본 연구는 자주색 참마(Dioscorea alata L.)의 기능성 식품으로서 개발 가능성을 검토하고자 진행되었다. 추출 용매를 달리하여 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, 총 안토시아닌 함량과 항산화 활성을 측정하였다. 자주색 참마에 함유된 안토시아닌의 색소 안정성을 알아보기 위해 저장 및 가공 조건을 달리하여 측정하였다. 자주색 참마를 돈육 패티에 첨가하여 제조한 후 저장 기간에 따른 항산화 활성과 품질특성을 검토하였다.
동결건조한 자주색 참마 분말의 수분은 2.83%, 조단백 5.91%, 조지방 0.13%, 조회분 4.47%, 탄수화물의 함량은 86.67% 이었다. 무기질 함량은 칼륨 1765.69 mg/100 g, 인 236.60 mg/100 g, 마그네슘 79.65 mg/100 g, 칼슘 31.52 mg/100 g, 나트륨 29.06 mg/100 g, 철 4.47 mg/100 g 이었다.
추출 용매는 70% 에탄올과 증류수를 사용하여 추출하였다. 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드, 총 안토시아닌 함량을 정량하였다. 항산화 활성(ORAC, DPPH radical 소거 활성, ABTS radical 소거 활성, SOD 활성, 환원력)을 측정하여 항산화 활성을 비교하였다. 자주색 참마로부터 추출된 70% 에탄올 추출물은 증류수 추출물보다 높은 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 안토시아닌 함량과 항산화 활성을 나타내었다.
자주색 참마 안토시아닌의 색소 안정성을 측정한 결과, pH 1.0에서 가장 높은 흡광도를 나타냈으며, pH가 증가할수록 색소의 강도가 감소하였다. 저장 기간에 따른 각종의 유기산에 대한 변화를 10일 동안 측정한 결과, 저장 기간이 길어질수록 모든 유기산에서 색소가 감소하였다. 각 종 금속염을 첨가하여 비교하였을 때, Fe 이온 첨가가 다른 금속이온에 비해 색소 잔존율이 낮았다. 열의 영향을 알아보기 위하여 30℃, 60℃, 100℃에서 10시간 동안 저장한 자주색 참마의 안토시아닌 색소는 100℃에서 가장 낮은 잔존율을 보였으며, 온도가 높아질수록 색소가 크게 감소하였다. 빛의 영향을 알아보기 위하여 10일 동안 저장한 결과, 암소 조건과 빛 조건에서 각각 92%, 87% 잔존하여 자주색 참마의 안토시아닌 색소는 빛의 영향으로 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 저장 기간에 따른 각종 당에 대한 변화를 10일 동안 측정하였을 때, 저장 기간이 길어질수록 모든 당에서 색소가 감소하였다. 저장온도를 -40℃, -20℃, 4℃, 37℃로 하여 10일 간격으로 60일 동안 측정한 결과, 냉장 및 냉동온도에서 저장한 경우 37℃보다 높은 안정성을 보였다.
자주색 참마 분말을 첨가한 돈육 패티는 선행논문 및 예비 실험을 통하여 동결건조된 자주색 분말을 0%(D1), 2%(D2), 4%(D3), 6%(D4), 8%(D5)를 첨가하였고, 비교를 위한 대조군으로 BHT 첨가 돈육 패티를 제조하였다. 돈육 패티는 4℃에서 냉장 저장하면서 0, 3, 7, 14일차에 가열손실률, 직경감소율, pH, 색도, 수분, 조직감, TBARS, 총균수를 측정하였다. 자주색 참마 첨가량이 증가할수록 가열손실률 및 직경감소율은 낮아지는 경향을 보였다. 저장 기간이 길어짐에 따라 전체적으로 가열손실률과 직경감소율이 증가하였다(p<0.001). pH는 자주색 참마 첨가량이 증가할수록 높아졌다. 저장 기간별로 측정한 결과 14일차에 가장 낮은 값을 보였다(p<0.001). 색도에서 L값은 첨가량이 증가할수록 감소하였으나, a값은 높아지는 경향을 보였다(p<0.001). 조직감에서 경도, 씹힘성, 검성은 첨가량이 증가할수록 높아졌으며, 저장 기간이 길어질수록 높아지는 경향을 보였다(p<0.001). TBARS와 총균수는 저장 기간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 자주색 참마 분말 6% 이상 첨가군이 REF보다 지방 산패와 미생물 억제 효과가 높았다.
자주색 참마 분말을 첨가한 돈육 패티의 항산화 활성은 자주색 참마 분말의 첨가량이 증가함에 따라 항산화 활성이 높았다(p<0.001). 저장 기간이 길어짐에 따라, 총 안토시아닌 함량, DPPH radical 소거 활성, ABTS radical 소거 활성, 환원력은 감소하는 경향을 보였다. 총 폴리페놀 함량은 7일차까지 높아지다가 그 후 낮아지는 경향을 보였다.
자주색 참마 분말의 첨가량을 달리한 자주색 참마 돈육 패티의 관능적 특성은 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도에서 D3(4%)와 D4(6%)에서 높은 선호도를 보였다.

A study was conducted to examine the possibility of developing purple yam (Dioscorea alata L.) as a functional food by varying the extraction solvent and measuring the total polyphenol content, total flavonoid content, total anthocyanin content and antioxidant activities. In order to examine the pigment stability of anthocyanin contained in purple yam, a different storage and processing conditions were performed. Also, in order to increase the usability of purple yam, a test was prepared by adding it to pork patties, then measuring the antioxidant activities and quality characteristics, based on the storage periods.
The water content of the freeze-dried purple yam powder was 2.83%, crude protein 5.91%, crude fat 0.13%, crude ash 4.47% and carbohydrate content was 86.67%. The mineral content was K 1765.69 mg/100 g, P 236.60 mg/100 g, Mg 79.65 mg/100 g, Ca 31.52 mg/100 g, Na 29.06 mg/100 g, Fe 4.47 mg/100 g.
Extraction solvents were 70% ethanol and deionized water, and extracts were prepared to quantify total polyphenol content, total flavonoid content, total anthocyanin content, and antioxidant activities(ORAC, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity, SOD activity, reducing power). 70% ethanol extract extracted from purple yam showed higher total polyphenol content, total flavonoid content, total anthocyanin content and antioxidant activities than deionized water extract.
As a result of measuring the stability of purple yam anthocyanin, it showed the highest absorbance at pH 1.0 and the intensity of the stability decreased as the pH increased. Also when measured the changes in various organic acids for a 10 day storage period, the result showed as the storage period increased the pigments in all organic acids decreased. When comparing with the addition of various metal ions, Fe ion addition had a lower pigment retention rate compared to other metal ions. To find out the effect of temperature, the anthocyanin pigment of purple yam were stored for 10 hours at 30℃, 60℃, and 100℃. The study showed the lowest residual rate at 100℃, and the color decreased significantly as the temperature increased. To find out the effect of light, the anthocyanin pigment of purple yam were stored for 10 hours in the light and dark conditions. The result showed 92% of anthocyanin pigment remained under dark condition and 87% remained under light which proved the percentage reduced under the influence of light. The change of various sugars according to the storage period was also measured for 10 days and it proved the pigment decreased in all sugars as the storage period become longer. The storage temperature of -40℃, -20℃, 4℃ and 37℃ were measured at 10-day intervals for 60 days and the result showed the stability that is higher than when stored 37℃ of refrigeration and freezing temperatures.
Purple yam powder was added at 0%(D1), 2%(D2), 4%(D3), 6% (D4), 8%(D5) and BHT(REF) added pork patties were prepared for comparison. Pork patties were refrigerated at 4℃ and measured for cooking loss rate, diameter loss rate, pH, color, moisture content, texture, TBARS and TPC on 0, 3, 7, and 14 days. As the amount of purple yam added increased, the among of cooking loss rate and diameter loss rate tended to decrease. As the storage period increased, the cooking loss rate and diameter loss rate increased (p<0.001). The pH increased as the amount of added purple yam increased, and as for measurement result by storage periods, the lowest value was observed on the 14th day (p<0.001). In chromaticity, the L value decreased as the amount of addition increased, but the a value showed a tendency to increase (p<0.001). In terms of texture, hardness, chewiness, and gumminess increased as the amount of addition increased, and showed a tendency to increase as the storage period increased (p<0.001). TBARS and TPC tended to increase with the lapse of storage period, and it was confirmed that the purple yam powder added more than 6% was better at inhibiting fatty rancidity and microorganisms than REF.
As a result of measuring the antioxidant activity of pork patties added with purple yam powder, antioxidant activities increased as the amount of purple yam powder increased in all experiments (p<0.001). As the storage period increased, the total anthocyanin content, DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity, and reducing power tended to decrease, but the total polyphenol content increased until the 7th day and then decreased thereafter.
As a result of the sensory characteristics of pork patties with different addition amounts of purple yam powder, all evaluations except juiciness showed significant results. D3(4%) and D4(6%) showed high preference in color, flavor, taste, texture, and overall acceptability.