빨간 배추의 생리활성 및 쿠키와 떡갈비로의 적용

Abstract

The purpose of this study was to investigate the nutritional components and physiological activity of red Chinese cabbage(Brassica rapa L. ssp. pekinensis) and its practical applications as a health beneficial food. In order to examine the quality characteristics and antioxidative effects of cookies added with red Chinese cabbage, its powder was mixed with cookie dough to establish the optimal blending ratio, and then sensory evaluation and antioxidant activity were examined. Furthermore, this study was performed for the possible application of the development of a new Teokgalbi; a representative local food of Jeollanamdo instead of a portion of grind pork as red Chinese cabbage for a new ingredient. It was conducted to investigate major nutrients component and bioactive materials of red Chinese cabbage powder. The proximate compositions of red Chinese cabbage powdwe as a dry matter basis were 4.96% of moisture content, 20.97% of crude protein, 1.89% of crude fat, 0.20% of crude ash and 71.98% of carbohydrate, respectively. The total amount of free sugars was 23,221.71 mg/100 g, among which fructose content was the highest, and glucose, sucrose, galactose, mannose, maltose, xylose, ribose, and rhamnose were in decreasing order. A total of 17 amino acids were observed. Among them, the amount of glutamic acid was the highest. The major fatty acids were palmitic acid, linoleic acid and oleic acid as unsaturated fatty acids and saturated fatty acid, and the content of unsaturated fatty acids(55.81%) was higher than that of saturated fatty acids(44.19%). Several organic acid including citric acid, malic acid, tartaric acid, acetic acid, succinic acid, lactic acid and formic acid were observed. The contents of vitamin A and C were 0.04 mg% and 561.75 mg%, respectively. The total mineral contents was 6198.87 mg/100 g, the K content was the highest in the mineral and the amount of Ca, Na, Mg and Fe was in decreasing order, and Zn, Mn and Cu were observed as the trace amount. Total polyphenol, flavonoid and anthocyanin contents of red Chinese cabbage powder ethanol extract were found 16.36 μg TAE/g, 31.11 μg RE/g and 9.46 mg/100 g in 1,000 ppm, respectively. In addition, the DPPH and ABTS free radical scavenging activities of ethanol extracts from red Chinese cabbage powder dose-dependently increased. In this study, it was also carried out to investigate the antioxidant activity and quality characteristics of cookies containing red Chinese cabbage powder. Cookies were prepared with different amounts(0, 0.5, 1, 3, and 5% to the flour quantity) of red Chinese cabbage powder. The antioxidant activity and components were estimated by DPPH and ABTS free radical scavenging activity, and the total polyphenol, total flavonoid and anthocyanin contents in cookies. To analyze quality characteristics, bulk density, pH of dough, spread factor, color (L, a, b), hardness, texture profile analysis, and sensory evaluation were measured. The contents of total polyphenol, total flavonoid and antocyanin and DPPH and ABTS free radical scavenging activity of cookies significantly increased with increasing red Chinese cabbage powder(p<0.05), while the pH of the dough, L and a values of the cookies, spread ratio of cookies, hardness of cookies significantly decreased with increasing red Chinese cabbage powder (p<0.05). The results of sensory evaluation showed that cookies prepared with 3% red Chinese cabbage powder did differ significantly different from those of the other groups in taste, flavor, texture, and overall acceptability. Texture scores for the 3% red Chinese cabbage powder groups ranked significantly higher than those of the other groups. Taken together, the results of this study suggest that red Chinese cabbage powder is a recommended ingredient in order to increase the consumer acceptability and functions of cookies. The quality characteristics of the 3% added red Chinese cabbage powder exhibited significantly similar or higher values as compared to those of the controls, showing the possibility of developments in health-functional cookies. To sum up, the cookies with 3% red Chinese cabbage powder showed the best results in terms of quality and potential antioxidant property. The pork Teokgalbi consisted of five types like no red Chinese cabbage powder added(normal, C), ascorbic acid added(control, A), 0.1% red Chinese cabbage powder added(B1), 1% red Chinese cabbage powder added(B2), and 2% red Chinese cabbage powder added(B3). Five types of Teokgalbi were tested in triplicate and assigned to one of five storage periods 0, 5, 10, 15 or 20 days. Addition of red Chinese cabbage powder decreased the moisture contents of the pork Teokgalbi, but the ash and lipid content were significantly increased. Increasing the amount of red Chinese cabbage powder in pork Teokgalbi had a increasing trend of WHC values but cooking loss of pork Teokgalbi decreased. For the textural characteristics, the addition of red Chinese cabbage powder decreased the springiness, chewiness and the cohesiveness values but it did not affect hardness values of pork Teokgalbi. In the sensory evaluation, an addition of 1.0% red Chinese cabbage powder had the best score in color, springiness, flavor, juiciness, and total acceptability values of the pork Teokgalbi among the groups. As storage time increased, the addition of red Chinese cabbage powder decreased pH, whereas it increased the total microbial counts, and the TBA and VBN values of pork Teokgalbi. When the red Chinese cabbage powder was added, total microbial counts, pH. TBA, and VBN values were significantly decreased compared to the control sample(p<0.05). In particular, B3 group was significantly(p<0.05) more effective for delaying lipid peroxidation than the other treatment groups. Therefore, the results demonstrate that the addition of the red Chinese cabbage powder to the pork Teokgalbi has a trend to improve antioxidative and antimicrobial effects during the cold storage period. In this study, the nutritional composition and physiological activity of red Chinese cabbage powder were throughly investigated. Therefore, by applying its nutritional value to cookies and Teokgalbi, the goal of this study is to show that the red Chinese cabbage can be employed in various fields. By analyzing the components of red Chinese cabbage physico-chemically, it was possible to develop an optimum cookie recipe that contains the red Chinese cabbage powder. In addition, by adding the red Chinese cabbage into a Teokgalbi, the typical local food of Jeollanam-do, it could propose a possibility of developing a new style food. In conclusion, it is confident that all the results of this study showed the possibility of developing a new style food by adding red Chinese cabbage, a new food ingredient, to a Teokgalbi, the representative local food of Jeollanam-do.|본 연구는 배추와 빨간 양배추의 종간교잡을 이용하여 anthocyanin 및 항산화 물질이 풍부한 배추의 육종인 빨간 배추의 생리활성과 기능성 식품의 식재료로서 이용 가능성에 대한 연구의 일환으로 실시하였다. 빨간 배추 분말의 이화학적 성분을 알아보았고, 빨간 배추 분말을 쿠키에 첨가하여 최적의 배합비를 확립하고 관능검사와 항산화 활성을 살펴보았다. 또한 떡갈비의 재료 중 육류의 일부를 빨간 배추 분말로 대체하여 건강 지향적이면서 저장성 증진 효능을 가진 전라남도의 향토 음식의 대표라 할 수 있는 떡갈비의 개발 가능성을 알아보고자 실시하였다. 빨간 배추의 이화학적 성분을 비교 분석한 결과는 다음과 같다. 총 유리당 함량은 23,221.71 mg/100 g으로 유리당 중 fructose 함량이 가장 높았으며, glucose, sucrose, galactose, mannose, maltose, xylose, ribose, rhamnose 순이었다. 구성아미노산은 필수 아미노산 8종과 비필수 아미노산 9종으로 총 17종이 검출되었고, 그중 glutamic acid 함량이 가장 높았다. 주요 지방산은 palmitic acid, oleic acid, linoleic acid 등이며, 불포화지방산이 55.81%, 포화지방산이 44.19%로 불포화지방산의 함량이 높았다. 유기산은 총 7종이 검출되었으며 그 중 citric acid, malic acid, tartaric acid 순으로 나타났다. 비타민 A와 비타민 C 함량이 각각 0.04 mg/100 g과 561.75 mg/100 g로 비타민 C의 함량이 높게 나타났다. 총 무기질 함량은 6198.87 mg/100 g으로 무기성분 중 K 함량이 가장 높게 나타났으며, 다음으로 Ca, Na, Mg, Fe 순이었고 Zn, Mn, Cu 등은 미량으로 검출되었다. 빨간 배추 분말 에탄올 추출물의 항산화 활성을 측정한 결과는 다음과 같다. 1000 μL/mL의 농도에서 총 polyphenol 함량은 16.36±0.07 μg TAE/g이고, 총 flavonoid 함량은 31.11±0.41 μg RE/g이며, anthocyanin 함량은 9.46±0.12 mg/100 g으로 나타났다. 또한 DPPH radical 소거능은 15.02±0.41%이며, ABTS radical 소거능은 31.50±0.84%로 나타났다. 빨간 배추 분말의 첨가량을 달리하여 제조한 쿠키의 일반성분은 다음과 같다. 쿠키의 수분 함량은 빨간 배추 분말 첨가량이 증가 할수록 수분 함량은 감소하였다. 조회분과 조단백질 함량은 빨간 배추 분말 첨가 함량이 증가할수록 높아져 유의적인 차이가 나타났다. 조지방 및 탄수화물 함량, 열량은 빨간 배추 분말 첨가량에 따른 차이가 없었다. 빨간 배추 분말 쿠키의 총 polyphenol 과 총 flavonoid 함량은 빨간 배추 분말 첨가 함량이 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 쿠키의 anthocyanin 함량은 대조군이 1.33±0.01 mg/100 g이었고, 0.5% 첨가군은 1.35±0.02 mg/100 g, 1% 첨가군은 3.06±0.05 mg/100 g, 3% 첨가군은 4.48±0.03 mg/100 g, 5% 첨가군은 5.67±0.05 mg/100 g으로 첨가 수준에 따라 유의적으로 증가하였다. 쿠키의 DPPH radical 소거능은 빨간 배추 분말 0.5, 1, 3, 5% 첨가량에 따라 10.47±2.34%, 18.07±0.72%, 25.44±1.89%, 43.79±1.67%로 나타나 빨간 배추 분말 첨가량이 증가할수록 DPPH radical 소거능이 유의적으로 증가하였다. ABTS radical 소거능 또한 대조군 22.58±0.93%, 0.5∼5% 첨가군이 27.72±0.93∼88.05±1.10%로 나타나 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 쿠키의 퍼짐성 측정 결과 대조군이 4.06 cm이며, 빨간 배추 분말 0.5, 1, 3, 5% 첨가량에 따라 3.97 cm, 3.87 cm, 3.70 cm, 3.60 cm으로 첨가량이 증가 할수록 감소하는 경향을 보였다. 쿠키 반죽의 ㏗는 분말 첨가량이 0.5∼5%첨가군일 때 6.35∼5.87로 0% 대조군 6.38보다 첨가량이 증가 할수록 ㏗값이 감소하였다. 쿠키 반죽의 밀도는 빨간 배추 분말 5% 첨가군에서 0.97±0.03 g/cm2으로 대조군 0.91±0.01 g/cm2에서 보다 낮은 경향이었다. 빨간 배추 분말 첨가 쿠키의 경도는 대조군에 비해 분말 첨가량이 증가할수록 감소하여 5% 첨가군이 가장 부드러운 쿠키라는 것을 알 수 있었다. 쿠키를 굽기 전 반죽에서의 색도는 빨간 배추 분말 첨가량이 증가함에 따라 L값이 62.93에서 29.01로 낮아져 어둡게 나타났으며, 적색도를 나타내는 a값은 대조군에서 3.58을 나타내었고 첨가량이 증가할수록 a값도 유의적으로 증가되었다. 황색도를 나타내는 b값은 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였다. 오븐에 구운 쿠키의 겉 색도 L값은 86.32∼59.33으로 첨가량이 증가할수록 낮아졌고, a값은 -0.57∼10.49로 높아졌으며, b값은 30.32∼13.68로 빨간 배추 분말 첨가량이 증가 할수록 낮게 나타났다. 쿠키의 관능검사를 실시한 결과 쿠키의 색, 향, 맛, 외형, 질감 및 모든 항목에서 분말 첨가량을 달리한 각 첨가군에 따라 유의적인 차이를 보였다. 빨간 배추 분말 3%를 첨가한 첨가군이 쿠키의 맛에 대한 선호도, 향미, 질감, 색감, 전체적인 기호도 면에서 전반적으로 높은 점수를 받았다. 따라서 3% 빨간 배추 분말을 첨가하였을 때 건강 기능성 식품으로서 유의미한 효과가 있을 것으로 생각되며, 빨간 배추 분말을 이용한 쿠키 제품 개발 가능성을 알 수 있었다. 빨간 배추 분말 첨가 돈육 떡갈비의 품질특성을 살펴본 결과 음성 대조군 떡갈비(N), ascorbic acid를 첨가한 양성 대조군 떡갈비(A)와 빨간 배추 분말 0.5%, 1.0% 및 2.0%를 첨가한 떡갈비(B1, B2, B3), 총 5종류의 돈육 떡갈비의 일반성분을 비교했을 때 수분 함량은 대조군과 빨간 배추 분말 0.5% 첨가군은 차이가 없었으나 1%, 2%에서는 유의적인 감소를 보였다. 조단백질 함량은 대조군에서 가장 낮은 함량을 보였으나, 빨간 배추 분말의 증가에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 조지방과 조회분 함량은 빨간 배추 분말 첨가 수준이 증가 할수록 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 떡갈비의 보수력은 음성 대조군(N)에 비교해 빨간 배추 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 가열감량은 양성대조군(A)이 가장 높았으며, 빨간 배추 분말 첨가 수준이 증가할수록 감소하는 경향을 보였고 특히 B3군에서 낮게 나타났다(p<0.05). 물리적 조직감을 측정한 결과 경도는 양성대조군(A)과 0.5% 빨간 배추 분말을 첨가한 떡갈비군(B1)은 유의적인 차이가 없었으며 1%, 2% 첨가군에서는 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 탄성은 2% 첨가군에서 가장 낮게 나타났으며, 응집성에서는 첨가수준에 따라 감소하는 경향이었지만 유의적인 차이는 없었다(p<0.05). 씹힘성은 빨간 배추 분말 첨가 함량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 떡갈비의 가열 전, 후 색도 변화에 있어서는 명도 L값과 황색도 b값은 가열 전, 후 모두 유의적으로 감소하였고, 적색도 a값은 가열 전, 후 모두 유의적으로 증가하였다. 떡갈비의 관능검사를 조사한 결과 1% 빨간 배추 분말을 첨가한 B2군은 다른 처리군에 비하여 조직감, 색도, 다즙성, 향미, 전체적인 기호도에서 유의하게 우수한 결과를 나타내었다(p<0.05). 빨간 배추 분말 첨가한 떡갈비의 저장특성을 살펴본 결과 5℃에 저장하면서 20일간 측정한 pH에서 저장 초기의 pH는 전체적으로 5.96~6.14로 나타났으며, 저장 20일 후에는 4.47~4.71로 나타났다. 즉 전반적으로 모든 군에서 저장기간이 경과되면서 pH가 유의적으로 저하되었다(p<0.05). 지질산패도 측정 결과 모든 처리군의 저장기간에 따라 TBA값이 증가되는 경향이 있었으며(p<0.05), 2% 빨간 배추 분말 첨가 떡갈비군(B3)이 다른 처리군들에 비하여 TBA값이 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 제조 당일의 모든 돈육떡갈비 VBN 함량은 10.34~10.93 mg%로 2% 분말 첨가한 B3군이 높게 나타났다. 그러나 저장기간이 경과함에 따라 VBN 함량이 유의적으로 증가하는 경향을 보였고(p<0.05), 2% 첨가군에서 VBN 증가폭이 가장 적었다. 또한 2% 첨가한 B3군은 다른 처리군에 비하여 저장 10일째부터 VBN 함량이 유의적으로 낮은 경향을 나타냈다(p<0.05). 총미생물의 수는 처리군 별, 저장기간에 따라 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05). 대조군에서 제조 당일 미생물 수가 6.09, 20일 째는 7.60으로 증가하였고, 0.5% 첨가군에서는 6.02에서 7.00으로 증가하였으나 2% 첨가군에서는 5.94에서 6.00으로 거의 미생물 수의 변화가 없었다. 본 연구는 우리나라에서 소비가 가장 많은 배추의 신품종인 빨간 배추에 대한 기초적인 연구로 영양성분과 생리활성을 알아보았고, 응용연구로 쿠키와 떡갈비에 분말을 첨가해 봄으로써 최근 알려지기 시작한 빨간 배추를 여러 분야에서 어떻게 활용해야 할지 시도하였다는데 큰 의의가 있다. 이화학적 성분 분석에서는 빨간 배추의 성분을 분석하였다는데 의미가 있고, 항산화 및 생리활성이 있는 빨간 배추 분말을 첨가한 쿠키의 최적 배합비를 만들고, 건강 기능성 식품으로서 빨간 배추 분말을 이용한 쿠키 제품 개발 가능성을 알 수 있었으며, 전라남도 향토 음식으로 떡갈비에 새로운 빨간 배추 식재료를 첨가한 제품 개발 가능성을 연구한 결과 가치가 있을 것으로 사료된다.