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문제 정의
- 지금까지 식혜에 대해서는 제조시 최적 조건을 설정하고자 하는 연구들이 주로 많이 이루어져 왔으며(Lee & Jun 1976, Moon & Cho 1978, Kim et al 1984, Ann & Lee 1996), 재료의 변형으로 식혜 제조에 사용되는 백미를 찹쌀이나 유색미로 대치하는 연구(Kim et al 2002, Lee et al 1997, Lee & Kim 1998, Kim et al 1999) 및 최근에는 전통 식혜에 헛개나무 열매 추출물이나 녹차가루, 인삼(Kim et al 2007, Park SI 2006, Hur SS 2007) 등을 첨가하여 품질 특성을 실험한 연구들이 있었다. 본 연구에서는 단맛을 내는 황기를 첨가하여 식혜 제조시 설탕의 첨가량을 줄이고 더불어 황기의 기능적 특성을 이용하려는 목적으로 황기 추출물을 첨가한 식혜를 제조하여 품질 특성을 알아보았다.
- 한약재 황기를 식품 소재로 응용하여 활용하고자 하는 연구의 일환으로 황기 추출액의 첨가량을 달리하여 전통음료인 식혜를 제조한 후 품질 특성을 조사한 결과는 다음과 같았다. 황기 추출액의 첨가량 증가에 따라 식혜의 pH는 증가하였다.
가설 설정
- 1: dislike very much～7: like very much.
제안 방법
- 황기 추출물을 첨가하여 제조한 식혜의 저장 기간에 따른 미생물의 변화를 보기 위하여 식품공전(한국식품공업협회 2008)에 제시된 일반 세균의 분석 방법에 따라 분석하였다. 시료는 황기 식혜를 냉장 온도에 저장하면서 2일 간격으로 실험하였다. 식혜 일정량을 멸균수로 단계별로 희석하여 사용하였다.
- 1과 같다. 엿기름 증류수 추출액과 멥쌀밥만으로 제조한 시료를 대조군으로 하여 증류수 대신 황기 추출물 20%, 40%, 60%, 80%, 100%를 첨가하여 식혜를 제조하였다. 멥쌀밥을 지어 각 엿기름 추출액을 첨가한 후 60℃에서 5시간 당화하여 밥알을 건져내고 5분간 끓인 후에 즉시 냉각시켜 4℃ 냉장고에서 저장하면서 실험 재료로 사용하였다.
- 황기 100g에 20배의 증류수를 가하고 2시간 동안 열수 추출한 후 여과하여 최종 용량이 1,000 mL가 되도록 농축한 추출물을 제조하였다.
- 황기 추출물을 첨가한 식혜액의 당도는 굴절당도계(Refractometer, Atago Co., Japan)를 사용하여 3회 반복 측정하였다.
- 황기 추출물을 첨가한 식혜의 pH를 비이커에 담아 pH meter(Hanna Co., USA)를 이용하여 3회 반복 측정하여 평균값을 나타내었다.
- 황기 추출물을 첨가한 식혜의 색도는 식혜액을 여과한 후 색차계(JC801, Color Techno System Co., Japan)를 사용하여 L값(명도), a값(적색도), b값(황색도)을 3회 반복 측정하였다.
- 황기 추출물이 첨가된 식혜의 관능검사는 식품영양학을 전공하는 학생 14명으로 구성된 패널들로 검사 방법과 평가 특성을 교육시킨 후 실시하였다. 검사 항목은 색, 향, 단맛, 후미, 전체적인 기호도였으며 7점 척도법으로 평가하였고, 각 항목의 선호도가 좋을수록 높은 점수를 주었다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 쌀은 2007년도 경기도 여주 산이며, 엿기름 (송림식품)은 제천시 시장에서 구입하여 냉장보관하면서 사용하였다. 황기는 제천시 수산면에서 2007년 가을 수확한 황기를 직접 구입하여 냉동 보관하면서 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 쌀은 2007년도 경기도 여주 산이며, 엿기름 (송림식품)은 제천시 시장에서 구입하여 냉장보관하면서 사용하였다. 황기는 제천시 수산면에서 2007년 가을 수확한 황기를 직접 구입하여 냉동 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
- 황기 추출물을 첨가한 식혜의 실험 결과는 SPSS 10.0 통계 package를 사용하여 분산분석으로 평균의 비교를 하였고, Duncan's multiple range test에 의해 5% 수준에서 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 당화액의 환원당은 DNS 법(채 등 2004)에 의하여 측정하였으며, 맥아당을 표준시료로 하였다.
- 황기 추출물을 첨가하여 제조한 식혜의 저장 기간에 따른 미생물의 변화를 보기 위하여 식품공전(한국식품공업협회 2008)에 제시된 일반 세균의 분석 방법에 따라 분석하였다. 시료는 황기 식혜를 냉장 온도에 저장하면서 2일 간격으로 실험하였다.
성능/효과
- 황기 추출물이 첨가된 식혜의 관능검사는 식품영양학을 전공하는 학생 14명으로 구성된 패널들로 검사 방법과 평가 특성을 교육시킨 후 실시하였다. 검사 항목은 색, 향, 단맛, 후미, 전체적인 기호도였으며 7점 척도법으로 평가하였고, 각 항목의 선호도가 좋을수록 높은 점수를 주었다.
- 식혜를 저장하면서 미생물을 검사한 결과, 황기 추출물 100%로 제조한 식혜의 경우 12일 저장한 후의 총균수와 황기 추출물 무첨가군의 8일 저장 시료의 총균수가 비슷하게 나타났다. 관능 평가 결과, 황기 추출물을 음료에 적용하였을 경우 우려되는 쓴맛이나 향이 나지 않고 전체적인 기호도를 해치지 않는 것으로 평가되었다. 이상의 결과로 황기를 첨가하여 식혜를 제조할 경우 관능적인 특성에 영향을 주지 않으면서 당도를 높일 수 있어 설탕의 첨가량을 감소시키고 저장성이 증가된 기능성 식혜 제조의 가능성이 있는 것으로 사료된다.
- 001), 당화 시간이 증가함에 따라서도 pH가 증가하였다. 그러나 당화 초기에서 당화 1시간까지 황기 추출물 농도별 식혜의 pH가 유의적으로 증가함에 비하여 당화 1시간 후부터는 무첨가군, 20%와 60% 첨가군에서 당화 시간 증가에 따른 pH는 유의적 차이를 보이지 않았다. Kim et al(1999)은 당화 4시간까지 식혜의 pH가 증가하였다고 보고한 바 있으며, Jeon(1998)등의 연구에서는 멥쌀과 찹쌀을 이용하여 식혜 제조시 당화시간이 증가할수록 pH가 서서히 감소하다가 4시간 이후에는 거의 변화가 없다고 하였고, Kim(1984) 등은 시판 맥아를 사용한 식혜의 pH는 당화 시간이 증가함에 따라 다소 감소하였다고 보고하는 등 기존의 연구에서는 당화 시간에 따른 식혜의 pH 변화는 차이가 있는데, 이는 첨가한 부재료에 의한 영향으로 생각해 볼 수 있을 것이다.
- 식혜 제조시 설탕을 첨가하지 않아 전체적으로 단맛은 7점 척도에서 조금 낮은 편에서 중간 정도의 선호도로 응답되었다. 단맛의 선호도는 황기 추출물의 함량이 많을수록 서서히 증가하여 황기 추출물로만 제조한 식혜와 황기 추출물 첨가량 20%까지의 식혜간에 유의적인 차이를 보였다. 향기와 뒷맛의 강도 역시 추출량 증가에 따라 서서히 선호도가 증가하여 한약재로 쓰이는 황기 추출물을 음료에 적용하였을 경우, 우려되는 쓴맛이나 향이 나지 않고 전체적인 기호도를 해치지 않는 것으로 평가되었다.
- 황기 추출물 첨가 식혜의 당화 중 색도 측정 결과는 Table 3～5와 같다. 명도(L값)는 당화 시간 증가에 따라 황기를 첨가하지 않은 군과 황기를 첨가한 모든 군에서 증가하였으며, 황기 추출액 함량에 따라서는 당화 초기에는 황기 첨가량이 많을수록 약간 증가하지만 유의적인 차이가 아니었고, 일단 당화가 진행되면 황기 추출물의 첨가량이 많을수록 명도가 감소하였다. a값과 b값은 당화 시간 증가에 따라 유의적으로 증가하였고, 황기 추출물 첨가량이 증가함에 따라 역시 a값과 b값은 증가하였다.
- 9 Brix를 보였다고 보고하고 있고, Park SI(2006)은 8 Brix 정도의 당도를 보였다고 보고하였다. 본 실험에서는 설탕을 첨가하지 않고 황기 추출물을 첨가했을 때 최대 5.43 Brix의 당도를 나타내어 상대적으로 낮은 당도를 보여주었다. 이러한 결과는 첨가한 밥의 양과 엿기름 당화액을 추출하는데 사용된 엿기름의 양에 따른 차이로 보이며, 기존의 연구에서 당화 시간이 6～7시간인 것과 비교하여 본 실험에서의 당화 시간이 짧았기 때문인 것으로 생각된다.
- 식혜의 당화 시간별 당도의 변화는 Table 6과 같다. 본 실험에서는 설탕을 첨가하지 않아 전체적인 당도는 비교적 낮았으며, 황기 추출물의 첨가량이 증가함에 따라 당도가 유의적으로 증가함을 볼 수 있었다. 황기 추출액 100%로 5시간 당화한 경우 무첨가군의 초기 당도의 여섯배 이상의 당도가 증가하였다.
- 5 Brix 정도의 당도를 가진 것으로 보고하여 설탕 사용을 자제하려는 움직임과 소비자의 기호도 변화에 따라 당도가 낮아진 것으로 생각된다. 설탕을 첨가하지 않은 기존의 연구에서 8.9 Brix 정도의 당도를 나타냈고(Kim et al 1999), 본 실험에서 황기 추출물 100% 로 식혜를 당화시켰을 때 당화 5시간 후 5.43 Brix 의 당도를 보여주었으므로 황기 추출물 함량을 증가시키고 엿기름 및 밥의 양을 증가시키면 설탕 첨가량을 현저히 줄이고도 적절한 감미를 느낄 수 있을 것으로 생각된다. 그러므로 관능을 해치지 않는 범위 내에서 황기 추출물 및 밥의 증감에 따라 식혜 음료로서의 적당한 당도를 낼 수 있는지 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.
- 황기 추출물의 첨가량이 증가함에 따라 당도가 유의적으로 증가하였는데, 황기 추출액 100% 첨가로 5시간 당화한 경우 무첨가군 초기 당도의 여섯배 이상으로 당도가 증가하였다. 식혜를 저장하면서 미생물을 검사한 결과, 황기 추출물 100%로 제조한 식혜의 경우 12일 저장한 후의 총균수와 황기 추출물 무첨가군의 8일 저장 시료의 총균수가 비슷하게 나타났다. 관능 평가 결과, 황기 추출물을 음료에 적용하였을 경우 우려되는 쓴맛이나 향이 나지 않고 전체적인 기호도를 해치지 않는 것으로 평가되었다.
- 황기 추출액의 첨가량 증가에 따라 식혜의 pH는 증가하였다. 식혜의 명도(L값)는 당화 시간 증가에 따라 황기를 첨가하지 않은 군과 황기를 첨가한 모든 군에서 증가하였으며, 황기 추출액 함량에 따라서는 당화 초기에는 황기 첨가량이 많을수록 약간 증가하지만 유의적인 차이가 없었고, 일단 당화가 진행되면 황기 추출물의 첨가량이 많을수록 명도가 감소하였다. a값과 b값은 당화 시간 증가에 따라 유의적으로 증가하였고, 황기 추출물 첨가량이 증가함에 따라 역시 a값과 b값은 증가하였다.
- Kim et al(1999)은 백미 식혜 제조시 당화 과정 동안 명도의 변화가 거의 없다고 하였다. 식혜의 적색도(a값)은 당화 시간이 길어질수록, 황기 추출물의 첨가량이 많을수록 증가하였다. 당화 기간에 따른 적색도의 변화 양상은 연구자에 따라 일관적이지 않은 결과를 보이는데, Kim et al(1999)은 당화가 진행될수록 적색도가 감소하거나 변화가 없다고 보고한 반면, Park SI(2006)의 연구에서는 당화가 진행될수록 적색도가 증가하는 것으로 보고하였다.
- 향기와 뒷맛의 강도 역시 추출량 증가에 따라 서서히 선호도가 증가하여 한약재로 쓰이는 황기 추출물을 음료에 적용하였을 경우, 우려되는 쓴맛이나 향이 나지 않고 전체적인 기호도를 해치지 않는 것으로 평가되었다. 음료의 경우, 색이 수응도 판단에 매우 중요한 요소 중 하나로 꼽히는데, 본 연구에서는 황기 추출물의 함량이 증가할수록 식혜의 색이 유의적으로 좋다고 평가되었고 전체적인 수응도도 증가되었다. 전체적인 수응도도 황기 추출물 첨가량이 늘어남에 따라 증가하였지만, 0, 20%와 100% 첨가군 사이에만 유의적인 차이를 보였다.
- 관능 평가 결과, 황기 추출물을 음료에 적용하였을 경우 우려되는 쓴맛이나 향이 나지 않고 전체적인 기호도를 해치지 않는 것으로 평가되었다. 이상의 결과로 황기를 첨가하여 식혜를 제조할 경우 관능적인 특성에 영향을 주지 않으면서 당도를 높일 수 있어 설탕의 첨가량을 감소시키고 저장성이 증가된 기능성 식혜 제조의 가능성이 있는 것으로 사료된다.
- 황기 추출물을 첨가하여 제조한 식혜의 저장 기간에 따른 총균수의 변화를 Table 7에 나타내었다. 저장 초기에는 각 시료 간에 큰 차이가 관찰되지 않았으나, 저장 기간이 길어질수록 황기 추출물 함량 증가에 따라 총균수는 적게 관찰되었다. 황기 추출물 100%로 제조한 식혜의 경우, 12일 저장한 후의 총균수와 황기 추출물 무첨가군의 8일 저장 시료의 총균수가 비슷하게 나타나 황기 추출물을 첨가하여 저장 기간을 증가시킬 수 있을 것으로 보인다.
- 음료의 경우, 색이 수응도 판단에 매우 중요한 요소 중 하나로 꼽히는데, 본 연구에서는 황기 추출물의 함량이 증가할수록 식혜의 색이 유의적으로 좋다고 평가되었고 전체적인 수응도도 증가되었다. 전체적인 수응도도 황기 추출물 첨가량이 늘어남에 따라 증가하였지만, 0, 20%와 100% 첨가군 사이에만 유의적인 차이를 보였다.
- 단맛의 선호도는 황기 추출물의 함량이 많을수록 서서히 증가하여 황기 추출물로만 제조한 식혜와 황기 추출물 첨가량 20%까지의 식혜간에 유의적인 차이를 보였다. 향기와 뒷맛의 강도 역시 추출량 증가에 따라 서서히 선호도가 증가하여 한약재로 쓰이는 황기 추출물을 음료에 적용하였을 경우, 우려되는 쓴맛이나 향이 나지 않고 전체적인 기호도를 해치지 않는 것으로 평가되었다. 음료의 경우, 색이 수응도 판단에 매우 중요한 요소 중 하나로 꼽히는데, 본 연구에서는 황기 추출물의 함량이 증가할수록 식혜의 색이 유의적으로 좋다고 평가되었고 전체적인 수응도도 증가되었다.
- 2에 나타내었는데, 환원당량의 변화 역시 당도 변화와 유사한 형태였다. 환원당량은 황기 추출물 첨가량이 증가할수록 시간 경과에 따라 증가하였는데, 황기 추출물을 첨가하지 않은 식혜의 초기 환원당량은 8.01 mg/mL였고, 당화 5시간에서 50.1 mg/mL를 나타냈다. 황기 추출물의 첨가량이 증가하면서 황기 추출물 100%로 제조한 식혜의 경우 초기 환원당량이 9.
- 황기 무첨가군의 pH는 5.39로 황기 추출물 첨가량이 증가할수록 식혜의 pH가 유의적으로 증가하였으며(p<0.001), 당화 시간이 증가함에 따라서도 pH가 증가하였다.
- 31 mg/mL라고 보고한 바 있는데, 본 실험에서는 백미 대비 사용한 엿기름의 비율이 적어 낮은 환원당량을 보인 것으로 생각된다. 황기 추출물의 첨가량에 따라 같은 당화 시간에서 모든 식혜의 환원당량은 증가하였으며, 이로서 황기 추출물의 첨가로 식혜 제조시 단맛의 증가를 위하여 첨가하는 설탕의 양을 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다. Hur(2007)은 인삼분말을 첨가한 식혜 음료를 제조 하였는데, 말토오즈의 함량이 무첨가 군보다 높았다는 보고를 하여 인삼 첨가에 의해서도 식혜의 설탕 첨가량을 감소시킬 수 있을 것으로 보이며, 적절한 한약재의 첨가로 설탕 첨가량을 감소시킨 건강 기능 음료의 제조가 가능할 것으로 생각된다.
- 식혜의 당화 시간별 pH 변화는 Table 2와 같은 결과를 보였다. 황기 추출물의 첨가량이 증가함에 따라 pH는 증가하는 경향을 보였으며, 당화 시간이 길어질수록 pH 값은 서서히 증가하였다.
- 당화 기간에 따른 적색도의 변화 양상은 연구자에 따라 일관적이지 않은 결과를 보이는데, Kim et al(1999)은 당화가 진행될수록 적색도가 감소하거나 변화가 없다고 보고한 반면, Park SI(2006)의 연구에서는 당화가 진행될수록 적색도가 증가하는 것으로 보고하였다. 황색도(b값) 역시 당화 시간이 길어질수록, 황기 추출물의 첨가량이 많을수록 증가하는 결과를 보여 전반적으로 황기 추출물의 첨가량이 많아질수록 착색도가 커지고 명도는 감소하는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- Kim et al(2007)은 헛개나무 추출물을 이용하여 식혜를 제조하고 미생물 검사를 하였는데, 본 실험의 결과와 유사한 결과를 보여 향후 한방 재료의 항 미생물 효과에 대한 다양한 실험으로 가공식품의 저장성을 증가하는데 응용할 수 있을 것으로 여겨진다.
- 43 Brix 의 당도를 보여주었으므로 황기 추출물 함량을 증가시키고 엿기름 및 밥의 양을 증가시키면 설탕 첨가량을 현저히 줄이고도 적절한 감미를 느낄 수 있을 것으로 생각된다. 그러므로 관능을 해치지 않는 범위 내에서 황기 추출물 및 밥의 증감에 따라 식혜 음료로서의 적당한 당도를 낼 수 있는지 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.
- 황기 추출물을 이용하여 제조한 식혜가 음료로서의 유용성을 가지기 위해서는 당도도 중요하므로 이미 소비자의 입맛에 길들여져 있는 시판 식혜의 당도와 비교하여 첨가하는 엿기름 및 밥의 양과 적절한 설탕 사용량을 정하는 것이 필요할 것이다.
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