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문제 정의
- 구기 자 가공에 관한 연구는 주로 물추줄물이나 알코올추출물을 이용한 음료개발 분야에 국한되어 있으며 구기자 분말을 이용한 가공분야에 대한 연구결과는 미흡한 상태이다. 따라서 본 실험에서는 식생활의 서구화로 인해서 소비가 증가하고 있는 케이크에 구기자 분말을 첨가하여, 케이크의 물리적, 관능적 특성에 미치는 영향을 검토하였다.
제안 방법
- 1. Changes in hardness of cakes prepared with the Lycium chinense flour substituted with powders at the levels of 4%, 8%, 12%, 16% and 20% during storage at 22℃.
- 관능검사 경험이 있는 식품공학과 학생들22명을 선정해 서 실험의 목적을 설명하고 시료의 평가방법 및 평가특성에 익숙해지도록 훈련을 한 후 관능검사를 3회 실시하였다. 훈 련은 매회 50분씩, 2주일에 걸쳐서 4회 실시되었다.
- Yellow layer cake는 AACC method 10-90(13)에 따라 제조하였으며, 배합비율은 Table 1과 같다. 구기자 분말은 밀 가루 중량에 대해서 4%, 8%, 12%, 16%, 20% 수준으로 혼합 하였으며, 밀가루를 비롯한 모든 건조 재료들은 미리 체질한 후에 혼합하여서 사용하였다. 건조 재료들을 믹서기(Kitchen Aid Model K45SS, Kitchen Aid Europa Inc.
- 구기자의 기능성을 지닌 케이크의 제조를 위해서 밀가루 의 4%, 8%, 12%, 16%, 20%를 구기자 분말로 대체한 후에, 케이크의 물리적, 관능적 특성을 조사하였다. 또한 저장기간 동안의 케이크의 경도와 수분함량의 변화를 측정호!■여, 케이 크의 품질변화에 미치는 영향을 검토하였다.
- 구기자가 케이크의 관능적 특성에 미치는 영향은 Table 6과 같다. 밀가루의 일부를 다른 소재로 대체하는 경우에는 케이크의 색상과 씹을 때의 조직감이 주로 영향을 받기 때문 에(18, 19, 22), 구기자의 첨가가 케이크의 품질특성에 미치는 영향을 색상, 씹을 때의 촉촉함성, 부드러움성 및 응집성 등으로 평가하였다. 껍질색과 내부색은 구기자의 첨가양이 증 가할수록 어둡고 진하게 평가되었으며, 이는 Hunter 값으로 표시 된 결 과(Table 4)와 같다.
- 저장기간 동안 케이크의 경도변화를 측정하기 위해서 케 이크를 폴리에틸렌 필름에 포장해서 22℃ 항온기에 6일 동안 저장하면서 이틀 간격으로 경도의 변화를 측정하였다. 제조당일의 수분함량과 저장 마지 막 날의 수분함량을 측정하여 저 장기 간 동안의 수분함량의 변화로 표시 하였다.
- 저장기간 동안 케이크의 경도변화를 측정하기 위해서 케 이크를 폴리에틸렌 필름에 포장해서 22℃ 항온기에 6일 동안 저장하면서 이틀 간격으로 경도의 변화를 측정하였다. 제조당일의 수분함량과 저장 마지 막 날의 수분함량을 측정하여 저 장기 간 동안의 수분함량의 변화로 표시 하였다. 케 이 크를 2x2x2 crrF으로 잘라 rheometer(Sun Scientific Co.
- 케이크의 중심 에서 단면을 잘라 AACC method 10-91 (13)에 따라 volume index, symmetry index 및 uniformity index를 측정하였다. 케이크의 crumb과 crust 색도는 색차계 (Color and color difference meter, TC-3600, Denshoku Technical Center, Tokyo, Japan)를 사용하여 L(명도), a(적색도), b(황색도) 및 Z(E값으로 표시하였다. 대조구와의 총색택의 차이점을 나타내는 JE 값은 아래 식으로 계산하였다.
- 케이크의 부피는 좁쌀을 이용해서 종자치환법 (14)으로 측정 하였고, 비 체적 (specific volume; cc/g)은 부피 를 케 이크의 무게로 나누어서 산줄하였다. 케이크의 중심 에서 단면을 잘라 AACC method 10-91 (13)에 따라 volume index, symmetry index 및 uniformity index를 측정하였다.
- 각 시료를 평가한 후에 입 안을 헹굴 생수도 실온으로 제공이 되 었다(16). 평가 항목은 외관특성으로는 케이크의 껍질색 및 내부색을, 텍스 쳐 특성 으로는 부드러 움성, 촉촉한 정도 및 응집 성 을 조사하였다. 전체적인 선호도 조사는 식품공학과 학생들 90명을 대상으로 별도로 실시하였다.
- 관능검사 경험이 있는 식품공학과 학생들22명을 선정해 서 실험의 목적을 설명하고 시료의 평가방법 및 평가특성에 익숙해지도록 훈련을 한 후 관능검사를 3회 실시하였다. 훈 련은 매회 50분씩, 2주일에 걸쳐서 4회 실시되었다. 각 시료 마다 무작위로 조합된 3자리 숫자가 주어 졌으며, 2.
대상 데이터
- 구기자는 청양농협에서 건구기자를 구입하여 분쇄하여 40 mesh 체를 통과시켜 사용하였으며, 밀가루는 (주)대한제 분, 쇼트닝은 (주)하인즈, 설탕은 (주)삼양사 제품으로 시중에서 구입하여 사용하였다.
- 평가 항목은 외관특성으로는 케이크의 껍질색 및 내부색을, 텍스 쳐 특성 으로는 부드러 움성, 촉촉한 정도 및 응집 성 을 조사하였다. 전체적인 선호도 조사는 식품공학과 학생들 90명을 대상으로 별도로 실시하였다. 특성항목은 9점 척도를 이용 해서 측정하였으며, 가장 낮은 평점은 1점, 강도가 증가할수록 높은 점 수를 주도록 훈련하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과는 SPSS 통계프로그램(17)을 이용하여 ANOVA를 실시하였으며 유의적인 차이가 있으면 Duncan's multiple range test를 실 시 하여 집 단간의 유의 성 (p<0.05)을 검증하였다.
이론/모형
- Yellow layer cake는 AACC method 10-90(13)에 따라 제조하였으며, 배합비율은 Table 1과 같다. 구기자 분말은 밀 가루 중량에 대해서 4%, 8%, 12%, 16%, 20% 수준으로 혼합 하였으며, 밀가루를 비롯한 모든 건조 재료들은 미리 체질한 후에 혼합하여서 사용하였다.
- 반죽의 비중은 AACC method 10-15(13)에 따라 아래 식 으로 계산하였으며, 반죽의 점도는 Brookfield digital vis- cometer(Model LVDV-E, Brookfield Eng. Labs., USA)를 이용하여 반죽이 끝난 후에 반죽 130 g을 100 mL 비커에 취하여 30 rpm에서 #4 spindle을 이용하여 3회 측정하였다. ,
- 측정 조건은 table speed 120 mm/min, graph interval: 30 m/sec, distance: 50%, load cell: 2 kg이었다. 케이크 내부 의 수분함량은 105℃ 상압건조법(15)으로 측정하였다.
- 케이크의 부피는 좁쌀을 이용해서 종자치환법 (14)으로 측정 하였고, 비 체적 (specific volume; cc/g)은 부피 를 케 이크의 무게로 나누어서 산줄하였다. 케이크의 중심 에서 단면을 잘라 AACC method 10-91 (13)에 따라 volume index, symmetry index 및 uniformity index를 측정하였다. 케이크의 crumb과 crust 색도는 색차계 (Color and color difference meter, TC-3600, Denshoku Technical Center, Tokyo, Japan)를 사용하여 L(명도), a(적색도), b(황색도) 및 Z(E값으로 표시하였다.
성능/효과
- 껍질색과 내부색은 구기자의 첨가양이 증 가할수록 어둡고 진하게 평가되었으며, 이는 Hunter 값으로 표시 된 결 과(Table 4)와 같다. 구기 자가 12% 이상 첨 가되 었 을 때는 케이크의 촉촉한 성질이 유의적으로 커지는 것으로 평가되었다. 부드러운 성질은 구기자를 16% 이상 첨가하게 되면 떨어지는 것으로 평가되었다.
- 구기자 분말은 붉은 색이기 때문에 첨가량이 증가할수록 대조구와 색상의 차이가 현저하게 나타났다(Table 4). 껍질 색은 구기자 분말의 첨가량이 커질수록 밝기를 나타내는 L 값은 낮아지면서 어두워졌으며, 적색을 나타내는 a값과 황 색을 나타내는 b값은 현저하게 감소하였다.
- 껍질색은 구기자의 첨가량이 증가함에 따라 갈색이 진해지고 어두워졌으며, 내부색은 첨가량이 증가함에 따라 어둡고 주황색이 진해졌다. 구기자를 4%, 8% 함유 한 케 이 크는 촉촉함과 부드러 움성 , 기 호도에서 대조구와 차이가 없는 것으로 평가되어 케이크에 대한 구기자 분말의 최적 대체비율은 4~8%로 나타났다.
- 구기자 분말은 붉은 색이기 때문에 첨가량이 증가할수록 대조구와 색상의 차이가 현저하게 나타났다(Table 4). 껍질 색은 구기자 분말의 첨가량이 커질수록 밝기를 나타내는 L 값은 낮아지면서 어두워졌으며, 적색을 나타내는 a값과 황 색을 나타내는 b값은 현저하게 감소하였다. 또한 대조구와 의 총색택의 차이를 나타내는 JE 값의 변화도 16%와 20% 를 첨가한 케이크에서 가장 크게 나타났다.
- 구기자 함량이 12%, 16%, 20%인 반죽의 비중은 유의성있게 감소하였지만, 케이크의 비 체적은 20% 첨가구를 제외하고는 차이를 나타 내지 않았다. 껍질색은 구기자의 첨가량이 증가함에 따라 갈색이 진해지고 어두워졌으며, 내부색은 첨가량이 증가함에 따라 어둡고 주황색이 진해졌다. 구기자를 4%, 8% 함유 한 케 이 크는 촉촉함과 부드러 움성 , 기 호도에서 대조구와 차이가 없는 것으로 평가되어 케이크에 대한 구기자 분말의 최적 대체비율은 4~8%로 나타났다.
- 또한 대조구와 의 총색택의 차이를 나타내는 JE 값의 변화도 16%와 20% 를 첨가한 케이크에서 가장 크게 나타났다. 내부색도 구기자 의 첨가량이 증가할수록 L값이 낮아져 어두워 지는 것을 보 여주었으며 적색과 황색을 나타내는 a값과 b값은 첨가량이 증가할수록 증가하였으나, 구기자의 색이 붉은 색이라 적색 을 나타내는 a값은 현저하게 증가함을 알 수가 있었다. 총색 택의 차이도 구기자의 첨가량에 따라서 유의적으로 증가하는 것을 보여주었다.
- 구기자를 첨가한 케 이크의 경도는 당일에는 대조구보다 낮았으나, 저장기간 동 안의 경 도증가는 대 조구보다 높게 나타나 6일 째 는 대 조구와 유사하게 경도가 측정이 되었다. 대조구는 이틀 안에 경도가 증가하고 변화가 없는 반면에, 구기자를 첨가한 케이크는 저장기간 동안 경도가 꾸준히 증가하는 것으로 나타났다. 구기자의 첨가는 저장기간 동안의 수분함량(Table 5)에는 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.
- 껍질 색은 구기자 분말의 첨가량이 커질수록 밝기를 나타내는 L 값은 낮아지면서 어두워졌으며, 적색을 나타내는 a값과 황 색을 나타내는 b값은 현저하게 감소하였다. 또한 대조구와 의 총색택의 차이를 나타내는 JE 값의 변화도 16%와 20% 를 첨가한 케이크에서 가장 크게 나타났다. 내부색도 구기자 의 첨가량이 증가할수록 L값이 낮아져 어두워 지는 것을 보 여주었으며 적색과 황색을 나타내는 a값과 b값은 첨가량이 증가할수록 증가하였으나, 구기자의 색이 붉은 색이라 적색 을 나타내는 a값은 현저하게 증가함을 알 수가 있었다.
- 케 이크의 비 체적은 반죽에 혼 입된 공기의 양에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 실험 에서는 구기자를 첨가한 반죽의 비중이 전반적으로 대조구 보다 낮게 나타났으나, 구기자 분말을 20% 첨가한 경우를 제외 하고는 케 이 크의 부피 에는 차이가 없는 것으로 나타났다. 케이크의 부피는 공기의 혼입양 외 에도 구울 때 케이크 의 골격을 형성시켜주는 글루텐의 양과도 관련이 있으며, 본 실험 에서는 밀가루의 20%를 구기자로 대 체한 경우에 글 루텐 희석효과 때문에 부피가 작아진 것으로 보인다.
- 밀가루내의 전분은 반죽의 점성을 유지 시 켜주고 케 이크를 굽는 동안에 전분의 호화가 일어나 케 이크의 부피 를 유지 하게 되 지 만, Yi 등(19)은 마를 첨가한 스폰지 케이크의 경우에 7% 이상을 첨가하면 케이크를 구 울 때 반죽내의 열 전달기작이 영향을 입어 중심부가 평평하 게 된다고 보고하였다. 본 실험에서는 구기자로 밀가루의 20%를 대 체한 경우에 부피가 감소하고 중심부가 들어가는 경향을 보여주었다.
- 반면에 Miller와 Hcsney(20)는 잔산검을 첨가하여 반죽의 점성을 증가시키 면 반죽에 공기 가 효율적으로 혼입 되어 비중이 낮아진다고 발표하였다. 본 실험에서는 구기자의 첨가로 인해 반죽의 점도는 낮아지고 비중은 증가한 것으로 나타났다.
- 4%의 범위를 보여주었다. 비록 케 이크의 수분함량에는 차이가 없는 것으로 나타났으나, 관능 검사 결과는 구기자의 첨가량이 높을수록 촉촉하다고 평가 되었다. 이는 구기자에 들어있는 당성분이 수분과 결합하는 성질 때문에 케이크내부가 촉촉한 특성을 지니기 때문에 케 이크의 경도도 낮게 측정되는 것으로 보인다.
- 씹을 때의 응집성은 4% 첨가구를 제외하고는 대조구보다 유의적으로 크게 나타났다. 전반적인 선호도를 보면 구기 자를 4%, 8% 첨가한 경우에는 대조구 와 같은 선호도를 나타냈으나, 12% 이상 첨가한 경우에는 선호도가 유의적으로 떨어지는 것으로 나타났다.
- 내부색도 구기자 의 첨가량이 증가할수록 L값이 낮아져 어두워 지는 것을 보 여주었으며 적색과 황색을 나타내는 a값과 b값은 첨가량이 증가할수록 증가하였으나, 구기자의 색이 붉은 색이라 적색 을 나타내는 a값은 현저하게 증가함을 알 수가 있었다. 총색 택의 차이도 구기자의 첨가량에 따라서 유의적으로 증가하는 것을 보여주었다. 구기자에는 과당과 포도당, 설탕을 포 함해서 유리 당이 16.
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