비동결 파운드 케이크의 배합비를 반응표면분석법에 의해 여러 가지 동결방지제의 함량을 조절하여 결정하였다. 수분함량만이 동결방지제 함량과 선형관계를 나타내었으나, 다른 반응변수들은 quadratic모형으로 나타났다. 비동결 파운드 케이크에 제조시 함유되는 당류의 최적 배합비는 7736 : 0.0 : 20.4, 60.0 : 32.8 : 16.4, 70.8 : 11.2 : 19.6와 같이 3가지로 제시되었다. 최적배합비로 제조한 파운드 케이크의 냉동 시간은 기준 배합비로 만든 케이크보다 $45{\sim}27%$가 단축되었으며, 동결점은 $-20^{\circ}C$이하에서 나타났다. 동결방지제의 적절한 배합율을 적용하면 빙점강하에 의해 가공식품 냉동에 필요한 냉동 에너지 감소 효과를 얻으며 기존제품과 유사한 품질 특성을 구할 수 있음을 알았다.
비동결 파운드 케이크의 배합비를 반응표면분석법에 의해 여러 가지 동결방지제의 함량을 조절하여 결정하였다. 수분함량만이 동결방지제 함량과 선형관계를 나타내었으나, 다른 반응변수들은 quadratic모형으로 나타났다. 비동결 파운드 케이크에 제조시 함유되는 당류의 최적 배합비는 7736 : 0.0 : 20.4, 60.0 : 32.8 : 16.4, 70.8 : 11.2 : 19.6와 같이 3가지로 제시되었다. 최적배합비로 제조한 파운드 케이크의 냉동 시간은 기준 배합비로 만든 케이크보다 $45{\sim}27%$가 단축되었으며, 동결점은 $-20^{\circ}C$이하에서 나타났다. 동결방지제의 적절한 배합율을 적용하면 빙점강하에 의해 가공식품 냉동에 필요한 냉동 에너지 감소 효과를 얻으며 기존제품과 유사한 품질 특성을 구할 수 있음을 알았다.
The optimal formula for non-frozen pound cake was sought using a central composite design with a quadratic model, by response surface methodology (RSM). Behavior on supercooling, freezing time, theological properties, and sensory attributes of pound cake were studied by using various concentrations ...
The optimal formula for non-frozen pound cake was sought using a central composite design with a quadratic model, by response surface methodology (RSM). Behavior on supercooling, freezing time, theological properties, and sensory attributes of pound cake were studied by using various concentrations of sugar, sorbitol, and glycerol. The freezing temperature of standard pound cake was $-16.16^{\circ}C$. The hardness, freezing point temperature, and sensory properties were shown as a quadratic relationship whereas moisture content was analyzed by a linear model. Optimized formula for non-frozen cake were suggested to include (sugar:sorbitol:glycerol) 77.6:0.0:20.4, 60.0:32.8:16.4, and 70.8:11.2:19.6 (all % of total sugar) by RSM. The freezing tines of optimized non-frozen pound cake were reduced by $27{\sim}45%$. The freezing Points of optimized pound cake were depressed below $-20^{\circ}C$. Sorbitol and glycerol may be used as cryoprotectants and preserve the desired sensory attributes of pound cake at low temperatures.
The optimal formula for non-frozen pound cake was sought using a central composite design with a quadratic model, by response surface methodology (RSM). Behavior on supercooling, freezing time, theological properties, and sensory attributes of pound cake were studied by using various concentrations of sugar, sorbitol, and glycerol. The freezing temperature of standard pound cake was $-16.16^{\circ}C$. The hardness, freezing point temperature, and sensory properties were shown as a quadratic relationship whereas moisture content was analyzed by a linear model. Optimized formula for non-frozen cake were suggested to include (sugar:sorbitol:glycerol) 77.6:0.0:20.4, 60.0:32.8:16.4, and 70.8:11.2:19.6 (all % of total sugar) by RSM. The freezing tines of optimized non-frozen pound cake were reduced by $27{\sim}45%$. The freezing Points of optimized pound cake were depressed below $-20^{\circ}C$. Sorbitol and glycerol may be used as cryoprotectants and preserve the desired sensory attributes of pound cake at low temperatures.
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문제 정의
본 연구는 빙점강하제 혼합에 의해 발생하는 파운드 케이크 제품의 이미 또는 조직 변화 등과 냉동 제품의 품질 특성을 최소화하기 위해 반응표면분석법을 이용하여 비동결 파운드 케이크의 최적 배합비를 개발하고자 하였다.
제안 방법
조직감, 촉촉함을 측정하였다. 관능검사 시료에는 난수표를 이용하여 얻은 3자리 숫자를 표시하여 주었으며, 숙달된 21명의 검사원으로 대조구를 중심으로 시계방향으로 관능검사를 실시하였다.
기본 배합비로 만들어진 파운드 케이크의 물성 및 관능 특성을 기준으로 목표값을 정하여 ha&ess는 2, 927 g, 수분함량은 19.54%, 빙결점은 -20C 이하로 정했으며, 관능 특성인 감미도, 조직감, 촉촉함은 4점을 목표값으로 정하였다. 이와 같은 조건에서 구해진 예상 배합비는 Table 5에 나타내었다.
7%로 범위를 정하여 실험계획을 성립하였다. 기존의 제품과 유사한 관능치와 동결점 강하효과를 나타낼 수 있는 최적의 배합비를 찾기 위해 반응 항목으로서는 압축강도, 수분함량, 동결점, 관능검사(감미도, 조직감, 촉촉함)를 측정항목으로 설정하였다.
동결점 측정은 -25 C chamber에 높이 12 cm, 길이 20 cm인 파운드 케이크의 기하학적 중심부에 직경 2 mm인 J-형 열전쌍을 꼽은 후 컴퓨터 에 연결된 data logger(DT600, Datataker, Australia) 를 이용하여 1분 간격으로 온도변화를 연속 측정하였다.
반응표면분석법에 의해 만들어진 파운드 케이크의 압축강도는 두께 3 cm로 자른 각 시료의 중심 부를 texture analyzer(TA-HDi, Stable Micro system, Haslemere, UK) 를이용하여 압착시험을 실시하였다. 측정값은 10회 반복 시험치의 평균값으로 하였다.
비동결 파운드 케이크의 배합비를 반응표면분석법에 의해 여러가지 동결방지제의 함량을 조절하여 결정하였다. 수분함량만이 동결방지 제 함량과 선형 관계를 나타내었으나, 다른 반응변수들은 quadmtic모형으로 나타났다.
재료를 기본배합비 ( Table 1)로 파운드 케이크를 제조하였다. 박력분과 설탕, 베이킹 파우더를 넣고 반죽기(Hobart C-100, USA)로 저속(61 rpm)에서 30초 동안 혼합한 후, 버터와 계란의 반을 넣고 다시 저속에서 30초간 수화시킨 후, 고속(190 rpm)에서 1분간 혼합하였다.
최적의 배합비를 결정하기 위하여 반응표면분석법에 의해 구해진 배합비로 만든 시료들을 7점 순위 기호검사로 감미도, 조직감, 촉촉함을 측정하였다. 관능검사 시료에는 난수표를 이용하여 얻은 3자리 숫자를 표시하여 주었으며, 숙달된 21명의 검사원으로 대조구를 중심으로 시계방향으로 관능검사를 실시하였다.
측정값은 10회 반복 시험치의 평균값으로 하였다. 측정 모드는 TPA로 하였으며, probe는 직경 35 mm(P/35), 변형 률은 25%, trigger force는 40 g으로 설정한 후 측정하였다.
데이터처리
압착시험을 실시하였다. 측정값은 10회 반복 시험치의 평균값으로 하였다. 측정 모드는 TPA로 하였으며, probe는 직경 35 mm(P/35), 변형 률은 25%, trigger force는 40 g으로 설정한 후 측정하였다.
이론/모형
2와 같다. Glycer이을 중간값으로 고정했을 때에 설탕과 솔비톨은 각각의 함량이 증가함에 따라 hardness 는 상호연관성을 가지고 감소하는 경향을 나타내는 quadratic 모형으로 분석되었다. 설탕과 솔비톨 함량의 증가에 따라 수분함량은 선형적으로 감소하는 경향을 나타내었으나 감미도는 quadratic 모형으로서 증가하는 모습을 보였다.
배합표의 작성은 반응표면분석법에 의한 중심합성법 (central composite method)에 의해 Table 2와 같이 하였으며, 모형은 quadratic model로서 단일 block으로 13개의 실험 구로 결정하였다. 설탕 함량은 밀가루 대비 60%에서 140%로 범위를 결정하였으며, sorbitole 0%에서 100%, glycerole 0%에서 66.
성능/효과
최적배합비로 제조한 파운드 케이크의 냉동 시간은 기준 배합비로 만든 케이크보다 45~27%가 단축되었으며, 동결점은 -20C이하에서 나타났다. 동결방지제의 적절한 배합율을 적용하면 빙점강하에 의해 가공식품 냉동에 필요한 냉동 에너지 감소 효과를 얻으며 기존제품과 유사한 품질 특성을 구할 수 있음을 알았다.
그러나 설탕 대신에 전화당, 맥아당, 고과당, 솔비톨과 같은 여러가지 액체당을 대체한 실험 결과와(15) 유사하게 설탕을 제외한 다른 동결방지제인 솔비톨과 glycerol의 함량이 증가할수록 경도는 낮은 값을 나타내었으며, 케이크의 조직은 매우 연하게 물러지는 현상이 발생하였다. 설탕 함량이 적을수록 수분함량은 증가하는 경향으로 나타났으나, 관능검사의 감미도는 낮아졌다. 빙결점도 설탕만 60% 첨가한 경우에는 기본 배합비에 의해 제조된 파운드 케이크의 빙결점보다도 높은 -12C로 나타났다.
Glycer이을 중간값으로 고정했을 때에 설탕과 솔비톨은 각각의 함량이 증가함에 따라 hardness 는 상호연관성을 가지고 감소하는 경향을 나타내는 quadratic 모형으로 분석되었다. 설탕과 솔비톨 함량의 증가에 따라 수분함량은 선형적으로 감소하는 경향을 나타내었으나 감미도는 quadratic 모형으로서 증가하는 모습을 보였다. 조직감과 촉촉함에 대한 관능검사 결과는 능선 모양으로 상호간에 연관성이 있는 것으로 나타났다.
결정하였다. 수분함량만이 동결방지 제 함량과 선형 관계를 나타내었으나, 다른 반응변수들은 quadmtic모형으로 나타났다. 비동결 파운드 케이크에 제조시 함유되는 당류의 최적 배합비는 7736 : 0.
그러나 솔비톨이나 glycerol] 첨가된 파운드 케이크들의 빙결점은 본 실험의 냉동조건에서는 정확한 빙결점이 나타나지 않았으나 모두 -22C이하에서 형성된 것으로 추정되었다. 수삼의 빙점강하를 위해 솔비톨 또는 glycerol을 단독으로 사용한 경우보다, 혼합하여 사용한 경우에 빙결점을 더욱 낮출 수 있었으며, 각각의 고유한 불쾌 미 등을 상호보완적으로 상쇄시킬 수 있었다는 보고(4) 와 유사하게 빙점강하제의 단독 사용보다는 혼합 사용하는 것이 조직과 빙점강하에 우수한 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.
설탕과 솔비톨 함량의 증가에 따라 수분함량은 선형적으로 감소하는 경향을 나타내었으나 감미도는 quadratic 모형으로서 증가하는 모습을 보였다. 조직감과 촉촉함에 대한 관능검사 결과는 능선 모양으로 상호간에 연관성이 있는 것으로 나타났다.
6와 같이 3가지로 제시되었다. 최적배합비로 제조한 파운드 케이크의 냉동 시간은 기준 배합비로 만든 케이크보다 45~27%가 단축되었으며, 동결점은 -20C이하에서 나타났다. 동결방지제의 적절한 배합율을 적용하면 빙점강하에 의해 가공식품 냉동에 필요한 냉동 에너지 감소 효과를 얻으며 기존제품과 유사한 품질 특성을 구할 수 있음을 알았다.
참고문헌 (15)
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Mogens J. (1984) Early investigations in 'The quality of frozen foods' Academic press Inc. London, p.5-32
Matz, S.A. (1989) Freezing preservation of bakery products in 'Bakery Technology', Elsevier Science Publishers, USA, p.103-134
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Rouille, J., Le Bail, A. and Courcoux, P. (2000) Influence of formulation and mixing conditions on breadmaking qualities of French frozen dough, J. Food Engineering, 43, 197-203
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