[논문 철회] 반응표면분석법을 이용한 젖산발효 도라지 추출물이 첨가된 도라지 농축액 제품의 최적화 연구

[Retraction] Characteristics and Optimization of Platycodon grandiflorum Root Concentrate Stick Products with Fermented Platycodon grandiflorum Root Extracts by Lactic Acid Bacteria

도라지 추출농축액과 발효도라지 추출액을 이용하여 휴대가 편이하고 식용이 간편한 도라지 추출농축액 스틱제품을 제조하기 위하여 관능적 특성과 항산화 및 항균 활성을 최적화 목적으로 품질의 특성을 분석하였고 최적 배합 레시피를 산출하였다. 중심합성계획법(CCD)에 따라 도라지 추출농축액($X_1$), 발효도라지 추출액($X_2$), 천년초 추출액($X_3$)의 양을 독립변수로 하여 실험계획을 하고 데이터를 분석한 후 최적화하였다. 쓴맛과 아린맛, 흐름성 및 전반적인 기호도 등 관능적 특성과 항산화 및 항균 활성의 기능적 특성 모두 P-value가 5% 이내에서 유의성을 보여 모델의 적합성이 인정되었다. 관능적 특성에서는 쓴맛, 아린맛 및 흐름성에서는 도라지 추출농축액이 증가할수록 맛 및 흐름성에 강도가 높아졌고, 천년초 추출액이 증가할수록 점성이 높아져서 흐름성에 대한 기호도가 높아졌으며, 관능적인 특성에서 배합비의 최적치를 쓴맛과 아린맛은 최저치를, 흐름성과 기호도는 최대치를 목적으로 하였다. 이때 도라지 추출농축액, 발효도라지 추출액 및 천년초 추출액을 최적 배합치는 각각 8.00 g, 18.38 g 및 20.00 g이었으며, 쓴맛, 아린맛, 흐름성 및 전반적인 기호도에 대한 관능 결과값은 각각 3.259, 1.491, 5.218 및 6.037을 보였으며, 만족도는 쓴맛, 아린맛, 흐름성 및 전반적인 기호도 각각 0.9753, 1.0000, 0.6336 및 0.9093이었고 전체적으로 관능적인 면에서 만족도는 0.8658로 나타났다. 항산화 및 항균 활성은 도라지 추출농축액, 발효도라지 추출액 및 천년초 추출액 모두 첨가량이 증가할수록 높아지는 결과를 보였으며, 최대치를 목적으로 하였을 때 최적 배합치는 도라지 추출농축액, 발효도라지 추출액 및 천년초 추출액 각각 12.00 g, 20.00 g 및 18.38 g이었다. 이때 결과는 각각 93.405%의 항산화 효과와 45.306시간 동안 기관지질환 유발세균의 생육을 저지하였으며 만족도는 항산화 활성은 1.0000이었고 항균 활성에 대한 만족도는 0.9684였다. 관능적 특성과 기능적 특성을 동시에 반응표면분석한 결과 최적배합치는 도라지 추출농축액, 발효도라지 추출액 및 천년초 추출액 각각 8.456 g, 20.00 g 및 20.00 g이었으며, 이때 결과는 쓴맛, 아린맛, 흐름성 및 전반적인 기호도가 각각 3.424, 1.700, 5.105 및 6.033이었고, 85.53%의 항산화 활성과 34.27시간 동안 생육시간이 저지되었다. 최적 배합치에서 아린맛에 대한 만족도는 변함이 없었으나 기타 관능적인 면에서 만족도와 기능적인 만족도는 낮아졌으며 전체적인 만족도는 0.7596이었다.

The purpose of this study was to determine the optimum Platycodon grandiflorum root concentrate (PGRC, $65^{\circ}Brix$), fermented P. grandiflorum root extract by Lactobacillus plantarum (FPGRE, $2^{\circ}Brix$), and cactus Chounnyouncho extract (Cactus-E, $2^{\circ}Brix$) for preparation of PGRC stick product with FPGRE using response surface methodology (RSM). The experimental conditions were designed according to a central composite design with 20 experimental points, including three replicates for three independent variables such as amount of PGRC (8~12 g), FPGRE (0~20 g), and Cactus-E (0~20 g). The experimental data for the sensory evaluation and functional properties based on antioxidant activity and antimicrobial activity were fitted with the quadratic model, and accuracy of equations was analyzed by ANOVA. For the responses, sensory and functional properties showed significant correlation with contents of three independent variables. The results indicate that addition of PGRC contributed to increased bitterness and acridity based on the sensory test and antimicrobial activity, addition of FPGRE contributed to increased antioxidant activity and antimicrobial activity, and addition of Cactus-E contributed to increased fluidity based on the sensory test, antioxidant activity, and antimicrobial activity. Based on the results of RSM, the optimum formulation of PGRC stick product was calculated as PGRC 8.456 g, FPGRE 20.00 g, and Cactus-Ex 20.00 g with minimal bitterness and acridity, as well as optimized fluidity, antioxidant activity, and antimicrobial activity.