땅콩호박 분말을 첨가한 젤리의 품질특성 및 항산화효과

Ⅰ. 서론

우리나라는 국민 소득의 증가와 고령사회로의 진입에 따른 건강에 대한 관심과 욕구가 높아지는 추세이다. 이로 인하여 건강기능식품의 소비 증가와 함께 이들 시장 규모도 빠른 성장을 보인다. 또한 최근 전세계적으로 코로나바이러스감염증이 기승을 부리고 확산세가 진정될 기미를 보이지 않는 상황 속에서 면역력 증대에 대한 관심과 자기면역 강화를 위한 건강기능식품의 소비 증대는 더욱 가속화 될 추세이다(Kim et al. 2021).

호박(Cucurbita moschata Duch.)은 영양성분을 풍부하게 함유하고 있어 전세계적으로 많이 소비되고 있는 박과(Cucurbitaceae)의 일년생 덩굴성 식물이다. 호박의 과육과 씨앗에는 비타민 A, E, 칼슘, 철 등의 영양소를 함유하고 있을 뿐 아니라 간 보호 기능(Makni et al. 2008), 항당뇨(Jiang & Du 2011), 항암(Zhang et al. 2012), 그리고 항비만(Choi et al. 2007) 등 다양한 생리 활성 작용까지 알려져 건강식품의 원재료로써 널리 사용되고 있다. 그 중 땅콩호박(Butternut Squash)은 생소하지만 모양이 땅콩과 비슷하여 붙여진 이름이며, 최근 방송에서 건강 식재료로 방영됨은 물론 우리나라 각지역에서 재배 중에 있다. 땅콩호박은 중미 멕시코 남부가 원산지인 동양계 호박으로 고온다습한 환경에 대한 적응성이 높은 종으로 알려져 있다(Olson et al. 2006). 땅콩호박은 칼로리가 낮은 식품으로 다이어트 식품과 환자의 식재료로 사용되어 진다고 알려져 있으며(Slaska-Grzywna et al. 2016), β-carotene을 다량 함유하고 있어 체내에서 비타민 A로 전환되고 이는 야맹증, 백내장 등과 같은 안구성 질환 예방에 도움이 된디(Itle & Kabelka 2009; Zaccari & Galietta 2015). 또한 β-cryptoxanthin과 β-carotens 등의 다양한 carotenoid계 색소는 활성산소로부터 신체 내 세포의 산화 및 노화를 지연시켜 항산화, 항암 등에 효과를 보이는 것으로 알려져 있다(Paiva & Russell 1999).

젤리는 당류 또는 당알콜류 및 겔화제 등을 원료로 하여 이에 다른 식재료 또는 식품첨가물을 가하여 농축·성형한 것을 말한다. 젤리는 제조 시 사용되는 겔화제의 종류에 따라 펙틴젤리, 한천젤리, 젤라틴젤리, 전분젤리 등으로 구분되며(Kim et al. 2006), 우리나라에서도 선호하는 디저트 식품으로 지속적인 소비의 증가 추세에 있다. 젤리는 식감이 좋아 누구나 먹기 좋은 식품으로 주목받으며 다양한 기능성 식재료를 첨가한 제품이 개발되고 있다. 또한 첨가되는 식품 재료에 따라 독특한 향기와 조직감, 시각적 효과를 줄 수 있고, 영양적인 조절이 용이하며, 고령자나 환자 등 단단한 식품을 섭취하기 힘든 사람도 씹기 쉬운 물성을 가지고 있다(Oh et al. 2013; Kim et al. 2020). 지금까지 우리나라에 보고된 땅콩호박에 관한 연구로는 땅콩호박씨 추출물의 항염증 효능(Kim & Lee 2021), 건조방법을 달리한 땅콩호박의 영양성분 분석 및 생리활성(Sim et al. 2020), 땅콩호박 분말 첨가 쿠키의 품질특성 및 항산화(Shin et al. 2020), 단호박, 늙은호박 및 땅콩호박의 영양성분 및 항산화 효과 비교(Lee 2022) 정도의 연구가 있을 뿐이다.

따라서 본 연구에서는 기능성 식품 식재료를 첨가하여 젤라틴 젤리를 개발하고자 하는 목적으로 젤라틴에 땅콩호박 분말 첨가량을 달리한 젤리를 제조하여 수분 함량, 색도, 조직감 등의 품질특성과 항산화 효과에 미치는 영향을 조사하고자 하였다.

Ⅱ. 연구방법

2. 땅콩호박 젤리의 제조

땅콩호박 분말 첨가 젤리의 재료 배합비는 Table 1과 같으며, 제조공정은 Fig. 1과 같다. 먼저 젤라틴(40 g)을 증류수(100 g)에 용해시켜 60℃에서 중탕 가열 후, 여기에 추가 증류수와 올리고당, 설탕, 땅콩호박 분말을 용해시킨 다음 혼합을 위하여 70℃에서 잘 저어주었다. 젤리 제조를 위하여 땅콩호박 분말의 첨가는 증류수 함량 대비 0.0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0%의 비율로 각각 첨가하였다. 사전 예비실험 결과를 통하여 비율 및 방법을 결정하여 이를 토대로 땅콩호박 분말 첨가군에 동일하게 적용하였다.

Table 1.

Formulation for the preparation of jelly with butternut squash powder

Fig. 1.

Processing of jelly prepared with different amounts of butternut squash powder.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 젤리의 수분 함량, pH 및 당도 측정

땅콩호박 분말 첨가량을 달리하여 제조한 젤리의 수분 함량, pH 및 당도를 분석한 결과는 Table 2와 같다. 젤리의 수분 함량은 대조군이 77.28 ± 0.68% 가장 높았으며, 땅콩호박 분말 1.5% 첨가 젤리는 76.53 ± 0.38%, 3.0% 첨가 젤리는 75.06 ± 0.10%, 4.5% 첨가 젤리는 74.27 ± 0.64%, 6.0% 첨가 젤리는 71.61 ± 0.34%로 땅콩호박 분말 첨가량이 증가할수록 수분 함량이 감소되었다. 젤리 제조 시 수분 대비 땅콩호박 분말 첨가량을 증가시킬수록 상대적으로 수분 함량은 저하된 것으로 보이는데, 이는 땅콩호박 분말과 같은 부재료 첨가량이 증가와 함께 땅콩호박 분말의 식이섬유소 함량과도 관계가 있는 것으로 보인다. 식이섬유소가 증가할수록 식이섬유소와 수분 결합량이 증가함에 따라 수분 함량은 감소한다고 나타난 유사한 연구로는 단호박 분말 첨가 젤리(Lee & Lee 2013), 블랙커런트 분말 첨가 젤리(Lee 2018), 차전자피 분말을 첨가한 석류젤리(Kim 2019) 연구가 보고되었다.

Table 2.

Moisture content, pH, and °Brix values of jelly prepared with different amounts of butternut squash powder

땅콩호박 분말을 첨가하지 않는 대조군의 pH는 6.16 ± 0.02로 가장 높았으며, 땅콩호박 분말 1.5% 첨가 젤리는 6.12 ± 0.01, 3.0% 첨가 젤리는 6.10 ± 0.01, 4.5% 첨가 젤리는 6.08 ± 0.02, 6.0% 첨가 젤리는 6.04 ± 0.01로 땅콩호박 분말 첨가량이 증가할수록 낮아졌으며, 특히 6.0% 첨가 젤리는 가장 낮아 모든 군과 유의한 차이가 나타났다(p<0.05). 이 같은 결과는 석류와 천년초 분말 첨가 젤리(Cho & Choi 2009), 강황과 비트를 첨가한 젤리(Cho & Choi 2010), 복숭아 분말 첨가 젤리(Lee 2016), 댕댕이나무 열매 분말 첨가 젤리(Lee & Chung 2020)의 pH 함량 측정 결과와 유사한 경향이었다. 본 연구에 사용한 땅콩호박 분말 자체는 유기산인 구연산과 말산이 풍부하며(Lee 2022), 분말의 pH는 5.95로 산성을 나타나 젤리에 첨가된 땅콩호박 분말의 함량이 증가할수록 pH는 낮아진 것으로 사료된다.

땅콩호박 분말 첨가 젤리의 °Brix는 4.37 ± 0.06∼4.97 ± 0.06 범위이며, 땅콩호박 분말을 첨가하지 않는 대조군의 °Brix는 4.30 ± 0.10로 가장 낮았으며, 땅콩호박 분말 첨가량이 증가할수록 대체적으로 °Brix가 유의하게 높아지는 경향을 보였으며, 6.0% 첨가 젤리는 모든 군과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 본 연구에 사용된 땅콩호박 분말의 원물 °Brix는 4.70이였고, 분말의 °Brix는 5.33로 나타나 땅콩호박 분말 첨가가 증가할수록 젤리의 °Brix가 높아진 것으로 보여진다. 이러한 결과는 °Brix가 높은 분말의 첨가로 제조물인 젤리의 °Brix가 높아진 것으로 나타난 자색고구마 분말 첨가 젤리(Park & Park 2012), 야생당근을 이용한 젤리(Kang 2017)의 결과와 유사하였다.

2. 젤리의 에탄올 추출물의 총 polyphenol과 총 flavonoid 함량

땅콩호박 분말 첨가 젤리의 에탄올 추출물의 총 polyphenol과 총 flavonoid 함량을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 땅콩호박 젤리의 총 polyphenol 함량은 대조군은 143.06 ± 0.91 mg GAE/g이었고, 땅콩호박 분말 1.5, 3.0, 4.5, 6.0% 첨가군은 각각 144.87 ± 3.66, 148.59 ± 2.84, 153.59 ± 1.17, 160.76 ± 1.00 mg GAE/g으로 땅콩호박 분말의 첨가량이 증가할수록 총 polyphenol 함량은 증가함을 보였으며, 6.0% 첨가 젤리는 모든 군과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 본 연구에 사용한 땅콩호박 분말 자체의 에탄올 추출물의 경우도 총 polyphenol 함량이 147.16 ± 0.16mg GAE/g으로 함량이 높은 것으로 나타났다(Lee 2022). 또한 polyphenol 화합물이 높은 것으로 알려진 부재료를 첨가하여 제조한 젤리인 와송 젤리(Lee & Jin 2021), 산수유 퓨레 젤리(Jeong et al. 2017)도 부재료의 첨가량이 증가할수록 총 polyphenol 함량이 증가하였다는 연구 결과와 비슷한 경향을 보였다.

Table 3.

Total polyphenol and flavonoid content of jelly prepared with different amounts of butternut squash powder

땅콩호박 분말 첨가 젤리의 에탄올 추출물의 총 flavonoid 함량은 대조군이 11.15 ± 1.15 mg QE/g이었고, 1.5% 첨가군은 15.42 ± 0.82 mg QE/g, 3.0% 첨가군은 16.63 ± 0.21 mg QE/g, 4.5% 첨가군은 23.86 ± 0.32 mg QE/g, 6.0% 첨가군은 31.43 ± 0.24 mg QE/g으로 땅콩호박 분말의 첨가량이 증가할수록 총 flavonoid 함량은 증가하였으며, 4.5%와 6.0% 첨가하여 제조한 젤리군은 다른 군과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). Flavonoid 성분은 담황색이나 노란색을 띠는 polyphenol성 생리활성물질로, 항산화 작용 효과가 높은 것으로 보고되고 있는데(Cha & Cho 2001; Ebegboni et al. 2019), 노란색을 가지고 있는 땅콩호박 분말 첨가량이 많아질수록 flavonoid 함량이 높아지므로 천연 항산화제 소재로도 좋은 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

3. 젤리의 에탄올 추출물의 DPPH radical 및 ABTS radical 소거능

땅콩호박 분말 첨가 젤리의 에탄올 추출물의 DPPH radical 소거능 및 ABTS radical 소거능 측정 결과는 Table 4와 같다. DPPH radical 소거능 측정 결과, 대조군은 2.93 ± 0.09%로 나타났고, 땅콩호박 분말을 1.5, 3.0, 4.5, 6.0% 첨가군들에서는 각각 3.21 ± 0.08, 5.63 ± 0.10, 8.63 ± 0.48, 12.43 ± 0.39%로 나타나 땅콩호박 분말 첨가량이 많을수록 DPPH radical 소거능이 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 땅콩호박 젤리의 에탄올 추출물의 ABTS radical 소거능은 대조군이 9.98 ± 0.59%로 가장 낮은 값을 나타내었고, 땅콩호박 분말 6.0% 첨가군의 경우에는 31.44 ± 0.61%로 가장 높은 값을 보였으며, 4.5%와 6.0% 첨가 젤리군은 대조군, 1.5%와 3.0% 첨가 젤리군과는 유의한 차이를 보였으나(p<0.05), 4.5%와 6.0% 첨가 젤리군 간에는 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과는 단호박 분말을 첨가한 젤리(Kim et al. 2010), 자색 고구마 분말을 첨가한 젤리(Choi & Lee 2013), 땅콩호박 분말을 첨가한 쿠키(Shin et al. 2020)와 비슷하게 분말 첨가량을 증가함에 따라 항산화가 증가하였다는 연구 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 이는 항산화 효과를 가지고 있는 생리활성물질의 첨가량이 증가할수록 젤리의 항산화 작용이 높아지는 것으로 보여지며, 이들 기능성 물질을 함유한 부재료를 첨가한 젤리는 아무것도 함유하지 않은 젤리보다는 높은 항산화 효과를 기대할 수 있을 것으로 보여진다.

Table 4.

DPPH and ABTS radical scavenging activity in jelly prepared with different amounts of butternut squash powder

4. 젤리의 색도

Lee & Kim(2019)에 의하면 소비자가 제품을 선택할 때 젤리의 표면색이 매우 중요한 요소로 알려져 있다. 땅콩호박 분말 첨가량을 달리하여 제조한 젤리의 색도는 Fig. 2 및 Table 5와 같다. Fig. 2는 땅콩호박 분말을 첨가하여 제조한 젤리의 외형에 나타난 색도이고, Table 5는 땅콩호박 분말을 첨가하여 제조한 젤리의 색도를 측정한 결과값이다. L값(Lightness, 명도)은 대조군이 36.63 ± 0.209로 가장 높게 측정되었고, 첨가량이 1.5, 3.0, 4.5, 6.0%로 증가할수록 35.37 ± 0.27, 29.51 ± 0.35, 25.14 ± 0.05, 22.00 ± 0.8으로 실험군 간에 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). a값(Redness, 적색도)의 경우는 대조군이 음의 값인 -0.57 ± 0.03으로 가장 낮았으며, 땅콩호박 분말을 첨가할수록 a값은 1.87 ± 0.10∼7.80 ± 0.06으로 유의적으로 증가하였다(p<0.05). b값(Yellowness, 황색도)은 적색도 a값(Redness)과 마찬가지로 대조군이 5.76 ± 0.14로 가장 낮았으며, 땅콩호박 분말 첨가량이 1.5, 3.0, 4.5, 6.0%로 증가됨에 따라 26.75 ± 0.23, 32.41 ± 0.33, 33.55 ± 0.27, 41.48 ± 0.39로 나타나 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 결과를 보면 땅콩호박 분말의 참가량이 증가할수록 L값은 감소하였으나, a값과 b값 모두 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 본 연구에서 사용한 땅콩호박 분말 자체의 색도를 측정한 선행 연구자료(Lee 2022)에 의하면 L값은 52.60 ± 0.29, a값은 10.68 ± 0.05, b값은 39.47 ± 0.05로 나타나 땅콩호박 분말에 의한 영향으로 사료된다. 즉 땅콩호박 분말이 가지고 있는 자체의 색도가 젤리의 색도에 영향을 받는 것으로 보여진다. Carotenoid 함량이 높은 것으로 알려진 단호박 분말(Lee & Lee 2013), 복숭아 분말(Lee 2016), 토마토 과즙(Hwang & Moon 2021)을 첨가하여 제조한 젤리와 땅콩호박 분말을 첨가하여 제조한 쿠키(Shin et al. 2020)의 경우도 이들 분말의 첨가량이 증가할수록 L값은 감소하고, a값과 b값은 증가하는 경향을 보여 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다.

Fig 2.

Color of jelly prepared with different amounts of butternut squash powder.

Table 5.

Color values of jelly prepared with different amounts of butternut squash powder

5. 젤리의 조직특성

땅콩호박 분말 첨가량을 달리한 젤리의 조직감을 측정한 결과는 Table 6과 같다. 경도 측정 결과 대조군이 968.50 ± 41.86 kg/cm²로 가장 낮았고, 땅콩호박 분말 1.5, 3.0, 4.5, 6.0% 첨가 젤리는 각각 1,112.75 ± 80.33 kg/cm², 1,339.88 ± 55.66 kg/cm², 1,430.29 ± 87.17 kg/cm², 1,443.18 ± 74.886 kg/cm²로 증가하는 경향을 보였다. 이는 땅콩호박 분말을 첨가할수록 고형분 함량은 상대적으로 높아지지만, 반대로 수분 함량이 감소하여 더 단단해지는 것으로 사료된다. 단호박 분말을 첨가한 젤리(Lee & Lee 2013)와 산사분말 첨가 곤약젤리(Wu et al. 2021)의 경도 측정 연구 결과와도 유사한 경향을 보였다. 탄력성 측정 결과는 대조군은 90.07 ± 5.31%로 가장 높았고, 다음으로 땅콩호박 분말 1.5% 첨가 젤리는 66.88 ± 4.82%, 3.0% 첨가 젤리는 51.59 ± 3.41%, 4.5% 첨가 젤리는 55.75 ± 2.82%, 6.0% 첨가 젤리는 44.99 ± 4.41%로 가장 낮아 땅콩호박 분말의 농도가 높아질수록 탄력성이 유의하게 낮아졌다(p<0.05). 응집성 측정 결과 땅콩호박 분말 6.0% 첨가 젤리는 47.15 ± 2.45%로 가장 높았고, 다음으로 땅콩호박 분말 4.5% 첨가 젤리는 43.35 ± 3.77%, 땅콩호박 분말 3.0% 첨가 젤리는 36.61 ± 1.76%, 땅콩호박 분말 1.5% 첨가 젤리는 31.83 ± 1.68%, 대조군은 24.41 ± 2.84%로 가장 낮아 땅콩호박 분말의 함량이 증가할수록 응집성은 유의하게 높아졌다(p<0.05). 씹힘성 측정 결과 대조군은 25,139.11 ± 1,571.74 g로 가장 높았고, 그 다음으로 땅콩호박 분말 1.5% 첨가 젤리는 20,825.80 ± 2,860.65 g, 땅콩호박 분말 3.0% 첨가 젤리는 14,411.81 ± 1,649.50 g, 땅콩호박 분말 4.5% 첨가 젤리는 13,629.46 ± 2,810.95 g로 나타났으며, 땅콩호박 분말 6.0% 첨가 젤리는 10,525.26 ± 1,271.67 g로 낮게 측정되었다. 파쇄성 측정 결과 땅콩호박 분말 1.5% 첨가 젤리는 297.89 ± 9.80 kg로 대조군과 유사하게 가장 높았고, 땅콩호박 분말 3.0% 첨가 젤리는 236.54 ± 8.65 kg, 땅콩호박 분말 4.5% 첨가 젤리는 213.60 ± 14.69 kg, 땅콩호박 분말 6.0% 첨가 젤리는 198.94 ± 7.24 kg로 낮게 측정되었다.

Table 6.

Mechanical texture of jelly prepared with different amounts of butternut squash powder

이상의 측정 결과 땅콩호박 분말 첨가량이 증가함에 따라 젤리의 경도와 응집성은 증가하고, 탄력성, 씹힘성 및 파쇄성은 낮아졌다. 본 연구와 비슷하게 분말을 첨가한 젤리 중 뽕잎 분말을 첨가한 젤리(Kim et al. 2006)의 조직특성 결과는 경도에 대한 결과는 유사하였으나, 씹힙성에 대한 결과는 다른 양상을 보였으며, 반면, 누에 분말을 첨가한 젤리의 연구 결과(Kim et al. 2006)와는 씹힘성에 대한 결과는 유사하나, 경도에 대한 결과는 다른 양상을 보였다. 이는 젤리 제조 시 첨가되는 각 부재료의 수분 함량 및 유기산의 함량에 따라 조직감이 서로 다른 결과를 보이는 것으로 사료된다.

Ⅳ. 요약 및 결론

본 연구에서는 기능성 물질이 다량 함유된 땅콩호박 분말을 첨가하여 젤리를 제조하고, 제조된 땅콩호박 젤리의 품질특성 및 항산화효과를 알아보았다. 즉 증류수 대비 땅콩호박 분말을 0.0, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0%의 첨가량을 달리하여 제조한 땅콩호박 젤리는 에탄올 추출하여 항산화 효과를 측정하였고, 땅콩호박 젤리 자체로는 수분 함량, pH, 당도, 색도 측정 및 조직감 특성과 같은 품질특성을 측정하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 땅콩호박 분말을 첨가한 젤리의 총 polyphenol 함량은 대조군의 경우 143.06 ± 0.91 mg GAE/g이고, 땅콩호박 분말 6.0%를 첨가한 젤리의 경우 160.76 ± 1.00 mg GAE/g로 나타났으며, 총 flavonoid 함량은 대조군의 경우 11.15 ± 1.15 mg QE/g이고, 땅콩호박 분말 6.0%를 첨가한 젤리의 경우 31.43 ± 0.24 mg QE/g로 나타나 첨가량이 증가함에 따라 총 polyphenol와 총 flavonoid 함량은 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). DPPH radical 소거능의 경우 대조군은 2.93 ± 0.09%, 땅콩호박 분말 6.0% 첨가군은 12.43 ± 0.39%로 땅콩호박 분말을 첨가할수록 DPPH radical 소거능이 증가되는 경향을 보였다. ABTS radical 소거능의 경우도 대조군은 9.98 ± 0.59%, 땅콩호박 분말 6.0% 첨가군은 31.44 ± 0.61%로 땅콩호박 분말의 비율이 높아질수록 ABTS radical 소거능이 증가하였다. 땅콩호박 분말을 첨가한 젤리의 품질특성을 살펴보면 대조군의 수분 함량은 77.28 ± 0.68%, pH는 6.16 ± 0.02, °Brix는 4.30 ± 0.10로 나타났다. 땅콩호박 분말 첨가량이 증가할수록 수분 함량과 pH는 감소하는 경향을 나타냈으며, 반면 °Brix는 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 땅콩호박 분말을 첨가한 젤리의 색도 측정 결과는 첨가량이 증가할수록 전반적으로 L값은 저하되는 경향이 보였으며, a값과 b값은 높아지는 경향이 보였다. 땅콩호박 분말을 첨가한 젤리의 조직감 측정 결과에서는 경도와 응집성은 땅콩호박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였으나, 탄력성, 씹힘성 및 파쇄성은 감소하는 경향을 나타냈다. 이상의 결과들을 종합하여 볼 때, 땅콩호박 분말을 첨가한 젤리의 제조 과정에서 생리활성 성분이 안정적으로 유지되어 항산화 활성을 나타내었으며, 땅콩호박의 이용 확대를 위한 소비자의 기호를 만족시킬 수 있는 기능성 젤리의 제조에는 땅콩호박 분말을 6.0%까지 첨가하여도 될 것으로 보여진다.

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