출처; 한국식품영양학회지26. No. 4, 693~699 (2013)
발효한 더덕 차의 열처리에 의한 항산화 활성 및 품질특성.pdf
발효한 더덕 차의 열처리에 의한 항산화 활성 및 품질특성
이지연․김병극*․†박홍제
이엔비 제니스, *서라벌대학교 임상병리학과
Antioxidant Activities and Quality Characteristics of Fermented Codonopsis lanceolata Tea
according to Heating Processes
Ji Yeon Lee, Byung Keuk Kim* and †Hong Je Park
ENB Zenith Co., Gyeongsan 712-835, Korea
*Dept. of Clinical Pathology, Sorabol College, Gyeongju 780-711, Korea
Abstract
This study examines the antioxidant activities and quality characteristics of fermented Codonopsis lanceolata tea according
to the heating temperature and time. The browning, turbidity, reducing sugar, total polyphenol and total flavonoid contents
all increased with increasing of heating temperature and time, but the pH decreased within the range of error. In particular,
the total polyphenol contents of the heat treatment sample for 15 minutes at 200℃ are increased to about 4.5 times of 713.71
㎎/100 ㎖ as compared to the control group. From the results of the antioxidant activity test, as both the heating temperature
and time increases, the antioxidant activity was increased for DPPH radical-scavenging activity, FRAP and reducing its power.
In the case of the samples treated with heat for 15 minutes at 200℃ in the DPPH radical scavenging ability, it increased
about twice more than the 45.17% control plot at 85.40%, and the reducing power and FRAP were increased to approximately
two or three times more than the control group. According to the results for sensory test of fermented C. lanceolata tea
according to heating temperature and time, the preference was confirmed as high by heat treatment due to increased
temperature and time. Heat treatment process of C. lanceolata during the process is determined by the conditions required
for high value-added products through the improvements of the taste and functionality of C. lanceolata.
Key words: C. lanceolata, mycelia, tea, physicochemical properties, antioxidant activity
†Corresponding author: Hong Je Park, ENB Zenith Co., Gyeongsan 712-835, Korea. Tel: +82-53-857-0075, Fax: +82-53-857-
0076, E-mail: zenith@knu.ac.kr
서 론
산업화 사회에서 오랫동안 축적된 환경오염과 합성 유해
물질들은 보건환경에 직간접적인 위협 요인으로 지목받아
오고 있으며, 글로벌 시대에 따른 국가 간 이동이 빈번해짐에
따라 결핵 및 천식뿐 아니라, 2009년 세계보건기구에서 판데
믹을 선언한 신종플루(H1N1), 인간광우병, 장출혈성 대장균,
AIDS 등 세계 곳곳에서 발생되는 새로운 감염성 질병들이
우리를 위협하고 있다. 이에 현대인들은 건강한 삶을 위한 자
가 면역 개선을 위하여 기능성 천연소재에 대한 관심이 높아
지고 있다(Oh & Lee 2005; Park 등 2010; Lee 등 2013). 과거
소비자들은 식품을 영양소 공급이라는 단순한 영양학적 의
미로 받아들였으나, 현재에는 건강에 도움을 주고, 젊음을 유
지하거나 각종 질병들에 대한 저항성을 높일 수 있는 생리
기능적 의미로 받아들이고 있다. 이에 따라 영양뿐 아니라 기
능성 성분이 강화된 식품 소재의 제품 개발 및 연구가 활발히
진행되고 있다(Lee 등 2009; Kwak EJ 2010).
Codonopsis lanceolata은 한국을 비롯하여 중국 및 일본 등
지에서 많이 분포하는 꽃초롱과에 속하는 다년생 덩굴식물
로 독특한 취미를 지닌 식용 근채류이다(Hwang 등 2011; Jung
694 이지연․김병극․박홍제 한국식품영양학회지
등 2012). 예로부터 폐를 보호하고, 두통 완화, 궤양, 폐결핵,
거담, 천식, 진해, 해독, 강장 등의 치료제로 사용되었다(Jin
등 2008; Jung 등 2012). C. lanceolata에는 탄수화물, 단백질,
지방이 다량 함유되어 있으며, 철분, 칼슘 및 인과 같은 무기
질과 비타민 B1, B2가 풍부한 것으로 알려져 있다(Hwang 등
2011; Kim & Chae 2011). 또한 saponin, polyphenol, inulin,
flavonoid 등과 같은 기능성 성분들로 인하여 중성지질과 콜
레스테롤 억제, 항고지혈, 항산화, 항균, 항염증 및 면역력 증
가 등의 생리활성이 보고되었다(Xu 등 2008; Ichikawa 등
2009; Kim & Chae 2011).
Ganoderma lucidum은 담자균류 민주름목에 속하는 버섯으
로 우리나라에서는 불로초라 불렸으며, 중국에서는 영지, 신
자, 상지, 일본에서는 만년버섯, 불사초 등으로 알려져 있다
(Chung 등 2004). 한방에서는 전통적으로 간염, 건위, 건뇌,
이뇨, 해독, 항균, 면역, 진통, 신경쇠약, 불면증 등에 효과가
있는 약용버섯으로 이용되어 왔으며, 최근에는 항암 및 항산
화 효과, 혈압 강하 작용, 항혈전 작용, 항염증 작용 등 국내
외 많은 연구를 통하여 다양한 효능이 보고되고 있다(Oh &
Lee 2005; Kim 등 2011). 특히 버섯균사체에서도 자실체와 유
사한 면역 증가, 항암 작용, 혈중 콜레스테롤 저하 작용 등의
생리활성을 가지고 있으며, 특히 식․의약용으로 복용 시 독
성 또는 부작용이 없는 것으로 보고되고 있다(Park 등 2010).
이러한 버섯균사체에 관한 연구는 현미, 인삼, 녹차 등과 같
은 다양한 천연물을 배지로 버섯균사체를 배양시킨 추출물
의 항산화력 및 생리활성 등의 보고는 되고 있으나, 배양물을
이용한 가공식품 개발에 관한 연구는 아직 미비한 실정이다
(Kim 등 2010).
따라서 본 연구에서는 면역력 증가 및 폐 질환 개선에 효과
등의 다양한 기능성에도 불구하고, 상품성이 낮은 C. lanceolata
를 열처리 후 발효차로 제조하여 발효 및 열처리 과정에 따른
이화학적 특성 및 항산화력을 조사하고, 이를 산업적 활용에
대한 기초자료로 제시하고자 하였다.
재료 및 방법
1. 재료 및 시료 제조
본 실험에 사용된 Codonopsis lanceolata는 2013년 3월 강
원도 횡성에서 생산된 것을 산지 농가에서 구입하여 사용하
였으며, 균주는 Ganoderma lucidum(W. Curtis : Fries) Karsten
균사체로 농촌진흥청 한국농업유전자원센터에서 분양받아
사용하였다. C. lanceolata는 수돗물로 수세하여 121℃에서 15
분간 멸균한 후 C. lanceolata 무게의 5% 상당의 종배양액을
접종한 다음 25℃에서 25일 동안 배양하였다. 배양물을 70℃
에서 6시간 건조시킨 다음 분쇄하여 곡물 볶음기(FD-2060,
(a) (b)
Fig. 1. The picture of fermented Deodeok (a) and Deodeok
tea (b) with Ganoderma lucidum mycelia.
Sejung tech, Seoul, Korea)로 150℃ 그룹에서는 20, 40, 60분,
180℃ 그룹에서는 10, 20, 30분, 마지막으로 200℃ 그룹에서
5, 10, 15분간 열처리를 실시하였다. 볶음 처리된 분쇄물 0.6
g을 티백 용지에 담은 후 100℃의 증류수 100 ㎖를 가하여
2분 30초간 침지하여 발효차를 제조하였다.
2. 이화학적 특성 측정
갈색도 및 탁도는 UV/Vis spectrometer(UV-1650, Shimadzu,
Kyoto, Japan)로 420 nm, 600 nm에서 각각 측정하였으며, pH
는 pH meter(Horiba, Japan)로 측정하였다. 환원당은 DNS법
(Chea SG 1998)으로 측정하였으며, glucose를 표준물질로 사
용하여 검량선을 작성한 후 환원당 함량을 구하였다.
3. 항산화 활성 측정
총 polyphenol 함량은 Folin-Ciocalteu 법(Arnous 등 2001)을
변형하여 사용하였다. Gallic acid를 표준물질로 검량선 작성
후 총 polyphenol 함량을 구하였다. 총 flavonoid 함량은 Shen
등(2009)의 방법을 사용하여 측정하였으며, quercetin을 표준
물질로 하여 검량선 작성 후 그 함량을 구하였다. DPPH(1,1-
diphenyl-2-picryl hydrazyl) radical 소거능은 Sanchez-Moreno
등(1999)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 1 ㎖와 0.2 mM
DPPH 용액 1 ㎖를 첨가하여 균일하게 혼합하여 암실에서 30
분간 반응시킨 다음 517 nm에서의 흡광도를 측정하였다. DPPH
radical 소거능은 시료 첨가구와 무 첨가구의 흡광도 차이를
백분율로 나타냈다. FRAP(Ferric reducing antioxidant power)
측정은 Benzie & Strain(1996)의 방법으로 측정하였다. 0.3 M
Sodium acetate buffer(pH 3.6) 25 ㎖, 10 mM TPTZ(2,4,6-Tris(2-
pyridyl)-s-tri-azine) 2.5 ㎖, 20 mM FeCl3 2.5 ㎖ 및 증류수 3
㎖를 첨가하여 실험 직전까지 37℃로 유지하면서 혼합물로
사용하였다. FRAP는 시료 0.1 ㎖와 혼합물 2.9 ㎖를 가하여
혼합한 다음 37℃ water bath에서 30분간 반응시킨 후 593 nm
에서의 흡광도를 측정하였으며, FeSO4․7H2O을 표준물질로
하여 검량선 작성 후 FRAP 함량을 구하였다. 환원력은 Oyaizu
M(1986)의 방법으로 측정하였다. 시료 0.2 ㎖와 0.2 M phosphate
Vol. 26, No. 4(2013) 발효차의 품질특성에 관한 연구 695
buffer(pH 6.6) 1 ㎖ 및 1% potassium ferricynide 1 ㎖를 가하여
균일하게 혼합하여 50℃ water bath에서 20분간 반응시킨 다
음 냉각시킨 후 10% TCA(trichloroacetic acid) 1 ㎖를 다시 첨
가한 다음 상등액 2 ㎖, 증류수 2 ㎖ 및 0.1% FeCl3 0.4 ㎖를
가하여 균일하게 혼합한 후 700 nm에서의 흡광도를 측정하
였다.
4. 관능검사
관능적 특성을 알아보기 위하여 기호도 검사를 실시하였
다. 패널은 20~25세의 남녀 대학생 30명을 대상으로 하였으
며, 관능평가에 대해 충분히 숙지시킨 다음 실시하였다. 기호
도 검사는 색, 맛, 향, 종합적 기호도를 7점 척도법(1점: 매우
나쁘다, 7점: 매우 좋다)으로 측정하였다. 패널에게는 발효차
15 ㎖와 생수가 함께 제공되었으며, 하나의 시료 평가가 끝난
후 반드시 생수로 입을 헹구고, 다른 시료를 평가하도록 하였
다(관능검사는 150℃, 180℃, 200℃ 그룹별로 나누어 총 3번
에 걸쳐 평가하였다).
5. 통계처리
모든 실험 결과는 3회 반복 측정하여 SPSS(Statistical Package
for Social Science) 18.0 Version을 이용하여 분산분석(ANOVA)
으로 평균±표준편차를 구하였으며, 각 측정값 사이의 유의성
은 Duncan's multiple ranged test(p<0.05 수준)로 검정하였다.
결과 및 고찰
1. 이화학적 특성 결과
Table 1. Browning degree, turbidity, pH and reducing sugar of fermented Deodeok tea with Ganoderma lucidum mycelia
according to heating processes
Roasting temperature
(℃)
Roasting time
(min)
Browning degree
(A420)
Turbidity
(A600) pH Reducing sugar
(㎎/㎖)
Control 0.06±0.001) 0.05±0.00 7.27±0.01 0.14±0.00
150
20 0.15±0.00c2) 0.06±0.00c 7.26±0.01a 0.15±0.00c
40 0.24±0.00b 0.08±0.00b 7.25±0.00b 0.19±0.00b
60 0.30±0.01a 0.10±0.01a 7.22±0.00c 0.21±0.01a
180
10 0.19±0.01c 0.06±0.00c 7.25±0.00a 0.22±0.01c
20 0.27±0.01b 0.09±0.01b 7.23±0.00b 0.25±0.01b
30 0.32±0.00a 0.11±0.01a 7.14±0.01c 0.28±0.00a
200
5 0.21±0.01c 0.07±0.00c 7.25±0.01a 0.24±0.00c
10 0.26±0.00b 0.10±0.01b 7.15±0.00b 0.25±0.00b
15 0.34±0.01a 0.12±0.02a 7.09±0.00c 0.28±0.01a
1) Data are expressed as mean±S.D.
2) a~c Values with different superscripts at the same heating temperature are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
발효차의 갈색도 측정 결과는 Table 1과 같다. 대조구의 갈
색도가 0.06으로 전체 시료 중 가장 낮았으며, 150℃ 열처리
그룹에서 0.15~0.30, 180℃ 열처리 그룹에서 0.19~0.32, 200℃
열처리 그룹에서 0.21~0.34로 나타나, 열처리 온도와 시간이
증가함에 따라 증가하는 경향을 나타냈다. 탁도의 경우, 갈색
도와 유사한 경향으로 대조구가 0.05으로 가장 낮았으며, 200℃
에서 15분 열처리한 시료의 탁도가 0.12로 대조구에 비해 2.4
배 정도 높았다(Table 1). 선행 연구인 새송이버섯에 의한 발
효차의 결과와 함께 갈색 유색미 차(Kwak EJ 2010), 발아 벼
차(Lee 등 2009) 등에서도 열처리 온도와 시간이 증가함에
.....<이하본문; pdf>