갯기름나물 뿌리 추출물의 첨가가 두부의 품질특성 및 항산화 활성에 미치는 영향

두부 제조에 사용된 대두(Jungang, Deokjin, Korea)는 국내산을 구입하여 냉장 조건(4±1℃)에서 보관하였다. 응고제로 사용한 천일염(Hearang, Imsil, Korea)과 양조 식초(Cheonyeon food, Yeongcheon, Korea)는 시중에서 구입하였다. 갯기름나물 뿌리는 경상북도 안동산으로 입춘허브(Yipchoon Herb, Pohang, Korea)에서 구입하였으며, 시료 대비 7배의 물을 가해 30분 이상 가열 후 분쇄∙압착한 추출물의 고형분 함량은 8% 이상이었다. 항산화 활성 측정에 사용된 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS+), Folin-Ciocalte’s phenol regent, quercetin, gallic acid는 Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였고 기타 시약은 모두 특급(analytical grade)을 사용하였다.

본 연구에 사용된 두부의 제조 공정은 Table 1의 배합비에 따라 대두 500 g을 용기에 넣고 25℃에서 6시간 동안 침지한 후 흐르는 물에 3회 세척하고 물기를 제거한 대두의 중량 대비 2배의 물을 첨가하여 원액기(SJ-200B, Hurom, Gimhae, Korea)를 사용하여 마쇄한 후 면포로 여과하였다. 여과한 두유액을 중불로 가열하여 기포가 올라오면 응고제를 3회에 나누어 첨가하고 완전히 끓어오른 후에는 약불로 줄여 3분간 저어 응고시켰다. 응고물을 성형틀에 넣고 5 kg의 압력으로 30분간 압착하여 완성된 두부를 용기에 담아 수침 상태로 보관하였다. 두부 제조 시 간수(천일염 8 g, 양조 식초 9.1 g, 물 112.9 g 혼합)를 응고제로 사용하였으며, 갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가하지 않은 대조구(control)와 두유액에 각각 5, 7.5, 10%로 첨가한 실험군(RT5, RT7.5, RT10)으로 구분하여 총 4종류의 두부를 제조하여 실험에 사용하였다.

두부의 pH는 일정한 크기로 절단한 시료를 pH meter (S20 SevenEasy^TM pH meter, Mettler Toledo Inc., USA)로 측정하였다. 적정산도 분석을 위해 두부 10 g에 증류수 90 mL를 첨가한 후 균질화하여 사용하였다. 균질화한 시료에 지시약(1% phenolphthalein)을 첨가하고 0.1 N NaOH로 적정한 mL수를 아래 식을 이용하여 젖산(lactic acid, w/w)으로 환산하여 적정산도를 산출하였으며, 수분함량은 105℃에서 상압가열건조법을 적용하여 측정하였다.

색도는 색차계(CM-2600d, Konica Minolta, USA)를 사용하여 측정하였으며, L (명도, lightness), a (적색도, redness), b (황색도, yellowness)값으로 나타내었다. 이때 표준 백색판의 L, a, b값은 99.36, –0.08, –0.05로 측정되었으며, 대조구(L₁, a₁, b₁)와 실험군(L₂, a₂, b₂) 색도 값의 차이를 나타내는 ⧍E값은 다음 계산식을 이용하여 산출하였다.

두부의 조직감 측정을 위해 제조된 두부를 일정한 크기(2×2×2 cm)로 절단한 후 Texture analyzer (CT3 10K, Brookfield Ametek, USA)를 사용하여 pre-test speed 2.0 mm/s, post-test speed 2.0 mm/s, test speed 1.0 mm/s, trigger force 5 g, deformation 50%로 설정하여 측정하였다. Texture profile analysis (TPA) mode에서 경도(hardness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 응집성(cohesiveness), 부착성(adhesiveness)과 씹힘성(chewiness)의 6가지를 분석하였다.

두부 10 g에 70% ethanol 90 mL를 첨가하여 균질화한 후 원심분리(3,000 rpm, 10 min)하여 얻은 상층액을 Whatman No. 2 여과지로 여과하여 항산화 활성 분석을 위한 시료로 사용하였다. ABTS radical assay는 농도별 희석한 시료 100 µL에 ABTS radical cation 용액 900 µL를 가한 후 암실에서 20분간 반응시켰다. 반응 종료 후 745 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로 L-ascorbic acid를 사용하였다. 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도 차이를 백분율로 환산하여 ABTS radical scavenging activity (%)로 나타내었다. 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법(Singleton et al., 1999)을 변형하여 측정하였다. 시료 50 µL에 증류수 450 µL를 가하고 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 200 µL를 혼합하여 6분간 방치한 후 10% Na₂CO₃ 용액 450 µL를 첨가하고 90분간 반응시킨 뒤 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질은 gallic acid를 사용하였으며 검량선을 작성하여 총 폴리페놀 함량을 산출하였다. 총 플라보노이드의 함량 측정은 시료 125 µL에 70% ethanol 375 µL, 10% Al(NO₃)₃25 µL, 1 M CH₃COOK 및 증류수 700 µL를 가하고 40분 동안 반응시킨 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로는 quercetin을 사용하여 총 플라보노이드 함량을 산출하였다.

성인 남녀 50명(남: 33명, 여: 17명)을 일반 소비자 패널을 대상으로 관능평가를 실시하였다. 각 시료를 일정한 크기(2×1.5×1.5 cm)로 절단하여 원형 플라스틱 용기에 담고, 시료의 편견을 없애기 위해 3자리 난수표에 따라 구분된 총 4개의 시료(control, 5, 7, 10%)를 일반 소비자 패널에게 제공하였다. 평가 도중 다른 시료에 영향을 미치지 않도록 각 시료 평가 후 제공된 생수로 입안을 헹구도록 하였다. 관능 평가의 측정 항목으로는 강도에서는 명도, 쓴맛, 고소한 맛, 후미, 조직감을 포함하였고 기호도 평가에서는 색, 향, 담백한 맛, 조직감 및 전반적인 기호도로 구성하였으며, 모든 평가는 9점 척도법을 사용하여 수행하였다. 관능평가 실시 전 소비자 패널에게 실험 목적, 주의사항 및 평가 방법을 상세히 설명하였고, 강도 평가는 1점이 ‘매우 약함’, 9점이 ‘매우 강함’을 의미하도록, 기호도 평가는 1점이 ‘매우 싫음’, 9점이 ‘매우 좋음’을 의미하도록 안내하였다. 본 관능평가는 군산대학교 생명윤리위원회(Kunsan National University Institutional Review Board)의 승인을 받아 수행되었다(IRB No.: 1040117-202510-HR-028-02).

본 연구의 실험 결과는 3회 반복 측정을 통해 얻은 값을 평균±표준편차(Mean±SD)로 나타내었다. 평균 간의 유의성 검정은 SPSS program (ver. 30.0, IBM-SPSS, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)으로 수행하였으며 추가적인 사후 검정은 Duncan의 다중 범위 검정(Duncan's multiple range test)을 적용하였다.

갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가하여 제조한 두부의 pH, 산도 및 수분함량을 측정한 결과는 Table 2에 제시하였다. 두부의 pH는 실험군이 대조구에 비해 증가하는 경향을 보였으나, 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 따라서 뿌리 추출물의 첨가로 두부의 pH 변화에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 반면에 알팔파 추출물(Kim et al., 2012)이나 토마토 및 딸기즙(Kim & Park, 2015)을 첨가한 두부의 경우, 첨가량이 증가할수록 pH가 감소한다는 연구 결과가 보고된 바 있다. 이는 두부의 pH가 단백질의 등전점 이하로 낮아질 경우 단백질이 산과 반응하여 단백질-산 염 복합체 형태의 불용성 응고물을 형성하고 침전되면서 일시적으로 pH가 상승할 수 있으나 단백질과 산의 상호작용이 종료된 이후에는 잔존하는 유기산에 의해 전체적인 pH가 감소하기 때문으로 보여진다(Setyono, 1994). 산도의 경우, 갯기름나물 뿌리 추출물 첨가 두부는 RT7.5에서 가장 높은 값을 보였으며, 대조구에 비하여 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 뿌리 추출물에 함유된 유기산이 두부에 영향을 미쳐 첨가량이 증가할수록 다소 상승하는 경향을 나타낸 것으로 판단된다. 또한 산도는 저장 중 미생물 증식에 따라 변화를 일으킬 수 있어 부패 정도와 밀접한 관련성을 갖는다(Yoo et al., 2013). 이와 관련하여, 살구즙(Lee et al., 2006), 쓰가루 사과즙(Kim et al., 2016b), 파래 분말(Chung, 2010)을 첨가한 두부의 연구 결과로는 0.3% 이상의 값을 나타내었으나 갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가한 두부에서는 약 0.2% 수준의 상대적으로 낮은 값을 유지하여 저장성에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

수분함량은 대조구에 비해 RT7.5에서 다소 증가하는 경향이 보였으나 RT10에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 뿌리 추출물에 함유된 무기성분이 두부의 단백질 결합력에 영향을 미쳐 보수력이 상대적으로 감소함으로써 수분함량이 약간 증가한 것으로 해석된다(Kim et al., 2010). 이에 따라 두부 제조 시 7.5%의 뿌리 추출물 첨가 수준까지는 일부 영향을 미치지만 그 이상의 첨가 수준에서는 변화가 거의 없는 것으로 사료된다. Table 3은 갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가하여 제조한 두부의 색도 측정 결과로 명도를 나타내는 L값이 높을수록 밝음을, 낮을수록 어두움을 의미하는 지표이다. 대조구와 RT5 간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 RT7.5부터는 명도가 감소하여 추출물 첨가량이 높아질수록 어두워지는 경향을 보였다. 적색도(a)는 양수일 경우에는 적색, 음수는 녹색을 의미하며 첨가량이 증가함에 따라 a값이 유의적으로 증가하여 대조구에 비해 적색도가 높게 나타났다. 황색도(b)는 양의 값이 황색, 음의 값이 청색을 의미하는데 뿌리 추출물 첨가 두부는 대조구에 비해 감소하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 색차(⧍E)값은 뿌리 추출물의 첨가량이 높아질수록 증가하는 경향을 보이며 대조구와의 수치적인 차이를 나타내었다. 따라서 전반적으로 갯기름나물 뿌리 추출물이 두부의 색도에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 판단된다. 식품에서 색은 신선도와 품질을 평가하는 중요한 시각적 요인으로 작용하며(Hwang et al., 2011a), 갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가한 두부가 소비자들에게 시각적 거부감 없이 수용될 가능성을 시사한다.

갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가한 두부의 조직감 측정 결과는 Table 4에 나타내었다. 일반적으로 두부는 경도(hardness)가 높을수록 기호도가 저하되고 낮을수록 부드러운 조직감을 형성하여 선호도가 향상되는 것으로 보고되었다(Shin et al., 2018). 본 연구에서도 대조구와 비교하였을 때 뿌리 추출물의 첨가량이 높아질수록 경도가 감소하는 경향을 나타내었는데 이러한 결과는 갯기름나물 뿌리 추출물의 첨가가 두부의 조직감을 개선하고 소비자 기호도와 관련된 관능적 특성에 긍정적으로 작용할 수 있음을 시사한다. 두부의 단백질 함량, 응고제 첨가량 및 단백질의 겔 형성 정도에 따라 탄력성(springiness)과 응집성(cohesiveness)에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Kim & Cho, 2009; Kim et al., 2014). 본 연구 결과 뿌리 추출물 첨가군이 대조구에 비해 낮아지기는 하였으나 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. 따라서 갯기름 나물 뿌리 추출물은 두부 단백질 구조의 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 추측된다. 검성(gumminess)은 두부와 같은 반고체 식품 섭취 시 삼킬 수 있는 정도를 측정하는 지표로 값이 낮을수록 부드러운 조직감을 나타내며 주로 경도와 응집성에 의해 영향을 받는다(Hwang et al., 2012). 갯기름 나물 뿌리 추출물을 첨가한 두부는 대조구에 비해 경도와 응집성이 낮아지는 경향을 보였으며 검성 또한 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 뿌리 추출물을 첨가한 두부가 상대적으로 부드러운 조직감을 형성하는 것을 의미하며, 소비자들의 기호도에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다. 씹힘성(chewiness)은 검성과 달리 고체 식품을 삼키기 전까지 씹는 데 필요한 에너지를 의미하며 검성과 탄력성에 의해 영향을 받는다(Kim & Rho, 2012). 앞서 언급한 바와 같이 검성과 탄력성이 모두 감소하는 경향을 보임에 따라 갯기름나물 뿌리 추출물의 첨가량이 증가할수록 대조구보다 감소하였으며 RT7.5에서 가장 낮은 값으로 나타나 섭취 시 비교적 부드러운 물성을 나타낼 것으로 예상된다. 반면에 부착성(adhesiveness)은 다른 조직감 지표들과 달리 뿌리 추출물 첨가량이 늘어날수록 증가하는 결과가 나타났다. 수치적으로 RT10보다 RT7.5에서 상대적으로 높은 값을 보였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. Kim et al. (1996)의 연구에 따르면 부착성이 높은 두부가 상대적으로 소비자들에게 높은 선호도를 나타낸다고 보고된 바 있어, 갯기름나물 뿌리 추출물의 첨가가 두부의 조직감 개선과 기호도 향상에 긍정적인 효과를 나타낼 것으로 기대된다.

갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가한 두부의 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과를 Fig. 1에 제시하였다. 동일한 농도로 처리한 시료를 비교한 결과, 추출물 첨가량이 증가할수록 대조구에 비해 ABTS 라디칼 소거 활성이 천천히 증가하는 경향을 보였으며, RT5까지는 유의적인 차이가 없었으나 RT7.5 이상에서는 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 뿌리 추출물이 7.5% 이상 첨가될 경우에 두부 내에서 ABTS 라디칼 소거 활성이 뚜렷하게 발현되는 것을 시사한다. 한편 갯기름나물 뿌리 추출물 자체(RE)의 ABTS 라디칼 소거 활성은 약 74%로 확인되었으며 뿌리 추출물을 첨가한 두부에서 대조구에 비해 항산화 활성이 향상되는 것으로 나타나 갯기름나물 뿌리 추출물은 두부의 기능성 증진에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 항산화 활성을 향상시킬 수 있는 천연 소재로서 식품 산업에서의 실용적인 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

Fig. 1. Changes in ABTS radical scavenging activity of tofu with the addition of Peucedanum japonicum Thunberg root extract (refer to Table 1 for abbreviations). ^a,bMeans with different letters on the bars are significantly different (p<0.05).

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갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가한 두부의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 측정 결과는 Fig. 2와 Fig. 3에 각각 나타내었다. 뿌리 추출물 자체(RE)의 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 각각 50.12 µg GAE/mL, 6.24 µg QE/mL로 측정되었는데, Lim et al. (2019b)의 연구에서도 갯기름나물 뿌리 추출물의 물, 에탄올 추출물에서 폴리페놀 함량이 상대적으로 높았던 결과와 일치한다. 전반적으로 대조구에 비해 추출물 첨가량이 증가함에 따라 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 증가하는 경향을 보였으며 RT10과 RT7.5에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 청양고추즙(Hwang et al., 2011b) 및 초석잠 분말을 첨가한 두부(Lee et al., 2014)에서도 모두 항산화 활성이 대조구에 비해 증가하는 유사한 결과가 보고되었다. 따라서 본 연구에서 사용한 갯기름나물 뿌리 추출물의 항산화 성분이 두부 내로 효과적으로 이행되었음을 시사한다. 두부의 주원료인 대두에는 다량의 페놀계 화합물이 함유되어 있는 것으로 보고된 바 있다(Park et al., 2007). 본 연구의 결과에서도 대조구 두부의 폴리페놀 함량은 29.13 µg GAE/mL, 플라보노이드는 8.25 µg QE/mL로 측정되었으며 이를 통해 대조구 두부에도 일정 수준의 항산화 성분이 포함되어 있음을 확인하였다. 따라서 갯기름나물 뿌리 추출물 첨가량이 증가할수록 항산화 활성이 증가하는 경향은 기능성 식품 소재로서의 발전 가능성과 항산화 천연물 소재 개발에 활용할 수 있는 잠재력을 높일 것으로 기대된다.

Fig. 2. Changes in total polyphenol contents of tofu with the addition of Peucedanum japonicum Thunberg root extracts (refer to Table 1 for abbreviations). ^a,bMeans with different letters on the bars are significantly different (p<0.05).

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Fig. 3. Changes in total flavonoid contents of tofu with the addition of Peucedanum japonicum Thunberg root extracts (refer to Table 1 for abbreviations). ^a,bMeans with different letters on the bars are significantly different (p<0.05).

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갯기름나물 뿌리 추출물을 첨가한 두부의 강도와 기호도를 평가한 관능평가 결과를 Fig. 4에 제시하였다. 강도 평가에서 뿌리 추출물 첨가량이 증가할수록 명도가 낮아지는 경향이 나타났는데 뿌리 추출물 고유의 색상에 따른 영향인 것으로 추정된다. 이러한 경향은 앞서 수행된 색도 측정 결과에서 뿌리 추출물의 첨가량이 증가하게 되면 밝기를 나타내는 L값이 감소한 결과와 일치하여, 두 지표 간에 유사한 상관성을 확인할 수 있었다. 한편, 뿌리 추출물의 특유의 향과 맛으로 인해 첨가량이 증가함에 따라 쓴맛과 후미의 강도가 높아지고 고소한 맛이 감소하는 경향을 나타냈다. 조직감에 대한 평가는 첨가량이 증가할수록 대조구에 비해 단단하게 인지되는 경향을 보였으나 texture analyzer로 측정한 결과에서 경도(hardness)는 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 양상을 나타내어 기계적 특성과 관능평가 결과 간에 차이가 나타났다. 기호도 평가에서는 색상의 경우에 뿌리 추출물 7.5% 첨가구(6.60)에서 대조구(6.56)에 비해 높은 점수를 얻었지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 선행연구에 따르면 청각을 첨가한 두부에서도 대조구보다 색상이 어두워졌으며, 특히 20% 첨가하였을 때 가장 높은 선호도를 받은 것으로 보고되었다(Choi et al., 2020). 이러한 결과를 고려할 때, 일정 농도의 추출물 첨가는 시각적 특성에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 향과 담백한 맛에 대한 점수는 감소하는 경향을 보였으나 7.5% 첨가군까지는 대조구와 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 흑삼농축액을 첨가한 두부에 관한 선행 연구에서도 2% 첨가한 두부가 가장 높은 선호도를 나타내어 흑삼농축액 2% 첨가가 소비자들에게 가장 적합한 수준으로 보고된 바 있다(Kim et al., 2012). 본 연구에서는 뿌리 추출물 첨가량이 7.5%까지는 맛, 향 및 조직감에서 대조구와 유의적인 기호도 차이를 보이지 않아 소비자들에게 수용될 수 있을 것으로 판단된다. 전반적으로 강도와 기호도의 다양한 측정 항목에서 RT7.5까지는 대조구와 비교하여 긍정적인 평가를 받았으며 전반적인 기호도에서도 유사한 경향을 나타내었다. 뽕잎 추출물의 최적 첨가량을 평가한 선행연구에서도 일정량의 첨가가 대조구보다 전반적으로 높은 기호도를 나타낸 보고가 있었다(Han et al., 2005). 따라서 본 연구의 관능평가 결과에 근거한 갯기름나물 뿌리 추출물의 최적 첨가량은 7.5%가 가장 적합할 것으로 판단된다.

Fig. 4. Consumer sensory evaluation of tofu containing Peucedanum japonicum Thunberg root extract (refer to Table 1 for abbreviations). ^a–cMeans with different letters are significantly different (p<0.05).

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