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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(8): 829-835

Published online August 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.8.829

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

Effects of Pan-Roasting and Pressurized Roasting on the Quality Characteristics and Antioxidant Activities of Dried Radish Tea

Yun-Hye Kim , Kyoung-Hee Kim , and Hong-Sun Yook

Department of Food and Nutrition, Chungnam National University

Correspondence to:Hong-Sun Yook, Department of Food and Nutrition, Chungnam National University, 99, Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon, Korea, E-mail:yhsuny@cun.ac.kr
Author information: Yun-Hye Kim (Graduate student), Kyoung-Hee Kim (Researcher), Hong-Sun Yook (Professor)

Received: April 8, 2022; Revised: June 9, 2022; Accepted: June 13, 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.

The objective of this study was to investigate the quality characteristics and antioxidant activities of dried radish teas based on pH, °Brix, Hunter’s color value, browning degree, turbidity measurements, total polyphenol and total flavonoids contents, DPPH and ABTS scavenging activities, and FRAP values. Teas were processed by pan-roasting for different times (0, 3, 5, or 7 min, denoted as DRP0, DRP3, DRP5, and DRP7, respectively) or pressurized roasting (DRPP). DRPP had the lowest pH (4.66±0.02), and °Brix the lowest DRP0 (3.70±0.00). Regarding lightness, redness, and yellowness color values, DRPP had the lowest lightness (31.58±0.03), and DRP0 the lowest redness and yellowness (−0.27±0.03 and −0.97±0.04, respectively). DRPP had the highest browning degree and turbidity (3.49±0.00 and 0.26±0.00, respectively). Total polyphenol and total flavonoid contents, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity, and the FRAP value of dried radish tea were significantly increased by pan-roasting. In conclusion, DRPP resulted in the highest antioxidant activities, presumably because of the effects of high pressure and temperature during manufacture.

Keywords: dried radish, pan-roasting, pressurized roasting, antioxidant activity, quality characteristic

무(Radish, Raphanus sativus L.)는 십자화과에 속하는 식물로 휘발성 함황 성분에 의하여 독특한 매운맛을 갖고 있으며, 김치, 단무지 등과 같은 식품으로 활용되어 우리나라에서 흔히 볼 수 있는 채소 중 하나이다. 무는 대부분 수분으로 구성되어 있으며 비교적 당질의 함량이 높고 칼슘, 칼륨, 나트륨 등의 무기질 함량이 높다(Choi, 2003). 또한 무에 함유된 diastase는 과식, 소화불량, 식중독, 숙취 해소 효과가 있다고 알려져 있으며, rapine은 세균, 진균, 기생충 등에 번식억제 효능으로 항균 작용을 한다. 이 외에도 무는 이뇨작용, 정장작용, 해열, 소염작용, 혈당저하, 지혈작용 등과 같은 생리활성을 나타내고(Jung 등, 2004), 최근에도 활발하게 연구가 진행되어 무의 활성산소종 생성 억제를 통한 항산화 효능(Hwang 등, 2021), 전자혀와 전자코 분석을 이용한 국내산 무 품종의 감각 특성(Hong 등, 2021) 등 여러 관점에서 연구가 보고되고 있다.

무말랭이는 무의 저장성을 향상시키기 위해 무를 채 썰어 보통 천일건조법을 사용해 건조하여 제조한 것으로, 독특한 식감과 향미가 있어 반찬류로 많이 이용되고 있다. 무말랭이 제조에 관한 연구로는 건조방법에 따른 마른 무말랭이의 품질 특성(Lee 등, 2006), 건조조건이 다른 무채말랭이 및 무채말랭이 볶음의 품질 특성(Kim 등, 2015) 등이 있으며, 건조된 무말랭이에 추가로 열처리 과정을 적용한 후의 영향을 관찰한 연구에는 가공 방법을 달리한 무차의 이화학적 품질 특성과 항산화 활성(Kim 등, 2018b), 가공 방법이 다른 자색무차의 품질 특성 및 항산화 활성(Joo 등, 2017), 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 항산화 효과(Song 등, 2010) 등이 있다. Joo 등(2017)은 연구에서 증숙(steaming), 열풍건조(hot air drying), 볶음(roasting) 등 여러 가지 열처리 공정 중 볶음처리가 Maillard 반응에 의한 독특한 향미와 색감 및 항산화 기능성 물질이 생성되어 높은 항산화 활성을 나타내었다고 보고하였다.

덖음이란 순우리말로 약재, 곡식, 찻잎 등을 물이나 기름 등의 첨가물 없이 그대로 볶아서 익힌다는 뜻으로, 차에서 덖음은 생잎의 수분과 특유의 풋내나 쓴맛 같은 바람직하지 않은 향미를 감소시키고 새로운 향미와 맛을 증진시켜 녹차 등의 제품에서 주로 이용된다. 덖음온도는 일반적으로 180~250°C에서 진행되는데 덖음온도가 지나치게 높거나 덖음시간을 너무 오래 하면 색이 탁해지므로 주의하여야 한다(Park과 Jung, 2017). 덖음차에 관한 선행연구로는 덖음 횟수에 따른 감국(Chrysanthemum indicum L.) 꽃차의 품질 특성(Yu 등, 2008), 덖음 처리 시간을 달리한 맥문동을 첨가한 생맥산의 이화학적 특성(Kim 등, 2018a), 덖음 및 유념 횟수를 달리한 도라지 잎차의 품질 조사(Eom 등, 2020) 등이 있다.

따라서 본 연구에서는 건조된 무말랭이를 이용한 무말랭이차의 생리활성을 향상시키는 방법을 찾고, 무말랭이차의 제조에 있어 덖음시간 및 가압볶음이 미치는 영향을 살펴보기 위해 무말랭이에 서로 다른 덖음 및 가열볶음 조건을 처리한 후 품질 특성 및 항산화 활성 변화를 비교, 분석하였다.

무말랭이차 제조 및 수율 측정

무말랭이는 원산지가 제주도인 무를 사용하여 열풍건조를 이용해 건조된 상태로 인터넷(Delfris, Gyeonggi, Korea)에서 구입하였다. 해당 무말랭이의 수분함량은 드라이오븐(HB-501M, Hanbaek Co., Ltd., Gyeonggi, Korea)을 이용하여 상압가열건조법으로 105°C에서 정량하였을 때 20.60±0.76%로 나타났고, 덖음 및 가압볶음 무말랭이 제조에도 이용하였다. 덖음 무말랭이는 200 g의 무말랭이를 200°C 이상의 무쇠솥에서 각각 3, 5, 7분간 덖음을 시행하여 제조하였다. 덖음 공정 이후 무말랭이 표면에 남아있는 미세가루를 체로 제거한 후 실온에서 냉각시키고 -24°C로 냉동 보관하였다. 가압볶음 무말랭이는 500 g의 무말랭이를 대전 한민시장에 있는 한민뻥튀기 가게의 쌀 튀밥용 가압볶음 장치(popped rice machine, Chilgok Food Machinery, Daegu, Korea)에서 3분간 볶았다. 가압볶음 장치의 압력은 가열 3분 후 4.5 kg/cm2에 도달하였고, 가압볶음을 한 무말랭이는 실온에서 냉각시킨 후 -24°C로 냉동 보관하였다. 무말랭이차 제조는 각각 100 g의 일반, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이에 100°C의 증류수 2 L씩을 가하여 1시간 동안 열수 추출(100°C, 60분)하였다. 덖음 및 가압볶음에 따른 무말랭이와 열수 추출물의 외관 변화는 Fig. 1에 나타냈다. 각 열수 추출물은 냉각 후 여과(Whatman No. 2, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)하여 감압농축(N-1001S-W, EYELA, Tokyo, Japan) 및 동결건조(FD8508, Ilshin Lab Co., Ltd., Gyeonggi, Korea)를 진행하였다. 동결건조 분말의 수율은 제조한 무말랭이 추출물을 동결건조하여 건조중량을 구한 후 추출물 조제에 사용한 원료 중량에 대한 백분율로 나타내었고, -70°C deep freezer에 보관하면서 증류수에 녹여 원하는 농도로 제조해 항산화 활성 연구에 사용하였다.

Fig. 1. Visual comparison of dried radish extracts according to pan-roasting conditions. DRP0: Dried radish pan-roasted for 0 min, DRP3: Dried radish pan-roasted for 3 min, DRP5: Dried radish pan-roasted for 5 min, DRP7: Dried radish pan-roasted for 7 min, DRPP: Dried radish pan-roasted with pressure.

pH 및 당도 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 pH 및 당도는 각 무말랭이를 증류수로 추출한 추출물을 pH meter(pH-200L, iSTEK Inc., Seoul, Korea)와 당도계(ATAGO PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 모든 실험은 3회 반복 측정 후 그 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었고 당도의 단위는 °Brix로 나타내었다.

색도 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 색도 측정은 색차계(Chroma meter CR-410, Minolta, Osaka, Japan)를 사용하여 3회 반복 측정 후 평균값과 표준편차로 나타내었다. 각 측정치의 평균값은 밝기(lightness)를 나타내는 L value, 적색도(redness)를 나타내는 a value, 황색도(yellowness)를 나타내는 b value로 나타내었고, 이때 사용한 표준백판 값은 L=99.37, a=-0.14, b=-0.07이었다.

갈색도 및 탁도 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 갈색도 및 탁도 측정은 각 무말랭이 추출물 1 mL를 취하여 분광광도계(xMark™ Microplate Absorbance Spectrophotometer, Bio-Rad Laboratories, Inc., San Francisco, CA, USA)를 이용해 420 nm와 660 nm에서 흡광도를 측정하여 나타내었다. 높은 흡광도 값은 무말랭이차의 높은 갈색도 및 탁도를 반영하는 것으로 간주하였다(Hong 등, 2020).

총 폴리페놀 함량 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 총 폴리페놀 함량 측정은 Folin-Denis(1912)법을 응용하여 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent가 시료의 페놀성 화합물에 의해 환원된 결과로 몰리브덴 청색이 나타나는 원리로 측정하였다. 즉, 각 시료 40 μL와 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)와 증류수를 1:2의 비율로 섞은 혼합액 40 μL를 첨가하여 3분간 반응시킨 후 10% NaCO3(w/v, Duksan Chemical Co., Ansan, Korea) 용액 600 μL를 섞어 1시간 동안 암실에서 반응시킨 후 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과값은 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 수율을 적용하여 시료 1 g에 대한 mg gallic acid equivalents(GAE)로 나타내었다.

총 플라보노이드 함량 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등(1999)의 방법을 사용하여 측정하였다. 시료 125 μL에 증류수 500 μL와 5% NaNO2(w/v, Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., Waltham, MA, USA) 37.5 μL를 넣어 섞은 후 5분간 방치하고, 10% AlCl3・6H2O(w/v, Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan) 75 μL를 넣고 6분간 방치한 다음 1 M NaOH(Daejung Chemical & Metals Co., Ltd., Siheung, Korea) 250 μL를 가하여 11분간 반응시킨 후 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 catechin hydrate(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 수율을 적용하여 시료 1 g에 대한 μg catechin(CE)으로 나타내었다.

DPPH 라디칼 소거 활성 측정

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거 활성은 Blois(1958)의 방법을 참고하여 측정하였다. 시료 200 μL에 0.2 mM DPPH(Sigma-Aldrich Co.) 용액 200 μL를 첨가하여 혼합한 다음 암실에서 30분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 시료 대신 시료 희석용매인 증류수를 사용하여 위와 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 비교하였고, DPPH 라디칼 소거 활성을 아래의 식을 이용하여 백분율로 나타낸 후 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도인 IC50(inhibitory concentration)값을 구하였다.

DPPHscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

ABTS 라디칼 소거 활성 측정

2,2′-Azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)(ABTS) 라디칼 소거 활성은 Fellegrini 등(1999)의 방법을 참고하여 측정하였다. ABTS solution은 140 mM의 K2S2O8(Samchun Pure Chemical Co., Ltd., Seoul, Korea) 88 μL에 증류수 5 mL를 가한 후 ABTS diammonium salt tablet(Sigma-Aldrich Co.) 2알을 넣어 암실에서 12~16시간 방치한 다음, 이를 95% 에탄올과 1:88의 비율로 섞어 734 nm에서 측정한 흡광도 값이 0.7±0.02가 되도록 조절한 후 시약으로 사용하였다. 시료 50 μL에 ABTS solution 1 mL를 가한 후 2분 30초간 암실에서 반응시킨 다음 734 nm에서 흡광도 값을 측정하였다. 대조구로는 시료 대신 시료 희석용매인 증류수를 사용하여 위와 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 비교하였고, ABTS 라디칼 소거 활성을 아래의 식을 이용하여 백분율로 나타낸 후 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도인 IC50값을 구하였다.

ABTSscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

FRAP 활성 측정

Ferric reducing antioxidant power(FRAP) 측정 방법은 Benzie와 Strain(1996) 방법을 참고하여 측정하였다. FRAP reagent는 300 mM acetate buffer(pH 3.6)와 40 mM HCl(Samchun Pure Chemical Co.)에 용해시킨 10 mM 2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazine(TPTZ, Sigma-Aldrich Co.), 20 mM FeCl3·6H2O(Samchun Pure Chemical Co.)를 각각 10:1:1(v/v/v)의 비율로 섞은 다음 37°C의 인큐베이터에서 10분간 반응시켜 제조한 후 시약으로 사용하였다. 시료 30 μL에 증류수 90 μL와 FRAP reagent 900 μL를 넣고 37°C 인큐베이터에서 10분간 반응시킨 후 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. FRAP value의 결괏값은 FeSO4・7H2O(Samchun Pure Chemical Co.)를 표준물질로 이용하여 작성한 검량선에 대입하여 환산하였으며, 시료 1 g에 들어있는 FeSO4・7H2O의 mM 함량으로 나타내었다.

통계분석

모든 실험은 3회 이상 반복실시한 후 그 평균값으로 나타내었으며, 얻어진 결과는 SPSS 26.0(Statistical Package for the Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 평균과 표준편차로 나타내었다. 각 측정값 간의 유의성 검증은 95% 유의수준(P<0.05)에서 분산분석(ANOVA)과 Duncan’s multiple range test를 통하여 검증하였다.

추출수율, pH 및 당도

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 동결건조 후 분말의 수율은 Table 1과 같다. 덖음시간이 증가함에 따라 동결건조 분말의 수율이 유의적으로 낮아짐을 확인할 수 있었는데, 무처리 무말랭이와 가압볶음 무말랭이의 수분함량을 구했을 때 각각 20.60±0.76%, 16.86±0.27%로 나타나 열처리 과정 중 수분이 소실된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서도 덖음 과정 중 열처리 시간에 따른 수분함량 변화와 같은 성분들이 달라졌기 때문에 수율에 있어서 차이를 나타내는 것으로 판단된다. 무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 pH 및 당도는 Table 2와 같다. 무처리 대조군인 일반 무말랭이차의 pH가 5.81±0.01로 가장 높은 값을 나타냈고, 열처리를 가할수록 pH가 낮아져 덖음 7분 무말랭이차의 pH가 4.65±0.01로 가장 낮은 값을 나타내었다. 가공 방법을 달리한 무차의 이화학적 품질 특성과 항산화 활성(Kim 등, 2018b) 연구에서 가열에 의한 볶음 공정이 최종 제품의 pH를 유의적으로 감소시켰다고 하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. Nakabayashi와 Watanabe(1975)는 열처리에 따른 pH의 저하가 갈변 반응 시 생성되는 카르보닐 복합체의 작용 및 농축, 숙성 중에 당 등의 성분이 변화하여 생성되는 유기산에 의한 것이라고 보고하였다. 따라서 본 실험에서도 무가 함유한 당 성분이 Maillard 반응과 농축 및 숙성 과정 중 변화된 성분으로 pH가 감소하였다고 생각된다. 당도의 경우 일반 무말랭이차가 2.87±0.00°Brix로 가장 낮게 나타났고 덖음 후 당도가 유의적으로 증가하였으나, 덖음시간에 따른 유의적인 차이는 없었다. 이와 같은 결과는 무의 성분은 일반적으로 수분이 약 93%로 대부분을 차지하는데(Lee 등, 2006), 무말랭이에 열처리를 가함으로써 남아있던 수분이 증발하여 무말랭이차의 당도에 영향을 준 것으로 사료된다.

Table 1 . Extraction yields of freeze-dried powder from water extracts of dried radish according to pan-roasting conditions

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
Yields (%)19.0915.998.773.6816.13

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations.



Table 2 . Quality characteristics of dried radish extracts according to pan-roasting conditions

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
pH5.81±0.012)a3)5.09±0.04b4.83±0.03c4.65±0.01e4.79±0.01d
°Brix2.87±0.00b3.03±0.06a3.03±0.06a3.00±0.00a3.00±0.00a
Lightness (L)34.39±0.06a34.28±0.04a33.64±0.05b32.97±0.07c31.58±0.03d
Redness (a)−0.34±0.03d−0.27±0.03c−0.26±0.02c0.14±0.04b1.27±0.02a
Yellowness (b)−0.97±0.04e−0.54±0.04d1.16±0.06b1.82±0.08a0.67±0.04c
Browning degree (OD420)0.17±0.00e0.29±0.00d0.87±0.00c1.70±0.01b3.49±0.00a
Turbidity (OD660)0.05±0.00d0.06±0.00d0.08±0.00c0.12±0.00b0.26±0.00a

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations.

2)Each value is presented as mean±SD of 3 times.

3)Different superscripts (a-e) in a row indicate significant differences at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.



색도

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 색도는 Table 2와 같다. L값은 무처리군 무말랭이차가 34.39±0.06으로 가장 높은 값을 나타냈고, 덖음 과정이 진행될수록 감소하였다. 덖음 무말랭이차보다 가압볶음 무말랭이차가 31.58±0.03으로 가장 낮은 L값을 나타내었다. a값은 -값에서 덖음 과정을 진행함에 따라 +값으로 증가하여 점점 적색도가 높아져 가압볶음 무말랭이차가 1.27±0.02로 가장 높게 나타났다. b값은 무처리군 무말랭이에서 덖음시간이 늘어남에 따라 무말랭이 자체의 표면색이 점차 황색으로 변화하여 덖음 7분 무말랭이차가 1.82±0.08로 가장 높게 나타났고, 덖음보다 강한 열과 압력을 가한 가압볶음 무말랭이차에서는 검은색에 가까운 색을 나타내어 감소하는 결과를 보였다. 가공 방법을 달리한 무차의 이화학적 품질 특성과 항산화 활성 연구에서 볶음이 무차의 색도에 직접적인 영향을 주는 공정이며, 볶음 중 갈변현상에 의한 결과라고 보고하였다(Kim 등, 2018b). 따라서 본 연구에서 무말랭이차의 색도 변화는 건조 후 덖음 및 가압볶음 과정에서 일어난 갈변현상이 영향을 미친 결과로 열처리가 진행도에 따라 색이 진한 황갈색으로 변색되었기 때문으로 판단된다.

갈색도 및 탁도

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 갈색도 및 탁도는 Table 2에 나타내었다. 갈색도와 탁도 모두 덖음시간이 늘어남에 따라 갈변반응에 의해 유의적으로 증가하였고, 가압볶음차에서 각각 3.49±0.00과 0.26±0.00으로 가장 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 덖음 및 가압볶음 공정이 진행되면서 무말랭이의 겉면이 Maillard 반응에 의해 갈색도가 증가하여 점차 어두운색을 띠게 되는데, 이를 증류수로 추출한 무말랭이차의 색이 무말랭이가 갈변된 정도에 영향을 받았기 때문이라고 생각된다.

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 Table 3과 같다. 총 폴리페놀 함량은 무처리군 무말랭이차의 경우 1.67±0.12 mg GAE/g이었지만 열처리 시간이 증가함에 따라 4.02±1.11~8.52±0.40 mg GAE/g의 범위로 증가하였고, 가압볶음 무말랭이차가 무처리군 무말랭이차의 총 폴리페놀 함량보다 약 14배 정도 증가한 23.45±0.46 mg GAE/g으로 가장 높은 값을 나타냈다. 열처리 무 추출물의 이화학적 특성과 항산화 활성 연구(Lee 등, 2009)에서 무 추출물의 총 폴리페놀 함량이 열처리 온도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다고 보고하여 본 연구 결과와 유사하게 나타나 덖음 무말랭이보다 더 고온, 고압으로 처리된 가압볶음 무말랭이차가 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 나타냈다고 생각된다. 플라보노이드 함량 또한 총 폴리페놀 함량과 유사한 결과를 나타내어 무처리군 무말랭이차가 19.26±0.14 μg CE/g이었으나 덖음을 처리하면서 증가하여 덖음 무말랭이차가 21.78±0.27~59.21±0.68 μg CE/g의 범위를 나타냈으며, 가압볶음 무말랭이차가 132.03±0.49 μg CE/g으로 가장 큰 값을 나타내었다. 이는 무가 플라보노이드계인 kaempferol과 그 밖에 항산화 비타민, 항산화 작용을 나타내는 페놀계 물질이 다량 함유되어 있다고 보고하였는데(Ryu 등, 1997), 이러한 생리기능성 물질들이 본 연구에 영향을 미쳤다고 생각된다. 결과적으로 덖음 및 가압볶음은 무말랭이차의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 유의적으로 증가시키는 결과를 나타내었다.

Table 3 . Antioxidant activities of dried radish extracts according to pan-roasting conditions

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
Total polyphenol contents (mg GAE2)/g)1.67±0.126)e7)4.02±1.11d6.06±0.53c8.52±0.40b23.45±0.46a
Total flavonoid contents (μg CE3)/g)19.26±0.14e21.78±0.27d36.75±0.36c59.21±0.68b132.03±0.49a
DPPH IC50 value4) (mg/mL)9.06±0.37e5.60±0.25d4.50±0.17c2.74±0.08b0.68±0.12a
ABTS IC50 value5) (mg/mL)34.26±3.34e34.41±0.84d12.60±0.82c8.48±0.36b4.43±0.39a
FRAP value (mM/g)19.23±3.35e82.63±2.98d137.37±1.42c203.56±1.07b605.30±12.32a

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations.

2)GAE: gallic acid equivalent.

3)CE: catechin hydrate equivalent.

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

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

6)Each value is presented as mean±SD of 3 times.

7)Different superscripts (a-e) in a column indicate significant differences at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.



라디칼 소거 활성

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 IC50값으로 Table 3에 나타냈으며, 이때 IC50값은 시료 농도에 따른 항산화 활성 변화 곡선으로부터 산화를 50% 억제시키는 농도를 구하여 mg/mL로 나타내었다. 라디칼 소거 활성의 IC50 또한 총 페놀 함량과 플라보노이드 함량과 같이 덖음시간이 늘어남에 따라 유의적으로 높은 활성을 보였으며, 가압볶음 무말랭이차가 가장 높은 활성을 나타내었다. 무말랭이차의 DPPH 라디칼 소거 활성의 IC50값은 가압볶음 무말랭이차가 0.68±0.12 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타냈으며 덖음 7분 무말랭이차가 2.74±0.08 mg/mL, 덖음 5분 무말랭이차가 4.50±0.17 mg/mL, 덖음 3분 무말랭이차가 5.60±0.25 mg/mL, 무처리군 무말랭이차가 9.06±0.37 mg/mL 순으로 높은 활성을 보여 열처리 시간이 늘어남에 따라 활성이 더 높아짐을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 가압볶음 무말랭이 열수추출물의 항산화 효과 연구(Song 등, 2010)에서도 유사하게 나타났는데, 무말랭이 열수 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 무가 함유한 항산화 성분과 열처리 과정 중 생성된 갈변반응에 의한 것으로 보고하여 본 연구에서도 유사한 경향이 나타났다고 생각된다. 무말랭이차의 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과, 가압볶음 무말랭이차가 4.43±0.39 mg/mL로 가장 높았으며, 그 뒤로 덖음 7분 무말랭이차가 8.48±0.36 mg/mL로 높은 활성을 보였고, 무처리군 무말랭이차가 34.26±3.34 mg/mL로 가장 낮은 라디칼 소거 활성을 나타냈다. 과채류의 항산화 활성에 미치는 열처리 효과의 연구(Kim 등, 2008)에서도 무처리군보다 열처리 온도가 증가할수록 ABTS 활성이 높아져 총 항산화력이 증가하였다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 이는 무말랭이가 열처리를 받음으로써 본래의 성분들이 분해되면서 항산화 물질들을 생성하고, 따라서 라디칼 소거 활성 능력이 향상하는 것으로 생각된다.

FRAP 활성

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 FRAP 활성은 Table 3과 같다. 가압볶음 무말랭이차가 605.30±12.32 mM/g으로 가장 높았으며, 덖음 7분> 덖음 5분> 덖음 3분> 무처리군 무말랭이차의 순으로 활성을 나타내었다. 모든 덖음 및 가압볶음 무말랭이차가 무처리군 무말랭이차보다 FRAP value가 높게 나타났으며, 열처리 시간이 증가하면서 활성도 높게 나타났다. 갈변반응 중 비효소적 갈변으로 알려진 Maillard 반응은 고온에서 환원당과 단백질이 결합하여 생성된 중간산물들이 무말랭이의 외관뿐만 아니라 총 폴리페놀 물질의 생성을 촉진하는 것으로 보고하였고(Chandrasekara와 Shahidi, 2011), 실제로 Song 등(2010)의 연구에서 무처리 무말랭이에 비해 가압볶음 무말랭이에서 유리아미노산, 환원당 함량이 유의적으로 감소하고 Maillard 반응 중간생성물인 5-HMF가 볶음 전에는 정량되지 않았으나 볶음 후 정량된 것으로 보아, 본 실험에서 열처리를 하는 동안 무말랭이의 항산화 성분들이 증가하여 이러한 결과를 초래하였다고 생각된다.

본 연구는 아무런 처리를 하지 않은 무말랭이에 덖음 및 가압볶음의 다양한 공정 과정을 진행한 후 차로 제조하였을 때 변화하는 품질 특성 및 항산화 활성을 알아보기 위해 수행되었다. 무처리 무말랭이에 덖음시간을 달리하여 덖음 3, 5, 7분 및 가압볶음 무말랭이를 제조한 후 차로 추출하여 비교 분석하였다. 품질 특성의 경우 pH는 무처리군 무말랭이차가 5.81±0.01로 가장 높게 측정되었으며, 덖음처리를 진행하면서 점차 낮아져 덖음 7분 무말랭이차가 4.65±0.01로 가장 낮게 나타났다. 당도는 무처리군 무말랭이차가 2.87±0.00°Brix로 가장 낮게 나타났고, 열처리를 가했을 때 약간 증가하긴 했으나 덖음시간에 따른 당도의 유의적인 차이는 없었다. L값은 무처리군 무말랭이차가 34.39±0.06으로 가장 높았으며, a값은 가압볶음 무말랭이차가 1.27±0.02로 가장 높게 나타나 열처리 시 밝기는 점차 감소하고 적색도는 증가하였다. b값은 덖음 7분 무말랭이차가 1.82±0.08로 가장 높은 값을 나타내었다. 갈색도 및 탁도의 경우 고온의 열처리 과정이 진행됨에 따라 가압볶음 무말랭이차가 3.49±0.00, 0.26±0.00으로 가장 높은 값을 나타냈다. 항산화 활성 분석 결과 무말랭이차의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 가압볶음 무말랭이차에서 23.45±0.46 mg GAE/g, 132.03±0.49 μg CE/g으로 무처리군 무말랭이차보다 각각 약 14배, 6.8배 정도 높은 함량을 나타내었다. 라디칼 소거 활성을 IC50으로 비교했을 때 DPPH 라디칼 소거 활성과 ABTS 라디칼 소거 활성에서 가압볶음 무말랭이차가 0.68±0.12 mg/mL, 4.43±0.39 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타내어, 무처리군 무말랭이보다 약 13배, 8배 정도 높은 활성을 나타내었다. FRAP value 또한 가압볶음 무말랭이차가 605.30±12.32 mM/g으로 무처리군 무말랭이차보다 약 31배 정도 높은 활성을 나타내어 유의적으로 가장 높았다. 본 연구에서 모든 결과를 종합해볼 때 무처리군 무말랭이차보다 덖음 및 가압볶음 과정을 거친 무말랭이차가 더 높은 항산화 활성을 나타내는 이유는 일반 무말랭이에 고온의 열처리 과정을 진행함으로써 무말랭이가 함유한 구성성분들이 Maillard 반응을 거쳐 갈변되고, 또한 Maillard 중간생성물들이 뛰어난 항산화 능력을 나타냈기 때문이라고 생각된다. 따라서 무말랭이는 가열온도 및 시간에 많은 부분에서 영향을 받는 것으로 나타나 본 실험에서 확인된 결과를 바탕으로 무말랭이를 차뿐만 아닌 여러 방면의 식품산업 등에서 다양하게 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

이 논문은 충남대학교 학술연구비의 지원을 받아 연구된 것이며, 이에 감사드립니다.

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Article

Article

Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(8): 829-835

Published online August 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.8.829

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

덖음 및 가압볶음이 무말랭이차의 품질 특성과 항산화 활성에 미치는 영향

김윤혜․김경희․육홍선

충남대학교 식품영양학과

Received: April 8, 2022; Revised: June 9, 2022; Accepted: June 13, 2022

Effects of Pan-Roasting and Pressurized Roasting on the Quality Characteristics and Antioxidant Activities of Dried Radish Tea

Yun-Hye Kim , Kyoung-Hee Kim , and Hong-Sun Yook

Department of Food and Nutrition, Chungnam National University

Correspondence to:Hong-Sun Yook, Department of Food and Nutrition, Chungnam National University, 99, Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon, Korea, E-mail:yhsuny@cun.ac.kr
Author information: Yun-Hye Kim (Graduate student), Kyoung-Hee Kim (Researcher), Hong-Sun Yook (Professor)

Received: April 8, 2022; Revised: June 9, 2022; Accepted: June 13, 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

The objective of this study was to investigate the quality characteristics and antioxidant activities of dried radish teas based on pH, °Brix, Hunter’s color value, browning degree, turbidity measurements, total polyphenol and total flavonoids contents, DPPH and ABTS scavenging activities, and FRAP values. Teas were processed by pan-roasting for different times (0, 3, 5, or 7 min, denoted as DRP0, DRP3, DRP5, and DRP7, respectively) or pressurized roasting (DRPP). DRPP had the lowest pH (4.66±0.02), and °Brix the lowest DRP0 (3.70±0.00). Regarding lightness, redness, and yellowness color values, DRPP had the lowest lightness (31.58±0.03), and DRP0 the lowest redness and yellowness (−0.27±0.03 and −0.97±0.04, respectively). DRPP had the highest browning degree and turbidity (3.49±0.00 and 0.26±0.00, respectively). Total polyphenol and total flavonoid contents, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity, and the FRAP value of dried radish tea were significantly increased by pan-roasting. In conclusion, DRPP resulted in the highest antioxidant activities, presumably because of the effects of high pressure and temperature during manufacture.

Keywords: dried radish, pan-roasting, pressurized roasting, antioxidant activity, quality characteristic

서 론

무(Radish, Raphanus sativus L.)는 십자화과에 속하는 식물로 휘발성 함황 성분에 의하여 독특한 매운맛을 갖고 있으며, 김치, 단무지 등과 같은 식품으로 활용되어 우리나라에서 흔히 볼 수 있는 채소 중 하나이다. 무는 대부분 수분으로 구성되어 있으며 비교적 당질의 함량이 높고 칼슘, 칼륨, 나트륨 등의 무기질 함량이 높다(Choi, 2003). 또한 무에 함유된 diastase는 과식, 소화불량, 식중독, 숙취 해소 효과가 있다고 알려져 있으며, rapine은 세균, 진균, 기생충 등에 번식억제 효능으로 항균 작용을 한다. 이 외에도 무는 이뇨작용, 정장작용, 해열, 소염작용, 혈당저하, 지혈작용 등과 같은 생리활성을 나타내고(Jung 등, 2004), 최근에도 활발하게 연구가 진행되어 무의 활성산소종 생성 억제를 통한 항산화 효능(Hwang 등, 2021), 전자혀와 전자코 분석을 이용한 국내산 무 품종의 감각 특성(Hong 등, 2021) 등 여러 관점에서 연구가 보고되고 있다.

무말랭이는 무의 저장성을 향상시키기 위해 무를 채 썰어 보통 천일건조법을 사용해 건조하여 제조한 것으로, 독특한 식감과 향미가 있어 반찬류로 많이 이용되고 있다. 무말랭이 제조에 관한 연구로는 건조방법에 따른 마른 무말랭이의 품질 특성(Lee 등, 2006), 건조조건이 다른 무채말랭이 및 무채말랭이 볶음의 품질 특성(Kim 등, 2015) 등이 있으며, 건조된 무말랭이에 추가로 열처리 과정을 적용한 후의 영향을 관찰한 연구에는 가공 방법을 달리한 무차의 이화학적 품질 특성과 항산화 활성(Kim 등, 2018b), 가공 방법이 다른 자색무차의 품질 특성 및 항산화 활성(Joo 등, 2017), 가압볶음 무말랭이 열수 추출물의 항산화 효과(Song 등, 2010) 등이 있다. Joo 등(2017)은 연구에서 증숙(steaming), 열풍건조(hot air drying), 볶음(roasting) 등 여러 가지 열처리 공정 중 볶음처리가 Maillard 반응에 의한 독특한 향미와 색감 및 항산화 기능성 물질이 생성되어 높은 항산화 활성을 나타내었다고 보고하였다.

덖음이란 순우리말로 약재, 곡식, 찻잎 등을 물이나 기름 등의 첨가물 없이 그대로 볶아서 익힌다는 뜻으로, 차에서 덖음은 생잎의 수분과 특유의 풋내나 쓴맛 같은 바람직하지 않은 향미를 감소시키고 새로운 향미와 맛을 증진시켜 녹차 등의 제품에서 주로 이용된다. 덖음온도는 일반적으로 180~250°C에서 진행되는데 덖음온도가 지나치게 높거나 덖음시간을 너무 오래 하면 색이 탁해지므로 주의하여야 한다(Park과 Jung, 2017). 덖음차에 관한 선행연구로는 덖음 횟수에 따른 감국(Chrysanthemum indicum L.) 꽃차의 품질 특성(Yu 등, 2008), 덖음 처리 시간을 달리한 맥문동을 첨가한 생맥산의 이화학적 특성(Kim 등, 2018a), 덖음 및 유념 횟수를 달리한 도라지 잎차의 품질 조사(Eom 등, 2020) 등이 있다.

따라서 본 연구에서는 건조된 무말랭이를 이용한 무말랭이차의 생리활성을 향상시키는 방법을 찾고, 무말랭이차의 제조에 있어 덖음시간 및 가압볶음이 미치는 영향을 살펴보기 위해 무말랭이에 서로 다른 덖음 및 가열볶음 조건을 처리한 후 품질 특성 및 항산화 활성 변화를 비교, 분석하였다.

재료 및 방법

무말랭이차 제조 및 수율 측정

무말랭이는 원산지가 제주도인 무를 사용하여 열풍건조를 이용해 건조된 상태로 인터넷(Delfris, Gyeonggi, Korea)에서 구입하였다. 해당 무말랭이의 수분함량은 드라이오븐(HB-501M, Hanbaek Co., Ltd., Gyeonggi, Korea)을 이용하여 상압가열건조법으로 105°C에서 정량하였을 때 20.60±0.76%로 나타났고, 덖음 및 가압볶음 무말랭이 제조에도 이용하였다. 덖음 무말랭이는 200 g의 무말랭이를 200°C 이상의 무쇠솥에서 각각 3, 5, 7분간 덖음을 시행하여 제조하였다. 덖음 공정 이후 무말랭이 표면에 남아있는 미세가루를 체로 제거한 후 실온에서 냉각시키고 -24°C로 냉동 보관하였다. 가압볶음 무말랭이는 500 g의 무말랭이를 대전 한민시장에 있는 한민뻥튀기 가게의 쌀 튀밥용 가압볶음 장치(popped rice machine, Chilgok Food Machinery, Daegu, Korea)에서 3분간 볶았다. 가압볶음 장치의 압력은 가열 3분 후 4.5 kg/cm2에 도달하였고, 가압볶음을 한 무말랭이는 실온에서 냉각시킨 후 -24°C로 냉동 보관하였다. 무말랭이차 제조는 각각 100 g의 일반, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이에 100°C의 증류수 2 L씩을 가하여 1시간 동안 열수 추출(100°C, 60분)하였다. 덖음 및 가압볶음에 따른 무말랭이와 열수 추출물의 외관 변화는 Fig. 1에 나타냈다. 각 열수 추출물은 냉각 후 여과(Whatman No. 2, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)하여 감압농축(N-1001S-W, EYELA, Tokyo, Japan) 및 동결건조(FD8508, Ilshin Lab Co., Ltd., Gyeonggi, Korea)를 진행하였다. 동결건조 분말의 수율은 제조한 무말랭이 추출물을 동결건조하여 건조중량을 구한 후 추출물 조제에 사용한 원료 중량에 대한 백분율로 나타내었고, -70°C deep freezer에 보관하면서 증류수에 녹여 원하는 농도로 제조해 항산화 활성 연구에 사용하였다.

Fig 1. Visual comparison of dried radish extracts according to pan-roasting conditions. DRP0: Dried radish pan-roasted for 0 min, DRP3: Dried radish pan-roasted for 3 min, DRP5: Dried radish pan-roasted for 5 min, DRP7: Dried radish pan-roasted for 7 min, DRPP: Dried radish pan-roasted with pressure.

pH 및 당도 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 pH 및 당도는 각 무말랭이를 증류수로 추출한 추출물을 pH meter(pH-200L, iSTEK Inc., Seoul, Korea)와 당도계(ATAGO PAL-1, Atago, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 모든 실험은 3회 반복 측정 후 그 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었고 당도의 단위는 °Brix로 나타내었다.

색도 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 색도 측정은 색차계(Chroma meter CR-410, Minolta, Osaka, Japan)를 사용하여 3회 반복 측정 후 평균값과 표준편차로 나타내었다. 각 측정치의 평균값은 밝기(lightness)를 나타내는 L value, 적색도(redness)를 나타내는 a value, 황색도(yellowness)를 나타내는 b value로 나타내었고, 이때 사용한 표준백판 값은 L=99.37, a=-0.14, b=-0.07이었다.

갈색도 및 탁도 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 갈색도 및 탁도 측정은 각 무말랭이 추출물 1 mL를 취하여 분광광도계(xMark™ Microplate Absorbance Spectrophotometer, Bio-Rad Laboratories, Inc., San Francisco, CA, USA)를 이용해 420 nm와 660 nm에서 흡광도를 측정하여 나타내었다. 높은 흡광도 값은 무말랭이차의 높은 갈색도 및 탁도를 반영하는 것으로 간주하였다(Hong 등, 2020).

총 폴리페놀 함량 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 총 폴리페놀 함량 측정은 Folin-Denis(1912)법을 응용하여 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent가 시료의 페놀성 화합물에 의해 환원된 결과로 몰리브덴 청색이 나타나는 원리로 측정하였다. 즉, 각 시료 40 μL와 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)와 증류수를 1:2의 비율로 섞은 혼합액 40 μL를 첨가하여 3분간 반응시킨 후 10% NaCO3(w/v, Duksan Chemical Co., Ansan, Korea) 용액 600 μL를 섞어 1시간 동안 암실에서 반응시킨 후 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과값은 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 수율을 적용하여 시료 1 g에 대한 mg gallic acid equivalents(GAE)로 나타내었다.

총 플라보노이드 함량 측정

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 총 플라보노이드 함량은 Zhishen 등(1999)의 방법을 사용하여 측정하였다. 시료 125 μL에 증류수 500 μL와 5% NaNO2(w/v, Thermo Fisher Scientific Co., Ltd., Waltham, MA, USA) 37.5 μL를 넣어 섞은 후 5분간 방치하고, 10% AlCl3・6H2O(w/v, Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan) 75 μL를 넣고 6분간 방치한 다음 1 M NaOH(Daejung Chemical & Metals Co., Ltd., Siheung, Korea) 250 μL를 가하여 11분간 반응시킨 후 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 catechin hydrate(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 검량선을 작성한 후 수율을 적용하여 시료 1 g에 대한 μg catechin(CE)으로 나타내었다.

DPPH 라디칼 소거 활성 측정

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거 활성은 Blois(1958)의 방법을 참고하여 측정하였다. 시료 200 μL에 0.2 mM DPPH(Sigma-Aldrich Co.) 용액 200 μL를 첨가하여 혼합한 다음 암실에서 30분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 시료 대신 시료 희석용매인 증류수를 사용하여 위와 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 비교하였고, DPPH 라디칼 소거 활성을 아래의 식을 이용하여 백분율로 나타낸 후 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도인 IC50(inhibitory concentration)값을 구하였다.

DPPHscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

ABTS 라디칼 소거 활성 측정

2,2′-Azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)(ABTS) 라디칼 소거 활성은 Fellegrini 등(1999)의 방법을 참고하여 측정하였다. ABTS solution은 140 mM의 K2S2O8(Samchun Pure Chemical Co., Ltd., Seoul, Korea) 88 μL에 증류수 5 mL를 가한 후 ABTS diammonium salt tablet(Sigma-Aldrich Co.) 2알을 넣어 암실에서 12~16시간 방치한 다음, 이를 95% 에탄올과 1:88의 비율로 섞어 734 nm에서 측정한 흡광도 값이 0.7±0.02가 되도록 조절한 후 시약으로 사용하였다. 시료 50 μL에 ABTS solution 1 mL를 가한 후 2분 30초간 암실에서 반응시킨 다음 734 nm에서 흡광도 값을 측정하였다. 대조구로는 시료 대신 시료 희석용매인 증류수를 사용하여 위와 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 비교하였고, ABTS 라디칼 소거 활성을 아래의 식을 이용하여 백분율로 나타낸 후 50%의 소거능을 나타내는 시료의 농도인 IC50값을 구하였다.

ABTSscavengingactivity%=1absorbanceofsampleabsorbanceofcontrol×100

FRAP 활성 측정

Ferric reducing antioxidant power(FRAP) 측정 방법은 Benzie와 Strain(1996) 방법을 참고하여 측정하였다. FRAP reagent는 300 mM acetate buffer(pH 3.6)와 40 mM HCl(Samchun Pure Chemical Co.)에 용해시킨 10 mM 2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazine(TPTZ, Sigma-Aldrich Co.), 20 mM FeCl3·6H2O(Samchun Pure Chemical Co.)를 각각 10:1:1(v/v/v)의 비율로 섞은 다음 37°C의 인큐베이터에서 10분간 반응시켜 제조한 후 시약으로 사용하였다. 시료 30 μL에 증류수 90 μL와 FRAP reagent 900 μL를 넣고 37°C 인큐베이터에서 10분간 반응시킨 후 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. FRAP value의 결괏값은 FeSO4・7H2O(Samchun Pure Chemical Co.)를 표준물질로 이용하여 작성한 검량선에 대입하여 환산하였으며, 시료 1 g에 들어있는 FeSO4・7H2O의 mM 함량으로 나타내었다.

통계분석

모든 실험은 3회 이상 반복실시한 후 그 평균값으로 나타내었으며, 얻어진 결과는 SPSS 26.0(Statistical Package for the Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 평균과 표준편차로 나타내었다. 각 측정값 간의 유의성 검증은 95% 유의수준(P<0.05)에서 분산분석(ANOVA)과 Duncan’s multiple range test를 통하여 검증하였다.

결과 및 고찰

추출수율, pH 및 당도

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 동결건조 후 분말의 수율은 Table 1과 같다. 덖음시간이 증가함에 따라 동결건조 분말의 수율이 유의적으로 낮아짐을 확인할 수 있었는데, 무처리 무말랭이와 가압볶음 무말랭이의 수분함량을 구했을 때 각각 20.60±0.76%, 16.86±0.27%로 나타나 열처리 과정 중 수분이 소실된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서도 덖음 과정 중 열처리 시간에 따른 수분함량 변화와 같은 성분들이 달라졌기 때문에 수율에 있어서 차이를 나타내는 것으로 판단된다. 무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 pH 및 당도는 Table 2와 같다. 무처리 대조군인 일반 무말랭이차의 pH가 5.81±0.01로 가장 높은 값을 나타냈고, 열처리를 가할수록 pH가 낮아져 덖음 7분 무말랭이차의 pH가 4.65±0.01로 가장 낮은 값을 나타내었다. 가공 방법을 달리한 무차의 이화학적 품질 특성과 항산화 활성(Kim 등, 2018b) 연구에서 가열에 의한 볶음 공정이 최종 제품의 pH를 유의적으로 감소시켰다고 하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. Nakabayashi와 Watanabe(1975)는 열처리에 따른 pH의 저하가 갈변 반응 시 생성되는 카르보닐 복합체의 작용 및 농축, 숙성 중에 당 등의 성분이 변화하여 생성되는 유기산에 의한 것이라고 보고하였다. 따라서 본 실험에서도 무가 함유한 당 성분이 Maillard 반응과 농축 및 숙성 과정 중 변화된 성분으로 pH가 감소하였다고 생각된다. 당도의 경우 일반 무말랭이차가 2.87±0.00°Brix로 가장 낮게 나타났고 덖음 후 당도가 유의적으로 증가하였으나, 덖음시간에 따른 유의적인 차이는 없었다. 이와 같은 결과는 무의 성분은 일반적으로 수분이 약 93%로 대부분을 차지하는데(Lee 등, 2006), 무말랭이에 열처리를 가함으로써 남아있던 수분이 증발하여 무말랭이차의 당도에 영향을 준 것으로 사료된다.

Table 1 . Extraction yields of freeze-dried powder from water extracts of dried radish according to pan-roasting conditions.

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
Yields (%)19.0915.998.773.6816.13

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations..



Table 2 . Quality characteristics of dried radish extracts according to pan-roasting conditions.

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
pH5.81±0.012)a3)5.09±0.04b4.83±0.03c4.65±0.01e4.79±0.01d
°Brix2.87±0.00b3.03±0.06a3.03±0.06a3.00±0.00a3.00±0.00a
Lightness (L)34.39±0.06a34.28±0.04a33.64±0.05b32.97±0.07c31.58±0.03d
Redness (a)−0.34±0.03d−0.27±0.03c−0.26±0.02c0.14±0.04b1.27±0.02a
Yellowness (b)−0.97±0.04e−0.54±0.04d1.16±0.06b1.82±0.08a0.67±0.04c
Browning degree (OD420)0.17±0.00e0.29±0.00d0.87±0.00c1.70±0.01b3.49±0.00a
Turbidity (OD660)0.05±0.00d0.06±0.00d0.08±0.00c0.12±0.00b0.26±0.00a

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations..

2)Each value is presented as mean±SD of 3 times..

3)Different superscripts (a-e) in a row indicate significant differences at P<0.05 by Duncan’s multiple range test..



색도

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 색도는 Table 2와 같다. L값은 무처리군 무말랭이차가 34.39±0.06으로 가장 높은 값을 나타냈고, 덖음 과정이 진행될수록 감소하였다. 덖음 무말랭이차보다 가압볶음 무말랭이차가 31.58±0.03으로 가장 낮은 L값을 나타내었다. a값은 -값에서 덖음 과정을 진행함에 따라 +값으로 증가하여 점점 적색도가 높아져 가압볶음 무말랭이차가 1.27±0.02로 가장 높게 나타났다. b값은 무처리군 무말랭이에서 덖음시간이 늘어남에 따라 무말랭이 자체의 표면색이 점차 황색으로 변화하여 덖음 7분 무말랭이차가 1.82±0.08로 가장 높게 나타났고, 덖음보다 강한 열과 압력을 가한 가압볶음 무말랭이차에서는 검은색에 가까운 색을 나타내어 감소하는 결과를 보였다. 가공 방법을 달리한 무차의 이화학적 품질 특성과 항산화 활성 연구에서 볶음이 무차의 색도에 직접적인 영향을 주는 공정이며, 볶음 중 갈변현상에 의한 결과라고 보고하였다(Kim 등, 2018b). 따라서 본 연구에서 무말랭이차의 색도 변화는 건조 후 덖음 및 가압볶음 과정에서 일어난 갈변현상이 영향을 미친 결과로 열처리가 진행도에 따라 색이 진한 황갈색으로 변색되었기 때문으로 판단된다.

갈색도 및 탁도

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 갈색도 및 탁도는 Table 2에 나타내었다. 갈색도와 탁도 모두 덖음시간이 늘어남에 따라 갈변반응에 의해 유의적으로 증가하였고, 가압볶음차에서 각각 3.49±0.00과 0.26±0.00으로 가장 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 덖음 및 가압볶음 공정이 진행되면서 무말랭이의 겉면이 Maillard 반응에 의해 갈색도가 증가하여 점차 어두운색을 띠게 되는데, 이를 증류수로 추출한 무말랭이차의 색이 무말랭이가 갈변된 정도에 영향을 받았기 때문이라고 생각된다.

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 Table 3과 같다. 총 폴리페놀 함량은 무처리군 무말랭이차의 경우 1.67±0.12 mg GAE/g이었지만 열처리 시간이 증가함에 따라 4.02±1.11~8.52±0.40 mg GAE/g의 범위로 증가하였고, 가압볶음 무말랭이차가 무처리군 무말랭이차의 총 폴리페놀 함량보다 약 14배 정도 증가한 23.45±0.46 mg GAE/g으로 가장 높은 값을 나타냈다. 열처리 무 추출물의 이화학적 특성과 항산화 활성 연구(Lee 등, 2009)에서 무 추출물의 총 폴리페놀 함량이 열처리 온도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다고 보고하여 본 연구 결과와 유사하게 나타나 덖음 무말랭이보다 더 고온, 고압으로 처리된 가압볶음 무말랭이차가 가장 높은 총 폴리페놀 함량을 나타냈다고 생각된다. 플라보노이드 함량 또한 총 폴리페놀 함량과 유사한 결과를 나타내어 무처리군 무말랭이차가 19.26±0.14 μg CE/g이었으나 덖음을 처리하면서 증가하여 덖음 무말랭이차가 21.78±0.27~59.21±0.68 μg CE/g의 범위를 나타냈으며, 가압볶음 무말랭이차가 132.03±0.49 μg CE/g으로 가장 큰 값을 나타내었다. 이는 무가 플라보노이드계인 kaempferol과 그 밖에 항산화 비타민, 항산화 작용을 나타내는 페놀계 물질이 다량 함유되어 있다고 보고하였는데(Ryu 등, 1997), 이러한 생리기능성 물질들이 본 연구에 영향을 미쳤다고 생각된다. 결과적으로 덖음 및 가압볶음은 무말랭이차의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 유의적으로 증가시키는 결과를 나타내었다.

Table 3 . Antioxidant activities of dried radish extracts according to pan-roasting conditions.

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
Total polyphenol contents (mg GAE2)/g)1.67±0.126)e7)4.02±1.11d6.06±0.53c8.52±0.40b23.45±0.46a
Total flavonoid contents (μg CE3)/g)19.26±0.14e21.78±0.27d36.75±0.36c59.21±0.68b132.03±0.49a
DPPH IC50 value4) (mg/mL)9.06±0.37e5.60±0.25d4.50±0.17c2.74±0.08b0.68±0.12a
ABTS IC50 value5) (mg/mL)34.26±3.34e34.41±0.84d12.60±0.82c8.48±0.36b4.43±0.39a
FRAP value (mM/g)19.23±3.35e82.63±2.98d137.37±1.42c203.56±1.07b605.30±12.32a

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations..

2)GAE: gallic acid equivalent..

3)CE: catechin hydrate equivalent..

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

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

6)Each value is presented as mean±SD of 3 times..

7)Different superscripts (a-e) in a column indicate significant differences at P<0.05 by Duncan’s multiple range test..



라디칼 소거 활성

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 IC50값으로 Table 3에 나타냈으며, 이때 IC50값은 시료 농도에 따른 항산화 활성 변화 곡선으로부터 산화를 50% 억제시키는 농도를 구하여 mg/mL로 나타내었다. 라디칼 소거 활성의 IC50 또한 총 페놀 함량과 플라보노이드 함량과 같이 덖음시간이 늘어남에 따라 유의적으로 높은 활성을 보였으며, 가압볶음 무말랭이차가 가장 높은 활성을 나타내었다. 무말랭이차의 DPPH 라디칼 소거 활성의 IC50값은 가압볶음 무말랭이차가 0.68±0.12 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타냈으며 덖음 7분 무말랭이차가 2.74±0.08 mg/mL, 덖음 5분 무말랭이차가 4.50±0.17 mg/mL, 덖음 3분 무말랭이차가 5.60±0.25 mg/mL, 무처리군 무말랭이차가 9.06±0.37 mg/mL 순으로 높은 활성을 보여 열처리 시간이 늘어남에 따라 활성이 더 높아짐을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 가압볶음 무말랭이 열수추출물의 항산화 효과 연구(Song 등, 2010)에서도 유사하게 나타났는데, 무말랭이 열수 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 무가 함유한 항산화 성분과 열처리 과정 중 생성된 갈변반응에 의한 것으로 보고하여 본 연구에서도 유사한 경향이 나타났다고 생각된다. 무말랭이차의 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과, 가압볶음 무말랭이차가 4.43±0.39 mg/mL로 가장 높았으며, 그 뒤로 덖음 7분 무말랭이차가 8.48±0.36 mg/mL로 높은 활성을 보였고, 무처리군 무말랭이차가 34.26±3.34 mg/mL로 가장 낮은 라디칼 소거 활성을 나타냈다. 과채류의 항산화 활성에 미치는 열처리 효과의 연구(Kim 등, 2008)에서도 무처리군보다 열처리 온도가 증가할수록 ABTS 활성이 높아져 총 항산화력이 증가하였다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 이는 무말랭이가 열처리를 받음으로써 본래의 성분들이 분해되면서 항산화 물질들을 생성하고, 따라서 라디칼 소거 활성 능력이 향상하는 것으로 생각된다.

FRAP 활성

무처리군, 덖음(3, 5, 7분) 및 가압볶음 무말랭이차의 FRAP 활성은 Table 3과 같다. 가압볶음 무말랭이차가 605.30±12.32 mM/g으로 가장 높았으며, 덖음 7분> 덖음 5분> 덖음 3분> 무처리군 무말랭이차의 순으로 활성을 나타내었다. 모든 덖음 및 가압볶음 무말랭이차가 무처리군 무말랭이차보다 FRAP value가 높게 나타났으며, 열처리 시간이 증가하면서 활성도 높게 나타났다. 갈변반응 중 비효소적 갈변으로 알려진 Maillard 반응은 고온에서 환원당과 단백질이 결합하여 생성된 중간산물들이 무말랭이의 외관뿐만 아니라 총 폴리페놀 물질의 생성을 촉진하는 것으로 보고하였고(Chandrasekara와 Shahidi, 2011), 실제로 Song 등(2010)의 연구에서 무처리 무말랭이에 비해 가압볶음 무말랭이에서 유리아미노산, 환원당 함량이 유의적으로 감소하고 Maillard 반응 중간생성물인 5-HMF가 볶음 전에는 정량되지 않았으나 볶음 후 정량된 것으로 보아, 본 실험에서 열처리를 하는 동안 무말랭이의 항산화 성분들이 증가하여 이러한 결과를 초래하였다고 생각된다.

요 약

본 연구는 아무런 처리를 하지 않은 무말랭이에 덖음 및 가압볶음의 다양한 공정 과정을 진행한 후 차로 제조하였을 때 변화하는 품질 특성 및 항산화 활성을 알아보기 위해 수행되었다. 무처리 무말랭이에 덖음시간을 달리하여 덖음 3, 5, 7분 및 가압볶음 무말랭이를 제조한 후 차로 추출하여 비교 분석하였다. 품질 특성의 경우 pH는 무처리군 무말랭이차가 5.81±0.01로 가장 높게 측정되었으며, 덖음처리를 진행하면서 점차 낮아져 덖음 7분 무말랭이차가 4.65±0.01로 가장 낮게 나타났다. 당도는 무처리군 무말랭이차가 2.87±0.00°Brix로 가장 낮게 나타났고, 열처리를 가했을 때 약간 증가하긴 했으나 덖음시간에 따른 당도의 유의적인 차이는 없었다. L값은 무처리군 무말랭이차가 34.39±0.06으로 가장 높았으며, a값은 가압볶음 무말랭이차가 1.27±0.02로 가장 높게 나타나 열처리 시 밝기는 점차 감소하고 적색도는 증가하였다. b값은 덖음 7분 무말랭이차가 1.82±0.08로 가장 높은 값을 나타내었다. 갈색도 및 탁도의 경우 고온의 열처리 과정이 진행됨에 따라 가압볶음 무말랭이차가 3.49±0.00, 0.26±0.00으로 가장 높은 값을 나타냈다. 항산화 활성 분석 결과 무말랭이차의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 가압볶음 무말랭이차에서 23.45±0.46 mg GAE/g, 132.03±0.49 μg CE/g으로 무처리군 무말랭이차보다 각각 약 14배, 6.8배 정도 높은 함량을 나타내었다. 라디칼 소거 활성을 IC50으로 비교했을 때 DPPH 라디칼 소거 활성과 ABTS 라디칼 소거 활성에서 가압볶음 무말랭이차가 0.68±0.12 mg/mL, 4.43±0.39 mg/mL로 가장 높은 활성을 나타내어, 무처리군 무말랭이보다 약 13배, 8배 정도 높은 활성을 나타내었다. FRAP value 또한 가압볶음 무말랭이차가 605.30±12.32 mM/g으로 무처리군 무말랭이차보다 약 31배 정도 높은 활성을 나타내어 유의적으로 가장 높았다. 본 연구에서 모든 결과를 종합해볼 때 무처리군 무말랭이차보다 덖음 및 가압볶음 과정을 거친 무말랭이차가 더 높은 항산화 활성을 나타내는 이유는 일반 무말랭이에 고온의 열처리 과정을 진행함으로써 무말랭이가 함유한 구성성분들이 Maillard 반응을 거쳐 갈변되고, 또한 Maillard 중간생성물들이 뛰어난 항산화 능력을 나타냈기 때문이라고 생각된다. 따라서 무말랭이는 가열온도 및 시간에 많은 부분에서 영향을 받는 것으로 나타나 본 실험에서 확인된 결과를 바탕으로 무말랭이를 차뿐만 아닌 여러 방면의 식품산업 등에서 다양하게 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

감사의 글

이 논문은 충남대학교 학술연구비의 지원을 받아 연구된 것이며, 이에 감사드립니다.

Fig 1.

Fig 1.Visual comparison of dried radish extracts according to pan-roasting conditions. DRP0: Dried radish pan-roasted for 0 min, DRP3: Dried radish pan-roasted for 3 min, DRP5: Dried radish pan-roasted for 5 min, DRP7: Dried radish pan-roasted for 7 min, DRPP: Dried radish pan-roasted with pressure.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51: 829-835https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.8.829

Table 1 . Extraction yields of freeze-dried powder from water extracts of dried radish according to pan-roasting conditions.

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
Yields (%)19.0915.998.773.6816.13

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations..


Table 2 . Quality characteristics of dried radish extracts according to pan-roasting conditions.

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
pH5.81±0.012)a3)5.09±0.04b4.83±0.03c4.65±0.01e4.79±0.01d
°Brix2.87±0.00b3.03±0.06a3.03±0.06a3.00±0.00a3.00±0.00a
Lightness (L)34.39±0.06a34.28±0.04a33.64±0.05b32.97±0.07c31.58±0.03d
Redness (a)−0.34±0.03d−0.27±0.03c−0.26±0.02c0.14±0.04b1.27±0.02a
Yellowness (b)−0.97±0.04e−0.54±0.04d1.16±0.06b1.82±0.08a0.67±0.04c
Browning degree (OD420)0.17±0.00e0.29±0.00d0.87±0.00c1.70±0.01b3.49±0.00a
Turbidity (OD660)0.05±0.00d0.06±0.00d0.08±0.00c0.12±0.00b0.26±0.00a

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations..

2)Each value is presented as mean±SD of 3 times..

3)Different superscripts (a-e) in a row indicate significant differences at P<0.05 by Duncan’s multiple range test..


Table 3 . Antioxidant activities of dried radish extracts according to pan-roasting conditions.

DRP01)DRP3DRP5DRP7DRPP
Total polyphenol contents (mg GAE2)/g)1.67±0.126)e7)4.02±1.11d6.06±0.53c8.52±0.40b23.45±0.46a
Total flavonoid contents (μg CE3)/g)19.26±0.14e21.78±0.27d36.75±0.36c59.21±0.68b132.03±0.49a
DPPH IC50 value4) (mg/mL)9.06±0.37e5.60±0.25d4.50±0.17c2.74±0.08b0.68±0.12a
ABTS IC50 value5) (mg/mL)34.26±3.34e34.41±0.84d12.60±0.82c8.48±0.36b4.43±0.39a
FRAP value (mM/g)19.23±3.35e82.63±2.98d137.37±1.42c203.56±1.07b605.30±12.32a

1)Refer to Fig. 1 for abbreviations..

2)GAE: gallic acid equivalent..

3)CE: catechin hydrate equivalent..

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

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

6)Each value is presented as mean±SD of 3 times..

7)Different superscripts (a-e) in a column indicate significant differences at P<0.05 by Duncan’s multiple range test..


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