연근첨가 앙금의 품질 특성 및 항산화 성분 분석

Quality Characteristics and Antioxidant Compounds Analysis of Lotus Root Added Sediment

Abstract

Recently, in Korea's food culture, interest in desserts has increased and related industries are developing, so we would like to use lotus root to manufacture sediment and analyze its physicochemical properties to confirm its potential as a material for desserts. As a result of analyzing the yield, it was found that the higher the lotus root content, the lower the yield. As the content of lotus root increased, the pH was found to be significantly lower (0%; 6.21 < 50%; 5.88 <100%; 5.22), and the sugar content was also found to be significantly lower in sediment to which only lotus root was added than to sediment to which only white kidney beans were added (0%; 13.60 °Brix > 50%; 12.21 °Brix >100%; 1.82 °Brix). The results of browning analysis of lotus root added sediment showed that the higher the lotus root content, the more browning occurred. As a result of analyzing the total phenol (TPC) and total flavonoid contents (TFC), which are representative components with antioxidant activity, both indicators showed higher values in 100% lotus root-added sediment compared to white kidney bean sediment, and significant levels were confirmed. Therefore, as a result of this study, when producing bean paste using lotus root, the antioxidant contents (TPC and TFC) were high and the sugar content was low, confirming its functionality as a dessert auxiliary ingredient.

1. 서론

연근(Nelumbo nucifera)은 수생식물 중 부엽식물에 속하는 쌍떡잎식물로 인도와 중국을 중심으로 열대, 온대의 동부아시아를 비롯한 한국, 일본 등에 널리 분포하고 있는 고생대의 식물이다[1]. 다년생 수초 (手草)로 근경 (根莖)은 비후하며 길고 마디가 많으며 독성이 없고, 따뜻한 성질을 지닌 것으로 알려져 있다[2]. 예부터 한방과 민간요법으로 어혈, 신경통 및 류머티즘의 치료에 이용되었으며, 출혈성 위궤양이나 위염 등에 효과가 있는 것으로 알려져 왔다[3]. 연근에는 methylcorypalline, dimethylcocaeurine, β-sistosterol, kaempferol, quercetine 및 tannicacid 등 다양한 생리활성 성분을 함유하고 있는 것으로 밝혀진 바 있다[3-6]. 이러한 성분들은 콜레스테롤 강하 및 혈관벽 강화뿐 아니라 아세틸콜린을 생성하여 기억력감퇴 억제 및 치매를 예방하며, 탄닌은 혈관을 수축하여 지혈작용과 강력한 소염효과로 염증을 억제하는 효능이 있는 것으로 선행연구들을 통해 보고된 바 있다[6-8]. 이러한 연근의 기능성을 활용하여 쿠키[9], 스낵[10], 설기떡[11], 절편[12] 등 다양한 디저트 류의 부재료로서의 기능성이 연구되었다. 그러나 아직 앙금에 대한 연구는 없어 본 연구에서는 연근을 첨가한 앙금을 제작하고 품질특성을 알아보고자 하였다.

앙금이란 물에 가라앉은 부드러운 가루로서 조 전분이란 용어로 혼용하여 사용되기도 한다[13]. 현재 사용하는 앙금은 콩, 팥, 강낭콩, 완두, 잠두 등을 원료로 하여, 콩류를 갈아 으깬 형태로 생앙금, 가당앙금, 건조앙금이 있으며, 원료 콩의 종피색에 의해 적앙금과 백앙금으로 분류하고 있다[14]. 이러한 앙금은 양갱과 같은 간식으로 활용하거나 디저트 류의 소로 활용되고 있어 활용성이 매우 큰 편이다. 최근 우리나라 식문화가 간식에 대한 관심이 높아지고 관련 산업이 발전하고 있어, 다양하게 활용이 가능한 식품을 발굴하여 활용한다면 영양개선에 도움을 주는 소재로 발전이 가능할 것으로 보인다.

본 연구에서는 연근을 활용하여 앙금을 제조하고 이의 이화학적 특성을 분석하여 간식류의 소재로서 가능성을 확인하고자 한다.

2. 재료 및 방법

2.1 재료

실험에 사용되는 연근은 재래시장에서 판매되는 국내산 흙연근을 구입하여 사용하였다.

대조군 시료 (NC)는 앙금 중 가장 흔하게 사용되는 백앙금을 제조하여 비교하였다. 이를 위해 국내산 백강낭콩을 구입하여 사용하였다. 앙금의 배합비는 연근첨가 0, 50, 100로 제조하여 분석에 활용하였다.

앙금 제조는 백강낭콩은 물에 12시간 침지한 다음 껍질을 제거하여 콩이 으깨질 때까지 삶은 후 사용하였으며, 연근은 껍질을 제거 후 물러질 때까지 삶은 후 핸드블랜더로 곱게 간 다음 60 mesh 체에 걸러 0, 50, 100%의 비율로 섞은 후 약한 불에서 10% 설탕과 전분을 첨가하여 농도를 맞추었다. 총 페놀 함량과 총 플라보노이드 함량 측정을 위해 앙금과 증류수를 1:1로 섞은 후 상층액을 여과하여 분석에 이용하였다.

Table 1. Fomula of sediment mixed with the addition of Lotus Roots

2.2 수분함량 분석

수분 함량은 상압 가열 건조법을 사용하여 유리 칭량병에 시료 5 g을 정확히 칭량한 후, 105 ℃로 조절된 건열기에 넣어 2시간 동안 가열하였다. 가열이 완료된 시료는 데시케이터에서 2시간 방냉 후 건조시료의 무게를 측정하였으며, 무게의 변화가 없을 때까지 건조와 방냉을 반복하였다. 이후, 수분 함량은 아래 식을 사용하여 계산하였으며, 실험은 3회 반복 수행 후 평균값을 산출하였다.

\(\begin{align}\text {수분함량}(\%)=\frac{\text { 건조 후 시료무게 }}{\text { 처음시료무게 }} \times 100\end{align}\)

2.3 pH 및 당도분석

당도측정은 시료와 물을 1:1로 동량 첨가하여 균질화 한 후 10,000 × g에 10분간 원심분리 후 상층액을 분리한 다음 디지털 당도계(AtagoPAL-1)를 이용하여 측정하였으며 실험은 3회 반복 수행하여 평균값을 산출하였다.

2.4 갈변화 분석

시료의 갈변화를 분석하기 위해서 시료 10 g을 증류수 100 mL과 섞어 10,000 × g에 10분간 원심분리 후 상층액을 활용하였다. ELISA reader(Sunrise, Tecan Co. Ltd)를 이용하여 420 nm에서 흡광도 측정하여 갈변화 정도를 측정하였다.

2.5 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량 분석

총 폴리페놀 함량 (Total polyphenol content, TPC) 은 Folins–Denis 방법[15]으로 측정하였다. 즉, 시료 1 mL를 취하여 DW 1 mL를 가하여 희석하고 1 N Folin-Ciocalteu 시약 2 mL를 가하여 실온에서 3분간 방치한 후, 10% Na₂CO₃ 용액 2 mL를 가하여 잘 섞은 후 상온에서 암실조건으로 방치하였다. 1시간 후 시료를 원심 분리시킨 다음(13,400 g, 5min) 상층 액을 취하여 ELISA reader (Sunrise, Tecan Co. Ltd.)을 사용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 페놀 함량은 gallic acid를 이용하여 작성한 표준곡선으로 mg/100 g garlic acid equivalents (GAE) 단위로 나타내었다.

총 플라보노이드 함량 (Total flavonoid content, TFC) 측정은 Davis 등의 방법[16]을 응용하여 실시하였으며 표준물질로 quercetin을 사용하였다. 96 well plate에 표준물질과 시료를 15 μL씩 분주하고 ethylene glycol 150 μL와 0.1 N NaOH 15 μL를 첨가하여 총 180 μL가 되도록 혼합하였다. 이를 상온에서 1시간 동안 반응시킨 후 ELISA reader (Sunrise, Tecan Co. Ltd.)를 이용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때 시료의 총 플라보노이드 함량은 quercetin의 농도에 따른 흡광도 값을 이용하여 mg/100 g quercetin equivalents (QE) 단위로 나타내었다.

3. 통계처리

모든 데이터의 통계처리는 SPSS Windows 14.0 (IBM, Chicago, IL, USA)을 이용하여 분석하였고 결과는 평균±표준편차 (SD)로 나타내었으며, 신뢰 수준 95% (p<0.05)에서 평균값들에 대해 유의성을 검증하였다. Duncan's multiple rangetest를 이용하여 각 시료간의 유의성 차이를 검증하였다.

4. 결과 및 고찰

4.1 연근첨가 앙금의 수분함량 분석결과

연근을 첨가하여 제조한 앙금의 수분함량 분석 결과는 Tab le 2와 같다. 수분함량은 연근의 함유량이 높아질수록 유의적으로 높게 나타나 수율은 통계적으로 낮은 것을 확인하였다. 연근의 보수력이 백강낭콩의 보수력보다 높은 것을 알 수 있는 결과이다. 동결건조 연근분말 첨가량에 따른 연근죽의 이화학적 특성을 분석한 최 등의 연구결과에서 연근분말 첨가량이 증가할수록 수분 결합력이 증가하는 것으로 나타났으며[17], 이는 전분입자 내부조직의 강도와 관련하여 입자의 무정형 영역에서 일어나는 반응으로 결정질 영역에 비해 무정형 영역이 많을수록 더 많은 수분이 흡수되는 것과 연관이 있는 것으로 풀이되며, 연근이 백강낭콩보다 무정형 영역이 많은 것으로 판단된다[18].

Table 2. Proximate yield of sediment mixed with the addition of Lotus Roots

1) Values are mean with standard deviation

2) a-c Values not sharing the same letter are significantly different from one another (p<0.05) by Duncan's multiple range test.

4.2 연근첨가 앙금의 pH 및 당도 분석결과

연근첨가 앙금의 pH 및 당도를 분석한 결과는 Table 3에 제시하였다. pH의 경우 연근의 함유율이 높아질수록 pH가 유의적으로 낮아지는 것으로 나타났다(0%; 6.21±0.03 < 50%; 5.88±0.02 < 100%; 5.22±0.02). 연근 분말을 첨가하여 제조한 수프의 품질특성 및 항산화 활성을 분석한 황 등의 연구[19]에서도 연근의 함유량이 높아질수록 pH가 낮아지는 유의미한 결과를 보여 본 연구와 동일한 결과를 확인할 수 있었다. 연근에는 malic acid, succinic acid, acetic acid 등 유기산을 다량 함유하고 있어 이와 같은 결과가 나타난 것으로 판단된다[20].

Table 3. pH and Total sugar contents of sediment mixed with the addition of Lotus Roots

1) Values are mean with standard deviation

2) a-c Values are significantly different from one another (p<0.05) by Duncan's multiple range test.

당도 분석 결과에서는 연근의 함유량이 높을수록 당도가 낮아지는 결과를 확인할 수 있었다. 백강낭콩만 첨가한 앙금은 13.60。Brix으로 가장 높은 당도를 보였으며, 백강낭콩과 연근을 50%씩 첨가한 앙금은 12.21。Brix, 100% 연근앙금은 1.82。Brix로 나타났다. 식품의약품안전처에서 제공하는 식품영양성분데이타베이스 자료[21]에 따르면 연근은 100 g 당 탄수화물의 함유량이 17.28 g, 과당 0.19 g, 자당 1.62 g, 으로 나타났으며 강낭콩은 탄수화물이 32.35 g, 과당 0.24 g, 자당 1.1 g, 포도당 0.32 g 으로 연근의 탄수화물 함유량이 낮은 것으로 나타났으며 당류에서도 낮은 수치를 보였다. 탄수화물은 앙금을 만드는 과정에서 일어난 호화반응에 의해 전분이 분해되어 당도가 높아진데 영향을 미친 것으로 사료되며, 탄수화물의 함량이 높은 백강낭콩이 연근에 비해 높은 당도를 나타낸 원인으로 풀이 된다.

4.3 연근첨가 앙금의 갈변화 분석결과

연근첨가 앙금의 갈변화 분석 결과는 연근의 함유량이 높을수록 갈변화가 많이 일어나는 것으로 나타났다(Table 4). 연근은 폴리페놀 화합물을 다량 함유하고 있어 껍질을 벗기거나 절단하는 경우 산화효소와 반응하여 갈변화가 쉽게 일어난다[19]. 뿐만 아니라 가열에 의한 비효소적 갈변반응에 의해 생성되는 carbonyl compounds의 작용과 앙금을 제조하는 농축 과정에서 당 성분의 변화에 의해 갈변화는 가속화 된다[22].

Table 4. Browning of sediment mixed with the addition of Lotus Roots

1) Values are mean with standard deviation

2) a-b Values are significantly different from one another (p<0.05) by Duncan's multiple range test.

4.4 연근첨가 앙금의 총 폴리페놀 (TPC) 및 총 플라보노이드 (TFC) 함량 분석결과

연근첨가 앙금의 총 폴리페놀 (TPC) 및 총 플라보노이드 (TFC) 함량 분석결과는 Tab le 5와 같다. TPC와 TFC 모두 백강낭콩 앙금에 비해 100% 연근첨가 앙금에서 높은 수치를 보였으며 유의적인 수준을 확인하였다. 연근분말을 첨가하여 제조한 죽의 TPC를 분석한 연구결과에서도 농도의존적으로 TPC가 높게 측정되었으며[17], 연근분말 첨가한 수프의 항산화활성 분석에서도 동일한 경향의 결과를 나타내어 본 연구결과와 일맥상통하는 것을 알 수 있었다[19]. 백강낭콩 앙금의 TPC 및 TFC가 낮게 분석된 이유는 앙금 제조과정에서 백강낭콩의 껍질을 제거하여 다량의 유효성분이 제거되었기 때문으로 풀이된다. 한국산 작두콩의 부위별 추출물 중 껍질 부분에서 가장 높은 활성을 보인 조 등의 결과[24]는 본 연구결과를 뒷받침 한다.

Table 5. Total phenol and Total flavonoid contents of sediment mixed with the addition of Lotus Roots

1) TPC; Total phenol content, TFC; Total flavonoid content

2) GAE means garlic acid equivalents

3) QE means quercetin equivalents

4) Values are mean with standard deviation

5) a-c Values are significantly different from one another (p<0.05) by Duncan's multiple range test.

본 연구는 연근을 활용하여 앙금의 제조 시 일반 백앙금과의 품질적인 특성 차이를 비교하고 항산화활성을 나타내는 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 분석함으로써 식품소재로서의 가능성을 확인하고자 하였다.

그 결과 백앙금과에 품질특성에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 오히려 당도에서는 백강낭콩 앙금보다 낮은 당도를 보여 저당식품으로서 활용 가능성을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량에서도 유의적으로 높은 함량을 확인하여 기능성 앙금 소재로 가능성이 있음을 알 수 있었다. 다만, 본 연구에서는 백앙금과의 차이를 분석하여 적앙금과의 차이점을 확인하지 못한 제한점이 있어, 향후 이에 대한 연구가 지속될 필요성이 있다.

5. 요약 및 결론

앙금은 전분을 가라앉혀 만든 식품으로 대부분 콩류를 활용하여 제조되고 있으며, 양갱과 같은 간식으로 활용하거나 간식류의 소로 활용된다. 최근 우리나라 식문화가 간식에 대한 관심이 높아지고 관련 산업이 발전하고 있어, 연근을 활용하여 앙금을 제조하고 이의 이화학적 특성을 분석하여 간식류의 소재로서 가능성을 확인하고자 하였다.

수율을 분석한 결과 연근의 함유량이 높아질수록 수분의 함유량이 유의적으로 높게 나타나 수율은 통계적으로 낮은 것으로 분석되었다.

pH와 당도를 분석한 결과 연근의 함유율이 높아질수록 pH가 유의적으로 낮아지는 것으로 나타났으며(0%; 6.21±0.03<50%; 5.88±0.02<100%; 5.22±0.02) 당도 또한 백강낭콩만 첨가한 앙금보다 연근만 첨가한 앙금이 유의적으로 낮은 것으로 나타나 백강낭콩만 첨가한 앙금은 13.60。Brix으로 가장 높은 당도를 보였으며, 백강낭콩과 연근을 50%씩 첨가한 앙금은 12.21。Brix, 100% 연근앙금은 1.82。Brix로 나타났다. 연근첨가 앙금의 갈변화 분석 결과는 연근의 함유량이 높을수록 갈변화가 많이 일어나는 것으로 나타났다. 항산화활성을 가지는 대표적인 성분인 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과, 두 지표 모두 백강낭콩 앙금에 비해 100% 연근첨가 앙금에서 높은 수치를 보였으며 유의적인 수준을 확인하였다.

연근을 활용하여 앙금의 제조 시 일반 백앙금과의 품질적인 특성 차이를 비교하고 항산화활성을 나타내는 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 분석한 결과, 품질적 특성에서는 백앙금과 큰 차이를 보이지 않았으나 당도에서는 오히려 감소한 결과를 보여 저당식품으로서의 가능성을 확인할 수 있었으며, 총 폴리페놀함량과 총 플라보노이드함량 분석에서도 백앙금에 비해 높은 결과를 보여 항산화활성에 유리할 것으로 판단된다.

본 연구는 연근을 활용하여 디저트의 부재료로서의 활용가치를 확인하기 위해 수행되었다. 결과를 통해 연근함유 앙금은 강낭콩을 활용한 백앙금에 비해 당함량이 적고, 항산화물질은 높은 것을 알 수 있었다. 이를 통해 연근의 다양한 디저트 부재료로서 활용 가치를 알 수 있는 계기가 되었다.

감사의 글

이 논문은 2023학년도 창신대학교 교내연구비에 의해 연구되었음(창신-2023-078).