가시파래 첨가 버터쿠키의 이화학적 품질 특성 및 항산화성 김수진

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가시파래 첨가 버터쿠키의 이화학적 품질 특성 및 항산화성

김수진․김다희․백승연․김미리 충남대학교 식품영양학과

Physicochemical Properties and Antioxidant Activities of Butter Cookies Added with Enteromorpha prolifera

Su Jin Kim, Da Hee Kim, Seung Yeon Baek, and Mee Ree Kim Department of Food & Nutrition, Chungnam National University

ABSTRACT This study evaluated the quality characteristics and antioxidant activities of butter cookies containing Enteromorpha prolifera (E. prolifera) powder. Different amounts of E. prolifera powder, 0%, 0.5%, 2.5%, and 4.5%

was added. The moisture content of the butter cookies increased with increasing amount of E. prolifera powder added.

The sugar content (°Brix) of the control was the highest among the groups. The reducing sugar content (%) increased with increasing amount of E. prolifera. As the amount of E. prolifera increased, the pH of the butter cookies decreased, whereas the acidity increased. The lightness (L) and redness (a) of the control were the highest among the groups.

The yellowness (b) increased with increasing amount of E. prolifera powder. Furthermore, the total phycocyanin and total chlorophyll contents of the butter cookies containing E. prolifera were significantly higher than those of the control. The textural properties by TPA showed that the hardness of the butter cookies decreased with increasing amount of E. prolifera powder. The total phenolics and flavonoid contents increased with the addition of E. prolifera powder. The antioxidant activities, as measured by the DPPH radical scavenging activity and SOD-like activity, were highest in the cookies containing 4.5% E. prolifera powder. In the sensory properties test, the overall acceptability of butter cookies containing 2.5% E. prolifera powder received the highest score. From these results, adding E. prolifera powder to butter cookies contributed to the high antioxidant activities and preference.

Key words: Enteromorpha prolifera, butter cookies, physicochemical properties, antioxidant activities

Received 27 March 2020; Accepted 8 April 2020

Corresponding author: Mee Ree Kim, Department of Food and Nutrition, Chungnam National University, Daejeon 34134, Korea E-mail: [email protected], Phone: +82-42-821-6837

Author information: Su Jin Kim (Graduate student), Da Hee Kim (Graduate student), Seung Yeon Baek (Graduate student), Mee Ree Kim (Professor)

서 론

가시파래(Enteromorpha prolifera)는 갈파래과(Ulva- ceae)에 속하는 녹조식물로 우리나라에서는 남해안이나 서 해 남부 해안에서 서식한다(KORDI, 2004). 가시파래에는 단백질, 아미노산, 비타민, 무기질, 오메가-3 지방산 등의 영양가 조성이 우수한데, 다른 해조류에 비해 linoleic acid, linolenic acid와 같은 필수 지방산의 함량이 높으며 칼륨, 마그네슘, 칼슘이 다량 함유되어 있다(Baek과 Kim, 2019).

또한, 특유의 향기가 있어 예로부터 고급식품으로 이용되고 있다(Kim 등, 2016). 클로로필과 카로티노이드로 인한 가시 파래의 녹색 색소에는 비타민 C와 항산화 물질이 풍부하여 세포 손상 방지와 질환 예방에도 효능을 보인다(Zhao 등, 2016). 가시파래와 같은 해조류에는 육상생물에 비해 비타

민, 칼슘, 요오드, 철 등의 필수 미량 무기질이 다량 함유되어 있으며(Baek 등, 1996), 해조류 유래 황함다당류는 항종양, 항혈전, 항염증, 항암 및 면역증진 효능이 우수한 것으로 알 려져 있다(Saito 등, 2006). 또한, 해조류에 다량 함유되어 있는 수용성 식이섬유는 콜레스테롤 흡수를 저해하여 비만 예방에 도움을 줄 뿐만 아니라(Miettinen, 1987) 당에 의한 내성을 증가시키고 지질대사를 개선하므로 당뇨병에 효과 적인 것으로 알려지고 있다(Lee 등, 1996; Park 등, 2008).

제과류 중 쿠키는 수분 함량이 5% 이하로 낮은 건과자에 속하는 작은 과자이다(Cho와 Kim, 2013). 반죽의 특성에 따라 반죽형과 거품형으로 나눠지며, 밀어서 편 다음 성형하 거나 특정 형태로 짜는 방법 등 제조 방법이 다양하다(Kim 등, 1999). 또한 수분 함량이 낮아 미생물적인 변패가 적어 저장성이 우수하며(Kim과 Chung, 2011) 달고 식감이 바삭 바삭하여 차와 음료와 함께 간식이나 후식으로 많이 이용된 다(Han 등, 2007). 먹기가 간편하여 현대인의 주된 간식으 로 애용되고 있으며(Kim 등, 2002) 고령자를 위한 새로운 간식으로의 이용 가치도 높을 것으로 생각된다.

한편, 요즈음 제과, 제빵 분야의 수요가 지속되고 있으며 (Kim과 Park, 2008) 소비자들의 건강식품 및 성인병 예방

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Table 1. Ingredient composition of butter cookies added with different amount of Enteromorpha prolifera (unit: g)

Ingredients Control EPP¹⁾0.5 EPP2.5 EPP4.5 E. prolifera powder

with water (1:1) Soft flour

Butter Sugar powder Egg white

0 180 170 100 50

5 177.5

170 97.5 50

25 167.5

170 87.5

50

45 157.5

170 77.5 50 Total weight 500 500 500 500

1)E. prolifera powder.

식품에 관한 요구가 높아지고 있다(Lee와 Ko, 2009). 그 중에서도 해조류는 당뇨 등의 성인병 예방과 같은 생리학적 효능이 입증됨에 따라 다양한 생리활성 물질을 가진 기능성 식품 자원으로써 가치가 증대되고 있는데(Lim, 2008) 해조 류를 첨가한 쿠키로는 다시마 분말을 첨가한 쿠키(Cho 등, 2006), 마른 김을 첨가한 흑미 쿠키(Hwang과 Nhuan, 2014), 매생이 분말을 첨가한 쿠키(Lee 등, 2010), 파래를 첨가한 쿠키(Lim, 2008) 등이 있다. 이밖에도 양배추 분말(Lee와 Lee, 2017), 아마씨(Kim과 Chung, 2011), 구기자(Park 등, 2005), 아사이베리(Choi 등, 2014), 비파잎 분말(Cho와 Kim, 2013) 등을 첨가한 쿠키에 관한 연구들이 다양하게 보고되었지만, 현재 가시파래를 첨가한 쿠키에 관한 연구는 없는 실정이다.

따라서 본 연구에서는 쿠키의 일종인 버터쿠키 제조에 가 시파래가 가지고 있는 생리활성 작용과 항산화성을 활용하 고 가시파래 특유의 색과 맛을 살릴 수 있는 제품을 개발하 고자 가시파래 분말의 함량을 달리하여 버터쿠키를 제조한 후 해조류의 식품으로서의 다양성 개선과 효율성 증대를 모 색하고자 하였다.

재료 및 방법

실험재료

본 실험에서 사용된 가시파래는 ㈜송원식품(Seosan, Ko- rea)으로부터 분말 상태로 구입하여 -70°C에서 냉동 보관 (Ultra-Low Temperature Freezer, SW-UF-400P, Sam- won Freezing Engineering Co., Busan, Korea)하여 사용 하였으며 이 밖에 버터(Lotte Foods Co., Ltd., Seoul, Ko- rea), 슈가파우더(Serome Food Co., Ltd., Icheon, Korea), 박력분(CJ CheilJedang, Incheon, Korea), 계란흰자를 사 용하였다.

가시파래 버터쿠키의 제조

가시파래 분말을 첨가한 버터쿠키의 배합비는 Table 1과 같으며 수회의 예비실험과 관능검사를 통하여 가장 적절하 다고 판단되는 양을 결정하였다. 가시파래 분말을 첨가하지 않은 대조군과 가시파래 분말을 총 중량의 0.5%, 2.5%, 4.5

%를 첨가하여 제조하였다. 제조 방법은 먼저 가시파래 분말

에 동량의 물을 적셔 가시파래 분말이 물을 머금도록 한 뒤, 계량된 버터를 실온에서 충분히 유연하게 해주었다. 유연한 상태가 된 버터와 슈가파우더, 물에 적신 가시파래 분말을 반죽기(Model K5SS, KitchenAid, Benton Harbor, MI, USA)에 넣고 저속에서 1분, 중속에서 1분간 섞어 주었다.

계란흰자를 반으로 나누어 반죽기에 넣고 중속에서 2분간 섞은 뒤, 나머지를 모두 넣어 다시 중속에서 2분간 작동시켜 부드러운 상태가 되도록 크림화 하였다. 박력분을 체에 내려 2번에 나눠 반죽에 넣고 가루가 보이지 않을 때까지 가볍게 섞어주었다. 반죽을 짤주머니에 넣고 평평한 면을 이용하여 7 cm 길이로 일정하게 짰다. 이것을 윗불 160°C, 아랫불 160°C로 예열한 오븐에서 7분간 구운 뒤, 실온에서 1시간 냉각한 후 시료로 사용하였다.

수분 함량

수분 함량은 시료를 일정한 크기로 잘라 약 1.0 g씩 취하 여 적외선 수분측정기(Infrared Moisture Analyzer FD- 660, Kett Electric Laboratory, Tokyo, Japan)를 이용하 여 3회 반복 측정하였다.

당도 및 환원당

당도는 분쇄한 시료 5 g에 증류수 45 mL를 넣고 희석하 여 균질화한 후, 40°C에서 30분간 sonication(Powersonic 420, Hwashin Technology, Gwangju, Korea)으로 교반하 고 3,000 rpm으로 20분간 원심분리(Combi-514R, Hanil, Hwaseong, Korea)하여 얻어진 상층액을 당도계(SCM- 1000, HM Digital, Seoul, Korea)로 측정하였다. 환원당의 시료는 당도의 시료와 동일하며 dinitrosalicylic acid에 의 한 비색법으로 엘라이저(Epoch Microplate Spectropho- tometer, BioTeck Instruments, Winooski, VT, USA)를 사용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 glucose(Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 농도 별로 반응시켜 사용하였다.

pH 및 산도

pH는 분쇄한 시료 5 g에 증류수 45 mL를 넣고 희석하여 균질화한 후, 40°C에서 30분간 sonication(Hwashin Tech- nology)으로 교반하고 3,000 rpm으로 20분간 원심분리 (Hanil)하여 얻어진 상층액을 pH meter(420 Benchtop, Orion Research, Beverly, MA, USA)로 측정하였다. 산도 의 시료는 pH의 시료와 동일하며 상층액 10 mL를 취하여 pH 8.3까지 적정하는 데 필요한 0.1 N NaOH 양(mL)을 citric acid 함량(%)으로 환산하여 총산의 함량을 구하였다 (Sadler, 1994).

색도

색도는 색차계(Spectrophotometer CM-600, Konica Minolta Sensing, Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 Hunter

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color system의 L값(lightness), a값(redness), b값(yellowness)을 총 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

균일하게 분쇄한 시료를 10 g 취하여 페트리 디쉬(50×12 mm)에 빈공간이 생기지 않도록 담아 색도를 측정하였다.

Standard color value는 L값 99.38, a값 -0.14, b값 -0.07 인 calibration plate를 표준으로 삼았다.

피코시아닌

피코시아닌은 시료 1 g에 dimethyl sulfoxide(DMSO) 50 mL를 넣고 희석하여 균질화한 후 sonication(Hwashin Technology)에 40°C에서 2시간 동안 침지시킨 뒤, centrifuge(Hanil)에서 3,000 rpm으로 20분간 원심분리하여 얻 어진 상층액을 엘라이저(BioTeck Instruments)를 사용하 여 620 nm, 652 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정한 흡광 도 값을 아래의 식을 통해 계산하여 피코시아닌 함량을 구하 였다(Shim 등, 2010).

C-phycocyanin (mg/mL)＝[A620－0.474(A652)]/5.34 Allophycocyanin (mg/mL)＝[A652－0.208(A620)]/

5.09

클로로필

클로로필은 시료 2 g에 DMSO 20 mL를 넣고 희석하여 균질화한 후 30°C의 암조건에서 24시간 동안 색소를 추출 한 뒤, centrifuge(Hanil)에서 3,000 rpm으로 20분간 원심 분리하여 얻어진 상층액을 엘라이저(BioTeck Instruments) 를 이용하여 664 nm, 648 nm에서 흡광도를 측정하였다.

측정한 흡광도 값을 아래의 식을 통해 계산하여 클로로필 함량을 구하였다(Chappelle 등, 1992).

Chlorophyll a (µg/mL)＝12.25･A664－2.79･A648 Chlorophyll b (µg/mL)＝21.50･A648－5.10･A664 Total chlorophyll (µg/mL)＝Chlorophyll a＋

Chlorophyll b

기계적 조직감

기계적 조직감은 Texture analyser(TA/XT2, Stable Micro System Ltd., Surrey, England)를 사용하여 물성변 화를 통해 확인하였다. 지름 5 mm의 plunger를 사용했으며 경도(hardness), 부서짐성(fracturability), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)을 3회 이상 반복하여 측정 하였다. 분석조건은 pre test speed 2.0 mm/s, test speed 2.0 mm/s, post test speed 2.0 mm/s, strain 20.0% trig- ger type auto 5 g이다.

총 페놀 함량

총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent가 페 놀성 물질에 의해 몰리브덴 청색으로 환원되는 원리로 측정 하였다(Singleton 등, 1999). 시료 3 g과 메탄올 50 mL를 4시간 동안 교반(Hwashin Technology)하고 24시간 추출

한 뒤 상층액을 감압농축기(EYELA SB-1000, Tokyo Ri- kakikai Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 용매를 휘발하여 추출 물만 얻었다. 각각 추출물 200 mg에 1 mL의 메탄올을 넣어 200 mg/mL 농도의 추출물 용액을 시료 용액으로 사용하여 측정하였다. 시료 용액 50 μL에 증류수 50 μL와 0.2 N Folin-Ciocalteu’s reagent 500 μL를 넣고 5분간 반응시킨 후 7.5% Na₂CO₃ 400 μL를 넣고 빛을 차단하여 30분간 반 응시키고 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준 곡선은 포 화 tannic acid(Yakuri Pure Chemicals Co., Ltd., Kyoto, Japan)를 사용하였다.

플라보노이드 함량

총 페놀의 시료와 동일한 방법으로 추출하여 200 mg/

mL 농도로 희석한 추출물 용액을 시료 용액으로 사용하여 측정하였다. 시료 용액 100 μL에 90% diethylene glycon 0.9 mL, 1 N NaOH 20 μL를 넣고 37°C water bath(VS- 1205W, Vision Scientific Co., Ltd., Daejeon, Korea)에서 1시간 동안 반응시키고 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.

표준곡선은 naringin(Sigma Aldrich Co.)을 사용하였다.

DPPH 라디칼 소거능

총 페놀의 시료와 동일한 방법으로 추출하여 200 mg/

mL 농도로 희석한 추출물 용액을 시료 용액으로 사용하여 측정하였다. 농도별로 희석한 시료 용액 50 μL에 1.5×10^-4 mM DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 용액 150 μL 를 넣고 빛을 차단하여 30분 동안 반응시킨 후 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능(%)을 아래 식 으로 계산하고 농도별 라디칼 소거능에 대한 검량선에서 DPPH 라디칼 소거능이 50%가 되는 농도인 IC50값을 구하 였다.

Free radical scavenging activity (%)＝

Abs_DPPH－Abs_sample AbsDPPH ×100

SOD 유사 활성

SOD(superoxide dismutase) 유사 활성은 Marklund와 Marklund(1974)의 방법에 따라 측정하였다. 총 페놀의 시 료와 동일한 방법으로 추출하여 200 mg/mL 농도로 희석한 추출물 용액을 시료 용액으로 사용하여 측정하였다. 시료 용 액 40 μL에 Tris-HCl의 완충용액(50 mM Tris＋10 mM EDTA, pH 8.5) 260 μL와 7.2 mM pyrogallol 20 μL를 가하여 25°C에서 10분간 반응시킨 후 1 N HCl 0.1 mL를 가하여 반응을 정지시키고 반응액 중 산화된 pyrogallol의 양을 420 nm에서 측정하였다. SOD 유사 활성은 시료 첨가 구와 무첨가구 사이의 흡광도 차이를 백분율로 나타내었다.

Activity (%)＝

(

^1－ ^As_Ac^sample

)

^×100

blank

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Table 2. Moisture content, sugar content, reducing sugar content, pH, acidity and color value of butter cookies added with different amount of E. prolifera

Control EPP¹⁾0.5 EPP2.5 EPP4.5

Moisture content (%) 2.60±0.17^a2)3) 1.33±0.03^d 1.90±0.11^c 2.23±0.02^b Sugar content (°Brix)

Reducing sugar content (%)

3.00±0.00^a 1.61±0.02^d

2.90±0.00^b 1.69±0.01^c

2.70±0.00^c 2.46±0.02^b

2.60±0.00^d 2.79±0.07^a pH

Acidity (%)

6.64±0.02^a 0.13±0.02^c

6.59±0.03^b 0.14±0.01^c

6.42±0.02^c 0.21±0.01^b

6.25±0.02^d 0.30±0.01^a

Color value

Lightness (L) Redness (a) Yellowness (b)

83.65±0.00^a 2.19±0.01^a 19.41±0.01^d

77.98±0.01^b

−2.25±0.01^b 20.55±0.01^c

76.92±0.01^c

−3.06±0.00^c 21.11±0.01^b

72.76±0.01^d

−4.33±0.01^d 21.13±0.01^a

2)All values are mean±SD.

3)Different letters (a-d) in the same row are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05.

관능평가

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 관능평가는 강도검사를 실시하여 평가하였다(충남대학교 생명윤리위원회 생명윤리 면제심의 윤리면제 승인번호: 201811-SB-187-01). 패널 들에게 검사방법과 평가특성을 교육한 후, 예비검사를 통해 관능검사에 익숙한 식품영양학과 재학생 8명을 패널로 선정 하여 7점 척도법으로 강도(1점: 매우 약함, 7점: 매우 강함) 평가를 하였다. 강도 검사의 항목은 가시파래 색, 비린 향, 가시파래 향, 가시파래 맛, 단맛, 경도, 씹힘성, 전반적인 수 용도였으며, 시료는 세 자리 난수표를 부착한 일회용 접시에 제공하였고 다음 시료 평가에 미치는 영향을 줄이기 위해 따뜻한 물과 함께 제공하였다.

통계처리

본 실험 결과는 3회 반복하여 측정한 값을 SPSS 24.0 (Statistical Package for Social Science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package 프로그램 중에서 기 술통계를 실시하여 평균과 표준 오차로 나타내었으며, 분산 분석(ANOVA)을 실시하여 유의성이 있는 경우에 Duncan 의 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)을 이용하 여 시료 간의 유의차를 검정하였다(P<0.05).

결과 및 고찰

수분 함량

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 수분 함량 측정 결과는 Table 2와 같다. 대조군의 수분 함량은 2.60%, 0.5% 첨가 군은 1.33%, 2.5% 첨가군은 1.90%, 4.5% 첨가군은 2.23%

로 가시파래 첨가량에 따른 증가를 보였으며 대조군의 수분 함량이 유의적으로 가장 높았다. 이는 제조 시 가시파래 분 말에 동량의 물을 적셔 첨가하였기에 가시파래의 식이섬유 가 수분을 보유하고 있어 첨가군 사이에서 수분이 증가하는 경향을 보이는 것으로 사료된다. 이는 비파잎 분말을 첨가한 쿠키의 품질 특성에서 비파잎 분말 첨가량이 증가될수록 유 의적으로 수분 함량이 증가하는 것과 유사하였다(Cho와

Kim, 2013). 다만, 가시파래를 첨가하지 않은 대조군에서 수분 함량이 가장 높은 값은 나타낸 것은 첨가군에 비해 가 시파래(8.47%)보다 상대적으로 수분 함량이 많은 박력분 (14.0%)의 첨가량이 많기 때문에 가시파래 첨가량이 일정 수준에 미치지 못하면 가시파래 첨가군보다 대조군의 수분 함량이 많은 것으로 사료된다.

당도 및 환원당

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 당도 및 환원당 측정 결과 는 Table 2와 같다. 대조군의 당도는 3.00°Brix, 0.5% 첨가 군은 2.9°Brix, 2.5% 첨가군은 2.7°Brix, 4.5% 첨가군은 2.6°Brix로 가시파래 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감 소하는 것을 알 수 있었다(P<0.05). 반면, 환원당은 대조군 이 1.61%, 0.5% 첨가군이 1.69%, 2.5% 첨가군이 2.46%, 4.5% 첨가군이 2.79%로 가시파래 첨가량에 따라 증가하는 추세를 보였다. 환원당은 반응성이 있는 알데하이드기와 케 톤기를 가지고 있으며 포도당, 과당, 유당, 맥아당과 같이 금속염 알칼리 수용액 중에서 환원성을 나타내는 단당류, 이당류를 뜻한다(Lee 등, 2003). Baek과 Kim(2019)에 따 르면 서산 가시파래에는 환원당인 포도당, 과당이 각각 3.51 mg/g, 2.95 mg/g 함유되어 있으며 환원당의 총 함량은 0.27

%라고 보고하여 설탕 첨가량이 감소하는 반면, 가시파래의 환원당 함량이 증가하여 나타나는 결과로 사료된다.

pH 및 산도

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 pH 및 산도 측정 결과는 Table 2와 같다. 대조군의 pH는 6.64, 0.5% 첨가군은 6.59, 2.5% 첨가군은 6.42, 4.5% 첨가군은 6.25로 가시파래 첨가 량에 따른 감소가 나타났다. 이는 가시파래에 풍부하다고 알려진 단백질, 유리아미노산, 황산다당류에 의해 pH가 감 소하는 것으로 보인다(Simpson 등, 1986; Lin 등, 2015).

이러한 결과는 아사이베리 분말을 첨가한 쿠키와 유사한 경 향이었으며, 이는 아사이베리의 유기산과 당 때문이라고 밝 혀 주재료의 성분이 pH에 큰 영향을 미치는 것으로 보인다 (Choi 등, 2014). 반면, 산도는 대조군이 0.13, 0.5% 첨가군

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Table 3. Phycocyanin content and chlorophyll content of butter cookies added with different amount of E. prolifera

Phycocyanin (mg/mL)

C-phycocyanin Allophycocyanin

0.0041±0.0001^b2)3) 0.0067±0.0000^d

0.0044±0.0002^a 0.0087±0.0001^c

0.0044±0.0001^a 0.0160±0.0001^b

0.0044±0.0002^a 0.0198±0.0001^a Chlorophyll

(µg/mL)

Chlorophyll a Chlorophyll b Total chlorophyll

0.4231±0.0071^d 0.6984±0.0029^c 1.1215±0.0042^d

0.6495±0.0176^c 0.7397±0.0375^c 1.3892±0.0230^c

1.5255±0.0320^b 1.3716±0.0680^b 2.8971±0.0661^b

2.3156±0.0197â 1.6528±0.0877â 3.9684±0.1032â

이 0.14, 2.5% 첨가군이 0.21, 4.5% 첨가군이 0.30으로 증 가하였으며, 대조군과 0.5% 첨가군 간에 유의적인 차이는 없었지만(P>0.05) 2.5% 첨가군과 4.5% 첨가군 간은 유의 적인 차이를 보였다(P<0.05).

색도

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 색도 측정 결과는 Table 2와 같다. 명도를 나타내는 L값은 대조군이 83.65로 유의적 으로 가장 낮았고(P<0.05) 0.5% 첨가군이 77.98, 2.5% 첨 가군이 76.92, 4.5% 첨가군이 72.76으로 유의적으로 감소 하였다(P<0.05). 적색도를 나타내는 a값은 대조군이 2.19, 0.5% 첨가군이 -2.25, 2.5% 첨가군이 -3.06, 4.5% 첨가군 이 -4.33으로 가시파래 첨가량에 따라 감소하였다. 황색도 를 나타내는 b값은 대조군이 19.41, 0.5% 첨가군이 20.55, 2.5% 첨가군이 21.11, 4.5% 첨가군이 21.13으로 L, a값과 반대로 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 이는 비환원당인 설탕이 갈변 반응에 참여하기 위해서는 포도당과 과당으로 분해되는 과정을 거쳐 카보닐기가 되어야 하므로 카보닐기 를 직접 가지고 있는 환원성 단당류인 포도당에 비해 갈변 반응 속도가 상대적으로 느리기 때문이라고 보았다(Ryu 등, 2012). 즉, 설탕 첨가량이 증가할수록 갈변 반응 속도가 느 려지기 때문에 설탕 첨가량이 가장 많은 대조군에서 황색도 가 가장 낮고 가시파래 첨가량과 반대로 설탕 첨가량이 증가 할수록 점차 황색도가 증가하는 것으로 보인다. 또한 쿠키의 색은 일정한 조건 하에서 주로 당에 의해 영향을 많이 받는 데 환원당에 의한 Maillard 반응, 열에 불안정한 당에 의한 카라멜화 반응으로 인한 갈변화가 쿠키의 색도에 큰 영향을 미친다(Park 등, 2005).

피코시아닌

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 피코시아닌 함량 측정 결 과는 Table 3과 같다. C-phycocyanin은 대조군이 0.0041 mg/mL, 0.5% 첨가군이 0.0044 mg/mL, 2.5% 첨가군이 0.0044 mg/mL, 4.5% 첨가군이 0.0044 mg/mL로 가시파래 첨가군이 대조군보다 C-phycocyanin의 함량이 높았으며, allophycocyanin 함량은 대조군이 0.0067 mg/mL, 0.5%

첨가군이 0.0087 mg/mL, 2.5% 첨가군이 0.0160 mg/mL, 4.5% 첨가군이 0.0198 mg/mL로 가시파래 함량에 따른 비

례를 보였다. 피코시아닌은 광합성을 담당하는 청색의 색소 로 항산화, 항염증 작용과 관련된 색소이다(Kim 등, 2010b).

스피루리나를 첨가한 두부의 연구에서도 스피루리나 함량 이 증가할수록 피코시아닌 함량도 증가하여 본 연구와 유사 한 결과를 나타내었다(Kim 등, 2010a). 따라서 가시파래의 높은 피코시아닌 수준으로 인하여 가시파래 첨가량에 따라 피코시아닌 함량이 증가하는 것으로 보인다.

클로로필

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 클로로필 함량 측정 결과 는 Table 3과 같다. 대조군의 chlorophyll a값은 0.4231 µg/mL, 0.5% 첨가군은 0.6495 µg/mL, 2.5% 첨가군은 1.5255 µg/mL, 4.5% 첨가군은 2.3156 µg/mL로 가시파래 첨가량에 따라 증가하였다. Chlorophyll b 역시 대조군이 0.6984 µg/mL로 유의적으로 가장 낮은 값을 보였고(P<

0.05) 0.5% 첨가군이 0.7397 µg/mL, 2.5% 첨가군이 1.3716 µg/mL, 4.5% 첨가군이 1.6528 µg/mL로 증가하였다. Chlo- rophyll a와 chlorophyll b를 더한 값인 total chlorophyll 역시 대조군이 1.1215 µg/mL로 가장 낮았으며, 0.5% 첨가 군이 1.3892 µg/mL, 2.5% 첨가군이 2.8971 µg/mL, 4.5%

첨가군이 3.9684 µg/mL로 유의적으로 증가하는 결과를 보 였다(P<0.05). 천연 녹색색소인 클로로필은 광합성을 하는 모든 식물의 엽록체에 카로티노이드와 함께 단백질, 지방질 또는 지단백질과 결합한 상태로 존재하며 조류에 많이 함유 되어 있다(Lee 등, 2009). 특히, 광선이 차단된 상태에서는 유리라디칼 소거작용을 통하여 지방의 자동산화를 억제하 는 산화방지제 역할을 한다(Tanielian과 Wolff, 1988).

기계적 조직감

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 기계적 조직감 측정 결과 는 Table 4와 같다. 경도는 대조군이 1,007.53, 0.5% 첨가 군이 2,562.09, 2.5% 첨가군이 1,816.14, 4.5% 첨가군이 1,215.88로 가시파래 첨가량에 따라 감소하여 더 부드러웠 으며 이는 수분 함량과 반대의 경향이었다. 부서짐성은 식품 을 파쇄하는 힘으로 대조군이 383.20으로 가장 낮았으며 0.5% 첨가군이 943.30, 2.5% 첨가군이 759.07, 4.5% 첨가 군이 419.20으로 가시파래 첨가량에 따라 부서짐이 유의적 으로 감소하는 것을 알 수 있었다(P<0.05). 이는 경도의 경

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Table 4. Texture of butter cookies added with different amount of E. prolifera

Hardness (g) Fracturability Cohesiveness Chewiness

1,007.53±75.02^d2)3) 383.20±65.15^c 0.032±0.014^c 42.3±0.4^c

2,562.09±44.74â 943.30±4.93â 0.147±0.006â 95.9±8.8â

1,816.14±98.00^b 759.07±23.30^b 0.108±0.008^b 79.8±3.9^b

1,215.88±14.41^c 419.20±22.92^c 0.091±0.017^b 79.4±4.1^b

a

b

c

d

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

control EPP0.5 EPP2.5 EPP4.5

Tannic acid (mg/mL) .

Fig. 1. Total phenol contents of butter cookies added with differ- ent amount of E. prolifera. EPP: E. prolifera powder. All values are mean±SD. Different letters (a-c) above the bars are signifi- cantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05.

a

b c c

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

Naringin (mg/mL) .

Fig. 2. Flavonoid contents of butter cookies added with different amount of E. prolifera. EPP: E. prolifera powder. All values are mean±SD. Different letters (a-c) above the bars are signifi- cantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05.

향과 일치하였으며 가시파래 첨가량과 비례하여 경도가 감 소하고 조직감이 부드러워지기 때문에 부서짐성도 감소하 는 것으로 사료된다. 응집성은 대조군이 0.032, 0.5% 첨가 군이 0.147, 2.5% 첨가군이 0.108, 4.5% 첨가군이 0.091이 었다. 씹힘성은 대조군이 42.3, 0.5% 첨가군이 95.9, 2.5%

첨가군이 79.8, 4.5% 첨가군이 79.4으로 0.5% 첨가군이 가 장 높았으며 대조군이 유의적으로 가장 낮았다(P<0.05).

총 페놀 함량

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 총 페놀 함량 결과는 Fig.

1과 같다. 대조군의 총 페놀 함량은 0.257 mg/mL로 가장 낮 았으며 0.5% 첨가군은 0.471 mg/mL, 2.5% 첨가군은 0.632 mg/mL, 4.5% 첨가군은 0.783 mg/mL로 가시파래 첨가량 과 비례하여 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 페놀성 화합 물들은 phenolic hydroxy기를 가지고 있어 단백질, 기타 2가 금속이온 및 거대분자들과 결합하여 혈중 콜레스테롤 강하작용, 혈압 상승억제, 심혈관질환 예방, 항산화, 항암 등(Sakihama 등, 2002; Devi 등, 2011)의 생리활성을 나타 내 신체 내 산화적 스트레스 수준을 줄일 수 있을 뿐만 아니 라 지질 산화를 억제하여 식품의 품질과 영양가치 증진에도 기여한다(Kuda와 Ikemori, 2009). 식용 해조류 추출물의 항산화 측정 결과로 미루어 보아 가시파래를 비롯한 해조류 에는 페놀성 화합물이 다량 함유되어 있으며 이는 라디칼 소 거 활성과 상관관계가 있다고 보고되었다(Jiménez-Escrig 등, 2011).

플라보노이드 함량

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 플라보노이드 함량 결과 는 Fig. 2와 같다. 대조군의 플라보노이드 함량은 0.925 mg/

mL로 가장 낮았으나 가시파래 첨가량이 증가함에 따라 0.5

% 첨가군은 1.005 mg/mL, 2.5% 첨가군은 1.186 mg/mL, 4.5% 첨가군은 1.395 mg/mL로 유의적으로 플라보노이드 함량이 증가하였다(P<0.05). 플라보노이드는 식물 중에 널 리 분포하는 수용성 색소로 넓은 의미에서 안토잔틴, 안토시 아닌, 카테킨, 류코잔틴 등이 포함된다(Lee 등, 2009). 플라 보노이드 색소는 노화와 각종 질병을 유발하는 자유라디칼 소거 활성과 항산화 작용을 보인다고 알려졌으며(Chu 등, 2000), 항암(Ren 등, 2003), 항알레르기, 항바이러스(Kawai 등, 2007) 및 면역증강(Pan 등, 2010) 등 신체 내 다양한 기능성 생리활성에 효과를 보인다고 보고하였다. 가시파래 를 첨가한 버터쿠키의 플라보노이드 함량 또한 총 페놀 함량 과 같은 경향을 보여 가시파래 첨가군의 항산화 활성이 우수 할 것으로 사료된다.

DPPH 라디칼 소거능

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 DPPH 라디칼 소거능을 측 정한 IC₅₀값은 Fig. 3과 같다. IC₅₀값은 DPPH 라디칼을 50%

소거시키는 데 필요한 농도로 대조군의 IC₅₀값은 5,436.78 mg/mL로 가장 높았으며 0.5% 첨가군은 3,581.15 mg/mL, 2.5% 첨가군은 3,443.11 mg/mL, 4.5% 첨가군은 2,994.69 mg/mL로 가시파래 첨가량이 증가함에 따른 감소양상을 보

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Table 5. Score of intensity test of butter cookies added with different amount of E. prolifera

EPP color Smell of seaweed EPP flavor EPP taste Sweetness Hardness Chewiness Overall acceptance

1.0±0.0^d2)3) 3.3±1.5^b 1.0±0.0^d 1.0±0.0^d 5.9±0.4^a 3.8±1.2^b 4.4±1.2^NS4) 4.5±0.6^b

3.3±0.9^c 4.1±1.5^b 2.1±0.6^c 2.8±0.5^c 4.8±0.5^b 4.8±1.0^a 5.4±0.9 5.7±0.5^a

5.3±0.5^b 5.6±1.1â 3.8±1.4^b 4.6±0.5^b 3.8±0.5^c 4.9±0.6â 5.0±1.2 6.4±0.5â

6.8±0.5â 5.9±1.2â 4.9±1.4â 6.1±0.8â 2.9±0.8^d 4.9±0.8â 5.3±1.3 5.8±1.0â

4)NS: not significant.

c b b

a

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

IC50 (mg/mL) .

Fig. 3. DPPH radical scavenging activity of butter cookies added with different amount of E. prolifera. EPP: E. prolifera powder.

All values are mean±SD. Different letters (a-c) above the bars are significantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05.

c bc

b a

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

EC50 (mg/mL) .

Fig. 4. SOD-like activity of butter cookies added with different amount of E. prolifera. EPP: E. prolifera powder. All values are mean±SD. Different letters (a-c) above the bars are signifi- cantly different by Duncan’s multiple range test at P<0.05

였다. DPPH는 분자 내에서 안정한 라디칼 상태로 존재하지 만, 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 라디칼이 소거되어 보라색에서 노란색으로 탈색된다(Bondet 등, 1997). 따라 서 가시파래 첨가량이 증가할수록 IC₅₀값은 낮게 나타났으 며, 이는 가시파래 첨가가 DPPH 라디칼 소거에 기여하여 높은 항산화성을 보일 것으로 기대된다.

SOD 유사 활성

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 SOD 유사 활성을 측정한 EC50값은 Fig. 4와 같다. 대조군이 2,909.07 mg/mL, 0.5%

첨가군은 1,431.96 mg/mL, 2.5% 첨가군은 1,068.25 mg/

mL, 4.5% 첨가군은 796.12 mg/mL로 가시파래 첨가량에 따라 EC₅₀값이 감소하는 것으로 나타났다. SOD는 우리 몸 속에서 산패로 인해 형성된 세포에 해로운 활성산소종을 과 산화수소로 전환시키는 반응을 촉매하는 효소로, catalase 는 SOD에 의해 생성된 과산화수소를 무해한 물 분자와 산소 분자로 분해하여 유해한 활성산소종으로부터 체내 방어기 전으로 작용한다(Kim 등, 2015). 본 실험에서는 superoxide radical에 의해 자동산화가 일어나는 pyrogallol이 포 착 활성이 있는 물질이 존재할 때 산화 속도가 낮아지는 것

을 이용하여 노화의 지표 효소인 SOD 유사 활성으로 나타내 었다(Marklund와 Marklund, 1974). 따라서 가시파래 첨가 량이 증가함에 따라 EC₅₀값이 감소하여 버터쿠키의 항산화 활성에 기여하는 것으로 보인다.

관능평가

가시파래를 첨가한 버터쿠키의 관능평가 결과는 Table 5와 같다. 가시파래의 색은 대조군이 1.0점으로 가장 낮았으 며 0.5% 첨가군이 3.3점, 2.5% 첨가군이 5.3점, 4.5% 첨가 군이 6.8점으로 가시파래의 클로로필 색소로 인한 특유의 녹색이 짙어지면서 가시파래 첨가량에 따라 비례하여 점수 가 높아졌다. 비린 향은 대조군이 3.3점, 0.5% 첨가군이 4.1 점, 2.5% 첨가군이 5.6점, 4.5% 첨가군이 5.9점으로 가시파 래 첨가량에 따라 증가하는 경향을 보였으나, 대조군과 0.5%

첨가군, 2.5% 첨가군과 4.5% 첨가군 사이에 유의적인 차이 는 없었다(P>0.05). 가시파래의 향은 대조군이 1.0점, 0.5%

첨가군이 2.1점, 2.5% 첨가군이 3.8점, 4.5% 첨가군이 4.9 점으로 가시파래의 맛과 관능검사 결과가 일치하였다. 가시 파래의 맛은 대조군이 1.0점, 0.5% 첨가군이 2.8점, 2.5%

첨가군이 4.6점, 4.5% 첨가군이 6.1점으로 보통 강한 수준 이었으며, 가시파래 첨가량에 따라 점수가 유의적으로 높아

(8)

졌다(P<0.05). 단맛은 대조군이 5.9점으로 보통 강한 수준 이었으며, 0.5% 첨가군이 4.8점, 2.5% 첨가군이 3.8점, 4.5

% 첨가군이 2.9점으로 약간 약한 수준이었고 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 이는 이화학적 품질 특성에서 당도의 결과와 일치하였으며, 가시파래 분말의 첨가량이 증가함에 따라 상대적으로 단맛을 약하게 느끼게 되는 것으로 사료된 다. 경도는 대조군이 3.8점, 0.5% 첨가군이 4.8점, 2.5% 첨 가군과 4.5% 첨가군이 4.9점으로 약간 강한 수준을 보였다.

이는 기계적 조직감 측정 시, 대조군의 경도가 가장 낮았던 결과와 일치하였으나 첨가군들 사이에는 유의적인 차이를 보이지 않아(P>0.05) 가시파래 첨가로 인한 경도의 감소는 관능 시에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다. 씹힘성 은 대조군이 4.4점, 0.5% 첨가군이 5.4점, 2.5% 첨가군이 5.0점, 4.5% 첨가군이 5.3점으로 시료들 간에 유의적인 차 이는 없어 가시파래 첨가량에 따른 큰 차이는 없는 것으로 판단되었다. 전반적인 수용도는 대조군이 4.5점으로 가장 낮은 점수를 받았으며 2.5% 첨가군이 6.4점으로 가장 높은 점수를 받았으나 0.5% 첨가군, 4.5% 첨가군과 유의적인 차 이는 없었다(P>0.05). 따라서 가시파래의 색과 향, 맛, 조직 감, 비린 향 등을 모두 종합해볼 때, 가시파래 분말을 총 중량 의 2.5% 수준으로 첨가 시에 관능적 특성이 가장 높은 것을 알 수 있었으며, 이를 바탕으로 한 가시파래 특유의 색과 맛을 살릴 수 있는 제품개발에 관한 연구가 필요할 것으로 사료되었다.

요 약

본 연구에서는 비타민, 무기질을 비롯한 영양적 조성과 활성 이 우수한 가시파래 분말을 총 중량의 0%, 0.5%, 2.5%, 4.5% 첨가한 버터쿠키를 제조하여 품질 특성, 항산화 특성, 관능적 특성을 분석하여 가시파래를 활용한 기능성 제품을 개발하고자 하였다. 수분 함량은 가시파래 첨가량에 따라 유의적으로 증가하였다. 당도는 대조군이 가장 낮았으며 가 시파래 첨가량에 따라 감소하는 경향을 보였다. 환원당은 당도와 반대로 가시파래 첨가량에 따라 증가하는 경향을 보 였다. pH는 대조군이 유의적으로 가장 높았으나, 산도는 대 조군이 가장 낮아 가시파래 첨가량에 따라 증가하는 경향을 보였다. 색도는 명도(L값)가 대조군에서 가장 낮았으나 가 시파래 첨가량에 따라 감소하는 경향을 보였고 적색도(a값) 는 가시파래 첨가량에 따라 유의적으로 감소하였다. 황색도 (b값)는 반대로 유의적으로 증가하였다. 피코시아닌 함량은 C-phycocyanin과 allophycocyanin 모두 가시파래 첨가량 에 따라 유의적으로 증가하였다. 클로로필 함량도 마찬가지 로 가시파래 첨가량에 따라 유의적으로 증가하여 4.5% 첨가 군이 모두 유의적으로 높았다. 기계적 조직감에서는 수분 함량과 반대로 가시파래 첨가량에 따른 감소를 보였다. 항산 화능 측정 결과에서는 가시파래를 첨가할수록 총 페놀 함량 과 플라보노이드 함량이 증가하여 버터쿠키의 항산화능이

유의적으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 가시파래 첨가량에 따라 IC₅₀과 EC₅₀값이 감소하여 DPPH 라디칼 소거능과 SOD 유사 활성은 증가하였다. 관능검사 결과, 가시파래 색 과 향, 맛은 가시파래 첨가량이 증가함에 따라 높은 점수를 받았고 단맛은 감소하였으며 경도는 증가하는 경향을 보였 다. 전반적인 기호도는 2.5% 첨가군이 가장 높은 점수를 받 아 가시파래를 첨가한 버터쿠키 제조 시에 가시파래 분말을 총량의 2.5% 수준으로 첨가하는 것이 기호도 측면에서 적절 할 것으로 판단되었다. 본 실험에서 가시파래 첨가에 따른 실험군의 항산화 활성과 관능적 특성이 대조군보다 우수해 지는 것으로 보아 가시파래를 활용한 제품개발의 기초자료 로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구 결과 가시파래 분말을 첨가한 버터쿠키의 제조는 해조류의 식품 으로서의 다양성 개선과 해조류의 소비 증가 목적에 적합할 것으로 생각된다.

감사의 글

이 논문은 2019년 해양수산부 재원으로 해양수산과학기술 진흥원의 지원을 받아 수행된 연구임(충청씨그랜트).

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