두부는 콩 속에 들어있는 단백질을 추출하여 무기염류로 응고시킨 식품으로서 콩 제품 가운데 가장 대중적인 가공품으 로 양질의 식물성 단백질이 풍부한 식품이다. 특히 곡물위주 로 에너지원을 섭취하는 한국인에게 부족한 lysin 등의 필수아 미노산이 다량으로 함유되어 있다(Kim et al., 1996; Lee et al., 2010).

콩은 약 40%의 단백질을 함유하고 있어서 영양이 우수하지 만 소화율이 낮아 볶거나 쪄서 먹을 경우에도 소화율은 50 ~ 70%에 지나지 않는다. 반면 두부는 콩에 들어 있는 단백질의 93% 이상, 탄수화물의 85% 이상, 지방의 95% 이상, 비타민의 50 ~ 60% 이상을 함유하면서도 소화율이 95%나 되는 우수한 단백질식품이다(Kim, 1998; Kim & Jeon, 2005). 두부는 콩의 3배에 달하는 칼슘을 함유하고 있어 골다공증 예방에 효과적이 고 리놀산이 함유되어 있어 콜레스테롤 수치를 낮춰주며 동맥 경화 예방에 도움을 준다고 알려져 있다. 이러한 두부의 효능 이 알려지면서 비만 인구가 많은 서양에서도 점차 두부를 찾 는 이가 많아지는 추세이고 그 인기만큼이나 두부를 이용한 다 양한 조리법이 개발되고 있는 실정이다. 두부 단백질은 육류 단백질보다 값이 훨씬 싸므로 단백질 공급원으로서 경제적인 면에서도 유리하다(Baik et al., 1996).

이러한 두부에 기능성 및 품질의 고급화를 위하여 천연재료 등를 첨가한 기능성 유색두부에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 천연재로는 홍국균, 갑오징어, 허브, 클로렐라, 해조류, 인 삼, 녹차가루, 뽕잎, 연근, 시금치 등을 이용하여 기능성 및 색 을 강화한 유색두부에 대한 연구가 진행되어 왔다(Hwang et al., 2001; Kim et al., 2003; Lim & Cho, 2005; Kim et al., 2003; Kim et al., 1996a; Kim et al., 1996b; Jung & Cho, 2002, Han et al., 2005; Park et al., 2010; Youn et al. 2014).

한편, 우리나라 여름철 대표적 간식거리인 풋옥수수는 적정 수확 시기를 놓치게 되면 딱딱해져서 풋옥수수로 이용할 수가 없다(Kim et al, 1994). 따라서 풋옥수수로서의 상품성이 떨어 진 알곡을 이용할 수 있는 방법이 필요하다. 그리고 특히 자색 의 유색옥수수는 안토시아닌이 함유되어 있어 항산화 활성이 높은 것으로 보고된 바 있다(Seo et al., 1999). 따라서 경도 가 증가하여 상품성이 떨어져 풋옥수수로 이용이 불가능한 유 색옥수수의 종실을 이용하여 두부를 제조하면 부가가치를 높 일 수 있을 것으로 판단된다.

일반적으로 옥수수의 종실을 직접 이용하여 두부를 제조하 면 옥수수 종실 배유에 있는 지용성 성분이 많이 포함되어 있 어서 응고가 잘 이루어지지 못하고 성형 및 압착이 이루어지 지 않아 두부가 형성되지 않는다. 그러나, 검정찰옥수수 종실 의 호분층을 적당히 분쇄하여 콩 슬러리에 첨가, 항산화 기능 성이 보강된 두부를 제조하면 콩과 옥수수의 부가가치를 동시 에 향상시킬 수 있다는 점에 착안하여, 기존 두부제조 기술에 경도가 증가하거나 상품성이 떨어져 풋옥수수로 이용이 불가 능한 검정찰옥수수의 종실의 호분층 분말을 첨가하는 기술을 결합하여 항산화 기능이 향상된 두부를 제조함으로써 부가가 치 향상을 높일 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 이에 본 연구는 유색옥수수 종실의 호분층를 이용하여 안토시아닌이 함유된 유색두부를 제조하여 농가소득 증진을 위한 기술로 활 용하고자 수행하였다.

재료 및 방법

시험재료

유색옥수수 종실의 호분층 분말이 첨가된 두부를 제조하기 위하여 유색찰옥수수인 흑진주찰을 이용하였으며, 두부제조를 위한 콩 품종으로 대풍콩을 사용하였다. 두부 응고제는 황산 칼슘(CaSO₄·2H₂O)을 사용하였다.

유색옥수수 호분층 분말 제조

두부에 유색옥수수 호분층 분말을 첨가하기 위하여 유색옥 수수를 도정하여 옥수수의 호분층만 분리하였다. 분리한 유색 옥수수 종실의 호분층은 초미분저온분쇄기(한국에너지기술, HKP-02)를 이용하여 투입속도(g/min)와 분쇄속도(rpm/sec)를 조절하여 분말입자의 크기를 4단계로 제조하여 유색두부 제조 시 이용하였다(Table 1). 분쇄된 유색옥수수 호분층 분말 시료 의 입도분석은 Cha et al. (2012) 방법을 응용하여 입도분포 기(Beckman Coulter LS200, Boulevard Brea, CA, USA)를 이용하여 분석하였다, 입도 분석은 분쇄된 분말 2 g을 취하여 증류수에 넣고 1분간 분산시킨 후 3회 반복하여 입자 평균 크 기를 측정하였다.

유색 두부 제조

유색옥수수 호분층 분말 첨가물에 의한 두부 색도 및 기능 성 증진 정도를 비교하기 위하여 황색자엽 콩인 대풍콩에 호 분층 분말을 첨가하였다(Fig. 1). 4단계로 조제된 입자들을 각 각 3, 5, 10 g을 첨가하여 두부를 제조하였다. 두부제조는 소 형두부제조기(Soylove, Ronic, Korea)를 이용하였으며, 성형된 두부는 상온에 10분간 방치하고 물에 10분간 수침하였다가 건 져서 두부 표면의 수분을 제거하여 완성하였다.

유색두부의 물리성 및 색도

유색옥수수 호분충 첨가 두부의 물리성 측정은 두부의 중심 부를 3 × 3 × 3 cm의 크기로 절단한 후 texture analyser TAHD (TA Instruments, USA)의 10 mm cyrinder를 이용하여 탄력성, 검성, 응집성, 접착성, 씹힘성, 경도를 측정하였다. 제 조된 유색두부의 색은 색차계(Minolta, CM-300, Japan)을 이 용하여, 명도, 적색도, 황색도를 측정하였다.

유색두부의 안토시아닌 함량 검정

안토시아닌 분석은 Kim et al. (2007)의 방법을 응용하여 분 석하였다. 안토시아닌 성분분석을 위한 시약은 표준품으로 Polyphenols사(Norway)의 Cyanidin-3-glucoside, Pelargonidin- 3-glucoside, Petunidin 등을 사용하였으며 분석에 이용한 용매 는 HPLC grade Acetonitrile와 Trifiuoroacetic acid, Methanol을 이용하여 분석하였다. 분쇄된 유색옥수수 분말에 0.2 g과 1% HCl을 포함하는 80% 메탄올을 50 mL 플라스크에 첨가하고 4°C의 암흑상태에서 24시간동안 방치하였다. 그 후 10분간 10,000g에서 원심분리한 상등액을 0.45 μm membrane filter (nylon, Titan)을 이용하여 추출하였다. 안토시아닌 분석을 위 하여 HPLC 분석을 실시하였다.

유색두부의 항산화 활성 검정

유색두부의 항산화 활성은 수소공여능(DPPH)을 이용하여 측정하였다. 메탄올에 녹인 시료의 각각의 농도를 96 well plate 에 100 μl씩 분주하고 0.4 mM DPPH용액을 동량 첨가하여 실온에서 10분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.

DPPH radical 소거활성은 아래식으로부터 산출하였고 DPPH의 흡광도가 50% 감소할 때 나타나는 시료의 농도로 표시하였으며, 각 시료는 3회 반복하여 실험을 실시하여 평균 값을 구하였다.

DPPH Scavenging (%)= C− S A − S B C × 100

C : methanol+DPPH의 흡광도

S_A : 시료 + DPPH의 흡광도

S_B : 시료 + methanol의 흡광도

통계분석

통계분석은 SAS enterprise guide 4.3 (Statistical Analysis System Inc. Raleigh, NC, USA)을 이용하여 Duncan의 다중 검정법을 이용하여 5% 유의수준에서 실시하였다.

결과 및 고찰

유색옥수수 호분층 분말을 조제하기 위하여 유색 옥수수의 호분층만을 도정기를 이용하여 분리한 후, 초미분저온분쇄기를 이용하여 분쇄하였다. 초미분저온분쇄기에 투입속도를 10 g/mim 으로 고정한 후 분쇄속도(rpm/sec)를 조절하여 분말 입자의 크 기를 조절하였으며, Table 1은 크기를 조절한 유색 옥수수 종 실의 호분층 분말의 특성을 나타낸 것이다. 분쇄기의 rpm/sec 속도가 빨라질수록 입자의 평균 크기는 작아지는 경향을 나타 내었다. 이러한 속도에 의해서 호분층 분말입자를 4단계 크기 로 조제하고, 두부제조에 첨가하여 유색두부를 제조하였다.

Table 2는 유색옥수수 호분층 분말의 크기 및 첨가비율에 따른 두부 수율의 결과이다. 제조된 유색두부는 옥수수 종실 의 호분층 분말의 크기 및 첨가 비율에 따라 수율이 달라짐을 알 수 있었다. 특히 4단계로 조제된 호분층 분말의 크기와 상 관없이 분말의 첨가량이 증가할수록 두부 무게는 증가하였다.

분말입자별로 비교했을 때 평균 크기가 가장 작았던 CAP-4에 서 호분층 분말을 10% 첨가되었을 때 두부무게가 가장 무거 웠다.

유색옥수수 호분층 분말을 입자별, 첨가 비율에 따라서 제 조된 두부의 물성을 측정한 결과는 Table 3과 같다. Murphy & Resurreccion (1984)의 연구결과에서 두부의 물성에 가장 큰 영향을 주는 것은 단백질 조성과 함량이라고 보고하였다. 그러나 Kim et al. (1996)은 해조류 첨가할 경우 두부가 부드 러워져 응집성 및 탄력성이 증가한다고 보고하였는데, 첨가물 의 종류에 따라 두부의 물성이 변할 수 있을 것으로 추측되었 다. 따라서 Kim et al. (2014)는 첨가물 첨가시 소비자의 기 호도를 높이기 위해서는 추후 이를 고려한 첨가량 설정연구가 필요하다고 하였다. 이처럼 두부에 첨가된 재료에 따른 선행 연구에서 물성에 관한 연구는 주로 단백질 등의 내부 품질요 인과 첨가물 첨가에 대한 외부 품질연구에 관하여 진행되어 왔지만, 두부제조시 첨가되는 첨가물 입자크기에 따른 두부에 대한 물성 변화에 대한 연구는 거의 없었다. 따라서 본 실험 에서는 옥수수 첨가물 입자크기를 조절하여 첨가함으로써 물 성의 변화가 어떻게 되는지 측정하였다. 그 결과 유색옥수수 호분층 분말을 첨가한 두부는 100% 콩을 이용한 두부보다 일 반적으로 경도가 높아지는 것으로 나타났으며 입자 크기가 작 아질수록 단단함이 증가하였으며, 특히 CAP-3에서 두부의 단 단함이 가장 높은 결과를 나타내었다. Shin et al. (2001)는 입 자크기가 작아질수록 접촉할 표면적이 넓어져서 물 등과 결합 능력이 높아진다고 하였다. 이러한 선행 연구와 비교해볼때 입 자 크기가 작을수록 같은 함량의 첨가에서 부피는 증가하고 콩 단백질 입자와 결합이 증가하여 더욱 조직이 치밀해지는 결과를 보이는 것으로 생각된다.

Fig. 2은 유색옥수수 호분층 분말을 첨가하여 제조된 두부 의 색도 측정 결과이다. 일반적으로 유색옥수수 호분층 분말 의 첨가량이 많아질수록 밝기는 감소하였지만, 적색도는 첨가 량이 증가될수록 높아졌다. 그러나 같은 양을 첨가하였을 때 분말의 입자 크기가 작을수록 밝기는 감소하였지만 적색도는 높아지는 결과를 나타내었는데 같은 부피에서 입자수가 증가 하여 두부 제조시에 표면적에 많은 입자가 결합하여 색도가 증가되는 것으로 생각되어진다.

유색옥수수에는 많은 항산화, 항암 활성 등의 역할을 하는 생리활성물질이 함유되어 있으며(Kim et al., 1996), 이러한 많은 활성물질중 대표적인 안토시아닌 함량을 분석하였으며, Table 4는 유색두부에 함유되어 있는 안토시아닌 함량을 분석 한 결과이다. HPLC을 이용한 안토시아닌 분석 결과에서 입자 크기에 상관없이 첨가량이 증가할수록 유색두부에 포함된 안 토시아닌이 증가하였으며, 특히 cyanidin-3-glycoside의 함량으 로 가장 많이 검출 되었다. 또한 총 안토시아닌의 함량은 호 분층 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 농도 의존적이었으 며 10 g 첨가하였을 때 가장 높은 것을 알 수 있었다.

Seo et al. (1999)은 다양한 옥수수 품종을 이용하여 페놀성 화합물의 함량 측정 실험 결과 102.3 ~ 323.5 μg/mL의 함량 범위를 나타내었으며, 전자공여능을 이용한 항산화 활성에서 는 15.5 ~ 65.0% 범위를 나타내어 품종간 차이가 있다고 하였 는데, 이중에서도 검정찰옥수수가 높은 활성을 가진다고 하였 다. 따라서 호분층이 분말이 첨가된 두부의 항산화 능력을 측 정하기 위하여 항산화 활성은 수소공여능(DPPH)을 이용하여 측정하였으며, Fig. 3은 항산화 활성을 측정한 결과이다. 안토 시아닌 색소가 풍부하게 함유된 종실의 호분층을 이용한 두부 의 항산화 활성 측정 결과 유색 옥수수 종실의 호분층 분말 첨가와 항산화 활성이 옥수수 종실의 호분층 분말의 농도 의 존적으로 높아졌으나, 옥수수 종실의 호분층 분말의 양을 5 g 첨가하였을 때 입자크기를 달리하였어도 항산화 활성이 비슷 하게 나타나 분말의 입자크기에 의존적이지 않음을 알 수 있 었다. Cha et al. (2012)의 연구결과에서 입자크기가 작아질수 록 항산화 활성이 증가하는 경향을 나타낸다고 보고하였다. 결 과적으로 입자 크기가 적을수록 항산화성이 높았고, 같은 입 자크기에서는 투여량이 많을수록 대체적으로 항산화 능력이 높아지는 경향을 나타내어 앞선 보고와 일치하는 경향을 나타 내었다.

옥수수는 적정 수확 일수가 지나면 경도가 증가하여 풋옥수 수로 이용할 수가 없다. 따라서 상품성이 떨어져 이용이 불가 능한 검정찰옥수수 종실을 이용성 증진 연구가 필요할 뿐만 아니라 농산 부산물의 부가 소득을 향상시킬 가능성이 있다. 또한 유색옥수수에 포함되어있는 안토시아닌 등 생리활성물 질이 함유한 유색옥수수 종실의 호분층를 이용하여 흰색두 부에 보라색을 첨가하여 시각적 효과와 기능성 등을 향상 시킬 수 있다. 더불어 국민 소비가 많은 두부에 옥수수를 첨가하여, 점차 고급화 되어 가고 있는 소비자의 기호도를 높일 수 있다.

적 요

유색옥수수 종실의 호분층을 첨가하여 제조된 안토시아닌이 함유된 유색두부를 개발하여 농가소득 증진을 위한 기술로 활 용하고자 수행한 결과는 다음과 같았다. 호분층 분말의 크기 와 상관없이 유색옥수수 호분층 분말의 첨가량이 증가할수록 만들어지는 두부 무게량은 증가하였다. 유색옥수수 호분층 분 말을 첨가한 두부는 100% 콩을 이용한 두부보다 일반적으로 경도가 높았다. 안토시아닌 함량 분석 결과 분말첨가량이 증 가할수록 유색두부에 포함된 안토시아닌이 증가하였다. 항산 화 활성 측정 결과에서 유색 옥수수 종실의 호분층 분말 첨가 와 항산화 활성이 옥수수 종실의 호분층 분말의 농도 의존적 으로 높아졌다. 기능성성분인 안토시아닌 등을 함유한 유색옥 수수 종실의 호분층를 이용하여 흰색두부에 보라색을 첨가하 여 시각적 효과와 기능성 등을 향상 시킬 수 있다. 더불어 국 민 소비가 많은 두부에 옥수수를 첨가하여, 점차 고급화 되어 가고 있는 소비자의 기호도에 부응할 수 있는 고품질두부 생 산에 본 연구결과가 큰 기여를 할 것으로 추정된다.