[논문]무 잼 재료 혼합비율의 최적화

박정은; 김미정; 장명숙

doi:10.3746/jkfn.2009.38.2.235

[국내논문] 무 잼 재료 혼합비율의 최적화
Optimization of Ingredient Mixing Ratio for Preparation of Chinese Radish (Raphanus sativus L.) Jam 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.38 no.2, 2009년, pp.235 - 243

박정은 (단국대학교 식품영양학과) , 김미정 (안양대학교 식품영양학과) , 장명숙 (단국대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구는 무의 저장성을 높이고 무를 이용한 가공식품 개발의 일환으로 반응표면분석법(RSM: Response Surface Methodology)을 이용하여 무 잼 제조 시 최적의 재료 혼합 비율을 찾고자 하였다. 잼의 품질에 가장 영향을 미치는 설탕, 펙틴과 구연산 첨가율을 독립변수로 설정하였고, 범위는 예비실험을 거쳐 각각 $45{\sim}70%$, $0.5{\sim}2.0%$, $0.2{\sim}0.5%$로 하였다. 실험 결과를 모델링하여 유의성을 검증한 결과 당도, 명도, 적색도, 황색도, 견고성은 linear 모델이, 관능검사 모든 항목에서는 quadratic 모델이 설정되었다. 모델의 적합성을 분석한 결과 적색도와 관능검사 항목 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 probability가 모두 5% 이내에서 유의성을 보이고, 적합결여검증의 결과에서도 적색도와 관능검사 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 5% 이내의 유의성을 보여 모델의 적합함이 인정되었다. 반응표면과 trace plot의 결과 설탕과 펙틴 첨가율이 많아질수록 색은 어둡고 노랗게 되었고 견고성은 증가하였다. 관능검사 결과에서도 설탕 첨가율에 의하여 많은 영향을 받았으며, 적정 수준 이상의 설탕, 펙틴과 구연산을 첨가할 경우에는 좋아하지 않음을 알 수 있었다. 무 잼의 최적 재료 혼합비율을 설정한 결과 설탕 53.7%, 펙틴 1.0%, 구연산 0.3%로 설정되었고, 이 조건으로 직접 무 잼을 만들어 물리적 특성을 측정해 본 결과와 예측한 결과와 유사한 값을 보였다. 본 실험의 최적 조건으로 만든 무 잼의 경우 시판하고 있는 잼의 당도와 견고성의 중 간 값 정도의 범위에 포함되어 잼으로서의 상태가 양호한 것을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 무를 이용한 잼 가공이 가능한 것을 알 수 있었고 무 잼의 최적의 상태를 만들기 위한 조건도 설정되어 이를 이용한 무 잼의 산업화도 가능할 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to find the optimum ratio of ingredients in the Chinese radish jam. The experiment was designed according to the RSM (response surface methodology), which included 18 experimental points with 4 replicates for three independent variables (sugar $45{\sim}70%$, pectin $0.5{\sim}2.0.%$, citric acid $0.2{\sim}0.5%$). The compositional and functional properties of the prepared products were measured, and these values were applied to the mathematical models. By use of F-test, sweetness, color values (L, a, b), and firmness were expressed by a linear model, while the sensory characteristics (color, smell, taste, texture and overall acceptance) were by a quadratic model. In the numeric optimization, the optimal ingredient amounts were 53.7% sugar, 1.0% pectin, and 0.3% citric acid. And in the graphical optimization, 53.9% sugar, 1.0% pectin, and 0.3% citric acid; these data were equivalent to 0.6985 desirability, indicating that the values were almost equivalent to the numerical optimization points. The above results demonstrate the feasibility of Chinese radish jam, and therefore, the commercialization of a Chinese radish jam marketed as a functional food is deemed possible.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 무의 저장성을 높이고 무를 이용한 가공식품 개발의 일환으로 반응표면분석법(RSM: Response Surface Methodology)을 이용하여 무 잼 제조 시 최적의 재료 혼합비율을 찾아 맛과 품질이 우수한 무 잼을 개발하고자 한다.
본 연구는 무의 저장성을 높이고 무를 이용한 가공식품 개발의 일환으로 반응표면분석법(RSM: Response Surface Methodology)을 이용하여 무 잼 제조 시 최적의 재료 혼합 비율을 찾고자 하였다. 잼의 품질에 가장 영향을 미치는 설탕, 펙틴과 구연산 첨가율을 독립변수로 설정하였고, 범위는 예비실험을 거쳐 각각 45～70%, 0.

제안 방법

Canonical 모형의 수치 최적화(numerical optimization)와 혼합물 성분의 모형적 최적화(graphical optimization)를 통하여 재료 혼합비의 최적화를 선정하였고, 그 때의 점을 예측하였다. 수치 최적화는 canonical 모형을 근간으로 하는 모델의 계수에 각 반응에 대한 목표 범위(goal area)를 설정하고 다음 식에 의하여 구하였다.
관능검사를 하기 위하여 30명의 관능검사원(단국대 식품영양학과 대학원생)을 통하여 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도의 5가지 특성에 대하여 기호특성 조사를 9점 평점법으로 실시하였다. 이 때 “대단히 좋음(like extremely)”을 9점, “대단히 싫음(dislike extremely)”을 1점으로 하여 평가하였다.
모든 측정은 10회 반복하였다. 기기의 측정 조건은 pre-test speed 5.0 mm/s, test speed 1.0 mm/s, post test speed 5.0 mm/s, strain deformation 50%로 설정하였다.
당도는 굴절당도계(N2, Atago Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 5회 반복하여 측정하였다.
, Minneapolis, MN, USA)을 사용하였다. 독립변수로는 잼의 품질에 영향을 줄 수 있는 재료인 설탕(A), 펙틴(B), 구연산(C)의 양을 설정하였다. 종속변수로는 당도, 색도(L, a, b값), 경도, 관능 검사(색, 냄새, 맛, 조직감과 전반적인 기호도)를 설정하였다.
5%로 정하였으며, 실험점의 재료 혼합비율은 Table 1과 같다. 모든 실험순서(Run)는 구획에 따른 오차를 없애기 위하여 무작위로 실행하였고, pseudo component는 실제 성분의 조합으로 실험 디자인의 구조와 모델의 적합성을 쉽게 보여주기 위해 나타내었다. 혼합물 내에서 각 성분이 미치는 영향을 알아보기 위하여 설정된 반응별로 모델링화를 하였고, 분석은 모델에 대한 F-test와 lack of fit test를 통하여 유의성 검사를 하였다.
여기서 D는 overall desirability(32), d는 각각의 desirability, n은 response의 수이다. 모형적 최적화는 각 반응에 대한 최소 혹은 최대 제한점을 결정하여 입력하였을 때 가능한 범위에서 그래프가 중첩되는 부분으로 구하였다.
0454를 나타내어 linear 모델에 대한 적합성이 인정되었다. 선택되어진 모델의 타당성을 조사하기 위해 나머지(residual)의 분해를 통한 적합결여검증(lack of fit test)을 하게 된다. 같은 수준에서 반복측정 하였을 때 다른 결과를 가져오는 오차를 추정하고 나머지 변동에서 모델에 대한 적합 추론을 해야 타당성 있는 조사인 것이다(33).
혼합물 내에서 각 성분이 미치는 영향을 알아보기 위하여 설정된 반응별로 모델링화를 하였고, 분석은 모델에 대한 F-test와 lack of fit test를 통하여 유의성 검사를 하였다. 선택된 모델에 대한 반응표면과 trace plot을 이용하여 일정한 비율에서 다른 요소들이 고정되는 동안 각 혼합물 성분변화에 따른 영향을 가식화하였다.
종속변수로는 당도, 색도(L, a, b값), 경도, 관능 검사(색, 냄새, 맛, 조직감과 전반적인 기호도)를 설정하였다. 설탕, 펙틴과 구연산의 첨가율의 최소 및 최대 범위는 예비실험을 거쳐 무 페이스트 양에 대하여 각각 45～70%, 0.5～2.0%, 0.2～0.5%로 정하였으며, 실험점의 재료 혼합비율은 Table 1과 같다. 모든 실험순서(Run)는 구획에 따른 오차를 없애기 위하여 무작위로 실행하였고, pseudo component는 실제 성분의 조합으로 실험 디자인의 구조와 모델의 적합성을 쉽게 보여주기 위해 나타내었다.
Canonical 모형의 수치 최적화(numerical optimization)와 혼합물 성분의 모형적 최적화(graphical optimization)를 통하여 재료 혼합비의 최적화를 선정하였고, 그 때의 점을 예측하였다. 수치 최적화는 canonical 모형을 근간으로 하는 모델의 계수에 각 반응에 대한 목표 범위(goal area)를 설정하고 다음 식에 의하여 구하였다.
9에 나타내었다. 수치적 최적화(numerical optimization)와 달리 각 반응 모형 그래프의 중첩되는 부분을 최적 범위로 정하였다. 결정된 최적화점으로는 desirability가 0.
시료 100 g을 비커(지름 5 cm, 높이 7 cm)에 담아 Texture Analyzer(TA-XT2, Stable Micro Systems Ltd., Haslemere, England)를 사용하여 back extrusion test를 변형시켜 시료를 침입시켰을 때 얻어지는 force-time curve로부터 견고성(firmness)를 측정하였다. 모든 측정은 10회 반복하였다.
독립변수 중 설탕과 펙틴은 최소로, 구연산의 첨가율은 범위 내에서 최적 조건을 설정하였다. 이때의 종속변수인 황색도와 견고성은 최소값으로, 당도, 명도와 관능검사 항목인 색, 맛, 텍스처와 전반적인 기호도는 최대값이 되도록 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점(numerical point)을 예측하였다(Table 4). 예측된 최적값의 재료양은 설탕 53.
본 연구는 무의 저장성을 높이고 무를 이용한 가공식품 개발의 일환으로 반응표면분석법(RSM: Response Surface Methodology)을 이용하여 무 잼 제조 시 최적의 재료 혼합 비율을 찾고자 하였다. 잼의 품질에 가장 영향을 미치는 설탕, 펙틴과 구연산 첨가율을 독립변수로 설정하였고, 범위는 예비실험을 거쳐 각각 45～70%, 0.5～2.0%, 0.2～0.5%로 하였다. 실험 결과를 모델링하여 유의성을 검증한 결과 당도, 명도, 적색도, 황색도, 견고성은 linear 모델이, 관능검사 모든 항목에서는 quadratic 모델이 설정되었다.
독립변수로는 잼의 품질에 영향을 줄 수 있는 재료인 설탕(A), 펙틴(B), 구연산(C)의 양을 설정하였다. 종속변수로는 당도, 색도(L, a, b값), 경도, 관능 검사(색, 냄새, 맛, 조직감과 전반적인 기호도)를 설정하였다. 설탕, 펙틴과 구연산의 첨가율의 최소 및 최대 범위는 예비실험을 거쳐 무 페이스트 양에 대하여 각각 45～70%, 0.
모든 실험순서(Run)는 구획에 따른 오차를 없애기 위하여 무작위로 실행하였고, pseudo component는 실제 성분의 조합으로 실험 디자인의 구조와 모델의 적합성을 쉽게 보여주기 위해 나타내었다. 혼합물 내에서 각 성분이 미치는 영향을 알아보기 위하여 설정된 반응별로 모델링화를 하였고, 분석은 모델에 대한 F-test와 lack of fit test를 통하여 유의성 검사를 하였다. 선택된 모델에 대한 반응표면과 trace plot을 이용하여 일정한 비율에서 다른 요소들이 고정되는 동안 각 혼합물 성분변화에 따른 영향을 가식화하였다.

대상 데이터

무는 구입하여 세척한 후 과피를 제거하여 믹서기(M1207-B, Goldstar, Seoul, Korea)로 3분간 마쇄하여 전량을 한꺼번에 고르게 섞은 뒤 1 kg씩 폴리에틸렌 봉투에 넣어 포장하여 -18℃의 냉동 보관하였고, 사용 시에는 흐르는 물에서 2시간 동안 해동시킨 뒤 잼의 원료로 사용하였다. 무 잼의 재료로는 설탕(정백당, 순도 99.9%), 펙틴(Cp kelco, Atlanta, USA, 순도 100%)과 구연산(Fuso Chemical Co., Ltd., Osaka, Japan, 순도 99.5%)을 구입하여 사용하였다.
무는 구입하여 세척한 후 과피를 제거하여 믹서기(M1207-B, Goldstar, Seoul, Korea)로 3분간 마쇄하여 전량을 한꺼번에 고르게 섞은 뒤 1 kg씩 폴리에틸렌 봉투에 넣어 포장하여 -18℃의 냉동 보관하였고, 사용 시에는 흐르는 물에서 2시간 동안 해동시킨 뒤 잼의 원료로 사용하였다. 무 잼의 재료로는 설탕(정백당, 순도 99.

이론/모형

무 페이스트 800 g을 기준으로 설탕, 펙틴과 구연산의 첨가량은 반응표면분석법 중 D-optimal design(31)에 따라 Table 1과 같은 비율로 혼합하였다. 무를 전기냄비(SCK-900SL, Shinil, Seoul, Korea)에 넣고 충분히 혼합한 뒤, 나무주걱으로 저으면서 내용물의 중앙온도가 80℃가 될 때까지 10분간 4단으로 끓여주었다.
무를 이용한 잼(이하 무 잼)의 모든 실험 design, data 분석 및 최적화는 Design Expert 7(Stat-Easy Co., Minneapolis, MN, USA)을 사용하였다. 독립변수로는 잼의 품질에 영향을 줄 수 있는 재료인 설탕(A), 펙틴(B), 구연산(C)의 양을 설정하였다.
최적화 접근은 Derringer 등(32)을 근원으로 하여 발전시킨 방법을 사용하였다. 독립변수 중 설탕과 펙틴은 최소로, 구연산의 첨가율은 범위 내에서 최적 조건을 설정하였다.

성능/효과

Table 3의 회귀식의 계수들을 분석한 결과 설탕의 계수가 가장 큰 것으로 보아 당도에는 설탕 첨가율이 가장 영향을 많이 주는 것으로 나타났다. Fig.
1의 반응표면도와 trace plot의 기울기는 성분들이 각 반응에 미치는 영향을 보여주고 있는데, 설탕 첨가율(A-A선), 구연산 첨가율(C-C선)이 많아질수록 굴절율에 영향을 주어 당도(°Brix)가 증가하였다. Trace plot(Fig. 1)에서 설탕 첨가량을 나타내는 A-A선의 기울기가 가장 큰 것으로 보아 설탕 첨가가 당도에 가장 큰 영향을 주는 인자이었고, 펙틴 첨가량을 나타내는 B-B선은 기울기의 변화가 거의 없어 당도에 영향을 주지 않음을 알 수 있었다.
수치적 최적화(numerical optimization)와 달리 각 반응 모형 그래프의 중첩되는 부분을 최적 범위로 정하였다. 결정된 최적화점으로는 desirability가 0.6985에 해당하는 설탕 53.9%, 펙틴 1.0%, 구연산 0.3%로 수치 최적화 점과 거의 일치하는 수치를 보였다.
반응표면과 trace plot의 결과 설탕과 펙틴 첨가율이 많아질수록 색은 어둡고 노랗게 되었고 견고성은 증가하였다. 관능검사 결과에서도 설탕 첨가율에 의하여 많은 영향을 받았으며, 적정 수준 이상의 설탕, 펙틴과 구연산을 첨가할 경우에는 좋아하지 않음을 알 수 있었다. 무 잼의 최적 재료 혼합비율을 설정한 결과 설탕 53.
색도 측정의 결과 설탕 첨가량이 많아질수록 색이 어둡고 노랗게 되는 것을 알 수 있었는데 관능검사 결과 가장 좋아하는 색은 적당하게 진한 노란색을 유지하는 것을 좋아하여 설탕을 과도하게 첨가하는 것은 바람직하지 않음을 알 수 있었다. 또한 견고성 측정 결과와 관능검사의 텍스처 결과와 비교해 볼 때 과도하게 부드럽고 단단한 잼보다는 적당하게 부드러움을 유지하는 정도 더 좋아하는 것으로 나타났다. 잼을 만드는데 있어 설탕과 펙틴이 중요한 역할을 하지만 과도하게 첨가할 경우색, 맛과 텍스처에 좋지 않은 영향을 주는 것을 알 수 있었다.
실험 결과를 모델링하여 유의성을 검증한 결과 당도, 명도, 적색도, 황색도, 견고성은 linear 모델이, 관능검사 모든 항목에서는 quadratic 모델이 설정되었다. 모델의 적합성을 분석한 결과 적색도와 관능검사 항목 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 probability가 모두 5% 이내에서 유의성을 보이고, 적합결여검증의 결과에서도 적색도와 관능검사 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 5% 이내의 유의성을 보여 모델의 적합함이 인정되었다. 반응표면과 trace plot의 결과 설탕과 펙틴 첨가율이 많아질수록 색은 어둡고 노랗게 되었고 견고성은 증가하였다.
, Haslemere, England)를 사용하여 back extrusion test를 변형시켜 시료를 침입시켰을 때 얻어지는 force-time curve로부터 견고성(firmness)를 측정하였다. 모든 측정은 10회 반복하였다. 기기의 측정 조건은 pre-test speed 5.
5 범위의 점수를 받았다. 모든 항목에서 설탕 57.50%, 펙틴 1.25%, 구연산 0.35%의 비율로 만든 무 잼이 가장 높은 관능 점수를 얻었다.
관능검사 결과에서도 설탕 첨가율에 의하여 많은 영향을 받았으며, 적정 수준 이상의 설탕, 펙틴과 구연산을 첨가할 경우에는 좋아하지 않음을 알 수 있었다. 무 잼의 최적 재료 혼합비율을 설정한 결과 설탕 53.7%, 펙틴 1.0%, 구연산 0.3%로 설정되었고, 이 조건으로 직접 무 잼을 만들어 물리적 특성을 측정해 본 결과와 예측한 결과와 유사한 값을 보였다. 본 실험의 최적 조건으로 만든 무 잼의 경우 시판하고 있는 잼의 당도와 견고성의 중간 값 정도의 범위에 포함되어 잼으로서의 상태가 양호한 것을 알 수 있었다.
모델의 적합성을 분석한 결과 적색도와 관능검사 항목 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 probability가 모두 5% 이내에서 유의성을 보이고, 적합결여검증의 결과에서도 적색도와 관능검사 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 5% 이내의 유의성을 보여 모델의 적합함이 인정되었다. 반응표면과 trace plot의 결과 설탕과 펙틴 첨가율이 많아질수록 색은 어둡고 노랗게 되었고 견고성은 증가하였다. 관능검사 결과에서도 설탕 첨가율에 의하여 많은 영향을 받았으며, 적정 수준 이상의 설탕, 펙틴과 구연산을 첨가할 경우에는 좋아하지 않음을 알 수 있었다.
설탕을 pectin 분자들의 colloid 용액에 첨가하면 설탕 분자들은 자신의 수화를 위해서 colloid 용액 내의 물 분자나 pectin 분자에 수화되어 있는 물 분자를 일부 제거함으로써 pectin 분자의 탈수제로서 작용하며 그 결과 pectin 분자들의 수화에 의한 안정 상태는 파괴되고 불안정하여 pectin 분자끼리 서로 결합 침전되기 쉬운 상태가 되도록 한다(36). 본 실험의 경우도 펙틴 첨가율과 설탕 첨가율이 많아질수록 gel 화가 촉진되어 잼의 견고성이 증가하여 단단하게 되는 것으로 추정되었다.
0～163.6 g 범위의 결과를 보였는데 본 실험의 최적 조건으로 만든 무 잼의 경우 시판하고 있는 잼의 당도와 견고성의 중간 값 정도의 범위에 포함되어 잼으로서의 상태가 양호한 것을 알 수 있었다.
색, 냄새, 맛, 텍스처와 전반적인 기호도의 모든 항목에서 quadratic 모델(각각 R²=0.8008, 0.5944, 0.8505, 0.8177, 0.8076)로 결정되었고, probability는 각각 0.0434, 0.3600, 0.0161, 0.0321, 0.0386으로 냄새를 제외한 항목에서 5% 이내에서 모델의 적합성이 인정되었고, 적합결여검증의 결과에서도 냄새를 제외한 모든 항목에서 5% 이내의 유의성을 보여 모델의 적합함이 인정되었다.
특히 색, 맛에서는 설탕 첨가가(큰 기울기를 가진 A-A선), 텍스처에서는 펙틴 첨가가(큰 기울기를 가진 B-B선) 영향을 많이 주는 인자임을 알 수 있었다. 색도 측정의 결과 설탕 첨가량이 많아질수록 색이 어둡고 노랗게 되는 것을 알 수 있었는데 관능검사 결과 가장 좋아하는 색은 적당하게 진한 노란색을 유지하는 것을 좋아하여 설탕을 과도하게 첨가하는 것은 바람직하지 않음을 알 수 있었다. 또한 견고성 측정 결과와 관능검사의 텍스처 결과와 비교해 볼 때 과도하게 부드럽고 단단한 잼보다는 적당하게 부드러움을 유지하는 정도 더 좋아하는 것으로 나타났다.
선택된 모델에 대한 반응표면과 trace plot에서 설탕 첨가 율(A-A선)이 많아질수록 명도는 낮아지고(Fig. 2), 황색도는 높아져(Fig. 3) 설탕 첨가율이 높아질수록 무 잼의 색은 어둡고 노랗게 변하여 색이 진해짐을 알 수 있었다. 이러한 결과는 설탕을 가열하는 동안 카라멜화 반응 또는 설탕과 무의 아미노산에 의한 Maillard 반응으로 인하여 갈변화가 촉진(34)되는데 설탕 첨가량이 많아질수록 이러한 반응이 촉진되는 것을 보여 주었다.
0°Brix 범위를 보였다. 설탕 45.00%, 펙틴 1.00%, 구연산 0.20% 혼합하였을 때 최소값을, 설탕 70.00%, 펙틴 1.00%, 구연산 0.50% 혼합한 처리구에서 최대 당도를 나타내었다. 현재 시중에 시판하고 있는 잼 15종의 당도를 측정해 본 결과 46.
6 g의 범위의 결과를 보였다. 설탕 70.00%, 펙틴 2.00%, 구연산 0.30%일 때 가장 높은 값을 보였고, 설탕 45.00%, 펙틴 0.50%, 구연산 0.40%일 때 가장 낮은 값을 보여 가장 부드러웠다. 예비 실험 단계로 현재 시중에 시판하고 있는 잼 15종의 견고성을 측정해 본 결과 64.
수치적 최적화로 설정된 설탕 53.7%, 펙틴 1.0%, 구연산 0.3% 조건으로 무 잼을 제조할 경우 예측된 실험 결과는 당도 56.3°Brix, 명도 42.5, 황색도 6.4, 견고성 113.5 g이었고, 이 조건으로 직접 무 잼을 만들어 물리적 특성을 측정해 본 결과 당도 59.0°Brix, 명도 44.7, 황색도 7.0, 견고성 101.7 g로 예측한 결과와 유사한 값을 보였다(Table 5).
5%로 하였다. 실험 결과를 모델링하여 유의성을 검증한 결과 당도, 명도, 적색도, 황색도, 견고성은 linear 모델이, 관능검사 모든 항목에서는 quadratic 모델이 설정되었다. 모델의 적합성을 분석한 결과 적색도와 관능검사 항목 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 probability가 모두 5% 이내에서 유의성을 보이고, 적합결여검증의 결과에서도 적색도와 관능검사 중 냄새를 제외한 모든 항목에서 5% 이내의 유의성을 보여 모델의 적합함이 인정되었다.
40%일 때 가장 낮은 값을 보여 가장 부드러웠다. 예비 실험 단계로 현재 시중에 시판하고 있는 잼 15종의 견고성을 측정해 본 결과 64.0～163.6 g 범위의 결과를 보여 본 실험의 18개 조건으로 만든 무 잼의 결과가 시판하는 잼의 범위에 포함됨을 알 수 있었다.
이때의 종속변수인 황색도와 견고성은 최소값으로, 당도, 명도와 관능검사 항목인 색, 맛, 텍스처와 전반적인 기호도는 최대값이 되도록 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점(numerical point)을 예측하였다(Table 4). 예측된 최적값의 재료양은 설탕 53.7%, 펙틴 1.0%, 구연산 0.3%로 나타났다. 최적화의 다른 방법으로 혼합물 성분의 모형을 이용한 모형적 최적화(graphical optimization)는 Fig.
4의 반응표면 곡선과 trace plot에서 설탕 첨가율(A-A선), 펙틴 첨가율(B-B선)과 구연산 첨가율(C-C선)이 모두 많아질수록 경도가 증가하여 단단해지는 것을 알 수 있었다. 이중 B-B선의 기울기가 커 펙틴 첨가량이 견고성에 영향을 가장 많이 주는 것을 알 수 있었다. 펙틴은 적당한 양의 당류와 산이 존재하면 겔을 형성하는데 산을 넣으면 carboxly기의 해리가 저하하여 전기적으로 중화되고 수소결합에 의하여 gel을 형성한다.
또한 견고성 측정 결과와 관능검사의 텍스처 결과와 비교해 볼 때 과도하게 부드럽고 단단한 잼보다는 적당하게 부드러움을 유지하는 정도 더 좋아하는 것으로 나타났다. 잼을 만드는데 있어 설탕과 펙틴이 중요한 역할을 하지만 과도하게 첨가할 경우색, 맛과 텍스처에 좋지 않은 영향을 주는 것을 알 수 있었다.
0006로 명도와 황색도는 유의성이 인정되어 모델의 적합성이 인정되었고, 적색도는 유의성이 인정되지 않아 모델이 적합하지 않아 결과를 예측하지 못하였고 또한 최적화를 위한 조건으로 설정되지 못하였다. 적합결여검증의 probability도 각각 0.0059, 0.4743, 0.0012로 명도와 황색도의 경우 95% 이내의 유의차를 보여 모델의 적합성이 인정되었다(Table 3).
첨가율이 서로 상호작용이 없이 각각 독립적으로 작용하는 linear 모델(R2=0.7997)이 결정되었고, probability는<0.0001로 5% 이내의 아주 높은 유의성을, 적합결여검증의 probability는 0.0198로 5% 이내의 유의성을 보여 모델에 대한 적합성이 인정되었다.
반응표면과 trace polt(Fig 5～8)에서 보면 설탕 첨가율(A-A선), 펙틴 첨가율(B-B선), 구연산 첨가율(C-C선)이 증 할수록 점수가 높아지다가 최대값을 보인 후 감소하였다. 특히 색, 맛에서는 설탕 첨가가(큰 기울기를 가진 A-A선), 텍스처에서는 펙틴 첨가가(큰 기울기를 가진 B-B선) 영향을 많이 주는 인자임을 알 수 있었다. 색도 측정의 결과 설탕 첨가량이 많아질수록 색이 어둡고 노랗게 되는 것을 알 수 있었는데 관능검사 결과 가장 좋아하는 색은 적당하게 진한 노란색을 유지하는 것을 좋아하여 설탕을 과도하게 첨가하는 것은 바람직하지 않음을 알 수 있었다.
이러한 결과는 설탕을 가열하는 동안 카라멜화 반응 또는 설탕과 무의 아미노산에 의한 Maillard 반응으로 인하여 갈변화가 촉진(34)되는데 설탕 첨가량이 많아질수록 이러한 반응이 촉진되는 것을 보여 주었다. 펙틴 첨가율(B-B선)과 구연산 첨가율(C-C선)의 기울기는 큰 변화가 없는 것으로 보아 명도와 황색도에 큰 영향을 주지 않음을 알 수 있었다.
현재 시중에 시판하고 있는 잼 15종의 당도를 측정해 본 결과 46.6～67.5°Brix 범위로 본 실험의 18개 실험점으로 만든 무 잼의 당도(°Brix)는 시판하고 있는 잼의 범위에 포함됨을 알 수 있었다.
현재 시중에 시판하고 있는 잼 15종의 당도와 견고성을 측정해 본 결과 각각 46.6～67.5°Brix, 64.0～163.6 g 범위의 결과를 보였는데 본 실험의 최적 조건으로 만든 무 잼의 경우 시판하고 있는 잼의 당도와 견고성의 중간 값 정도의 범위에 포함되어 잼으로서의 상태가 양호한 것을 알 수 있었다.

후속연구

무에 대한 현재까지의 연구들도 주로 깍두기, 동치미, 나박김치, 총각김치 같은 김치 위주의 연구들이 진행되어 왔을 뿐 다른 음식이나 조리법에 적용한 논문은 부족한 실정이다. 무의 다양한 조리방법과 저장성을 높여줄 수 있는 방법들에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
이상의 결과를 종합해 볼 때 무를 이용한 잼 가공이 가능한 것을 알 수 있었고 무 잼의 최적의 상태를 만들기 위한 조건도 설정되어 이를 이용한 무 잼의 산업화도 가능할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식품공전에 의하면 잼류는 어떻게 정의되고 있는가?	최근 식생활의 패턴의 변화에 의해 아침식사 대용으로 빵과 같은 편의식품의 소비가 늘어남에 따라 잼의 소비도 동시에 증가하였고, 그 종류도 다양화되고 있다(6). 식품공전에 의하면 잼류는 ‘과실류 또는 과채류를 당류 등과 함께 젤리화 또는 시럽화한 것’(7)이라고 정의되어 있고, 조리용어 사전(8)에서는 ‘과일과 설탕으로 만든 걸쭉한 혼합물로서 과일 조각이 아주 부드럽고 거의 형태가 없어질 때까지 열을 가해 만들어진 것으로 빵에 바르거나 패스트리와 쿠키의 속에 넣거나 다양한 후식의 재료로 사용한다’라고 정의되어 있다. 잼의 종류에는 잼, 혼합잼, 젤리, 마말레이드, 프리저브, 과실버터 등이 있으며 모두 높은 당 농도와 산도 때문에 저장성이 높은 것이 특징이다(9).
	무는 주로 어떻게 사용되고 있는가?	무는 주로 깍두기, 무김치, 동치미와 같은 김치의 주·부 재료로 소비되고 있고, 고유한 향미와 시원하고 맵싸한 맛의 독특함으로 오랫동안 음식의 부재료로 많이 사용되고 있다 (5). 무에 대한 현재까지의 연구들도 주로 깍두기, 동치미, 나박김치, 총각김치 같은 김치 위주의 연구들이 진행되어 왔을 뿐 다른 음식이나 조리법에 적용한 논문은 부족한 실정이다.
	잼을 만들기 위해서는 펙틴, 산, 당의 세 가지 요소가 중요한데, 그 세 가지 요소의 함량이 어떠할 때 젤리화가 적절하게 잘 되는가?	잼을 만들기 위해서는 펙틴, 산, 당의 세 가지 요소가 중요하며 과일이 미숙하거나 과숙하면 펙틴과 산 함량이 부적당하므로 펙틴과 산 함량을 첨가하여 조절하는 것이 좋다고 한다. 일반적으로 펙틴 1∼1.5%, 산 0.3∼0.5%, 당 함량 60∼65%일 때 젤리화가 적절하게 잘 되는 것으로 알려져 있다(10).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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