발아 및 볶음처리가 동부가루의 품질 및 이화학 특성에 미치는 영향 이지혜

발아 및 볶음처리가 동부가루의 품질 및 이화학 특성에 미치는 영향

이지혜․김현주․이병원․이유영․이병규․우관식 농촌진흥청 국립식량과학원 중부작물부

Effect of Germination and Roasting Treatment on the Quality and Physicochemical Characteristics of Cowpea Flour

Ji Hae Lee, Hyun-Joo Kim, Byong Won Lee, Yu Young Lee, Byoung Kyu Lee, and Koan Sik Woo Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science,

Rural Development Administration

ABSTRACT The change in quality and physicochemical characteristics of cowpea flour after a germination and roasting treatment were evaluated. The moisture content of roasted cowpea flour decreased significantly with increasing roasting temperature and time, and the crude ash, protein, and fat contents increased. The water binding capacity of the roasted cowpea flour without and with germination increased significantly according to the roasting temperatures and times, but the water solubility index and swelling power decreased. The lightness of the roasted cowpea flour decreased significantly, and the redness and yellowness increased. The phenolic compounds and radical scavenging activity of the roasted cowpea flour increased with increasing roasting temperature and times. The total polyphenol contents of the roasted cowpea flour without and with germination were 4.27∼6.17 and 2.84∼4.83 mg gallic acid equivalents/g, respectively, and the total flavonoid contents were 3.22∼4.67 and 2.47∼3.07 mg catechin equivalents/g, respectively. The 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity of roasted cowpea flour without and with germination was 272.14∼460.47 and 198.04∼344.10 mg Trolox equivalent (TE)/100 g, respectively, and the 2,2’-azino- bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging activity was 367.71∼531.35 and 219.93∼416.30 mg TE/100 g, respectively. Therefore, it is necessary to set quality standards for each application considering the quality and antioxidant properties of roasted cowpea flour.

Key words: cowpea flours, germination, roasting, quality characteristics, physicochemical characteristics

Received 15 January 2018; Accepted 5 February 2018

Corresponding author: Koan Sik Woo, Crop Post-harvest Technology Division, Department of Central Area Crop Science, National Institute of Crop Science, Rural Development Administration, Suwon, Gyeong- gi 16429, Korea

E-mail: [email protected], Phone: +82-31-695-0616

서 론

동부(Vigna unguiculata L. Walp.)는 콩과 자식성 작물로 아프리카가 원산지로 알려져 있으며, 더위와 건조에 잘 견디 고 불량한 토양에서도 잘 자라는 특성을 보이고 있다(1,2).

동부의 주요 영양성분으로는 단백질 22%, 탄수화물 60%, 지질 2%로 대부분을 차지하며, 칼슘, 인, 철 및 칼륨 등의 무기성분이 각각 121, 381, 4.8 및 1,573 mg/100 g이 함유 되어 있고 비타민 B1이 0.68 mg/100 g, 비타민 B2가 0.15 mg/100 g이 함유되어 있다(3-5). 이처럼 동부는 단백질 함 량이 높고 비타민 B도 풍부하며, 전분은 물리적 특성과 식감 이 우수하여 종실은 혼반용 이외에 고물, 조미료의 원료, 죽, 커피 대용 원료 등으로 이용되고 있다(2). 최근에 동부를 이 용한 특산품 중에서 영광모싯잎 송편은 연 매출이 약 300억

원 규모이나 송편 재료의 23%를 차지하는 동부는 대부분 수입에 의존하고 있어 이에 대한 국산화 대책이 필요한 실정 이다(2).

동부는 protocatechuic acid, p-hydroxybenzoic acid, caffeic acid, p-coumaric acid, ferulic acid, cinnamic acid 등의 다양한 페놀화합물을 함유하고 있으며(6), 특히 동부에서 분리한 단백질은 총콜레스테롤 함량을 유의적으 로 감소시켰음을 보고한 바 있다(7). 또한, 종피가 흰 동부와 짙은 갈색의 동부를 건열 및 습열 처리하여 추출물의 항산화 성분과 라디칼 소거 활성을 연구한 결과가 보고되어 있으며 (8), 흑색 종피의 동부의 부위별 주요 성분과 항산화 및 항암 활성을 검정한 결과 주요 페놀산은 gallic acid와 proto- catechuic acid라 하였고 자엽에 비해 종피에 다량 함유하 고 있어 MCF-7 암세포주에 대한 항암 활성이 있는 것으로 보고하였다(9).

한편 곡물에 볶는 공정은 전분의 호화와 단백질 변성과 세포벽 파괴 등의 물리적 변화와 갈변 반응과 같은 화학적 변화로 곡물 내부의 물질이 잘 용출되고 색이나 향 등 관능 적 품질요소에 긍정적인 영향을 미친다(10,11). 볶음 처리

한 곡류에 관한 연구로는 보리의 볶음 방법별 β-glucan, catechin, tocopherol과 같은 생리활성물질의 추출 수율이 달라진다고 보고하였으며(12-14), 품종에 따라 볶음 옥수 수의 항산화 활성(15)과 수분 함량을 달리한 옥수수의 항산 화 성분과 항산화 활성(16)에 대한 연구가 보고되었다.

또한, 발아는 종자에서 단백질과 아미노산, 지방산, 탄수 화물, 비타민, 무기질, 식이섬유 등의 영양성분이 변하고 생 리활성 성분들도 증가하는 것으로 알려져 있으며(17), 발아 과정 중에 효소가 활성화되어 영양성분의 체내 흡수가 용이 하게 한다(18). 식물 종자의 발아 중 성분 변화에 대한 많은 연구가 보고되었고(19-24), 발아현미의 항산화 활성(25), 항비만 활성(26) 및 항암 활성(27) 등에 대한 연구가 보고되 었다.

두류가루를 이용하는 이유는 삶거나 볶는 과정을 생략할 수 있어 수요가 증가하고 있는 추세이나, 일정한 품질 기준 이 없어 용도에 맞는 품질평가 기준 설정이 필요하다. 따라 서 본 연구에서는 용도별 동부가루 품질평가 기준 설정을 위한 일환으로 발아와 볶음처리 후 동부가루의 품질과 이화 학적 특성을 분석하여 추후 용도별 두류가루 제품의 품질기 준 설정을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 본 연구에 사용된 옥당 품종은 여러 번에 걸쳐 수확하는 기존 품종과 달리 동시 수확이 가능하여 재배가 용이하고 콤바인 수확이 가능하여 국내에서 많이 재배되고 있는 품종이다.

재료 및 방법

시험재료 및 발아와 볶음처리

본 연구에 사용된 동부 품종은 2016년에 경기도 수원 소 재의 국립식량과학원 중부작물부 시험포장에서 생산된 옥 당(Vigna sinensis L. cv. Okdang) 품종을 사용하였다. 시 료의 발아는 20°C에서 24시간 침지한 후 25°C에서 24시간 발아시켜 시료로 사용하였으며, 이때의 싹 길이는 5~10 mm로 조사되었다. 발아시키지 않은 동부와 발아시킨 동부 의 볶음 조건은 온도 5조건(160, 180, 200, 220 및 240°C) 과 시간 3조건(10, 20 및 30분)으로 설정하여 원적외선 볶음 기(FEC-006, Biotech Food Power Co., Incheon, Korea) 로 볶음 처리하였다. 볶음 동부는 곡물분쇄기(HMF-1100, Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄하여 동부가루를 제조하였으 며, 4°C 냉장고에 저장하면서 시료로 사용하였다.

발아 및 볶음처리 동부가루의 일반성분 분석

발아 및 볶음처리 동부가루의 수분 함량은 적외선수분함 량측정기(MX-50 moisture analyzer, AND Co., Tokyo, Japan)로 측정하였으며, 조단백질 함량은 Kjeldahl 방법 (2300 Kjeltec Analyzer Unit, FOSS Tecator, Laurel, MD, USA)으로 정량 분석하였다. 조지방 함량은 Soxhlet 방법(Soxtec^TM 2050 Analyzer Unit, Foss Tecator)으로 분석하였고, 조회분 함량은 600°C 직접회화법으로 분석하

였다. 탄수화물 함량은 100 중량부에서 수분, 단백질, 지방, 회분을 뺀 나머지로 표시하였다(28).

발아 및 볶음처리 동부가루의 품질특성 분석

발아 및 볶음처리 동부가루의 색도는 색차계(CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였으며, Hunter’s value인 명도(L-value, lightness), 적색도(a-value, red- ness) 및 황색도(b-value, yellowness)를 측정하였다(29).

이때 사용한 표준백판의 색도는 L-value=97.38, a-value

=-0.02, b-value=1.66이었다. 수분결합력(water binding capacity)은 시료 1 g을 증류수 40 mL에 혼합하여 1시간 교반하고 10분 동안 3,000 rpm으로 원심 분리하여 상등액 을 제거한 다음 침전된 가루의 무게를 측정하여 침전된 시료 의 무게(g)에서 처음 시료분말의 무게(g)를 빼고 처음 시료 분말 무게(g)에 대한 백분율로 계산하였다(30). 용해도(water solubility index)와 팽윤력(swelling power)은 분쇄 시료 1 g을 30 mL의 증류수에 분산시켜 90±1°C의 항온수조에 30분간 가열하고 3,000 rpm으로 20분간 원심 분리한 후 상등액은 105°C에서 12시간 건조해 무게를 측정하고 침전 물은 그대로 무게를 측정하였으며, 아래의 계산식에 의해 산출하였다.

용해도(%)＝ 상등액을 건조한 고형물의 무게(g) 처음 시료 무게(g) ×100

팽윤력(%)＝ 원심분리 후 무게(g)×100 처음 시료 무게(g)×(100－용해도)

발아 및 볶음처리 동부가루의 항산화 성분 함량 분석 발아 및 볶음처리 동부가루의 페놀성분 및 라디칼 소거 활성을 분석하기 위해 일정량의 시료를 취하여 80% 에탄올 에 넣고 homogenizer(HG-15A, Daihan Scientific Co., Ltd., Wonju, Korea)로 균질화시킨 후, 상온에서 24시간 동 안 2회 진탕 추출(WiseCube WIS-RL010, Daihan Scien- tific Co., Ltd.)한 다음 No. 2 여과지(Advantec, Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)로 여과하여 -20°C 냉동고에 보관하면서 분석용 시료로 사용하였다. 추출물에 대한 총 폴 리페놀 및 플라보노이드 함량은 Woo 등(31)의 방법으로 분 석하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출물 50 μL에 2% Na2CO3

용액 1 mL를 가한 후 3분간 방치하여 50% Folin-Ciocal- teu reagent(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 50 μL 를 가하였다. 30분 후 반응액의 흡광도 값을 750 nm에서 측정하였고 표준물질인 gallic acid(Sigma-Aldrich)를 사 용하여 검량선을 작성하였으며, 시료 g 중의 mg gallic acid equivalents(GAE, dry basis)로 나타내었다. 총 플라보노 이드 함량은 추출물 250 μL에 증류수 1 mL와 5% NaNO₂ 75 μL를 가한 다음, 5분 후 10% AlCl₃･6H₂O 150 μL를 가하 여 6분 방치하고 1 N NaOH 500 μL를 첨가하여 11분 후 반응액의 흡광도 값을 510 nm에서 측정하였다(31). 표준물

Table 1. The proximate compositions of ungerminated cowpea (Vigna sinensis L. cv. Okdang) flours with roasting temperatures and times

Roasting temp.

(°C) Roasting time

(min) Moisture

(g/100 g) Crude ash

(g/100 g) Crude protein

(g/100 g) Crude fat

(g/100 g) Carbohydrate (g/100 g) 160

180 200 220 240

10 10 10 10 10

10.69±0.05^a1) 8.96±0.06^c 8.26±0.08^e 6.65±0.06^h 6.28±0.11^j

3.19±0.03^g 3.31±0.04^f 3.36±0.02^ef 3.38±0.02^de 3.34±0.03^ef

24.84±0.04^k 25.34±0.14^ij 25.52±0.09^gh 25.89±0.01^e 25.73±0.06^f

1.09±0.10^f 0.86±0.05^g 0.77±0.08^g 1.18±0.13^ef 1.55±0.12^bc

60.19±0.09ⁱ 61.53±0.13^h 62.09±0.09^g 62.90±0.14^ef 63.09±0.20^de 160

180 200 220 240

20 20 20 20 20

9.15±0.05^b 7.39±0.08^f 6.42±0.05ⁱ 4.66±0.06^l 3.67±0.07ⁿ

3.23±0.05^g 3.35±0.05^ef 3.42±0.02^cd 3.46±0.03^bc 3.50±0.01^b

24.78±0.04^k 25.62±0.16^fg 25.70±0.20^f 26.51±0.03^cd 26.39±0.08^d

1.40±0.09^cd 0.91±0.15^g 1.20±0.14^ef 1.70±0.01^b 1.43±0.16^cd

61.44±0.12^h 62.74±0.35^f 63.25±0.36^d 63.66±0.08^c 65.02±0.13^b 160

180 200 220 240

30 30 30 30 30

8.47±0.13^d 6.81±0.05^g 5.40±0.06^k 4.17±0.06^m 2.68±0.07^o

3.31±0.02^f 3.36±0.01^e 3.49±0.02^b 3.49±0.03^b 3.56±0.03^a

25.25±0.02^j 25.45±0.07^hi 26.78±0.15^b 26.60±0.07^c 26.93±0.03^a

1.07±0.07^f 1.17±0.11^ef 1.14±0.12^ef 2.04±0.13^a 1.28±0.09^de

61.90±0.07^g 63.20±0.13^d 63.20±0.23^d 63.70±0.15^c 65.56±0.13^a The moisture, crude ash, protein, fat, and carbohydrate contents of ungerminated cowpea flours were 13.25, 3.75, 23.30, 1.54, and 58.16 g/100 g, respectively.

1)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different superscripts within the same composition (a-o) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

질인 (+)-catechin(Sigma-Aldrich)을 사용하여 검량선을 작성하였으며, 시료 g 중의 mg catechin equivalents(CE, dry basis)로 나타내었다.

발아 및 볶음처리 동부가루의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성 측정

발아 및 볶음처리 동부가루 추출물의 라디칼 소거 활성은 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich) 및 ABTS(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sul- fonic acid), Sigma-Aldrich) 라디칼 소거 활성을 측정하였 다(31). DPPH 라디칼 소거 활성은 0.2 mM DPPH 용액 (99.9% 에탄올에 용해) 0.8 mL에 시료 0.2 mL를 첨가한 후 520 nm에서 정확히 30분 후에 흡광도 감소치를 측정하 였다. ABTS 라디칼 소거 활성은 ABTS 7.4 mM과 potas- sium persulfate(Sigma-Aldrich) 2.6 mM을 하루 동안 암 소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 이용액을 735 nm에서 흡광도 값이 1.4~1.5가 되도록 몰 흡광계수(ε=3.6

×10⁴ M^－1cm^－1)를 이용하여 에탄올로 희석하였다. 희석된 ABTS 용액 1 mL에 추출액 50 μL를 가하여 흡광도의 변화 를 정확히 30분 후에 측정하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 Trolox(Sigma-Aldrich)를 이용하여 시료 100 g당 mg Trolox equivalent antioxidant capacity(TE, dry basis)로 표현하였다.

통계분석

모든 데이터는 3회 반복 측정하였으며, 평균±표준편차로 표현하였다. 또한, 얻어진 결과를 통계프로그램(Statistical Analysis System; version 9.2, SAS Institute, Cary, NC,

USA)을 이용하여 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)을 실시하였으며, 각 분석항목 간의 상관관계를 분석하 였다.

결과 및 고찰

발아 및 볶음처리 동부가루의 일반성분 함량

발아 및 볶음처리에 따른 동부가루의 일반성분 함량을 분 석한 결과 Table 1 및 2와 같이 볶음 온도와 시간에 따라 유의적인 차이를 보였다. 발아시키지 않은 원료 동부의 수 분, 조회분, 조단백, 조지방 및 탄수화물 함량은 각각 13.25, 3.75, 23.30, 1.54 및 58.16 g/100 g이었고, 발아시켜 동결 건조한 동부는 각각 0.57, 3.57, 28.71, 1.33 및 65.83 g/

100 g이었다. 발아시키지 않은 동부로 제조한 볶음 동부가 루의 일반성분 함량을 분석한 결과 Table 1과 같이 수분 함량은 볶음 온도와 시간에 따라 10.69~2.68 g/100 g으로 유의적으로 감소하였으며, 조회분, 조단백질 및 탄수화물 함 량은 볶음 온도와 시간에 따라 각각 3.19~3.56, 24.78~

26.93 및 60.19~65.56 g/100 g으로 유의적으로 약간 증가 하였으나 큰 차이가 없었다. 발아시킨 후 볶음 처리한 동부 가루의 일반성분 함량을 분석한 결과 Table 2와 같이 수분 함량은 볶음 온도와 시간에 따라 1.78~0.77 g/100 g으로 감소하였으며, 조회분, 조단백질 및 탄수화물 함량은 각각 3.50~3.62, 24.93~28.63 및 63.30~68.44 g/100 g으로 약간 증가하였으나 큰 차이가 없었다. 수분 함량의 경우 발 아시켜 제조한 볶음 동부가루에 낮게 나타났고 조회분, 조단 백질 및 조지방 함량은 발아 및 볶음 조건에 따라 큰 차이가 없었으며, 탄수화물 함량은 발아 및 볶음 조건에 따라 약간

Table 2. The proximate compositions of germinated cowpea (V. sinensis L. cv. Okdang) flours with roasting temperatures and times

Roasting temp.

(°C) Roasting time

(min) Moisture

(g/100 g) Crude ash

(g/100 g) Crude protein

(g/100 g) Crude fat

(g/100 g) Carbohydrate (g/100 g) 160

180 200 220 240

10 10 10 10 10

1.78±0.05^a1) 1.06±0.03^ghij 1.43±0.03^d 1.26±0.02^e 1.52±0.06^c

3.51±0.02ⁱ 3.59±0.02^bcd 3.56±0.02^def 3.57±0.02^cdef 3.54±0.03^fgh

25.02±0.03^h 28.21±0.08^fg 28.58±0.05^ab 28.24±0.01^fg 28.13±0.04^g

1.25±0.15ⁱ 1.69±0.03^fg 2.38±0.10^c 1.78±0.13^ef 1.50±0.02^h

68.44±0.16^a 65.45±0.16^c 64.04±0.06^h 65.15±0.17^de 65.30±0.06^cd 160

180 200 220 240

20 20 20 20 20

1.62±0.04^b 1.04±0.09^hij 1.49±0.04^cd 1.14±0.02^fg 1.12±0.04^fgh

3.50±0.01ⁱ 3.52±0.01^ghi 3.55±0.02^ef 3.58±0.00^bcde 3.60±0.02^abc

24.93±0.09^h 28.45±0.02^cd 28.58±0.05^ab 28.60±0.14^ab 28.33±0.09^ef

1.79±0.08^ef 1.59±0.03^gh 3.07±0.12^a 2.88±0.02^b 1.67±0.08^fg

68.17±0.14^b 65.39±0.10^c 63.30±0.05^j 63.80±0.18ⁱ 65.29±0.07^cd 160

180 200 220 240

30 30 30 30 30

0.99±0.02^j 1.08±0.03^ghi 1.19±0.04^ef 1.01±0.12^ij 0.77±0.07^k

3.54±0.01^fgh 3.52±0.02^hi 3.55±0.03^fg 3.60±0.02^ab 3.62±0.01^a

28.37±0.06^de 28.63±0.04^a 28.49±0.03^bc 28.62±0.13^a 28.53±0.10^abc

1.84±0.05^de 1.73±0.08^ef 2.43±0.01^c 1.96±0.09^d 1.83±0.06^e

65.25±0.10^cd 65.05±0.09^e 64.35±0.05^g 64.81±0.28^f 65.25±0.12^cd The moisture, crude ash, protein, fat, and carbohydrate contents of germinated cowpea flours were 0.57, 3.57, 28.71, 1.33, and 65.83 g/100 g, respectively.

1)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different superscripts within the same composition (a-k) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

Table 3. Water binding capacity, water solubility index, swelling power, and chromaticity of ungerminated cowpea (V. sinensis L. cv. Okdang) flours with roasting temperatures and times

Roasting

temp. (°C) Roasting

time (min) Water binding

capacity (%) Water solubility

index (%) Swelling power (%)

Chromaticity

L-value a-value b-value 160

180 200 220 240

10 10 10 10 10

149.80±7.50^a1) 128.59±5.79^de 106.94±3.44^gh 134.03±5.20^cd 151.15±1.92^a

22.79±1.34^ab 23.75±0.28^a 22.56±0.08^ab 16.79±0.58^d 17.07±1.07^d

22.45±0.31^abc 22.75±0.30^ab 22.77±0.35^ab 21.56±0.20^def 21.60±0.15^def

36.96±0.45^a 33.65±0.56^bcd 37.30±0.09^a 34.91±0.80^abc 34.45±1.10^abc

0.31±0.02^hi 0.22±0.08ⁱ 0.37±0.01^hi 0.54±0.45^gh 1.12±0.05^ef

4.36±0.03^f 3.63±0.06^g 3.73±0.13^g 5.38±0.07^e 6.54±0.23^d 160

180 200 220 240

20 20 20 20 20

140.10±9.31^bc 120.20±0.59^ef 133.20±7.04^cd 148.21±4.46^ab 154.68±6.27^a

22.89±1.46^ab 23.71±1.47^a 16.86±1.87^d 17.00±0.52^d 19.34±0.61^c

22.91±0.24^a 22.99±0.72^a 21.70±0.60^de 21.21±0.21^efg 20.71±0.10^g

37.16±0.81^a 35.64±0.65^abc 34.69±0.33^abc 31.19±0.99^de 26.73±5.18^f

0.30±0.03^hi 0.42±0.08^ghi 0.95±0.02^f 1.86±0.04^d 2.78±0.18^b

3.85±0.02^g 3.71±0.04^g 5.44±0.13^e 8.52±0.27^c 10.63±0.57^a 160

180 200 220 240

30 30 30 30 30

112.55±2.20^fg 102.58±2.76^h 123.52±0.84^e 148.86±3.10^ab 148.29±3.48^ab

21.43±1.56^b 21.04±1.07^b 17.98±0.47^cd 17.35±0.20^d 17.76±0.06^cd

22.11±0.39^bcd 22.65±0.53^ab 22.00±0.30^cd 20.99±0.04^fg 20.04±0.17^h

35.83±0.15^ab 35.68±0.14^abc 32.82±0.78^cd 30.00±1.25^e 25.16±0.76^f

0.27±0.05ⁱ 0.63±0.04^g 1.22±0.02^e 2.47±0.10^c 3.40±0.09^a

3.61±0.12^g 4.31±0.12^f 6.43±0.05^d 9.95±0.39^b 10.68±0.11^a Water binding capacity, water solubility index, and swelling power of ungerminated cowpea flours were 104.91, 29.72, and 26.52%, respectively. The L-value, a-value, and b-value of ungerminated cowpea flours were 33.10, 0.47, and 4.82, respectively.

1)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different superscripts within the same property (a-i) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

증가하였다.

발아 및 볶음처리 동부가루의 품질특성

수분결합력은 전분 입자의 표면에 흡착되거나 내부로 침 투되는 물의 양을 측정한 것으로(32), 발아 및 볶음처리에 따른 동부가루의 수분특성을 분석한 결과 Table 3 및 4와 같이 볶음 온도와 시간에 따라 유의적인 차이를 보였다. 발 아시키지 않은 원료 동부가루의 수분결합력, 용해도 및 팽윤

력은 각각 104.91, 29.72 및 26.52%였고, 발아시켜 동결 건조한 동부가루는 각각 129.48, 34.00 및 28.72%였다. 발 아시키지 않은 동부로 제조한 볶음 동부가루의 수분결합력 은 Table 3과 같이 볶음 온도와 시간에 따라 유의적으로 증가하여 240°C에서 20분 볶은 동부가루가 154.68%로 가 장 높게 나타났다. 발아시킨 동부로 제조한 볶음 동부가루의 수분결합력은 Table 4와 같이 볶음 온도와 시간에 따라 유 의적으로 증가하여 240°C에서 30분에 191.52%로 가장 높

Table 4. Water binding capacity, water solubility index, swelling power, and chromaticity of germinated cowpea (V. sinensis L.

cv. Okdang) flours with roasting temperatures and times Roasting

temp. (°C) Roasting

time (min) Water binding

capacity (%) Water solubility

index (%) Swelling power (%)

Chromaticity

L-value a-value b-value 160

180 200 220 240

10 10 10 10 10

113.31±1.71^fg1) 120.58±0.78^de 111.68±4.71^fg 101.22±3.05^h 178.54±6.17^b

28.39±0.44^abc 28.70±0.76^ab 28.22±0.91^abc 24.66±0.93^d 15.14±0.33^fg

24.20±0.14^de 23.67±0.22^ef 24.99±0.26^ab 24.87±0.16^bc 22.53±0.40^g

36.20±0.23^a 35.76±1.10^a 32.44±0.07^de 31.55±0.69^ef 29.42±0.23^g

0.49±0.03^fg 0.42±0.02^g 0.56±0.06^f 0.76±0.19^e 1.55±0.04^c

3.89±0.01^k 4.40±0.14^ij 4.86±0.08^gh 6.22±0.55^e 8.70±0.17^c 160

180 200 220 240

20 20 20 20 20

109.08±4.60^g 116.70±2.40^ef 108.86±4.26^g 159.90±4.21^c 179.92±0.44^b

28.67±1.18^ab 29.31±0.78^a 27.22±0.61^bc 16.50±0.31^ef 16.42±0.46^ef

24.32±0.17^cd 24.34±0.57^cd 25.14±0.20^ab 23.26±0.16^f 21.14±0.20^h

34.32±0.82^b 33.61±0.63^bc 31.06±0.67^f 28.25±0.77^h 24.27±0.44^j

0.52±0.03^fg 0.43±0.03^g 0.72±0.08^e 1.01±0.04^d 2.73±0.04^b

4.19±0.10^jk 4.71±0.09^ghi 5.68±0.21^f 7.24±0.02^d 10.11±0.08^a 160

180 200 220 240

30 30 30 30 30

125.33±1.13^d 107.99±2.72^g 111.50±5.09^fg 176.82±3.08^b 191.52±3.32^a

27.64±0.83^bc 27.03±1.17^c 24.43±1.49^d 14.91±0.40^g 17.41±1.10^e

23.57±0.14^f 24.99±0.19^ab 25.57±0.82^a 22.54±0.07^g 21.07±0.15^h

32.87±0.52^cd 33.23±0.30^cd 29.36±0.89^g 26.20±0.60ⁱ 21.19±0.48^k

0.40±0.02^g 0.52±0.03^fg 0.70±0.05^e 1.57±0.09^c 3.20±0.08^a

4.53±0.35^hij 4.98±0.06^g 5.90±0.13^ef 8.40±0.32^c 9.72±0.12^b Water binding capacity, water solubility index, and swelling power of germinated cowpea flours were 129.48, 34.00, and 28.72%, respectively. The L-value, a-value, and b-value of germinated cowpea flours were 30.94, 0.22, and 3.69, respectively.

1)All values are expressed as the mean±SD of triplicate determinations. Means with different superscripts within the same property (a-k) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

았다. 기존 두류의 수분결합력에 대한 보고로는 품종별 강낭 콩 앙금의 수분결합력이 322.4~355.0%로 보고하였고(33), 팥 앙금의 수분결합력이 460.73~566.86%로 보고하여(30) 동부가루에 비해 강낭콩이나 팥 앙금의 수분결합력이 높은 것을 알 수 있었다. 발아시키지 않은 볶음 동부가루와 발아시 킨 볶음 동부가루의 용해도는 각각 23.75~16.79%(Table 3) 및 29.31~14.91%(Table 4)로 볶음 온도와 시간에 따라 유의적으로 감소하였다. 팽윤력 또한 각각 22.99~20.04%

(Table 3) 및 25.57~21.07%(Table 4)로 볶음 온도와 시간 에 따라 유의적으로 감소하였다. 팽윤력이 높으면 전분과 수분과의 결합력이 약한 것을 의미하며, 수분과 결합 정도가 높은 전분은 팽윤에 대해 강하게 저항하여 가열에 따라 팽윤 력을 비교하여 상대적인 결합 강도를 알 수 있다(34). 또한, 팽윤력은 전분 용해도, 투명도, 점도와 밀접한 관계를 가지 며, 전분의 팽윤 성질은 입자 내의 미셀 구조의 강도와 성질 에 크게 영향을 받는다(35). 따라서 볶은 동부가루의 수분특 성을 고려하여 용도별 품질기준 설정이 필요할 것으로 생각 된다.

발아 및 볶음처리에 따른 동부가루의 색도를 분석한 결과 Table 3 및 4와 같이 볶음 온도와 시간에 따라 유의적인 차이를 보였다. 발아시키지 않은 원료 동부가루의 명도, 적 색도 및 황색도는 각각 33.10, 0.47 및 4.82였고, 발아시켜 동결 건조한 동부가루는 각각 30.94, 0.22 및 3.69였다. 발 아시키지 않은 볶음 동부가루와 발아시킨 볶음 동부가루의 명도는 각각 37.30~25.16(Table 3) 및 36.20~21.19(Table 4)로 볶음 온도와 시간에 따라 유의적으로 감소하였다. 발아 시키지 않은 볶음 동부가루의 적색도와 황색도는 Table 3과 같이 각각 0.22~3.40 및 3.61~10.68로 나타났으며, 발아

시킨 볶음 동부가루는 Table 4와 같이 각각 0.40~3.20 및 3.89~10.11로 볶음 온도와 시간에 따라 유의적으로 증가하 였다. 팥을 볶을 경우 볶음 시간이 증가함에 따라 명도는 감소하고 적색도와 황색도는 증가하는 것으로 보고하였으 며(36), 커피콩 또한 볶음처리 후 명도는 감소하고 적색도는 증가하는 것으로 보고하였는데(37), 이러한 이유는 볶음처 리를 할 경우 Maillard 반응에 의한 갈변 물질 생성 때문으로 생각된다(38).

발아 및 볶음처리 동부가루의 항산화 성분 함량

발아 및 볶음처리에 따른 동부가루의 총 폴리페놀 함량은 Fig. 1과 같이 볶음 온도와 시간이 증가함에 따라 유의적으 로 증가하였다. 발아시키지 않은 원료 동부가루와 발아시켜 동결 건조한 동부가루의 총 폴리페놀 함량은 각각 2.57 및 3.81 mg GAE/g으로 나타났다. 발아시키지 않은 볶음 동부 가루의 총 폴리페놀 함량은 Fig. 1A와 같이 4.27~6.17 mg GAE/g으로 220°C, 30분 처리에서 가장 높게 나타났고, 발 아시킨 볶음 동부가루는 Fig. 1B와 같이 2.84~4.83 mg GAE/g으로 발아시키지 않고 볶은 동부가루보다 낮게 조사 되었다. 총 플라보노이드 함량 또한 Fig. 2와 같이 볶음 온도 와 시간이 증가함에 따라 유의적으로 차이를 나타내었다.

발아시키지 않은 원료 동부가루와 발아시켜 동결 건조한 동 부가루의 총 플라보노이드 함량은 각각 1.82 및 2.21 mg CE/g으로 나타났다. 발아시키지 않은 볶음 동부가루와 발아 시킨 볶음 동부가루의 총 플라보노이드 함량은 각각 3.22~

4.67(Fig. 2A) 및 2.47~3.07 mg CE/g(Fig. 2B)으로 나타 났다. 총 플라보노이드 함량의 경우 발아시키지 않은 볶음 동부가루는 240°C, 30분 처리에서 가장 높았으며(4.67 mg

f ab

ef ef ef

bc a

ef cd de

a a de bcd

bcd

0 1 2 3 4 5 6 7

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C) Total polyphenol contents . (mg gallic acid equivalents/g sample) .

Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

A

bc defg cde

g g

bc b defg

g g

a

bcd cdef

fg efg

0 1 2 3 4 5 6 7

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C)

Total polyphenol contents . (mg gallic acid equivalents/g sample) . Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

B

Fig. 1. Total polyphenol contents of the ethanolic extracts of ungerminated (A) and germinated (B) cowpea (V. sinensis L. cv.

Okdang) flours with roasting temperatures and times. Total polyphenol contents of ungerminated and germinated cowpea flours were 2.57 and 3.81 mg GAE/g, respectively. Means with different letters above the bars (a-g) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

b ef ef

g g

b a f cde

ef

a a bc bcd

def

0 1 2 3 4 5

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C) Total flavonoid contents . (mg catechin equivalents/g sample) .

Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

A

ab abc abc abc

bcabc abc abc abca abcab

c abc bc

0 1 2 3 4 5

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C) Total flavonoid contents . (mg catechin equivalents/g sample) .

Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

B

Fig. 2. Total flavonoid contents of the ethanolic extracts of ungerminated (A) and germinated (B) cowpea (V. sinensis L. cv. Okdang) flours with roasting temperatures and times. Total flavonoid contents of ungerminated and germinated cowpea flours were 1.82 and 2.21 mg CE/g, respectively. Means with different letters above the bars (a-g) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

CE/g), 발아시킨 볶음 동부가루는 220°C, 30분(3.07 mg CE/g) 처리에서 유의적으로 높았다. 곡류의 polyphenolic 화합물은 자유라디칼을 안정화할 수 있는 phenolic ring에 의해 높은 항산화성을 가지는 것으로 알려져 있다(39). Song 등(36)의 보고에 의하면 팥의 경우 볶음 시간이 경과함에 따라 초반에 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 감소하다 증가하는 것으로 보고하였고, Ko 등(40)은 수수에서 볶음 시간이 증가할수록 페놀 성분이 증가하는 것으로 보고하였 다. 본 연구에서도 동부의 볶음처리 과정에서 여러 화학적 반응에 의해 폴리페놀 성분의 함량이 증가한 것으로 생각된 다.

발아 및 볶음처리 동부가루의 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성

발아 및 볶음처리에 따른 동부가루 에탄올 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 Fig. 3과 같이 볶음 온도와 시간

이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 발아시키지 않은 원료 동부가루와 발아시켜 동결 건조한 동부가루의 DPPH 라디칼 소거 활성은 각각 165.45 및 281.55 mg TE/100 g으로 나타났다. 발아시키지 않은 볶음 동부가루 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 Fig. 3A와 같이 272.14~460.47 mg TE/100 g으로 나타났고, 발아시킨 볶음 동부가루는 Fig. 3B와 같이 198.04~344.10 mg TE/100 g으로 240

°C, 30분 처리에서 각각 460.47 및 344.10 mg TE/100 g으로 높은 활성을 보였다.

발아 및 볶음처리에 따른 동부가루 추출물의 ABTS 라디 칼 소거 활성은 Fig. 4와 같이 볶음 온도와 시간이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 발아시키지 않은 원료 동부가 루와 발아시켜 동결 건조한 동부가루의 ABTS 라디칼 소거 활성은 각각 315.53 및 203.45 mg TE/100 g으로 나타났 다. 발아시키지 않은 볶음 동부가루 추출물의 ABTS 라디칼 소거 활성은 Fig. 4A와 같이 367.71~531.35 mg TE/100

g f f f e f

e e d

a

d c c b

a

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C) DPPH radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) .

Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

A

de hi

jk hi k

b g f

j i

a d c

gh ef

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C) DPPH radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) .

Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

B

Fig. 3. DPPH radical scavenging activity of the ethanolic extracts of ungerminated (A) and germinated (B) cowpea (V. sinensis L. cv. Okdang) flours with roasting temperatures and times. DPPH radical scavenging activity of ungerminated and germinated cowpea flours were 165.45 and 281.55 mg TE/100 g, respectively. Means with different letters above the bars (a-k) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

e i h

i j

c b g f

h

a f d

f g

0 100 200 300 400 500 600

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C) ABTS radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) .

Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

A

fg fg jk hi

k

b e

ij h jk

a d c

g f

0 100 200 300 400 500 600

160 180 200 220 240

Roasting temperature (°C) ABTS radical scavenging activity . (mg Trolox equivalents/100 g sample) .

Roasted for 10 min Roasted for 20 min Roasted for 30 min

B

Fig. 4. ABTS radical scavenging activity of the ethanolic extracts of ungerminated (A) and germinated (B) cowpea (V. sinensis L. cv. Okdang) flours with roasting temperatures and times. ABTS radical scavenging activity of ungerminated and germinated cowpea flours were 315.53 and 203.45 mg TE/100 g, respectively. Means with different letters above the bars (a-k) are significantly different at P<0.05 by a Duncan’s multiple range test.

g으로 나타났고 발아시킨 볶음 동부가루는 Fig. 4B와 같이 219.93~416.30 mg TE/100 g이었으며, 가장 높은 활성을 보인 처리는 240°C에서 30분으로 조사되었다. 라디칼 소거 활성은 천연물의 페놀성분에 의해 활성을 나타내는 것으로 볼 때(41), 볶음 동부가루의 라디칼 소거 활성은 페놀성분의 증가로 인한 것으로 판단된다. 둥굴레가 볶음처리에 따라 항산화 성분 및 활성이 증가한다고 하였고(42), 보리의 볶음 처리는 항산화 활성을 증가시키는 것으로 보고하여(43) 본 연구와 유사한 경향이었다. 볶음 후 항산화 활성이 증가하는 것은 열처리 중 Maillard 반응과 같은 갈변 반응에 의한 것으 로 알려져 있으며(38), 반응 산물인 melanoidin은 항산화 활성이 높은 것으로 알려져 있다(44). 이상의 결과에서 볶음 동부가루의 품질 및 항산화 특성을 고려하여 고물이나 앙금 등 용도별 품질기준 설정이 필요할 것으로 생각된다.

발아 및 볶음처리 동부가루의 품질 및 항산화 특성 간의 상관관계

발아 및 볶음 동부가루의 일반성분, 품질 및 항산화 특성 간의 상관관계를 분석한 결과는 Table 5와 같이 나타났다.

회분, 단백질, 지방 및 탄수화물 함량은 수분 함량과 r 값이 각각 -0.956(P<0.001), -0.821(P<0.001), -0.681(P<0.001) 및 -0.813(P<0.001)으로 부의 상관관계를 보였으며, 지방 함량은 회분(0.622, P<0.001) 및 단백질 함량(0.699, P<

0.001)과 정의 상관을 보였다. 명도는 수분 함량과 정의 상 관(0.588, P<0.001)을 보였고 회분(-0.694, P<0.001), 단 백질(-0.610, P<0.001), 지방 함량(-0.436, P<0.05) 및 탄 수화물 함량(-0.357, P<0.05)과 부의 상관을 나타내었다.

적색도와 황색도는 회분 함량과 정의 상관을 나타내었고 명 도와 부의 상관을 보였다. 수분결합력은 명도(-0.682, P<

0.001)와 부의 상관을 보였으며, 적색도(0.705, P<0.001) 및 황색도(0.741, P<0.001)와 정의 상관을 나타내었다. 용

해도와 팽윤력은 명도와 정의 상관을 나타내었으며, 적색도, 황색도 및 수분결합력과 부의 상관을 보였다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 수분 함량 및 적색도와 정의 상관 을, 단백질, 지방, 탄수화물 함량, 용해도 및 팽윤력과 부의 상관을 나타내었다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성은 수분 함량, 적색도, 황색도, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함 량과 정의 상관을 보였으며, 지방 함량, 용해도 및 팽윤력과 부의 상관을 나타내었다. DPPH 라디칼 소거 활성과 ABTS 라디칼 소거 활성과의 상관성은 r 값이 0.948(P<0.001)로 높은 정의 상관을 나타내었다.

요 약

용도별 동부가루 품질평가 기준 설정을 위한 일환으로 발아 와 볶음처리 후 동부가루의 품질과 이화학적 특성을 분석한 결과 발아 및 볶음처리에 따른 동부가루의 수분 함량은 볶음 온도와 시간에 따라 유의적으로 감소하였으며, 조회분, 조단 백질 및 조지방 함량은 유의적으로 약간 증가하였으나 큰 차이가 없었다. 발아시키지 않은 동부와 발아시킨 동부로 제조한 볶음 동부가루의 수분결합력은 볶음 온도와 시간에 따라 유의적으로 증가하였고 용해도와 팽윤력은 감소하였 다. 볶음 동부가루의 명도는 볶음 온도와 시간에 따라 유의 적으로 감소하였고, 적색도와 황색도는 증가하였다. 발아시 키지 않은 볶음 동부가루와 발아시킨 볶음 동부가루의 총 폴리페놀 함량은 각각 4.27~6.17 및 2.84~4.83 mg GAE/

g, 총 플라보노이드 함량은 각각 3.22~4.67 및 2.47~3.07 mg CE/g으로 볶음 온도와 시간이 증가함에 따라 증가하였 다. DPPH 라디칼 소거 활성은 각각 272.14~460.47 및 198.04~344.10 mg TE/100 g, ABTS 라디칼 소거 활성은 각각 367.71~531.35 및 219.93~416.30 mg TE/100 g으 로 볶음 온도와 시간이 증가함에 따라 활성이 증가하였다.

이상의 결과에서 볶음 동부가루의 품질 및 항산화 특성을 고려하여 고물이나 앙금 등 용도별 품질평가 기준 설정이 필요할 것으로 생각된다.

감사의 글

본 논문은 농촌진흥청 AGENDA 연구사업(ATIS 과제번호:

PJ01183301)의 지원에 의해 이루어진 것임.

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