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문제 정의
- 이에 본 연구는 스펀지 케이크에 검은콩이 가지는 기능성을 접목하기 위하여 검은콩 분말의 첨가량을 달리하여 스펀지 케이크를 제조하고, 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 최적의 첨가량을 조사하였다. 또한 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 일반성분, 비중 및 퍼짐성, 비용적과 굽기 손실, 색도와 texture 그리고 관능 특성을 측정함으로써, 스펀지 케이크의 재료로 검은콩 분말의 이용 가능성과 새로운 메뉴 개발을 위한 기초 자료를 제시하고자 하였다.
- 스펀지 케이크에 사용되는 주 재료는 밀가루, 달걀, 설탕, 소금의 4가지이고, 부재료는 버터, 물, 우유, 바닐라 향, 베이킹파우더 등이 사용되며, 기본 배합률은 밀가루 100%에 대하여 설탕 120～160%, 계란 120～160%, 소금 2%로 제품에 따라 다양한 배합 비율을 사용할 수 있다(정청송 1983). 이에 본 연구는 스펀지 케이크에 검은콩이 가지는 기능성을 접목하기 위하여 검은콩 분말의 첨가량을 달리하여 스펀지 케이크를 제조하고, 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 최적의 첨가량을 조사하였다. 또한 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 일반성분, 비중 및 퍼짐성, 비용적과 굽기 손실, 색도와 texture 그리고 관능 특성을 측정함으로써, 스펀지 케이크의 재료로 검은콩 분말의 이용 가능성과 새로운 메뉴 개발을 위한 기초 자료를 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 퍼짐성(spreadability) 측정은 line spread chart를 사용하였다. Line spread chart의 측정은 지름 5.5 cm, 높이 6.5 cm인 스테인레스 스틸(stainless steel) 원통 속에 반죽을 넣은 후 원통을 들어 올려 퍼지게 하고 3분 후 반죽의 퍼진 양끝 4군데의 부위에서 지름을 측정하였다. 한 처리구당 3회 반복 측정 하여 그 평균값을 나타내었다.
- 4로 가장 높게 나타났다. 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 비용적이 낮고 비중이 작아지면서 스펀지 케이크의 기공의 크기와 aircell uniformity가 적어졌다. Color에서는 대조군, 10% 및 20% 첨가 군은 유의적 차이를 나타내지 않으면서 높게 나타났으며, 30% 및 40% 첨가군이 낮게 나타났다.
- 검은콩 분말을 밀가루 대비 대조군, 10, 20, 30 및 40% 씩 첨가하여 스펀지 케이크를 만들고, 품질 특성으로 검은콩 분말의 일반성분, 반죽의 비중과 퍼짐성, 스펀지 케이크의 비용적과 굽기 손실, 색도, texture, 관능검사를 실시하였다.
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크를 제조한 다음 실온에서 1시간 냉각시킨 후, 케이크의 비용적을 AACC(AACC 1983)법에 따라 종자치환법을 이용하여 측정, 비용적(mL/g)으로 나타내었으며, CAS 저울(SW-1S, CAS Co., Korea)을 이용하여 굽기 전의 중량과 구운 후의 중량 차이를 이용하여 굽기 손실률(%)을 계산하였다. 한 처리구당 3회 반복 측정하여 그 평균값을 나타냈다.
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 texture 특성은 texture analyser(CTA plus LLoyD Co., England)를 이용하여 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 점착성(gumminess) 및 견고성(stiffness)을 측정하였으며, Table 2의 조건으로 측정하였다. 한 처리구당 3회 이상 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었다.
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 관능검사는 우석대학교 외식산업조리학과 학생 중 본 실험에 관심이 있고 식별 능력이 있는 30명의 학생을 관능검사 요원으로 선정하여 이들에게 실험의 목적과 평가법을 인지시킨 후 실시하였다.
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 색도는 색차계(chro- ma meter CR-300 minolta, Japan)를 이용하여 케이크는 중앙 부분을 원통형(0.5 cm×3 cm)으로 잘라 측정하였으며, L(light- ness), a(redness to greeness) 그리고 b(yellowness to blueness)의 값을 측정하였다.
- 스펀지 케이크는 Nam YH(2005)의 방법을 변형하여 적용하였으며, 제조 배합 비율은 Table 1과 같다. 모든 재료는 동일한 함량으로 고정하고, 박력분에 검은콩 분말을 0%, 10%, 20%, 30%, 40%로 달리하여 제조하였다.
- 스펀지 케이크는 Nam YH(2005)의 방법을 변형하여 적용하였으며, 제조 배합 비율은 Table 1과 같다. 모든 재료는 동일한 함량으로 고정하고, 박력분에 검은콩 분말을 0%, 10%, 20%, 30%, 40%로 달리하여 제조하였다.
- 평가 항목으로는 기공의 균일성(aircell uniformity), 색(color), 촉촉함(moistness), 당도(sweetness), 향(flavor), 부드러움(softness), 씹힘성(chewiness), 전반적인 기호도(overall preference) 등 8가지 항목을 7점 척도법을 이용하여 7점으로 갈수록 기호도가 높은 것으로 하였다.
대상 데이터
- 스펀지 케이크의 재료로는 박력분(큐원), 설탕(CJ), 소금(한 주소금), 계란(덕성농장), 버터(서울우유)를 사용하였고, 검은콩(충남 공주농협 서리태)은 Kim's Club에서 구입하여 고속 분쇄기로 3분간 분쇄한 검은콩을 100 mesh 체에 통과시켜 사용하였다.
데이터처리
- a～d Means in row by different superscripts are significantly different at p<0.05 significance level by Duncan's multiple range test.
- 각 항목에 따른 실험결과를 SAS(statistical analysis system) program(SAS 1993)을 이용하여 분산분석과 Duncan's multiple range test를 통하여, 평균치와 표준편차를 P<0.05수준에서 각 시료간의 유의성을 검증하였다.
- 5 cm인 스테인레스 스틸(stainless steel) 원통 속에 반죽을 넣은 후 원통을 들어 올려 퍼지게 하고 3분 후 반죽의 퍼진 양끝 4군데의 부위에서 지름을 측정하였다. 한 처리구당 3회 반복 측정 하여 그 평균값을 나타내었다.
이론/모형
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크 반죽의 비중(specific gravity)은 AACC(AACC 1983)법에 따라 케이크 제조 과정중 밀가루를 투입후의 반죽 무게를 측정하여 다음의 식에 의해 계산하였다.
- 검은콩의 일반 성분은 검은콩을 그대로 분쇄한 분말을 AOAC (AOAC 1990)법에 따라 수분 함량은 상압 가열 건조법, 회분은 건조 회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 그리고 조단백질은 Kjeldahl 법을 이용하여 측정하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방과 회분의 함량을 제외한 값으로 하였다.
- 제조 방법은 전란을 사용하는 공립법(남혜영 2000)을 이용하여 제조하였다. 즉, 전란, 설탕, 소금을 믹싱볼에 넣고 버티칼 믹서(NVM-12, Dae-young Machinery Co.
- 퍼짐성(spreadability) 측정은 line spread chart를 사용하였다. Line spread chart의 측정은 지름 5.
성능/효과
- Aircell uniformity는 대조군, 10% 및 30% 첨가군에서는 유의적 차이를 나타내지 않았고, 20% 첨가군이 5.4로 가장 높게 나타났다. 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 비용적이 낮고 비중이 작아지면서 스펀지 케이크의 기공의 크기와 aircell uniformity가 적어졌다.
- 쌀가루 혼합분으로 제조한 스펀지 케이크에서도 쌀가루 혼합분 첨가량이 증가할수록 hardness가 증가하는 결과와 유사한 경향을 보였다(Ju et al 2006). Cohesiveness와 gumminess는 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. Springiness는 대조군이 1.
- 4로 가장 높게 나타났고, 10%, 30% 및 40% 첨가군은 유의적 차이가 없고, 대조군이 가장 낮게 나타났다. Over- all preference는 20% 첨가군이 6.3으로 가장 높게 나타났으며, 대조군, 10%, 30% 및 40% 첨가군은 유의적 차이가 없었다. 전반적인 기호도, 기공의 균일성, 촉촉함, 부드러움, 씹힘성은 검은콩 분말 20% 첨가군에서 높은 기호도가 나타났다.
- 관능검사 결과 aircell uniformity, color, flavor 및 chewiness는 20% 첨가군이 가장 높게 나타났다. Overall preference는 검은콩 분말 20% 첨가한 스펀지 케이크의 기호도가 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 10%, 30% 첨가군이 높게 나타났다.
- Cohesiveness와 gumminess는 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. Springiness는 대조군이 1.48로 높게 나타났으며, 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 springiness가 유의적으로 감소하는 경향을 나타났다. 단호박 가루를 첨가한 스펀지 케이크에서도 단호박 가루 첨가량이 증가할수록 springiness가 감소하는 결과와 유사한 경향을 보였다(Byun JY 2002).
- 스펀지 케이크의 색도에서 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 L값은 감소, a값은 증가, b값은 감소하는 경향을 나타났다. Texture 특성은 hardness, stiffness는 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타났으며, springiness는 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 감소 하는 경향이 나타났고, cohesiveness, gumminess는 검은콩 분말 첨가량에 따른 유의적인 변화가 없는 것으로 나타났다. 관능검사 결과 aircell uniformity, color, flavor 및 chewiness는 20% 첨가군이 가장 높게 나타났다.
- 93)하는 것으로 나타났다. b값은 대조군과 10% 및 20% 검은콩 분말 첨가군에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았고, 30% 및 40% 첨가군에서는 첨가량이 증가할수록 b값이 감소하는 것으로 나타났다. 흑미가루를 첨가한 스펀지 케이크에서 흑미 가루 첨가량이 증가할수록 L값은 감소하고, a값은 증가하며, b값은 감소하는 결과와 유사한 경향을 보였다(Kim YS 2005).
- Table 6은 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 색도 결과이다. 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 L값은 대조군이 77.66으로 가장 높게 나타났으며, 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 감소(73.22~54.30)하는 것으로 나타났다. a값은 대조군이 —6.
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 texture 결과는 Ta- ble 7과 같다. 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 hardness는 대조군이 0.22로 나타났으며, 40% 첨가군이 0.45로 첨가량이 증가할수록 hardness가 증가하는 것으로 나타났다. 쌀가루 혼합분으로 제조한 스펀지 케이크에서도 쌀가루 혼합분 첨가량이 증가할수록 hardness가 증가하는 결과와 유사한 경향을 보였다(Ju et al 2006).
- 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 굽기 손실은 대조군이 2.97으로 나타났으며, 40% 첨가군이 3.51로 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 굽기 손실이 증가하는 것으로 나타났다. 매생이 분말을 첨가한 스펀지 케이크에서 매생이 첨가량이 증가할수록 굽기 손실이 증가하는 결과와 유사한 경향을 보였다(Lee et al 2002).
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 비용적과 굽기 손실 측정 결과는 Table 5와 같다. 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 비용적은 대조군이 5.01로 나타났으며, 40% 첨가군이 4.11로 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 비용적이 감소 하는 것으로 나타내었다. 조 및 수수를 첨가한 스펀지 케이크에서 조 및 수수의 첨가량이 증가할수록 비용적이 감소하는 결과와 유사한 경향을 보였다(Kim SH 2003).
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 반죽의 비중과 퍼짐성은 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 비용적은 첨가량이 증가할수록 감소하였고, 굽기 손실은 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 스펀지 케이크의 색도에서 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 L값은 감소, a값은 증가, b값은 감소하는 경향을 나타났다.
- Color에서는 대조군, 10% 및 20% 첨가 군은 유의적 차이를 나타내지 않으면서 높게 나타났으며, 30% 및 40% 첨가군이 낮게 나타났다. 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 L값이 감소하고 a값이 증가함에 따라 기호도가 감소 하는 경향을 보였다. Moistness, sweetness, softness, chewiness는 첨가량이 증가하여도 유의적인 차이가 없었다.
- 스펀지 케이크의 부피에 관여하는 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크 반죽의 비중과 퍼짐성 측정 결과는 Table 4와 같다. 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크 반죽의 비중은 대조군이 0.61로 나타났으며, 40% 첨가군 스펀지 케이크가 0.73으로 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 비중이 증가하였다. Nam YH(2005)의 쌀가루를 이용한 스펀지 케이크, 증숙 마늘 분말 첨가 스펀지 케이크(Shin et al 2007)와 같이 분말의 첨가량이 증가함에 따라 비중이 증가하는 것과 비슷한 결과를 보였다.
- 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크 반죽의 퍼짐성은 대조군이 17.66으로 나타났으며, 40% 첨가군이 19.16으로 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 퍼짐성이 증가하는 것으로 나타났다. 검은콩 분말 첨가량이 증가함에 따라 밀가루 내의 글루텐 형성의 감소로 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 퍼짐성이 증가하는 것으로 사료되고, 또한 반죽의 점도가 높으면 반죽내로 공기 입자의 이동이 지연되어 반죽의 안정도에 도움을 준다(Miller & Hoseney 1993).
- 70%로 나타났다. 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 반죽의 비중과 퍼짐성은 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 비용적은 첨가량이 증가할수록 감소하였고, 굽기 손실은 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다.
- 검은콩 분말의 일반성분의 측정 결과는 Table 3과 같다. 검은콩 분말의 수분 함량은 8.44%, 조단백질의 함량은 31.34%, 조지방 함량은 6.64%, 조회분 함량은 3.88%, 탄수화물 함량은 49.70%로 나타났다. 이와 같은 결과는 검은콩 양갱의 제조와 이화학적 관능적 품질 특성에 관한 연구(Ju MJ 2007)에서 서리태의 일반 성분 함량이 수분 함량 5.
- 검은콩 분말의 일반 성분은 수분 8.44%, 조단백 31.34%, 조지방 6.64%, 조회분 3.88%, 탄수화물 49.70%로 나타났다. 검은콩 분말을 첨가한 스펀지 케이크의 반죽의 비중과 퍼짐성은 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하였다.
- Texture 특성은 hardness, stiffness는 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타났으며, springiness는 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 감소 하는 경향이 나타났고, cohesiveness, gumminess는 검은콩 분말 첨가량에 따른 유의적인 변화가 없는 것으로 나타났다. 관능검사 결과 aircell uniformity, color, flavor 및 chewiness는 20% 첨가군이 가장 높게 나타났다. Overall preference는 검은콩 분말 20% 첨가한 스펀지 케이크의 기호도가 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 10%, 30% 첨가군이 높게 나타났다.
- 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 비용적은 첨가량이 증가할수록 감소하였고, 굽기 손실은 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 스펀지 케이크의 색도에서 검은콩 분말 첨가량이 증가할수록 L값은 감소, a값은 증가, b값은 감소하는 경향을 나타났다. Texture 특성은 hardness, stiffness는 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향이 나타났으며, springiness는 검은콩 분말의 첨가량이 증가할수록 감소 하는 경향이 나타났고, cohesiveness, gumminess는 검은콩 분말 첨가량에 따른 유의적인 변화가 없는 것으로 나타났다.
- 이상의 연구 결과에서 검은콩 분말 첨가 스펀지 케이크의 최적 첨가 비율은 20%가 가장 좋은 것으로 나타났고, 이로써 스펀지 케이크 제조 시 검은콩 분말 첨가 가능성을 알 수 있었다.
- 3으로 가장 높게 나타났으며, 대조군, 10%, 30% 및 40% 첨가군은 유의적 차이가 없었다. 전반적인 기호도, 기공의 균일성, 촉촉함, 부드러움, 씹힘성은 검은콩 분말 20% 첨가군에서 높은 기호도가 나타났다.
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