국민소득의 증가와 함께 서구화된 식생활은 육류 및 육가공품의 소비를 증가시켰다. 그러나 식육 가공제품에 아질산염과 같은 식품첨가물의 유해성이 알려지기 시작하면서 건강한 육제품을 개발하고자 하는 연구들이 진행 중이다.
아마란스(Amaranth)는 Amaranthus spp. L.에 속하는 일년생 아곡류(pseudocerea)로, 대부분 곡류에 대한 영양적 가치에 집중되어 있고 채소로서의 이용을 위한 연구는 상당히 제한되어 있다고 볼 수 있다.
본 연구에서는 아질산염을 대체하고 천연항산화제로서 아마란스 경엽(A. cruentus L. cauline leaf)을 첨가한 건강 지향적인 식육제품을 개발하기 위해 경장(지면으로부터 최하단 원가지가 발생한 지점)을 기준으로 생육단계부터 분석하여 고 항산화력 시점의 생육시기를 결정하였다. 기능성 육제품을 개발하기 위해 반응표면분석법(Response Surface Method)을 이용하여 고 항산화 시점의 아마란스 경엽 시료와 올리브유를 첨가한 아마란스 경엽 첨가 소시지의 제조조건을 최적화 하였다. 관능 최적화된 아마란스 경엽 첨가 소시지와 아마란스 경엽을 첨가하지 않은 대조군의 품질특성 및 저장기간에 따른 품질 특성을 연구하였다. 또한, 육가공품의 섭취와 관련된 대장암 세포에 아마란스 경엽이 미치는 영향을 알아보기 위해 대장암 세포인 CT-26의 세포에 미치는 영향을 확인하여 기능성 육제품으로서의 가능성을 확인하였다.
아마란스 경엽의 생육특성을 분석한 결과 ABTS 자유라디칼 소거능, 환원력, 총 플라보노이드는 경장 15 cm에서 DPPH 자유라디칼 소거능과 총 페놀은 20 cm에서 항산화력이 가장 높게 나타났으나 전체적인 최적 생육 시점은 15 cm로 나타났다(p<0.001).
최적 생육 시점으로 결정된 경장 15 cm의 아마란스 경엽 첨가 소시지를 제조한 후 품질특성을 분석한 결과 아마란스 경엽이 증가할수록 보수력은 증가하였고(p<0.05), 총 페놀(p<0.001), 총 플라보노이드(p<0.01), DPPH 자유라디칼 소거능(p<0.001) 및 ABTS 자유라디칼 소거능(p<0.05)에서 모두 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 기호도 평가결과 색(p<0.05), 조직감(p<0.05), 부드러움(p<0.01), 촉촉함(p<0.05) 및 전반적인 기호도(p<0.05) 항목에서 유의적인 차이를 보였으며 반응표면분석법을 이용하여 도출된 아마란스 경엽 첨가 소시지 소시지의 최적 배합비는 아마란스 경엽 분말 4.87 g, 올리브유 14.9 g이었다.
관능 최적화된 아마란스 경엽 첨가 소시지와 대조군 소시지의 품질특성을 분석한 결과 총 페놀(p<0.05), 총 플라보노이드(p<0.001), ABTS 자유라디칼 소거능(p<0.05) 및 환원력(p<0.05)의 항산화력에서 유의적으로 아마란스 경엽 첨가 소시지의 항산화력이 높았으며, 기호도 평가결과 색을 제외한 관능의 모든 항목에서 아마란스 경엽 첨가 소시지가 대조군보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
최적 생육조건으로 재배된 아마란스 경엽의 CT-26 세포 증식에 미치는 영향을 알아본 결과, 아마란스 경엽의 농도에 따라 유의적으로 생존율이 감소하였고(p<0.001), 20 ㎍/mL에서 40%미만의 생존율을 보였다. 관능 최적화된 아마란스 경엽 첨가 소시지와 대조군 소시지의 CT-26 세포 증식에 미치는 영향을 알아본 결과 농도 의존적으로 생존율이 감소하였으며, 아마란스 경엽 첨가 소시지의 생존율이 대조군에 비해 유의적으로 낮은 것으로 나타났다(p<0.05). 가장 생존이 낮았던 농도는 아마란스 경엽 첨가 소시지 120 ㎍/mL에서 7.19%으로 나타났다. CT-26 세포에 미치는 영향을 형태학적 변화로 관찰한 결과 시료 농도가 증가할수록 세포의 부착력을 상실하고, 세포들이 동그랗게 응축되고 세포크기가 작아졌으며 세포의 끝이 말라가는 변화가 관찰되었다.
저장기간 별 관능 최적화된 아마란스 경엽 첨가 소시지와 대조군 소시지의 품질특성을 분석한 결과 산가(p<0.001), 휘발성 염기태 질소(p<0.001) 및 과산화물가(p<0.001)에서 아마란스 경엽 첨가 소시지가 대조군 소시지에 비해 저장성 우수한 것으로 나타났다. 또한 총 페놀(p<0.05), 총 플라보노이드(p<0.05), DPPH 자유라디칼 소거능(p<0.05) 및 환원력p<0.001), 에서도 아마란스 경엽 첨가 소시지가 대조군보다 유의적으로 높은 것으로 나타났다. 총 균수 측정 결과 아마란스 경엽 첨가 소시지의 총균수가 대조군에 비해 유의적으로 낮은 것으로 나타나(p<0.01) 아마란스 경엽을 이용하여 육제품을 제조한 후에도 항산화력을 가지고 있음을 알 수 있었다.
이상의 연구 결과를 통해 아마란스 경엽은 기능성 소재로서 항산화효과와 CT-26 세포 생존율을 낮추며, 천연 항산화제로서 육류 가공품에 응용 가능성의 기초자료를 제공하고자 하였다. 소지자의 건강 지향적 요구를 반영한 새로운 품질의 육제품 개발에 응용 가능할 것으로 기대된다.

Amaranth, an annual pseudocereal belonging to Amaranthus spp. L., is one of the oldest crops in Central and South America. Amaranth leaves contain antimutagens and antioxidants. Amaranth cauline leaf extract prevents lipid oxidation, and hence lowers TBA and VBN values during storage. Amaranth cauline leaf is considered to be effective for lipid peroxidation of meat products, although there are only limited studies on meat and muscle-based products.
The purpose of this study was to determine the antixoidative and antimicrobial activities of Amranth(A. cruentus L.) cauline leaves to develop healthy meat products. The possibilities of using Amaranth cauline leaf powder as a functional ingredient in pork sausages were studied. Moreover, investigating the effect of cell growth inhibitory on CT-26 cell of Amaranth cauline leaf powder sausages. To determine the optimum mixing ratio of Amaranth cauline leaf powder and olive oil, the experiments were designed according the central composite design of response surface methodology. Also, Amaranth cauline leaf powder and starch were applied to a mixture design that combined the components of the mixture and was total 10 g.
The evaluation of the antioxidative activity of Amaranth cauline leaf revealed a trend, wherein the activity rapidly increased during the early growth phase and decreased thereafter. The overall antioxidative activity(total phenol, total flavonoid, DPPH radical scavenging activity, and reducing power) was maximum when the stem length was around 15 cm. Hence, Amaranth cauline leaf grown up to 15 cm were chosen for addition during sausage production.
The moisture content(p<0.01), water holding capacity(p<0.05), heating loss (p<0.05), and antioxidant activities as total phenol, total flavonoid, DPPH, and ABTS were shown to be significantly different between sausages. By analyzing the contour plots and evaluating the relationships between response and variables, an optimum formulation for the sausage, which had a moderate sensory scores on color, texture, tenderness, moistness, overall quality and highly accepted by panelists(p<0.05), was presented. It was suggested that the optimum formulation of Amaranth cauline leaf powder sausage was 4.87 g of Amaranth cauline leaf powder and 14.90 g of olive oil.
We compared optimized Amaranth cauline leaf powder sausages and control sausages(without Amaranth cauline leaf powder) and found that antioxidative activities revealed higher activity for the optimized sausages than the control those. Sensory evaluation, such as flavor, texture, taste, tenderness, moistness, and overall quality revealed significant differences between optimized Amaranth cauline leaf powder sausage and control sausage(p<0.05).
The extract of Amaranth cauline leaf, optimized Amaranth cauline leaf powder sausages and control sausages on the viability of CT-26 cells were dose-dependent of protein. The cell viability on CT-26 cell proliferation were significantly higher with Amaranth cauline leaf powder sausages than control sausages(p<0.05).
In the storage stability evaluation of uncooked optimized Amaranth cauline leaf powder sausage for 15days, uncooked optimized Amaranth cauline leaf powder sausage was detected to have highter oxidative stability than control those which was based on the volatile basic nitrogen, and antioxidant activities. The result of microbiological storage analysis explained that the addition of Amaranth cauline leaf powder could enhance the storage stability of sausages.
Therefore, the present study confirmed that Amaranth cauline leaf powder may be used as a functional ingredient to produce processed meat products. The findings of this study may serve as basic data for future studies optimizing various products containing Amaranth cauline leaf powder.