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문제 정의
- 본 연구에서는 김 분말을 첨가하여 기능성 스폰지 케이크를 제조하였을 때의 반죽특성 및 제품의 물리화학적 변화와 상품화 가능성을 조사하였다. 김 스폰지 케 이 크의 수분함량은 대조구와 김 분말 2, 4, 6% 첨가시 는 차이 를 나타내지 않았으나, 8 및 10% 첨가시에는 증가하였으며, 단백질함량, 회분함량도 각각 유의적으로 증가하였다.
- 본 연구에서는 이러한 많은 장점을 지닌 김 분말을 첨가하여 기능성 스폰지 케이크를 제조하기 위하여 제조과정중 반죽의 상태와 제품의 특성을 조사하고 상품적 가치가 있는스폰지 케이크의 제조 조건 및 품질안정성 에 대하여 연구검토하였다.
가설 설정
- 2)Mean in a column sharing a common superscript letter is not significantly different (p>0.05).
- 2)Mean in a row sharing a common superscript letter is not significantly different (p>0.05).
제안 방법
- 1분간 저속(2단)에서 체에 전 처리한 밀가루를 투입 혼합하였다. 고무 주걱으로 아래에서 위로 저어 30초간 혼합하여 반죽을 완료하였으며, 케이크 반죽을 직경 33 cm, 높이 4 cm의 케이크 팬에 300 g 넣고, 상단 180℃, 하단 170℃ 온도로 오븐(W1,66OXD1,1OO XHl,850, 신신공업, 한국에서 20분간 구웠다. 구운 케이크 는 팬에서 분리시킨 후 상온에서 1시간 방치한 후 여러 실험 에 사용하였다.
- 스폰지 케이크를 실온에서 1시간 냉각시킨 후 texture analyzer(Model TX XT2i, Stable Micro Systems, England) 를 이용하여 p20(20 mm dia cylinder aluminium)을 장착하 여 시료를 2회 연속적으로 침입시켰을 때 얻어지는 forcetime curve로부터 hardness, cohesiveness, gumminess, chewiness, fracturability, adhesiveness, springiness 및 resilience 를 측정하였으며, 이때의 분석조건은 Table 2와 같았다.
- 스폰지 케이크의 관능평가를 위하여 실험실 학생 10명을 선정하여 결형성, 탄력성, 기공, 색상/밝기, 식감, 터짐성, 외관, 경도, 씹힘성, 촉촉함, 냄새 및 종합적인 맛을 5점 척도법으로 3회 반복하여 평가하였다.
- 시료 2 g에 H2SO4 4 mL, 식물분해저](HCIQ) 7 mL, H2O23 2를 가하여 분해장치 에서 낮은 온도로 서서히 가열하여 완전히 무색으로 변할 때까지 분해한 후, 20 mL 정용하여, atomic absorption spectrophotometer(Shimadzu, AAS-6501, Japan)를 사용하여 분석하였다. 분석조건은 plasma flow: 15 L/min, auxiliary: 0.
- 2μm membrane filter로 여 과한 후 40μL를 분석 하였다. 아미 노산 분석 기 (alpha autoanalyzer, LKB 4150)의 분석 조건은 ultrapac 11 cation exchange resin, 0.2 M Na-citrate 완중액 (pH 3.20, 4.25, 10.0) 유속 40 mL/hr, ninhydrin 유속 25 mL/hr, column temperature 50~80℃로 하였다.
- 외관은 디지털카메라(Digital Camera RDC-2, RICOH Co., TAIWAN)로 케이크 표면의 특성을 관찰하였고, 또한 각 시료의 내부구조를 관찰하기 위해서 동결 건조한 시료(10x10x10 mm)를 액체질소에 냉각시킨 후, 5x5x1 mm 의 크기로 절단하고 알루미늄 표본 지지대 위 에 얹고, JEOL 이온 도금기(JFC- 1100)를 이용하여 약 150 sec 정도 gold 코팅한 후 주사전자 현미경(scanning electron microscopy,S-3500N, HITACHI, Japan)을 이 용하여 가속전 압 15 KV에서 촬영하였다.
- 다. 즉, 반죽의 배합은 Table 1과 같이 박력 분 200 g, 계란 300 g, 설탕 240 g으로 하였으며, 케 이크의 믹싱 볼에 계란을 넣고 30초간 저속에서 전기 믹서 (Kitchen Aid Modle 5K5SSD, USA)로 혼합한 다음 설탕을 첨 가하고, 30초간 4단으로 혼합 한 후 고속(6단)으로 6분간 믹 싱 하였다. 1분간 저속(2단)에서 체에 전 처리한 밀가루를 투입 혼합하였다.
대상 데이터
- 스폰지 케 이크의 높이는 단면을 잘라서 template를 이용하여 5곳을 측정 하였다. 그리 고, 색도는 시 료를 실온까지 식힌 후, 색 차계 (Chroma Meter, CR-200b, Minolta, Japan)를 사용하여 3회 반복하여 L값(명도), a값(적 색도), b값(황색도)을 측정하였으며, 표준색판은 L값은 97.
- 스폰지 케이크 제조에 사용된 밀가루(수분 12.7%, 단백질 8.9%, 회분 0.3%, 박력 1등급)는 제일제당(주)에서 2001년에 생산된 것이며 김(laver, Porphyra tenera) 분말은 (주)동의해조음에서 제공받은 것이다.
데이터처리
- 모든 실험결과는 SAS 프로그램을 이용하여 통계처리하였고, 평균치와 표준편차는 Duncan의 다중범위검정(Duncan's multiple range test)으로 시료간의 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 스폰지 케이크는 공립 법 (sponge method)으로 제조하였다. 즉, 반죽의 배합은 Table 1과 같이 박력 분 200 g, 계란 300 g, 설탕 240 g으로 하였으며, 케 이크의 믹싱 볼에 계란을 넣고 30초간 저속에서 전기 믹서 (Kitchen Aid Modle 5K5SSD, USA)로 혼합한 다음 설탕을 첨 가하고, 30초간 4단으로 혼합 한 후 고속(6단)으로 6분간 믹 싱 하였다.
- 일반성분은 AOAC(ll)에 따라 수분은 상압가열건조법, 조단백질은 Kjeldahl법 , 조지방은 Soxhlet법, 조회 분은 건식회화법으로 각각 분석하였다.
- 케이크 반죽을 완료한 후,비중(specific gravity)을 AACC method(lO)에 따라 아래의 식으로 계산하였다.
성능/효과
- Ca와 Na 성분이 가장 많이 함유되어 있었으며, Zn은 김 분말의 첨가량이 증가할수록 점 차 감소하는 경 향을 나타내 었고, Zn은 Control0], Fe는 2% 첨가군이, Na, Cu 및 Mn은 4% 첨가군이, Ca는 6% 첨가군이 가장 높은 값을 나타내었다. 유리 아미노산의 함량은 L-glutamic acid, L-alanine, L-aspartic acid, L-leucine 등의 순서로 나타났으며, 김 분말 첨가량이 증가할수록 각각의 함량도 증가하였다.
- 유리아미노산의 함량은 김 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타났으며 , L-glutamic acid, L-alanine, L- aspartic acid 및 LTeucine 등의 순으로 검출되었다. 경도(hardness), 탄력 성 (springiness), 응집 성 (cohesiveness), 점 (gumminess), 씹힘 성 (chewiness), 복원성 (resilience)은 김 분말 첨 가량이 증가할수록 높은 값을 나타내었고, 스폰지 케이크의 외관은 작아졌으며, 주사현미경 관찰 결과 기공이 작아지고 큰 입자의 air cell이 나타났다. 또한 부착성 , 냄 새, 입 에 서 의 느낌, 촉촉함 및 종합적 인 관능검사 항목으로 보아 스 폰지 케 이크의 김 분말 최 적 첨 가량은 2%가 적당하였다
- 10과 같다. 기 공(pore)은 4%, 6%, 2%의 순으로 좋았으며, 입안에서의 느낌(mouth feeling)은 2, 4%에서 가장 좋았고 첨가량이 가장 높은 10%에서는 가장 낮은 점수를 얻었다. 외관(appearance) 및 경도(hardness)는 2, 4%에 가장 좋았고 다음으로 6, control, 8, 1。%의 순서 이 었다.
- 3에 각각 나타내었다. 김 분말을 첨가량이 증가할수록, air cell의 형성 이 억제되어져서 케이크의 높이도 감소하는 것을 알 수 있으며, 색은 짙어지는 결과를 나타내었다. 밀가루는 물에 불용성 인 글리 아딘과 글루테닌이 라는 단백질을 함유하고 있다.
- 를 나타낸 것 이다. 김 분말의 첨 가는 대조군에 비 해 케이크의 높이가 감소하였으며 첨가량이 증가할수록 높이의 감소가 현저하였다. Pomeranz 등(13)은 식이섬유를 첨가하여 빵을 제조하였을 때 부피가 감소하며 이러한 현상은 제조과정 중에 반죽의 가스 보유력이 감소했기 때문이라고 하였다.
- 가능성을 조사하였다. 김 스폰지 케 이 크의 수분함량은 대조구와 김 분말 2, 4, 6% 첨가시 는 차이 를 나타내지 않았으나, 8 및 10% 첨가시에는 증가하였으며, 단백질함량, 회분함량도 각각 유의적으로 증가하였다. 비중은 김의 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, 김 분말 10% 첨 가시 에는 0.
- 경도(hardness), 탄력 성 (springiness), 응집 성 (cohesiveness), 점 (gumminess), 씹힘 성 (chewiness), 복원성 (resilience)은 김 분말 첨 가량이 증가할수록 높은 값을 나타내었고, 스폰지 케이크의 외관은 작아졌으며, 주사현미경 관찰 결과 기공이 작아지고 큰 입자의 air cell이 나타났다. 또한 부착성 , 냄 새, 입 에 서 의 느낌, 촉촉함 및 종합적 인 관능검사 항목으로 보아 스 폰지 케 이크의 김 분말 최 적 첨 가량은 2%가 적당하였다
- 유리 아미노산의 함량은 L-glutamic acid, L-alanine, L-aspartic acid, L-leucine 등의 순서로 나타났으며, 김 분말 첨가량이 증가할수록 각각의 함량도 증가하였다. 또한 총 유리 아미노산 함량도 김 분말 첨 가량이 증가함에 따라 증가하였다.
- 김 스폰지 케 이 크의 수분함량은 대조구와 김 분말 2, 4, 6% 첨가시 는 차이 를 나타내지 않았으나, 8 및 10% 첨가시에는 증가하였으며, 단백질함량, 회분함량도 각각 유의적으로 증가하였다. 비중은 김의 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, 김 분말 10% 첨 가시 에는 0.674로서 케이크의 부피가 크게 감소함을 알 수 있었다. 무기질은 Ca와 Na 성분이 가장 많았다.
- 수분함량은 김 분말의 첨가량이 많을수록 높은 값을 나타내었으며, 단백질, 회분 및 조지방 함량도 모두 유의적으로 증가되었다(p>0.05). Yook 등(12)은 섬유소가 흡수율을 증가시키고, 보습성을 높여 빵의 경화를 지연시킹과 함께 저장성을 향상시킨다고 보고하고 있어, 수분은 케이크의 보수력과 밀접한 상관성을 가지며 케이크 특유의 촉촉하고 부드러운 감촉에 가장 영향을 많이 미치는 인자 중의 하나라고 할 수 있는데, 김 분말의 첨가에 의하여 수분함량이 증가한 것은 케이크의 노화 지연과 품질수명의 연장에 도움이 될 것이라 생각된다.
- Ca와 Na 성분이 가장 많이 함유되어 있었으며, Zn은 김 분말의 첨가량이 증가할수록 점 차 감소하는 경 향을 나타내 었고, Zn은 Control0], Fe는 2% 첨가군이, Na, Cu 및 Mn은 4% 첨가군이, Ca는 6% 첨가군이 가장 높은 값을 나타내었다. 유리 아미노산의 함량은 L-glutamic acid, L-alanine, L-aspartic acid, L-leucine 등의 순서로 나타났으며, 김 분말 첨가량이 증가할수록 각각의 함량도 증가하였다. 또한 총 유리 아미노산 함량도 김 분말 첨 가량이 증가함에 따라 증가하였다.
- Crust의 L, a, b값은 모두 대조구에 비하여 감소하였으며, crumb의 L과 b값도 유의적으로 감소하였다. 유리아미노산의 함량은 김 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타났으며 , L-glutamic acid, L-alanine, L- aspartic acid 및 LTeucine 등의 순으로 검출되었다. 경도(hardness), 탄력 성 (springiness), 응집 성 (cohesiveness), 점 (gumminess), 씹힘 성 (chewiness), 복원성 (resilience)은 김 분말 첨 가량이 증가할수록 높은 값을 나타내었고, 스폰지 케이크의 외관은 작아졌으며, 주사현미경 관찰 결과 기공이 작아지고 큰 입자의 air cell이 나타났다.
- 향미(flavor)에서는 2, 4%에서 가장 좋았으며, 종합적인 맛(overall acceptability)에서도 2, 4%에서 가장 좋았고 다음으로 6, control, 8, 10%이었으며, 10%에서 가장 낮은 점수를 얻었다. 이러한 결과로 보아, 전체적으로 좋은 점수를 얻은 케이크 제품은 김 분말이 2% 첨가되었을 경우이었다.
- 이들 단백질에 물을 넣어 반죽을 하면 밀가루특유의 단백질인 글루텐이 형성되는더], 이 글루텐이 팽창할 수 있도록 가스 보유력을 갖게 하는 막을 형성하게 된다. 주사현미경을 이용한 관찰에서 control, 2%, 4%는 기공이 작고, 많은 수의 air cell을 보여 주었는데, 김 분말의 첨가량이 증가할수록 기공이 커지고 큰 입자의 air cell이 형성됨을 알 수 있었다.
- 씹 힘 성(chewiness)의 경우 기계적 texture에서는 8%에서 가장 높은 값을 나타내었으나 관능검 사의 경우는 2, 4%의 경우에 가장 좋았다. 향미(flavor)에서는 2, 4%에서 가장 좋았으며, 종합적인 맛(overall acceptability)에서도 2, 4%에서 가장 좋았고 다음으로 6, control, 8, 10%이었으며, 10%에서 가장 낮은 점수를 얻었다. 이러한 결과로 보아, 전체적으로 좋은 점수를 얻은 케이크 제품은 김 분말이 2% 첨가되었을 경우이었다.
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