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문제 정의
- 한편, 요즈음 건강식품 및 성인병 예방 식품에 대한 관심이 높아지면서 기능성 물질을 첨가한 다양한 쿠키에 관한 연구들이 보고(Kim HY et al 2002, Lee JA et al 2002, Kim HY et al 2002, Shin IY et al 1999, Han JS et al 2004)되고 있으나 아직 구기자를 이용한 쿠키의 연구보고는 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 버터쿠키 제조에 구기자가 갖고 있는 약리 작용과 항산화성 및 천연색소를 활용하고자 구기자 분말의 함량을 달리하여 쿠키를 제조한 후 구기자 첨가 쿠키의 저장 과정 중 이화학적 특성과 항산화 효과를 확인하여 기능성 식품 개발과 구기자 이용의 효율성 증대를 모색하고자 하였다.
- 한편, 요즈음 건강식품 및 성인병 예방 식품에 대한 관심이 높아지면서 기능성 물질을 첨가한 다양한 쿠키에 관한 연구들이 보고(Kim HY et al 2002, Lee JA et al 2002, Kim HY et al 2002, Shin IY et al 1999, Han JS et al 2004)되고 있으나 아직 구기자를 이용한 쿠키의 연구보고는 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 버터쿠키 제조에 구기자가 갖고 있는 약리 작용과 항산화성 및 천연색소를 활용하고자 구기자 분말의 함량을 달리하여 쿠키를 제조한 후 구기자 첨가 쿠키의 저장 과정 중 이화학적 특성과 항산화 효과를 확인하여 기능성 식품 개발과 구기자 이용의 효율성 증대를 모색하고자 하였다.
제안 방법
- 시료유의 산가(acid value, AV)는 표준유지시험분석 법(1994)에 의해 측정하였고, 과산화물가(peroxide value, POV)는 AOCS Official Method 8-53(AOAC 199이으로 측정하였으며 meq/kg oil로 표시하였다. TBA가(thiobarbituric acid value, TBA)는 Tarladgis (Tarladgis BG et al I960) 등의 수증기 증류법에 따라 마쇄한 시료 2 g을 100 ml로 정용한 후, 20 ml를 취하여 Kjelda니 flask에 넣고 50% 염산용액 0.5 ml 를 가하여 수증기 중류시켜 50 ml 를 얻은 증류액 중 5 ml 에 TBA시약(0.02 M 2-thiobarbituric acid in 90% glacial acetic acid) 5 ml 를 마개 있는 시험관에 넣어 잘 혼합한 후 끓는 수욕 중에서 30분간 가열하였다. 이를 실온에서 20분간 냉각시킨 후 분광광도계 (UV-1601, Shimadzu, Japan)를 사용하여 530 nm 에서 흡광도를 측정하였다.
- 관능검사의 경험이 있는 목포대학교 식품영양학 전공 재학생을 선정하여 관능검사를 실시하기 전 각각의 항목에 대해 잘 인지하도록 충분히 설명하고 훈련한 후 패널들이 공복을 느끼는 정오시간을 피해 오전 10시부터 11시까지 관능검사를 실시하였다. 이렇게 훈련된 학부생 1。명을 선정하여 제조한 쿠키를 일정한 크기(2x5x1 cm)로 제공하였다.
- 본 실험에서 쿠키 재료 배합비는 Table 1과 같다. 밀가루 300 g, 버터 200 g, 설탕 200 g, 달걀 1개, 베이킹파우더 8 g을 배합하여 대조군을 제조하였고, 실험군은 대조군의 재료에서 밀가루를 제외한 나머지 재료의 조건은 모두 고정한 후 구기자의 첨가량만 달리하여 배합하였다.
- 제조한 쿠키의 조직감은 Rheometer(Sun compact 100, Sun scientific, Japan)를 이용하여 경도(hardness) 탄력성 (springiness), 응집성 (cohesiveness), 파쇄성 (brittleness), 점착성 (gumminess)을 5회 반복 측정하여 평균값을 이용하였고, Rheometer의 측정조건은 Table 2와 같다.
- 쿠키의 부피측정은 종자치환법으로 각 시료의 부피를 5회 반복 측정한 후 대조군을 기준으로 각 시료의 부피를 비율로 계산하였다.
- 쿠키의 색도 측정은 색차계 (Chromater CR-200, Minolta, Japan)로 측정하여 밝기(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)값을 5회 반복 측정하고 그 평균값으로 나타내었다. 이때 사용되는 표준백판(standard plate)은 L값 96.
- 이때 모든 시료들은 난수표에 의해 3자리 숫자로 매겨졌다. 평가내용은 쿠키의 품질특성에 영향을 미치는 색(color), 맛(taste), 향기(flavor), 질감(texture), 종합적 평가(overall acceptability)-g- 7단계로 평가하여 7점 채점법으로 기호도 검사법을 실시하였다. 평가방법은 관능검사 항목에 대해 (대단히 나쁘다: 1점, 매우 나쁘다: 2점, 조금 나쁘다: 3점, 보통이다: 4점, 조금 좋다: 5점, 매우 좋다: 6점, 대단히 좋다: 7점) 평가하여 숫자가 클수록 선호도가 높은 것으로 나타내었다.
대상 데이터
- 사용한 재료는 밀가루는 CJ주식회사(서울시 구로구)에서 2002년에 생산된 박력 1등급, 버터는 서울 우유(경기도 용인시), 설탕은 (주)삼양사(울산시 남구), 베이킹파우더는 (주)삼진식품, 달걀은 (주)풀무원(강원도 춘천시)이었으며, 구기자는 2002년 8월 초순 전남 진도군에서 생산된 건조품을 구입하여 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 평가방법은 관능검사 항목에 대해 (대단히 나쁘다: 1점, 매우 나쁘다: 2점, 조금 나쁘다: 3점, 보통이다: 4점, 조금 좋다: 5점, 매우 좋다: 6점, 대단히 좋다: 7점) 평가하여 숫자가 클수록 선호도가 높은 것으로 나타내었다. 관능검사 결과 시료간의 유의성 검증은 SPSS 통계 package(Mahony MD 1986)를 이용한 ANOVA test를 실시한 후 사후검증으로 Duncan's multiple range test(Duncan DB 1955)를 실시하였다.
이론/모형
- 50 ℃ 항온기에서 40일간 저장한 쿠키를 Folch법 (Folch JM et al 1957)에 의하여 유지를 추출하였다. 즉, 쿠키 100 g에 chloroform : methanol (2:1) 혼합용액 250 ml을 넣고 homogenizer로 마쇄한 후 여과하였다.
- 50 ℃ 항온기에서 저장한 구기자 쿠키를 Bligh와 Dyer법(Bligh EG & Dyer 1959)에 준하여 지질을 추출하였고 AOCS법(1973)에 따라 지방산을 유도체화하여 gas chromatography로 분석하였다. 즉, 시료 10 g에 50 ml 의 methanol과 25 ml 의 chloroform을 함께 넣어 2분 동안 균질화시키고 다시 25 ml의 chloroform을 넣어 30초 동안 균질화시켰다.
- 구기자를 첨가한 쿠키의 반죽제조방법은 생산공장에서 가장 보편적으로 사용하는 크림법(creaming method)을 사용하였다. 버터를 볼에 넣고 부드럽게 한 후 설탕을 넣어 어느 정도 녹으면 달걀을 조금씩 혼합하여 부드러운 크림으로 만들고, 여기에 팽창제를 넣어 혼합한 후 크림을 완성하였다.
- 여과액은 rotary vacuum evaporator로 40 ℃ 에서 감압 농축한 후 잔류하는 용매는 질소가스로 완전히 휘발시켜 총지질을 얻었다. 시료유의 산가(acid value, AV)는 표준유지시험분석 법(1994)에 의해 측정하였고, 과산화물가(peroxide value, POV)는 AOCS Official Method 8-53(AOAC 199이으로 측정하였으며 meq/kg oil로 표시하였다. TBA가(thiobarbituric acid value, TBA)는 Tarladgis (Tarladgis BG et al I960) 등의 수증기 증류법에 따라 마쇄한 시료 2 g을 100 ml로 정용한 후, 20 ml를 취하여 Kjelda니 flask에 넣고 50% 염산용액 0.
- 일반 성분은 A0AC법(1980)에 준하여 수분은 105 ℃ 건조법, 회분은 건식회화법, 조단백질은 KELTEC AUTO(Foss, 2200 Keltec)를 사용하여 Micro-Kjeldahl 법으로 분석하였다.
- 쿠키의 퍼짐성(spread ratio)은 넓이에 대한 두께의 비로 나타낸 것으로 AACC Method 10-52의 방법을 사용하여 5회 반복 측정 후 평균값을 이용하였다.
성능/효과
- 1~5와 같다. 경도(hardness)에 대한 측정결과는 쿠키 제조직후 대조군에 비하여 구기자 첨가량이 증가할수록 경도가 낮아졌다가 증가하는 경향을 보여주었다. 저장 기간이 길어짐에 따라 경도가 약간 낮게 나타났다가 높아지는 변화를 보였는데 이것은 쿠키 제조 후 수분이 존재할 때에는 경도가 낮아지나 수분이 증발되면서 경도가 높아지는 현상으로 생각된다.
- 구기자 쿠키의 산가를 살펴보면 저장 기간이 경과함에 따라 모든 실험구에서 유의적으로 증가하였고, 대조군보다 첨가구에서 훨씬 낮았다. 과산화물가는 저장 10일까지는 약간 증가하다가 그 후 30일까지 급격히 중가한 후 감소하는 경향을 보였으며, TBA가는 모든 처리구에서 저장 전 기간을 통하여 증가하였고, 구기자 첨가 쿠키가 대조군에 비해 낮은 값을 나타내 지방의 산화를 지연시켰음을 알 수 있었다.
- 6 meq/kg 이었으나 저장기간이 경과함에 따라 모든 실험구의 과산화물가가 유의적으로 증가하였다. 과산화물가의 증가 경향은 저장 10일까지는 약간 중가하다가 30 일까지 급격히 증가하였고, 그 후 감소하는 경향을 보였다. 실험구간에도 대조군은 지속적으로 증가하여, 저장 30일 경에는 30.
- 구기자 첨가 쿠키의 저장 중 과산화물가는 Fig. 7과 같이 저장 0일에 과산화물가는 3.2~3.6 meq/kg 이었으나 저장기간이 경과함에 따라 모든 실험구의 과산화물가가 유의적으로 증가하였다. 과산화물가의 증가 경향은 저장 10일까지는 약간 중가하다가 30 일까지 급격히 증가하였고, 그 후 감소하는 경향을 보였다.
- 88 이었으며 저장기간이 경과함에 따라 모든 실험구에서 산가가 유의적으로 증가하였다. 구기자 첨가량에 따른 변화를 살펴보면 대조군보다 첨가군에서 훨씬 낮았으며, 특히 5%와 10% 첨가 쿠키에서 가장 낮게 나타나 지질의 산화 억제에 매우 효과적이었다. 한편 저장 20일 이후부터 20% 첨가가 대조군보다 높게 나타나 오히려 산화를 촉진하는 것으로 나타났다.
- 구기자 쿠키의 TBA가가 전반적으로 대조군에 비해 낮은 값을 나타내 지방의 산화를 지연시켰음을 알 수 있었다. 구기자 첨가량에서는 5%와 10% 첨가 쿠키가 20% 첨가쿠키보다 낮은 TBA가를 나타내어 산가와 유사한 결과를 보였으며, 대조군이 가장 높게 나타났다.
- 구기자 첨가 쿠키의 저장 과정 중 이화학적 특성과 항산화 효과를 확인하여 기능성 식품 개발과 구 기자 이용의 효율성 증대를 모색하고자 하였다. 구기자 첨가량이 증가할수록 수분, 회분 및 조단백질 모두 높게 나타났고, 대조군에 비해 구기자 첨가 쿠키의 부피가 더 많이 증가하였으며, 퍼짐성은 구기자 5% 첨가쿠키가 가장 컸다. 색도에서 구기자 첨가량이 많을수록 L값은 낮게, a값과 b값은 높게 나타났으며, texture의 변화를 살펴보면 경도, 파쇄성 및 점착성은 구기자 첨가군이 대조군보다 높게 나타났고, 탄력성과 응집성은 대조군이 첨가군보다 높았다.
- 8과 같이 모든 실험구에서 저장 전 기간을 통하여 증가하였다. 구기자 쿠키의 TBA가가 전반적으로 대조군에 비해 낮은 값을 나타내 지방의 산화를 지연시켰음을 알 수 있었다. 구기자 첨가량에서는 5%와 10% 첨가 쿠키가 20% 첨가쿠키보다 낮은 TBA가를 나타내어 산가와 유사한 결과를 보였으며, 대조군이 가장 높게 나타났다.
- 55%를 나타내어 구기자 가루가 지방의 산화를 효과적으로 막았음을 알 수 있었다. 구기자 쿠키의 산가를 살펴보면 저장 기간이 경과함에 따라 모든 실험구에서 유의적으로 증가하였고, 대조군보다 첨가구에서 훨씬 낮았다. 과산화물가는 저장 10일까지는 약간 증가하다가 그 후 30일까지 급격히 중가한 후 감소하는 경향을 보였으며, TBA가는 모든 처리구에서 저장 전 기간을 통하여 증가하였고, 구기자 첨가 쿠키가 대조군에 비해 낮은 값을 나타내 지방의 산화를 지연시켰음을 알 수 있었다.
- (Cho HS & Park 2000). 구기자 쿠키의 저장에 따른 지질의 산가는 Fig. 6과 같이 저장 0일에 0.78~0.88 이었으며 저장기간이 경과함에 따라 모든 실험구에서 산가가 유의적으로 증가하였다. 구기자 첨가량에 따른 변화를 살펴보면 대조군보다 첨가군에서 훨씬 낮았으며, 특히 5%와 10% 첨가 쿠키에서 가장 낮게 나타나 지질의 산화 억제에 매우 효과적이었다.
- 구기자 첨가 쿠키를 50 ℃ 에서 저장하면서 지방산 함량의 변화를 살펴본 결과는 Table 8과 같다. 모든 시료에서 주요 지방산으로는 palmitic acid(Ci6：0) 가 가장 많이 차지하였고, 그 다음으로 oleic acid (Ci8：i), stearic acid(Ci8：0) 순으로 많았으며, 산화안정성에 크게 영향을 미치는 지방산으로 알려진 linolenic acid의 함량은 0.5% 정도를 나타내었다. 저장기간이 지남에 따라 대조군에서는 포화지방산의 함량비가 저장초기 63.
- 구기자 첨가량이 증가할수록 수분, 회분 및 조단백질 모두 높게 나타났고, 대조군에 비해 구기자 첨가 쿠키의 부피가 더 많이 증가하였으며, 퍼짐성은 구기자 5% 첨가쿠키가 가장 컸다. 색도에서 구기자 첨가량이 많을수록 L값은 낮게, a값과 b값은 높게 나타났으며, texture의 변화를 살펴보면 경도, 파쇄성 및 점착성은 구기자 첨가군이 대조군보다 높게 나타났고, 탄력성과 응집성은 대조군이 첨가군보다 높았다. 관능검사의 경우 구기자 5% 첨가 쿠키가 가장 높았고, 주요 지방산으로는 palmitic acid（Ci6；o） oleic acid（C18：i）, stearic acid（Ci8：o） 순으로 많았다.
- 구기자 쿠키의 일반성분 분석 결과는 Table 4와 같다. 수분함량 측정 결과는 대조군의 수분함량은 4.3%였으며, 구기자 5% 및 10% 첨가 쿠키는 5.1%, 그리고 20% 첨가 쿠키는 6.6%로 가장 높았다. 회분과 조단백질의 경우 대조군에 비해 구기자 분말 첨가량이 많을수록 높게 나타났다.
- 적색도(a)값과 황색도(b)값은 높게 나타났고, 대조군은 가장 낮았다. 이로써 관능평가의 색에서 가장 높은 점수를 보인 5% 첨가 쿠키는 밝기(L)값이 영향을 주는 것으로 보여졌다.
- 관능검사의 경우 구기자 5% 첨가 쿠키가 가장 높았고, 주요 지방산으로는 palmitic acid（Ci6；o） oleic acid（C18：i）, stearic acid（Ci8：o） 순으로 많았다. 저장 기간 중 대조군에서 polyenee 12.77~13.29%와 11.37~11.23%를 보여준 구기자 5% 첨가와 구기자 10% 첨가쿠키보다 낮은 7.27 ~6.55%를 나타내어 구기자 가루가 지방의 산화를 효과적으로 막았음을 알 수 있었다. 구기자 쿠키의 산가를 살펴보면 저장 기간이 경과함에 따라 모든 실험구에서 유의적으로 증가하였고, 대조군보다 첨가구에서 훨씬 낮았다.
- 5% 정도를 나타내었다. 저장기간이 지남에 따라 대조군에서는 포화지방산의 함량비가 저장초기 63.03~68.95%를 나타내어 60.33~64.19%와 58.85~64.27%를 나타낸 구기자 5% 첨가 쿠키와 구기자 10% 첨가쿠키보다 다소 높게 나타났고, polyenee 12.77 ~13.29%와 11.37 ~11.23%를 보여준 구기자 5% 첨가와 구기자 10% 첨가쿠키보다 낮은 7.27 ~6.55%를 나타내었다. Park BH et al (2001)은 녹차 수용성 추출물을 첨가하여 김부각의 지방산 조성을 살펴본 결과 녹차 추출물을 첨가한 것에서 지질의 산화가 억제되었음을 보고한 바 있는데, 본 연구에서도 구기자 가루가 지방의 산화 억제에 영향을 미치는 것으로 생각된다.
- 이는 수분함량이 많은 쿠키가 수분 함량이 적은 쿠키보다 퍼짐성이 적게 나타나 구울 때 반죽 내 수분함량이 많을수록 퍼짐성이 작아진 다는 연구결과(Doescher LC & Hoseney 1985)와 유 사하였다. 쿠키의 부피는 대조군 18.3 cm3, 구기자 5% 첨가 19.4 cm3, 10% 첨가 19.6 cm3, 20% 첨가는 22.3 cm3로 나타나 대조군에 비해 구기자 분말을 첨가한 쿠키의 부피가 더 많이 증가되는 것으로 나타났다. Lee JA et al (2002)의 보리와 귀리첨가 쿠키의 연구에서도 대조군보다 구기자를 첨가한 쿠키의 부피가 더 많이 증가되었다고 보고되어 본 결과와 비슷한 경향을 나타내었다.
- 특히 저장 4일째 급격하게 증가하였다가 저장 7일째 다시 감소하였는데, 이것은 파쇄성과 경도와의 texture인자로서의 관련성이 있는 것으로 생각된다. 쿠키의 점착성(gumminess)의 측정 결과는 구기자 첨가 쿠키가 대조군보다 높게 나타났고, 저장초기에 증가하다가 감소하는 경향을 보였다.
- 쿠키의 응집성(cohesiveness)의 측정결과는 대조군이 가장 높았으며, 전체적으로 비슷한 경향을 보였다. 쿠키의 파쇄성(brittleness)은 저장 기 간이 증가할수록, 대조군보다 구기자 첨가 쿠키에서 약간 높게 나타났다. 특히 저장 4일째 급격하게 증가하였다가 저장 7일째 다시 감소하였는데, 이것은 파쇄성과 경도와의 texture인자로서의 관련성이 있는 것으로 생각된다.
- 평가내용은 쿠키의 품질특성에 영향을 미치는 색(color), 맛(taste), 향기(flavor), 질감(texture), 종합적 평가(overall acceptability)-g- 7단계로 평가하여 7점 채점법으로 기호도 검사법을 실시하였다. 평가방법은 관능검사 항목에 대해 (대단히 나쁘다: 1점, 매우 나쁘다: 2점, 조금 나쁘다: 3점, 보통이다: 4점, 조금 좋다: 5점, 매우 좋다: 6점, 대단히 좋다: 7점) 평가하여 숫자가 클수록 선호도가 높은 것으로 나타내었다. 관능검사 결과 시료간의 유의성 검증은 SPSS 통계 package(Mahony MD 1986)를 이용한 ANOVA test를 실시한 후 사후검증으로 Duncan's multiple range test(Duncan DB 1955)를 실시하였다.
- 풍미에 있어서도 5% 첨가 쿠키에서 가장 높은 점수를 나타냈고, 조직감은 5% 첨가 쿠키가 5.46점으로 높게 나타났으며, 전반적인 기호도는 5%, 10%, 대조군 및, 20% 순으로 5% 첨가 쿠키가 가장 높은 결과를 나타내어 유의적인 차이(P<0.05)가 있었다.
- 37 meq/kg로 가장 높은 과산화물가를 나타내다가 그 후에는 감소하였다. 한편, 구기자 5%와 10% 첨가 쿠키는 대조군에 비해 상당히 안정한 효과를 보였지만, 20% 첨가 쿠키에 서는 대조군보다 더 높은 과산화물가를 나타내어 오히려 산화를 촉진하는 것으로 나타났다. 또한 모든 시료에서 30일 이후부터는 감소하는 경향을 보였다.
- 6%로 가장 높았다. 회분과 조단백질의 경우 대조군에 비해 구기자 분말 첨가량이 많을수록 높게 나타났다.
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