인삼씨박의 이화학적 특성 과 항산화 활성 및 영양바 개발

Abstract

본 연구는 새로운 식품소재 발굴에 관한 다양한 시도의 하나로 압착, 용매, 초임계추출 방법으로 인삼씨 오일을 착유한 후 얻은 세 종류의 탈지 인삼씨박을 이용하여 이화학적 특성을 분석하고 기능성 성분 및 항산화 활성을 측정하여 생리활성을 알아보고자 하였으며, 탈지 인삼씨박 단백질의 기능적 특성을 측정하여 식품에의 이용을 위한 기초자료로 제시하고자 하였다. 또한 인삼씨박을 이용한 기능성 영양바를 개발함으로써 인삼씨박의 식품소재로서의 이용가능성을 높이고자 하였다. 인삼씨박의 일반성분 측정결과, 압착추출박의 단백질 함량과 잔여 오일함량이 가장 높게 나타났으며, 섬유소 함량은 용매추출박과 초임계추출박에서 높게 나타났다. 세 인삼씨박에서 K, Mg, Ca 등의 무기질이 많이 함유되어 있었으며, 총 아미노산 중 필수아미노산은 약 25%의 비율을 차지하였다. pH는 압착추출박이 가장 높은 pH를 가진 것으로 나타났으며, 색도는 압착추출박이 낮은 L값과 높은 a값을 가져 어두운 적갈색을 띠었다. 인삼씨박의 기능적 특성을 알아본 결과, 단백질 용해도와 거품 형성능은 압착추출박이 단백질의 열변성으로 인해 다른 두 인삼씨박에 비해 낮은 용해도를 보였으며, 수분 및 유지흡착력은 지방함량이 높은 압착추출박에서 모두 낮게 나타났다. 유화력은 용매추출박과 초임계추출박이 압착추출박보다 높게 나타났으며, 유화 안정성은 세 인삼씨박 모두 pH 6 이상에서 높은 유화안정성을 보였다. 인삼씨박의 기능성 성분 분석 결과, 탄닌 함량은 압착추출박이 가장 높게 나타난 반면 phytic acid는 용매추출박이 가장 높게 측정되었다. 총 페놀 함량은 187.7 ~ 366.0 FAE mg/100g으로 압착추출박이 가장 높게 나타났으며, 총 플라보노이드 함량은 88.11~118.74 QE mg/100g으로 초임계추출박이 가장 높게 나타났다. 인삼씨박의 항산화 활성을 알아보기 위해 DPPH 자유기 소거능, ABTS 자유기 소거능 및 환원력을 측정한 결과, 압착추출박의 항산화 활성이 유의적으로 높았으며 세 시료 모두 농도 의존적으로 항산화 활성이 증가하였다. 또한 항산화 활성은 총 페놀 함량과 높은 상관관계를 보여주었다. 압착추출 후 얻은 인삼씨박 분말의 첨가량(밀가루 중량의 0, 5, 10, 20%)을 달리하여 영양바를 제조하여 품질 특성을 알아본 결과, 인삼씨박 분말의 첨가량이 높아질수록 인삼씨박 분말 무첨가군 대비 비용적, 굽기손실률과 팽창률 모두 감소하였다. 영양바 반죽의 밀도는 뚜렷한 경향이 나타나지 않았으나, 반죽의 pH는 인삼씨박 첨가 수준이 증가함에 따라 감소하였다. 영양바의 crust와 crumble의 명도(L)와 황색도(b)는 인삼씨박을 첨가할수록 유의적으로 감소하는 반면 적색도(a)는 증가하는 경향을 보였다. 대조군 대비 색차(△E)는 첨가량이 높아질수록 모두 증가하였다. 영양바의 DPPH 자유기 소거능을 측정한 결과, 대조군에 비해 첨가량이 증가할수록 항산화 활성이 증가하는 경향을 나타냈다. 영양바의 조직감 특성은 모든 항목에서 유의적인 차이가 나타났으며, 특히 경도(hardness)는 인삼씨박 분말 첨가량이 증가함에 따라 높아지는 경향을 나타냈는데 이는 관능평가 결과와도 비슷한 추이를 나타냈다. 인삼씨박 분말 첨가 영양바의 외관, 향, 맛, 조직감에 대한 특성 강도를 평가한 결과, 모든 항목에서 첨가량이 증가할수록 대조군에 비해 강도가 높게 평가되었고, 10% 첨가 영양바에서 전반적인 기호도가 가장 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과로 보았을 때, 영양바에 인삼씨박 분말을 첨가는 관능평가에 긍정적인 영향을 미치며, 인삼씨박의 10% 첨가가 영양바의 기호도를 높여줄 수 있을 것으로 사료된다. 이상의 결과들을 종합하여 볼 때, 세가지 탈지 인삼씨박 중에서 압착 추출박의 단백질 함량, 총 페놀 함량, 항산화 활성이 가장 우수하며, 압착추출박을 첨가한 영양바의 기호도가 높게 나타난 것으로 보아 압착추출박이 식품 소재로써의 이용가치가 있음을 확인하였다. 이러한 연구결과는 착유 후 폐박으로 버려지는 인삼씨박의 식품학적 이용가치를 향상시키고, 기능성 소재로써의 활용가능성을 증진시킬 수 있는 기초자료가 될 것으로 기대된다.

The objectives of this study were to investigate the physicochemical properties and antioxidant activities of defatted ginseng(Panax ginseng) seed meal(DGSM) obtained by different defatting methods (screw-press extraction:SPM, solvent extraction: SEM, supercritical CO2 fluid extraction:SFM) and to develop the nutrition bar substituted with defatted ginseng seed meal. The results of proximate composition showed that SPM had higher protein and lipid content than other meals. Potassium, magnesium and calcium were major minerals of DGSM. The major amino acids were glutamic acid, aspartic acid, arginine, and leucine. The total essential amino acid of DGSM ranged between 25.58~27.55g/100g protein. The protein solubility and foaming capacity of SPM were lower than other meals due to the heat denaturation. Both SEM and SFM had higher water and oil absorption capacity than SPM. The emulsifying capacity and stability of three meals were minimal at pH 4 and increased at more acidic or alkaline conditions. The SPM had the highest condensed tannin(31.89mgCE/100g) content and lowest phytic acid content(65.81mg/100g) among meals. The total phenolic contents of defatted ginseng seed meals ranged from 187.7 to 366.0 mg of ferulic acid equivalent(FAE) mg/100g dry material. SPM contained the highest total phenolic content followed by SFM, SEM. The content of total flavonoid in SFM was the highest (118.7 quercetin equivalent (QE) mg/100g dry materials). Among the various defatted seed meals, SPM showed significantly (P < 0.05) high DPPH and ABTS scavenging activity and reducing power. The correlation coefficients between total phenolic contents and antioxidant activity were statistically significant. This study was also conducted to investigate the quality characteristic of the nutrition bar with various concentrations (0, 5, 10, 20%) of defatted ginseng seed meal. Specific gravity and pH of bar batters were low in bars containing DGSM. Specific volume, loss rate and leavening rate of bars were decreased as DGSM increased. In color of bar crust and crumb, the L and b color values decreased according to the level of DGSM added, whereas the a color values and △E increased. The antioxidant activity measured by DPPH radical scavenging activity of bar increased as the concentration of the DGSM increased. The bars with 5, 10 and 20% DGSM had significantly higher hardness value than control bar (p< 0.05). The result of sensory evaluation showed that intensity scores for color, flavor, taste, after taste and texture were highest for the nutrition bar substituted with 20% DGSM. The nutrition bar with 10% DGSM attained the highest overall acceptability score. These results indicated that optimal concentration of DGSM into the nutrition bar was 10%.