찹쌀의 수침온도와 수침기간이 강정의 관능적 특성에 미치는 영향에 대해 반응표면분석을 적용하여 찹쌀의 최적 수침조건을 설정하였다. 강정의 21가지 관능적 특성 중 모형설명력이 높고 문헌상 강정의 품질 특성에 영향을 미치는 것으로 보고된 특성인 '팽화된 정도', '신맛', 'butyric acid 향미', '경도', '입안에서 녹는 정도'의 5가지 특성으로 데이터를 축소하여 최적화에 사용하였다. 그 결과 찹쌀의 최적 수침조건은 $31.5^{\circ}C$에서 9일간 수침하는 것으로 결정되었다.
찹쌀의 수침온도와 수침기간이 강정의 관능적 특성에 미치는 영향에 대해 반응표면분석을 적용하여 찹쌀의 최적 수침조건을 설정하였다. 강정의 21가지 관능적 특성 중 모형설명력이 높고 문헌상 강정의 품질 특성에 영향을 미치는 것으로 보고된 특성인 '팽화된 정도', '신맛', 'butyric acid 향미', '경도', '입안에서 녹는 정도'의 5가지 특성으로 데이터를 축소하여 최적화에 사용하였다. 그 결과 찹쌀의 최적 수침조건은 $31.5^{\circ}C$에서 9일간 수침하는 것으로 결정되었다.
This study was conducted to determine the optimal steeping period and temperature for Gangjung production, using response surface methodology based on the previously reported sensory characteristics. Five sensory attributes ('degree of expansion', 'sourness', 'butyric acid flavor', 'hardness' and 'd...
This study was conducted to determine the optimal steeping period and temperature for Gangjung production, using response surface methodology based on the previously reported sensory characteristics. Five sensory attributes ('degree of expansion', 'sourness', 'butyric acid flavor', 'hardness' and 'degree of melting'), which showed high variability explained ($R^2$) and recognized to be important for the quality of Gangjung were selected for optimization. As a result, the optimal steeping temperature and period of waxy rice were determined to be $31.5^{\circ}C$ and 9 days, respectively.
This study was conducted to determine the optimal steeping period and temperature for Gangjung production, using response surface methodology based on the previously reported sensory characteristics. Five sensory attributes ('degree of expansion', 'sourness', 'butyric acid flavor', 'hardness' and 'degree of melting'), which showed high variability explained ($R^2$) and recognized to be important for the quality of Gangjung were selected for optimization. As a result, the optimal steeping temperature and period of waxy rice were determined to be $31.5^{\circ}C$ and 9 days, respectively.
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문제 정의
본 연구에서는 강정의 관능적 특성을 통해 찹쌀의 수침조건 최적화를 시도하였다. 최적 수침조건의 설정을 위하여 이전의 연구(14)에서 보고된 찹쌀의 수침조건에 따른 강정의 관능적 묘사분석 결과(14)를 활용하여 반응표면분석(response surface method)을 실시하였다.
제안 방법
따라서 ‘팽화된 정도’, ‘신맛’, ‘butyric acid 향미’, ‘경도’, ‘입안에서 녹는 정도’의 5가지 특성을 찹쌀의 수침조건 최적화에 사용하였다.
따라서 강정의 품질에 있어서 높은 점수가 요구되는 ‘팽화된 정도’와 ‘입안에서 녹는 정도’는 점수범위(score range)의 50% 이상으로, 낮은 점수가 요구되는 ‘신맛’과 ‘경도’는 점수범위(score range)의 50% 이하로 수준을 완화하여, 이를 만족시키면서 ‘butyric acid 향미’가 가장 낮은 수준을 최적 조건을 위한 제한 수준으로 설정하였다.
최적 수침조건의 설정을 위하여 이전의 연구(14)에서 보고된 찹쌀의 수침조건에 따른 강정의 관능적 묘사분석 결과(14)를 활용하여 반응표면분석(response surface method)을 실시하였다. 또한 결정된 찹쌀의 최적 수침조건에서 찹쌀 수침액과 수침찹쌀의 이화학적 품질특성 및 제조된 강정의 팽화 특성을 조사하였다.
수침찹쌀의 수분, 조지방, 조단백, 조회분은 AOAC(15) 방법을, 무기질 분석은 ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrophotometer, Z 6100, Hitachi, Tokyo, Japan)를 사용하여 Kim 등(14)의 방법과 동일하게 실시하였다. 수침찹쌀가루의 색도는 색차계(Color-Eye 3100, Macbeth, New Windsor, NY, USA), 호화특성은 Rapid Visco Analyzer(Newport Scientific Pty, Ltd, Warriewood, NSW, Australia)을 사용하여 이전의 연구(14)에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
최적 수침조건에서 수침한 찹쌀을 이용하여 강정을 제조하기 위해 수침이 끝난 찹쌀을 이전 연구(14)에서 언급한 바와 같이 수세하여 물기를 뺀 다음 분쇄하여 20 mesh에 통과시켜 강정 제조용 찹쌀가루를 제조한 후 강정을 제조하였다. 시료 제조 시 수침 찹쌀가루에서 반대기 건조까지는 한 번의 과정으로 이루어졌으며 튀김공정은 4회 반복 실시하였다. 제조한 강정의 팽화특성을 조사하기 위하여 튀긴 강정을 9개씩 선택하여 단면적, 장축면적, 강정의 길이/높이 비, 밀도, 팽화율을 이전 연구(14)에서와 동일하게 측정하였다.
위에서 10개의 특성 중 모형설명력이 높고 문헌상 강정의 품질특성에 영향을 미치는 것으로 보고된 특성을 기준으로 가장 최소한의 품질 특성 분석으로 관능적 묘사 특성을 평가할수 있도록 데이터를 축소하여 사용하였다. 모형설명력이 높은 특성으로는 팽화된 정도, 신맛, 경도가 있으며, 문헌고찰에 의한 특성으로는 강정을 비롯한 스낵제품의 품질에 영향을 미치는 것으로 알려진 팽화율(16), 부드러운 조직감(17,18) 및 입안에서 녹는 정도(19) 등이 있다.
이 때 21개의 관능적 특성에 대한 Pearson’s correlation coefficient를 구하여 특성간의 상관성이 높거나 품질에 크게 영향을 미치지 않는 특성을 제외시켜 최적화에 사용할 변수를 최소화하고 각각의 변수들의 최적점에 대한 공통부분을 찾고자 하였다.
이전의 연구(14)에서 찹쌀의 수침온도(15, 25, 35℃)와 수침기간(1, 11, 21일)을 달리하여 제조한 10종의 강정 바탕에 대하여 정량적 묘사분석에 spectrum 묘사분석 방법을 적용하여 21가지 관능적 특성을 개발하여 각각의 특성을 평가하였다. 이러한 강정의 관능적 묘사분석 결과(Table 1)를 토대로 강정제조시 찹쌀의 최적 수침조건을 설정하기 위해 SAS software(ver 9.
시료 제조 시 수침 찹쌀가루에서 반대기 건조까지는 한 번의 과정으로 이루어졌으며 튀김공정은 4회 반복 실시하였다. 제조한 강정의 팽화특성을 조사하기 위하여 튀긴 강정을 9개씩 선택하여 단면적, 장축면적, 강정의 길이/높이 비, 밀도, 팽화율을 이전 연구(14)에서와 동일하게 측정하였다.
최적 수침조건에서 수침한 찹쌀을 이용하여 강정을 제조하기 위해 수침이 끝난 찹쌀을 이전 연구(14)에서 언급한 바와 같이 수세하여 물기를 뺀 다음 분쇄하여 20 mesh에 통과시켜 강정 제조용 찹쌀가루를 제조한 후 강정을 제조하였다. 시료 제조 시 수침 찹쌀가루에서 반대기 건조까지는 한 번의 과정으로 이루어졌으며 튀김공정은 4회 반복 실시하였다.
대상 데이터
찹쌀은 이전의 연구(14)에서와 동일하게 2003년에 추수한 백운 찰벼를 10분 도정한 것으로 구입한 후 4℃에서 보관하면서 사용하였다. 수침액의 pH는 pH meter(M 540, Corning Inc.
데이터처리
이전의 연구(14)에서 찹쌀의 수침온도(15, 25, 35℃)와 수침기간(1, 11, 21일)을 달리하여 제조한 10종의 강정 바탕에 대하여 정량적 묘사분석에 spectrum 묘사분석 방법을 적용하여 21가지 관능적 특성을 개발하여 각각의 특성을 평가하였다. 이러한 강정의 관능적 묘사분석 결과(Table 1)를 토대로 강정제조시 찹쌀의 최적 수침조건을 설정하기 위해 SAS software(ver 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 사용하여 각각 관능적 특성의 평균 값에 대하여 독립변수와 종속변수 사이에 분산분석(analysis of variance, ANOVA) 및 RSREG(response surface analysis by least-square regression) 절차를 사용한 반응표면 분석을 실시하였다. 이 때 21개의 관능적 특성에 대한 Pearson’s correlation coefficient를 구하여 특성간의 상관성이 높거나 품질에 크게 영향을 미치지 않는 특성을 제외시켜 최적화에 사용할 변수를 최소화하고 각각의 변수들의 최적점에 대한 공통부분을 찾고자 하였다.
본 연구에서는 강정의 관능적 특성을 통해 찹쌀의 수침조건 최적화를 시도하였다. 최적 수침조건의 설정을 위하여 이전의 연구(14)에서 보고된 찹쌀의 수침조건에 따른 강정의 관능적 묘사분석 결과(14)를 활용하여 반응표면분석(response surface method)을 실시하였다. 또한 결정된 찹쌀의 최적 수침조건에서 찹쌀 수침액과 수침찹쌀의 이화학적 품질특성 및 제조된 강정의 팽화 특성을 조사하였다.
이론/모형
찹쌀은 이전의 연구(14)에서와 동일하게 2003년에 추수한 백운 찰벼를 10분 도정한 것으로 구입한 후 4℃에서 보관하면서 사용하였다. 수침액의 pH는 pH meter(M 540, Corning Inc. Corning, NY, USA)를 사용하여 측정하였으며 수침액의 산도는 AOAC(15) 방법에 의하여 분석하였고 lactic acid의 중량비(%)를 계산하여 적정산도로 나타내었다. 수침찹쌀의 수분, 조지방, 조단백, 조회분은 AOAC(15) 방법을, 무기질 분석은 ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrophotometer, Z 6100, Hitachi, Tokyo, Japan)를 사용하여 Kim 등(14)의 방법과 동일하게 실시하였다.
Corning, NY, USA)를 사용하여 측정하였으며 수침액의 산도는 AOAC(15) 방법에 의하여 분석하였고 lactic acid의 중량비(%)를 계산하여 적정산도로 나타내었다. 수침찹쌀의 수분, 조지방, 조단백, 조회분은 AOAC(15) 방법을, 무기질 분석은 ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrophotometer, Z 6100, Hitachi, Tokyo, Japan)를 사용하여 Kim 등(14)의 방법과 동일하게 실시하였다. 수침찹쌀가루의 색도는 색차계(Color-Eye 3100, Macbeth, New Windsor, NY, USA), 호화특성은 Rapid Visco Analyzer(Newport Scientific Pty, Ltd, Warriewood, NSW, Australia)을 사용하여 이전의 연구(14)에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
성능/효과
1)Sensory characteristics: CO, strength of external color; RO, degree of external roughness; EX, degree of expansion; CS, cell size; CU, cell uniformity; SW, sweetness; SO, sourness; TC, toasted carbohydrate foods flavor; HO, heated oil flavor; RR, raw rice powder flavor; Bu, butyric acid flavor; FR, fermented rice flavor; HD, hardness; CR, degree of crispness; FC, degree of Fracture; RF, roughness of flake; TH, degree of toughness; MT, degree of melting; OL, oiliness; TP, toothpacking; PS, loose particles.
2)Sensory characteristics : CO, strength of external color; RO, degree of external roughness; EX, degree of expansion; CS, cell size; CU, cell uniformity; SW, sweetness; SO, sourness; TC, toasted carbohydrate foods flavor; HO, heated oil flavor; RR, raw rice powder flavor; Bu, butyric acid flavor; FR, fermented rice flavor; HD, hardness; CR, degree of crispness; FC, degree of Fracture; RF, roughness of flake; TH, degree of toughness; MT, degree of melting; OL, oiliness; TP, toothpacking; PS, loose particles.
3)Abbreviation: CO, strength of external color; RO, degree of external roughness; EX, degree of expansion; CS, cell size; CU, cell uniformity, SW, sweetness; SO, sourness; TC, toasted carbohydrate foods flavor; HO, heated oil flavor; RR, raw rice powder flavor; Bu, butyric acid flavor; FR, fermented rice flavor, HD, hardness; CR, degree of crispness; FC, degree of Fracture; RF, roughness of flake; TH, degree of toughness; MT, degree of melting; OL, oiliness; TP, toothpacking; PS, loose particles.
강정의 외관특성에서 ‘표면의 거친 정도’는 1차 회귀관계가 있었고, ‘팽화된 정도’는 1차 회귀관계와 교호효과가 있었으며, ‘단면기포의 크기’는 1차와 2차 회귀관계 및 교호효과가 있었다.
따라서 강정의 품질에 있어서 높은 점수가 요구되는 ‘팽화된 정도’와 ‘입안에서 녹는 정도’는 점수범위(score range)의 50% 이상으로, 낮은 점수가 요구되는 ‘신맛’과 ‘경도’는 점수범위(score range)의 50% 이하로 수준을 완화하여, 이를 만족시키면서 ‘butyric acid 향미’가 가장 낮은 수준을 최적 조건을 위한 제한 수준으로 설정하였다. 그 결과 관능적 특성에 의한 강정 제조의 최적 수침조건은 31.5℃에서 9일간 수침하는 것으로 결정되었다. 이러한 결과는 다항회귀식을 적용한 반응표면도(Fig.
강정제조 시 찹쌀의 수침은 튀기는 동안 호화가 충분히 일어나도록 낟알(kernel)의 수화에 그 목적이 있다(24). 따라서 수침찹쌀의 일반성분 중 수분함량을 조사한 결과 41.50%로 나타났다. 이는 Shin 등(25)의 찹쌀 4품종에 대한 최고수분함량인 42%와 유사한 수준으로, Cho 등(26)이 수침으로 찹쌀 낟알에 최대 가수를 유도하여 낟알이 부드러운 구조가 되게 하고 제분과정과 고품질 강정 제조에 영향을 미친다는 보고를 뒷받침한다.
또한 7가지 향미특성에서 ‘신맛’은 수침온도와 수침기간 모두 유의적인 영향을 받았으나 나머지 향미 특성들은 이들의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
또한 수침찹쌀의 색도를 분석한 결과, 명도, 적색도, 황색도가 각각 92.70, −0.50, 2.70이었다.
또한 텍스처 특성 중 모형설명력이 높은 4가지 특성 중 ‘경도’는 수침온도가 높고 수침기간이 길수록 낮아졌고, ‘부서지는 정도’와 ‘입안에서 녹는 정도’는 반대의 현상을 나타냈으며, ‘조각의 거친 정도’는 수침기간이 길어질수록 낮아졌으나 수침온도의 영향은 적었다.
또한, 9가지 텍스처 특성의 경우에는 ‘경도’만 수침온도와 수침기간 모두에 의해 유의적인 영향을 받았고 나머지 텍스처 특성에 대해서는 수침온도와 수침기간이 유의적인 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
위의 최적 수침조건을 이용하여 제조한 강정의 관능적 특성에 대한 기대값을 회귀식을 이용하여 계산하였을 때 외관 특성인 ‘표면의 거친 정도’는 6.22점, ‘팽화된 정도’는 6.04점, ‘단면의 기포크기’는 6.62점이었으며, 향미특성인 ‘신맛’은 4.71점, ‘butyric acid 향미’는 5.73점, ‘생쌀가루 향미’는 4.05점이었다.
텍스처 특성에서는 ‘경도’가 1차와 2차 회귀관계 및 교호효과가 있었으며, ‘부서지는 정도’, ‘조각의 거친 정도’, ‘입안에서 녹는 정도’는 1차 회귀관계가 성립되었다. 이들 모형의 설명력은 각각 95.32, 89.74, 86.40, 83.80%로 나타나 이들 4가지 특성이 모형에 적합함을 알 수 있었다.
이들 회귀식을 통해 얻은 값들을 살펴본 결과 외관특성에서 회귀모형의 모형설명력이 높은 3가지 특성, 즉, ‘표면의 거친 정도’와 ‘팽화된 정도’ 및 ‘단면의 기포크기’는 모두 수침온도가 높고 수침기간이 길수록 높게 나타났다.
이전 연구(14)에서 보고된 수침온도와 수침기간을 달리하여 수침한 찹쌀로 제조된 10종류의 강정에 대한 관능적 특성들의 평균값(Table 1)에 대해 독립변수와 종속변수 사이에 분산분석을 실시하여 각 요인들의 평방합을 살펴본 결과(Table 2), 5가지 외관 특성 중 ‘팽화된 정도’와 ‘단면기포의 크기’에 수침온도와 수침기간이 모두 유의적인 영향을 미쳤고, ‘표면의 거친 정도’에는 수침온도만 영향을 미치는 것으로 나타났다.
따라서 최적 수침조건에서 수침한 찹쌀과 수침액의 이화학적 특성, 수침찹쌀을 이용하여 제조한 강정의 팽화특성을 살펴본 결과는 Table 5와 같다. 최적 수침조건에서 수침액의 pH는 4.22, 산도는 4.80%로 나타났다. 강정제조 시 찹쌀의 수침은 튀기는 동안 호화가 충분히 일어나도록 낟알(kernel)의 수화에 그 목적이 있다(24).
강정과 같은 팽화제품에서 팽화율과 밀도는 경도, 바삭거림, 씹힘성, 파쇄성 등과 관련이 있어서 제품의 텍스처에 영향을 미친다(28,29). 최적조건에서 수침한 찹쌀로 제조한 강정의 팽화관련 특성(Table 5)을 조사한 결과 팽화율은 1,947%, 밀도는 0.08 g/cm3로 나타났다. Chun 등(2)은 전통적인 강정의 물리적 및 관능적 특성을 나타내기 위해서는 찹쌀을 25℃, 9일 이상 수침하는 것이 바람직하다고 제안하였으며, 25℃에서 9-15일간 수침한 찹쌀로 제조한 강정의 팽화율과 밀도는 각각 1,238-1874%, 0.
향미특성의 경우 ‘신맛’은 1차 회귀관계와 교호효과가 있었으며, 분산분석에서 유의성이 없었던 ‘생쌀가루 향미’와 ‘butyric acid 향미’도 1차 회귀관계가 성립되었고 이들 모형의 설명력은 각각 95.22, 84.71, 83.05%로 나타나 이들 3가지 특성이 모형에 적합함을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
강정이란?
강정은 찹쌀 반대기를 기름에 팽화시킨 우리나라 전통 과자로서 전통의례 및 명절에 필수음식이며 연회, 다과 시 간식이나 후식으로 이용되어 왔다. 최근 강정은 다양한 색, 포장용기와 포장디자인의 고급화로 명절 뿐 아니라 선물용으로 각광받고 있다(1,2).
강정의 품질과 밀접한 관계가 있는 수침 공정은 고문헌에 며칠 동안 진행 하라고 기록되어 있는가?
강정의 품질과 밀접한 관계가 있는 수침공정은 고문헌에 보통 3-20일로 기록되고 있으며(4) 많은 연구자들이 이런 장시간 수침의 효과를 밝히고 최적 수침기간을 정하는 연구를 시도하였다(5-9). 이와 같은 연구들은 대부분 수침 시 찹쌀의 물리화학적 및 미생물학적 변화를 중심으로 검토되었고 최적 수침조건 설정을 위한 강정의 관능적 특성이 고려되지 않아 수침공정을 해석하는데 한계가 있다.
최적 수침조건에서 수침한 찹쌀을 이용하여 강정을 제조하기 위한 실험에서 향미 특성에 대한 관능 평가의 결과는?
이전 연구(14)에서 보고된 수침온도와 수침기간을 달리하여 수침한 찹쌀로 제조된 10종류의 강정에 대한 관능적 특성들의 평균값(Table 1)에 대해 독립변수와 종속변수 사이에 분산분석을 실시하여 각 요인들의 평방합을 살펴본 결과(Table 2), 5가지 외관 특성 중 ‘팽화된 정도’와 ‘단면기포의 크기’에 수침온도와 수침기간이 모두 유의적인 영향을 미쳤고, ‘표면의 거친 정도’에는 수침온도만 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 7가지 향미특성에서 ‘신맛’은 수침온도와 수침기간 모두 유의적인 영향을 받았으나 나머지 향미 특성들은 이들의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 또한, 9가지 텍스처 특성의 경우에는 ‘경도’만 수침온도와 수침기간 모두에 의해 유의적인 영향을 받았고 나머지 텍스처 특성에 대해서는 수침온도와 수침기간이 유의적인 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
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