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문제 정의
- 본 연구는 쌀을 주원료로 한 가공제품에 적합한 노화 억제 기술을 개발하여 쌀 소비를 촉진하기 위한 객관적인 기초 자료를 제공하고자 노화 억제에 효과적인 것으로 검색된 강력 분과 박력분(Kim 등 2005)을 쌀가루 기준으로 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 모델 떡으로 가래떡을 제조하였고, 5℃ 냉장 보관하면서 2시간과 24시간 경과 후 기계적 텍스처 특성과 관능적 묘사 특성 검사를 실시하여 실험군의 떡을 무첨가군 떡과 비교하였다. 그리고 각 실험군 떡의 시간 경과에 따른 텍스처 변화와 관능적 묘사 특성에 대해 상관 계수를 구하여 분석하였고, 이들 실험군간 차이를 요약하기 위해 주성분 분석(principal component analysis)을 수행하였다.
제안 방법
- , Haslemere, England)를 이용하여 Bourne(1978)에 의해 기술된 방법으로 쌀 가공제품 노화 억제제의 개발 연구(Kim 등 2005)와 같은 조건으로 분석하였다 (Table 1). TPA(texture profile analysis) 방법으로 two bite compression에 의해 3회 반복(5회 측정/실험), 총 15회 측정하여 평균값으로 탄성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess), 부착성(adhesiveness) 및 경도 (hardness) 값을 구하였다.
- 관능검사를 위해 제시된 가래떡은 개인용 사기 용기에 담고 플라스틱 랩을 덮은 후 칸막이와 조명이 조절되는 개인 검사대에 3개 시료를 한 번에 제시하였다. 각 시료의 용기에는 난수표를 이용하여 추출된 숫자를 기입하였으며, 평가 시 입을 헹굴 수 있도록 정수기 (DoultonⓇ, London, UK)를 통과시킨 물과 뱉는 컵을 함께 제시하였다. 시료의 크기는 텍스처 측정 시 사용된 크기(지름× 높이=12.
- 강력분과 박력분을 쌀가루 기준 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 제조한 가래떡을 5℃ 저장 2시간과 24시간 후 텍스처의 변화를 측정 분석하였으며, 관능검사를 실시하여 노화 억제 효과를 비교하였다. 가래떡의 텍스처 특성 탄성, 응집성 및 부착성은 5℃ 저장 2시간과 24시간 경과 후 무첨가군과 비교하여 큰 차이가 없었으나, 씹힘성, 검성, 경도는 낮아지는 경향을 보여 주었다.
- 떡의 관능적 특성을 조사하기 위하여 사용된 관능검사 방법은 쌀 가공제품 노화 억제제의 개발 연구(Kim 등 2005)와 같은 변형된 정량적 묘사분석 방법(Stone & Sidel 1985)을 사용하였고, 검사에 참여한 패널은 13명의 유경험 훈련된 전문 패널이었으며, 부착성(adhesiveness), 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 단맛(sweetness), 쓴맛(bitterness) 및 떫은/아린맛(astringency) 등을 검사하였다. 관능검사를 위해 제시된 가래떡은 개인용 사기 용기에 담고 플라스틱 랩을 덮은 후 칸막이와 조명이 조절되는 개인 검사대에 3개 시료를 한 번에 제시하였다. 각 시료의 용기에는 난수표를 이용하여 추출된 숫자를 기입하였으며, 평가 시 입을 헹굴 수 있도록 정수기 (DoultonⓇ, London, UK)를 통과시킨 물과 뱉는 컵을 함께 제시하였다.
- 노화 억제 효과 분석을 위해 강력분과 박력분을 쌀가루 기준 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 가래떡을 5℃ 냉장 보관하면서 2시간과 24시간 경과 후 가래떡의 탄성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess), 부착성(adhesiveness) 및 경도(hardness) 등 텍스처 변화를 비교하여 측정하였고, 효과적인 노화 억제 물질의 기준은 실험군 떡의 경도를 무첨가군(control) 떡과 비교하여 낮은 정도로 판단하였다. 무첨가군 가래떡과 비교하여 Texture Analyzer에 의해 측정한 텍스처 특성의 결과는 Table 2와 3에 나타나 있다.
- 떡의 제조는 쌀가루(300 g)에 따라 수분함량을 43%로 조정 하였고, 강력분과 박력분을 쌀가루 기준 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 전기찜기(SO2-6166, Shanghai SEB Electric Appliances Co., Shanghai, China)에 40분간 증자한 후 녹즙기(DC-502, Donga industry, Seoul, Korea)를 이용하여 제조하였다. 노화 억제 효과의 분석조건은 가래떡을 20 ㎝ 길이로 제조한 다음 폴리에틸렌 백에 밀봉하여 5℃ 냉장 보관하면서 사용하였다.
- 패널들은 부착성, 경도, 응집성, 단맛, 쓴맛과 떫은/아린 맛의 순으로 평가하였으며, 척도 위에 각 특성별로 해당 강도에 수직선을 긋고 시료번호를 기입하도록 하였다. 본 실험은 식사 시간을 피하여 주로 오후 4시 전후에 실시하였고, 패널들 간의 상호작용을 최소화하기 위해 칸막이가 설치된 booth에서 수행하였으며, 패널 13명이 3번 반복 측정으로 얻은 값을 평균값으로 계산하여 비교하였다.
- 제조된 가래떡은 5℃ 냉장 보관하면서 사용하였으며, 제조시간 2시간과 24시간 경과 후 측정 분석하여 실험군 떡의 텍스처 특성을 무첨가군 떡과 비교하였다. 가래떡을 지름×높이=12.
- 25 ㎝ 들어간 지점에 양극의 강도(0=없음, 15=대단히 강함)를 표시하였다. 패널들은 부착성, 경도, 응집성, 단맛, 쓴맛과 떫은/아린 맛의 순으로 평가하였으며, 척도 위에 각 특성별로 해당 강도에 수직선을 긋고 시료번호를 기입하도록 하였다. 본 실험은 식사 시간을 피하여 주로 오후 4시 전후에 실시하였고, 패널들 간의 상호작용을 최소화하기 위해 칸막이가 설치된 booth에서 수행하였으며, 패널 13명이 3번 반복 측정으로 얻은 값을 평균값으로 계산하여 비교하였다.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용한 쌀가루는 2003년산 경기 추청미로 3시간 침지한 후 roll mill(Kyungchang Machine, Kyunggi Kwangjoo, Korea)을 사용하여 습식방법에 의해 제분하였으며, 쌀가루를 제조 후 사용 전까지 폴리에틸렌 봉지에 포장하여 냉동 (－20℃) 보관하였다. 가래떡에 첨가된 강력분과 박력분은 삼양사(Seoul, Korea)에서 구입하였다.
- 본 실험에서 사용한 쌀가루는 2003년산 경기 추청미로 3시간 침지한 후 roll mill(Kyungchang Machine, Kyunggi Kwangjoo, Korea)을 사용하여 습식방법에 의해 제분하였으며, 쌀가루를 제조 후 사용 전까지 폴리에틸렌 봉지에 포장하여 냉동 (－20℃) 보관하였다. 가래떡에 첨가된 강력분과 박력분은 삼양사(Seoul, Korea)에서 구입하였다.
데이터처리
- 본 연구는 쌀을 주원료로 한 가공제품에 적합한 노화 억제 기술을 개발하여 쌀 소비를 촉진하기 위한 객관적인 기초 자료를 제공하고자 노화 억제에 효과적인 것으로 검색된 강력 분과 박력분(Kim 등 2005)을 쌀가루 기준으로 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 모델 떡으로 가래떡을 제조하였고, 5℃ 냉장 보관하면서 2시간과 24시간 경과 후 기계적 텍스처 특성과 관능적 묘사 특성 검사를 실시하여 실험군의 떡을 무첨가군 떡과 비교하였다. 그리고 각 실험군 떡의 시간 경과에 따른 텍스처 변화와 관능적 묘사 특성에 대해 상관 계수를 구하여 분석하였고, 이들 실험군간 차이를 요약하기 위해 주성분 분석(principal component analysis)을 수행하였다.
- 또한, 각 실험군 떡의 시간 경과에 따른 텍스처 변화와 관능적 묘사 특성에 대해 상관 계수(r)를 산출하였고, 이들 실험군간 차이를 요약하기 위해 Xlstat software(Xlstat User's Guide, Paris, France)를 사용하여 주성분 분석(principal component analysis)을 수행하였다.
- 본 실험은 3회 반복 실험하였으며, 실험군간 차이검증은 SAS(Statistical Analysis System, ver. 8.2)를 사용하여 분산분석을 실시하였다. 분산분석 결과, 실험군간 차이가 있는 특성의 경우, 실험군의 평균값 간의 차이 수준 여부를 결정하기 위해 SNK(Student Newman Keul)의 다중비교 방법을 실시하였다.
- 2)를 사용하여 분산분석을 실시하였다. 분산분석 결과, 실험군간 차이가 있는 특성의 경우, 실험군의 평균값 간의 차이 수준 여부를 결정하기 위해 SNK(Student Newman Keul)의 다중비교 방법을 실시하였다. 또한, 각 실험군 떡의 시간 경과에 따른 텍스처 변화와 관능적 묘사 특성에 대해 상관 계수(r)를 산출하였고, 이들 실험군간 차이를 요약하기 위해 Xlstat software(Xlstat User's Guide, Paris, France)를 사용하여 주성분 분석(principal component analysis)을 수행하였다.
이론/모형
- 가래떡을 지름×높이=12.5×15 ㎜ 크기로 자른 후 Texture Analyzer(model TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Haslemere, England)를 이용하여 Bourne(1978)에 의해 기술된 방법으로 쌀 가공제품 노화 억제제의 개발 연구(Kim 등 2005)와 같은 조건으로 분석하였다 (Table 1).
- 떡의 관능적 특성을 조사하기 위하여 사용된 관능검사 방법은 쌀 가공제품 노화 억제제의 개발 연구(Kim 등 2005)와 같은 변형된 정량적 묘사분석 방법(Stone & Sidel 1985)을 사용하였고, 검사에 참여한 패널은 13명의 유경험 훈련된 전문 패널이었으며, 부착성(adhesiveness), 경도(hardness), 응집성 (cohesiveness), 단맛(sweetness), 쓴맛(bitterness) 및 떫은/아린맛(astringency) 등을 검사하였다.
- 시료의 크기는 텍스처 측정 시 사용된 크기(지름× 높이=12.5×15 ㎜)와 동일하였으며, 시료 제시 순서는 오차를 최소화하기 위해 랜덤화 완전 블록 실험계획법(randomized complete block design)을 적용하였다(Kim 등 1993).
성능/효과
- 2) Values with different superscripts within the same column are significantly different(p<0.05), ***Significant at p<0.001.
- 가래떡의 텍스처 특성 탄성, 응집성 및 부착성은 5℃ 저장 2시간과 24시간 경과 후 무첨가군과 비교하여 큰 차이가 없었으나, 씹힘성, 검성, 경도는 낮아지는 경향을 보여 주었다. 5℃ 저장 24시간 후 경도의 비교에서 밀가루 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 낮아지는 경향을 보여 주었다. 가래떡의 5℃ 저장 2시간과 24시간 후 관능적 묘사 특성 분석에서는 부착성, 응집성, 단맛, 쓴맛 및 떫은/아린 맛의 경우 실험군과 무첨가군을 비교하였을 때 큰 차이가 없었다.
- Control2: control after 2 hrs of storage at 5℃, 5% HW2: hard wheat flour 5% addition, 10% HW2: hard wheat flour 10% addition, 20% HW2: hard wheat flour 20% addition, 5% SW2: soft wheat flour 5% addition, 10% SW2: soft wheat flour 10% addition, 20% SW2: soft wheat flour 20% addition, Control24: control after 24 hrs of storage at 5℃, 5% HW24: hard wheat flour 5% addition, 10% HW24: hard wheat flour 10% addition, 20% HW24: hard wheat flour 20% addition, 5% SW24: soft wheat flour 5% addition, 10% SW24: soft wheat flour 10% addition, 20% SW24: soft wheat flour 20% addition.
- 또한, 무첨가군과 첨가군의 텍스처 경도의 비교에서 무첨가군에 비해 밀가루 첨가군의 값이 양(+)의 방향으로 부하되어 떡의 경도가 낮았으며, 강력분과 박력분 모두 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 F1(x 축)이 양(+)의 방향으로 부하되어 경도가 감소하는 경향을 보여 주었다. F1(x축)과 F2(y축)에 대한 각 시료들의 점수 분포를 살펴보면(Fig. 2), F1(x축)에 대하여 5℃ 저장 2시간 후 강력분 10%와 20% 첨가군과 박력분 20% 첨가군의 경도 값이 양(+)의 방향으로, 5℃ 저장 24시간 후 박력분 10%와 20% 첨가군과 강력분 20% 첨가군의 경도 값이 양(+)의 방향으로 나타났다. F2(y축)에 대해서는 저장 24시간 후 강력분 20% 첨가군이 양(+)의 방향으로, 저장 24시간 후 강력분 5% 첨가군이 음(－)의 방향으로 높게 부하되었다.
- Fig. 1을 참고로 하여 Fig. 2에서 F1(x축)이 음(－)의 방향으로 부하될수록 텍스처 경도가 높으며, Fig. 2에 나타난 바와 같이 저장 시간대 별 텍스처 경도의 비교에서 5℃ 저장 24시간 후의 값들이 5℃ 저장 2시간 후의 값들보다 음(－)의 방향으로 나타나 경도가 높았다. 또한, 무첨가군과 첨가군의 텍스처 경도의 비교에서 무첨가군에 비해 밀가루 첨가군의 값이 양(+)의 방향으로 부하되어 떡의 경도가 낮았으며, 강력분과 박력분 모두 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 F1(x 축)이 양(+)의 방향으로 부하되어 경도가 감소하는 경향을 보여 주었다.
- 강력분과 박력분을 쌀가루 기준 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 제조한 가래떡을 5℃ 저장 2시간과 24시간 후 텍스처의 변화를 측정 분석하였으며, 관능검사를 실시하여 노화 억제 효과를 비교하였다. 가래떡의 텍스처 특성 탄성, 응집성 및 부착성은 5℃ 저장 2시간과 24시간 경과 후 무첨가군과 비교하여 큰 차이가 없었으나, 씹힘성, 검성, 경도는 낮아지는 경향을 보여 주었다. 5℃ 저장 24시간 후 경도의 비교에서 밀가루 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 낮아지는 경향을 보여 주었다.
- F2(y축)에 대해서는 관능적 묘사 특성 중 쓴맛 및 떫은/아린맛의 값이 양(+)의 방향으로 비교적 높게 부하되었으며, 그 밖의 특성들은 각각 음(－)의 방향으로 부하되어 있었다. 각 저장 시간대 별 기계적 텍스처 특성의 부착성, 경도 및 응집성과 훈련된 패널에 의한 관능적 묘사 특성의 부착성, 경도 및 응집성에서 상관관계가 있는 것으로 나타났다.
- 강력분과 박력분을 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 제조한 가래떡을 5℃ 냉장 보관하면서 2시간과 24시간 경과 후 텍스처와 관능적 묘사 특성 변화의 평균값을 적용하여 주성분 분석(principal component analysis)을 실시한 결과, 제 1 주성분(F1)과 제 2 주성분(F2)이 각각 총 변동(variability)의 74.7%와 10.5%를 설명해 주어 총 변동의 85.2%가 설명되었다. 또한 F1과 F2의 고유벡터(eigenvectors)는 다음과 같이 나타났다.
- 밀가루 첨가 가래떡의 텍스처와 관능적 묘사 특성 간의 상관관계를 분석한 결과, 전문 패널에 의한 관능적 특성의 부착성과 응집성은 기계적 특성의 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 음(－)의 상관, 부착성과 응집성과는 양(+)의 상관이 있었다. 관능적 특성의 경도는 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 양(+)의 상관, 부착성과 응집성과는 음(－)의 상관이 있었다. 따라서 강력분과 박력분은 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 경도가 감소하는 경향을 보여 주었으며, 가래떡 제조 시 강력분 20% 또는 박력분 10%를 첨가하면 노화 억제에 효과가 있는 것으로 확인되었다.
- 가래떡의 5℃ 저장 24시간 후 묘사 특성에서는 2시간 저장 후 경우와 마찬가지로 묘사 특성 중에서 부착성, 응집성, 단맛, 쓴맛 및 떫은/아린 맛의 경우 실험군과 무첨가군을 비교하였을 때 큰 차이가 없었다. 그러나 경도의 비교에서는 무첨가군에 비해 밀가루 첨가군 떡의 경도가 낮았으며, 강력분과 박력분 모두 첨가수준이 높아질수록 경도가 무첨가군의 경도에 비해 유의적으로 감소하는 경향을 보여 주었다. 따라서 강력분과 박력분도 유화제 첨가(Kim & Chung 2007c)와 같이 관능적 특성 중 경도를 제외한 거의 모든 특성에 영향을 주지 않는 첨가물로서 가래떡 제조 시 사용될 수 있음을 보여주고 있다.
- 관능적 특성의 경도는 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 양(+)의 상관, 부착성과 응집성과는 음(－)의 상관이 있었다. 따라서 강력분과 박력분은 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 경도가 감소하는 경향을 보여 주었으며, 가래떡 제조 시 강력분 20% 또는 박력분 10%를 첨가하면 노화 억제에 효과가 있는 것으로 확인되었다.
- 2에 나타난 바와 같이 저장 시간대 별 텍스처 경도의 비교에서 5℃ 저장 24시간 후의 값들이 5℃ 저장 2시간 후의 값들보다 음(－)의 방향으로 나타나 경도가 높았다. 또한, 무첨가군과 첨가군의 텍스처 경도의 비교에서 무첨가군에 비해 밀가루 첨가군의 값이 양(+)의 방향으로 부하되어 떡의 경도가 낮았으며, 강력분과 박력분 모두 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 F1(x 축)이 양(+)의 방향으로 부하되어 경도가 감소하는 경향을 보여 주었다. F1(x축)과 F2(y축)에 대한 각 시료들의 점수 분포를 살펴보면(Fig.
- 그러나 5℃ 저장 24시간 후 경도의 비교에서는 무첨가군에 비해 밀가루 첨가군 떡의 경도가 낮은 경향을 보여 주었다. 밀가루 첨가 가래떡의 텍스처와 관능적 묘사 특성 간의 상관관계를 분석한 결과, 전문 패널에 의한 관능적 특성의 부착성과 응집성은 기계적 특성의 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 음(－)의 상관, 부착성과 응집성과는 양(+)의 상관이 있었다. 관능적 특성의 경도는 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 양(+)의 상관, 부착성과 응집성과는 음(－)의 상관이 있었다.
- 훈련된 전문 패널에 의한 관능적 묘사 특성의 부착성과 응집성은 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 음(－)의 상관이 있었으며, 기계적 부착성과 응집성과는 양(+)의 상관이 있었다. 전문 패널에 의한 경도는 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 양(+)의 상관이 있었으며, 기계적으로 측정된 부착성과 응집성은 음(－)의 상관이 있었다. 즉, 훈련된 전문 패널들이 평가한 단단한 떡일수록 기계적으로 측정된 경도가 높았으며, 기계적으로 측정된 부착성과 응집성은 낮게 나타났다(Table 6).
- 전문 패널에 의한 경도는 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 양(+)의 상관이 있었으며, 기계적으로 측정된 부착성과 응집성은 음(－)의 상관이 있었다. 즉, 훈련된 전문 패널들이 평가한 단단한 떡일수록 기계적으로 측정된 경도가 높았으며, 기계적으로 측정된 부착성과 응집성은 낮게 나타났다(Table 6).
- 그러나 씹힘성, 검성 및 경도의 특성에서 유화제 첨가 가래떡의 경우(Kim & Chung 2007c)와 마찬가지로 무첨가군과 비교하여 유의적인 차이를 보여 주었다. 효과적인 노화 억제 물질의 기준이 되는 텍스처 경도의 비교에서는 무첨가군에 비해 밀가루 첨가군 떡의 경도가 낮았고, 강력분과 박력분 모두 첨가수준이 높아질수록 무첨가군에 비해 감소하는 경향을 보여 주었으며, 5℃ 저장 24시간 후 무첨가군과 비교하여 경도에서 차이를 보인 군은 강력분 20% 첨가군과 박력분 10% 첨가군으로 나타났다.
- 강력분과 박력분을 0, 5, 10 및 20% 농도로 첨가하여 제조한 가래떡을 5℃ 냉장 보관하면서 2시간과 24시간 경과 후 텍스처와 관능적 묘사 특성 간의 상관관계를 분석한 결과는 Table 6과 같다. 훈련된 전문 패널에 의한 관능적 묘사 특성의 부착성과 응집성은 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 음(－)의 상관이 있었으며, 기계적 부착성과 응집성과는 양(+)의 상관이 있었다. 전문 패널에 의한 경도는 기계적으로 측정된 탄성, 씹힘성, 검성 및 경도와 양(+)의 상관이 있었으며, 기계적으로 측정된 부착성과 응집성은 음(－)의 상관이 있었다.
후속연구
- 그러나 여러 가지 떡 가공품들은 제조 후 전분의 노화가 일어나 굳어지기 시작하고(Hoseney RC 1986; Kim DH 1992), 전분의 노화는 아밀로오스 함량(Kum 등 1996), 수분 및 저장 온도에 영향 (Kim 등 1996; Kim & Shin 1996)을 받으며, 여러 가지 첨가물에 의해 노화가 억제되는 것으로 알려졌다(Russell & Oliver 1989; Hibi 등 1990; I'Anson 등 1990; Kohyama & Nishinari 1991; Kohyama & Nishinari 1992; Lee & Moon 1994; Choi & Shin 1996; Son 등 1997; Kim & Chung 2007a; Kim & Chung 2007b; Kim & Chung 2007c). 따라서 쌀 가공식품의 전분의 노화가 해결된다면 멥쌀을 주원료로 한 전통 떡의 소비를 효과적으로 확대할 수 있으며, 나아가서는 국내 쌀 가공식품 업계의 경제성 및 경쟁력 강화를 도모할 수 있을 것으로 판단된다.
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