흑마늘과 미나리를 이용하여 제조한 음료의 품질 및 항산화 특성

실험에 사용된 흑마늘은 의성흑마늘영농조합법인으로 부터 제공받았으며, 미나리는 경북 의성 지역에서 재배된 것을 구매하여 -20℃이하에서 보관해 두고 실험에 사용하 였다. 음료제조용 원료인 malto dextrin, fiber sol 2-L, isomalto-oligosaccharide 등은 (주)대상으로부터 구매하여 사용하였다.

흑마늘과 미나리 혼합 음료를 제조하기 위해 흑마늘과 미나리를 각각 3:0(BD-1), 2:1(BD-2), 1:1(BD-3), 1:2(BD-4) 의 비율(w/w)로 혼합한 후, 10배의 정제수를 가해 95℃에서 8시간 동안 추출하여 추출액을 음료 제조용으로 사용하였 다. 음료의 혼합비는 각각의 추출액 90%, malto dextrin 2%, fiber sol 2-L 4%, 그리고 isomalto-oligosaccharide 4%를 혼합 하여 음료를 제조하였다.

음료의 pH는 pH meter(ORION 410A, Orion Research Inc., Boston, MA, USA), 당도는 디지털 당도계(Atago PAL-1, Tokyo, Japan)로 측정하였다.

Folin-Denis 법(17)에 따라 시료 1 mL에 0.2 N Folin- Ciocalteu's phenol reagent 1 mL를 가하여 실온에서 3분간 반응시킨 후, 7.5% Na₂CO₃ 1 mL을 가한 후 암소에서 1시간 동안 방치한 후 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리 페놀 함량은 garlic acid를 표준물질로 한 표준곡선에 의하 여 산출하였다.

Marklund와 Marklund의 방법(18)에 따라 Tris-HCl buffer[50 mM tris(hydoxymethyl) amino-methane+10 mM EDTA, pH 8.5] 2.6 mL에 시료 0.2 mL와 7.2 mM pyrogallol 0.2 mL을 가하고 25℃에서 10분간 방치 후, 1 N HCl 0.1 mL을 가하여 반응을 정지 시킨 후, 반응액 중 산화된 pyrogallol의 양을 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.

ABTS[2,2´-azino-bis(3-ethylbenzot hiazoline-6-sulfonic acid) radical 소거능은 ABTS radical cation decolorization assay(19)를 이용하여 측정하였다. 7.4 mM의 ABTS와 2.6 mM potassium persulfate를 혼합하여 실온․암소에서 24시 간 동안 방치하여 radical을 형성시킨 다음 실험 직전에 ABTS 용액을 732 nm에서 흡광도가 0.700±0.030(mean± SE)이 되도록 phosphate-buffered saline(pH 7.4)으로 희석하 여 사용하였다. 시료 50 μL에 ABTS 용액 950 μL를 첨가하 여 암소에서 10분간 반응시킨 후 732 nm에서 흡광도를 측정하였다.

시료 1 mL, 80% 에탄올 0.8 mL, 2 mM FeCl₂·4H₂O(Sig ma, St. Louis, MO, USA) 용액 0.1 mL, 5 mM ferrozine[3- (2-pyridyl)-5,6-diphenyl-1,2,4-triazine-4',4''-disulfonic acid; Sigma] 용액 0.1 mL를 첨가한 다음 혼합하여 실온에서 10분 간 반응시켰으며, 562 nm에서 흡광도를 측정하였다(20).

수용성 vitamin 함량은 HPLC 내부표준법(21)으로 측정 하였으며, 표준물질로는 ascorbic acid, thiamine, riboflavin, pyridoxine을 Sigma 사의 시약을 구입하여 사용하였다. 시 료 10 mL을 0.2 μm membrane filter(Millipore Co., Bedford, MA, USA)로 여과한 후 HPLC(Surveyer MSQ plus, Thermo Scientific Co., San Jose, CA, USA)로 220 nm에서 분석하였 으며, column은 Thermo Hypersil Gold aQ 5 μm(4.6×250 mm), 검출기는 Thermo scientific MSQ plus mass detecter, 이동상은 A상은 50 mM K₂HPO₄(pH 7)이며, B상은 methanol이다. 이동상의 유속은 1 mL/min으로 0～5분 사이 에는 1% B 이동상을, 5～15분 사이에는 순차적으로 1～ 20% B 이동상이 되도록 흘려주었으며, 20～27분 사이에는 순차적으로 20～1% B 이동상이 되도록 흘려주었으며, 2 7～30분 사이에는 순차적으로 1～0% B 이동상이 되도록 흘려주었다. 시료 주입량은 10 μL이었다.

흑마늘 미나리 혼합 음료를 식품을 전공하는 학부학생 20명을 대상으로 색, 향, 맛, 종합적 기호도에 대해 5점 척도 법으로 검사하였다.

모든 실험은 3회 반복으로 행하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 유의성은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, Inc., Chicago, IL, USA) ver. 12 software package을 이용, p<0.05 수준으로 Duncan's multiple range test에 의하 여 검증하였다.

미나리 첨가비율에 따른 혼합 음료의 pH, 당도 및 색도측 정 결과는 Table 1과 같다. 미나리 추출액의 pH는 5.35이었 으며, 흑마늘 추출액만 첨가한 처리구(BD-1) 4.00, 흑마늘 과 미나리의 혼합비율(2:1)로 혼합 추출한 추출액을 첨가한 음료(BD-2),(1:1)의 비율로 혼합 추출한 추출액을 첨가한 음료(BD-3) 그리고(1:2)의 비율로 혼합 추출한 추출액을 첨가한 음료(BD-4)의 pH는 각각 4.09, 4.24, 4.36으로 나타 나, 미나리의 첨가량이 증가 할수록 상승하는 경향을 나타 내었다. Shin 등(22)은 흑마늘의 제조 중 pH는 점차 산성화 되는 경향을 보인다고 보고하였으며, 본 연구에서는 산성 인 흑마늘에 pH 5 부근의 미나리를 첨가함에 따라 pH가 상승한 것으로 판단되었다.

미나리 추출물의 당도는 2.1 °Brix이었으며, 미나리와 흑마늘 혼합 음료의 당도는 대조구인 BD-1 구가 21.2로 가장 높았으며, 미나리의 첨가 비율이 증가함에 따라 당도 는 감소하였다. 이는 미나리의 당도가 흑마늘에 비해 상대 적으로 낮아 미나리의 첨가에 의한 희석효과에 기인된 것으 로 판단되었다.

미나리와 흑마늘 혼합 음료의 총 폴리페놀 함량을 측정 한 결과(Table 2)는 BD-4가 46.96 μg/mL으로 가장 높게 나타났으며, BD-3(42.36 μg/mL), BD-2(41.91 μg/mL), BD-1 (28.48 μg/mL)이었다. 미나리첨가량에 따른 총 폴리페놀 함량의 증가는 미나리에 함유된 폴리페놀에 기인된 것으로 사료된다. Hwang 등(23)은 미나리 에탄올 추출물의 총 폴리 페놀 함량 측정 결과, 37.50 mg/g으로 나타났으며, 미나리과 에 속하는 사상자 에탄올 추출물(15.7 mg/g) 및 당귀 에탄올 추출물(14.7 mg/g)의 함량에 비해 높다고 보고하였고, Lee(24)의 미나리 열수추출액 동결건조분말의 첨가량이 증 가 할수록 혼합음료의 총 폴리페놀의 함량은 증가한다는 보고와 본 연구는 유사한 경향을 나타내었다.

혼합 음료의 세포내 활성산소를 과산화수소로 전환시키 는 반응을 촉진하는 효소인 SOD 유사활성(Table 2)은 BD-4 가 18.60%으로 가장 높았으며, BD-3(15.53%), BD-2 (12.53%), BD-1(10.27%) 순으로 활성을 보여, 흑마늘 음료 보다 미나리 첨가에 의해 음료의 SOD 유사활성이 증가하 였다. Shin 등(25)은 흑마늘 물 분획물의 1000 μg/mL 농도에 서 SOD 유사활성은 28.11%로 나타났으며, Lee(24)는 미나 리 열수추출액 동결건조분말의 SOD 유사 활성이 24.8%를 나타내고 있어, 본 연구 결과에 비해 높은 활성을 보였으나, 이는 추출 방법의 차이에 의한 것이라 판단되었다.

ABTS radical 소거능 측정은 potassium persulfate와 반응 하여 녹색의 ABTS radical을 형성하고, 생성된 양이온 (ABTS⁺)은 항산화성을 가진 물질에 의해 제거되어 radical 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용한 항산화활성 측정 방법이다(26). 미나리와 흑마늘 혼합 음료의 ABTS radical 소거능(Table 2)은 대조구 BD-1이 28.72%로 가장 낮았으며, 미나리 첨가 비율에 증가함에 따라 유의적으로 증가하여 BD-2(39.43%), BD-3(45.69%), BD-4(52.51%) 순 으로 증가하였다. Lee(24)는 미나리 열수추출액 동결건조 분말의 첨가 농도가 증가함에 따라 ABTS radical 소거활성 이 증가한다고 보고하여, 본 연구와 유사한 경향을 나타내 었으며, 미나리 첨가에 의해 흑마늘과 미나리 혼합음료의 항산화 활성은 증가하는 것으로 판단되었다.

Fe²⁺이온은 세포내에서 산화물 형성에 관여하는 결정적 인 물질로서 지질 과산화를 촉진시킨다(27). 따라서 과 생성 된 Fe²⁺이온의 적절한 제거는 지질 과산화를 억제할 수 있 는중요한 요인 중에 하나이다. 미나리와 흑마늘의 첨가 비율 을 달리한 흑마늘 음료의 ferrous ion 킬레이팅 효과 (Table 2)는 미나리 첨가 비율이 증가함에 따라 유의적으로 증가하여, BD-1의 6.38%에 비해 BD-4는 39.94%로 6배 증 가하였다. Hwang 등(23)은 미나리 물 분획물의 ferrous ion chelating 효과는 1 mg/mL에서 16.65 %로 보고하였으며, 혼합음료의 ferrous ion chelating 효과는 미나리 첨가에 의해 증가한 것으로 판단되었다.

미나리와 흑마늘 혼합 음료의 수용성 비타민(B₁, B₂, B₆, C) 함량을 측정한 결과(Table 3)는 각 처리구 공히 미나리 혼합비율에 관계없이 비타민 C의 함량이 가장 높게 나타났 으며, 비타민 B₆의 함량이 가장 낮았다. 또한 비타민 C 함량 은 BD-1이 130.10 μg/mL에서 BD-4는 806.21 μg/mL로 나타 내어 미나리의 첨가량이 증가함에 따라 증가하였다. B₁, B₂에서 역시 유사한 경향을 나타내어, B₁의 경우 각 처리구 별 함량은 22.28 μg/mL(BD-1), 35.06 μg/mL(BD-2), 58.91 μg/mL(BD-3) 그리고 68.04 μg/mL(BD-4)을 나타내었다. Hwang(28)은 돌미나리의 비타민 함량 측정 결과, 비타민 C의 함량이 가장 높게 나타났으며 비타민 B₂, B₁, B₆의 함량 순으로 나타났다고 보고하여, 미나리의 비타민 함량에 의 해 미나리 첨가량이 증가할수록 흑마늘 미나리 혼합음료의 비타민 함량이 증가한 것으로 판단되었다.

미나리와 흑마늘의 첨가 비율을 달리한 혼합음료의 관능 검사 결과는 Table 4와 같다. 색, 향, 맛 그리고 종합적 기호 도 공히 미나리 첨가 비율이 가장 높은 BD-4 처리구가 가장 양호하였다. 색은 BD-4를 제외한 각 실험구들은 큰 차이를 나타내지 않았으며, 이는 흑마늘 고유의 진한 색에 기인된 것으로 판단된다. 향, 맛, 종합적 기호도에서는 미나리 첨가 비율이 증가 할수록 유의적으로 증가하였다. 이는 미나리 고유의 향과 맛이 흑마늘의 자극적인 향과 맛을 완화하여 종합적인 맛의 상승효과를 가져온 것으로 판단된다.

이상의 결과로 미나리와 흑마늘을 이용한 음료를 제조할 경우 흑마늘 1, 미나리 2의 배율로 혼합하여 10배의 물로 추출하여 제조한 음료는 비타민 함량의 증가, 항산화 활성 등 생리활성이 우수한 음료 제조가 가능할 것으로 판단되 나, 이들 음료의 판매를 위한 대량생산을 위해서는 미나리 의 적정 배합비와 음료의 맛을 개선하기 위한 원부재료의 배합비, 살균 조건 등 보다 광범위한 제조 공정상의 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다.