Antioxidant Activities of Brussels Sprouts Powder and Its Application to Pork Patties on the Physicochemical Properties and Antioxidant

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방울양배추의 항산화 효과 및 방울양배추 가루를 첨가한 돈육패티의 냉장저장 중 이화학적 성상 및 항산화 효과

김하은․진구복 전남대학교 동물자원학부

Antioxidant Activities of Brussels Sprouts Powder and Its Application to Pork Patties on the Physicochemical Properties and Antioxidant

Activity during Refrigerated Storage

Ha Eun Kim and Koo Bok Chin

Department of Animal Science, Chonnam National University

ABSTRACT The study examined the antioxidant activity of 80% ethanol (BSE80), pure ethanol (BSE), and water extracts (BSW) of Brussels sprouts (BS). The total phenolic contents (TPCs) of the BSE and BSE80 extracts were similar at 2.86 and 3.23 g/100 g, respectively (P>0.05). The TPC of BSW was 1.35 g/100 g, which showed the lowest value among the treatments (P<0.05). The 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity of the BSE80 extract at 0.1% was lower than that of ascorbic acid (AA), but higher than those of the other treatments (P<0.05). On the other hand, the BSE extract showed higher DPPH radical scavenging activity than the other treatments from 0.25 to 1.0% (P<0.05). The BSW and BSE80 extracts exhibited higher iron chelating ability (ICA) than the BSE extract (P<0.05), but lower than the reference, EDTA (P<0.05) at 0.1 to 0.5%. The ICAs of the BSE and BSE80 extracts was comparable with those of EDTA at a 1% concentration (P>0.05). The reducing power of BSW, BSE, and BSE80 were 0.52∼1.87, 0.23∼1.99, and 0.52∼2.07, respectively, which were lower than that of AA (P<0.05).

Pork patties were manufactured with 0.25, 0.5, and 1.0% BSE80 powder and 1.0% BS powder, and the physicochemical properties and antioxidant activity of pork patties were measured. The addition of BSE80 to the pork patties decreased the lightness value (P<0.05), and those with the 1% BSE80 and 1% BS powder showed the lowest redness values among the treatments (P<0.05). The yellowness values of pork patties increased with increasing amount of BS (P<0.05).

The thiobarbituric acid reactive substance and peroxide values of the pork patties with BS were lower than those of the control from 3 days of storage (P<0.05). In conclusion, the BSE80 extract shows high antioxidant activity and can be used as a natural antioxidant in meat products during storage.

Key words: antioxidant activity, Brussels sprouts, physicochemical properties, pork patty

Received 27 March 2018; Accepted 2 July 2018

Corresponding Author: Koo Bok Chin, Department of Animal Science, Chonnam National University, Gwangju 61186, Korea E-mail: [email protected], Phone: +82-62-530-2121

서 론

경제발전에 따라 소비자들은 먹거리 선택에 있어서 맛뿐 만이 아닌 건강까지 고려하는 똑똑한 소비를 지향하고 있다 (1). 이러한 추세에 따라 영양적으로 우수한 고품질 제품에 대한 소비자들의 욕구가 늘어나면서 합성화합물이 아닌 천 연물질을 이용한 식품의 응용연구가 활발하게 이루어지고 있다(2).

육제품에 대한 소비자의 선택이 양보다는 질을 높이는 브 랜드육 상품의 개발이 활발하게 이루어지고 있다(3). 따라서 이러한 추세에 맞춰 항산화 활성과 같은 기능성이 강화된 육

제품을 제조하는 것이 새로운 육제품 시장에 활로를 개척하 는 데 영향을 미칠 수 있다. 육제품의 지방 산화는 육제품에 들어있는 지방의 변패로 지질산화물이 생겨 향미, 이취, 조 직감, 색 변화 등의 품질 저하를 초래한다. 이러한 지질 산화 에 의한 육제품의 품질 저하를 예방하기 위해 항산화제를 첨가하는 연구가 이루어지고 있어 로즈마리 분말과 김치 분 말(4), 마 추출물(5), 버찌 추출물(6), 아로니아 분말(7) 등의 천연물질에 들어있는 항산화 물질을 찾아내어 육제품에 첨 가함으로써 지방 산화를 방지하고 합성 항산화제를 대체하 여 저장성을 증진하는 연구가 활발히 이루어지고 있다(8,9).

방울양배추(Brassica oleracea var. gemmifera)는 벨기 에의 브뤼셀에서 처음으로 재배되기 시작하여 19세기 이후 전 유럽으로 전파된 식물로 양배추보다 유연하고 맛과 품질 이 우수하며 내한성이 강하고 저장성이 좋아 채소가 부족해 지기 쉬운 겨울철에 많이 이용된다(10). 방울양배추는 십자

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화과 채소로 네 개의 꽃과 잎이 십자 모양을 이루고 있다.

십자화 채소는 β-carotene, rutin과 같은 페놀성 화합물과 섬유소, 각종 비타민류를 풍부하게 함유하고 있으며(11), 십 자화 채소의 종류에는 양배추, 무, 브로콜리 등이 있다. 십자 화 채소 중 방울양배추는 항산화 능력이 뛰어나며, 특히 폴 리페놀 화합물과 비타민 C의 함량이 높아 일반 양배추보다 비타민 C의 함량이 더 많이 들어있으며 미론산 칼륨과 식이 섬유가 뛰어나 항산화 능력과 항암 기능에 효과가 있는 식품 이다(12,13). Jaiswal 등(14)은 방울양배추를 에탄올, 메탄 올, 아세톤을 용매로 추출하여 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능 활성도를 측정하였으며, Sikora 등(12)과 Olivera 등(15)은 데치거나 얼리는 등의 방울양배 추의 상태에 따른 비타민 C 함량과 항산화 활성도를 측정하 였다. 이러한 높은 항산화 활성에도 불구하고 방울양배추와 관련된 연구 중에 육제품에 적용한 연구는 미비한 실정이다.

따라서 본 연구는 국내 나주지역에서 재배한 방울양배추를 분말화한 후 여러 용매로 농도별 돈육패티에 적용함으로써 저장 중 품질특성에 미치는 영향을 연구하였다.

재료 및 방법

공시재료 및 기능성 물질 추출

본 연구에 쓰인 방울양배추는 전라남도 나주에서 재배된 것을 구입한 것으로 사용하였으며, 벌레 및 상한 부분을 다 듬어 잘게 썰어 60°C dry oven에서 건조한 후 1:20(w/w)의 비율로 용매로 추출했다. 용매 추출은 물, 에탄올, 80% 에탄 올(v/v)로 4°C에서 24시간 추출하여 여과지로 여과한 후 3,000 rpm에 5분간 원심분리 하였다. 여과지(Whatman #41, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK)를 이용해 상등액 을 여과하여 여과물을 농축시킨 후 -50°C에서 7 mm Torr 압력 하에 동결건조를 실시했다. 이후 얻은 분말을 이용하여 실험을 진행했다.

총 페놀성 화합물

동결 건조시킨 방울양배추의 총 페놀성 화합물 함량은 Lin과 Tang(16)의 방법을 이용하여 측정하였다. 물과 에탄 올, 80% 에탄올(v/v) 추출물을 1%로 희석한 시료 용액 0.1 mL와 증류수 2.8 mL를 배합한다. 2%-Na₂CO₃(sodium car- bonate) 2 mL와 50% Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 0.1 mL를 첨가하여 30분 동안 상온에서 보관한 후 750 nm 에서 흡광도를 측정하여 그 결과를 gallic acid를 기준으로 하여 표준곡선(r²=0.99)을 나타낸 후 각 처리구의 페놀성 화합물 함량의 결과 값을 계산하였다.

DPPH 라디칼 소거능

DPPH에 대한 전자공여능은 Huang 등(17)의 방법에 따 라 측정하였다. 물과 에탄올, 80% 에탄올에 각각 농도별(0, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0%)로 희석시킨 시료 2 mL와 DPPH(0.2

mM in methanol) 0.5 mL를 혼합한 후 실온에서 30분간 암실에서 반응시킨다. 그 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였 다. 참조구로는 ascorbic acid를 사용하였고 DPPH 라디칼 소거능을 아래 계산식에 대입하여 그 결과 값을 산출하였다.

DPPH radical scavenging activity (%)=(1－A/B)×100 A: 시료 첨가 시의 흡광도

B: 시료 무첨가 시의 흡광도

철 이온 흡착력

Le 등(18)의 방법을 이용하여 동결 건조시킨 방울양배추 의 철 이온 흡착력을 측정하였다. 추출된 방울양배추 분말을 물과 에탄올, 80% 에탄올에 농도별(0, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0

%)로 각각 알맞게 희석시킨 후 희석된 시료를 0.5 mL와 FeCl2(0.6 mM in water) 0.1 mL, 메탄올 0.9 mL를 혼합한 다음 5분 동안 상온에서 반응시켰다. 그다음 ferrozine(5 mM) 0.1 mL를 혼합물에 첨가한 후 10분 동안 상온에서 반응시켰다. 혼합물을 562 nm에서 흡광도를 측정하였으며 참조구는 Na₂ ethylenediaminetetraacetic acid･2H₂O (EDTA)를 이용했다.

Iron chelating ability (%)=(1－A/B)×100 A: 시료 첨가 시의 흡광도

B: 시료 무첨가 시의 흡광도

환원력

각 추출물에 따른 농도별 방울양배추의 환원력을 측정하 기 위해 Huang 등(17)의 방법에 따라 진행했다. 동결 건조 시킨 방울양배추를 물, 에탄올, 80% 에탄올에 농도별(0, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0%)로 각각 희석한 후 시료 2.5 mL, 200 mM sodium phosphate buffer(pH 6.6) 2.5 mL와 potas- sium ferricyanide(10 mg/mL) 2.5 mL를 혼합하여 50°C 오븐에서 20분간 배양하였다. 배양 후 TCA 시약(100 mg/

mL) 2.5 mL를 첨가하고 2,000 rpm에서 10분간 원심분리 하였다. 원심분리 한 시료를 2.5 mL씩 test tube에 옮기고 증류수 2.5 mL를 넣어 혼합하였다. 마지막으로 ferric chloride(1 mg/mL) 0.5 mL를 혼합한 후 10분간 실온에 보관하였다. 흡광도 측정은 700 nm에서 진행되었다. 참조 구로 ascorbic acid를 사용하였다.

분쇄육 제조 및 평가

방울양배추를 첨가한 돈육패티 제조를 위해 사용된 돈육 은 삼호축산(광주, 한국)에서 구입한 국내산 후지를 사용했 으며 결체조직과 지방을 제거한 후 만육기(Meat chopper, M-12S, 한국후지공업주식회사, 경기, 한국)를 사용하여 분 쇄하였다. 분쇄한 시료와 첨가물을 혼합기(EF20, Crypto Peerless, Birmingham, UK)를 이용하여 혼합한 후 혼합한 시료를 만육기를 사용하여 재균질화 작업을 하였다. 재균질 화된 시료를 70 g씩 분할한 후 페트리디쉬를 이용하여 패티 를 제조하였다. Table 1의 제조배합비로 패티에 각각 80%

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Table 1. The formulation of pork patties with 80% ethanol extract of Brussels sprouts powder

Ingredient (%) Treatment

CTL¹⁾ REF²⁾ BSE80-0.25³⁾ BSE80-0.5⁴⁾ BSE80-1.0⁵⁾ BSP-1.0⁶⁾ Raw meat

Fat Salt

Ascorbic acid

Brussels sprouts extract

78.5 20.0 1.50

−

78.5 20.0 1.50 0.10

−

78.5 20.0 1.50

− 0.25

78.5 20.0 1.50

− 0.50

78.5 20.0 1.50

− 1.00

78.5 20.0 1.50

− 1.00

Total 100.0 100.1 100.25 100.5 101.0 101.0

1)CTL: control patty.

2)REF: reference patty with ascorbic acid 0.10%.

3)BSE80-0.25: treatment patty with 80% ethanol extracted Brussels sprouts powder 0.25%.

6)BSP-1.0: treatment patty with Brussels sprouts powder 1.00%.

에탄올(v/v)로 추출한 방울양배추(BSE80) 0, 0.25, 0.5, 1.0%와 방울양배추 분말(BSP) 1.0%를 각각 첨가하여 제조 하였으며, 참조구는 ascorbic acid(AA)를 0.1% 첨가하였 다. 성형한 돈육패티는 폴리스티렌 상자에 담아 4°C에 0, 3, 7, 10, 14일의 저장기간에 따른 지방산패도 측정을 위해 thiobarbituric acid reactive substances(TBARS)와 peroxide values(POV) 실험을 진행했으며 일반성분 검사와 미 생물 검사 실험을 실시하였다.

pH 측정

패티의 pH 측정은 패티의 표면에 pH-meter(MP-120, Mettler-Toledo, Schwerzenbach, Switzerland)를 꽂아 측정하였다. 이때 pH의 측정값은 5회 반복 측정한 값을 평 균으로 환산하여 나타내었다.

일반성분 검사

방울양배추의 돈육패티의 일반성분 검사는 AOAC(19) 방법을 이용하여 수분, 지방, 단백질 함량을 측정하였다. 수 분 함량 측정은 dry oven법을 이용했으며, 단백질은 Kjel- dahl법으로, 지방은 soxhlet을 이용하여 진행하였다.

육색도 측정

육색도 측정은 color 측정기(CR-10, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 패티의 표면을 6회 반복 측정한 결과 값 을 평균내어 명도(L*, lightness), 적색도(a*, redness), 황 색도(b*, yellowness) 값을 측정하였으며, 이때 사용한 표 준색판의 L값은 92.4, a값은 1.90, b값은 0.70이었다.

지방산패도(TBARS)

돈육패티의 지방산패도 측정은 Shinnhuber과 Yu(20)의 방법을 이용하여 측정하였다. TBARS는 TBA 시약과 붉은 색으로 반응하는 malondialdehyde(MDA)의 색차로 지방산 패도를 측정하는 것으로 균질화시킨 시료 2 g을 유리튜브에 넣어 항산화 용액(BHT+BHA+glycerol+Tween20)을 3 방울 넣어 실험 중 진행되는 산화를 방지하였다. 그다음 thi-

obarbituric acid/trichloroacetic acid 혼합용액을 넣고 균 질화시킨 후 항온수조 100°C에서 30분간 시료들을 가열하 였다. 가열 후 반응물들을 상온에서 냉각시킨 후에 시험관에 클로로포름 5 mL와 시료의 상층액 5 mL를 균질화하여 3,000 rpm에서 5분간 원심분리 하였다. 그 후 다른 튜브에 petroleum ether 3 mL와 원심분리 한 시료 3 mL를 혼합하 기 위하여 1분간 vortexing을 한 후 3,000 rpm에 10분 동안 원심분리 하였다. 원심분리 후 샘플들을 UV-분광광도계를 사용하여 532 nm에서 흡광도를 측정하였다. TBARS의 결 과 값은 다음 식에 대입하여 산출하였다.

TBARS value (mg of MDA/kg of sample)＝

(O.D.값×9.48)/ 시료 무게(g)

과산화물가(POV)

돈육패티의 과산화물가 측정은 Shantha와 Decker(21) 의 방법으로 실시하였다. 시료 각 0.3 g씩 시험관에 담아 클로로포름과 메탄올(1:1, v/v)을 10 mL씩 각 시료에 담긴 유리튜브에 넣어 균질화한 후에 원심분리 튜브에 옮겨 0.5%

NaCl 3.08 mL를 시료와 혼합한 다음 30초간 vortexing을 하였다. 3,000 rpm에서 5분간 원심분리를 진행하고 원심분 리 후 튜브 아래쪽에 가라앉은 용액 2 mL를 금속바늘이 달 린 유리주사기로 15 mL 실험관에 옮겨 담은 뒤 1.33 mL의 클로로포름과 메탄올(1:1, v/v)을 시료가 담긴 15 mL의 시 험관에 담고 ammonium thiocyanate 시약과 ferrous iron chloride 시약을 각각 25 μL 첨가하였다. 그 후 상온에서 20분간 배양을 하여 500 nm에서 흡광도를 측정하였으며 POV값은 아래 식에 근거하여 산출되었다.

POV＝(O.D.값/0.0483)×(2+1.33+0.025+0.025)×

(5/2)/ sample weight

미생물 검사

방울양배추를 첨가한 돈육패티 실험의 총균수는 total plate count(TPC) agar를 이용하였고 대장균군수는 violet red bile(VRB) agar를 이용하여 측정하였다. 균질화된 시료 10 g과 멸균증류수 90 mL를 넣어 골고루 잘 희석한 시료를

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0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Treatment

Total phenolic content (g/100 g) .

BW BE BE80

A ^BSW¹⁾

BSE²⁾ BSE80³⁾

a

b

a

⁰ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 0.1 0.25 0.5 1

Concentration (%) DPPH radical scavenging . activity (%) .

AA BW BE BE80

4)

B aA

aD aD

bD cC

abB aB aB bB

aA aA

aA

aC aC aC

bD

AA⁴⁾ BSW BSE BSE80

0 20 40 60 80 100 120

0 0.1 0.25 0.5 1

Concentration (%)

Iron chelation ability (%) .

EDTA BW BE BE80

5)

C

aA

dC

aB aAaA aA aA

aA

cB

aB bB

bB bB

bC

cC EDTA⁵⁾

BSW BSE BSE80

⁰ 0.5 1 1.5 2 2.5

0 0.1 0.25 0.5 1

Concentration (%)

Reducing power (O.D) .

AA BW BE BE80

D

bA

bC dC cC

aB

cB cB

bB

dB

aA aA

aA

aBaB aB

AA BSW BSE BSE80

Fig. 1. Total phenolic content of oven dried Brussels sprouts powders as affected by different extracting matter (A). DPPH radical scavenging activity (%) of oven dried Brussels sprouts powders as affected by different extracting matter (B). Iron chelating ability (%) of oven dried Brussels sprouts powders as affected by different extracting matter (C). And reducing power (O.D) of oven dried Brussels sprouts powders as affected by different extracting matter (D). BSW, treatment water extracted Brussels sprouts powder; BSE, treatment ethanol extracted Brussels sprouts powder; BSE80, treatment 80% ethanol extracted Brussels sprouts powder;

AA, reference ascorbic acid; EDTA, reference Na2 ethylenediaminetetraacetic acid･2H2O. Means with the different letters (a-d) in the same sample are significantly different (P<0.05). Means with the different letters (A-D) in the same concentration are sig- nificantly different (P<0.05).

멸균 피펫을 이용하여 총균수를 측정하기 위해 준비한 총균 수 배지(TPC)와 대장균군(VRB)을 측정하기 위해 준비한 대장균군 배지에 0.1 mL씩 접종시킨 후 배지에 골고루 잘 도포시키기 위해 spreading을 하였다. 희석된 시료가 도포 된 페트리디쉬를 미생물이 잘 자라는 최적의 온도인 37°C 배양기에서 약 48시간 동안 배양한 후 배지에 자란 균수를 세었으며, 그 결과를 log CFU/g으로 나타내었다.

통계분석

본 연구의 통계분석은 SPSS software program(23.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 저장기간에 따 른 각 처리구들과 첨가 함량별 treatment를 요인으로 하는 이원배치 분산분석(two-way ANOVA)을 진행하여 통계처 리를 하였다. 사후분석은 P<0.05 유의적 수준에서 Duncan’s multiple range test를 사용하여 유의차를 나타내었다.

결과 및 고찰

방울양배추의 항산화 활성 평가

방울양배추의 물 추출물(BSW), 에탄올 추출물(BSE)과

80% 에탄올 추출물(BSE80)의 총 페놀성 함량을 측정하였 고 그 결과는 Fig. 1A와 같다. 물 추출물의 총 페놀성 함량은 2.86 g/100 g이었고, 80% 에탄올 추출물의 경우 3.23 g/

100 g의 총 페놀성 함량으로 에탄올 추출물 1.35 g/100 g보다 유의적으로 높았다(P<0.05). Podsędek 등(13)의 연 구보고에 의하면 동결 건조시킨 방울양배추를 메탄올에 용 해하여 총 페놀성 함량을 측정한 결과 1.4 g/100 g으로 보고 하였다. 이와 같은 결과는 본 실험에 비해 낮은 수치를 보였 는데, 그 이유는 본 실험에서는 방울양배추를 오븐에 건조시 킨 후 추출한 반면에 Podsędek 등(13)의 연구방법은 신선 한 상태로 추출하였기 때문이라고 생각된다(22). 또한, Si- kora 등(12)은 수온성 처리에 따른 방울양배추의 총 페놀성 화합물을 측정하였는데 열을 가할수록 페놀성 화합물 함량 의 값은 줄어들었으나, 동결 시 내부의 스트레스로 인하여 총 페놀성 함량이 증가하는 결과를 보였다.

방울양배추의 물 추출물, 에탄올 추출물 그리고 80% 에 탄올 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성에 대한 결과는 Fig.

1B와 같다. 참조구로는 ascorbic acid를 사용하였고, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0%의 농도에서 88% 이상의 높은 전자공여능 을 보였다. 방울양배추 에탄올 추출물(BSE)은 1% 농도에서

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도 79%의 높은 활성을 보였고 물과 에탄올 추출물은 농도가 높을수록 전자공여능이 증가하는 경향을 보였으며, 80% 에 탄올 추출물은 68%의 높은 활성도를 보여 모든 농도에서 유의적 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 물 추출물은 모든 농도에서 다른 처리구들보다 유의적으로 낮은 활성도를 보 였다. 1%의 농도에서 모든 처리구별 유의적 차이가 있었다 (P<0.05). 0.1%의 농도에서는 AA> BSE80> BSE> BSW의 순서로 높은 활성도 값을 보였으며, 나머지 다른 농도에서는 AA, BSE, BSE80, BSW의 순서로 높은 활성을 보였다 (P<0.05). Jaiswal 등(14)의 연구에 의하면 방울양배추의 DPPH 라디칼 소거 활성이 추출물에 따라 각각 차이가 있다 고 보고하였다. 방울양배추의 성분분석을 살펴보면 α-to- copherol과 total-tocopherol이 다른 비타민에 비해 많이 포함되어 있어(23) 에탄올 추출물에 지용성 항산화 물질이 많이 용해되어 물 추출물보다 에탄올 추출물에서 DPPH 라 디칼 소거능의 결과 값이 높은 것으로 판단된다. 따라서 방 울양배추의 추출물에 따라 용해된 물질의 성분이 달라짐에 따라 전자공여능의 정도가 달라지는 것으로 사료된다.

방울양배추의 물, 에탄올 그리고 80% 에탄올 추출물에 따른 철 이온 흡착력 결과는 Fig. 1C와 같다. 참조구는 EDTA 를 사용하였다. 물 추출물은 농도가 높아짐에 따라 높은 흡 착력을 보였으며, 0.25% 농도부터 70% 이상의 높은 값을 보였다. 방울양배추를 에탄올에 용해시킨 추출물에서도 농 도가 높아짐에 따라 결과 값도 높아졌는데, 에탄올 추출물은 농도별 유의적 차이가 있었으며(P<0.05), 0.25% 농도에서 30% 미만의 낮은 흡착력을 보이다가 0.5% 이상부터 50%

이상의 흡착력을 보였다. 80% 에탄올 추출물은 0.1% 농도 부터 50% 이상의 높은 흡착력을 나타냈다. 방울양배추의 철 이온 흡착력에서 0.1, 0.25, 0.5%의 농도에서는 EDTA, 물과 80% 에탄올 추출물, 에탄올 추출물 순으로 높은 흡착 력을 보였으며 1%의 농도에서는 에탄올 추출물을 제외한 나머지 처리구에서 유의적 차이를 보이지 않았다(P>0.05).

에탄올 추출물은 농도가 높아질수록 흡착력이 높아졌으며 (P<0.05) 물 추출물도 같은 경향을 보이다가 0.5와 1.0%는 유의적 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 80% 에탄올 추출물 또한 0.25와 0.5%에서 유의적 차이를 보이지 않았지만(P>

0.05) 농도가 높아짐에 따라 흡착력이 높아지는 경향을 보 였다(P<0.05). Bidchol 등(24)의 연구는 방울양배추와 같 은 십자화과 채소인 브로콜리를 0.1%에서 0.5% 농도로 에 탄올과 물로 추출하여 철 이온 흡착력을 측정한 결과 모든 추출물에서 농도가 높아짐에 따라 결과 값도 높아지는 경향 을 보여 본 실험과 같았다.

방울양배추의 환원력 측정 결과는 Fig. 1D와 같다. BSW 는 0.52~1.87, BSE는 0.23~1.99 그리고 BSE80은 0.52~

2.07의 수치를 보였는데, 방울양배추 물 추출물을 농도별로 살펴보면 0.25%까지 유의적으로 증가하는 경향을 보였으 며(P<0.05) 그다음 농도부터는 유의적 차이를 보이지 않았 다(P>0.05). 방울양배추 에탄올 추출물과 80% 에탄올 추출

물은 농도가 높아질수록 유의적으로 높아지는 결과를 보였 다(P<0.05). 처리구별 유의적 차이를 살펴보면 0.1, 0.25, 0.5%는 물 추출물과 80% 에탄올 추출물이 참조구 다음으로 유의적으로 높은 값을 보였으며 에탄올 추출물이 가장 낮은 값을 보였다(P<0.05). 이는 총 페놀성 화합물에서 방울양배 추 에탄올 추출물이 다른 추출물들과 유의적으로 낮은 값을 보인 것(P<0.05)과 관련 있는 것으로 사료된다(25). Mitic 등(26)은 여러 녹색채소를 물, 초음파 추출, 얼리기 등의 가 열 전 처리방법에 따른 환원력을 살펴본 결과 양배추보다 방울양배추가 모든 가열 전 처리방법에 대해 높은 환원력을 보였으며 방울양배추는 초음파 추출을 한 후 가열을 한 처리 구가 가장 낮은 환원력의 활성도를 보였다.

방울양배추를 첨가한 돈육패티의 이화학적 성상 및 항산화 평가

방울양배추 분말(BSP)과 80% 에탄올(BSE80)로 추출한 분말을 돈육패티에 첨가한 후 이화학적 특성 및 미생물 검사 를 실시하였다. 방울양배추를 첨가한 돈육패티의 pH의 값은 Table 2와 같다. 방울양배추 분말 1%를 넣은 돈육패티는 5.80, 방울양배추 80% 에탄올 추출물 1%를 넣은 패티는 5.74로 에탄올로 추출하지 않은 분말이 에탄올로 추출한 분 말에 비해 높은 pH 값을 보였다(P<0.05). 방울양배추의 80%

에탄올 추출물 0.25%를 넣은 패티와 0.5%를 넣은 패티는 유의적 차이를 보이지 않았지만(P>0.05), 80% 에탄올 추출 물 0.25%를 넣은 처리구와 80% 에탄올 추출물 1%를 넣은 처리구는 유의적 차이를 보였다(P<0.05). 저장기간에 따른 pH의 변화는 저장 7일까지는 서로 유의적 차이를 보이지 않았지만(P>0.05), 저장 10일 이후는 유의적 차이를 보였다 (P<0.05). Min 등(27)은 돈육패티에 적양배추와 마늘종을 첨가한 실험의 결과 저장기간에 따라 pH의 결과 값이 높아 지는 경향을 보여 본 실험의 결과와 일치하였다.

방울양배추 80% 에탄올 추출물과 분말가루를 첨가한 돈 육패티의 일반성분 결과를 Table 3에 나타내었다. 모든 처 리구에서 수분은 62.3~63.7%의 결과 값을 나타냈으며, 지 방은 15.6~17.0%, 단백질은 13.1~13.9%의 결과 값을 보 여주었다. 방울양배추는 단백질 29%, 탄수화물은 57.4%로 다량 함유되어 있고 지방 4.1%, 회분은 9.5%로 미량의 함량 을 보이고 있어(28), 방울양배추 분말 첨가가 본 실험의 돈 육패티 일반성분 함량에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.

방울양배추를 첨가한 돈육패티의 육색도 측정 결과는 Table 2와 같이 저장기간과 처리구에 따른 상호작용은 나타 나지 않았기(P>0.05) 때문에 저장기간 그리고 처리구별로 합쳐서 Table 2와 같이 나타내었다. 명도(L*)값은 대조구와 참조구가 유의적 차이를 보이지 않았지만(P>0.05), 방울양 배추를 첨가한 처리구들은 대조구나 참조구에 비하여 유의 적 낮은 결과를 보였다(P<0.05). 방울양배추 80% 에탄올 추출물의 0.25와 0.5% 첨가는 서로 유의적 차이를 보이지

(6)

Table 2. pH, CIE (L*, a*, b*), TPC, and VRB of pork patties with 80% ethanol extract of brussels sprouts powder and fresh Brussels sprouts powder during refrigerated storage

Parameter

pH L* a* b* TPC⁷⁾ VRB⁸⁾

Treatment

CTL¹⁾ REF²⁾ BSE80-0.25³⁾ BSE80-0.5⁴⁾ BSE80-1.0⁵⁾ BSP-1.0⁶⁾

5.76±0.05^bc 5.77±0.50âbc 5.79±0.06âb 5.76±0.44^bc 5.74±0.04^c 5.80±0.05â

58.7±1.63^a 58.1±1.32^ab 57.5±1.52^bc 56.7±1.53^cd 56.4±1.32^d 56.6±1.31^cd

9.33±2.01^b 10.47±2.01^a 9.95±2.40^ab 9.52±2.10^b 8.11±1.64^c 7.78±1.64^c

9.57±0.73^d 9.32±0.73^d 10.4±0.80^c 10.9±0.74^bc 11.8±0.91^a 11.3±0.84^ab

4.43±1.30â 4.67±1.41â 4.60±1.43â 4.46±1.44â 4.47±1.29â 4.59±1.46â

4.04±1.38â 4.13±1.51â 3.95±1.80â 3.87±1.65â 3.95±1.59â 3.91±1.90â

Day

0 3 7 10 14

5.74±0.05^c 5.76±0.02^bc 5.76±0.05^bc 5.78±0.05^ab 5.81±0.05^a

56.8±1.57â 57.1±1.93â 57.2±1.12â 57.3±1.70â 58.2±1.80â

12.0±1.82^a 9.86±1.44^b 9.09±1.58^c 7.86±0.37^d 7.00±0.60^e

11.1±0.88^a 10.7±1.15^ab 10.2±1.04^b 10.3±1.30^b 10.5±1.37^b

3.21±0.64^d 3.36±0.59^d 4.31±0.39^c 5.18±0.31^b 6.63±0.27^a

2.62±0.54^d 2.74±0.48^d 3.77±0.50^c 4.63±0.44^b 6.34±0.40^a

2)REF: reference patty with ascorbic acid 0.10%.

7)TPC: total plate counts.

8)VRB: volatile basic nitrogen.

Means with different letters within the same column are significantly different (P<0.05).

Table 3. The quality characteristics of with various Brussels sprouts 80% ethanol extract and powder during refrigerated storage Treatment

CTL¹⁾ REF²⁾ BSE80-0.25³⁾ BSE80-0.5⁴⁾ BSE80-1.0⁵⁾ BS-1.0⁶⁾ Moisture (%)

Fat (%) Protein (%)

62.3±0.34^NS 16.4±1.85^NS 13.9±0.85^NS

63.3±1.76 16.6±1.36 13.6±1.41

62.3±1.18 16.3±1.76 13.5±1.05

63.7±0.86 15.6±2.34 13.1±1.26

62.6±1.41 17.0±1.80 13.5±0.39

62.5±0.58 16.6±1.33 13.1±0.74

2)REF: reference patty with ascorbic acid 0.10%

NS: not significant.

않았지만(P>0.05), 0.25와 1.0% 사이는 유의적 차이를 보 였다(P<0.05). 반면 L*값의 저장기간에 따른 결과는 유의적 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 적색도(a*) 값은 저장기 간에 따라 유의적으로 낮아졌고(P<0.05) 참조구가 가장 높 은 결과를 보였으며, 적색도 또한 방울양배추 에탄올 추출물 의 농도가 높을수록 더 낮아지는 경향을 보였다. 방울양배추 분말과 80% 에탄올 추출물 1%를 첨가한 처리구가 다른 처 리구에 비해 유의적으로 낮은 결과를 보였다(P<0.05). 황색 도(b*) 값은 방울양배추 추출물의 농도가 높아질수록 높아져 BSE80-1.0 값이 높았으나(P<0.05), 방울양배추 분말 1%를 넣은 처리구와는 유의적으로 차이가 나지 않았다(P>0.05).

대조구와 참조구는 유의적으로 가장 낮았다(P<0.05). 이는 추출한 방울양배추의 색이 돈육패티에 영향을 미친 것으로 사료된다. Pellegrini 등(22)에 따르면 신선한 방울양배추의 색도를 측정해본 결과 적색도는 -10.5, 황색도는 30.4였으 며, Rinaldi 등(29)은 적색도가 -7.9, 황색도가 20.2로 본

실험에서 방울양배추를 첨가한 결과 황색도가 높고 적색도 가 낮은 이유는 방울양배추의 추출색의 영향으로 판단된다.

방울양배추를 첨가한 돈육패티의 저장기간에 따른 지방산 패도 측정 결과는 Fig. 2와 같다. 대조구는 저장기간이 경과 함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, BSE80-0.25 처리구 는 10일까지 유의적 차이가 나타나지 않았지만(P>0.05), 14일에 유의적 차이가 나타났다(P<0.05). 먼저 처리구들 간 에 비교하면 저장 3일부터 14일까지 방울양배추 분말과 에 탄올 추출 분말을 첨가한 처리구들과 참조구와는 유의적 차 이를 보이지 않았으며(P>0.05), 대조구와는 유의적 차이를 보였다(P<0.05). 저장기간에 따른 각 처리구들의 지방산패 도는 대조구는 저장기간이 길어짐에 따라 지방산패도가 증 가하였으나(P<0.05), 참조구는 저장기간에 따른 지방산패 도의 결과가 유의적 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 방울양 배추를 첨가한 처리구 중 BSE80-0.25는 저장기간 10일까 지는 유의적 차이를 보이지 않지만(P>0.05), 14일에 유의적

(7)

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00

0 3 7 10 14

Storage days

POV (meq/kg) .

CTL REF BS80-0.25 BS80-0.5 BS80-1.0 BSpd-1.0 BSP-1.0

A B

A

A B

B B

Fig. 3. Peroxide values (POV) of pork patties with various Brus- sels sprouts 80% ethanol extract and powder during refrigerated storage. CTL, control patty; REF, reference patty with ascorbic acid 0.10%; BSE80-0.25, treatment patty with 80% ethanol extracted Brussels sprouts powder 0.25%; BSE80-0.5, treatment patty with 80% ethanol extracted Brussels sprouts powder 0.50%;

BSE80-1.0, treatment patty with 80% ethanol extracted Brus- sels sprouts powder 1.00%; BSP-1.0, treatment patty with Brus- sels sprouts powder 1.00%. Means with same different letters (A,B) in the same storage day are significantly different (P<0.05).

0.20 0.70 1.20 1.70 2.20

0 3 7 10 14

Storage days

TBARS (mg MDA/kg) .

CTL REF BS80-0.25 BS80-0.5 BS80-1.0 BSpd-1.0

A

B

A A

A

B B B

BSP-1.0

Fig. 2. Thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) of pork patties with various Brussels sprouts 80% ethanol extract and powder during refrigerated storage. CTL, control patty; REF, reference patty with ascorbic acid 0.10%; BSE80-0.25, treatment patty with 80% ethanol extracted Brussels sprouts powder 0.25%; BSE80-0.5, treatment patty with 80% ethanol extracted Brussels sprouts powder 0.50%; BSE80-1.0, treatment patty with 80% ethanol extracted Brussels sprouts powder 1.00%; BSP-1.0, treatment patty with Brussels sprouts powder 1.00%. Means with different letters (A,B) in the same storage day are significantly different (P<0.05).

으로 높은 결과를 보였다(P<0.05). 나머지 방울양배추 분말 을 첨가한 처리구들은 저장 초기부터 14일까지의 지방산패 가 유의적 차이를 보이지 않아(P>0.05), 방울양배추를 첨가 한 모든 처리구들에서 지방산패를 지연시키는 높은 항산화 활성도를 보였다. 따라서 방울양배추를 첨가한 처리구들은 육제품의 지방 산화를 억제할 수 있는 천연의 항산화제로 사용될 것으로 사료된다. Banerjee 등(30)은 방울양배추와 같은 십자화 채소인 브로콜리를 증류수 추출물을 염소 nug- get에 첨가하여 농도별 저장기간에 따른 TBARS 실험을 실 시한 결과 저장기간이 경과할수록 증가하는 경향을 보여 본 실험과 같은 결과를 보였으며, 이는 시간이 지남에 따라 지 방산패도가 증가하기 때문이라고 판단된다. 한편 브로콜리 증류수 추출물을 1.5와 2%를 첨가한 nugget에서 CTL과 유의적인 차이를 나타내어 본 연구와 유사한 경향을 보여 대체로 십자화 채소가 항산화 물질이 있다는 것으로 사료된 다. Xin 등(31)의 연구는 salad vegetable의 물질의 항산화 실험을 실시한 결과 십자화 채소의 높은 지방산패 억제 효과 의 결과를 보여주었다.

저장기간에 따른 방울양배추를 첨가한 돈육패티의 과산 화물가 측정 결과는 Fig. 3에 나타내었다. 처리구별 과산화 물가 측정 결과 저장기간 3일부터 14일까지 참조구와 방울 양배추 분말을 첨가한 처리구들은 유의적 차이를 보이지 않 지만(P>0.05), 대조구와 방울양배추 분말을 첨가한 처리구 들은 유의적 차이를 보였다(P<0.05). 대조구는 저장기간이 경과함에 따라 과산화물 형성이 증가하였으며(P<0.05), 방 울양배추 80% 에탄올 추출물 0.25, 0.5%를 첨가한 패티는 저장초기부터 10일까지는 과산화물 생성에 유의적인 차이 를 보이지 않았다(P>0.05), 이들을 제외한 나머지 처리구들

은 모든 저장기간 동안 과산화물 생성의 유의적 차이를 보이 지 않았다(P>0.05). Jang 등(32)의 연구에 의하면 방울양배 추와 같은 십자화과 채소에 속하는 브로콜리의 항산화 물질 종류 분석 결과 5-methylthio pentyl nitrile, 4-methlythio butyl isothiocyanate, 4-methylthio butyl nitrile, 3-methylthio propyl isothiocyanate, 4-methyl pentyl isothio- cyanate의 순서로 함량이 다양하게 포함되어 있다고 보고 하였으며, Singh 등(33)은 십자화과 식물의 항산화능과 식 물영양소를 분석한 결과 브로콜리 다음으로 방울양배추의 페놀 성분이 많이 포함되어 있다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 방울양배추가 가지고 있는 철 이온 흡착력으로 인 하여 돈육패티의 저장기간 동안 지질 과산화물의 형성을 억 제시킨 것으로 판단된다.

저장기간에 따른 방울양배추를 첨가한 돈육패티의 미생 물 검사 결과는 Table 2에 나열하였다. 미생물 검사에서 방 울양배추 추출물을 넣은 처리구와 저장기간에 따른 상호작 용은 나타나지 않았다(P>0.05). 총균수는 처리구에 따른 유 의적 차이는 나타나지 않았으며(P>0.05), 저장기간에 따라 서는 7일째부터는 유의적으로 증가함을 알 수 있었다(P<

0.05). 대장균군의 결과 또한 총균수와 같은 경향을 보였다.

처리구에 따른 대장균군은 대조구와 참조구, 방울양배추를 첨가한 모든 돈육패티에서 유의적인 차이를 보이지 않아 (P>0.05), 방울양배추의 항균 효과는 미미한 것으로 나타났 다. 하지만 방울양배추와 같은 십자화과 채소인 적양배추는 Demirdöven 등(34)의 연구 결과에 따르면 40% 에탄올로 추출한 적양배추와 초음파 추출을 한 적양배추의 여러 균주 에 대한 항균실험에서 대장균은 초음파 추출을 한 적양배추 가 좋은 결과를 보였으며 포도상구균, 장티푸스균, 세레우스 균은 40% 에탄올 추출을 한 적양배추가 더 강한 항균 활성

(8)

을 나타냄을 보고하였다. 적양배추에는 안토시아닌이 있으 나 방울양배추에 없기 때문에(13) 항균 효과를 가진 안토시 아닌의 성분이 포함되어 있는 적양배추가 방울양배추보다 항균 효과가 있어서 본 연구와 다른 결과를 보인 것으로 사 료된다(35,36).

요 약

본 연구는 방울양배추를 80% 에탄올 추출물과 에탄올, 물 추출물을 통한 항산화 활성을 평가하고 이를 첨가한 돈육패 티의 이화학적 특성 및 항산화 활성을 평가하기 위해 실시되 었다. 방울양배추의 세 가지 추출물의 총 페놀성 화합물 함 량은 물과 80% 에탄올 추출물이 각각 2.86 g/100 g, 3.23 g/100 g으로 두 추출물 모두 유의적 차이를 보이지 않았으 나 에탄올 추출물 1.35 g/100 g보다 유의적으로 높았다(P<

0.05). DPPH 라디칼 소거능에서는 0.1%에서 방울양배추 80% 에탄올 추출물이 대조구 다음으로 높은 소거능을 보였 다. 0.25% 이상부터는 방울양배추 에탄올 추출물이 대조구 다음으로 높은 소거능을 보였다(P<0.05). 철 이온 흡착력은 0.5%의 농도까지는 방울양배추의 물 추출물과 80% 에탄올 추출물이 대조구인 EDTA 다음으로 높은 흡착력을 보였다.

1%에서는 이 두 처리구와 대조구에서 유의적 차이를 보이 지 않았다(P>0.05). 환원력은 대조구인 ascorbic acid보다 모든 처리구에서 낮았으며, 물, 에탄올 그리고 80% 에탄올 추출물이 각각 0.52~1.87, 0.23~1.99, 0.52~2.07의 환원 력을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 방울양배추 80% 에탄 올 추출물을 0~1% 첨가한 돈육패티와 방울양배추 분말 자 체 1%를 첨가한 돈육패티를 제조하였다. pH는 방울양배추 80% 에탄올 추출물의 농도가 높아질수록 낮아졌으며 건조 분말을 첨가한 패티가 가장 낮은 값을 보였다. 일반성분 검 사에서 모든 처리구에서 수분은 62.3~63.7%, 지방은 15.6

~17.0%, 단백질은 13.1~13.9%의 범위로 방울양배추의 첨 가에 따른 차이가 없었다. 명도는 방울양배추 첨가를 통해 돈육패티의 명도가 대조구에 비해 낮은 값을 보였으며(P<

0.05), 적색도는 방울양배추 80%와 분말로 1%씩 첨가한 돈육패티가 가장 낮은 값을 보였다(P<0.05). 황색도는 방울 양배추를 첨가할수록 높아졌다. TBARS와 POV 연구 결과 에서는 방울양배추를 첨가한 모든 처리구에서 대조구와 저 장 3일부터 저장 종료일까지 대조구보다 낮은 값을 보였다 (P<0.05). 미생물에서는 모든 처리구에서 유의적 차이를 보 이지 않았다(P>0.05). 결론적으로 방울양배추 80% 에탄올 추출물이 높은 항산화 활성을 보였으며 육제품의 지방 산화 를 지연시킬 천연 항산화제로서의 사용 가능성이 높다고 판 단된다.

감사의 글

본 연구는 한국연구재단 기본연구(과제번호: 2017R1D1A1

B03035698)의 지원으로 수행되었으며 이에 감사드립니다.

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