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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 전통 청국장으로부터 분리된 유용 고초균을 이용하여 고체발효를 통해서 녹차, 클로렐라, 뽕잎 등이 함유된 비지 발효물을 제조하여 쿠키제조에 이용하였으며 이들 제품의 이화학적 . 관능적 특성을 연구하여 비지 발효 물 함유 기능성 쿠키의 개발 가능성을 알아보았다.
가설 설정
- 4)S·R: spread ratio of cookies. 5)H: hardness of cookies (g force). 6) B: brittleness of cookies (number of peak).
제안 방법
- 대조군인 공시험은 미리 제조한 효소액을 100°C에서 30 분간 끓여서 활성을 잃은 검 액을 사용하였다(19). Protease 의 활성도는 Anson의 방법을 변형하여 측정하였다(20). 기질로 0.
- , UK)를 사용하여 조직감을 측정하였다. Texture analyzer의 조건은 Table 2의 조건으로 하였고 4.2 cm 간격의 두 지지대 사이에 쿠키를 얹고 Texture analyzer에 장착된 가로 7 cm에 두께 0.28 cm HDP/ BS probe가 쿠키표면에 닿은 후 5 mm 침투하게 해서 쿠키가 중심에서 부러질 때 생기는 조직적 특성을 측정하였다.
- 현재 건강식품 및 성인병 예방 식품에 대한 관심이 높아지면서 기능성 물질을 첨가한 다양한 쿠키에 관한 연구로 쌀 쿠키(11), 보리와 귀리를 첨가한 쿠키(12), 마늘을 첨가한 쿠키 (13), 당 알콜을 이용한 쿠키 (14), 감자껍질을 첨가한 쿠키(15) 등이 보고되고 있으나 아직 식이섬유가 풍부한 발효비지를 이용한 쿠키의 연구 보고는 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전통 청국장으로부터 분리된 유용 고초균을 이용하여 고체발효를 통해서 녹차, 클로렐라, 뽕잎 등이 함유된 비지 발효물을 제조하여 쿠키제조에 이용하였으며 이들 제품의 이화학적 . 관능적 특성을 연구하여 비지 발효 물 함유 기능성 쿠키의 개발 가능성을 알아보았다.
- 혈전 용해 효소 활성은 Astrup과 Mullertz의 fibrin plate method(17) 를 사용하여 측정하였다. 또한 비지 발효물의 peptide 생성 정도를 측정하기 위하여 Folin phenol 시약을 이용하여 발효 비지의 추출액 중에 존재하는 tyrosine 함량을 측정하였다 (18). 효소활성은 a-amylase와 protease로 나누어 역가를 측정 하였으며, 비지발효물 5 g에 0.
- 비지 45 g에 탈지대두미세분말 10%를 첨가한 후 클로렐라, 뽕잎, 녹차분말을 각각 2%씩 첨가하여 골고루 혼합하였다. 혼합된 시료는 autoclave를 이용하여 121°C에서 15분간 멸균한 뒤 고초균 B.
- 이 반응조건 하에서 1분간에 tyrosine 1 pg을 유리시키는 효소량을 1 unit로 하였다. 비지발효물의 점조도는 발효물을 증류수로 10배 희석하여 균질화한 후 여과액 13 mL를 원통형 점도계(HAAKE RheoStressl, Germany)에 Spindle(rotor GD43 KIN 53544 Titan)을 장착하여 measuring cup DG43을 사용하여 측정하였다 (21).
- 제조한 쿠키의 조직감은 포장(packaging) 상태에서 24시간이 지난 후 Texture analyzer(TA.XTplus, Stable Micro Systems, Lloyd Instruments Ltd., UK)를 사용하여 조직감을 측정하였다. Texture analyzer의 조건은 Table 2의 조건으로 하였고 4.
- 실시하였다. 쿠키는 실온에서 24시간이 지난 후에 똑같은 접시에 담아 제시하였으며 평가항목은 외관, 풍미, 단단함, 바삭거림, 구수한 맛 및 전반적 인 기호도이며 scoring test 중 9점 점수법으로 평가하였다. 그리고 각 특성은 강할수록 높은 점수를 주도록 하였으며 기호도는 특성 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다.
- 또한 비지 발효물의 peptide 생성 정도를 측정하기 위하여 Folin phenol 시약을 이용하여 발효 비지의 추출액 중에 존재하는 tyrosine 함량을 측정하였다 (18). 효소활성은 a-amylase와 protease로 나누어 역가를 측정 하였으며, 비지발효물 5 g에 0.02 M phosphate buffer(pH 7.0) 95 mL을 첨가한 뒤 실온에서 진탕 후 원심분리 (15, 000 rpm, 15 min)하여 상등액으로부터 효소액을 조제한 다음 효소 활성을 측정하였다. a-Amylase의 기질로는 1% 가용성전분(0.
대상 데이터
- 탈지 대두 미세분말(Defatted soy flour, DSF)은 Archer Daniels Midland Co.(Decatur, IL, USA)으로부터 구입하였으며, 클로렐라 분말은 (주)대상에서, 녹차는 보성산 녹차 가루(대호식품), 뽕잎은 (주)헬씨탑에서 구입하여 사용하였다. 쿠키 제조에는 밀가루(대한제분 1등급 박력분), 버터(무염, 서울우유), 설탕(제일제당), 소금(샘표) 등을 사용하였으며 그 외의 시약은 특급시약을 사용하였다.
- 관능검사는 훈련된 12명의 패널을 대상으로 실시하였다. 쿠키는 실온에서 24시간이 지난 후에 똑같은 접시에 담아 제시하였으며 평가항목은 외관, 풍미, 단단함, 바삭거림, 구수한 맛 및 전반적 인 기호도이며 scoring test 중 9점 점수법으로 평가하였다.
- 실험에 사용한 비지는 (주)풀무원에서 제공 받았으며 1 kg씩 비닐팩에 담아 -20°C 냉동고에 보관하였다. 탈지 대두 미세분말(Defatted soy flour, DSF)은 Archer Daniels Midland Co.
- 재래청국장에서 분리된 Bacillus subtilis GT-D 균주를 이용하여 생비지에 탈지대두미세분말(DSF), 뽕잎, 클로렐라 및 녹차를 첨가하여 비지발효물을 제조하였다. 비지 발효 물에서는 생비지에 비하여 점질물이 생성되면서 식이섬유 함량이 6배 정도 증가되었으며, tyrosine 함량이 크게 증가되었다.
- (Decatur, IL, USA)으로부터 구입하였으며, 클로렐라 분말은 (주)대상에서, 녹차는 보성산 녹차 가루(대호식품), 뽕잎은 (주)헬씨탑에서 구입하여 사용하였다. 쿠키 제조에는 밀가루(대한제분 1등급 박력분), 버터(무염, 서울우유), 설탕(제일제당), 소금(샘표) 등을 사용하였으며 그 외의 시약은 특급시약을 사용하였다.
데이터처리
-
통계처리
통계분석은 SAS 통계 package를 이용하여 Duncan's multiple range test를 실시하여 5% 유의수준에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- 비지발효물을 첨가한 쿠키의 재료 배합비는 Table 1과 같으며 쿠키는 AACC method 10-52(22)에 따라 제조하였다. 먼저 중탕한 쇼트닝과 설탕, 탈지분유, 중탄산나트륨을믹싱볼에 넣고 1단에서 3단까지 각 단계별로 1분씩 크림 상태가 될 때까지 전기믹서(model H-3841, Hobart, USA) 로혼합한 후 발효물과 첨가물을 넣은 후 5분간 크림화 시켰다.
- 비지와 비지발효물의 식이섬유를 포함한 일반성분은 AOAC방법(16)에 따라 측정되었다. 수분은 105°C 건조법, 조회분은 600°C 회화법, 조지방은 SoxHet 추출법, 조단백질은 Kjeldahl 질소 정 량법 에 따라 측정하였다.
- 비지의 고초균 발효에 이용된 균주는 Oh 등(9)이 재래식 청국장에서 분리 한 Bacillus subtilis GT-D를 MRS agar 배지를 이용하여 42°C에서 24시간 활성화 시켰다.
- 따라 측정되었다. 수분은 105°C 건조법, 조회분은 600°C 회화법, 조지방은 SoxHet 추출법, 조단백질은 Kjeldahl 질소 정 량법 에 따라 측정하였다. 원료비지의 수분 활성도는 25°C에서 AW SPRINT TH-500(Novasina, Swiss) 장치를 이용하여 측정하였다.
- 쿠키의 경도(hardness)를 측정하기 위해서 Snap test (Three-point break, triple beam snap)를 수행하였다(23). 쿠키가 중심에서 부러질 때 받는 최대힘(maximum force; g)을 경도(hardness)로 표시하고 지름 2 mm의 cylinder형 probe(P/2)를 쿠키속으로 8 mm 침 투시 켜 그래프(graph) 상에 나타나는 peak (hold 100 g) 의 개수 (number of peak) 를파쇄성(바삭바삭함; brittleness)으로 나타내었다.
- 쿠키의 퍼짐성(spread ratio)은 AACC Method 10-52(22) 의 방법을 사용하여 구하였다. 쿠키 6개를 이용하여 직경 (mm)과 높이 (mm)의 비로 나타낸 것으로 다음과 같은 식을 이용하여 구하였다.
- , Korea)로 2분 동안 5, 000 rpm에서 혼합한 후 시료의 pH를 측정하였다. 혈전 용해 효소 활성은 Astrup과 Mullertz의 fibrin plate method(17) 를 사용하여 측정하였다. 또한 비지 발효물의 peptide 생성 정도를 측정하기 위하여 Folin phenol 시약을 이용하여 발효 비지의 추출액 중에 존재하는 tyrosine 함량을 측정하였다 (18).
성능/효과
- 따라서 바삭바삭함을 나타내는 brittleness는 peak의 개수로 나타내는데, peak의 개수가 많을수록 brittleness가 우수하다(23). Brittleness는 클로렐라 함유 발효물로 제조한 쿠키에서 60.0으로 가장 높게 나타났으나 비지발효물을 첨가하지 않은 대조군과 부원료가 포함된 쿠키에서의 brittleness는 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 이는 비지발효물에 포함된 수분과 점질물이 쿠키의 brittleness 저하에는 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다.
- 4%로 나타났다(Table 3). Screw식 압착방식으로 얻어진 생비지는 거의 수분이 없는 상태를 보이고 있으나, 수분활성도 값은 0.938로 측정되면서 세균이 생육할 수 있는 충분한 조건을 갖추고 있었다. 따라서 생비지는 고초균에 의한 고체 발효를 통해서 생비지 성분 이외에 고초균이 생합성하는 점질물, 펩타이드 및 효소류를 함유하고 있었다.
- 이는 비지발효물에 포함된 수분과 점질물이 쿠키의 brittleness 저하에는 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다. 결국 발효물의 첨가 유무에 따른 brittleness는 크게 영 향을 받지 않았으며 경도 수치만 낮아지는 효과를 보였다.
- 경도에 대한 측정결과는 비지발효물을 첨가하지 않은 대조군이 8, 975 g으로 발효물을 첨가한 쿠키보다 2배 높게 나타났다. 발효물을 첨가한 쿠키가 대조군보다 더 부드러운 것으로 나타났으며, 그중에서 뽕잎 함유 비지발효물로 제조한 쿠키에서 경도가 가장 낮게 나타났다.
- 구수한 맛의 경우에서는 비지발효물과 클로렐라를 포함하는 비지발효물로 제조한 쿠키 에서 가장 높은 수치를 나타내었고 녹차를 첨가한 비지발효물로 제조한 쿠키 에서 가장 낮은 수치를 나타내었으며, 대조군과 시료들 간에는 유의적인 차이가 없었다. 전반적인 기호도는 부원료를 첨가하지 않은 비지발효물에서 가장 높은 점수를 나타내었다.
- 쿠키는 실온에서 24시간이 지난 후에 똑같은 접시에 담아 제시하였으며 평가항목은 외관, 풍미, 단단함, 바삭거림, 구수한 맛 및 전반적 인 기호도이며 scoring test 중 9점 점수법으로 평가하였다. 그리고 각 특성은 강할수록 높은 점수를 주도록 하였으며 기호도는 특성 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다.
- 2를 나타내면서 약알칼리성을 나타났다. 동시 에 단백질의 가수분해 정도를 나타내는 tyrosine 함량은 비지발효물에서 536 mg%로써 원료 비지보다 약 3배 정도 증가되었다. 특히 녹차를 첨가한 후 발효된 비지 발효 물에서 718 mg%로 대조구에 비하여 34% 높게 나타났다.
- 퍼짐성은 반죽 내 수분함량이 많을수록 작아지고 당의 용해성과 보습성에 기인한 반죽 점성에 의해 조절된다(26-29). 따라서 비지 발효 물의 점질 물이 포함하는 식이섬유(PGAJ어】 의해 쿠키 반죽의 퍼짐성에 영향을 미치며, 높은 수분함량의 비지발효물의 첨가에 따른 수분함량의 증가가 쿠기의 퍼짐성에 복합적으로 작용하는 것으로 사료된다.
- 938로 측정되면서 세균이 생육할 수 있는 충분한 조건을 갖추고 있었다. 따라서 생비지는 고초균에 의한 고체 발효를 통해서 생비지 성분 이외에 고초균이 생합성하는 점질물, 펩타이드 및 효소류를 함유하고 있었다. Im 등(24)이 보고한 비지 장의 일반성분에 비하여 발효비지의 단백질과 식이섬유 함량이 높은 것으로 나타났다.
- 부원료를 첨가한 비지발효물은 protease, amylase 및 혈전 분해효소 활성이 크게 증가되었으며, 풍미 개선 효과도 나타났다. 또한 비지발효물을 첨가하여 제조한 쿠키의 색도측정 결과 첨가하지 않은 대조군에 비하여 유의적인 차이는 없었으나 대조군이 69.45로 다소 밝게 나타났다. 쿠키의 퍼짐성은 부원료를 첨가하지 않은 비지발효물이 섞인 쿠키에서 9.
- 또한 녹차를 첨가한 비지발효물로 제조한 쿠키를 제외한 쿠키는 대조군보다 모두 높은 수치를 나타내었다. 또한 비지에 클로렐라와 녹차 및 뽕잎을 첨가하여 발효한 비지 발효 물이 풍미 개선에도 효과적인 것으로 나타났다.
- 3%이 었다. 반면에 비지 발효물의 수분 함량은 69%, 조단백질 8.8%, 조지방 1.9%, 조섬유 12.4%로 나타났다(Table 3). Screw식 압착방식으로 얻어진 생비지는 거의 수분이 없는 상태를 보이고 있으나, 수분활성도 값은 0.
- 발효물을 첨가한 쿠키가 대조군보다 더 부드러운 것으로 나타났으며, 그중에서 뽕잎 함유 비지발효물로 제조한 쿠키에서 경도가 가장 낮게 나타났다.
- 비지 발효 물에서는 생비지에 비하여 점질물이 생성되면서 식이섬유 함량이 6배 정도 증가되었으며, tyrosine 함량이 크게 증가되었다. 부원료를 첨가한 비지발효물은 protease, amylase 및 혈전 분해효소 활성이 크게 증가되었으며, 풍미 개선 효과도 나타났다. 또한 비지발효물을 첨가하여 제조한 쿠키의 색도측정 결과 첨가하지 않은 대조군에 비하여 유의적인 차이는 없었으나 대조군이 69.
- 비지 발효 물에서는 생비지에 비하여 점질물이 생성되면서 식이섬유 함량이 6배 정도 증가되었으며, tyrosine 함량이 크게 증가되었다. 부원료를 첨가한 비지발효물은 protease, amylase 및 혈전 분해효소 활성이 크게 증가되었으며, 풍미 개선 효과도 나타났다.
- 생비지의 고초균에 의한 고체 발효 시에 청국장 특유의 냄새를 가지며, glutamate중합체인 점질 물의 생성으로 증가된 점조성을 나타내었다. 비지발효물은생비지보다 약간 높은 pH 6.9값을 보였으며, 녹차를 첨가한 경우에 가장 높은 pH 7.2를 나타내면서 약알칼리성을 나타났다. 동시 에 단백질의 가수분해 정도를 나타내는 tyrosine 함량은 비지발효물에서 536 mg%로써 원료 비지보다 약 3배 정도 증가되었다.
- 생비지 및 발효비지의 일반성분은 Table 3에서 나타내는 것처럼 생비지의 수분 함량은 74%, 조단백질 6.9%, 조지방 0.9%, 조섬 유 2.3%이 었다. 반면에 비지 발효물의 수분 함량은 69%, 조단백질 8.
- 나타내고 있다. 생비지의 고초균에 의한 고체 발효 시에 청국장 특유의 냄새를 가지며, glutamate중합체인 점질 물의 생성으로 증가된 점조성을 나타내었다. 비지발효물은생비지보다 약간 높은 pH 6.
- 전반적인 기호도는 부원료를 첨가하지 않은 비지발효물에서 가장 높은 점수를 나타내었다. 이것은 외관과 풍미, 단단함, 바삭거 림, 구수한 맛에서 높은 관능평가 값을 보였으며, 이 쿠키의 경우 구운 갈색을 가지며 깨어 무는 강도가 좋고 바삭바삭함이 우수한 것으로 나타났다. 또한 녹차를 첨가한 비지발효물로 제조한 쿠키를 제외한 쿠키는 대조군보다 모두 높은 수치를 나타내었다.
- 관능검사 결과이다. 첨가된 비지발효물의 함량은 12%로 하였으며 6, 12, 18% 수준으로 첨가하였을 때 비지 발효 물 6%첨가에서보다 12%첨가하였을 때 쿠키의 선호도가 높았으며 18%의 경우 반죽의 성 형과정 에서 끈적이는 특성을 보였다(data not 아iown).
- 높았으며 부원료를 첨가한 비지발효물로 제조한 쿠키에서는 다소 낮게 나타났다. 쿠키의 경도는 비지 발효 물이 첨가되지 않은 대조군에서 8, 975 g으로 가장 높게 나타났고, 부원료 첨가 비지발효물로 제조한 쿠키에서는 경도가 유의적으로 낮게 나타났다. 특히, 클로렐라 함유 비지 발효 물로 제조한 쿠키의 경도가 3, 618 g으로 가장 낮게 나타내었으며, 가장 높은 바삭거림을 보였다.
- 쿠키의 밝기를 나타내는 L값은 유의적 인 차이가 있었으며, 비지 발효 물이 첨가되지 않은 군에서 69.45로 가장 높은 값을 보였다. 비지발효물을 첨가한 쿠키에서 밝은 정도(L값)가 낮은 것은 생비지를 발효하기 전 고온 살균으로 인한 갈변화 반응과 비지발효 중에 일어나는 비효소적 갈변화반응의 영향으로 일부 갈변화된 발효비지의 첨가에 기인한 것으로 사료된다.
- 조직감 분석 결과는 Table 6에 나타내었다. 쿠키의 퍼짐성은 비지발효물을 첨가하였을 때 첨가하지 않은 것보다 퍼짐성이 크게 나타났고 부원료를 첨가하지 않은 비지 발효 물을 섞은 쿠키에서 퍼짐성이 9.07로 가장 높은 값을 나타냈다.
- 클로렐라를 첨가한 발효물로 제조한 쿠키의 퍼짐성은 8.66, 뽕잎을 첨가한 발효물로 제조한 쿠키의 퍼짐성은 8.17, 녹차를 첨가한 발효물로 제조한 쿠키의 퍼짐성은 8.43으로 나타났다. 비지발효물을 첨가하지 않은 쿠키는 퍼짐성이 7.
- 동시 에 단백질의 가수분해 정도를 나타내는 tyrosine 함량은 비지발효물에서 536 mg%로써 원료 비지보다 약 3배 정도 증가되었다. 특히 녹차를 첨가한 후 발효된 비지 발효 물에서 718 mg%로 대조구에 비하여 34% 높게 나타났다. Oh 등⑼은 전지활성 생대두미세분말을 비지에 10% 수준으로 첨 가하여 고초균으로 발효시 킨 비 지발효물이 300 mg% 정도 tyrosine값을 함유한다고 보고하였다.
- 특히 발효비지의 식이섬유는 고초균에 의해서 생성된 점질 물에 기인하여 원료 생비지에 비해서 6배 정도 증가를 보였다. 탄수화물 함량의 감소는 고초균 발효 동안에 발효성 당의 소비에 기인한 것으로 보인다.
- 쿠키의 경도는 비지 발효 물이 첨가되지 않은 대조군에서 8, 975 g으로 가장 높게 나타났고, 부원료 첨가 비지발효물로 제조한 쿠키에서는 경도가 유의적으로 낮게 나타났다. 특히, 클로렐라 함유 비지 발효 물로 제조한 쿠키의 경도가 3, 618 g으로 가장 낮게 나타내었으며, 가장 높은 바삭거림을 보였다. 쿠키의 관능검사평가에서는 부원료를 첨가하지 않은 비지발효물로 제조된 쿠키의 선호도가 가장 높았으며, 뽕잎과 클로렐라 함유 비지 발효 물 순으로 나타났다.
- 武으로 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 혈전용해효소 활성은 기준 혈전분해효소(plasmin)에 대한 비교 값으로 표현할 때 생비지 인 대조구에서는 효소 활성이 검출되지 않았지만, 부원료를 첨가하지 않고 발효시킨 발효 비지는 34%, 뽕잎과 클로렐라 및 녹차를 첨가하여 얻은 발효 물의 경우는 각각 33, 30, 28%로 나타났다. Protease 및 a-amylase 효소활성의 경우 생비지에서는 역시 측정되지 않았으나 생비지 발효물과 부재료를 첨가하여 발효시킨 비지 발효 물에서 효소활성들이 높게 나타났다.
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