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문제 정의
- 건강식생활을 위하여 자연 식품에 함유된 지방대체제의 하나로 캐슈 이용에 관한 체계적 연구가 필요하다고 생각된다. 이러한 일환으로 본 연구에서는 건강에 유익한 케이크를 제조하기 위하여 가공지방 마가린 대신 식물성지방을 함유한 캐슈를 첨가한 파운드케이크를 제조하여 품질 및 관능특성을 연구하고자 하였다.
제안 방법
- 관능검사는 구워낸 후 실온에서 한 시간 방치한 케이크를 시료로 하여 실시하였으며, 관능검사 요원은 삼육대학교 식품영양학과 학생 30명으로 구성하여 이들에게 실험 목적 및 평가 항목에 대해 설명한 후 실시하였다. 평가항목은 색, 냄새, 맛, 촉촉한 정도, 씹힘성, 전체적 기호도로 5점(매우 좋다), 4점(좋다), 3점(보통이다), 2점(나쁘다), 1점(매우 나쁘다)의 5점 채점법(Herbert A & Juel 1993)으로 실시하였다.
- 색도는 Hunter L, a, b color system을 가지고 있는 색 차계(CM-3500, Minolta Inc., Japan)를 사용하여 케이크 crumb 부분의 L(명도), a(적색도), b(황색도) 값을 측정하였다.
- 외관 관찰은 디지털 카메라(DSC-P 150, Sony, Co, Japan)를 이용하였으며, 파운드케이크를 10 mm 두께로 세로로 절단하여, 모눈종이를 부착한 벽면에 나란히 놓고 플래시가 터지지 않도록 하여 촬영한 후 단면을 관찰하였다.
- 제빵에 주요 원료인 마가린 대신 캐슈를 대체 지방으로 사용하여 건강에 좋은 제품을 제조하기 위해 캐슈를 첨가하여 제조한 파운드케이크의 품질 특성을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다.
- 1과 같은 방법으로 제조하였다. 캐슈 첨가군은 캐슈의 성분을 고려하여 마가린의 0, 33, 66, 100, 133%의 비율로 첨가하여 지방을 대체하였으며, 지방 외 단백질, 탄수화물 함량은 밀가루에 포함시켜 배합하였다.
- 파운드케이크의 조직감은 오븐에서 구워낸 후 실온에서 냉각시킨 후 5일간 저장하면서 5 cm×7 cm×7 cm 조각으로 잘라 texture analyzer(EZ-tester 500-N, Shimadzu, Japan)를 이용하여 경도(hardness)와 진입력(penetration)을 각각 10회씩 측정하여 평균값을 구하였다.
대상 데이터
- 파운드케이크의 제조에는 밀가루(박력분, 제일제당), 설탕(백설탕, 제일제당), 마가린(식물성 마가린, 오뚜기), 달걀(싱싱판란, (주)한사랑유통사업부), 소금(청정원), 베이킹파우더(승진식품)를 사용하였고, 캐슈(2009년 인도산)는 분쇄기(MCH600SI, Dongyang Magic Co., Ltd., Seoul, Korea)로 분쇄하여 100 mesh 체로 내려 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 이상 반복 측정하였으며, 그 결과는 SPSS 14.0(Statistical Package for Social Science, SPSS Inc., Chicago IL, USA) software를 이용하여 각 시료의 평균과 표준 편차를 구하였고, 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 던컨의 다중 범위 검증(Duncan's multiple range test)으로 p<0.05 수준에서 유의차 검정을 실시하였다.
이론/모형
- 파운드케이크의 중량은 구운 후 실온에서 30분 동안 냉각시킨 후 측정하였으며, 부피는 종자치환법(Pyler EJ 1979)으로 측정하였다.
- 평가항목은 색, 냄새, 맛, 촉촉한 정도, 씹힘성, 전체적 기호도로 5점(매우 좋다), 4점(좋다), 3점(보통이다), 2점(나쁘다), 1점(매우 나쁘다)의 5점 채점법(Herbert A & Juel 1993)으로 실시하였다.
성능/효과
- 1) 대조군의 중량은 392.8 g, 캐슈 첨가군은 394.5～403.5 g으로 첨가군에서 중량이 증가하였으며, 부피는 대조군 666.8 mL, 첨가군은 683.8～734.3 mL로 유의적으로 증가하였다.
- 2) 비용적은 대조군 1.70, 첨가군은 1.73～1.82로 캐슈 첨가량이 많아질수록 증가하였으며, 반죽 수율은 대조군 114.6%, 캐슈 첨가군은 111.5～114.1%로 캐슈 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 굽기손실률은 대조군 12.
- 3) 경도는 제조 당일 시료의 경우 대조군 0.458 kg, 첨가군은 0.493～0.589 kg으로 대조군에 비하여 유의적으로 증가하였고, 5일 저장 시료의 경우 대조군 1.160 kg, 첨가군은 0.841～1.188 kg으로 첨가량이 증가할수록 경도가 유의적으로 감소하였다. 진입력은 제조 당일의 경우 대조군 0.
- 4) 색도의 L값은 대조군 42.16, 첨가군은 40.50～42.42로 캐슈 첨가량에 따라 감소하였으며, 적색도 a 값은 대조군 -0.52, 첨가군은 -0.31～-0.42로 첨가군에서 감소하였고, 황색도 b값은 대조군 19.22, 첨가군은 19.24～19.45로 첨가군에서는 증가하였다.
- 5) 관능검사 결과, 색상은 대조군 3.5, 첨가군에서는 2.9～3.2, 향미는 대조군 2.9, 첨가군이 3.3～4.1로 대조군에 비하여 향미에서 높은 선호도를 보였으며, 맛은 대조군 2.5에 비하여 캐슈 첨가군에서 유의적으로 높았다. 촉촉함은 대조군 3.
- 경도는 제조 당일 시료의 경우 대조군 0.458 kg, 첨가군은 0.493～0.589 kg으로 대조군에 비하여 유의적으로 증가하였으며(p<0.05), 5일 실온에 방치한 시료의 경우에서는 대조군 1.160 kg, 첨가군은 각각 1.188 kg, 0.925 kg, 0.975 kg, 0.841 kg으로 C2～C4에서 대조군에 비하여 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05).
- 1로 높았고 그 다음은 C4 순이었다. 관능검사 결과 파운드케이크에 대한 캐슈의 첨가는 색상을 제외한 냄새, 맛, 질감에 대한 선호도를 증가시켰으며 C3, C4가 다른 시료에 비해 높은 기호도를 보인 것으로 나타났다.
- 1로 가장 높았고 그 다음은 C4 순이었다. 관능검사 결과 파운드케이크에 대한 캐슈의 첨가는 색상을 제외한 냄새, 맛, 질감에 대한 선호도를 증가시켰으며 C3, C4는 다른 시료에 비해 높은 기호도를 보였다.
- 파운드케이크의 저장 중 경도의 변화로부터 노화도를 분석한 결과는 Table 5와 같다. 대조군과 첨가군 모두에서 저장기간이 증가할수록 지속적으로 노화도가 증가하였으며, 캐슈 첨가군의 경우 대조군에 비하여 노화도 증가폭이 적게 나타나 캐슈가 저장기간 중 노화도의 증가폭을 감소시키데 영향을 미치는 것으로 나타났다. 버찌를 첨가한 Kim KH 등(2009)의 연구에서 대조군에 비해 버찌 첨가군의 경우 노화도 증가폭이 적은 것으로 나타났고, Shin 등(2005)도 β-glucan 첨가군의 노화도 증가폭이 적다고 하여 유사한 결과를 보였다.
- 2와 같다. 대조군에 비하여 캐슈 첨가군 모두에서 높이와 부피가 증가하였으며, C4의 경우 높이와 부피가 가장 크게 나타났다. 대조군은 조직의 치밀감이 관찰되었으며, 캐슈첨가가 증가할수록 대조군에 비하여 air cell의 숫자가 많고 그 크기가 크고, 다소 불규칙한 다공성의 sponge 구조를 보였으며, C3의 경우 다른 시료에 비해 비교적 air cell 의 크기가 거의 유사하고 고르게 분포되어 있었다.
- 대조군에 비하여 캐슈 첨가군 모두에서 높이와 부피가 증가하였으며, C4의 경우 높이와 부피가 가장 크게 나타났다. 대조군은 조직의 치밀감이 관찰되었으며, 캐슈첨가가 증가할수록 대조군에 비하여 air cell의 숫자가 많고 그 크기가 크고, 다소 불규칙한 다공성의 sponge 구조를 보였으며, C3의 경우 다른 시료에 비해 비교적 air cell 의 크기가 거의 유사하고 고르게 분포되어 있었다.
- Kim YA(2003)의 뽕잎분말 첨가 케이크에서는 첨가량이 증가할수록 명도, 황색도는 감소하였고, 적색도는 증가한다고 하였으며, 클로렐라(Chung NY & Choi 2005), 버찌분말(Kim KH 2009)의 연구에서는 첨가량이 증가할수록 명도, 적색도, 황색도 모두 감소한다고 하였다. 따라서 대개의 연구에서 첨가물이 증가할수록 명도는 감소경향을 보였고, 적색도와 황색도는 첨가물의 종류와 색, 첨가량 등에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 제과제빵 제품에 밀가루를 대신하여 각종 분말을 첨가할 경우, 첨가되는 분말의 종류와 자체의 색, 그리고 굽는 과정 중의 아미노카르보닐 반응, 열분해에 의한 갈변화 정도는 케이크의 색도에 미치는 주요 인자이다(Raidle MA & Klein 1983, Chun YH 등 1986).
- Chabot(1976)은 빵의 경도에 미치는 요인으로 수분함량, 기공의 발달정도, 부피 등이 있는데 기공이 잘 발달될수록 부피가 크고 softness 가 증가하여 경도가 낮아진다고 하였다. 따라서 본 실험에서 캐슈첨가량이 증가할수록 부피가 증가하였고, 캐슈 첨가군에서 저장 중 경도 증가폭이 낮았던 결과가 상호연관성이 있을 것으로 생각된다.
- 명도를 나타내는 L값은 대조군 42.16, 첨가군은 40.50～42.42로 캐슈 첨가량에 따라 감소하였으며(p<0.05), 적색도를 나타내는 a 값은 대조군 -0.52, 첨가군은 -0.31～-0.42로 대조군과 유의적 차이를 나타내지 않았으나 첨가군에서 감소하는 경향이었다.
- 05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 대조군은 시간이 경과함에 따라 수분 손실에 의해 점차 단단해지고 탄력성을 잃어 품질이 저하되지만 캐슈 첨가군의 경우 첨가량이 증가할수록 경도 증가폭이 대조군에 비해 적은 편으로 나타나 노화를 지연시켜 주는 것으로 나타났다. Kook SU(2008)은 비지의 첨가량이 증가할수록 대조군에 비해 저장 중 경도가 감소하였다고 하였고, 클로렐라 첨가 파운드케이크(Chung NY & Choi 2005)에서도 첨가량이 증가함에 따라 경도가 감소한다고 하여 유사한 결과를 보였다.
- 이상의 실험을 통해 제빵에서 캐슈를 마가린의 대체 지방으로 사용하였을 때 품질평가에서 좋은 결과를 보였다. 최근 들어 웰빙이 새로운 문화코드로 제시되고 있는데 이는 건강에 대한 높은 관심을 반영한 것으로 보인다.
- 진입력은 제조 당일 시료의 경우 대조군 0.060 kg, 첨가군은 0.077～0.083 kg으로 대조군에 비해 유의적으로 증가하였고(p<0.05), 5일 실온에 방치한 시료의 경우 대조군 0.231 kg, 첨가군의 경우 0.152～0.224 kg으로 대조군에 비하여 유의적으로 감소하였다(p< 0.05).
- 188 kg으로 첨가량이 증가할수록 경도가 유의적으로 감소하였다. 진입력은 제조 당일의 경우 대조군 0.060 kg, 첨가군은 0.077～0.083 kg으로 대조군에 비해 유의적으로 증가하였고, 5일 실온에 방치 후 대조군 0.231 kg, 첨가군 0.152～0.213 kg으로 유의적으로 감소하였다.
- 촉촉함은 대조군 3.2, C2∼C4에서 3.5～3.7로 증가하였으며, 씹힘성은 대조군 2.5, 첨가군에서는 2.9～3.8로 대조군에 비해 첨가군에서 유의적으로 높았다.
- 케이크의 비용적은 반죽에 혼입된 공기의 양과 구울 때 케이크의 골격을 형성시켜 주는 글루텐과 단백질이 관련 있다고 하였는데(Kim YA 2005, 최 등 2008), 본 실험에서 캐슈 첨가량이 증가할수록 부피가 증가되는 것으로 나타나, 캐슈를 마가린 대신 첨가하였을 때 제빵 특성이 저하되지 않는 바람직한 결과를 보였다. 캐슈 첨가량이 증가할수록 대조군보다 케이크 재료의 밀가루량이 감소하여 글루텐 함량도 상대적으로 낮아지는 반면 캐슈 첨가로 단백질 함량은 높아지는데, 부피 팽창(leavening)율이 높아지는 것을 보면 대조군보다 많은 단백질이 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 따라서 캐슈 첨가로 인한 글루텐 양의 감소는 부피에 큰 영향은 없었던 것으로 추측되며 이에 관한 더 자세한 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.
후속연구
- 굽는 과정에서의 손실은 주로 수분의 손실에 의하며, 따라서 수분의 보유는 굽는 동안 수증기의 팽창으로 인해 케이크의 부피를 팽창시키며, 촉촉한 질감을 제공하는 것으로 알려져 있어(Berglund PT & Hertsgaard 1986), 캐슈가 이러한 수분보유 작용에 관여하는 것으로 추측되며, 더 자세한 연구가 필요한 것으로 생각된다.
- 캐슈 첨가량이 증가할수록 대조군보다 케이크 재료의 밀가루량이 감소하여 글루텐 함량도 상대적으로 낮아지는 반면 캐슈 첨가로 단백질 함량은 높아지는데, 부피 팽창(leavening)율이 높아지는 것을 보면 대조군보다 많은 단백질이 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 따라서 캐슈 첨가로 인한 글루텐 양의 감소는 부피에 큰 영향은 없었던 것으로 추측되며 이에 관한 더 자세한 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.
- 또한 Junge RC 등(1981)은 유지를 첨가하지 않은 반죽보다 유지 첨가 반죽의 발효 높이가 더 증가하였다고 하였다. 본 실험에서는 이러한 팽창에 미치는 영향이 캐슈 첨가군에서 대조군에 비하여 더 큰 것으로 나타났는데 캐슈 첨가군에서 부피 증가의 정확한 원인은 앞으로 더 연구해야할 과제라고 생각된다. 대체 지방에 대한 연구에서 Woo NRY와 Ahn(2004)은 케이크를 제조할 때 첨가되는 옥배유를 MCT로 대체하였을 경우 부피를 감소시켜 바람직하지 못한 결과를 나타냈으며, Poying L 등(1994)은 케이크 제조시 기존의 유지를 대체유지로 첨가한 경우 부피를 감소시켰다고 하여 기존의 유지 대신 첨가하는 물질에 따라 부피에 미치는 영향이 다른 것으로 나타났다.
- 대체 지방에 대한 연구에서 Woo NRY와 Ahn(2004)은 케이크를 제조할 때 첨가되는 옥배유를 MCT로 대체하였을 경우 부피를 감소시켜 바람직하지 못한 결과를 나타냈으며, Poying L 등(1994)은 케이크 제조시 기존의 유지를 대체유지로 첨가한 경우 부피를 감소시켰다고 하여 기존의 유지 대신 첨가하는 물질에 따라 부피에 미치는 영향이 다른 것으로 나타났다. 제품의 품질은 여러 가지 요인을 고려해야 하지만 가장 정량적이면서 다른 품질특성까지 알 수 있는 것은 부피이며(Chung OK 1981) 이런 점에서 볼 때 캐슈가 파운드케이크의 가공적성에 영향을 미쳤음을 알 수 있었으나 캐슈 첨가 케이크의 air cell size 및 uniformity 등의 연구가 수행되지 않아 정확한 원인 규명은 앞으로 연구해야할 과제라 생각된다.
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