I. 서 론

우엉(Arctium lappa L.)은 2년 초본식물로 국화과 우엉속 에 속하며 줄기 길이는 1.5 m 정도이고 독특한 향기가 있으 며 주로 줄기와 뿌리를 식용하고 있다(Lee et al, 2014). 우 엉의 야생종은 유럽, 지중해 연안, 시베리아, 서아시아 등지 에서 분포하고 있으며, 우리나라, 중국 및 일본에서는 식용 및 약용으로 널리 이용되고 있다(Lee et al. 2003;Lim et al. 2005;Kim & Kim 2017). 우엉은 내한성이 있어 추운 기후조건에서도 잘 견디며 더위에도 강하여 한여름 고온에 서도 잘 자라므로 우리나라 전역에서 재배되고 있다(Lim et al. 2005).

우엉에는 항산화 활성이 우수한 chlorogenic acid, quercetin, caffeic acid, caffeoylquinic acid 등의 폴리페놀 물질이 풍부 하여 활성산소, free radical, 과산화물을 효과적으로 제거하 고 암, 심혈관계 질환, 노화 억제, 당뇨병 예방 등에 효능이 있다(Predes et al. 2011;Liu et al. 2014;Seo et al. 2022). 또한, 우엉에는 점액물질인 리그닌은 섬유소의 일종 이며, 세포벽을 구성하는 성분으로 항균 항바이러스 활성이 보고되고 있다(Shinohara et al. 1998;Kwon & Youn 2014;Yamamoto et al. 2023). 우엉 뿌리에는 식이섬유소, 당질이 풍부하고 특히 당질은 이눌린 형태로 되어 있는데, 우엉 뿌리에는 약 33.5%의 이눌린이 함유되어 있다(Chalcarz & Urbanowicz 1984;Kim et al. 2014). 이눌린은 천연의 인슐린으로 불리며 혈당 조절, 이뇨 촉진, 붓기 완화 등을 통 해 당뇨병과 비만 및 신장병 환자에게 도움을 줄 수 있다 (Kuo et al. 2012;Lee & Kim 2016).

우엉을 활용한 제품개발로는 열풍건조한 우엉 가루를 첨 가하여 머핀(Kim et al. 2010), 죽(Hong & Choi 2014), 다 식(Nam et al. 2016), 카스텔라(Tae et al. 2016), 식빵(Tae et al. 2015), 식초(Kim & Kim 2017) 등을 제조한 후에 우 엉 첨가량에 따른 제품의 특성, 생리활성 물질의 변화 및 항 산화 활성을 측정한 연구들이 진행되었다. 우엉은 조림, 무 침, 샐러드, 튀김 등으로 이용되고 있으며, 차, 스낵, 부각 등 의 가공식품들도 개발되어 시판되고 있다(Tae et al. 2015).

최근 들어 다양한 디저트에 대한 소비자들의 관심이 증가 하고 있어 다양한 제품이 개발되고 있으며, 쿠키는 동서양을 막론하고 남녀노소가 널리 애용하는 대중적인 간식이며 디 저트 중 하나이다(Lee et al. 2002). 쿠키는 다양한 재료들을 혼합한 반죽을 고온의 오븐에서 구운 것으로 바삭한 식감과 저장성이 우수한 장점이 있다(Kim & Kong 2006;Lee et al. 2015). 전통적인 쿠키 재료에 건강에 좋은 인삼과 초석잠 (Na & Lee 2017), 가시파래(Kim et al. 2020), 들깨박(Oh et al. 2022), 비타민나무 잎 분말(Park & Joo 2021) 등의 기능성 물질이 풍부한 재료를 첨가하여 소비자들의 취향을 반영하고 건강친화적인 측면을 부각시킨 쿠키들이 소개된 바 있다.

본 연구에서는 쿠키의 주요 재료인 밀가루의 함량을 줄이 고 기능성 물질들이 풍부하고 건강에 좋은 우엉 분말을 3%, 6% 및 9%까지 대체하여 쿠키를 구운 후에 쿠키의 퍼짐성, 팽창률, 일반성분, 경도, 색도 등의 품질을 측정하고 항산화 에 기여하는 물질들의 함량과 항산화 활성을 측정하고, 쿠키 제조에 우엉 분말의 첨가 가능성을 탐색하였다.

II. 연구내용 및 방법

1. 실험재료

우엉은 경상북도 안동에서 재배된 것을 온라인 쇼핑몰을 통해 구입하였다. 박력분 밀가루와 베이킹파우더는 큐원, 버 터는 서울우유, 달걀은 CJ 프레시웨이, 백설탕은 제일제당, 소금은 해표에서 제조한 것을 구입하여 사용하였다.

2. 우엉 분말 및 쿠키 제조

우엉은 흐르는 물에서 씻어 흙과 이물질을 제거하고 필러 를 이용하여 겉껍질을 제거한 후에 3 mm 두께로 슬라이스 하여 -80°C에서 냉동한 후에 동결건조기(FDU-1200, EYELA) 에서 건조시켰다. 건조된 우엉은 분쇄한 후에 40mesh 체에 통과시켜 일정한 크기의 고운 분말로 만들어 쿠키 제조에 사 용하였다.

쿠키의 배합비는 <Table 1>과 같고, Yeom & Hwang (2020) 의 방법을 참고하여 제조하였다. 예비 실험에서 쿠키에 첨가 하는 동결건조한 우엉 분말 함량이 밀가루 중량의 10% 이 상이 되면 쿠키 반죽이 잘 뭉쳐지지 않고 갈라지는 것을 확 인하여, 우엉 분말의 최대량은 밀가루 중량의 9%까지로 하 였다. 대조군 쿠키는 우엉 분말 분말을 첨가하지 않고 밀가 루만으로 제조하였고, 실험군은 밀가루 대신 우엉 분말을 3, 6 및 9%까지 대체하여 쿠키 반죽을 제조하였다. 버터와 설 탕을 반죽기(MUM54420, BOSCH)에 넣고 크림화한 후에 달걀을 3회에 나누어 서서히 첨가하면서 2분간 혼합하였다. 여기에 체에 친 밀가루, 우엉 분말, 베이킹파우더 및 소금을 넣고 고무 주걱으로 재빨리 혼합한 후에 반죽은 가로와 세 로의 길이가 각각 40mm의 정사각형 모양으로 만들어 랩에 싸서 냉장고에서 3시간 동안 휴지시켰다. 휴지가 끝난 반죽 은 5 mm 두께로 잘라 윗불은 160°C와 아랫불은 150°C로 예열한 오븐(FDO-7104B, Daeyoung Bakery Machinery Inc.)에서 15분간 굽고 30분간 실온에서 식혀 실험에 이용하 였다. 완성된 쿠키는 <Figure 1>과 같다.

3. 쿠키의 팽창률, 퍼짐성 및 손실률 측정

팽창률은 쿠키 반죽을 오븐에서 굽기 전과 구운 후의 각 실험군 쿠키의 무게 차이를 굽기 전후의 대조군 쿠키의 무 게 차이를 백분율로 나타냈다(AACC 2000).

퍼짐성 지수는 쿠키의 직경에 대한 두께를 비율로 나타내 었다. 쿠키의 평균 직경은 6개의 쿠키를 가로로 나란히 정렬 하여 전체 길이를 측정하고, 다시 90° 회전시켜 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균 두께를 산출하였다. 쿠키의 평균 두 께는 6개의 쿠키를 수직으로 쌓아 높이를 잰 후에 6으로 나 누어 쿠키 1개의 평균 두께를 얻었다. 평균 직경을 평균 두 께로 나누어서 펴짐성 지수를 산출하였다(AACC 2000).

손실률은 대조군 또는 실험군 별로 쿠키를 반죽을 굽기 전 과 오븐에서 구운 후의 최종 무게의 차이를 백분율로 계산 하였다(AACC 2000).

4. 일반성분 함량 측정

균질화한 시료의 일반성분 함량은 AOAC (1995) 방법으 로 측정하였다. 수분은 분쇄한 시료 1 g을 105°C로 세팅된 드라이오븐에서 18시간 동안 건조 후에 정량하였고, 조회분 은 분쇄한 시료 1 g을 회화도가니에 담아 600°C의 회화로에 서 6시간 동안 회화시킨 후에 정량하였다. 조단백질은 킬텍 단백질 분석기(Kjeltec 2400 AUT, Foss Tecator)로 정량하 였고, 조지방은 속슬렛 추출기(Soxtec System HT 1043, Foss Tecator)에서 시료에 함유된 조지방을 다이에틸에터 (diehtyl ether)로 추출한 후에 무게를 측정하였다.

5. pH, 총 산도, 당도 및 경도 측정

우엉 분말 함량을 달리하여 제조한 쿠키를 믹서기(Supreme electric Co., Ltd., PGR 002M)에 넣고 균일한 크기로 분말 화한 후에 시료 5 g을 95% 에탄올 50mL와 혼합하여 40°C 항온수조에서 10분 동안 유효성분을 추출하였다. 추출액은 13,500×g에서 15분간 원심분리(Mega 17R, Hanil Co.)하여 윗층의 맑은 액을 취하여 pH, 산도 및 당도 측정을 위한 시 료로 사용하였다. pH와 당도는 pH meter (420 Benchtop, Orion Research)와 당도계(PR-201α, Atago Co.)로 각각 측 정하였다. 총 산도는 시료 추출 후 얻은 상등액을 0.1N NaOH 용액으로 적정하면서 pH 8.3까지 도달하기 위해 사 용된 0.1 N NaOH의 사용량(mL)을 구연산 함량으로 환산하 여 나타냈다(AOAC 1995).

제조한 쿠키의 경도는 물성측정기(CT3 10K, Brookfield) 를 이용하여 60% target value, 2.0 mm/sec pre-test speed, 5.0 mm/sec test speed, 3.0 mm/sec test distance 조건에서 측정하였다. 경도는 TA25/1000 실린더 타입의 probe과 10 g load cell을 이용하여 쿠키가 부서질 때 받게 되는 힘을 측정 하였다.

6. 색도 측정

밀가루, 우엉분말 및 쿠키의 색도는 색도계(Colorimeter, CR-300, Minolta Co., Osaka, Japan)를 이용하여 L (명도), a (적색도), b (황색도) 값으로 나타냈다. 실험 전에 표준 백 색판(L=97.10, a= +0.24, b= +1.75)을 사용하여 색도를 보정 한 후에 시료의 색도값을 측정하였다.

7. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 측정

총 폴리페놀과 총 플라보노이드 측정을 위해 Hwang & Park (2021)의 방법으로 시료 추출물을 제조한 후에 총 폴리 페놀 함량은 Folin & Denis (1912)에 따라 측정하였다. 시 료와 2 N Folin 시약을 각각 0.5 mL씩 혼합하여 실온에서 3 분간 반응시킨 후에 2% sodium carbonate 1.5 mL을 첨가하 여 광선을 차단하고 2시간 반응시켰다. 반응액의 흡광도를 760 nm에서 측정(Infinite M200 Pro, Tecan Group Ltd.)로 측정하고 gallic acid 표준곡선을 이용하여 시료 중에 함유된 총 폴리페놀 함량을 gallic acid equivalent (GAE)로 나타내 었다.

총 플라보노이드 함량은 Hwang & Park (2021)의 방법에 따라 측정하였다. 시료와 메탄올에 용해시킨 2% aluminium chloride를 각각 1mL씩 혼합하여 실온에서 15분간 반응시킨 후 430 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin으로 표준곡 선을 그리고 각 시료 중에 함유된 총 플라보노이드 함량은 quercetin equivalent (QE)로 나타내었다.

8. 항산화 활성 측정

항산화 활성을 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성은 Hwang & Park (2021)의 방법으로 측정하였고, ascorbic acid (10 μg/mL)를 양성대조군으로 하여 시료의 항산화 활성과 비교 하였다. 분말화한 쿠키시료 5 g에 95% 에탄올 40mL을 첨 가하여 vortex mixer로 균질하게 혼합한 후 원심분리(9,000 rpm, 10 min)하여 얻은 상등액을 항산화 활성 측정에 사용하 였다. DPPH 라디칼 소거활성은 에탄올로 추출한 시료 용액 과 DPPH 0.2 mM 용액을 1:1로 혼합하여 37°C 암소에서 30분 동안 반응시킨 후 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시 료의 DPPH 라디칼 소거활성은 시료 첨가루에 대한 대조군 의 흡광도 비율을 백분율로 표시하였다.

ABTS 라디칼 소거활성은 시료 추출액과 ABTS⁺ 용액을 각각 100 μL씩 혼합하여 37°C에서 30분간 반응시킨 후 732 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 ABTS 라디칼 소거활 성은 시료 첨가루에 대한 대조군의 흡광도 비율을 백분율로 표시하였다.

환원력은 Cheng & Li (2004)의 방법으로 측정하였다. 시 료추출물 0.5 mL에 0.2M 인산 완충액(pH 6.6) 0.5 mL와 1%의 페리시안화칼륨(K₃[Fe(CN)₆]) 0.5 mL를 혼합하여 20분 간 50°C에서 반응시켰다. 이후에 10%의 삼염화아세트산 (CCl₃COOH) 0.5 mL을 넣고 13,500×g에서 10분 동안 원심 분리한 후 상등액 취하여 증류수와 염화제이철(FeCl₃)을 각 각 0.5 mL을 넣어 어두운 곳에서 10분간 반응시켰다. 반응 이 끝난 용액의 흡광도를 700 nm에서 측정하여 얻은 값을 환원력으로 나타내었고, 흡광도와 시료의 환원력은 비례관계 를 갖는다.

9. 통계분석

실험결과는 3회 반복 측정하여 평균±표준편차로 제시하였 고, R-Studio 프로그램(Version 3.5.1, Boston, MA, USA)을 이용하여 통계처리를 하였다. 일원배치 분산분석(one-way analysis for variance)후 p<0.05 수준에서 Duncan의 다중검 정 방법으로 사후검정을 실시하여 각 처리군 간의 유의성을 검증하였다.

III. 결과 및 고찰

1. 쿠키의 팽창률, 퍼짐성 및 손실률 측정

제조한 쿠키 반죽의 팽창률, 퍼짐성 및 손실률은 <Table 2> 와 같다. 쿠키 반죽에 우엉 분말을 많이 첨가할수록 팽창률 은 감소하였다. 대조군 쿠키에 비해 우엉 분말을 3 및 9% 첨가한 쿠키의 팽창률은 각각 91.07 및 86.31%로 우엉 분말 함량이 많아짐에 따라 팽창률이 낮아졌다. 이는 우엉 분말은 밀가루에 비해 식이섬유 함량이 높고 이들 식이섬유는 반죽 내 수분을 흡수하고 보유하는 능력이 크기 때문으로 우엉 분 말을 많이 첨가하면 반죽의 팽창에 필요한 수분이 감소하여 팽창률도 낮아진 것으로 사료된다.

우엉 쿠키의 퍼짐성은 대조군에서는 6.61이었고, 우엉 분 말 3, 6 및 9% 첨가군에서 각각 6.75, 6.59 및 6.60으로 우 엉 분말 첨가량에 따른 차이는 나타나지 않았다. 우엉 분말 을 9% 첨가한 쿠키의 퍼짐성은 6.55로 우엉 분말 6% 첨가 군과 통계적인 차이는 나타나지 않았다. 쿠키의 퍼짐성은 성 형한 쿠키 반죽을 고온에서 굽는 동안 직경이 커지고 두께 가 얇아지는 정도를 수치화한 값으로 반죽의 점성과 수분 함 량, 굽는 시간과 온도, 반죽에 첨가한 부재료의 종류와 양 등 에 따라 달라진다(Mudgil et al. 2017). 퍼짐성은 쿠키의 모 양과 조직감을 결정하는 주요한 품질인자이며(Doescher et al. 1987), 우엉 분말을 9%까지 첨가하여도 대조군과 비교할 때 쿠키의 퍼짐성에 영향을 주지 않는 것을 확인하였다.

쿠키의 반죽 손실률은 대조군에서 9.20으로 가장 높았고, 우엉 분말 3% 첨가군에서는 8.69로 낮아졌고, 우엉 분말을 6% 첨가했을 때는 손실률이 8.42였고, 우엉 분말을 9% 첨 가한 쿠키에서는 7.96까지 감소하였다. 굽기에 의한 손실률 은 밀가루 반죽을 고온에서 굽는 과정 동안 반죽 내 함유된 수분이 기화됨에 따라 부피가 무게가 줄어드는 현상으로 반 죽의 농도, 부재료의 종류 및 첨가량, 굽는 온도와 시간 등 에 따라 영향을 받는다(Lee & Lee 2013;Tae et al. 2016). 특히 밀가루에 비해 식이섬유가 풍부한 부재료일수록 쿠키 반죽 내에서 수분과 결합하여 굽기에 의한 손실률을 감소시 키는 것으로 알려져 있다(Nam et al. 2023). 선행연구에서도 생강가루(Lee et al. 2015), 비타민나무 잎 분말(Park & Joo 2021), 배 과피 분말(Nam et al. 2023)과 같이 식이섬유가 풍부한 부재료를 첨가하여 쿠키를 제조한 경우, 본 연구 결 과와 유사하게 부재료의 첨가량에 비례하여 굽기에 의한 손 실률이 낮아졌다.

2. 일반성분 함량

밀가루와 우엉 분말 및 우엉 분말을 첨가하여 제조한 쿠 키의 일반성분의 양을 측정하고 <Table 3>에 나타내었다. 우 엉 분말 수분은 1.51%로 밀가루에 함유된 수분 11.46%에 비해 낮았고, 우엉 분말의 회분은 4.90%로 밀가루에 함유된 회분(0.77%)에 비해 높게 나타났다. 우엉의 경우, 동결건조 를 통해 수분을 제거하였으므로 밀가루에 비해 수분 함량이 현저히 낮게 나타났다. 선행연구(Hwang & Kim 2015)에 따 르면 우엉에는 2.67-3.37%의 회분이 함유되어 있고, 칼륨, 인, 마그네슘, 나트륨, 칼슘 등의 무기질을 함유한 것으로 보 고되어 있다. 우엉 분말과 밀가루의 조단백질은 각각 1.21 및 1.17%로 나타났고 조지방 함량은 밀가루에서 0.80%, 우엉 분말에서는 0.73%로 우엉 분말과 밀가루의 조단백질과 조지 방 함량은 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다.

우엉 분말을 첨가하지 않고 제조한 쿠키의 수분은 3.46% 로 가장 낮았고, 우엉 분말 첨가량에 비례하여 쿠키의 수분 은 3.68%에서 4.51%로 증가하는 경향을 나타냈다. 쿠키의 수분 함량은 쿠키를 굽는 시간과 온도, 첨가하는 부재료에 의해 영향을 받게 된다. 선행연구에서도 건오디박(Jeon et al. 2013), 자색당근 분말(Cho & Chung 2019), 비타민잎 분말 (Park & Joo 2021), 무말랭이 분말(Cheng et al. 2023)의 첨가 비율에 비례하여 쿠키의 수분 함량도 높아져 본 결과 와 유사한 경향성을 보였다. 쿠키의 수분 함량은 첨가하는 부재료의 섬유소 함량에 따라 달라지는데, 우엉에는 20.73- 28.40%의 섬유소가 함유된 것으로 보고되고 있다(Hwang & Kim 2015). 본 실험에서 사용한 우엉에는 밀가루에 비해 많 은 양의 섬유소가 함유되어 있고, 우엉 함량이 증가함에 따 라 우엉 속에 함유된 섬유소가 쿠키의 수분과 결합하여 외 부로 수분이 빠져나가는 것을 억제하기 때문으로 추측된다.

쿠키에 함유된 회분은 대조군에서는 1.38%로 나타났고 우 엉 분말을 3-9%까지 첨가한 쿠키에서는 1.01-1.40%로 대조 군과 우엉 분말 첨가군 간의 통계적인 차이는 나타나지 않 았다. 쿠키의 조단백질은 대조군에서는 0.66%로 우엉 분말 첨가군의 조단백질 함량(0.89%)에 비해 낮았고, 쿠키에 첨가 한 우엉 분말 함량에 따른 차이는 관찰되지 않았다. 우엉에 는 valine, leucine, methionine, histidine 등의 필수 아미노 산과 arginine, alanine, glyciene, tyrosine 등의 비필수 아미 노산이 함유되어 있어(Hwang & Kim 2015) 대조군에 비해 우엉 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 조단백질 함량이 증가 한 것으로 사료된다. 쿠키의 조지방은 대조군에서는 20.90% 였고, 우엉 분말을 3-9%까지 첨가한 쿠키에서도 21.03- 21.97%의 조지지방 함량을 보여 통계적인 차이는 없는 것을 확인하였다. 이는 밀가루와 우엉 분말의 조지방과 조단백질 함량에 통계적인 차이가 없었고, 쿠키를 제조할 때 첨가한 버터와 달걀의 함량이 같았기 때문으로 사료된다.

3. 쿠키의 pH, 총 산도, 당도 및 경도 측정

우엉 분말 함량이 다른 쿠키의 pH, 총 산도, 당도 및 경도 는 <Table 4>에 제시하였다. 쿠키의 pH를 측정한 결과, 대 조군의 pH가 6.89로 가장 높았고, 쿠키에 첨가한 우엉 분말 이 3%에서 9%까지 많아짐에 따라 pH는 6.71에서 6.48까지 감소하였다. 쿠키의 산도는 대조군에서 0.02로 가장 낮았고, 우엉 분말을 3 및 9% 첨가한 쿠키의 총 산도는 0.03 및 0.05로 나타나 우엉 분말 첨가량에 비례하여 총 산도도 증가 하였다. 우엉에는 아세트산, 시트르산, 옥살산, 말산, 석신산 등의 유기산이 함유되어 있고(Hwang & Kim 2015) 이들 유기산들은 우엉의 독특한 맛에 기여한다. 우엉 분말의 첨가 량이 증가함에 따라 이들 유기산에 의해 pH는 감소하고 산 도는 높아진 것으로 사료된다.

우엉 분말을 첨가하지 않은 대조군 쿠키의 당도는 20.65 Brix였고, 쿠키에 첨가한 우엉 분말을 3% 첨가한 쿠키에서 는 20.90 Brix로 다소 증가하였다. 우엉 분말 6%와 9% 첨 가군의 당도는 모두 21.50 Brix의 동일한 수치를 나타내고 더 이상 증가하지 않았다. Hwang & Kim (2015)은 우엉의 박피 유무에 따른 유리당의 종류와 함량을 HPLC로 분석하 였는데, 우엉에는 과당, 포도당, 설탕 및 엿당이 함유되어 있 으며 박피하지 않은 우엉에서 유리당 함량이 더 높은 것을 확인하였다. 또한, 박피 유무에 관계없이 과당의 함량이 가 장 많은데 이는 우엉에 가장 많이 함유되어 있는 탄수화물 인 이눌린이 과당의 복합체인 것 관련이 있다(Chalcarz & Urbanowicz 1984).

쿠키의 경도를 측정한 결과, 대조군 쿠키는 11,547.25로 우 엉 분말 첨가군에 비해 낮게 나타났다. 우엉 분말을 3, 6 및 9% 첨가한 쿠키의 경도는 11,944.75-12,030.50으로 대조군에 비해서는 높았으나, 우엉 분말 첨가량에 따른 차이는 없었다. 쿠키의 경도는 부재료의 종류와 첨가량, 굽는 과정 중에 만 들어지는 aircell의 수 등에 따라 달라지는데, 특히 섬유소 함 량이 많아지면 경도가 증가한다(Kim et al. 2021). 본 연구 에서는 밀가루의 일부분을 우엉 분말로 대체하여 쿠키를 제 조하였고, 대조군에 비해 우엉 첨가군에서 섬유소 함량이 증 가하여 경도가 증가한 것으로 사료되며, 우엉 첨가군들 간에 는 섬유소 함량의 차이가 크지 않아 유의성 있는 경도의 증 가는 관찰되지 않은 것으로 사료된다.

4. 색도 측정

본 실험에 사용한 우엉 분말, 밀가루 및 제조한 쿠키의 색 도 측정 결과는 <Table 5>와 같다. 명도(L*)는 밝기를 나타 내는 지표로 우엉 분말과 밀가루에서 각각 48.75와 60.95로 밀가루에 비해 어두운 색을 지닌 우엉 분말의 명도값이 낮 게 나타났다. 적색도(a*)는 우엉 분말과 밀가루에서 각각 1.10과 -0.01로 밀가루에 비해 우엉 분말에서 높았고, 황색 도(b*)는 우엉 분말과 밀가루에서 5.55와 5.91로 통계적인 차 이는 나타나지 않았다.

쿠키의 색도를 측정한 결과에서는 명도의 경우, 대조군 쿠 키에서 59.24로 가장 높았고, 우엉 분말 함량이 3, 6 및 9% 로 증가함에 따라 명도는 51.50에서 42.58로 감소하였다. 적 색도는 우엉 분말을 첨가하지 않고 제조한 쿠키에서 -0.53 으로 가장 낮았고, 우엉 분말 함량에 비례하여 a*값이 0.25- 0.59까지 소폭 증가하였다. 황색도는 대조군에서 24.41로 가 장 높았고, 우엉 분말을 3 및 6% 첨가한 쿠키에서는 17.62 및 16.94로 감소하였고, 우엉 분말을 9% 첨가한 쿠키의 황 색도는 14.50으로 가장 낮았다.

본 실험에 사용한 우엉은 동결건조를 통해 색 변화를 최 소화하기는 했으나, 우엉을 박피하고 자르는 과정 중에 갈변 을 일으키는 polyphenol oxidase, tyrosinase와 같은 효소가 기질과 반응하여 멜라닌 색소를 형성하여 밀가루에 비해 우 엉 분말의 명도가 낮아졌고, 이를 첨가한 쿠키에서도 우엉 분말 함량에 비례하여 명도와 황색도가 감소한 것으로 사료 된다. 선행연구에서도 동결건조 또는 열풍건조한 우엉 분말 을 첨가하여 제조한 다식(Nam et al. 2016), 카스텔라(Tae et al. 2016), 식빵(Tae et al. 2015)에서도 우엉 분말의 함량 함량이 증가함에 따라 황색도와 명도값은 낮아지고 적색도 값은 높아져 본 연구 결과와 유사한 경향성을 보였다.

5. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 측정

<Table 6>에 제시한 바와 같이 우엉 분말, 밀가루 및 쿠키 에서 총 폴리페놀은 갈산(gallic acid)을 기준으로 측정하였고, 총 플라보노이드 함량은 퀘르세틴(quercetin)을 표준물질로 하여 측정하였다. 총 폴리페놀 함량의 경우, 대조군 쿠키에 서는 갈산을 기준으로 2.26 μg/g이었고, 쿠키에 첨가한 우엉 분말 함량이 많아짐에 따라 쿠키 추출물 중에 함유된 총 폴 리페놀 함량도 높아졌다. 즉, 우엉 분말을 3-9%까지 늘려서 첨가함에 따라 총 폴리페놀은 21.01, 34.12 및 55.05 μg/g으 로 대조군과 비교할 때 9.29-24.36배까지 증가하였다. 본 연 구에 사용한 밀가루와 우엉 분말 추출물 중에 함유된 총 폴 리페놀 함량은 각각 18.38 및 692.07 μg/g으로 밀가루에 비 해 우엉 분말에 함유된 총 폴리페놀이 약 37.65배 높았기 때 문에 우엉 분말 첨가량에 비례하여 쿠키에 포함된 총 폴리 페놀의 양도 높아진 것으로 판단된다.

총 플라보노이드 함량은 대조군 쿠키에서 퀘르세틴을 기 준으로 0.87 μg/g이었고, 우엉 분말 첨가량이 많아질수록 쿠 키에 포함된 총 플라보노이드 함량도 증가하였다. 즉, 쿠키 반죽에 첨가한 우엉 분말을 3, 6 및 9%까지 증가시킴에 따 라 쿠키 추출물에 함유된 총 플라보노이드도 10.37, 21.97 및 37.22 μg/g으로 증가하였고, 이는 대조군에 비해 11.92- 42.78배까지 높은 수치였다. 쿠키 제조에 사용한 우엉 분말 의 총 플라보노이드 함량은 301.89 μg/g로 밀가루(3.79 μg/g) 에 비해 약 79.65배나 높은 총 플라보노이드를 함유하고 있 음을 확인하였고, 이로 인해 총 플라보노이드 함량과 우엉 분말 첨가량이 양의 상관관계를 나타낸 것으로 사료된다.

우엉에는 quinic acid, p-coumaric acid, chlorogenic acid, quercetin, caffeic acid, caffeoylquinic acid 유도체와 같은 폴리페놀이 풍부하고(Zhang et al. 2021), 이들 물질은 볶음 등 열처리, 마쇄 등의 공정에 의해 우엉 내부 조직과 단단하 게 결합되어 있던 폴리페놀 성분이 조직이 파괴되면서 외부 로 쉽게 유출된다(Kwon & Youn 2014).

6. 항산화활성 측정

우엉 분말, 밀가루 및 쿠키의 항산화 활성은 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 및 환원력으로 측정하였고, 그 결과는 <Table 7>과 같다. DPPH 라디칼 소거활성은 우엉 분말과 밀가루에서 각각 70.82 및 8.82%로 밀가루에 비해 우엉 분 말의 DPPH 라디칼 소거활성이 약 8.03배 높게 나타났다. 쿠 키의 DPPH 라디칼 소거 활성은 대조군에서 16.53%로 가장 낮은 수치를 보였으나 우엉 분말을 3, 6 및 9% 첨가한 쿠키 에서 각각 27.31, 51.90 및 56.83%까지 증가하였는데, 대조 군과 비교할 때 약 1.65-3.44배 높은 수치였다. 양성대조군으 로 사용한 ascorbic acid (10 μg/mL)는 52.90%의 DPPH 라 디칼 소거활성을 나타냈으며, 이는 우엉 분말을 6-9% 첨가 한 쿠키의 DPPH 라디칼 소거활성과 유사한 수치였다.

ABTS 라디칼 소거활성의 경우, 우엉 분말을 첨가하지 않 은 쿠키에서는 32.60%로 가장 낮았고, 첨가한 우엉 분말 함 량이 많아짐에 따라 55.78-65.26%까지 ABTS 라디칼을 소 거하였다. 이러한 수치는는 대조군 쿠키에 비해 약 1.71-2.00 배 높은 활성을 나타내 우엉 분말 첨가량과 ABTS 라디칼 소거활성은 양의 상관관계가 있음을 확인하였다. 양성대조군 으로 사용한 ascorbic acid (10 μg/mL)의 ABTS 라디칼 소 거활성은 36.84%로 나타났다. 본 실험에 사용한 밀가루와 우 엉 분말 추출물의 ABTS 라디칼 소거활성은 각각 38.13와 71.11%로 밀가루에 비해 우엉 분말의 ABTS 라디칼 소거활 성이 약 1.86배 높았기 때문에 쿠키 반죽에 첨가한 우엉 분말 함량이 증가함에 따라 ABTS 라디칼 소거활성도 높아졌다.

환원력은 720 nm에서 측정한 흡광도 값으로 나타내는데, 우엉 분말이 들어있지 않은 대조군 쿠키의 흡광도는 0.13으 로 가장 낮았으나 쿠키 반죽에 밀가루 대신 우엉 분말을 3% 에서 9%까지 증가시켜 첨가함에 따라 환원력은 0.16-0.22로 증가하였다. 양성대조군으로 사용한 ascorbic acid (10 μg/ mL)의 환원력은 0.22였고, 이는 우엉 분말 3% 첨가 쿠키에 비해 높았고, 우엉 분말 6 및 9% 첨가 쿠키에 비해서는 낮 은 수치였다. 본 실험에 사용한 밀가루와 우엉 분말 추출물 의 환원력은 각각 0.09 및 0.76으로 밀가루에 비해 우엉 분 말의 환원력이 높게 나타났고 이로 인해 쿠키에 첨가한 우 엉 분말 함량에 비례하여 쿠키의 환원력도 높아진 것으로 사 료된다.

Yamaguchi et al. (2001)은 우엉, 브로콜리, 아스파라거스, 양배추, 토마토, 당근, 호박을 포함한 18종의 채소류의 항산 화 활성을 측정하였는데 우엉이 가장 높은 DPPH 라디칼 소 거활성을 나타내 우엉의 강력한 항산화력을 확인하였다. 우 엉에는 폴리페놀 물질이 다량 함유하고 있어 껍질을 벗기거 나 조직이 공기 중에 노출되면 산소와 결합하여 갈변을 일 으키지만, 한편으로는 폴리페놀 물질들은 강력한 항산화 활 성을 나타낸다(Chung et al. 2012). 우엉의 물 추출물은 superoxide와 hydrogen peroxide를 각각 60.4-65.0 및 80.5% 까지 소거하였고, linoleic acid의 과산화를 억제하고, 지방 산 화물질인 malondialdehyde 생성을 감소시켰다(Duh 1998). 또한, 우엉을 첨가하여 제조한 카스텔라(Tae et al. 2016)에 서도 밀가루를 대신하여 우엉 분말을 30% 첨가한 경우, 대 조군과 대비하여 총 폴리페놀 함량은 2.71배 증가하였고 DPPH 라디칼 소거활성은 7.70배까지 높아졌다. 우엉 분말을 첨가하여 제조한 죽(Hong & Choi 2014), 다식(Nam et al. 2016), 식빵(Tae et al. 2015)에서도 본 연구 결과와 유사하 게 우엉 함량에 비례하여 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성 과 환원력이 높아졌다. 따라서, 쿠키를 제조할 때 밀가루의 일부를 우엉 분말로 대체하면 우엉의 영양소, 식이섬유 이외 에도 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 성분을 보충할 수 있으 며, 항산화 활성에도 긍정적인 효과가 있을 것으로 사료된다.

IV. 요약 및 결론

쿠키 반죽에 밀가루 대신에 0, 3, 6 및 9%까지 우엉 분말 로 대체하여 쿠키를 만든 후에 쿠키의 퍼짐성, 팽창성, 일반 성분, 경도, 색도, 생리활성 물질 함량과 항산화 활성을 측정 하였고, 쿠키 제조에 우엉 분말의 첨가 가능성을 탐색하였다. 쿠키 반죽의 팽창률과 손실률은 우엉분말 첨가량에 비례하 여 감소하는 경향을 보였다. 수분은 우엉 분말 첨가량에 비 례하여 증가하였고, 조단백질은 대조군에 비해 우엉 첨가군 에서 높았으나, 우엉 분말 첨가량에 따른 차이는 없었다. 쿠 키의 조지방과 회분 함량은 대조군과 우엉 분말 첨가군 사 이에서 차이가 없었다. 쿠키에 첨가한 우엉 분말 함량에 비 례하여 쿠키의 pH는 감소하였고, 경도는 대조군에 비해 우 엉 첨가군에서 높았으나 우엉 분말 함량과의 상관성은 관찰 되지 않았다. 우엉 분말 첨가량에 비례하여 쿠키의 L*값와 b*값은 낮아졌고, a*값은 높아졌다. 쿠키의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 밀가루를 대신하여 첨가한 우엉 분말 의 양이 증가함에 따라 높아졌고, DPPH와 ABTS 라디칼 소 거활성과 환원력도 우엉 분말 첨가량에 비례하여 증가하였 다. 이상의 결과를 통해 쿠키에 우엉 분말을 첨가하면 쿠키 의 품질특성에 부정적인 변화를 주지 않으면서 폴리페놀, 플 라보노이드 등의 항산화 물질 함량이 증가하고 이를 통해 항 산화 활성을 높이는 것을 확인하였다. 위의 결과를 종합해 볼 때, 우엉 분말을 밀가루 중량 대비 3-9% 수준에서 첨가 하는 것이 일반 쿠키와 큰 차이가 없을 것으로 사료된다.