과채 혼합주스 제조 최적화 및 이를 이용한 기능성 젤리 개발 연구 = A study on the manufacturing optimization of fruit and vegetable mixed juice and development of functional jelly using it|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, South Korea is facing super-aged society and unbalanced nutritional supplement is becoming a major issue due to masticatory issue of elderly people. Thus, demand and interest of functional food products are constantly increasing. With the trend of health-oriented culture, there are numbers of changes in beverage market. Conventional beverage products, such as carbonated drinks; milk drinks; fermentation drinks; and alcohol drinks, are developing with many different fruits and vegetables. Therefore, the beverage market for functional beverages is growing dramatically. Not only just the beverages but also products that can be easily consumed by the elderly people like Jelly are also developing. However, most of the jelly products that are available to people are not the best for the elderly people. This research was focused on finding a best ratio for the beverage with great nutritional foods: apple, carrot, and beet. It was also focused on creating a functional jelly product with combination of the ratio and Boswellia Serrata, a supplement to enhance bones. In the beginning, 4 different jellies were made with different ratio of beets. Jelly with 20% mixing rate of beet, B0.5, contained 35.19g of total phenol, 51.39% of DPPH, and 85.71 of ABTS. Jelly with 13% mixing rate of beet, B0.3, contained 35.32g of total phenol, 45.56% of DPPH, and 75.50 of ABTS. Comparing these two Jellies, latter jelly was the best fit for the functional jelly product. Secondly, 5 different jellies were made with different ratio of mixed juice, using B0.3 formular from first experiment. Jelly with 64% mixing rate of mixed juice, AE150, had DPPH of 93.84%. Jelly with 43% mixing rate of mixed juice, AE 100, had DPPH of 92.29%, showing the highest DPPH radical elimination ability. AE200, 85% mixing rate of mixed juice, had the highest total phenol of 28.17 g TAE/L. AE150, 64% mixing rate of mixed juice, had the second highest total phenol of 27.59 g TAE/L. For ABYS elimination ability, AE200 had 66.99 and AE250 had 65.14. However, AE150 and AE200, which had mixing juice rate higher than 50%, scored lower points for preference evaluation. To sum up, AE100 was the best formular with great score from preference evaluation while still containing great amount of total phenol and having great ABTS elimination ability. Thirdly, 5 different formulars were made with different amount of Boswellia powder, using AE100 from the second experiment. BW10, jelly with 4% rate of Boswellia power was the best fit as it had 26.81 % of DPPH, 112.49 g TAE/L of total phenol, and 94.23 of ABTS elimination ability. BW10 also had no repulsion and had the best bone enhancement effect. Additionally, to create healthier jelly, different saccharifying agents: sugar, erythritol, stevia; and different gelling agents: konjac (Devil's-tongue), psyllium husk, Locust bean gum were added to reduce sugar content and to use natural gelling agent instead of conventional animal gelling agents. Physicochemical properties were observed using the different combination of these saccharifying and gelling agents. As a result, SP jelly, adding sugar and psyllium husk, had 110.05 g TAE/L of total phenol. STP jelly, adding stevia and psyllium husk, had the highest DPPH of 48.53 g TAE/L. EP jelly, adding erythritol and psyllium husk, had 94.37 of ABTS elimination ability. Likewise, antioxidant capacity was high with the combination of stevia and erythritol with psyllium husk. Due to less sweetness of stevia and less gelling ability of psyllium husk, jelly with sugar and konjac had higher score on sensory evaluation. In conclusion, B0.1 and B0.3 were the best fit for the mixed juice, containing great amount of different minerals such as zinc, iron, calcium, manganese, magnesium, potassium, sodium, sodium, and phosphorus. Secondly, AE 100 had the highest antioxidant capacity. Thirdly, BW10 had the highest score on sensory evaluation. Lastly, antioxidant capacity was high with the combination of stevia and erythritol with psyllium husk. However, high sensory evaluation of sugar and konjac cannot be ignored. Thus, proper amount of sugar must be used to create the most practical product. Additionally, the last experiment with different saccharifying agent and gelling agent also enhances the necessity of in-depth study to find complete alternative saccharifying agent for sugar and to find plant-base gelling agent that can be a complete alternative of animal gelling agent.

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국문 초록 (Abstract)

최근 초고령사회 진입을 눈앞에 둔 우리나라는 고령인구의 저작 및 신체활동 저하로 인한 영양보충 불균형을 해소하기 위해 다양한 식품군을 개발하고 있으며, 이에 따라 노인들도 섭취하기 용이한 다양한 개호 식품들의 고급화 및 기능성 강화에 많은 관심과 요구가 증가하고 있는 추세이다.
이러한 건강 지향적 문화가 확산되고 기능성에 대한 관심이 높아지자 국내 음료시장에 다양한 변화가 나타났는데, 기존의 탄산음료, 유음료, 발효 및 알코올 음료에 한정되었던 제품이 기능성과 다양한 생리활성을 지닌 과일 및 채소 음료 제품으로 다각화가 이루어지며 이러한 기능성 음료 제품시장이 빠르게 성장하고 있는 실정이다.
음료뿐 아니라, 젤리와 같이 식감이 부드러워 저작과 섭취에 어려움을 겪고 있는 고령층도 쉽게 섭취할 수 있는 제품들이 개발되고 있다. 하지만 국내에서 생산되어 판매되고 있는 상당수의 젤리들은 영양학적으로 우수한 과일 및 야채를 이용한 기능성 젤리에 대한 제품화는 매우 미비한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 1단계 영양학적으로 우수한 사과, 당근, 비트 과채 혼합주스의 최적화 비율을 찾고 2단계, 이를 이용한 젤리를 개발한 후 3단계, 뼈 강에 도움이 되는 보스웰리아를 첨가한 기능성 젤리에 이르기까지 남녀노소의 기호와 접근성을 확보하며 영양학적 기능성을 강화시킨 기능성 젤리를 개발 연구 하였다. 또한 건강에 대한 관심과 요구가 증대되면서 저감을 위한 천연대체 당화제: 설탕, 에리스리톨, 스테비아, 대체 겔화제: 곤약, 차전자피, 로커스트콩검을 기능성 젤리에 첨가해 마지막으로 4단계로 이화학적 특성을 연구하였다.
사과, 당근, 그리고 비트를 혼합한 4종의 과채 혼합주스의 품질특성을 측정한 결과, 비트 혼합률 20%의 B0.5의 총페놀 함량은 35.19 g TAE/L, DPPH 소거능 측정치는 51.39%, ABTS 소거능 측정치는 85.71로 높게 나타났다. 그러나 비트 첨가율 20%의 혼합주스는 관능평가를 고려했을 때, 총페놀 함량 35.32 g TAE/L, DPPH 측정치는 45.56%, ABTS 소거능 측정치는 75.50로 비트 첨가율 13%의 B0.3이 항산화능과 관능적으로 높이 나타나 제품을 개발하는데 더 알맞을 것으로 사료된다.
또한 비트 첨가율 13%의 혼합주스 첨가량을 달리하여 제조한 기능성 젤리의 항산화능을 측정한 결과, 혼합주스 함량 64%의 AE150이 DPPH 측정치는 93.84%, 혼합주스 함량 43%의 AE100이 92.29%로 나타나며 가장 높은 DPPH 라디칼 소거능을 지닌 시료군에 속했다. 총페놀 함량은 혼합주스 함량 85%의 AE200이 28.17 g TAE/L로 가장 높았고, 혼합주스 함량 64% AE150이 27.59 g TAE/L로 다음으로 높았으며, ABTS 소거능 측정치 또한 AE200과 AE150이 각각 66.99, 65.14로 나타났다. 하지만 기호도 평가에서 혼합주스 함량 50%를 넘긴 AE150과 AE200 젤리가 낮은 점수를 받았다.
따라서 AE150과 AE200의 총페놀 함량과 ABTS 소거능이 통계적으로 같은 범위 내에 속해있는 AE100 젤리의 기호도 점수는 높게 나타났다.
다양한 생리활성, 항산화능 및 기호도 또한 우수한 혼합주스 함량 43% 젤리를 이용하여 노인들의 뼈 건강 및 관절염 개선을 위해 보스웰리아를 첨가한 결과, 보스웰리아 분말이 4% 첨가된 젤리가 DPPH 측정치 26.81%, 총페놀 함량이 112.49 g TAE/L, ABTS 소거능 측정치가 94.23로 나타났고, 관능적으로도 가장 높게 나타났다. 또한 섭취 시 거부감이 들지 않으며, 뼈 건강을 강화하기에 가장 적합한 것은 보스웰리아 분말이 4% 첨가된 BW10 젤리인 것으로 나타났다.
최근 건강에 대한 관심과 요구가 증대되면서 당분 감소 및 기존의 동물성 겔화제를 천연대체로 활용하기 위해 당화제: 설탕, 에리스리톨, 스테비아, 겔화제: 곤약, 차전자피, 로커스트콩검을 기능성 젤리에 대체 첨가해 이화학적 특성을 연구하였다.
그 결과, 총페놀 함량은 설탕과 차전자피를 사용한 SP 젤리가 110.05 g TAE/L으로 나타났다. DPPH 측정치는 스테비아와 차전자피를 사용한 STP 젤리가 48.53 g TAE/L로 가장 높은 함량을 나타냈고, ABTS 소거능 측정치는 에리스리톨과 차전자피의 EP가 94.37로 나타났다. 이렇듯 대체당 스테비아와 에리스리톨, 그리고 대체 겔화제 차전자피의 항산화능은 높게 나타났고, 설탕의 감미도에 못미치는 스테비아는 특유의 단맛과 차전자피의 겔화성 부진으로 인해 관능적 평가는 확연하게 설탕과 곤약이 사용된 젤리가 높게 나타났다.
이상의 결과에서 첫째, 사과, 당근, 그리고 비트를 혼합한 4종의 과채 혼합주스의 최적화를 찾기 위해 품질특성을 알아본 결과 인(P), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 칼륨(K), 철(Fe), 나트륨(Na)과 아연(Zn)은 B0.1과 B0.3가 가장 높은 함량을 지닌 것으로 나타났다. 그러므로 식품소재로서 활용가치가 높을 것으로 사료된다. 둘째 이를 이용한 젤리는 AE200과 AE150같은 범주에 있는 AE100이 높은 항산화 활성을 가지고 있다. 셋째 젤리에 뼈 건강에 좋은 보스웰리아를 첨가해 기능성 젤리를 만들어 품질특성을 알아본 결과 보스웰리아 4% 첨가된 젤리가 관능적으로 가장 높게 나타났다. 넷째 천연의 대체당과 겔은 스테비아와 에리스리톨, 그리고 차전자피의 항산화능이 높게 나타났다.
그러나 설탕과 곤약이 사용된 젤리가 관능평가와 경제성을 고려해 볼 때 적정한 당을 첨가하여 제품으로 개발하기에 적합한 것으로 사료된다. 하지만 추후 설탕을 완전히 대체할 수 있는 대체당과 동물성 겔화제를 대체할 식물성 겔화제에 대한 심도있는 연구 또한 필요할 것으로 사료된다.

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최근 초고령사회 진입을 눈앞에 둔 우리나라는 고령인구의 저작 및 신체활동 저하로 인한 영양보충 불균형을 해소하기 위해 다양한 식품군을 개발하고 있으며, 이에 따라 노인들도 섭취하...