1Major in Food and Nutrition, Department of Home Economics, Mokpo National University Graduate student
2Department of Food and Nutrition, Mokpo National University, Professor
Corresponding Author: Kyung Hee Kim Department of Food & Nutrition, Mokpo National University, 1666, Yeongsan-ro, Cheonggye-myeon, Muan-gun, Jeollanam-do, 58554, Korea Tel:+82—61-450-2521 E-mail: kyunghee@mokpo.ac.kr
Received September 4, 2025 Revised April 6, 2026 Accepted April 16, 2026
In this study, we investigated the physicochemical properties, functional components, antioxidant activities, and sensory characteristics of burdock (Arctium lappa)-based blended tea extracts. The blended teas exhibited significantly higher total polyphenol and flavonoid contents, antioxidant activities, and amino acid profiles than single burdock tea (AA group). Moisture content was highest in the A1T2 group (6.27%) and lowest in the TT group (marigold tea, 5.65%). Color analysis revealed that the addition of marigold decreased lightness (L* value) and increased yellowness (b* value) in the A1T2 group, thereby improving visual quality. The TT group had 2.7-fold higher total polyphenol content (197.38 mg GAE/100 g) and 9.4-fold higher total flavonoid content (941.37 mg QE/100 g) than the AA group. In addition, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical and nitrite scavenging activities (IC₅₀) were most potent in the TT group (11.30and 54.60 μg/mL, respectively). Amino acid analysis identified 23 free amino acids, with the A2T1 group showing the highest essential amino acid content. The TT group showed significantly elevated levels of branched-chain amino acids and glutamic acid, whereas the AA group was rich in arginine, proline, and histidine. Electronic tongue analysis revealed balanced sensor responses for sourness (AHS), sweetness (PKS), saltiness (CTS), umami (NMS), and bitterness (ANS) in the A1T2 group, indicating an optimal blending ratio for functionality and palatability. These findings showed that A1T2 burdock-marigold blended tea exhibits superior polyphenol/flavonoid content, antioxidant activity, amino acid composition, and sensory profile compared with non-blended burdock tea. Collectively, strategic blending of plant materials with burdock effectively enhanced tea beverage quality and functionality, providing foundational data for burdock-based functional tea product development.
현대 사회에서 건강과 웰빙에 대한 관심이 높아짐에 따라 기능성 음료 시장이 빠르게 성장하고 있다. 차는 폴리페놀, 플라보노이드, 아미노산 등 다양한 생리활성 성분을 함유하고 있어 항산화, 항염증, 심혈관 보호 등 여러 생리학적 효능을 나타내며, 전 세계적으로 가장 널리 소비되는 음료 중 하나이다(Chacko et al., 2010). 최근에는 단일 원료를 이용한 차에서 나아가, 여러 원료를 혼합하여 제조한 블렌딩 차에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 블렌딩 차는 원료 간의 시너지 효과를 통해 기능성과 관능 특성을 동시에 향상시킬 수 있는 장점이 있다(Gupta et al., 2023).
우엉(Arctium lappa)은 예로부터 식용 및 약용으로 활용되어 온 뿌리 채소로, 클로로겐산, 카페산 등의 페놀 화합물과 사포닌, 아미노산 등을 풍부하게 함유하고 있다. 이들 성분은 항산화, 항염증 및 혈관 보호 활성 등을 나타내는 것으로 보고되었다(Ferracane et al., 2010). 특히 arginine, proline, histidine 등은 단백질 대사와 근육 및 결합조직의 건강 유지에 중요한 역할을 하는 아미노산으로 알려져 있다(Petkova et al., 2025). 그러나 우엉 단일 추출물의 경우 총 폴리페놀 함량 및 항산화 활성이 상대적으로 낮아, 가공 방법 또는 천연 항산화 소재와의 배합을 통한 기능성 보완이 요구된다(Park et al., 2018; Moon et al., 2017).
메리골드(Tagetes erecta)는 β-카로틴, 루테인, 퀘르세틴 등의 카로티노이드 및 플라보노이드를 다량 함유하고 있으며, 항산화, 항염증, 시력 보호 및 피부 건강 증진 등 다양한 생리활성을 지닌 것으로 보고되었다(Šivel et al., 2014; Saini et al., 2023). 특히 루테인은 황반변성 예방과 시각 보호 효과로 인해 기능성 원료로 활발히 연구되고 있으며, 메리골드 추출물은 건강기능식품 및 음료 산업에서 그 활용도가 점차 확대되고 있다(Bharadwaj et al., 2025). 또한 in vitro 및 in vivo 연구에서 메리골드가 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능 및 아질산염 소거능에서 우수한 항산화 활성을 나타내는 것으로 보고되어 기능성 소재로서의 높은 잠재력을 보인다(Valyova et al., 2012). 우엉과 메리골드는 각각 독특한 생리활성 성분 조성과 기능적 특성을 가지고 있어, 두 원료를 혼합할 경우 항산화 활성, 아질산 소거능 및 아미노산 조성 등에서 상호 보완적 시너지 효과를 기대할 수 있다. 그러나 기존 연구들은 주로 우엉 또는 메리골드의 단독 효능에 초점을 맞추고 있으며, 두 소재를 혼합한 블렌딩 차의 이화학적 특성과 기능성을 체계적으로 비교․분석한 연구는 부족한 실정이다(Lee & Kim, 2017; Park et al., 2025). 따라서 본 연구에서는 우엉 단일 추출차(AA군)와 블렌딩차(A2T1군, A1T2군), 메리골드 단일 추출차(TT군)를 제조하여 이들의 이화학적 특성, 기능성 성분, 항산화 활성, 유리아미노산 조성 및 전자혀 맛 프로파일을 비교 평가하였다. 이를 통해 블렌딩 비율에 따른 기능성 성분의 변화와 상호작용을 규명하고, 향후 기능성 블렌딩차 음료 개발에 활용 가능한 기초자료를 제공하고자 한다.
재료 및 방법
1. 실험 재료
본 실험에 사용된 우엉(Arctium lappa L., 전남 신안), 메리골드(Tagetes erecta L., 전남 화순)는 광주한방꽃차소믈리에에서 건조된 상태로 구입하여 사용하였다 (Fig. 1). 각 시료는 후드 믹서(GMFC-670, Hanil Co., Korea)를 이용하여 2분간 분쇄하여 곱고 미세한 분말 형태로 제조하였다. 실험군은 다음과 같이 구성하였다. AA군은 우엉 1.5 g, A2T1군은 우엉 1 g과 메리골드 0.5 g, A1T2군은 우엉 0.5 g과 메리골드 1 g, TT군은 메리골드 1.5 g으로 최종 시료로 사용하였다. 각 실험군의 시료 분말 1.5 g에 100℃의 3차 증류수 50 mL를 넣고 3분간 가열한 후, 10분간 우려내어 추출하였다. 추출 과정은 동일한 조건에서 3회 반복 수행하였으며, 각 반복 추출액을 합하여 Whatman No. 2 여과지를 이용해 여과하였다. 여과 후 최종 부피를 50 mL로 정용하여 분석에 사용하였다
블렌딩 차 추출물 3 mL를 Petri Dish (35×10 mm)에 넣고 색차계(CR-400, Minolta Co., Japan)를 사용하여 명도(L), 적색도(a), 황색도(b) 값을 각각 5회 반복 측정하였다. 표준 백색판의 L 값은 94.64, b 값은 2.92, a 값은 –0.25로 설정하였다.
4. 총 폴리페놀 함량 측정
총 폴리페놀 함량은 Molole 등(2022)의 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 20 μL에 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 시약 (Sigma-Aldrich Co., USA) 20 μL, 증류수 120 μL, Sodium carbonate(Sigma-Aldrich Co., USA) 40 μL를 차례로 첨가하여 실온에서 1시간 반응시킨 후, iMark™ Microplate Absorbance Reader(Bio-Rad Laboratories Inc., Hercules, CA, USA)로 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료는 5회 반복 측정하였으며, Gallic acid(Sigma-Aldrich Co)를 표준물질로 사용하여 mg gallic acid equivalents(GAE)/100 g으로 나타내었다.
5. 총 플라보노이드 함량 측정
총 플라보노이드 함량은 Kim과 Kim(2025) 방법을 변형하여 측정하였다. 3차증류수 1.5 mL에 각 시료 0.5 mL를 넣고 10% Aluminium nitrate (Sigma-Aldrich Co.) 0.1 mL 과 1M Potassium acetate(Sigma-Aldrich Co.) 0.1 mL, 3차증류수 2.8 mL를 가하여 충분히 교반 한 후 40분간 실온에서 정치하였다. 정치시킨 상등액을 96-well plate에 옮긴 후 415 nm에 흡광도를 측정하였다. 각 시료는 5회 반복 측정하였으며, Quercetin(Sigma-Aldrich Co.)을 표준물질로 하여 mg Quercetin equivalents(QE)/100 g으로 나타내었다.
6. DPPH radical 소거능에 의한 항산화 활성 측정
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거 활성은 Huang 등(2005)의 방법을 변형하여 측정하였다. 일정 농도로 희석한 시료 20 μL와 0.2 mM DPPH (Sigma-Aldrich Co.) 용액 180 μL 혼합하여 암소에서 15분간 반응시킨 후, 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 증류수를 사용하였으며, DPPH 라디칼 소거 활성(%)은 (1−(absorbance of sample/absorbance of control))×100 으로 나타내었고, DPPH radical의 50% 소거농도(IC₅₀)를 계산하였다. 각 시료는 5회 반복 측정하여 평균값을 나타내었다.
7. 아질산염 소거능
아질산염 소거능 측정은 Lim 등(2018) 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 1 mL에 1 mM NaNO2 용액 1 mL를 가하고, 0.1N HCL로 pH 1.2로 조정하였다. 증류수로 부피를 8 mL로 맞춘 후 37 ℃에서 1시간 반응시켰다. 반응액 1 mL에 2% Acetic acid 5 mL, Griess reagent(A:B=1:1, A: 1% Sulfanilic acid in 30% Acetic acid, B: 1% Naphthylamine in 30% acetic acid) 0.4 mL를 첨가하여 혼합 후, 실온에서 15분 방치하였다. 752 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 대조구는 Griess시약 대신 증류수 0.4 mL를 첨가하여 동일하게 측정하였다. 아질산염 소거능은 다음 식으로 산출하였고 Nitrite Scavenging Activity(NSA, %)＝[1－{(A－C)/B}]×100
A: NaNO2용액에 시료와 Griess를 첨가한 흡광도
B: NaNO2용액에 Griess를 첨가한 흡광도
C: NaNO2용액에 시료와 증류수를 첨가한 흡광도
아질산염 소거능의 50% 소거농도(IC₅₀)를 계산하였다.
8. 유리 아미노산 분석
아미노산 조성 및 함량분석은 Jin 등(2018) 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 분말 1.5 g에 70% 에탄올 50 mL를 가하여 1시간 진탕 추출하였다. 추출 후 10분간 방치한 뒤, 15,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 상등액을 얻었다. 잔여 침전물에 70% 에탄올 25 mL을 가하여 동일한 조건으로 2회 반복 추출하였으며, 얻어진 상등액을 Whatman No. 2 여과지로 여과하였다. 여과액은 감압농축기(WB 2000, Heidolph, Schwabach, Germany)를 이용하여 40℃에서 농축한 후, 3차증류수 20 mL 를 첨가하여 초음파세척기(SD-300H, Mujigae Seongdong, Korea)로 용해하였다. 이후 3차 증류수로 5배 희석한 뒤, 0.2 ㎛ membrane filter(Supelco, Bellefonte, PA, USA)로 여과하여 아미노산 분석에 사용하였다. 유리 아미노산 분석은 아미노산 분석기(Hitachi LA-8080, Hitachi Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하였으며, 분석에는 Ion exchange column (4.6mm×60mm)을 이용하였다. 이동상 유속은 0.35 mL/min, ninhydrin의 유속은 0.3 mL/min으로 설정하였고, column oven의 온도는 30~70℃, reaction coil의 온도는 135℃로 분석하였다.
9. 전자혀 분석
블렌딩차의 맛 성분 패턴은 Yoon 등(2023)을 변형하여 측정하였다. 전자혀시스템(electronic tongue, ASTREEⅡ, Alpha MOS, France)을 사용하여 분석하였다. 전자혀 시스템은 인간이 기본적으로 느끼는 5가지 맛인 신맛(AHS-sourness), 짠맛(CTS-saltiness), 감칠맛(NMS-umami), 단맛(PKS-sweetness), 쓴맛(ANS-bitterness)의 센서와 2가지 보조 센서로 구성되어 있다. 각 시료는 균질 후 여과를 통해 particle을 제거하고, 각 샘플은 1 mL를 취하여 정제수 49 mL로 넣어 총 부피 50 mL가 되도록 희석한 시료액으로 전자혀 분석을 진행하였다. 전자혀 시스템의 sampler에 희석된 시료를 장착한 후, 2분간 센서에 시료액을 침지하여 개별적인 맛 성분의 강도를 측정하였다. 분석 중 각 샘플간의 오염과 오차를 줄이기 위해 한 샘플 분석이 끝날 때마다 정제수로 각 센서의 세척과정을 진행하였고, 샘플당 5반복 분석을 진행하였다. 또한 반복 측정 과정에서 발생할 수 있는 편차를 최소화하기 위해 동일한 환경 조건과 분석 절차를 유지하였으며, 분석 데이터는 통계적으로 처리하여 실험의 정확성과 재현성을 확보하였다.
10. 통계분석
모든 실험 결과는 SPSS 27.0 프로그램(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 통계처리 하였다. 일원 배치 분산분석(One-way ANOVA)으로 평균(mean, M)과 표준편차(standard deviation, SD)를 산출하였으며, 각 실험군 간의 유의성은p＜.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 유의성을 검증하였다.
결과 및 고찰
1. 우엉 기반 블렌딩 차의 수분 함량
우엉 기반 블렌딩 차의 수분 함량은 Table 1에 제시하였다. 우엉 단일 추출차(AA군)의 수분 함량은 6.13%, 메리골드 단일 추출차(TT군)의 수분 함량은 5.65%로, 우엉이 메리골드보다 상대적으로 높은 수분 함량을 나타내었다. 블렌딩차 중에서는 A1T2군의 수분 함량이 6.27%로 가장 높았으며, 그룹 간 차이는 통계적으로 유의하였다(p＜.05). 이러한 결과는 우엉의 친수성 특성으로 인해 메리골드와 혼합 시 수분 결합력이 증가한 데 기인한 것으로 판단된다(Nam et al., 2016). (Hwang & Kim, 2015)은 건조 우엉의 수분 함량을 5.6~6.0%로 보고하였고, (Kim & Kim, 2018)은 생우엉의 수분 함량이 80% 이상으로 매우 높으나, 건조 과정 중 상당한 수분 손실이 발생한다고 보고하였다. 또한, 우엉의 건조 조건, 열처리 조건, 가공 횟수 등에 따라 수분 함량이 변동되며, 이러한 요인은 최종 제품의 품질 특성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Kim & Kim, 2018; Son & Hwang, 2024). 본 연구에서 확인된 블렌딩 비율에 따른 수분 함량의 차이는 각 원료의 고유한 건조 특성뿐 아니라, 혼합 시 우엉의 친수성 특성으로 인한 수분 결합력 증가에 기인한 것으로 해석된다(Chen, Y et al,. 2022). 특히 TT군에서 상대적으로 낮은 수분 함량이 관찰된 것은 메리골드 원료의 건조 특성에 따른 결과로 판단된다. Domínguez-Niño 등(2025)은 우엉의 증숙 및 건조 횟수가 증가할수록 수분 함량이 감소한다고 보고하였으며, (Son & Hwang, 2024)은 볶음, 증제, 동결건조 등 다양한 가공 및 건조 방법이 우엉차의 수분 함량뿐 아니라 화학적 조성에도 영향을 미친다고 보고하였다. 이상의 결과를 종합하면, 우엉 및 메리골드의 원료 조성과 물리적 처리 조건, 그리고 블렌딩 비율은 최종 제품의 수분 함량에 직간접적으로 영향을 미치는 주요 요인임을 알 수 있다. 따라서 블렌딩 차의 제조 및 품질 관리 과정에서는 이러한 요인들을 종합적으로 고려할 필요가 있으며, 이는 제품의 관능적 품질, 저장 안정성 및 기능성 확보에 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
2. 우엉 기반 블렌딩 차의 색도 함량
우엉 단일 추출차(AA군)와 블렌딩차(A2T1군, A1T2군), 및 메리골드 단일 추출차(TT군)의 색도 측정 결과는 Table 2에 제시하였다. 명도(L값)는 AA군이 54.70으로 가장 높았으며, 메리골드 첨가 비율이 증가할수록 유의적으로 감소하여 A1T2군이 50.91로 가장 낮게 나타났다(p＜.001, Fig. 2). 이러한 결과는 우엉의 밝은 고유 색상이 블렌딩 과정 중 Maillard 반응과 색소 침착에 의해 감소한 것으로 판단되며, 혼합 원료의 비율이 추출액 색도에 직접 영향을 미친다는 선행 연구 결과(Jin et al., 2016; Kwon & Youn, 2014)와 일치하였다.
적색도(a값)는 모든 시료에서 음의 값을 나타냈으며, AA군이 –0.92로 가장 높았으나 블렌딩 비율의 증가에 따라 A2T1군(–3.23)과 A1T2군(-3.41)에서 유의적으로 감소하였다(p＜.001). 이는 블렌딩 원료로부터 유래한 엽록소, 카테킨 산화물 등 색소 성분의 영향을 반영한 결과로 보이며(Jin et al., 2016), 녹색 계열 색조의 증가는 소비자 관능 선호도 향상과 관련이 있다는 보고와도 부합한다(Jin et al., 2016; Son 2016).
황색도(b값)는 메리골드 첨가 비율이 증가함에 따라 일관된 상승 경향을 보였다. AA군의 b값은 4.09였으며, A2T1군(13.63)과 A1T2군(17.75)에서 유의적으로 높게 나타났다(p＜.001). 이러한 결과는 블렌딩 시 카로티노이드 및 플라보노이드 색소 간 상호작용에 기인한 것으로 해석된다(Wang et al., 2018). TT군의 명도 감소와 황색도 증가는 메리골드에 함유된 풍부한 카로티노이드 색소로 인한 자연스러운 색 강화 효과에서 비롯된 것으로 판단된다(Zhang et al., 2019). 한편, 적색도의 감소는 혼합 원료 내 클로로필 및 폴리페놀 화합물이 산화 또는 분해되어 적색 계열 색소가 약화되고, 상대적으로 녹색 계열 색조가 강화된 결과로 해석된다(Ošťádalová et al., 2015; Zhang et al., 2019). 이는 천연물 기반 블렌딩 과정에서 산화 반응 억제 및 색소 안정성 관리가 중요함을 나타낸다. 따라서, 본 연구의 색도 분석 결과는 블렌딩 비율 및 주요 색소 성분의 조절이 차 음료의 색감, 관능적 품질, 그리고 소비자 선호도 향상을 위한 제품 설계 및 품질 관리에 활용될 수 있음을 보여주며, 기능성 블렌딩차 개발의 기초자료로서 의미를 가진다.
3. 우엉 기반 블렌딩 차 추출물의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량
우엉 단일 추출차(AA군)와 블렌딩차(A2T1군, A1T2군), 및 메리골드 단일 추출차(TT군)의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량은 Table 3에 나타냈다. 우엉 단일 추출차(AA군)의 총 폴리페놀 함량은 74.39 mg GAE/100 g으로 가장 낮았으며, 메리골드 첨가 비율이 증가함에 따라 TT군에서 197.38 mg GAE/100 g으로 유의적으로 증가하였다(p＜.001). 총 플라보노이드 함량 또한 AA군(100.67 mg QE/100 g)에서 가장 낮았고, TT군(941.37 mg QE/100 g)에서 가장 높게 나타나(p＜.001), 메리골드가 블렌딩 차의 주요 항산화 화합물 공급 원임을 나타낸다. 우엉에는 클로로겐산, 카페산 등의 페놀성 화합물이 함유되어 있으나, 상대적으로 함량이 낮은 것으로 보고된 바 있다(Park et al., 2018). 선행연구에 따르면 우엉 추출물의 총 폴리페놀 함량은 약 10~15 mg GAE/100 g 수준으로 보고되었으며(Lee et al., 2015; Kim et al., 2015), 본 연구에서의 AA군이 이보다 높은 함량을 나타낸 것은 추출 용매, 시간 및 온도 등의 조건 차이에 기인한 것으로 판단된다. 또한 이는 우엉의 증숙 및 건조 가공 공정에 따른 항산화 성분 변동 경향과도 일치하는 결과이다(Lee et al., 2015).
혼합군(A2T1, A1T2)은 AA군과 비교하여 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량이 유의적으로 증가하였으며, 이는 메리골드 첨가에 따른 기능성 증진 효과를 나타낸다. 메리골드는 루테인, 퀘르세틴, 이소람네틴 등 다양한 폴리페놀 및 플라보노이드를 풍부하게 함유하고 있어 높은 항산화 활성을 가지는 것으로 알려져 있다(Mapeka et al., 2022; Builders et al., 2020). 혼합군(A2T1, A1T2)의 항산화 성분 증가는 메리골드의 고함량 항산화 화합물에 기인한 농도 효과로 해석된다. 한편, TT군이 가장 높은 항산화 성분 함량을 보이기는 하였으나, 우엉의 식이섬유와 프리바이오틱 성분, 구수한 향미가 메리골드의 선명한 색상 및 우수한 항산화 활성과 상호보완적으로 작용할 수 있음을 감안할 때, 메리골드 첨가 비율 조절을 통한 블렌딩 설계는 기능성 및 기호성을 동시에 향상시킬 수 있는 유효한 전략이라 판단된다. 따라서 본 연구 결과는 소비자 맞춤형 기능성 블렌딩 차 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.
4. 우엉 기반 블렌딩 차 추출물의 DPPH radical 소거능
우엉 단일 추출차(AA군)와 블렌딩차(A2T1군, A1T2군), 및 메리골드 단일 추출차(TT군)의 DPPH 라디칼 소거능(IC50)은 Table 4에 제시하였다. AA군의 IC50값은 170.90 μg/mL으로 가장 높아 DPPH 라디칼 소거능이 가장 낮았으며, 메리골드 첨가 비율이 증가함에 따라 IC50 값은 유의적으로 감소하였다(p＜.001). A1T2군 13.98 μg/mL과 TT군 11.30 μg/mL은 AA군에 비해 현저히 우수한 라디칼 소거능을 나타내었으며, 이는 메리골드 첨가가 블렌딩 차의 항산화 활성을 향상시켰음을 보여준다.
메리골드는 플라보노이드, 카로티노이드, 폴리페놀을 다량 함유하고 있어, 자유라디칼 소거 및 산화적 스트레스 완화에 기여하는 것으로 알려져 있다(Kang et al., 2018). 반면, 우엉에는 클로로겐산, 카페산 등의 페놀성 화합물이 함유되어 있으나(Kujawska et al., 2020), 전반적 항산화능은 메리골드에 비해 낮은 수준으로 보고되었다(Zhang et al., 2021). 본 연구에서의 DPPH 라디칼 소거능 증가는 메리골드 첨가에 따른 항산화 화합물 함량 증가에 기인하는 것으로 판단되며, 원료 간 상호작용보다는 농도 효과가 주요 요인으로 해석된다. (Son & Hwang, 2024)은 허브 블렌딩 차의 항산화 활성이 원료 비율 및 성분 간 상호작용에 따라 의해 영향을 받는다고 보고하였으며, 본 연구의 결과 또한 메리골드 첨가 비율 증가에 따라 IC50 값이 감소하는 경향을 나타내어 이와 유사한 양상을 보였다. 이러한 결과는 메리골드 첨가 수준의 조절을 통해 항산화 기능성과 관능적 특성을 동시에 고려한 최적의 블렌딩 설계가 가능함을 나타낸다.
5. 우엉 기반 블렌딩 차 추출물의 아질산 소거능
우엉 단일 추출차(AA군), 블렌딩차(A2T1군, A1T2군), 및 메리골드 단일 추출차(TT군)의 아질산 소거능 측정 결과는 Table 4에 제시하였다. 메리골드 첨가 비율이 증가함에 따라 IC50값은 유의적으로 감소하였으며, TT군 54.60 μ g/mL은 AA군에 비해 현저히 우수한 소거능을 나타내었다(p＜.001). 이러한 결과는 블렌딩 차의 아질산 제거 능력이 메리골드 함량에 비례함을 나타낸다(Skibsted, 2012).
메리골드는 루테인, 퀘르세틴, 카로티노이드 등 다양한 항산화 물질을 풍부하게 함유하고 있으며, 이들 성분은 아질산 및 활성 질소종의 안정화에 기여하는 것으로 알려져 있다(Skibsted, 2012). 반면, 우엉에는 caffeoylquinic acid 유도체를 비롯한 페놀성 화합물이 존재하나(Kwon & Youn, 2014; Moon et al., 2017), 그 항산화력은 메리골드에 비해 상대적으로 낮은 수준으로 보고되었다. 본 연구에서 확인된 아질산 소거능 증진은 메리골드 유래 항산화 성분의 기여와 함께 우엉-메리골드 간의 상호보완 효과에 기인하는 것으로 판단된다. (Moon et al., 2017)은 다양한 식물성 소재에서 총 폴리페놀 함량과 아질산 소거능 간의 양의 상관관계를 보고하였으며, 본 연구에서도 메리골드 비율 증가에 따른 총 폴리페놀 함량 상승과 아질산 소거능 향상이 유사한 경향을 보였다. 또한 (Son & Hwang, 2024)은 블렌딩 차의 원료 구성 비율이 아질산 소거능에 영향을 미친다고 보고하였으며, 본 연구 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 한편, 아질산은 식품의 가공 및 저장 과정 중 형성되며, 체내에서 니트로소 화합물로 전환되어 잠재적 발암성을 나타내는 것으로 알려져 있다(Tricker, 1997). 따라서 아질산을 효과적으로 제거할 수 있는 천연 항산화 소재의 탐색은 매우 중요하다. 본 연구는 메리골드 첨가에 따른 우엉-메리골드 블렌딩 차의 아질산 소거능 향상을 확인하였으며, 이는 천연 항산화 소재로서의 산업적 활용 가능성을 제시하는 결과로 사료된다.
6. 우엉 기반 블렌딩 차 추출물의 유리아미노산
우엉 단일 추출차(AA군), 블렌딩차(A2T1군, A1T2군), 및 메리골드 단일 추출차(TT군)의 유리아미노산 조성은 Table 5에 제시하였다. 총 23종의 아미노산이 검출되었으며, 블렌딩 비율에 따라 주요 아미노산의 조성이 뚜렷한 차이를 보였다. 필수 아미노산의 총 함량은 A2T1군에서 가장 높았고, 분지사슬 아미노산(Leucine, isoleucine, valine)의 함량은 TT군에서 유의적으로 증가하였다(p＜.05). 이러한 결과는 메리골드 첨가가 BCAA 축적에 효과적임을 나타내며, BCAA가 에너지 대사 및 근육 기능 향상에 기여한다는 선행 연구(Kim et al., 2011)와 일치하였다.
비필수 아미노산의 총 함량은 AA군(2,139.06 mg/100 g)에서 가장 높았으며, TT군(288.99 mg/100g)에서 가장 낮았다. AA군은 arginine, proline, histidine 함량이 상대적으로 높아, 이는 결합조직 대사 및 혈류 개선에 긍정적으로 작용할 수 있다(Han et al., 2013). 반면, TT군의 glutamic acid 함량 (53.62 mg/100 g)은 AA군(0.00 mg/100 g)에 비해 유의적으로 높았으며(p＜.01), 메리골드가 풍미 강화와 감칠맛 부여에 기여한다는 보고와 일치하였다(Kim et al., 2011). 한편, arginine, histidine, proline 등의 함량이 AA군에서 유의적으로 높은 것은 우엉이 체내 대사 활성 및 혈류 개선 관련 기능성 아미노산의 주요 공급원임을 나타낸다. 이러한 경향은(Hwang & Kim, 2015)이 보고한 우엉 추출물의 기능성 아미노산 조성과 유사한 양상을 보였다. 종합적으로, 우엉과 메리골드의 배합 비율은 유리아미노산 조성과 기능성 특성에 직접적인 영향을 미치는 주요 요인으로 판단된다. 블렌딩 비율 증가에 따라 메리골드 함량이 높아질수록 BCAA 및 glutamic acid 함량이 증가하여 피로 회복 및 근육 기능 개선에 유리한 조성을 나타내는 반면, 우엉의 비율이 높을 경우 arginine과 proline의 증가로 대사 활성 증진에 보다 효과적일 것으로 평가된다(Hwang & Kim, 2015). 따라서, 블렌딩 비율의 조절을 통해 특정 건강기능 목적에 부합하는 맞춤형 아미노산 조성을 설계할 수 있으며, 이는 기능성 블렌딩차 및 건강기능식품 소재 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
7. 우엉 기반 블렌딩 차 추출물의 전자혀 분석
전자혀를 이용하여 분석한 우엉 단일 추출차(AA군), 블렌딩차(A2T1군, A1T2군), 및 메리골드 단일 추출차(TT군)의 맛 프로파일은 Fig. 3에 제시하였다. 신맛(AHS), 단맛(PKS), 짠맛(CTS), 감칠맛(NMS), 쓴맛(ANS) 센서의 반응 강도는 시료 간 유의적인 차이를 보였다.
AA군은 단맛(PKS 8.60)과 짠맛(CTS 8.30) 센서의 반응이 높아 구수한 맛 중심 프로파일을 형성하였다. 이는 우엉의 가열 및 건조 과정 중 용해성 당질과 무기염류의 용출에 기인한 것으로 판단되며(Lee et al., 2015), 쓴맛(ANS) 및 감칠맛(NMS) 반응이 낮은 것은 폴리페놀 및 감칠맛 아미노산의 상대적 기여도가 제한적이기 때문으로 해석된다. 반면, TT군은 신맛(AHS, 8.50)과 감칠맛(NMS, 7.90) 반응이 높아 산미와 감칠 맛이 두드러진 특성을 나타냈다. 이는 구연산, 사과산 등의 유기산과 글루탐산 함량에 의한 것으로, 유기산 및 글루탐산이 차 음료의 산미와 감칠맛 형성에 주요하게 기여한다는 보고(Zou et al., 2018)와 일치한다. A2T1군은 쓴맛(ANS, 6.90) 반응이 상대적으로 높게 나타났으며, 이는 카테킨과 탄닌 등 폴리페놀 화합물에 의한 영향으로 판단된다. A1T2군은 신맛, 단맛, 짠맛, 감칠맛, 쓴맛 센서 반응이 모두 중간 수준으로 분포하여 가장 균형 잡힌 맛 프로파일을 보였다. A2T1군의 높은 쓴맛 반응은 폴리페놀 함량 증가와 항산화 활성 향상에 긍정적으로 작용할 수 있으나, 기호도 저하의 가능성도 존재한다. 반면 A1T2군은 맛 성분 간 상쇄 및 상호작용 효과로 기능성과 기호성을 동시에 확보한 최적의 블렌딩 비율로 평가되었다(Liu et al., 2023). 전자혀 분석 결과, A1T2군은 우엉-메리골드 블렌딩 차의 관능적 조화와 기능성을 동시에 고려한 최적 배합으로 확인되었다. 또한 전자혀 기술은 시료 간 맛 특성의 정량적 비교와 기능성 차의 관능 품질 검증, 그리고 배합 설계의 과학적 근거를 제시할 수 있는 유효한 분석 도구임이 확인되었다(Cho & Moazzem, 2022). 따라서, 추출 조성에 따른 맛 프로파일 변화를 체계적으로 평가함으로써 향후 소비자 맞춤형 기능성 블렌딩 차 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
요약 및 결론
본 연구에서는 우엉(Arctium lappa)을 기반으로 한 블렌딩차 추출물의 이화학적 특성, 기능성 성분, 항산화 활성 및 관능적 특성을 비교 분석하였다. 블렌딩 차는 단일 우엉차(AA군)에 비해 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량, 항산화 활성, 아미노산 조성 등 주요 기능성 지표에서 유의적으로 높은 값을 나타냈다(p＜.05). 수분 함량은 A1T2군에서 가장 높았으며(6.27%), TT군에서 가장 낮은 값을 보였다(5.65%). 색도 분석 결과, 메리골드 첨가 시 명도(L값)가 감소하였고(p＜.001), A1T2군에서는 황색도(b값)가 증가하여 시각적 품질이 개선되었다. 기능성 성분 분석 결과, TT군의 총 폴리페놀 함량은 AA군 대비 약 2.7배(197.38 mg GAE/100 g), 플라보노이드 함량은 9.4배(941.37 mg QE/100 g) 증가하였다. DPPH 라디칼 소거능(IC₅₀)과 아질산염 소거능(IC₅₀) 분석에서도 TT군(각각 11.30 μg/mL, 54.60 μg/mL)이 가장 우수한 활성을 나타냈다. 아미노산 조성 분석 결과, 총 23종의 유리아미노산이 검출되었으며 A2T1군은 필수 아미노산 함량이 가장 높았고, TT군은 BCAA 및 glutamic acid 함량이 유의적으로 증가하여 감칠맛 향상과 근육 개선에 기여할 가능성을 보였다. 반면 AA군은 arginine, proline, histidine 함량이 높아 대사 활성 증진에 유리하였다. 전자혀 분석에서는 A1T2군이 신맛(AHS), 단맛(PKS), 짠맛(CTS), 감칠맛(NMS), 쓴맛(ANS)의 특성을 동시에 갖춘 최적 블렌딩 비율로 평가되었다. 이상의 결과를 종합하면, 우엉에 메리골드를 함께 첨가한 A1T2 블렌딩 차는 단일 우엉 차보다 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화 활성, 아미노산 조성, 관능적 특성 측면에서 모두 우수한 품질 특성을 보였다. 따라서 우엉을 중심으로 한 식물성 소재의 블렌딩이 차 음료의 기능성과 품질 향상에 효과적임을 확인하였으며, 본 연구 결과는 향후 우엉 기반 기능성 차 제품 개발의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
Declaration of Conflicting Interests
The authors declare no conflict of interest with respect to the authorship or publication of this article.
Figure 1.
Images of dried burdock and marigold. (A) Arctium lappa L. (AA) (B) Tagetes erecta L. (TT)
Figure 2.
Comparison of the infusion colors of blended teas with different mixing ratios of burdock and marigold. Note. (a)Arctium lappa L.(AA) (b)Arctium lappa L. 1.0g + Tagetes erecta L. 0.5g(A2T1) (c)Arctium lappa L. 0.5g + Tagetes erecta L. 1.0g(A1T2) (d)Tagetes erecta L.(TT)
Figure 3.
Radar map of relative taste intensity of Arctium lappa L.-based blended tea Note. AA: Arctium lappa L., A2T1: Arctium lappa L. 1.0 g + Tagetes erecta L. 0.5 g, A1T2: Arctium lappa L. 0.5 g + Tagetes erecta L. 1.0 g, TT: Tagetes erecta L.
Table 1.
Moisture content of Arctium lappa L-based blended tea
1) AA: Arctium lappa L. A2T1: Arctium lappa L. 1.0g + Tagetes erecta L. 0.5g, A1T2: Arctium lappa L. 0.5g + Tagetes erecta L. 1.0g, TT: Tagetes erecta L.
2) Each value is presented as the mean ±standard deviation (SD).
3) Different letters within a column indicate significant differences based on Duncan’s multiple range test (p ＜.05)
***p ＜.001.
Table 2.
Hunter’s color values of Arctium lappa L-based blended tea
3) Different letters within a column indicate significant differences based on Duncan’s multiple range test. (p ＜.05)
***p ＜.001
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