[논문]트레할로스를 첨가한 머핀의 물리적 특성 및 관능평가

허수진; 안혜령; 이광석

제안 방법

머핀은 부푼 정도를 정확하게 판단하게 하기 위해 머핀 1개 전체를 제공하였으며, 난수표에 의해 3자리 숫자로 표시하였다. 관능검사 항목은 외관(appearance), 색(color), 질감(texture), 풍미(flavor), 맛(taste), 전반적인 기호도(overall quality)에 대한 관능 평가를 실시하였으며, 7점 척도법으로 평가하여 기호도가 높을수록 7점에 가까운 점수를 주도록 하였다.
관능요원은 경희대학교 조리과학과 재학생 23명을 대상으로 시행하였으며, 5가지 시료를 평가하도록 하였다. 머핀은 부푼 정도를 정확하게 판단하게 하기 위해 머핀 1개 전체를 제공하였으며, 난수표에 의해 3자리 숫자로 표시하였다. 관능검사 항목은 외관(appearance), 색(color), 질감(texture), 풍미(flavor), 맛(taste), 전반적인 기호도(overall quality)에 대한 관능 평가를 실시하였으며, 7점 척도법으로 평가하여 기호도가 높을수록 7점에 가까운 점수를 주도록 하였다.
머핀의 껍질(crust)과 속질(crumb)의 색을 색차계(Colorimeter JC801, color Techno Co, Japan)를 사용하여 L(lightness), b(yellowness)의 색채 값을 측정하였다. 한 처리군 당 3개의 시료를 이용하여 각각 3회 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었다.
머핀의 단면의 높이는 머핀을 위에서 아래로 자른 단면의 최고 높이를 측정하였으며, 각 측정은 한 처리군당 3개의 시료를 이용하여 각각 3회 반복 측정하여 평균값을 나타내었다.
머핀의 조직감 측정은 머핀 내부를 25×25×25㎜의 큐빅 모양의 동일한 크기로 잘라 texture analyzer(TA-XT2i, Texture Technologies Corp., Scardale, N.Y., USA)를 사용하여 2회 연속 압착하여 얻어 지는 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 탄성(resilience) 등을 산출하였다.
머핀의 특성을 알아보기 위하여 crumbScan(American Institute of baking/devore Systems)을 이용하여 영상분석을 실시하였다. 실온에서 1시간 동안 냉각한 후 중심 부분을 세로로 잘라(두께 13㎜) 시료로 사용하였고, 모든 시료는 세 번씩 분석하였다.
머핀은 일반 머핀 제조방법을 변형하여 제조하였으며(Hui 2006), 재료 배합비율은 [Table 1]과 같다(Doerry 1995). 밀가루 및 설탕과 트레할로스를 제외한 모든 재료는 모두 일정하게 유지하였으며, 설탕의 0%(T0), 25%(T25), 50%(T50), 75%(T75), 100%(T100)를 트레할로스로 대체하여 머핀을 제조하였다. 먼저 마른 재료인 밀가루와 분유, 베이킹 파우더는 고운 체에 통과시키고, 체를 통과시킨 재료와 설탕과 트레할로스를 믹서기 (Kitchen Aid St.
본 연구에서는 전분 노화 억제 효과가 있는 트레할로스를 머핀에 설탕 대체제로 0, 25, 50, 75, 100% 첨가 후 제조하여 저장기간 동안(0, 1, 3, 5일) 품질 특성에 어떤 변화가 일어나는지 조사하고, 관능검사를 통하여 머핀에 트레할로스의 최적화 함량을 찾는 연구를 수행하였다.
머핀의 특성을 알아보기 위하여 crumbScan(American Institute of baking/devore Systems)을 이용하여 영상분석을 실시하였다. 실온에서 1시간 동안 냉각한 후 중심 부분을 세로로 잘라(두께 13㎜) 시료로 사용하였고, 모든 시료는 세 번씩 분석하였다. 머핀의 껍질 두께(crust thickness)와 기공의 조밀도(crumb fineness)는 crumbScan을 통하여 자동 산출되었다.
1]과 같다. 완성된 머핀은 제조 직후 실온에서 1시간 동안 식힌 후 비닐 백에 담아 20℃ 실온에서 저장하면서, 만든 당 일(0일), 1일, 3일, 5일 동안 저장하면서 실험에 사용하였다.
케이크의 경우, 주로 L값(lightness)을 이용하여 제조공정(굽는 시간과 온도)의 변화에 따른 관찰을 하며, 재료에 따른 색의 변화를 보기 위해서는 b값(yellowness)을 비교한다는 Anderson의 연구(1995)와 같이 트레할로스를 머핀에 첨가하여 저장에 따른 L값과 b값에 대한 변화를 색차계로 측정하였고, 머핀의 껍질색을 측정하였으나, 머핀의 터짐성 때문에 균일한 결과를 얻어내기 어려워 속질만 측정하였다.
트레할로스를 첨가하여 만든 머핀의 최적 함량을 알아보기 위해 관능검사를 실시하여 머핀의 외관(appearance), 껍질 색(crust color), 속질 색(crumb color), 질감(texture), 풍미(flavor), 맛(taste), 전체적인 기호도(overall acceptance)의 항목을 조사한 결과는 [Table 5]와 같다.

대상 데이터

4. 트레할로스 첨가 머핀의 관능평가

관능요원은 경희대학교 조리과학과 재학생 23명을 대상으로 시행하였으며, 5가지 시료를 평가하도록 하였다. 머핀은 부푼 정도를 정확하게 판단하게 하기 위해 머핀 1개 전체를 제공하였으며, 난수표에 의해 3자리 숫자로 표시하였다.
본 실험에서 사용된 재료는 트레할로스(삼양사), 중력 밀가루((주)대한제분), 쇼트닝(웰가), 전지분 유((주)동진유업), 베이킹 파우더(가림산업), 설탕(삼양사), 소금(대양솔트), 물, 계란(풀무원)을 사용하였다.
영상탐지기는 HP ScanJet 6450C 스캐너(Hewlett Packard)를 이용하였으며, 결과물은 HP DeskJet 720C 프린터를 각각 연결하여 사용하였다.

데이터처리

2)A～D Means in a column followed by different superscripts are significantly different(p<0.05) by Duncan's multiple range test.
3)a～c Means in a row preceded by different superscripts are significantly different(p<0.05) by Duncan's multiple range test.
각 항목에 따른 머핀의 실험결과는 SPSS(Statistical Package for the Social Sciences, version 12.0, SPSS inc.) program을 이용하여 분산분석과 Duncan's multiple range test로 각 시료간의 유의성을 5% 수준에서 검정하였다.

이론/모형

머핀의 부피 측정은 좁쌀을 이용한 종자치환법에 의하여 측정하였으며, 무게 측정은 같은 디지털 저울을 이용하여 측정하였다. 비용적(specific volume)은 머핀의 부피(mL)를 무게(g)로 나눈 값으로 하였다.

성능/효과

Textrue analyzer로 측정한 조직감 중 경도(hard- ness)는 트레할로스 첨가량이 증가할수록 낮은 값을 보였으며, 저장기간이 길어질수록 모든 머핀의 값은 증가하였으나 트레할로스 첨가 머핀이 대조군에 비해 유의적으로 낮은 수치를 보였다. 응집성(cohesiveness)의 경우, 저장기간이 길어질수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였으나, 트레할로스 첨가량에 따른 유의적인 차이를 보이지는 않았다.
또한 Ronda 등(2005)의 연구에서는 설탕 대체제를 첨가한 스펀지 케이크의 경우 대조군에 비해 모든 시료들이 낮은 비용적을 보였는데, 이는 오븐에서 케이크가 구워지는 동안 전분의 호화와 단백질의 열변성이 일어나면서 반죽의 안정성이 감소하기 때문이라 밝혔다. 그러나 본 연구는 다른 결과를 보여, 내열성이 높은 트레할로스를 첨가하여 케이크를 제조할 경우 오븐에서 구워지는 동안 거품에 보다 안정적인 영향을 끼친 것으로 사료된다. 머핀의 굽기 손실률의 경우, 트레할로스 50% 첨가군이 가장 높았고, 대조군과 비교했을 때 T100을 제외하고 트레할로스 첨가 머핀이 더 높은 손실률을 보였으나 유의적이지 않았다.
44로 대조군에 비해 유의적으로 낮았다. 그러나 저장 기간이 길어질수록 트레할로스 첨가군이 대조군에 비해 낮은 경도를 보였지만, 트레할로스 첨가 머핀 중 T25가 가장 낮은 값을 보이고 오히려 첨가량이 많을수록 경도가 높아졌다. 이는 Zhou 등(2007)의 논문에서 트레할로스 첨가 빵 제조 시 경도와 속질의 수분 보유와의 상관성이 매우 높은 결과를 보였는데, 트레할로스의 흡습성이 매우 낮아 오히려 소량 첨가하는 경우보다 트레할로스를 100% 첨가 시 수분 보유력이 떨어져 저장 기간 동안 경도가 증가하게 되는 것으로 사료된다.
또한 머핀의 껍질 두께의 경우 T0의 껍질이 가장 두꺼웠으며, 트레할로스 첨가량이 많아질수록 점점 얇아지는 결과를 나타내었고, T100의 경우 대조군에 비해 유의적으로 낮은 수치를 보였는데, 이는 단백질 변성이 트레할로스 첨가로 인해 지연되면서 단백질 응고에 영향을 미쳐 껍질이 얇아진 것으로 보여 지며, 이로 인해 식감에 영향을 줄 것으로 사료된다.
56으로 가장 높은 값을 보였다. 또한 저장기간이 길어질수록 모든 머핀의 응집성은 유의적으로 점차 감소하였으며, 트레할로스 첨가량에 따른 차이는 보이지 않았다.
머핀의 전반적인 기호도 평가의 결과는 맛과 비슷한 결과를 보여 트레할로스 25% 첨가 머핀이 가장 높은 값을 보여 T25 > T0> T50 > T75 > T100의 순으로 나타났는데, 이 결과 역시 단맛의 감소가 가장 큰 원인이 된 것으로 생각된다.
본 연구를 통해 트레할로스를 베이커리 제품에 설탕의 부분 대체제로 사용하였을 때 노화를 지연시켜 제품 수명을 연장시키며 제품의 질을 향상시킴을 알 수 있었다. 또한 기호적으로도 트레할로스를 부분적으로 첨가하였을 때 좋은 결과를 보여 향후 베이커리 산업에 이용 가능성을 확인할 수 있었다.
설탕 대체제로 트레할로스를 첨가하여 머핀을 제조하여 물리적 특성 및 관능평가를 실시한 결과, 머핀의 부피, 무게, 비용적, 굽기 손실률 및 높이에서는 대조군과 실험군 간의 유의적인 차이는 보이지 않았지만, 비용적의 경우 대조군에 비해 트레할로스 첨가 머핀이 높은 수치를 보였으며, 그 중 T50이 2.28로 가장 높은 값을 나타냈다.
영상분석을 통해 알아본 기공 조밀성(crumb fine- ness)은 대조군에 비해 트레할로스 첨가 머핀이 더욱 높은 수치를 보였으며, 껍질의 두께(crust thick- ness)는 트레할로스 첨가량이 증가하면 할수록 얇아지는 결과를 보였다.
머핀 속질의 L값은 저장 당일 대조군이 트레할로스 첨가군보다 낮은 수치를 보였고, 트레할로스 첨가 머핀의 첨가량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 저장 기간 동안 대조군의 경우 점차 L값의 수치가 감소하였으나 트레할로스 첨가군의 모든 머핀은 증가하는 경향을 보였고, 그중 T50이 저장 5일째 72.51로 가장 높은 값을 보였다. 올리고당의 일종인 raftilose를 short dough biscuits의 설탕 대체제로 사용한 연구(Gallagher et al.
트레할로스 첨가 머핀의 b값에 대한 변화는 트레할로스 첨가군이 대조군에 비해 높은 값을 나타냈고, 첨가량이 증가할수록 b값이 증가하는 경향을 보였으며, 저장기간 동안 대조군은 트레할로스 첨가 머핀 첨가군에 비해 낮은 값을 보였다. 저장 기간이 길어지면서 저장 3일째까지 모든 머핀의 b값은 증가하였고, T100의 경우 23.85로 제조 직후에 비해 유의적으로 증가하였으나, 저장 5일째 모든 시료는 감소하였다.
트레할로스를 첨가한 머핀의 탄성(resilience) 은 제조 당일 T25를 제외한 나머지 첨가군은 대조군에 비해 높은 탄성을 보였으며, 첨가량이 증가할수록 높은 수치를 보였다. 트레할로스 75%와 100% 첨가군은 저장 3일째까지 대조군보다 높은 수치를 보였으나, 저장 5일째에는 모든 머핀에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 저장 기간이 길어질수록 모든 시료들의 탄성은 유의적으로 감소하였는데, 이는 베이커리 제품이 노화되면서 건조되어 속질이 압력을 받아 속질구조가 붕괴하여 탄성이 감소된다는 연구(Sagent 2008) 와 같은 결과가 나타난 것으로 사료된다.
트레할로스 첨가 머핀의 b값에 대한 변화는 트레할로스 첨가군이 대조군에 비해 높은 값을 나타냈고, 첨가량이 증가할수록 b값이 증가하는 경향을 보였으며, 저장기간 동안 대조군은 트레할로스 첨가 머핀 첨가군에 비해 낮은 값을 보였다. 저장 기간이 길어지면서 저장 3일째까지 모든 머핀의 b값은 증가하였고, T100의 경우 23.
3]을 설명하면 머핀 주위의 흰 선은 껍질의 두께를 표시한 선이며, 머핀 속 질에 표시된 검정색 네모 상자는 crumbScan이 결과를 분석하는 동안 보다 정확한 결과를 얻을 수 있도록 자동적으로 성형 실수를 알아내어 인식하지 않는 부분을 표시한 선이다. 트레할로스 첨가 머핀의 기공의 조밀성을 살펴보면 유의적이지는 않았으나 대조군에 비해 트레할로스를 첨가한 머핀이 높은 수치를 나타내었고, 첨가량이 증가할 수록 낮아지는 결과를 보였다. [Fig.
트레할로스 첨가 머핀의 기호도를 관능평가로 실시한 결과, 질감, 맛 그리고 전체적인 기호도에서 T25가 가장 좋은 점수를 보였고, 트레할로스 첨가량이 50% 이상이 되면 기호도가 감소함을 알 수 있었다. 이는 트레할로스의 감미도가 설탕보다 상대적으로 낮아 맛에 대한 기호도가 낮아지면서 나타난 결과로 보여지며, 트레할로스의 흡습성이 낮아 질감에서도 낮은 점수를 보인 것으로 보여 진다.
트레할로스 첨가 머핀의 맛에 대한 결과는 대조군에 비해 T25가 5.30으로 더 좋은 결과를 보였으나 유의적이지는 않았다. 대조군을 제외한 트레할로스 첨가 머핀은 첨가량이 증가할수록 낮은 수치를 보였다.
트레할로스 첨가 머핀의 색도는 L값의 경우 대조군은 저장기간이 길어질수록 점점 감소하는 경향을 보였으나 실험군의 경우 점점 증가하는 경향을 보였는데, 이는 비환원당인 트레할로스가 마일라드 반응을 일으키지 않아 생기는 현상에 의해 생겨나는 현상으로 보여진다. b값은 트레할로스 첨가량이 많아질수록 그 수치도 증가하였다.
응집성(cohesiveness)의 경우, 저장기간이 길어질수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였으나, 트레할로스 첨가량에 따른 유의적인 차이를 보이지는 않았다. 트레할로스 첨가 머핀의 탄성(resilience)은 트레할로스 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높은 수치를 보였으나, 저장기간이 길어질수록 모든 머핀은 유의적으로 감소하는 경향을 보였고, 저장 5일째에는 첨가량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다.
17로 가장 높은 값을 보였으며, T75와 T100이 유의적으로 낮은 수치를 보였다. 트레할로스를 첨가한 머핀 중 T50이 가장 높은 값을 보였고, 대조군과도 유의적인 차이를 보이지 않았다.
트레할로스를 첨가한 머핀의 부푼 정도를 보기 위한 외관은 대조군이 5.17로 가장 높은 값을 보였으며, T75와 T100이 유의적으로 낮은 수치를 보였다. 트레할로스를 첨가한 머핀 중 T50이 가장 높은 값을 보였고, 대조군과도 유의적인 차이를 보이지 않았다.
트레할로스를 첨가한 머핀의 질감은 대조군에 비해 트레할로스 25%, 50% 첨가군이 4.83과 4.57로 더 높은 값을 보였으며, T75와 T100은 유의적으로 낮은 수치를 보였다. 이는 흡습성이 낮은 트레할로스가 다량 대체 시 수분 보유력이 떨어져 질감에 영향을 준 것으로 사료된다.
트레할로스를 첨가한 머핀의 탄성(resilience) 은 제조 당일 T25를 제외한 나머지 첨가군은 대조군에 비해 높은 탄성을 보였으며, 첨가량이 증가할수록 높은 수치를 보였다. 트레할로스 75%와 100% 첨가군은 저장 3일째까지 대조군보다 높은 수치를 보였으나, 저장 5일째에는 모든 머핀에서 유의적인 차이를 보이지 않았다.

후속연구

본 연구를 통해 트레할로스를 베이커리 제품에 설탕의 부분 대체제로 사용하였을 때 노화를 지연시켜 제품 수명을 연장시키며 제품의 질을 향상시킴을 알 수 있었다. 또한 기호적으로도 트레할로스를 부분적으로 첨가하였을 때 좋은 결과를 보여 향후 베이커리 산업에 이용 가능성을 확인할 수 있었다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	머핀이란?	머핀은 아침식사 및 간식 대용으로 많이 이용하고 있는 케이크의 하나로 첨가 종류에 따라 그 종류가 다양하다. 머핀은 gluten 함량에 식빵만큼 큰 영향을 받지 않으며, 유지의 함량(10～40%)의 조절도 용이하다(Doerry 1995).
	트레할로스의 기능적 특성은?	이는 환원성이 없으므로 메일라드 반응(Maillard reaction)은 잘 일어나지 않고 캐러멜화(caramelization)도 일어나지 않으며, 물에 쉽게 용해되며, 흡습성이 낮고, 점도 또한 설탕과 거의 비슷하다. 기능적 특성으로는 설탕의 50%의 감미도를 갖고, 내열 내산성, 비충치성, 전분 노화 방지, 단백질 변성 방지, 비착색성, 불쾌취의 제거 등이 있다. 또한, 당알코올의 경우 과량 섭취 시 설사를 유발한다는 문제점이 있으나.
	트레할로스는 어떤 형태로 존재하는가?	그 중 트레할로스(D-glucopyranosyl-1,1-D-glu- copyraniside)는 두 분자의 α-포도당이 α-1,1-결합으로 연결된 비환원성 이당류로 효모, 세균, 곰팡이, 식품, 곤충, 버섯 등에 저장 탄수화물의 형태로 존재한다(김동훈 2005). 이는 환원성이 없으므로 메일라드 반응(Maillard reaction)은 잘 일어나지 않고 캐러멜화(caramelization)도 일어나지 않으며, 물에 쉽게 용해되며, 흡습성이 낮고, 점도 또한 설탕과 거의 비슷하다.

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