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서 론
떡은 고대 청동기시대부터 우리나라의 전통음식으로 알 려져 있으며, 각종 행사, 무의, 절식 등에 이용되어 왔다 (Lim, 2011). 떡 종류는 만드는 방법에 따라 찌는 떡, 치는 떡, 빚는 떡, 지지는 떡, 삶는 떡으로 나뉜다(Jang & Park, 2007). 그 중 찌는 떡인 증편은 쌀가루에 막걸리를 첨가하 고 발효과정을 거치는데 소화 흡수가 용이하고 노화가 느 리며, 산도가 높아 여름철에도 상하지 않는다(Lee & Lee, 2012). 쌀은 우리나라 식량작물의 85%를 차지할 정도로 농업에서 중요하지만 매년 쌀 소비량은 감소하고 있다 (Kim et al., 2020). 소비시장의 다양화와 고령화 등 사회경 제적 여건 변화에 대응하여 다양한 쌀 가공식품 개발을 위 한 산업화가 필요하다(Jung, 2020). 식품공전의 분류 기준 에 따르면 쌀가공식품의 종류로는 과자류, 빵류, 떡류, 면 류, 즉석식품류, 주류, 음료류, 농산가공식품류, 당류, 조미 식품, 장류, 기타 식품류 및 기타가공품이 있다(MFDS, 2020). 2019년 업종별 가공용 쌀 소비 현황을 보면 주정 제조업의 쌀 소비량은 25.7%, 떡류 제조업은 23.7%, 도시 락 및 식사용 조리식품 제조업은 19.5%, 기타 곡물 가공 품 제조업은 7.5%를 차지했다(KREI, 2021). 증편의 재료 인 쌀가루와 막걸리는 쌀 가공품을 활용하고 재료의 대부 분을 차지하므로 증편 개발은 쌀 소비를 촉진하는데 기여 할 수 있다. 떡은 재료를 다양하게 첨가할 수 있어 영양학 적으로 우수한 식품이 될 수 있으며, 부재료로부터 부여되 는 고유의 색상과 다양한 모양으로 성형할 수 있다. 증편 에도 다양한 부재료를 첨가한 연구가 진행중인데 복분자 (Choi & Seo, 2012), 산수유(Jung et al., 2020), 파프리카 (Jung et al., 2004), 강황(Shin & Joung, 2018), 양배추(Kim & Yang, 2010), 로즈마리(Kang et al., 2006), 더치커피 추출물(Lee & Kim, 2019), 자색고구마(Choi & Chung, 2017), 비트(Jeong et al., 2014), 타피오카(Yoo & Shim, 2006) 등 품질특성과 기능성을 평가한 선행연구가 있다.
우리나라에는 다래(A. arguta), 개다래(A. polygama), 섬 다래(A. rufa), 쥐다래(A. kolomikta) 등 4종류가 분포하고 토종다래(Actinidia arguta)는 다래나무과(Actinidiaceae) 다 래나무속(Actinidia)에 해당한다(Kim et al., 2003). 다래는 우리나라를 비롯하여 중국과 일본 등에 자생하며, 내한성 이 강하여 hardy kiwifruit이라고도 한다(Park et al., 2007). 키위는 내한성이 약해 재배지역이 한정되어 있으나 다래는 내한성과 내병성이 강하여 우리나라에서는 친환경적인 재 배가 가능하다(Kim et al., 2014). 다래는 키위보다 과실의 크기가 작으나 과피가 얇고 털이 없으며 부드러워 껍질째 식용이 가능하고 당도가 높아 기호성이 좋으며 무기질과 비타민 C의 함량이 높다(Connie et al., 2008;Park et al., 2011). 그러나 토종다래는 맛이 가장 좋을 때 과실이 쉽게 손상되어 과실의 질이 떨어지므로 상품의 판매 및 유통이 어려우며 저장 및 유통기간이 짧은 단점이 있다. 토종다래 를 활용한 연구로는 곤약젤리(Kim, 2022), 머핀(Kim et al., 2022)과 막걸리(Park et al., 2013) 등이 있으며 더 다 양한 연구가 필요하다. 섭취 편의성과 기능성이 우수함에 도 활용도가 낮은 토종다래를 식품 가공 활성화와 저장 및 유통기간이 짧은 문제점을 해결하기 위하여 가공제품으로 의 개발이 필요하다.
이에 본 연구에서는 토종다래를 우리나라 전통음식인 증 편에 첨가하여 품질특성과 항산화 활성을 평가해 증편의 영양학적 가치를 향상시키고 고부가가치 식품소재로서 토 종다래의 활용도를 높이고자 하였다.
재료 및 방법
본 연구에 사용된 토종다래는 2020년 9월 강원도 인제 군에서 구입하여 사용하였다. 토종다래를 깨끗하게 세척한 뒤 동결건조(MCFD 8505, Ilshin Bio Base Co., Yangju, Korea)하였다. 동결건조한 토종다래는 분쇄기(HMF-3100S, Hanil, Seoul, Korea)를 이용하여 분말을 만들었고 50 메시 (mesh)에 통과시킨 후 -40°C 냉동고에 보관하며 시료로 사 용하였다. 멥쌀가루(Chamsae bangasgan, Seoul, Korea), 소 금(Chungjungone, Seoul, Korea), 설탕(Qone, Seoul, Korea), 막걸리(Jangsoo Makgeolli, Seoul Jangsoo Co., Jincheon, Korea)를 실험재료로 사용하였다.
토종다래 분말 첨가 증편의 제조 방법은 선행연구(Kang et al., 2006)를 참고하여 여러 번의 예비실험을 통하여 설 정하였다. 토종다래 분말 첨가 증편의 배합비는 Table 1과 같으며 쌀가루 100 g 기준에서 토종다래 분말을 0% (J1), 2.5% (J2), 5% (J3), 7.5% (J4), 10% (J5)의 비율로 첨가한 후 막걸리, 물, 설탕, 소금을 넣어 반죽하였다. 반죽은 incubator (IB-600M, Jeio Tech Co., Daejeon, Korea)에서 37°C, 4시간 동안 1차 발효시킨 다음 교반하고 가스를 제 거하였다. 2차 발효를 37°C에서 1시간 동안 진행하고 가스 를 제거한 뒤, 반죽 30 g씩을 각 증편 틀(밑지름 3.8 cm, 윗지름 4.5 cm, 높이 2 cm)에 배분 한 후 김이 오른 찜통 에서 15분간 가열하였다. 불을 끈 후 5분간 뜸을 들여 증 편을 마무리하고 꺼낸 후 실온에서 2시간 방냉하여 시료로 사용하였다.
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토종다래 분말을 첨가한 증편 10 g에 10배의 증류수를 넣고 3분간 균질화(Bagmixer 400P, interscience, Saint Nom, France)하고 여과하여 여과액을 실험에 사용하였다. pH 측정은 pH meter (F-51, HORIBA, Kyoto, Japan)를 이 용하였고 당도는 당도계(PAL-1, ATAGO Co., Tokyo, Japan)를 사용하였다.
토종다래 분말 첨가 증편의 색도는 증편의 표면을 색차 계(CR-300, Minolta Co., Osaka, Japan)로 L값(lightness, 명도), a값(redness, 적색도), b값(yellowness, 황색도)를 측 정하여 나타내었다. 측정 시 사용한 표준 백색판의 L, a, b 값은 97.26, -0.07, 1.88이었다.
증편의 조직감 측정은 texture analyzer (TA-XT2, Stable Micro System Co., UK)를 사용하였고 texture profile analysis (TPA)로 측정하였다. 측정조건은 probe compression plate 75 mm, pre-test speed 2.0 mm/sec, test speed 1.0 mm/sec, post-test speed 1.0 mm/sec, distance 5.0 mm, test time 2.00 sec, trigger force 5.0 g으로 하였다. 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness)을 10회 반복 측정한 후 평균과 표준 편차로 표시하였다.
토종다래 분말 첨가 증편의 내부 구조를 관찰하기 위해 서 각 증편을 deep freezer에 -40°C로 저장한 후 가로 ×세 로 0.3 cm, 두께 0.1 cm로 절단하고 동결건조하였다. 각 증 편을 holder에 carbon tape로 고정시킨 후 platinum coating (Cressington Scientific Instruments, Watford, UK)을 하고, FE-SEM (JSM-7600F, Jeol, Tokyo, Japan)으로 15 kv 가속 전압에서 배율 50배로 증편의 내부 구조를 관찰하였다.
토종다래 분말 첨가 증편의 항산화 활성을 측정하기 위 해 증편 10 g을 취하여 10배 분량의 70% 에탄올을 넣고 균질화 하였다. 그 후 shaking incubator (SI-900R, JELO Tech., Suwon, Korea)에서 25°C, 100 rpm 조건으로 24시간 추출한 후 여과하여 시료로 사용하였다.
토종다래 분말 첨가 증편의 총 폴리페놀 함량은 Folin- Ciocalteu 방법(Siwan & Hillis, 1959)에 준하여 측정하였으 며, 표준물질은 gallic acid로 검량선을 작성하여 값을 구하 였다. 토종다래 첨가 증편의 추출물 150 μL에 증류수 2,400 μL, 2 N Folin-Ciocalteu (Sigma Chemical Co., St.Louis, MO, USA)시약 50 μL를 시험관에 넣고 교반한 후 반응시킨 뒤 1 N sodium carbonate (Na2CO3, Duksan Pharmaceutical Co., Ansan, Korea) 300 μL를 가하여 2시간 동안 어두운 곳 에서 반응시켰다. 그 후 UV/VIS spectrophotometer (T60UV, PG Instruments Ltd., Wibtoft, England)로 725 nm에서 측 정하였다.
DPPH 라디칼 소거활성은 Blois (1958)방법을 이용하여 측정하였다. 토종다래 첨가 증편의 추출믈 3mL에 D PPH solution (1.5 × 10-4 M) 1mL를 넣어 교반한 후 실온에서 30분간 암소에 방치 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
결과 및 고찰
토종다래 분말 첨가 증편의 수분함량 결과는 Table 2와 같다. 증편의 수분함량은 대조구 53.33%이었고, 첨가군 49.94-50.23%로 토종다래 분말의 첨가량이 증가할수록 낮 아졌고 첨가군 내에서는 유의적 차이가 나타나지 않았다 (p<0.05). 본 실험에서 사용된 증편 재료의 수분함량 측정 결과 동결 건조한 토종다래 분말은 4.55%, 습식 쌀가루는 37.10%으로 측정되었다. 습식 쌀가루보다 수분함량이 낮은 토종다래 분말이 증가함에 따라 수분함량은 낮아져 배합이 일정한 상태에서 토종다래의 수분 흡수력의 영향으로 수분 이 감소된 것으로 판단된다. Lee (2020)는 마끼베리 분말 첨가한 증편의 수분함량도 첨가량에 따라 유의적으로 감소 하여 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다.
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토종다래 분말 첨가 증편의 pH 결과는 Table 2에 나타 내었다. 토종다래 분말 첨가 증편의 pH는 3.95-4.82로 토 종다래 분말이 첨가량이 증가될수록 pH는 낮아졌다 (p<0.001). 증편에 사용한 재료의 쌀가루 pH는 4.04, 토종 다래 분말 pH는 3.50으로 쌀가루보다 토종다래 분말의 pH 가 낮았다. 토종다래의 유기산 중 citric acid, quinic acid, malic acid은 각 0.54-1.37, 0.51-0.73, 0.10-0.30 g/100 g 함 량으로 알려져있다(Nishiyama et al., 2008). 토종다래의 유 기산 성분에 기인하여 첨가량이 증가할수록 증편의 pH가 낮아졌다고 생각된다. pH 4-5는 내산성 미생물인 효모와 젖산균을 제외한 잡균, 병원성 세균의 성장을 억제할 수 있어 토종다래 증편도 pH가 낮으므로 저장성이 높아질 것 이라 기대된다(Sim et al., 2018).
토종다래 분말 첨가 증편의 당도 측정 결과는 Table 2와 같다. 대조구 11.00 Brix°, 첨가군 13.00-18.00 Brix°로 토종 다래 분말 첨가량이 증가할수록 당도가 높아졌다(p<0.001). 증편의 재료로 사용된 토종다래 분말의 당도는 7.00 Brix° 이었고, 쌀가루는 측정되지 않았다. 토종다래 품종에 따라 fructose, glucose, sucrose, maltose의 유리당이 함유되었다 고 확인되었다(Jin et al., 2014). 토종다래는 당도가 높은 과일로 8.20-16.57 Brix° 범위로 평균 10.11Brix°이었다 (Kim et al., 2017). 토종다래를 첨가한 곤약젤리(Kim, 2022)에서도 본 연구와 같이 첨가량이 늘어남에 따라 당도 가 높아졌다.
토종다래 분말 첨가 증편의 색도 측정 결과는 Table 3에 나타내었다. 명도를 나타내는 L값은 63.49-76.25로 토종다 래 분말 첨가량이 증가할수록 감소하였다(p<0.001). 적색도 를 나타내는 a값은 대조구 -1.94, 첨가군 -3.73 - -3.22으로 토종다래 분말 첨가량이 증가할수록 낮아졌다(p<0.001). 토 종다래에는 클로로필이 함유되어 녹색을 나타내기 때문에 음(-)의 값을 나타내었다(Nishiyama et al., 2005). 황색도를 나타내는 b값은 대조구 5.33, 첨가군은 13.86-25.12으로 대 조구에 비해 첨가군이 높은 값을 보였고, 토종다래 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높아졌다(p<0.001). 새싹 귀리 분말 첨가 증편(Cha, 2021), 말차 첨가 증편(Jung et al., 2005)과 연잎분말 첨가 증편(Kim & Park, 2010)에서 도 부재료 분말이 녹색을 나타내므로 증가할수록 L값은 감소하였고, 적색도 a값은 음의 값을 나타내어 녹색을 나 타내었으며, b값은 첨가할수록 대조구보다 높은 값을 보여 본 연구결과와 같았다.
토종다래 분말 첨가 증편의 조직감 측정 결과는 Table 4 와 같다. 증편의 조직감은 발효과정 중에 일어나는 반죽 성분 간의 상호작용과 발생되는 이산화탄소의 팽압에 의 한 반죽의 팽창과 성형 후 가열과정에서 성분들 사이의 가열 변성에 의해 망상조직이 형성되어 부드러운 질감이 생긴다(Kang & Choi, 1993). 증편은 떡 조리 방법 중 발 효과정을 거치는데 다공질의 조직을 가지게 되어 글루텐 형성능을 지닌 밀가루로 만드는 빵과 매우 비슷한 조직감 을 가지게 된다(Lee & Kim, 2018). 경도는 증편의 단단한 정도를 나타내는데 대조구 982.63 g, 첨가군 758.57-859.83 g으로 토종다래 분말의 첨가량이 증가할수록 부드러워졌다 (p<0.001). 천년초 분말을 첨가한 증편(Cho et al., 2007)과 뽕잎 분말 첨가 증편(Nam et al., 2004)에서도 분말을 첨 가함에 따라 경도가 감소하여 본 연구와 유사한 결과를 보 였다. Park (2005)은 수용성 식이섬유 및 점질성 다당류의 강한 수분 결합력에 의해 펙틴, 알긴산 분말을 첨가한 증 편 조직의 경화를 방지한다고 하였다. 토종다래 품종에 따 라 펙틴의 양은 2.17-3.30% 함유되어 있어 토종다래 증편 도 경도가 낮아졌다고 판단된다(Wojdyło et al., 2017). 부 착성은 대조구의 경우 -246.35이었고, 첨가군은 -240.73 - -163.40으로 토종다래 분말의 첨가량이 증가할수록 높아졌 다(p<0.001). 증편을 씹을 때 반동되는 성질을 나타내는 탄력성은 0.87-0.93%로 토종다래 분말 첨가 증편의 첨가 군에서 첨가량이 증가할수록 높아졌다(p<0.05). 씹힘성은 596.61-769.14 g으로 측정되어 토종다래 분말 첨가량이 증 가할수록 낮아졌다(p<0.01). 응집성은 0.84-0.85%로 유의적 인 차이가 없어 토종다래 첨가로 인해 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 토종다래 분말 첨가량이 증가할수록 부 착성과 탄력성은 높아졌고 경도, 씹힘성은 낮아졌으며 응 집성에는 영향을 미치지 않았다. 토종다래 분말 첨가를 통 해 비교적 부드러운 증편 제조의 가능성을 확인할 수 있었 다. 식품의 물성은 재료의 종류와 배합 비율, 부재료의 첨 가와 조리 과정, 겔화제 등에 의해 많은 영향을 받으며 이 러한 다양한 요인으로 인해 식품의 조직감에서 차이가 생 기게 된다(Kim & Lee, 2022).
토종다래 분말 첨가 증편의 기공 분포와 형태 및 크기를 관찰하기 위해 주사전자현미경을 이용하여 비교한 결과는 Fig. 1과 같다. 대조구의 경우, 기공의 크기가 작았으나 토 종다래 분말 2.5% 첨가한 증편과 5% 첨가한 증편까지는 기공의 크기가 커지고 일정한 형상을 보였다. 이러한 증편 의 망상구조는 발효과정에서 형성되며, 발효가 진행되면서 미생물들에 의해 쌀 단백질 사이의 상호작용에 의한 것으 로 밀단백질인 글루텐이 나타내는 망상구조와 유사한 성질 을 보인다고 하였다(Kang & Kang, 1996). 토종다래 첨가 식물성 머핀의 미세구조 측정결과, 대조구는 기공이 균일 하고 큰 기공이 보이지 않았지만 토종다래 분말을 첨가하 면 글루텐 형성 능력이 떨어져 단백질 매트릭스 형성을 방 해하고 구조를 약화시켜 큰 기공이 생성되고 단면은 거칠 어졌다고 보고하였다(Kim et al., 2022). 본 연구에서도 10% 첨가구에서 기공의 크기가 커지면서 기공의 합쳐지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 발효 과정 중 산, 알코올, 휘 발성 향기가 생성되며 단백질 막은 탄산가스를 포집하고 증기에 의해서 팽창을 하게 되는데 쌀 단백질이 밀 단백질 에 비해 더 신축성과 탄력성의 부족으로 기공은 크고 균일 하지 않다고 하였다(An et al., 2002;Chung et al, 2005). 토종다래 분말 첨가 증편은 10% 첨가 시 기공이 불규칙해 지는 것은 쌀 전분구조의 신축성과 탄력성이 부족하다고 생각된다. 뽕잎 분말 첨가 증편(Nam et al., 2004)과 천년 초 분말 첨가 증편(Cho et al., 2007)의 표면에서도 부재료 첨가량이 증가할수록 기공이 불규칙해지며 크기가 커져 본 연구와 유사한 경향을 보였다.
토종다래 분말 첨가 증편의 항산화 활성은 Table 5에 나 타내었다. 총 폴리페놀 함량은 대조구 23.35 mg GAE/100 g, 첨가군 25.39-34.94 mg GAE/100 g으로 토종다래 분말의 첨가량이 증가할수록 증편의 총 폴리페놀 함량이 높아졌 다(p<0.001). DPPH 라디칼 소거 활성은 대조구 19.60%, 2.5% 첨가구 43.96%, 5% 첨가구 75.18%, 7.5% 첨가구 86.72%, 10% 첨가구 93.68%로 토종다래 첨가량이 증가할 수록 증편의 D PPH 라디칼 소거능이 높아졌다(p<0.001). 토종다래에는 gallic acid, chlorogenoc acid, tannic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, caffeic acid, (+)-catechin, (−)- epicatechin, rutin과 quercetin 등이 들어있어 항산화 활성에 영향을 끼쳤다(Kim et al., 2009;Latocha et al., 2010). 토 종다래 껍질은 과육보다 훨씬 높은 페놀 함량으로 토종다 래는 껍찔째 먹기 때문에 높은 항산화 활성을 기여한다 (Latocha et al., 2015). 토종다래 분말이 첨가되었을 때 항 산화 활성이 높아지므로 기능성 증편으로서의 효과를 기대 할 수 있을것이다.
요 약
본 연구는 우리나라 전통 식품인 증편에 토종다래를 첨 가하여 기능성을 강화한 토종다래 증편을 제조하여 이용가 능성을 높이고자 실시하였다. 토종다래 분말을 쌀가루 대 비 0%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10% 비율로 첨가하여 항산화 활성과 품질특성을 평가하였다. 토종다래 분말을 첨가한 증편의 수분함량과 pH는 첨가량이 증가할수록 감소하였고 당도는 높아졌다. 색도 측정결과, 명도인 L값과 적색도인 a값은 토종다래를 첨가할수록 낮아졌고 황색도인 b값은 토 종다래 분말을 첨가할수록 높아졌다. 조직감은 토종다래 분말 첨가량이 증가할수록 부착성과 탄력성은 높아졌고, 경도, 탄력성, 씹힘성과 검성은 낮아졌으며 응집성은 유의 적 차이를 보이지 않았다. 전자현미경 분석에서 토종다래 의 첨가량이 증가할수록 무첨가군에 비해 기공의 갯수가 늘어나고, 10% 첨가군에서는 기공과 기공이 합쳐지는 형 상을 보였다. 총 폴리페놀 함량과 D PPH 라디칼 소거활성 측정 결과 증편에 토종다래 분말이 많아질수록 항산화 활 성이 높아져 기능성 식품으로 증편의 개발 가능성을 확인 하였다. 본 연구 결과 토종다래와 쌀의 소비활성화가 기대 되며 기능성을 고려한 기호식품으로 활용될 수 있는 우리 나라 전통 가공식품의 개발가능성을 확인하였다.
