초석잠 분말을 첨가한 초콜릿의 품질 특성 및 항산화 활성 최성현

(1)

초석잠 분말을 첨가한 초콜릿의 품질 특성 및 항산화 활성

최성현․황은선 한경대학교 영양조리과학과

Quality Characteristics and Antioxidant Activity of Chocolate Containing Chinese Artichoke (Stachys Sieboldii Miq.) Powder

Sung Hyun Choi and Eun-Sun Hwang

Department of Nutrition and Culinary Science, Hankyong National University

ABSTRACT We investigated the quality characteristics and antioxidant activities of chocolate containing 10∼20%

Chinese artichoke powder. The ash, crude lipid, and crude protein contents in chocolate increased with an increased amount of Chinese artichoke powder. In the chromaticity determination, L* value increased while a* and b* values decreased as the concentration of Chinese artichoke powder increased. Hardness, adhesiveness, gumminess, cohesive- ness, springiness, and chewiness of the chocolate decreased with an increase in the amount of Chinese artichoke powder.

Total polyphenol and flavonoid contents were higher than those of the control and increased proportionally to the Chinese artichoke powder level. Antioxidant effects, including 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl and 2,2’-azino-bis(3-ethyl- benzothiazoline-6-sulphonic acid) radical scavenging activities, were significantly higher in chocolate with Chinese artichoke powder than in the control. These results suggest that Chinese artichoke powder may be a useful ingredient in chocolate to improve quality, bioactive compounds, and antioxidant potential.

Key words: Chinese artichoke, chocolate, quality characteristics, antioxidant activity

Received 14 September 2017; Accepted 6 December 2017 Corresponding author: Eun-Sun Hwang, Department of Nutrition and Culinary Science, Hankyong National University, Anseong, Gyeonggi 17579, Korea

E-mail: [email protected], Phone: +82-31-670-5182

서 론

초콜릿은 테오브로마 카카오(Theobroma cacao) 나무의 종실에서 얻은 숙성한 카카오 콩을 볶고 분말로 만든 후에 카카오 매스, 카카오 버터, 설탕, 우유, 향신료 등을 첨가하여 가공한 기호식품이다(1). 카카오 매스 함량에 따라 다크, 밀 크 및 화이트 초콜릿으로 구분하며(2), 다크 초콜릿은 카카 오 함량이 50% 이상이며 우유가 첨가되어 있지 않고 다량의 폴리페놀 화합물을 함유하고 있어 씁쓸한 맛을 낸다(2,3).

반면에 화이트 초콜릿에는 카카오 매스가 함유되어 있지 않 고 카카오 버터와 분유와 설탕을 섞어 만들어 부드럽고 크리 미한 맛을 내며, 밀크 초콜릿은 다크 초콜릿보다 카카오 함량 이 적으며 우유가 첨가되어 부드러운 맛을 낸다(2,3). 초콜 릿에는 설탕, 지방, 카페인이 많이 함유되어 있고 칼로리가 높아 건강에 해롭다는 인식이 강했으나, 최근 초콜릿의 연구 활성화를 통해 항산화 활성이 뛰어난 건강식품으로서의 가 능성도 대두되고 있다(4,5). 초콜릿에 함유된 폴리페놀 물질 들은 항산화 효과가 우수하여 활성산소의 생성을 억제하고,

암과 심장질환의 발생을 예방하며 면역력을 높이는 것으로 알려져 있다(6). 최근에는 초콜릿에 대체지방, 당알코올, 대 체 감미료 등을 첨가한 저열량 초콜릿(7-9)과 전통적인 초콜 릿 제조 재료에 오디, 버찌, 복분자, 유자, 숙지황 등의 기능성 재료를 첨가하여 제조한 초콜릿이 소개되고 있다(10-12).

초석잠(Stachys sieboldii Miq.)은 꿀풀과(Labiatae) 석 잠풀속(Stachys Linne)의 일년생 식물로 Chinese artichoke, Japanese artichoke 등으로 불리며 우리나라, 중국, 일본, 러시아 등에서 주로 재배되고 있다(13,14). 초석잠의 뿌리 는 누에와 비슷하여 ‘식물의 동충하초’라고도 불리며, 맛은 달고 담백하며 독이 없어 풍을 쫓고 어혈 및 적혈을 풀어 기를 내리며 신체의 조화를 이루게 하여 무병장수에 기여한 다고 중국 본초강목에 소개되어 있다(15). 초석잠에 함유된 탄수화물 중 하나인 stachyose는 장내 유용균의 생육 및 기능을 촉진하여 장내미생물 증식으로 인한 면역력 강화, 배변 작용 개선 등의 작용이 있는 것으로 알려져 있다(15).

또한, 초석잠에 풍부한 phenylethanoid, choline 등은 뇌경 색과 노인성 치매, 기억력 향상에 효과가 있는 것으로 보고 되고 있다(15).

초석잠 줄기 hexane 추출물은 항산화 및 항암 활성을 나 타냈으며(16), 초석잠의 성분인 acteoside, stachysoside C와 phenylethanoid glycoside 등은 KCN으로 유도한 무 산소증 동물모델의 치사율을 감소시킨 것으로 보고되었다

(2)

Table 1. Formular for chocolate containing various amount of Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq.) powder

Ingredient (g) Chinese artichoke powder (%)¹⁾

0 10 15 20

Dark chocolate Fresh cream White chocolate Chinese artichoke powder Total

500 300 150 0 950

500 300 135 15 950

500 300 127.5

22.5 950

500 300 120 30 950

1)Chinese artichoke powder was added based on weight of white chocolate.

(15). 초석잠은 염증반응에 관여하는 hyaluronidase의 활 성을 억제함으로써 항염증 활성을 나타내었고(17), 초석잠 의 괴경에서 분리된 acetoside가 신장염 치료에 효과가 있 었으며(18), 치매 유도 동물모델에서 초석잠 추출물의 경구 투여는 콜린성 신경계에 작용하여 학습 및 기억력을 회복시 키는 것으로 나타났다(19).

현재까지 초석잠을 첨가한 두부, 식빵, 쌀쿠키, 쌀머핀, 국수 등의 제조에 관한 연구가 보고되고 있으며, 초석잠 첨 가량에 따른 이화학적 품질 특성, 저장성, 총 플라보노이드 함량, 총 페놀 함량 및 항산화 활성 등을 측정하여 초석잠의 활용도를 높이기 위한 기초연구 자료를 제공하였다(20-24).

아직 초석잠을 첨가한 초콜릿 제조에 관한 연구는 진행되지 않았다.

본 연구에서는 항산화 활성과 기억력 개선 효과가 있는 초석잠을 초콜릿 제조에 활용하기 위해 초석잠 분말을 다양 한 비율로 첨가하여 초콜릿을 제조하여 이화학적 품질 특성, 기능성 성분 분석 및 항산화 활성을 측정하였다. 이를 통해 초석잠 분말 함유 초콜릿 제조의 최적 조건을 도출해 내고, 기능성 성분이 강화된 초콜릿 제조를 위한 기초 자료를 제공 하고자 하였다.

재료 및 방법

실험재료

초콜릿 제조에 사용한 다크 초콜릿(57.7% 2815NV, Callebaut^Ⓡ, Lebbeke-Wieze, Belgium), 화이트 초콜릿 (28% W2NV, Callebaut^Ⓡ), 생크림(Maeil Milk, Gochang, Korea), 초석잠 분말(Green Natural, Jeongeup, Korea)은 방산시장(Seoul, Korea)에서 구입하였다. 초콜릿의 품질 특 성 및 항산화 활성을 측정하기 위해 사용한 시약들은 Sigma- Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA), Fluke(Heidelberg, Ger- many) 및 Junsei Chemical Co., Ltd.(Tokyo, Japan)에서 구입하여 사용하였다.

초석잠 초콜릿의 제조

선행연구(10,12)를 참고하여 초석잠 분말을 첨가해 초콜 릿을 제조하고 예비 관능평가를 통하여 초콜릿의 질감과 맛 에 큰 변화를 주지 않는 초석잠 분말 첨가량이 10~20%임을 확인하고 Table 1과 같은 배합 비율로 초콜릿을 제조하였 다. 대조군은 초석잠 분말을 첨가하지 않고 제조하였고, 실 험군은 초석잠 분말을 화이트 초콜릿 중량에 대해 10, 15 및 20%의 비율로 달리 첨가하여 제조하였다. 다크 초콜릿과 화이트 초콜릿의 온도를 조정하여 카카오 버터의 결정화 진 행단계(Form V)에 맞춰놓은 후 80°C까지 가열한 생크림과 초석잠 분말을 핸드 블랜더(HR1363 600-Watt, Phillips, Seoul, Korea)를 사용하여 혼합하였다. 최대한 유화된 상태 에서 직사각형 스테인리스 틀을 이용하여 24시간 동안 결정 화를 진행하였다. 완성된 초콜릿은 냉장고에서 1시간 동안

냉각하여 각종 분석의 시료로 사용하였다.

일반성분 분석

초콜릿에 함유된 일반성분 함량은 AOAC(25)의 방법으 로 분석하였다. 수분 함량은 상압건조법으로 시료를 105°C 드라이오븐(EYELA, Tokyo, Japan)에서 건조하여 정량하 였다. 조회분은 직접회화법으로 시료를 전기회화로(Jeil, Seoul, Korea)에 넣고 600°C까지 회화시킨 후 정량하였다.

조지방은 Soxhlet 추출기(Soxtec System HT 1043, Foss Tecator, Eden Prairie, MN, USA)로 diethyl ether로 추출 하여 정량하였다. 조단백질은 semimicro-Kjeldahl법으로 반자동 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator) 로 분석하였다.

당도, pH 및 총산도 측정

초콜릿의 당도는 당도계(PR-201α, Atago Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 35°C에서 액상화된 초콜릿 1 g을 취하 여 3회 반복 측정한 수치의 평균값으로 나타내었다. pH는 시료 5 g에 멸균증류수 45 mL를 첨가해 교반하여 3,000 rpm에서 15분간 원심분리 하고 상등액을 취하여 pH Meter (420 Benchtop, Orion Research, Beverly, MA, USA)로 측정하였다. 총산도는 원심분리 한 시료의 상등액 10 mL를 pH 8.3으로 만들기 위해 소모된 0.1 N NaOH 양(mL)을 cit- ric acid 함량으로 아래 식에 의해 총산도(%)를 계산하였다.

총산도(%)＝[(V×F×A×D)×100]/S V: 0.1 N NaOH 용액의 적정 소비량(mL) F: 0.1 N NaOH 용액의 역가

A: 0.1 N NaOH 용액 1 mL에 상당하는 유기산의 양(g) D: 희석배수

S: 시료채취량(mL)

색도 측정

초콜릿을 2.5×2.5×2.5 cm³ 크기로 자른 후 색차계(Color- meter CR-300, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 명도 L*(lightness), 적색도 a*(redness), 황색도 b*(yellowness) 값을 측정하였고, 표준 백색판은 L*=97.10, a*=+0.24, b*=

+1.75를 사용하였다.

(3)

조직감 측정

초콜릿의 물성은 Texture Profile Analysis(TPA) 방법 으로 Texture analyzer(CT3 10K, Brookfield, Middle- boro, MA, USA)로 측정하였다. 냉장 보관하였던 초콜릿을 2.5×2.5×2.5 cm³로 잘라 상온에서 1시간 동안 방치 후에 plate의 중앙에 놓고 시료를 반복 압착((Two-Bite) 했을 때 얻어진 curve로부터 경도(hardness), 탄력성(springiness), 부착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness), 씹 힘성(chewiness), 검성(gumminess), 깨짐성(brittleness), 탄성(resilience)을 측정하였다. 시료는 TA25/1000의 probe 를 이용하여 6 g trigger load, 0.50 mm/s test speed, 60%

target value, 3 mm/s pre-test speed, 1 mm/s return speed, 15 mm test distance 조건으로 측정하였다.

총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량 분석

초콜릿 중량의 4배에 해당하는 증류수를 첨가하여 40°C 에서 5분 동안 초음파 처리를 한 후에 3,000 rpm에서 10분 간 원심분리 한 상등액을 얻었다. 총 폴리페놀 함량을 측정 하기 위해 원심분리 한 시료 상등액 0.5 mL를 취하여 0.5 mL Folin 시약을 넣고 3분 동안 실온에서 반응시켰다. 여기 에 2% 탄산나트륨(Na2CO3) 1.5 mL를 첨가하여 2시간 동안 암소에서 반응시킨 후 microplate reader(Infinite M200 Pro, Tecan Group Ltd., San Jose, CA, USA)로 760 nm에 서 흡광도를 측정하였다. 시료에 함유된 총 폴리페놀 함량은 gallic acid 표준곡선을 이용하여 시료 g당 gallic acid equivalent(GAE)로 나타내었다.

총 플라보노이드 함량을 측정하기 위해 원심분리 한 시료 상등액 1 mL에 메탄올에 녹인 2% 염화알루미늄(alumi- nium chloride) 용액 1 mL를 넣고 15분 동안 실온의 암소에 서 반응시켰다. 반응이 끝난 시료의 흡광도를 microplate reader를 이용하여 430 nm에서 측정하고 시료에 함유된 총 플라보노이드 함량은 quercetin의 표준곡선을 이용하여 시료 g당 quercetin equivalent(QE)로 나타내었다.

항산화 활성 측정

초콜릿 중량의 4배에 해당하는 증류수를 첨가하여 40°C 에서 5분 동안 초음파 처리를 한 후에 3,000 rpm에서 10분 간 원심분리 다음, 상등액을 50배 희석하여 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 및 2,2’-azino-bis(3-ethyl- benzothiazoline-6-sulphonic acid)(ABTS) 라디칼 소거 능을 측정하였다.

DPPH 라디칼 소거능: 96-well plate에 원심분리 한 시 료의 상등액 100 μL를 넣고 0.2 mM DPPH 용액 100 μL를 첨가한 후 37°C에서 30분간 암소에서 반응시켰다. DPPH 라디칼 소거 활성을 515 nm에서 microplate reader로 측 정한 후, 아래 식에 의해 각 시료의 DPPH 라디칼 소거 활성 을 계산하였다.

DPPH 라디칼

소거능(%) ＝Blank의 흡광도－시료의 흡광도 Blank의 흡광도 ×100

ABTS 라디칼 소거능: ABTS 라디칼 소거능을 측정하기 전에 7.0 mM ABTS 용액과 2.45 mM 과황화칼륨(potas- sium persulfate)을 1:1로 혼합하여 24시간 동안 암소에서 반응시키면서 ABTS 양이온을 형성시켰다. 반응이 끝난 혼 합액의 흡광도가 735 nm에서 0.17±0.03이 되도록 에탄올 로 희석하여 본 실험에 사용하였다. 96-well plate에 원심 분리 한 시료 상등액 100 μL를 넣고 0.2 mM ABTS 용액 100 μL를 첨가한 후 37°C에서 30분간 암소에서 반응시켰 다. ABTS 라디칼 소거 활성을 microplate reader를 이용하 여 732 nm에서 측정한 후에 각 시료의 ABTS 라디칼 소거 활성은 아래 식으로 계산하였다.

ABTS 라디칼

소거능(%) ＝Blank의 흡광도－시료의 흡광도 Blank의 흡광도 ×100

통계 분석

모든 결과는 3회 반복 측정하였고, 실험 결과에 대한 통계 처리는 SPSS software package(Version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내 었다. 각 처리군 간의 유의성에 대한 검증은 ANOVA를 이용 하여 유의성을 확인한 후, P<0.05 수준에서 Duncan’s mul- tiple range test를 이용하여 분석하였다.

결과 및 고찰

일반성분 분석

초석잠 분말 첨가량을 달리하여 제조한 초콜릿의 일반성 분 함량 분석 결과는 Table 2와 같다. 초석잠 분말을 첨가하 지 않은 대조군과 초석잠 분말을 10% 첨가한 초콜릿의 수분 함량은 각각 19.58% 및 21.17%로 다른 실험군보다 높았으 나, 두 시료 간의 통계적인 유의성은 없었다. 초석잠 분말이 15% 첨가된 초콜릿의 수분은 18.48%의 가장 낮은 함량을 나타냈으나, 전반적으로 초석잠 분말 첨가량과 수분 함량과 의 특별한 연관성은 관찰되지 않았다. 회분은 초석잠 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 1.15%로 가장 낮았고, 초석잠 분 말 첨가량에 비례하여 초석잠 분말 함량이 10~20%까지 증 가함에 따라 1.38~1.87%까지 증가하였다. 조지방은 대조 군에서 26.33%로 가장 낮게 나타났으며, 초석잠 분말을 10~20% 첨가하여 제조한 초콜릿에서는 30.94~31.18%까 지 조지방 함량이 증가하였다. 그러나 초석잠 분말의 첨가량 에 따른 조지방 함량은 통계적으로 유의성 있는 차이는 관찰 되지 않았다. 조단백질은 초석잠 분말 함량에 비례하여 증가 하였다. 즉 대조군의 조단백질은 4.80%로 가장 낮았고, 초 석잠 분말 함량이 10~20%까지 증가함에 따라 조단백질 함 량도 5.18~6.48%까지 증가함을 관찰하였다.

(4)

Table 3. Sugar contents, pH, and total acidity of chocolate containing various amount of Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq.) powder

Measurement Chinese artichoke powder (%)¹⁾

0 10 15 20

Sugar contents (°Brix) pH

Total acidity (%)

6.45±0.07^a 6.16±0.01^NS 0.033±0.002^NS

6.55±0.07^a 6.12±0.00 0.032±0.000

6.75±0.07^ab 6.15±0.00 0.034±0.002

6.80±0.00^b 6.14±0.01 0.034±0.005

Data represent the mean±SD.

Values with the different letters (a,b) within a row are significantly different at P<0.05.

NS: no significant differences.

Table 4. Hunter’s color values of chocolate containing various amount of Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq.) powder Measurement Chinese artichoke powder (%)¹⁾

0 10 15 20

L*

a*

b*

23.98±1.32^a 7.68±0.21^c 7.73±0.16^c

24.35±0.77^a 6.92±0.42^b 6.72±0.57^b

25.55±0.84^b 6.90±0.48^b 6.48±0.48^b

26.32±0.65^b 5.85±0.25^a 5.25±0.26^a

Values with the different letters (a-c) within a row are significantly different at P<0.05.

Table 2. Proximate content of chocolate containing various amount of Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq.) powder (%) Measurement Chinese artichoke powder (%)¹⁾

0 10 15 20

Moisture Ash Crude lipid Crude protein

19.58±0.28^b 1.15±0.01â 26.33±0.36â 4.80±0.01â

21.17±0.29^b 1.38±0.01^b 31.18±0.95^b 5.18±0.01^b

18.48±0.52^a 1.75±0.11^c 30.94±0.46^b 6.14±0.11^c

19.31±0.15^ab 1.87±0.03^d 30.98±0.35^b 6.48±0.13^d

Values with the different letters (a-d) within a row are significantly different at P<0.05.

Lee 등(21)의 연구에 따르면 초석잠은 수분 5.18%, 조단 백질 9.77%, 조지방 0.35%, 조회분은 5.78%를 함유한 것으 로 보고하였다. 본 연구에서는 초석잠 분말을 첨가한 초콜릿 은 대조군보다 회분, 조지방, 조단백질 함량이 증가하는 것 을 관찰할 수 있었다. 이는 초석잠 분말 자체에 함유된 회분, 조지방, 조단백질 함량에 의한 것으로 생각된다.

당도, pH 및 총산도 측정

초석잠 분말을 첨가한 초콜릿의 당도, pH 및 총산도 측정 결과는 Table 3과 같다. 초석잠 분말을 첨가하지 않고 제조 한 초콜릿의 당도는 6.45°Brix였고, 초석잠 분말 함량이 증 가함에 따라 당도도 증가하여 초석잠 분말이 10 및 20%

함유한 초콜릿의 당도는 각각 6.55와 6.80°Brix로 증가하였 다. 이 결과로 보아 초석잠 분말은 초콜릿의 당도에는 큰 영향을 주지 않고 초석잠 함량이 증가함에 따라 대조군보다 오히려 당도가 증가하는 경향을 보여 초콜릿의 일반적 관능 특성에 부정적인 영향이 미치지 않을 것으로 생각된다.

초석잠 분말을 첨가하지 않고 제조한 초콜릿의 pH는 6.16 으로 나타났으며, 초석잠 분말 함량을 10~20% 첨가하여 제

조한 초콜릿의 pH는 6.12~6.15로 초석잠 분말 함량에 따른 pH의 차이는 통계적으로 유의성이 없는 것으로 나타났다.

초콜릿의 총산도는 대조군에서는 0.033%, 실험군에서는 0.032~0.034%로 초석잠 분말 첨가량에 따른 유의적인 차 이는 관찰되지 않았다. 선행연구에서 버찌 분말, 숙지황 농 축액 등 기능성 부재료를 첨가하여 제조한 초콜릿이 일반적 인 pH 범위인 5.00~6.76으로 나타나 본 결과와 유사한 pH 범위를 나타냈다(10,12). O 등(26)의 연구에서는 솔잎, 뽕 잎, 보리순, 모시잎 등 잎채소 분말을 첨가하여 초콜릿을 제 조하고 pH를 측정한 결과 pH가 5.89~6.56으로 나타났으 며, 일반적으로 초콜릿의 pH는 초콜릿 제조 시 함께 첨가한 부재료에 함유된 유기산 함량에 따라 달라지는 것으로 알려 져 있다.

색도 측정

제조한 초콜릿의 외부 표면색의 측정 결과는 Table 4와 같다. 밝은 정도를 나타내는 L*값은 초석잠 분말을 첨가하 지 않은 대조군에서 23.98로 가장 낮게 나타났으며, 초석잠 분말 첨가량에 비례하여 증가하는 경향을 보여 초석잠 분말

(5)

Table 5. Texture of chocolate containing various amount of Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq.) powder Measurement Chinese artichoke powder (%)¹⁾

0 10 15 20

Hardness (g) Adhesiveness (mJ) Resilience Gumminess (g) Cohesiveness Springiness (mm) Chewiness (mJ)

1,266.00±19.8^d 47.85±3.89^c 0.02±0.01^NS 186.0±24.04^d 0.18±0.01^d 6.55±0.45^c 12.20±0.71^d

1,207.00±91.92^c 42.25±2.05^b 0.02±0.01 172.0±31.11^c 0.17±0.04^c 6.85±1.86^c 11.70±0.28^c

1,043.00±19.80^b 32.00±0.14^a 0.02±0.01 142.0±21.21^b 0.14±0.00^b 5.35±0.61^b 7.50±1.98^b

892.00±16.97â 30.25±0.92â 0.02±0.00 136.5±7.78â 0.10±0.02â 4.83±0.18â 6.80±0.42â

Values with the different letters (a-d) within a row are significantly different at P<0.05.

NS: no significant differences.

Table 6. Total polyphenol and flavonoid contents of chocolate containing various amount of Chinese artichoke (Stachys sie- boldii Miq.) powder

Chinese artichoke

powder (%)¹⁾ Total polyphenol

(mg GAE²⁾/g) Total flavonoid (mg QE³⁾/g) 0

10 15 20

490.28±3.38^a 501.92±3.34^a 537.23±5.43^b 589.31±3.51^c

720.08±11.93^a 908.82±33.98^b 1,063.98±26.94^c 1,322.88±66.27^d

2)GAE: gallic acid equivalent. ³⁾QE: quercetin equivalent.

Values with the different letters (a-d) within a column are sig- nificantly different at P<0.05.

을 20% 첨가한 초콜릿에서 26.32로 가장 높은 값을 나타냈 다. 이는 초석잠 분말 고유의 밝은색으로 인하여 명도도 증 가하기 때문으로 생각된다. 적색도를 나타내는 a*값은 대조 군에서 7.68로 가장 높은 값을 나타냈으며, 초석잠 분말 첨 가량에 비례하여 감소하는 경향을 나타내 초석잠 분말을 20% 첨가하여 제조한 초콜릿에서 5.85로 가장 낮게 나타났 다. 황색도를 나타내는 b*값은 대조군에서 7.73으로 가장 높게 나타났으며 초석잠 분말 함량이 10~20%로 증가함에 따라 황색도도 6.72에서 5.25로 감소하였다. 이는 초석잠 분말의 첨가량에 따라 초콜릿의 붉은 빛이 점차 줄어들기 때문으로 생각된다.

초석잠을 첨가한 양갱(27)의 색도 측정에서는 초석잠 분 말 첨가량이 증가할수록 L*값은 감소하고 a*값과 b*값은 증가하는 것으로 나타나 본 연구와 다른 결과를 보였다.

텍스처 측정

초석잠 분말의 첨가량을 달리하여 제조한 초콜릿의 조직 감 측정 결과는 Table 5와 같다. 경도는 초석잠 분말을 첨가 하지 않은 대조군에서 1,266 g로 가장 높게 나타났으며, 초 석잠 분말 함량이 10~20%로 증가함에 따라 경도도 1,207

~892 g로 점차 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 화 이트 초콜릿 대신에 초석잠 분말을 첨가하여 초콜릿을 제조 하였는데, 화이트 초콜릿 함량이 상대적으로 많은 대조군과 실험군에서는 화이트 초콜릿의 녹는점이 높아 상온에서 초 콜릿의 경도를 높이는 데 기여함을 알 수 있다. 부착성은 초석잠 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 47.85 mJ로 가장 높게 나타났으며, 초석잠 분말을 10~20% 첨가한 실험군에 서는 42.25~30.25 mJ로 초석잠 분말의 첨가량이 비례하여 부착성이 점차 감소하는 경향을 보였다. 탄성은 대조군과 초 석잠 분말 첨가량을 달리하여 제조한 실험군 사이에서 통계 적으로 유의성 있는 차이는 관찰되지 않았다. 검성도 초석잠 분말 함량에 비례하여 감소하는 경향을 나타냈다. 초석잠 분 말을 첨가하지 않은 대조군에서 186.0 g로 가장 높게 나타났 으며, 초석잠 분말을 10% 및 20% 첨가한 실험군에서는 각각 172.0 g와 136.5 g로 감소하였다. 응집성은 대조군이 0.18

로 가장 높은 값을 나타내었고, 초석잠 분말 첨가량이 증가 할수록 감소하는 경향을 나타냈다. 탄력성은 대조군과 초석 잠 분말을 10% 첨가한 초콜릿에서 각각 6.55 및 6.85 mm로 높게 나타났으나, 초석잠 분말을 15% 및 20% 첨가한 실험 군에서는 각각 5.35 mm와 4.83 mm로 그 값이 감소하였다.

씹힘성은 초석잠 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 12.20 mJ로 가장 높게 나타났으며, 초석잠 분말을 10~20% 첨가한 실험군에서는 11.70~6.80 mJ로 그 값이 점차 감소하였다.

조직감 측정 결과 부착성, 검성, 응집성, 탄력성, 씹힘성이 모두 15%와 20%의 실험군에서 현저히 줄어드는 결과를 나 타냈다. 이는 가나슈의 특성인 부드러우면서 쫄깃한 식감을 주는 값들로 그 값이 초석잠 분말의 첨가량이 15%를 초과하 면서 현저히 줄어들었다는 것은 초콜릿 가나슈의 관능적 특 성에도 영향을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 초석잠 분말을 첨가하여 제조한 양갱(28)의 경도, 씹힘성, 응집성은 초석잠 분말 함량이 증가할수록 감소하여 본 연구와 유사한 경향을 보였다. 조직감 측정의 결과로 볼 때 초석잠 분말을 초콜릿 에 첨가할 때는 10% 수준에서 첨가하는 것이 초콜릿의 조직 감에 영향을 가장 적게 주는 최적의 배합비로 생각된다.

총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량 분석

초석잠 분말 함량을 달리하여 제조한 초콜릿의 총 폴리페

(6)

Table 7. Antioxidant activities of chocolate containing various amount of Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq.) powder

Chinese artichoke powder (%)¹⁾

DPPH radical scavenging activity (%)

ABTS radical scavenging activity (%) 0

10 15 20

41.55±1.26^a 56.72±0.46^b 62.56±1.26^c 64.83±1.47^c

30.36±0.75^a 38.47±0.52^b 47.56±0.52^c 56.48±0.68^d

Values with the different letters (a-d) within a column are sig- nificantly different at P<0.05.

놀 및 총 플라보노이드 함량 분석 결과는 Table 6과 같다.

대조군의 총 폴리페놀 함량은 초콜릿 1 g당 gallic acid를 기준으로 490.28 mg이었으나 초석잠 분말 첨가량이 증가 함에 따라 총 폴리페놀 함량도 501.92~589.31 mg으로 점 차 증가하는 경향을 보였다. 이는 초석잠 분말을 첨가하지 않는 초콜릿보다 총 폴리페놀 함량이 1.02~1.20배까지 증 가한 수치였다.

초석잠 분말을 첨가하지 않은 대조군의 총 플라보노이드 함량은 초콜릿 중량 1 g당 quercetin을 기준으로 720.08 mg으로 나타났다. 초석잠 분말을 10~20% 첨가한 초콜릿 에서는 총 플라보노이드 함량이 각각 908.82~1,322.88 mg 으로 초석잠 분말 함량에 비례하여 증가하는 경향을 보였다.

이는 초석잠 분말을 첨가하지 않는 초콜릿보다 총 플라보노 이드 함량이 1.26~1.84배까지 증가한 수치였다.

초콜릿은 이미 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높은 항 산화 식품으로 알려져 있었으며, 여기에 초석잠 분말을 첨가 함에 따라 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 증가함을 확인하였다. 초석잠 추출물 1 g에 함유된 총 페놀 함량은 gallic acid를 기준으로 24.58~38.62 mg, 총 플라노이드 함량은 quercetin 기준으로 221.00 mg 함유된 것으로 보고 되고 있다(21,22). 동일한 식물체에서라도 추출방법, 온도, 시간 등에 따라 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량에는 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 선행연구(10-12,28,29) 에서도 폴리페놀 및 플라보노이드가 풍부한 버찌, 오디, 오 디박 분말, 숙지황 농축액 등의 부재료의 첨가량에 비례하여 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량이 증가한다고 보고하 여 본 연구와 유사한 결과를 나타냈다.

항산화 활성 측정

초석잠 분말을 첨가하여 제조한 초콜릿의 항산화 활성을 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능으로 측정하고 그 결과를 Table 7에 나타냈다. 초석잠 분말을 첨가하지 않은 대조군 에서의 DPPH 라디칼 소거 활성은 41.55%로 나타났으나, 초석잠 분말을 10~20%까지 첨가한 실험군에서는 56.72~

64.83%의 DPPH 라디칼 소거능을 나타내 초석잠 분말의 첨가량이 증가할수록 항산화 활성도 증가함을 알 수 있다.

초석잠 분말을 첨가하지 않은 대조군의 ABTS 라디칼 소 거 활성은 30.36%였고, 초석잠 분말을 10, 15 및 20% 첨가 하여 제조한 초콜릿에서는 각각 38.47, 47.56 및 56.48%의 ABTS 라디칼 소거 활성을 나타냈다. 이는 초석잠 분말을 첨가한 초콜릿의 항산화 활성은 초콜릿에 함유된 총 플라보 노이드 및 폴리페놀 함량에 비례하여 증가하는 것으로 나타 났다.

Na와 Lee(30)의 연구에 따르면 초석잠 분말을 80% 에탄 올로 추출하여 항산화 활성을 측정한 결과 88.21%의 DPPH 라디칼 소거능을 보였고, 이는 같은 조건에서 인삼분말의 DPPH 라디칼 활성(5.24%)보다 16.83배 높은 항산화 활성 을 나타냈다. 또한, 초석잠 분말을 첨가하여 제조한 두부, 식빵, 양갱 및 국수의 항산화력을 측정한 선행연구(21,23, 24,27)에서도 초석잠 함량에 비례하여 항산화 활성이 증가 함을 확인하였다. 초석잠 분말을 0.2~0.8%까지 첨가하여 제조한 두부(21)의 항산화 활성을 ABTS 라디칼 소거 활성 으로 측정한 결과 초석잠 분말 함량이 증가할수록 항산화 활성이 각각 32.64~45.16%까지 증가하였으며, 초석잠 분 말을 0.5~2.0%까지 첨가하여 국수(23)를 제조하고 항산화 활성을 측정한 결과에서는 DPPH 라디칼 소거능이 15.18~

87.67%까지, ABTS 라디칼 소거능은 51.39~88.02%까지 증가함을 관찰하여 본 연구와 유사한 결과를 나타냈다.

요 약

본 연구에서는 초석잠 분말을 전체 재료 중량의 10, 15 및 20% 비율로 첨가하여 초콜릿을 제조하고 이화학적 품질 특 성, 관능적 특성 및 항산화 활성을 평가하였다. 초석잠 분말 첨가량이 증가함에 따라 회분, 조지방 및 조단백질 함량도 증가하였다. 초석잠 분말 첨가량에 따른 초콜릿의 pH 및 총 산도는 통계적으로 유의성 있는 차이가 관찰되지 않았다.

초석잠 함량이 증가함에 따라 L*값은 증가하였고, a*와 b*

값은 감소하였다. 조직감 측정 결과 경도, 부착성, 검성, 응 집성, 탄력성, 씹힘성은 대조군보다 실험군에서 낮은 값을 보였으며, 초석잠 분말 첨가량에 비례하여 현저히 감소하였 다. 초콜릿에 함유된 총 폴리페놀과 총 플라보노이드, 항산 화 활성은 대조군보다 실험군에서 높게 나타났고, 실험군에 서는 초석잠 분말 첨가량에 비례하여 증가함을 확인하였다.

제조한 초콜릿에 대한 자체 기호도 조사 결과 초석잠 분말을 전체 재료 중량의 10% 수준에서 첨가하는 것이 맛, 질감 및 전반적인 선호도가 초석잠 분말을 첨가하지 않은 대조군 과 유사하게 나타났으며, 초석잠 분말 함량이 15% 이상으로 증가하면 기호도가 감소함을 확인하였다. 특히 조직감의 경 우는 초석잠 분말의 첨가량이 10% 이상이 되면 초콜릿 가나 슈의 수분 저하가 급격히 일어나 완전히 유화되지 않고 조직 감이 저하되는 것을 관찰하였다. 이상의 결과를 통하여 초석 잠 분말을 첨가하여 초콜릿을 제조할 경우 초석잠 분말은 전체 중량 대비 10% 수준에서 첨가하는 것이 초콜릿 본래의

(7)

이화학적 특성에 큰 영향을 주지 않고 품질 특성 및 항산화 활성을 높일 것으로 생각된다.

감사의 글

본 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업(과제번호 2016 R1A2B4014977)의 지원에 의해 이루어진 것이며, 그 지원 에 감사드립니다.

REFERENCES

1. Rein D, Paglieroni TG, Wun T, Pearson DA, Schmitz HH, Gosselin R, Keen CL. 2000. Cocoa inhibits platelet activa- tion and function. Am J Clin Nutr 72: 30-35.

2. Fernandes VA, Muller AJ, Sandoval AJ. 2013. Thermal, structural and rheological characteristics of dark chocolate with different compositions. J Food Eng 116: 97-108.

3. Alberts HC, Cidell JL. 2006. Chocolate consumption, manu- facturing and quality in Western Europe and the United States. Geography 91: 218-226.

4. Wan Y, Vinson JA, Etherton TD, Proch J, Lazarus SA, Kris- Etherton PM. 2001. Effects of cocoa powder and dark chocolate on LDL oxidative susceptibility and prostaglandin con- centrations in humans. Am J Clin Nutr 74: 596-602.

5. Hu Y, Pan ZJ, Liao W, Li J, Gruget P, Kitts DD, Lu X.

2016. Determination of antioxidant capacity and phenolic content of chocolate by attenuated total reflectance-Fourier transformed-infrared spectroscopy. Food Chem 202: 254- 261.

6. Lee ES, Kum JY, Hwang YO, Tu OJ, Jo HB, Kim JH, Chae YZ. 2012. Comparative study on antioxidant capacities and polyphenolic contents of commercially available cocoa-con- taining products. J Korean Soc Food Sci Nutr 41: 1356-1362.

7. Kim SY, Zu G, Kim BK. 2014. Quality characteristics of single origin bean-to-bar dark chocolate prepared with sugar alcohols. Food Eng Prog 18: 194-202.

8. Kang S, Lee JS, Jeong A, Kim E, Park S. 2014. The effects of using artificial sweeteners and coffee grounds in chocolate filling on quality characteristics and glycemic index.

J Appl Biol Chem 57: 307-312.

9. Youn HY, Lee SJ. 2012. Quality characteristics of chocolate ganache influenced by the level of vegetable creams. Food Eng Prog 16: 306-313.

10. Kim CR, Park HJ, Oh HL, Na YG, Doh ES, Yoon JH, Shim EK, Kim MR. 2012. Quality characteristics and antioxidant activity of chocolate added with Rehmannia Radix Preparata concentrate. J East Asian Soc Diet Life 22: 535-542.

11. Park SY, Joo N. 2011. Processing optimization and anti- oxidant activity of chocolate added with mulberry. Korean J Food Sci Technol 43: 303-314.

12. Yoon MH, Kim KH, Hwang HR, Jo JE, Kim MS, Yook HS.

2009. Quality characteristics and antioxidant activity of chocolate containing flowering cherry (Prunes serrulata L.

var. spontanea Max. wills.) fruit powder. J Korean Soc Food Sci Nutr 38: 1600-1605.

13. Baek HS, Na YS, Kim DH, Lee Ch, Ryu BH, Song SK.

2004. Antioxidant activities of Stachys sieboldii MIQ roots.

J Life Sci 14: 1-7.

14. Na BR, Lee JH. 2017. Antioxidative capacities of Stachys

sieboldii MIQ and ginseng powders and their effects on quality characteristics of cookies. J Korean Soc Food Sci Nutr 46: 68-76.

15. Yamahara J, Kitani T, Kobaysahi H, Kawahara Y. 1990.

Studies on Stachys sieboldii MIQ. Ⅱ. Anti-anoxia action and the active constituents. Yakugaku Zasshi 110: 932-935.

16. Ryu BH, Park BG, Song SK. 2002. Antitumor effects of the hexane extract of Starchys sieboldii MIQ. Korean J Biotech- nol Bioeng 17: 520-524.

17. Takeda Y, Fujita T, Satoh T, Kakegawa H. 1985. On the glycoside constituents of Stachys sieboldii MIQ. and their effects on hyarulonidase activity. Yakugaku Zasshi 105: 955- 959.

18. Hayashi K, Nagamatsu T, Ito M, Yagita H, Suzuki Y. 1996.

Acteoside, a component of Stachys sieboldii MIQ, may be a promising antinephritic agent (3): effect of aceteoside on expression of intercellular adhesion molecule-1 in experi- mental nephritic glomeruli in rats and cultured endothelial cells. Jpn J Pharmacol 70: 157-168.

19. Choe DJ, Ahn HY, Kim YW, Kim TH, Kim MD, Cho YS.

2016. Improvement effect of Stachys sieboldii MIQ. accord- ing to mixing ratio of calcium on memory impairment in scopolamine-induced dementia rats. J Life Sci 26: 812-818.

20. Park YI, Lee SM, Joo N. 2014. Quality characteristics and optimization of rice muffin containing Chinese artichoke (Stachys sieboldii MIQ) powder using response surface methodology. J Korean Diet Assoc 20: 212-226.

21. Lee JE, Jin SY, Han YS. 2014. Antioxidant activities and quality characteristics of tofu supplemented with Chinese artichoke powder. Korean J Food Nutr 27: 10-21.

22. Chung M, Lee SM, Joo N. 2014. Optimization of rice cook- ies prepared with Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) powder using response surface methodology and quality characteristics. Korean J Food Nutr 27: 435-446.

23. Park EJ. 2017. Quality characteristics and antioxidant activ- ity of noodles added with Chinese artichoke powder. J East Asian Soc Diet Life 27: 61-68.

24. Jeon KS, Park SI. 2015. Antioxidative properties of Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq) added white bread. Korean J Culinary Res 21: 120-132.

25. AOAC. 1995. Official methods of analysis. 16th ed. Associ- ation of Official Analytical Chemists, Washington, DC, USA.

Chap. 3, p 1-26.

26. O H, Song KY, Zhang Y, Joung KY, Shin SY, Kim YS.

2017. Quality properties and antioxidant activities of choc- olate with variable leaf powder. Korean J Food Cook Sci 33: 247-255.

27. Choi SH. 2016. Quality characteristics of Yanggaeng added with Chinese artichoke (Stachys sieboldii Miq) powder. Culi- nary Sci Hospital Res 22: 99-108.

28. Batista NN, de Andrade DP, Ramos CL, Dias DR, Schwan RF. 2016. Antioxidant capacity of cocoa beans and choc- olate assessed by FTIR. Food Res Int 90: 313-319.

29. Hwang MH, Jeon HL, Kim HD, Lee SW, Kim MR. 2012.

Quality characteristics and antioxidant activities of choc- olate added with mulberry pomace. Korean J Food Cook Sci 28: 479-487.

30. Na BR, Lee JH. 2017. Antioxidative capacities of Stachys sieboldii MIQ and ginseng powders and their effects on quality characteristics of cookies. J Korean Soc Food Sci Nutr 46: 68-76.