treatment apparatus.

추출물 제조

열처리한 애호박에 증류수를 중량 대비 4배(w/v)를 가하고 믹서기(SFM-C353NK, Shinil)로 분쇄하여 감압여과한 후 회전진공농축기(N-1000, Eyela)를 이용하여 40°C에서 물을 완전히 제거한 다음 동결 건조하여 실험에 사용하였다. 무처리 애호박 추출물은 열처리 애호박과 동일하게 처리하였으며, 추출 효율을 높이기 위해 초음파 추출기(WUC-D10H, Daihan Scientific)를 사용하여 30°C에서 1시간 동안 2회 추출하였다.

시약

본 실험에 사용한 5-hydroxymethylfurfural(5-HMF), glucose, 3,5-dinitrosalicylic acid(DNS), fructose, sucrose, Folin-Ciocalteu reagent, gallic acid, (+)-catechin hydrate, 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS), potassium persulfate, L-ascorbic acid, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), pyrogallol, potassium hydroxide(KOH)는 Sigma-Aldrich Co.에서 구입하였다. Sodium phosphate buffer, potassium ferri-cyanide, ferric chloride(FeCl₃･6H₂O)는 Sigma Chemical Co.에서 구입하여 사용하였다. Trichloro-acetic acid(CCl₃COOH)는 Junsei Chemical에서 구입하였다.

색도, 갈변도 및 5-HMF 측정

열처리한 애호박 추출물의 색 변화는 색차계(CM-3500d, Konica Minolta)를 이용하여 명암도를 나타내는 L^*값(lightness), 적색도를 나타내는 a^*값(redness), 황색도를 나타내는 b^*값(yellowness)을 측정하였다. 열처리한 애호박 추출물의 갈변도는 Ajandouz 등(2001)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 감압여과한 추출물 50 mL를 원심분리(1,836×g, 10 min) 한 다음 상등액을 분광광도계(Epoch microplate spectrophotometer, Biotek Instruments)로 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 5-HMF 함량은 Hwang 등(2006)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 애호박 추출물을 1 mg/mL 농도로 0.45 μm membrane filter(Whatman)로 여과한 다음 HPLC(Younglin)로 분석하였다. 컬럼은 Mightysil RP-18GP column(4.6×250 mm, 5 μm, Kanto Chemical)을 사용하였으며, 이동상은 acetonitrile:water(20:80, v/v)를 사용하여 0.6 mL/min의 속도로 흘려주었다. 검출기는 UV detecter(ACME 9000 system, Younglin)를 사용하여 280 nm에서 분석하였고, 주입량은 20 μL로 하였다. 표준물질은 5-HMF(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 5-HMF 함량을 원물 100 g 중 mg로 나타내었다.

pH 및 총산도 측정

열처리한 애호박 추출물의 pH 및 총산도는 Kim과 Choi(2008)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, pH는 감압여과한 추출물을 pH meter(Orion 4 star, Themo Scientific)로 측정하였고, 총산도는 감압여과한 추출물에 1% 페놀프탈레인 용액을 1~2 방울 가하고 0.01 N NaOH로 적정하여 malic acid 당량으로 나타내었다.

총당, 환원당 및 유리당 함량 측정

열처리한 애호박 추출물의 총당 함량은 Jang 등(2013)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 애호박 추출물 농도 1 mg/mL인 시료 0.5 mL에 5% 페놀 용액을 0.25 mL를 첨가한 후 95% 황산 1.25 mL를 첨가하고 30분 동안 상온에 방치한 후 분광광도계를 이용하여 470 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 glucose를 사용하여 검량선을 작성한 후 총당 함량을 시료 중 백분율로 나타내었다. 환원당 함량은 Park 등(2012)의 방법으로 측정하였다. 즉, 추출물 농도 1 mg/mL인 시료 0.1 mL에 DNS 시약 0.2 mL를 가하여 100°C에서 5분간 가열한 후 급속히 냉각하여 증류수 0.9 mL를 첨가하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질은 glucose를 사용하여 검량선을 작성하고 환원당 함량을 시료 중 백분율로 나타내었다. 유리당 함량은 Jang 등(2013)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 애호박 추출물 1 mg/mL를 0.45 μm membrane filter(Whatman)로 여과하여 HPLC(Jasco)로 분석하였다. HPLC 분석 조건은 Luna NH-2 100Å column(5 μm, 4.6×250 mm ID, Phenomenex)을 사용하였고 검출기는 ELSD(Waters 2420, Waters Corp.)를 사용하였으며, 이동상은 acetonitrile:water(80: 20, v/v)를 사용하여 1 mL/min 속도로 흘려주었고 20 μL를 주입하여 분석하였다. 표준물질로는 fructose, glucose, sucrose를 사용하여 검량선을 작성한 후 유리당 함량을 원물 g 중 mg으로 나타내었다.

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 측정

열처리한 애호박 추출물의 총 폴리페놀 함량은 Yang 등(2006)의 방법에 따라 Folin-Ciocalteu reagent가 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원된 결과 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 측정하였다. 즉, 각 추출물 농도 10 mg/mL인 시료 50 μL에 2% Na₂CO₃ 용액 1 mL를 가한 후 3분 방치하여 50% Folin-Ciocalteu reagent 50 μL를 가하였다. 실온에서 30분 방치한 후 반응액의 흡광도 값을 750 nm에서 측정하였다. 표준물질로 gallic acid를 사용하였으며, 검량선 작성 후 총 폴리페놀 함량은 원물 100 g 중의 mg gallic acid로 나타내었다. 열처리하지 않은 원료 시료를 대조구로 사용하였다. 열처리한 애호박 추출물의 총 플라보노이드 함량은 Dewanto 등(2002)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 추출물 농도 50 mg/mL인 시료 250 μL에 증류수 1 mL와 5% NaNO₂ 75 μL를 가한 다음, 5분 후 10% AlCl₃･6H₂O 150 μL를 가하여 6분 방치하고 1 N NaOH 500 μL를 가하였다. 반응 11분 후 반응액의 흡광도 값을 510 nm에서 측정하였다. 표준물질은 (+)-catechin hydrate를 사용하였으며, 검량선 작성 후 총 플라보노이드 함량은 원물 100 g 중의 mg catechin hydrate로 나타내었다.

환원력, ABTS 및 DPPH에 의한 라디칼 소거 활성 측정

열처리한 애호박 추출물의 환원력은 Kong 등(2009)의 방법에 따라 측정하였다. 추출물 농도 100 mg/mL인 시료 250 μL에 0.2 M sodium phosphate buffer(pH 6.6) 250 μL, 1% potassium ferri-cyanide 250 μL를 각각 혼합하여 50°C에서 20분 동안 반응시킨 후 10% trichloro-acetic acid(w/v) 250 μL를 가하였다. 위 반응액을 204×g에서 10분간 원심분리 하여 상징액 500 μL에 증류수 500 μL를 혼합하고, 0.1% ferric chloride 100 μL를 가하여 반응액의 흡광도 값을 700 nm에서 측정하였다. 열처리한 애호박 추출물의 항산화력 평가를 위해 ABTS 라디칼 소거 활성을 Hwang 등(2006)의 방법을 이용하여 측정하였다. 즉, 7 mM의 농도로 ABTS를 용해시킨 후 2.4 mM의 potassium persulfate 용액에 첨가하여 실온의 암소 공간에서 하루 동안 교반하여 ABTS 양이온을 형성하였다. 이후 735 nm에서 1.4~1.5의 흡광도 값이 되도록 증류수를 이용하여 희석하였다. 희석한 ABTS 라디칼 양이온 용액 1 mL에 시료 또는 증류수(blank) 50 μL를 첨가하여 1시간 반응시키고 분광광도계를 이용하여 흡광도 변화를 735 nm에서 측정하였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 표준물질로 L-ascorbic acid를 사용했으며 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 원물 100 g당 mg ascorbic acid로 나타내었다. DPPH 라디칼 소거 활성은 Choi 등(2003)의 방법을 변형하여 측정하였다. 0.2 mM DPPH 용액 0.8 mL에 0.1 mg/mL 농도의 추출물 또는 증류수(blank) 0.2 mL를 가한 후 실온에서 30분간 반응하여 흡광도 변화를 520 nm에서 측정하였다. DPPH 라디칼 소거 활성은 표준물질로 L-ascorbic acid를 사용했으며 시료 첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 원물 100 g당 mg ascorbic acid로 나타내었다.

β-Carotene 함량 측정

열처리한 애호박 추출물의 β-carotene 함량은 Thomas 등(2001)의 방법을 변형하여 사용하였다. 즉, 동결 건조된 시료 0.1 g을 추출관에 취한 후 산화 억제를 위한 6% pyrogallol 에탄올 용액 10 mL를 가하고 교반해 준 뒤, 추출관 내를 질소로 치환하여 sonication을 10분간 시행하였다. 그다음 추출관에 60% KOH 용액 8 mL를 가하고 질소를 충진한 다음 항온수조에서 1시간 동안 검화(75°C, 33×g)를 진행하였다. 검화가 끝난 후 추출관을 18°C의 냉수에 담가 충분히 냉각시킨 후, 2% NaCl 용액 15 mL를 가하여 2분간 교반한 후 추출용매[n-hexane:ethyl acetate, 85:15, v/v, 0.01% butylated hydroxytoluene(BHT)] 15 mL를 가하여 2분간 교반한 뒤 층을 분리하였다. 층 분리된 상등액을 KOH가 채워진 유리관에 통과시켜 추출액 중 수분 제거를 한 후 추출용매로 50 mL 플라스크에 정용하였다. 이 과정을 3회 반복하여 추출용액을 수집하였으며, 추출용매를 이용하여 50 mL까지 정용하였다. 추출물은 질소 농축한 후 분석용매로 용해한 다음 HPLC(Jasco)를 이용하여 β-carotene을 측정하였다. 사용된 칼럼은 Ascentis RP-amide(15 cm×4.6 mm, 5 μm, Supelco)이고 검출기는 UV detector(UV-4075, Jasco)로 473 nm에서 분석하였으며, 이동상은 acetonitrile과 methanol이 혼합된 용매(acetonitile:methanol, 70:30, v/v, 0.01% BHT)를 사용하였고, 유속은 1 mL/min, 분석 시간은 30분으로 하였다.

Lutein 함량 측정

열처리한 애호박 추출물의 lutein 함량은 Choi 등(2007)의 방법을 변형하여 사용하였다. 즉, 동결 건조된 시료 5 g을 추출관에 취한 후 산화 억제를 위한 6% pyrogallol 에탄올 용액 10 mL를 가하고 교반해 준 뒤, 추출관 내를 질소로 치환하여 sonication을 10분간 시행하였다. 그다음 추출관에 60% KOH 용액 8 mL를 가하고 질소를 충진한 다음 항온수조에서 1시간 동안 검화(75°C, 33×g)를 진행하였다. 검화가 끝난 후 추출관을 18°C의 냉수에 담가 충분히 냉각시킨 후, 2% NaCl 용액 15 mL를 가하여 2분간 교반한 후 추출용매(n-hexane:ethyl acetate, 85:15, v/v, 0.01% BHT) 15 mL를 가하여 2분간 교반한 뒤, 층을 분리하였다. 층 분리된 상등액을 KOH가 채워진 유리관에 통과시켜 추출액 중 수분 제거를 한 후 추출용매로 50 mL 플라스크에 정용하였다. 이 과정을 3회 반복하여 추출용액을 수집하였으며, 추출용매를 이용하여 50 mL까지 정용하였다. 추출물은 질소 농축한 후 분석 용매로 용해한 후 HPLC(Jasco)를 이용하여 lutein을 측정하였다. 사용된 칼럼은 Mightysil RP-18GP column(4.6 cm×250 mm, 5 μm, Kanto Chemical Co.)이고 검출기는 UV detector(UV-4075, Jasco)로 450 nm에서 분석하였으며, 이동상은 acetonitrile:0.05 M ammonium acetate in MEOH:1,2-dichloroethane(65:30:5)+1% triethylamine을 사용하였고, 유속은 0.8 mL/min, 분석 시간은 50분으로 하였다.

통계분석

통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, ver. 12.0, IBM SPSS Statistics)을 이용하여 평균과 표준편차를 구하고 일원배치 분산분석(one way ANOVA-test) 후 Duncan’s multiple range test를 실시하여 신뢰구간 P<0.05에서 각 처리군 간의 유의성을 검정하였다.

색도, 갈변도 및 5-HMF 함량

열처리 온도에 따른 애호박 추출물의 색도 변화는 Table 1에서 보는 바와 같다. 명도를 나타내는 L^*값은 대조구에서 39.95였으며, 열처리 온도 110°C에서는 49.90으로 가장 높았다. 온도가 120°C에서 150°C로 증가함에 따라 L^*값은 44.07에서 29.01로 감소하였다. 적색도를 나타내는 a^*값은 대조구가 -3.29였으며, 열처리 온도 100°C에서 -0.90으로 증가하였다. 열처리 온도가 증가함에 따라 -3.79에서 10.51로 증가하는 경향을 나타내었다. 황색도를 나타내는 b^*값은 대조구가 13.67이었으며, 100°C에서는 6.15로 감소했다가 130°C에서는 15.15까지 증가하였고 150°C에서는 11.05로 감소하였다. 열처리 온도가 증가할수록 진한 갈색으로 변화되었는데(Fig. 2), 이러한 현상은 열처리 온도가 증가할수록 L^*값이 감소하고 어두운색을 나타낸 Lee 등(2009b)의 무에 대한 연구 결과와 일치하였다. 또한 열처리에 따라 식품에 들어있는 환원당과 아미노기를 갖는 화합물 사이에서 갈변반응이 발생하여 시료의 색이 어두워진다는 연구 결과와도 일치하였다(Song 등, 2007). 열처리 온도에 따른 애호박 추출물의 갈변도 및 5-HMF 함량 변화는 Table 1에 나타내었다. 갈변도는 대조구에서 0.25였고 110°C에서는 0.29로 약간의 증가를 나타내었지만, 열처리 온도가 120°C에서 150°C로 증가함에 따라 각각 0.50에서 2.79로 크게 증가하였다. 5-HMF는 환원당과 아미노산을 함유하는 식품을 가공하거나 살균하는 과정에서 열처리로 일어나는 일련의 비효소적 갈색화 반응인 마이야르 반응의 중간 산물로 알려져 있다(Cho 등, 2011).

Table 1 . Changes in Hunter’s color value, browning index, and 5-HMF of green pumpkin extracts with different heating temperatures.

Temperature. (°C).	Hunter’s color.			5-HMF. (mg/100 g).	Browning index. (at 420 nm).
	L*.	a*.	b*.
Control. 100. 110. 120. 130. 140. 150.	39.95±0.01d1)2). 47.67±0.04b. 49.90±0.01a. 44.07±0.01c. 34.31±0.01e. 33.16±0.00f. 29.01±0.01g.	−3.79±0.02g. −0.90±0.00e. −1.70±0.01f. −0.34±0.02d. 7.17±0.01c. 8.60±0.04b. 10.51±0.03a.	13.67±0.01d. 6.15±0.01g. 10.74±0.01f. 14.87±0.00b. 15.15±0.01a. 14.47±0.01c. 11.05±0.01e.	ND3). ND. ND. 0.37±0.03d. 4.06±0.12c. 22.00±0.13b. 89.58±2.90a.	0.25±0.01e. 0.24±0.00e. 0.29±0.01e. 0.50±0.01d. 0.80±0.04c. 1.55±0.06b. 2.79±0.11a.

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different small letters (a-g) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

³⁾Not detected..

Fig 2. Photos of green pumpkin extracts with different heating temperatures.

5-HMF의 함량은 일반적인 조리 온도인 100°C에서는 검출되지 않았지만, 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하여 150°C에서 89.58 mg/100 g으로 크게 증가하였다. 5-HMF가 갈색화 반응으로 생성되는 물질임을 생각할 때 이러한 증가는 다당류의 분해로 인해 단당류의 농도가 증가하고 분해 산물인 5-HMF 등이 생성되기 때문이라 판단되며(Song 등, 2007), 마늘을 열처리할 경우에도 열처리 온도가 증가함에 따라 갈변반응의 중간생성물인 5-HMF의 함량이 증가하였다는 Kwon 등(2006)의 결과와 일치하는 현상이었다.

pH 및 총산도

열처리 온도별 애호박 추출물의 pH 및 총산도 변화는 Table 2와 같다. 열처리하지 않은 애호박 추출물의 pH는 7.01이었고 열처리 온도 100°C에서는 6.09였으며, 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하여 150°C에서는 4.26으로 가장 낮은 값을 나타내었다. 총산도는 열처리 온도에 따라 0.02에서 0.12의 범위를 나타내었는데 대조구의 0.02보다 열처리 온도가 증가할수록 증가하여 150°C에서 가장 높은 값을 나타내었다. 이러한 pH의 감소와 총산도의 증가는 당과 염기성 아미노산의 결합에 의해 가용성 염기성 아미노산의 감소 및 산성 물질이 생성되고(Woo 등, 2011), 애호박 중에 존재하는 당이 열처리에 의해 유기산으로 분해되면서 유기산 함량이 증가하여 총산도가 증가한 것으로 판단된다(Aida 등, 2007).

Table 2 . Changes in pH and total acidity of green pumpkin extracts by different heating temperature.

Temperature (°C).	pH.	Total acidity (%).
Control. 100. 110. 120. 130. 140. 150.	7.01±0.04a1)2). 6.09±0.10b. 5.91±0.05c. 5.40±0.05d. 5.00±0.03e. 4.66±0.01f. 4.26±0.03g.	0.02±0.00e. 0.03±0.00d. 0.03±0.00d. 0.03±0.00d. 0.04±0.00c. 0.06±0.00b. 0.12±0.00a.

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different small letters (a-g) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

총당, 환원당 및 유리당 함량

열처리 온도에 따른 애호박 추출물의 총당, 환원당 및 유리당 함량 변화는 Table 3과 같다. 총당의 함량은 대조구에서 3.21%였고 110°C에서 열처리했을 때 5.39%로 증가하였다가, 120°C에서 150°C로 열처리 온도가 증가함에 따라 총당 함량이 감소하였다. 환원당의 함량은 대조구에서 2.38%였고 100°C에서는 2.60%로 증가하였다가, 100°C에서 150°C로 열처리 온도가 증가함에 따라 2.60%에서 1.92%로 감소하는 경향을 보였다. 열처리 온도에 따라 총당과 환원당의 함량은 온도가 증가할수록 증가하다가 감소하는 경향을 보인다는 Kim 등(2016)의 연구 결과와 유사하였으며, 이는 열처리에 의해 조직성분이 분해되어 산성 다당체가 가용화되기 쉬운 상태가 되어 추출 효율이 높아졌기 때문이라 판단된다. 또한 120°C 이상에서 열처리할 경우 캐러멜화 반응과 같은 갈색화 반응으로 총당이 감소한다는 연구 결과와 유사하였다(Hwang 등, 2011b). 열처리 온도에 따라 환원당의 함량이 다시 감소하는 경향을 보이는 이유는 열처리 과정에서 가수분해를 통해 생성된 환원당이 열처리 후 갈색화 반응에 의해 유리아미노산 축합 반응물을 형성하고 반응에 소모된 만큼의 환원당이 감소하였기 때문으로 판단된다(Song 등, 2018). 유리당은 fructose, glucose 및 sucrose가 검출되었으며, fructose 함량은 대조구에서 12.36 mg/g이었고 110°C에서는 15.91 mg/g으로 증가하였다가 120°C에서 10.19 mg/g으로 약간 감소하였다가 150°C에서는 다시 15.55 mg/g까지 증가하였다. Glucose는 120°C 9.14 mg/g에서 150°C 12.49 mg/g까지 증가하였고, sucrose 함량은 대조구의 10.83 mg/g에서 110°C의 14.60 mg/g까지 증가한 후 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 140°C 이상의 온도에서는 검출되지 않았다. 더덕과 도라지를 열처리했을 경우와 유사한 결과를 보였으며 이러한 현상은 120°C 이상의 고온에서는 이당류인 sucrose가 단당류인 glucose와 fructose로 분해되기 때문이라 판단된다(Hwang 등, 2011a).

Table 3 . Changes in total sugar, reducing sugar, and free sugar contents of green pumpkin extracts by different heating temperatures.

Temperature (°C).	Total sugar. (%).	Reducing sugar. (%).	Free sugar (mg/g).
			Fructose.	Glucose.	Sucrose.	Total.
Control. 100. 110. 120. 130. 140. 150.	3.21±0.12b1)2). 4.79±0.22a. 5.39±0.20a. 3.31±0.01b. 3.13±0.16b. 2.74±0.07c. 2.87±0.09c.	2.38±0.01b. 2.60±0.05a. 2.38±0.15b. 1.88±0.02c. 1.86±0.03c. 2.00±0.07c. 1.92±0.08c.	12.36±0.03e. 14.34±0.11c. 15.91±0.07a. 10.19±0.07g. 11.55±0.07f. 12.56±0.07d. 15.55±0.03b.	8.69±0.12d. 12.32±0.17a. 12.25±0.31a. 9.14±0.07c. 9.71±0.12b. 12.28±0.48a. 12.49±0.24a.	10.83±0.02c. 13.45±0.05b. 14.60±0.04a. 9.15±0.54d. 6.76±0.03e. ND3). ND.	31.88±0.08c. 40.12±0.22b. 42.77±0.22a. 28.49±0.65d. 28.02±0.13d. 24.83±0.46e. 28.04±0.28d.

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different small letters (a-g) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

³⁾Not detected..

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

열처리 온도에 따른 애호박 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 변화를 측정한 결과는 Table 4와 같다. 총 폴리페놀의 경우 대조구의 8.14 mg gallic acid equivalent(GAE)/100 g에서 일반적인 조리 온도인 100°C에서 9.62 mg GAE/100 g으로 소폭 증가하였지만, 150°C 열처리 시에는 40.05 mg GAE/100 g으로 크게 증가하였다. 총 플라보노이드도 총 폴리페놀 함량 경향과 유사하게 대조구의 0.79 mg catechin equivalent(CE)/100 g에서 일반적인 조리 온도인 100°C에서 0.96 mg CE/100 g으로 약간 증가하였지만, 150°C에서는 25.69 mg CE/100 g으로 크게 증가하였다. 이는 배(Hwang 등, 2006), 더덕 및 도라지(Hwang 등, 2011a)를 열처리하면 총 폴리페놀 함량이 증가하여 항산화 활성이 크게 증가한다는 결과와도 일치하였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 열처리에 따른 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량의 증가는 애호박에 존재하는 배당체 형태의 페놀화합물이 열에 의해 비배당체로 전환되었거나, 열처리에 의해 이들 페놀화합물의 결합이 파괴 또는 고온고압 상태에서 새로운 페놀화합물이 생성되었기 때문이라 판단된다(Song 등, 2018).

Table 4 . Changes in antioxidant component and activity of green pumpkin extracts by different heating temperature.

Temperature (°C).	Total polyphenol (mg GAE/100 g)1).	Total flavonoid (mg CE/100 g)2).	ABTS (mg AAE/100 g)3).	DPPH (mg AAE/100 g).	Reducing power (at 700 nm).
Control. 100. 110. 120. 130. 140. 150.	8.14±0.27f4)5). 9.62±0.13e. 13.61±0.66d. 13.33±0.30d. 18.96±0.20c. 25.99±0.38b. 40.05±0.56a.	0.79±0.03f. 0.96±0.03f. 1.69±0.04e. 2.18±0.10d. 7.59±0.10c. 10.77±0.27b. 25.69±0.20a.	27.52±0.20f. 43.30±1.59e. 51.02±1.05d. 48.83±1.70de. 109.79±1.59c. 149.63±2.76b. 265.00±10.08a.	2.34±0.10g. 6.95±0.14f. 15.85±0.57e. 26.04±0.33d. 49.50±1.08c. 76.88±3.28b. 124.85±1.70a.	0.04±0.15f. 0.04±0.00f. 0.05±0.00e. 0.06±0.00d. 0.11±0.00c. 0.34±0.01b. 0.86±0.01a.

¹⁾mg gallic acid equivalent (GAE) per 100 g..

²⁾mg catechin equivalent (CE) per 100 g..

³⁾mg ascorbic acid equivalent (AAE) per 100 g..

⁴⁾Values are mean±SD (n=3)..

⁵⁾Different small letters (a-g) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

환원력, ABTS 및 DPPH에 의한 라디칼 소거 활성

열처리 온도에 따른 애호박 추출물의 환원력, ABTS 및 DPPH에 의한 라디칼 소거능 측정 결과는 Table 4와 같다. 환원력의 경우 대조구 0.04에서 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하여 150°C에서 0.86으로 증가하였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 대조구에서 27.52 mg ascorbic acid equivalent(AAE)/100 g이었으나 150°C에서 열처리했을 때 265.00 mg AAE/100 g으로 약 10배 정도 증가하였다. DPPH 라디칼 소거능 또한 대조구에서 2.34 mg AAE/100 g이었지만 150°C에서 열처리했을 때 124.85 mg AAE/100 g으로 약 53배로 증가하였다. 식물체를 열처리할 경우 결합형의 폴리페놀 성분이 유리형으로 되어 폴리페놀 함량이 증가하고 이에 항산화 활성이 증가한다고 보고(Lee 등, 2009b)한 것과 같이 애호박에 존재하는 고분자의 페놀성 화합물이 열처리에 의해 저분자의 페놀성 화합물로 전환되었거나, 열처리에 의해 이들 페놀화합물의 결합이 파괴 또는 고온고압 상태에서 새로운 페놀화합물이 생성되어 항산화 활성이 증가한 것으로 판단된다(Kim과 Choi, 2008).

β-Carotene 및 lutein 함량

β-Carotene은 카로티노이드계 물질이고 당근, 토마토, 호박과 같이 녹황색 채소류에 주로 분포하고 있는 애호박의 중요한 영양소로 알려져 있다(Tang, 2010). 열처리 온도에 따른 애호박 추출물의 β-carotene 및 lutein 함량 변화는 Table 5에서 보는 바와 같이 β-carotene 함량은 대조구에서 446.96 μg/100 g이었으나 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하여 150°C에서는 89.60 μg/100 g의 함량을 나타내었다. Lutein 함량은 대조구에서 606.77 μg/100 g이었지만 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하여 130°C에서 40.79 μg/100 g을 나타내었고, 그 이상의 온도에서는 검출되지 않았다. β-Carotene은 열처리했을 때 채소 조직이 완화되면서 카로티노이드의 검출이 용이해져 그 함량이 증가한다고 알려졌지만(Jeong 등, 2020), 파프리카 및 피망의 열처리 연구에서는 가열 시간이나 온도에 따라 카로티노이드가 손실된다고 보고하였다(Chen 등, 2012). 즉 일반적인 조리 온도보다 높은 온도에서 장시간 처리했을 경우 β-carotene의 파괴가 발생하여 함량이 감소한 것으로 판단된다. 카로티노이드 계열인 lutein도 역시 애호박의 중요한 영양소인데 β-carotene과 동일하게 열처리 온도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. Lutein은 일반적인 조리 온도 이상에서 장시간 열처리 시 파괴가 발생하는 것으로 알려져 있는데 주황색 당근을 열처리할 경우에도 볼 수 있는 현상이다(Hwang과 Kim, 2023).

Table 5 . Changes in β-carotene and lutein contents of green pumpkin extracts by different heating temperatures.

Temperature. (°C).	β-Carotene (μg/100 g).	Lutein (μg/100 g).
Control. 100. 110. 120. 130. 140. 150.	446.96±3.84a1)2). 433.58±15.87ab. 428.70±8.67b. 331.55±14.05c. 311.59±6.68d. 116.56±3.66e. 89.60±0.37f.	606.77±14.13a. 408.15±13.78b. 333.02±16.57c. 170.50±5.75d. 40.79±1.48e. ND3). ND.

¹⁾Values are mean±SD (n=3)..

²⁾Different small letters (a-f) in the same column indicate a significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

³⁾Not detected..

본 연구에서는 애호박을 일반적인 조리 온도보다 높은 온도에서 처리하였을 경우 이화학적 특성과 항산화 활성 변화를 살펴보았다. 가열 온도는 100~150°C로 2시간 동안 설정하였다. 가열 온도가 증가함에 따라 애호박 추출물의 pH는 7.01에서 4.26으로 감소하였고, 갈변도와 5-HMF의 함량은 대조군에서 각각 0.25와 0.13 mg/100 g이었으나, 150°C에서는 각각 2.79 및 89.58 mg/100 g으로 증가하였다. 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 150°C에서 각각 40.05 mg GAE/100 g과 25.69 mg CE/100 g으로 가장 높았다. ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 활성은 열처리 온도에 따라 각각 27.52 및 2.34 mg AAE/100 g에서 265.00 및 124.85 mg AAE/100 g으로 증가하였다. β-Carotene과 lutein 함량은 가열 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 이상의 결과로부터 애호박의 열처리는 갈변이 적게 되고 항산화 활성이 증가하며 β-carotene이 적게 감소한 130°C가 적당하다고 판단된다.