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문제 정의
- 본 연구에서는 기능성 식품 재료인 브로콜리의 활용도를 높이기 위해 브로콜리 분말의 일반 성분에 대해 알아본 다음 여러 가지 비율로 대체하여 스폰지 케이크를 제조하면서 반죽의 특성 및 제품의 품질 특성을 평가하였다. 브로콜리 분말 대체율이 증가할수록 케이크 반죽의 비중과점도, 완성된 케이크의 굽기 손실율은 증가하였고 비용적은 감소함을 보였다.
- 요즈음에는 우리나라에서도 생식용이나 샐러드용 식재료로서의 소비가 증가하고 있는 추세에 있으나 음식에 직접 이용한 연구는 아직 많이 이루어지지 않은 실정이므로 브로콜리를 이용한 음식을 개발하는 것이 필요하다고 생각된다. 이에 본 연구에서는 천연기능성 소재인 브로콜리의 이용성 증진을 목적으로 브로콜리 분말을 0, 5, 10, 15, 20, 25%로 첨가하여 스폰지 케이크를 제조한 후 저장하면서 케이크의 품질 변화 관찰 및 관능평가를 실시하여 건강기능성 스폰지 케이크를 개발하는 데 기초자료로 사용하고자 하였다.
가설 설정
- 1) In a bar, means followed by the different alphabet are significantly different at p<0.05.
- 2) In a line, means followed by the different letter are significantly different at p<0.05.
- 2)Each values are mean±SD (n=3).
- 3)In a row, means followed by the different lowercase letter are significantly different at p<0.05.
- 스폰지 케이크 반죽의 비중(specific gravity)은 케이크 제조 과정 중 최종 반죽 무게를 측정하여 다음 의 식으로 계산하였다 (11). 이때 증류수의 밀도는 1 g/mL로 가정하였다.
제안 방법
- 시료는 실온에서 1시간 방치한 케이크와 20±1oC에서 3일 동안 저장한 케이크를 각각 3 cm×3 cm×3 cm의 크기로 자르고 3자리 숫자를 무작위로 조합하여 코팅한 흰색의 일회용 평판 접시에 2개씩 담은 후 물과 시료를 뱉는 컵을 함께 제공하였다. 1개의 시료를 평가한 후에는 반드시 물로 입안을 깨끗하게 헹군 후 다른 시료를 평가하도록 하였으며 검사 중의 영향을 최소화하기 위하여 전체적으로 소요되는 시간은 25-30분으로 정하였다. 또한 랜덤 화 완전 블록 실험계획법(randomized complete block design)에 따라 관능검사원 1인이 한 번에 무작위로 배치된 6가지 시료를 모두 평가하도록 하였다.
- , Guildford, UK)를 사용하여 가열 건조 중량 측정법으로 실시하였다. 1일 간격으로 케이크의 중심부를 취하여 3회 반복 측정하였고, 측정전에 0점을 조절한 다음 설정 온도를 230oC(이때 시료에 조사되는 온도 105oC)로 입력하고 준비된 2-3 g의 시료를 cell에 올려놓고 수행하였다.
- TPA(texture profile analysis) 분석을 통하여 각 케이크의 견고성(hardness), 씹힘성(chewiness), 점착성(gumminess), 응집성(cohesiveness), 부착성(adhesiveness), 탄성(springiness) 및 부서짐성(fracturability)을 각각 3회 반복 측정하였고 이때 케이크의 크기는 3 cm×3 cm×3 cm로 잘라서 probe의 직경보다 크게 하여 케이크 중 심부의 조직감을 평가하였다.
- 관능검사 경험이 있는 식품영양과 여학생(21-23세) 10명을 관능검사원으로 선정하여 훈련을 통해 시료와 평가방법 및 평가 특성에 익숙해 지도록 하였다. 관능검사원들이 평가 특성의 개념과 강도에 대한 안정된 판단 기준이 확립되어 재현성이 있는 결과를 보일 때까지 매일 1회 5일 동안 3시간씩 훈련을 한 후 관능검사에 응하도록 하였다.
- 또한 랜덤 화 완전 블록 실험계획법(randomized complete block design)에 따라 관능검사원 1인이 한 번에 무작위로 배치된 6가지 시료를 모두 평가하도록 하였다. 관능검사는 4일에 걸쳐 3회 반복 실시하였으며 모든 평가는 오후 3-5시 사이에 실시하였다. 소비자 기호도 검사는 식품영양과 여학생(20-26세) 30명을 대상으로 별도로 실시하였고 스폰지 케이크를 제조한 후 실온에서 1시간 방치한 다음 측정하였다.
- 관능검사 경험이 있는 식품영양과 여학생(21-23세) 10명을 관능검사원으로 선정하여 훈련을 통해 시료와 평가방법 및 평가 특성에 익숙해 지도록 하였다. 관능검사원들이 평가 특성의 개념과 강도에 대한 안정된 판단 기준이 확립되어 재현성이 있는 결과를 보일 때까지 매일 1회 5일 동안 3시간씩 훈련을 한 후 관능검사에 응하도록 하였다. 특성차이 검사에 사용된 항목은 스폰지 케이크의 촉촉함(moistness), 부드러움(softness), 씹힙성(chewiness), 탄성(springiness) 등으로 7점 평점법(1점: 매우 약하다, 4점 : 약하지도 강하지도 않다, 7점: 매우 강하다)을 사용하여 1점에서 7점으로 갈수록 특성의 강도가 강해지는 것을 나타내도록 하였다.
- 소비자 기호도 검사는 식품영양과 여학생(20-26세) 30명을 대상으로 별도로 실시하였고 스폰지 케이크를 제조한 후 실온에서 1시간 방치한 다음 측정하였다. 기호의 정도는 항목 척도를 사용하였고 검사 항목은 외형(appearance), 향미(flavor), crumb의 색(color), 질감(texture), 전체적인 기호도(overall acceptability) 등을 7점 기호도 척도법(1점: 매우 싫어한다, 4점: 좋지도 싫지도 않다, 7점: 매우 좋아한다)으로 평가하였다 (15).
- 1개의 시료를 평가한 후에는 반드시 물로 입안을 깨끗하게 헹군 후 다른 시료를 평가하도록 하였으며 검사 중의 영향을 최소화하기 위하여 전체적으로 소요되는 시간은 25-30분으로 정하였다. 또한 랜덤 화 완전 블록 실험계획법(randomized complete block design)에 따라 관능검사원 1인이 한 번에 무작위로 배치된 6가지 시료를 모두 평가하도록 하였다. 관능검사는 4일에 걸쳐 3회 반복 실시하였으며 모든 평가는 오후 3-5시 사이에 실시하였다.
- 밀가루 대신 브로콜리 분말을 0, 5, 10, 15, 20, 25%로 대체하여 제조한 스폰지 케이크의 특성 강도 검사 결과는 Table 7과 같다. 밀가루의 일부를 다른 소재로 대체하는 경우에는 케이크를 씹을 때의 질감이 주로 영향을 받기 때문에(21,29) 브로콜리 분말의 대체가 케이크의 품질 특성에 미치는 영향을 촉촉함, 부드러움, 탄성 및 씹힘성 등으로 평가하였다. 촉촉함과 부드러움 및 탄성은 control과 B-5가 다른 케이크에 비해 유의적으로 높게 평가되었고 대체율이 증가할수록 상대적으로 낮은 평가를 얻었다.
- 3단계에서는 6개의 케이크 반죽에 물을 넣어 고무주걱으로 빠르게 혼합한 다음 마지막 반죽을 완성하였다. 반죽이 끝난 후 각각의 반죽을 고무주걱으로 믹싱볼의 벽에서 긁어내려 지름 15 cm, 깊이 3 cm의 팬에 300 g씩 담아 윗불 180℃, 아랫불 160℃로 미리 예열된 오븐(FDO-7103, Dae Yung Bakery Machinary Co., Incheon, Korea)에서 25분간 구운 다음 실온에서 1시간 정도 방냉시킨 후 품질 특성에 관한 실험 및 관능검사에 사용하였다.
- 관능검사는 4일에 걸쳐 3회 반복 실시하였으며 모든 평가는 오후 3-5시 사이에 실시하였다. 소비자 기호도 검사는 식품영양과 여학생(20-26세) 30명을 대상으로 별도로 실시하였고 스폰지 케이크를 제조한 후 실온에서 1시간 방치한 다음 측정하였다. 기호의 정도는 항목 척도를 사용하였고 검사 항목은 외형(appearance), 향미(flavor), crumb의 색(color), 질감(texture), 전체적인 기호도(overall acceptability) 등을 7점 기호도 척도법(1점: 매우 싫어한다, 4점: 좋지도 싫지도 않다, 7점: 매우 좋아한다)으로 평가하였다 (15).
- 케이크에 브로콜리 분말을 첨가했을 때의 효과를 관찰하기 위하여 Table 1에 나타난 바와 같이 밀가루 무게에 대하여 0, 5, 10, 15, 20, 25%대체한 스폰지 케이크를 공립법(11)으로 제조하였다. 스폰지 케이크는 계란의 사용 범위에 따라 여러 종류의 배합비로 나눌 수 있는데 밀가루 100%에 대하여 설탕 166%, 계란 166%, 소금 2%가 기본 배합율로 알려져 있지만 본 실험에서는 브로콜리 분말 대체율에 따라 각 스폰지 케이크의 질감 변화 및 특성을 쉽게 관찰하기 위해 밀가루, 계란, 설탕을 동량으로 하는 무거운 스폰지 케이크 배합 비율(12)을 이용하였다. 케이크의 제조는 계란의 기포성을 향상시키고 설탕의 용해성을 증가시키며 제품의 부피를 크게 하기 위하여 45℃의 물로 중탕하면서 믹싱볼을 40℃로 유지시키는 hot mixing method를 사용하였고 (11) 반죽은 3단계로 나누었다.
- 스폰지 케이크를 제조하여 1시간 방치한 후와 polyethylene film으로 밀봉하여 20±1oC에서 3일간 저장하면서 1일 간격으로 색을 측정하였다.
- 스폰지 케이크를 제조하여 1시간 방치한 후와 polyethylene film으로 밀봉하여 20±1oC에서 3일간 저장하면서 Microwave Moisture/Solids Analyzer(WAVE 9000, Stable Micro Systems Co., Guildford, UK)를 사용하여 가열 건조중량 측정법으로 실시하였다.
- 스폰지 케이크의 외형은 디지털카메라(Nikon, Coolpix S4, Tokyo, Japan)로 케이크 단면의 특성을 관찰하였다.
- 스폰지 케이크의 조직감은 제조하여 1시간 방치한 후와 polyethylene film으로 밀봉하여 20±1oC에서 3일간 저장하면서 1일 간격으로 Texture Analyzer(Model TA-XT2, Stable Micro Systems Co.)를 사용하여 측정하였으며 분석조건은 Table 2와 같다.
- 시료는 실온에서 1시간 방치한 케이크와 20±1oC에서 3일 동안 저장한 케이크를 각각 3 cm×3 cm×3 cm의 크기로 자르고 3자리 숫자를 무작위로 조합하여 코팅한 흰색의 일회용 평판 접시에 2개씩 담은 후 물과 시료를 뱉는 컵을 함께 제공하였다.
- 이것을 4℃, 5,000 rpm에서 10분간 원심분리한 후 아래층을 분리하여 질소로 액체를 증발시키고 1 mL의 HPLC buffer에 용해시켜 syringe filter로 여과한 다음 10 µL를 HPLC에 주입하여 분석하였다.
- 케이크에 브로콜리 분말을 첨가했을 때의 효과를 관찰하기 위하여 Table 1에 나타난 바와 같이 밀가루 무게에 대하여 0, 5, 10, 15, 20, 25%대체한 스폰지 케이크를 공립법(11)으로 제조하였다. 스폰지 케이크는 계란의 사용 범위에 따라 여러 종류의 배합비로 나눌 수 있는데 밀가루 100%에 대하여 설탕 166%, 계란 166%, 소금 2%가 기본 배합율로 알려져 있지만 본 실험에서는 브로콜리 분말 대체율에 따라 각 스폰지 케이크의 질감 변화 및 특성을 쉽게 관찰하기 위해 밀가루, 계란, 설탕을 동량으로 하는 무거운 스폰지 케이크 배합 비율(12)을 이용하였다.
- C에서 3일간 저장하면서 1일 간격으로 색을 측정하였다. 케이크의 crust와 crumb 부분의 색은 색도계(CR-200, Minolta Co., Kyoto, Japan)를 사용하여 Hunter L(lightness), a(redness), b(yellowness) 값으로 표시하였고 각 시료당 3회 반복 측정하였다.
- 관능검사원들이 평가 특성의 개념과 강도에 대한 안정된 판단 기준이 확립되어 재현성이 있는 결과를 보일 때까지 매일 1회 5일 동안 3시간씩 훈련을 한 후 관능검사에 응하도록 하였다. 특성차이 검사에 사용된 항목은 스폰지 케이크의 촉촉함(moistness), 부드러움(softness), 씹힙성(chewiness), 탄성(springiness) 등으로 7점 평점법(1점: 매우 약하다, 4점 : 약하지도 강하지도 않다, 7점: 매우 강하다)을 사용하여 1점에서 7점으로 갈수록 특성의 강도가 강해지는 것을 나타내도록 하였다. 시료는 실온에서 1시간 방치한 케이크와 20±1oC에서 3일 동안 저장한 케이크를 각각 3 cm×3 cm×3 cm의 크기로 자르고 3자리 숫자를 무작위로 조합하여 코팅한 흰색의 일회용 평판 접시에 2개씩 담은 후 물과 시료를 뱉는 컵을 함께 제공하였다.
대상 데이터
- HPLC 분석조건은 UV detector 254 nm, symmetry C18 column(3.9×150 mm, Waters Co.), mobile phase는 5 mM 1-hexane sulfonate:methanol(6:4, v/v), flow rate는 0.5 mL/min, injection volume은 10 µL로 하였고 표준물질은 L-ascorbic acid, purity 99%(Sigma Co.)를 사용하였다.
- , Seoul, Korea)은 신선란을 구입하여 알끈을 제거한 후 사용하였다. 브로콜리(Yoogi Market Co., Hwasun, Korea)는 2009년 10월 분말 형태로 구입하였고 그 외 측정에 이용된 모든 시약은 특급시약(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)을 사용하였다.
- 케이크의 주재료인 밀가루는 박력분(CJ Cheiljedang Co., Seoul, Korea), 설탕은 정백당(CJ Cheiljedang Co.), 소금은 95% 정제염(CJ Cheiljedang Co.) 그리고 계란(Pulmuone Co., Seoul, Korea)은 신선란을 구입하여 알끈을 제거한 후 사용하였다. 브로콜리(Yoogi Market Co.
데이터처리
- , Cary, NC, USA)를 이용하여 분산분석(analysis of variance, ANOVA)을 실시하고 Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s multiple range test)으로 각 시료 간의 유의차를 5% 수준에서 검증하였다. 또한 기계적 측정값과 관능검사 결과 값들 사이의 상관관계를 알아보기 위하여 Pearson의 상관관계 분석을 실시하였다 (16).
- 모든 실험결과는 SAS software(version 8.12, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 분산분석(analysis of variance, ANOVA)을 실시하고 Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s multiple range test)으로 각 시료 간의 유의차를 5% 수준에서 검증하였다.
이론/모형
- 스폰지 케이크의 무게는 구운 후 실온에서 1시간 방치한 후 측정하였고 부피는 종자치환법을 이용하였다 (14). 굽기 손실율은 굽기 전 반죽 무게와 구운 뒤 1시간 후의 케이크 무게 차이를 반죽의 무게값으로 나누었고 비용적은 케이크의 부피에 대한 반죽 무게의 비로 산출하였다 (11).
- 일반 성분은 식품공전(9)에 명시된 분석법에 따라 반복 측정하였다. 즉 수분은 105℃에서 상압가열 건조법, 탄수화물은 Somogyi 변법, 조단백질은 micro-Kjeldahl 질소 정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 직접 회화법으로 정량하였다.
- 일반 성분은 식품공전(9)에 명시된 분석법에 따라 반복 측정하였다. 즉 수분은 105℃에서 상압가열 건조법, 탄수화물은 Somogyi 변법, 조단백질은 micro-Kjeldahl 질소 정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 직접 회화법으로 정량하였다.
- 스폰지 케이크는 계란의 사용 범위에 따라 여러 종류의 배합비로 나눌 수 있는데 밀가루 100%에 대하여 설탕 166%, 계란 166%, 소금 2%가 기본 배합율로 알려져 있지만 본 실험에서는 브로콜리 분말 대체율에 따라 각 스폰지 케이크의 질감 변화 및 특성을 쉽게 관찰하기 위해 밀가루, 계란, 설탕을 동량으로 하는 무거운 스폰지 케이크 배합 비율(12)을 이용하였다. 케이크의 제조는 계란의 기포성을 향상시키고 설탕의 용해성을 증가시키며 제품의 부피를 크게 하기 위하여 45℃의 물로 중탕하면서 믹싱볼을 40℃로 유지시키는 hot mixing method를 사용하였고 (11) 반죽은 3단계로 나누었다. 1단계에서는 계란(whole egg)과 설탕을 믹싱볼에 넣고 저속에서 30초, 고속에서 8분간 제과용 믹서기(Model K5SS, KitchenAid Inc.
성능/효과
- 향미의 경우 B-5와 B-10이 가장 높은 점수를 얻었는데 이는 브로콜리 분말 자체의향이 적절한 양으로 부가되면 스폰지 케이크에서 발생되는 특유의 계란 비린내와 설탕의 강한 단맛을 상쇄시켜 향미가 증대되는 것이라고 생각된다. Crumb의 색과 전체적인 기호도에서도 control과 함께 B-5가 좋은 평가를 얻었고 브로콜리 분말을 대체할수록 유의적으로 선호도가 감소하는 경향이었다. 이상의 특성 강도와 기호도 검사 결과 브로콜리 분말의 대체는 케이크의 관능적 특성을 향상시키거나 변형시키는 것으로 평가되었으며 제품의 특성을 고려하여 케이크의 물리화학적 성질 9와 같다.
- 스폰지 케이크의 물성은 Table 6과 같다. 견고성과 부서짐성은 control과 B-5가 다른 케이크에 비해 낮은 값을 보였고 대체량이 증가할수록 유의적으로 높은 값을 나타내었다. 케이크 의 견고성은 air cell이 발달될수록 부피가 커지면서 낮아진다는 이론(25)과 같이 케이크 제조 시 5% 정도의 브로콜리 분말 대체는 기포보유 능력에 영향을 크게 미치지 않아 기포의 안정성이 유지되므로 부피와 견고성이 control과 유사하게 나타났지만 대체량이 많을수록 기포 안정성이 저해되기 때문에 견고성이 유의적으로 증가한다고 사료된다.
- 분말 대체량이 많을수록 탄성은 감소한 반면 견고성, 씹힘성, 점착성, 부착성, 부서짐성은 증가됨을 보였고 케이크 중 B-5는 물성 결과의 모든 값에서 control과 유의차가 없었다. 관능 결과에서도 B-5가 control과 가장 유사한 점수를 얻었고 15% 이상을 대체할 경우에는 관능 특성이 저하되는 것으로 평가되었다. 이상의 결과에서 스폰지 케이크 내 브로콜리 분말의 가장 적절한 대체 비율은 5%로 제시할 수 있으며 브로콜리 분말의 생리기능성을 고려할 때는 10%까지도 가능할 것으로 보인다.
- 5%로 나타났다. 단백질과 지방 함량은 각각 28.5%와 2.6%로 나타나 브로콜리 생것에 대한 보고(2,17)에서 제시한 단백질 함량 2%와 5.9%, 지방 함량 0.6%와 0.1%보다는 매우 높은 함량이었다. 이러한 일반 성분 함량의 큰 차이는 본 실험의 재료가 분말화된 브로콜리이기 때문이라고 생각된다.
- 즉 브로콜리 분말의 첨가로 인하여 밀가루 내전분과 단백질의 상대적인 수분 보유력이 감소함에 따라 가열 시수분손실이 더 커지므로 완성된 케이크의 부피는 감소되지만 케이크 내 호화된 전분의 수분 증발은 억제된다고 본다. 따라서 브로콜리 분말 대체 케이크의 보수력은 대체량 정도에 따라 증감의 변화가 있다고 판단되며 케이크의 수분 함량 결과로는 대체량이 15% 정도까지도 가능할 것으로 보이나 그 이상은 오히려 케이크의 보수력을 저하시킨다고 생각된다. 이와 같은 결과는 스폰지 케이크에 증숙 마늘 및 유자분말을 2-10%로 첨가할 경우 4% 이하 첨가량에서는 수분이 control보다 증가하였으나 4% 이상 첨가시는 오히려 수분이 감소하였다는 Shin 등(24)의 보고와 유사한 경향이었다.
- 크고 작은 air cell의 발달로 다 공성 스폰지(sponge) 구조를 보인 control과 비교해볼때 B-5와 B-10에서는 균일하면서도 발달된 air cell이 육안으로 관찰되어 부피 및 질감의 부드러운 정도가 control과 유사하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 케이크 조직 내 브로콜리 분말의 대체는 단면의 질감으로 볼 때는 5-10% 정도가 가능할 것으로 예상되며 케이크 제조 시 식품 재료의 대체는 케이크의 외형에 영향을 미치는 것으로 보였다.
- 984**)를 보였다. 또한 케이크 물성의 탄성은 관능검사의 씹힘성을 제외한 나머지 특성과는 정의 상관관계(r = 0.956**0.978**)를 나타내었다. 따라서 케이크 의 견고성이 낮을수록 촉촉하면서도 부드럽고 탄성이 있어 질감이 향상되므로 전체적인 기호도가 높은 것이라고 생각된다.
- 한편 응집성과 탄성은 모든 케이크 간에 유의차를 보이지 않았다. 밀가루의 5-10% 정도를 브로콜리 분말로 대체하면 케이크의 수분 함량이 증가하면서 control과 유사한 질감을 유지할 수 있는 것으로 나타나 케이크의 노화 지연과 품질 향상에 도움이 될 것으로 예상된다.
- 외형은 육안으로 보이는 단면의 질감면에서 B-5와 B-10이 가장 바람직한 스폰지 케이크의 형태를 가지는 동시에 air cell의 발달도 유사하였다. 분말 대체량이 많을수록 탄성은 감소한 반면 견고성, 씹힘성, 점착성, 부착성, 부서짐성은 증가됨을 보였고 케이크 중 B-5는 물성 결과의 모든 값에서 control과 유의차가 없었다. 관능 결과에서도 B-5가 control과 가장 유사한 점수를 얻었고 15% 이상을 대체할 경우에는 관능 특성이 저하되는 것으로 평가되었다.
- 본 연구에서는 기능성 식품 재료인 브로콜리의 활용도를 높이기 위해 브로콜리 분말의 일반 성분에 대해 알아본 다음 여러 가지 비율로 대체하여 스폰지 케이크를 제조하면서 반죽의 특성 및 제품의 품질 특성을 평가하였다. 브로콜리 분말 대체율이 증가할수록 케이크 반죽의 비중과점도, 완성된 케이크의 굽기 손실율은 증가하였고 비용적은 감소함을 보였다. 케이크의 수분 함량 증감은 일정한 변화를 보이지 않았고 케이크 crust와 crumb의 색은 브로콜리 분말이 많을수록 명도와 적색도 및 황색도가 감소하는 동일한 변화를 보였다.
- 3에 나타내었다. 브로콜리 분말을 첨가할수록 air cell의 발달이 저하되어 비중이 증가되면서 케이크의 부피가 감소하는 것을 알 수 있었으며 색은 짙어지는 결과를 나타내었다. Nagae 등(25)은 반죽의 비중은 제품의 가공적성에 영향을 주어 비중이 크면 부피가 줄고 조밀한 air cell로 인해 씹힘성이 떨어지며 비중이 낮으면 매우 약하고 부스러지기 쉬운 crumb이 제조된다고 하였다.
- 일반성분 분석 결과는 Table 3에 나타내었다. 브로콜리 분말의 수분과 탄수화물 함량은 각각 10.6%, 49.5%로 나타났다. 단백질과 지방 함량은 각각 28.
- Park 등(27)도 홍삼 박 분말을 3-15%로 케이크에 첨가하였을 때 3%대체 정도는 control과 유사하였으나 그 이상의 대체 경우는 견고성이 증가하였다고 보고하였다. 씹힘성과 점착성도 control과 B-5가 다른 케이크에 비해 유의적으로 낮음을 보였고 브로콜리 분말을 대체할수록 증가하였다. 또 저장할수록 증가하는 이유는 수분의 손실로 인해 케이크 내부의 결합력이 약해지는 반면 뭉침은 강해지므로 케이크의 씹힘성이 다소 질겨지는 것으로 해석된다.
- 저장일에 따른 케이크 간의 촉촉함과 부드러움 및 탄성의 특성 크기 변화를 보면 저장 2일째까지는 제조 직후와 유사한 경향이었지만 저장 3일째에는 다름을 보였다. 씹힘성도 제조 직후 및 저장기간 동안 control과 B-5가 가장 낮은 특성을 나타내었고 브로콜리 분말이 10% 이상 대체되었을 때는 씹히는 정도가 유의적으로 강해지는 것으로 평가되었다. 스폰지 케이크 제조 시 잎새버섯 분말(26)이나 콩섬유 복합분(28)을 첨가한 실험에서도 일정한 수준 이상의 분말 대체 시에는 질감이나 부드러움 성이 떨어져서 관능적 특성이 저하되었다고 보고하였다.
- 소비자 기호도 검사 결과는 Table 8에 나타내었다. 외형과 입에서 느끼는 질감은 B5가 가장 높은 기호도를 보였고 B-10은 control과 유사한 점수를 얻었지만 분말의 대체량이 증가할수록 기호도가 유의적으로 낮게 평가되었다. 이는 반죽의 비중에 따른 케이크 비용적의 변화와 동일한 경향으로 대체량이 많을수록 케이크의 중심부가 가라앉아 평평해지는 형태와 더불어 수분 함량이 감소함에 따라 저하되는 촉촉함, 부드러움, 탄성에 기인한 것이라고 생각된다.
- 관능 결과에서도 B-5가 control과 가장 유사한 점수를 얻었고 15% 이상을 대체할 경우에는 관능 특성이 저하되는 것으로 평가되었다. 이상의 결과에서 스폰지 케이크 내 브로콜리 분말의 가장 적절한 대체 비율은 5%로 제시할 수 있으며 브로콜리 분말의 생리기능성을 고려할 때는 10%까지도 가능할 것으로 보인다. 또한 이후 브로콜리 분말의 대체가 스폰지 케이크의 저장성에 미치는 영향 등에 대한 추가적인 연구를 통하여 브로콜리 분말을 여러 가지 가공식품에 확대 적용함이 필요하다고 사료된다.
- Crumb의 색과 전체적인 기호도에서도 control과 함께 B-5가 좋은 평가를 얻었고 브로콜리 분말을 대체할수록 유의적으로 선호도가 감소하는 경향이었다. 이상의 특성 강도와 기호도 검사 결과 브로콜리 분말의 대체는 케이크의 관능적 특성을 향상시키거나 변형시키는 것으로 평가되었으며 제품의 특성을 고려하여 케이크의 물리화학적 성질 9와 같다. 케이크 물성 의 견고성, 씹힘성, 점착성, 부착성 및 부서짐성은 관능검사의 촉촉함, 부드러움, 탄성, 외형, 질감 및 전체적인 기호도와는 높은 부의 상관관계(r = −0.
- 케이크 의 견고성은 air cell이 발달될수록 부피가 커지면서 낮아진다는 이론(25)과 같이 케이크 제조 시 5% 정도의 브로콜리 분말 대체는 기포보유 능력에 영향을 크게 미치지 않아 기포의 안정성이 유지되므로 부피와 견고성이 control과 유사하게 나타났지만 대체량이 많을수록 기포 안정성이 저해되기 때문에 견고성이 유의적으로 증가한다고 사료된다. 저장기간에 따른 견고성과 부서짐성의 변화도 대체량이 많을수록, 저장할수록 유의적으로 증가하는 동일한 경향을 보여 저장 중 감소되는 케이크의 수분 함량 변화와 상반되었으므로 저장기간 중 일어나는 케이크의 품질 저하는 수분 손실이 원인이 된다는 것을 확인할 수 있었다. Park 등(27)도 홍삼 박 분말을 3-15%로 케이크에 첨가하였을 때 3%대체 정도는 control과 유사하였으나 그 이상의 대체 경우는 견고성이 증가하였다고 보고하였다.
- 브로콜리 분말을 첨가할수록 b값도 점차 낮아지는 경향이었으나 케이크 간의 유의차는 나타나지 않았다. 저장기간에 따른 색의 변화도 저장할수록, 대체량이 많을수록 crust와 crumb의 L, a, b값이 모두 감소함을 보여 동일한 경향을 나타내었다. 이는 케이크 자체의 수분 함량과 부피의 감소로 인하여 air cell의 밀도가 치밀해짐으로써 색이 전체적으로 어두워지기 때문이라고 생각된다.
- 98로 나타나 대체량이 증가할수록 낮은 값을 보이면서 현저하게 어두워졌다. 적색도를 나타내는 a값과 황색도를 나타내는 b값에서도 control이 가장 높은 값을 보인 반면 대체량이 많을수록 유의적으로 감소하였다. 케이크 내부(crumb)의 L, a, b값도 모두 대체량이 증가할수록 유의적으로 감소함을 보여 crust와 동일한 경향을 나타내었다.
- 밀가루의 일부를 다른 소재로 대체하는 경우에는 케이크를 씹을 때의 질감이 주로 영향을 받기 때문에(21,29) 브로콜리 분말의 대체가 케이크의 품질 특성에 미치는 영향을 촉촉함, 부드러움, 탄성 및 씹힘성 등으로 평가하였다. 촉촉함과 부드러움 및 탄성은 control과 B-5가 다른 케이크에 비해 유의적으로 높게 평가되었고 대체율이 증가할수록 상대적으로 낮은 평가를 얻었다. 저장일에 따른 케이크 간의 촉촉함과 부드러움 및 탄성의 특성 크기 변화를 보면 저장 2일째까지는 제조 직후와 유사한 경향이었지만 저장 3일째에는 다름을 보였다.
- 케이크 물성의 견고성, 씹힘성, 점착성, 부착성 및 부서짐성은 관능검사의 촉촉함, 부드러움, 탄성, 외형, 질감 및 전체적인 기호도와는 높은 부의 상관관계(r = −0.891*-0.985**)를 나타낸 반면, 씹힘성과는 정의 상관관계(r = 0.917*0.984**)를 보였다.
- 브로콜리 분말 대체율이 증가할수록 케이크 반죽의 비중과점도, 완성된 케이크의 굽기 손실율은 증가하였고 비용적은 감소함을 보였다. 케이크의 수분 함량 증감은 일정한 변화를 보이지 않았고 케이크 crust와 crumb의 색은 브로콜리 분말이 많을수록 명도와 적색도 및 황색도가 감소하는 동일한 변화를 보였다. 외형은 육안으로 보이는 단면의 질감면에서 B-5와 B-10이 가장 바람직한 스폰지 케이크의 형태를 가지는 동시에 air cell의 발달도 유사하였다.
- Lee 등(26)도 스폰지 케이크 제조 시 잎새버섯 분말을 첨가할수록 케이크의 중앙이 낮아진다고 보고하여 유사함을 보였다. 크고 작은 air cell의 발달로 다 공성 스폰지(sponge) 구조를 보인 control과 비교해볼때 B-5와 B-10에서는 균일하면서도 발달된 air cell이 육안으로 관찰되어 부피 및 질감의 부드러운 정도가 control과 유사하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 케이크 조직 내 브로콜리 분말의 대체는 단면의 질감으로 볼 때는 5-10% 정도가 가능할 것으로 예상되며 케이크 제조 시 식품 재료의 대체는 케이크의 외형에 영향을 미치는 것으로 보였다.
- 케이크 내부(crumb)의 L, a, b값도 모두 대체량이 증가할수록 유의적으로 감소함을 보여 crust와 동일한 경향을 나타내었다. 특히 a값은 대체할수록 브로콜리 분말이 가지는 녹색으로 인해 현저하게 감소하였으며 B-25의 경우에는 -8.63으로 육안으로도 어두운 녹색이 짙어짐을 관찰할 수 있었다. 브로콜리 분말을 첨가할수록 b값도 점차 낮아지는 경향이었으나 케이크 간의 유의차는 나타나지 않았다.
후속연구
- 브로콜리가 항산화 작용을 가진 ascorbic acid와 β-carotene을 다량 함유하고 있기 때문에 항산화 성과 항균성을 나타낸다는 보고(3,4,10)와 본 실험의 결과는 유사하였다. 따라서 브로콜리를 기능성 재료로 식품에 이용한다면 노화 예방에도 좋은 효과를 볼 수 있을 뿐만 아니라 고령화 사회에 진입한 우리나라 실정을 감안하여 노인을 위한 식품 개발에도 이용할 수 있을 것이라고 사료된다.
- 이상의 결과에서 스폰지 케이크 내 브로콜리 분말의 가장 적절한 대체 비율은 5%로 제시할 수 있으며 브로콜리 분말의 생리기능성을 고려할 때는 10%까지도 가능할 것으로 보인다. 또한 이후 브로콜리 분말의 대체가 스폰지 케이크의 저장성에 미치는 영향 등에 대한 추가적인 연구를 통하여 브로콜리 분말을 여러 가지 가공식품에 확대 적용함이 필요하다고 사료된다.
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