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문제 정의
- 따라서 본 실험에서는 해조류인 매생이의 소비를 증대 시키고, 매생이를 이용한 다양한 가공식품의 개발에 대한 일환으로 매생이 분말을 첨가하여 쿠키를 제조한 후 품질 특성과 저장성을 보기 위한 항산화효과를 측정하여 매생이를 이용한 쿠키 개발의 가능성에 대해 보고하고자 하였다.
제안 방법
- 이 시료용액을 측정용 시험관에 채취하고, 분석항목별 표준용액을 혼합하여 다른 tube에 8 mL를 채취하여 표준용액으로 하였다. Blank test용에는 0.5 M nitric acid 용액 8 mL를 취해 원자흡수 분광 광도계(AA-6501GS, Shimadzu, Japan)로 분석하였다.
- 본 실험에서 쿠키 재료는 Table 1과 같이 배합하였으며, 매생이 분말은 밀가루의 3%, 5%, 7% 수준으로 첨가하였다. 매생이 분말과 밀가루의 비율은 수회의 예비실험(1～3%, 2～6%, 3～7%)을 거쳐 결정하였으며, 매생이 분말을 첨가하지 않은 것을 대조군으로 하고, 매생이 분말을 3%, 5%, 7% 첨가한 군을 실험군으로 하였으며, 밀가루와 매생이 분말을 제외한 다른 재료의 비율은 대조군과 동일하게 하였다.
- 매생이 쿠키의 조직감은 rheometer(Compac-100, Sun Scientific Co., LTD., Japan)를 사용하였으며, 실험횟수는 10회 반복 측정하였다. Rheometer의 측정 조건은 Max wt.
- 성형된 반죽은 쿠키판에 올려 윗불 190℃, 아랫불 150℃로 예열해 둔 오븐(HSPO-2002, Daeyung)에서 15분간 구운 후 실온에서 1시간 동안 냉각하였다. 모든 실험에 사용된 쿠키는 지퍼백(LDPE, (주) 크린랲)에 보관하여 24시간 후 이화학적 특성, 관능평가 및 성분분석을 실시하였으며, 저장기간 중 쿠키의 지질 산화 억제 효과를 측정하기 위한 쿠키는 지퍼백에 소량씩 나누어 담아 30℃ 항온기(SI-900R, Jeiotech)에 저장된 상태로 실험에 이용하였다.
- 본 실험에서 쿠키 재료는 Table 1과 같이 배합하였으며, 매생이 분말은 밀가루의 3%, 5%, 7% 수준으로 첨가하였다. 매생이 분말과 밀가루의 비율은 수회의 예비실험(1～3%, 2～6%, 3～7%)을 거쳐 결정하였으며, 매생이 분말을 첨가하지 않은 것을 대조군으로 하고, 매생이 분말을 3%, 5%, 7% 첨가한 군을 실험군으로 하였으며, 밀가루와 매생이 분말을 제외한 다른 재료의 비율은 대조군과 동일하게 하였다.
- 본 연구는 매생이 분말의 첨가량을 3～7%로 달리하여 쿠키를 제조한 후 쿠키의 이화학적 품질특성 및 저장기간 중 지질산화효과를 측정하였다. 반죽의 밀도는 대조군과 매생이 첨가군간에 차이가 없었으나 반죽의 pH는 매생이 분말의 첨가량에 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다.
- 매생이 쿠키의 관능평가는 C대학교 식품영양전공 재학생 10명을 선정하여 실시하였다. 선정 된 학생들에게 실험의 목적 및 관능 항목에 대한 충분한 교육과 훈련을 통해 정확한 관능평가가 이루어지도록 하였다. 쿠키는 일정한 크기로 잘라 난수표에 의해 3자리 숫자로 각각 표기하여 흰 접시에 담아 제공하였다.
- 분리된 층은 탈수 여과하여 40℃에서 감압 농축한 후 실험에 사용하였다. 시료유의 산가는 유지 1 g에 대해 중성용제(ether-ethyl alcohol) 100 mL와 1% phenolphtalein 2～3방울을 혼합하여 0.1 N KOHEtOH로 적정하였으며, 과산화물가는 유지 3 g에 대하여 chloroform(10 mL) : acetic acid(15 mL)를 혼합한 것과 KI 포화용액, 증류수, 1% 전분지시약을 혼합하여 0.1 N Na2S2O3로 측정하여 meq/kg로 표시하였다.
- 쿠키의 퍼짐성 지수(spread factor)는 AACC method 10-50D의 방법(1986)으로 3회 반복하여 측정하였다. 이때 쿠키의 높이는 6개를 수직으로 쌓아 측정하고, 쌓은 순서를 달리하여 반복 측정하였다. 쿠키의 너비는 나란히 수평으로 정렬하여 90°로 회전시켜 4회 측정한 평균값을 사용하였다.
- 쿠키의 색도는 색차계(Color JC801, Color techno system Co. Japan)로 3회 반복하여 L값(명도), a값(+적색도/-녹색도), b값(+황색도/-청색도)을 측정하였다.
- 쿠키의 외관, 냄새, 향미, 맛, 질감에 대한 평가는 hedonic scale(9점 척도법)을 사용하였고, 1점은 ‘매우 나쁨’, 5점은 ‘보통’, 9점은 ‘매우 좋음’으로 제시되었다. 한 개의 시료를 평가 후 반드시 생수로 입안을 헹구고 다른 시료를 평가하도록 하였다.
대상 데이터
- 매생이 쿠키의 관능평가는 C대학교 식품영양전공 재학생 10명을 선정하여 실시하였다. 선정 된 학생들에게 실험의 목적 및 관능 항목에 대한 충분한 교육과 훈련을 통해 정확한 관능평가가 이루어지도록 하였다.
- 본 실험에 사용한 쿠키 제조용 재료는 밀가루(제일제당), 버터(서울우유), 설탕(제일제당), 소금(한주), 달걀(일등계란유통)을 제조 직전에 전량 구입하여 사용하였으며, 매생이는 동결 건조하여 분쇄한 분말을 전남 강진에 위치한 삼덕수산개발(주)에서 제공받아 사용하였다.
데이터처리
- 모든 통계자료는 SAS package program(version 9.1)을 이용하여 평균과 표준편차를 구하였으며, 각 처리구간의 유의성 검정은 분산분석(ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 이용하여 검증하였다.
- 쿠키의 너비는 나란히 수평으로 정렬하여 90°로 회전시켜 4회 측정한 평균값을 사용하였다.
이론/모형
- 30℃ 항온기에서 30일간 저장하면서 쿠키를 Folch법(1957)에 의하여 일주일 단위로 유지를 추출하였다. 즉, 쿠키 100 g에 대해 chloroform : methanol 을 2 : 1의 비율로 혼합하여 homogenizer로 3분간 마쇄하여 20분간 원심 분리(4℃/3,000 rpm)한 후 여과액과 잔사를 분리하였다.
- 매생이 분말을 첨가한 쿠키의 반죽제조방법은 생산 공정에서 가장 보편적으로 쓰이는 크림법(creaming method)을 사용하였다. 반죽기(K5SS, Kitchen aid Co, USA)에 중탕한 버터와 설탕, 소금을 넣고 speed 1에서 4분간 mixing 한 후 달걀을 조금씩 넣어 크림을 완성하였다.
- 쿠키의 무기질(Ca, Fe, K, Mg, Mn, Cu, Na) 분석은 습식 분해법을 이용하여 다음과 같이 측정하였다. 세척된 wet ashing용 tube에 시료 0.
- 쿠키의 외관, 냄새, 향미, 맛, 질감에 대한 평가는 hedonic scale(9점 척도법)을 사용하였고, 1점은 ‘매우 나쁨’, 5점은 ‘보통’, 9점은 ‘매우 좋음’으로 제시되었다.
- 쿠키의 퍼짐성 지수(spread factor)는 AACC method 10-50D의 방법(1986)으로 3회 반복하여 측정하였다. 이때 쿠키의 높이는 6개를 수직으로 쌓아 측정하고, 쌓은 순서를 달리하여 반복 측정하였다.
성능/효과
- 반죽의 밀도는 매생이 분말 7% 첨가군이 가장 높게 나타났으나 대조군과 실험군간의 유의적인 차이는 없었다. pH의 경우 대조군이 가장 높게 나타났으며, 매생이 첨가량이 증가할수록 pH가 유의적으로 감소하였다. 이는 대조군에 비해 토마토 분말(Chung HJ 2007), 연잎 분말(Kim GS와 Park GS 2008), 딸기 분말(Lee JH와 Ko JC 2009)을 첨가한 반죽의 pH가 유의적으로 감소한 것으로 나타나 본 연구와 동일한 경향을 나타냈다.
- 반면, 매생이 분말 3%와 5%의 경우 대조군과 7%에 비해 다소 안정한 효과를 나타내었고, 이 중 5%는 모든 군중 가장 높은 과산화물가 생성 억제력을 나타내었다. 과산화물가는 유지의 초기 단계에 있어서 산패정도를 나타내는 척도가 되며(Chae SK 등 2002), 이 값이 높으면 유지의 산패가 증가된 것으로 판단하는데 본 연구에서 매생이 분말 5%첨가군이 유지의 산패억제에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 과산화물가가 저장 21일 이후 대조군과 매생이 첨가군 모두 감소하는 경향을 보였는데 Gustone FD와 Norris FA(1983)의 보고에 의하면 과산화물가는 일정한 기간이 경과하게 되면 지방의 산화로 인하여 생성된 과산화물이 2차 과산화물로 분해됨으로 인해 감소하는 경향을 나타내게 된다는 이유로 사료된다.
- 2와 같다. 대조군과 매생이 첨가 쿠키 모두 저장 0일에는 2.50～2.59 meq/kg 이었으나 저장 21일 까지 과산화물가가 증가하다가 21일 이후에는 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 모든 쿠키는 저장 14일 이후 21일까지 급격히 과산화물가가 증가하는 경향을 보였으며, 매생이 분말 첨가량이 가장 많은 7%의 경우 14일 이후 대조군보다 더 높은 증가율을 나타내었다.
- 1에 나타내었다. 대조군과 매생이 첨가 쿠키제조 직후에는 0.5수준이었으나 시간이 경과함에 따라 산가가 모두 증가하였으나 대조군에 비해 매생이 첨가군에서 산가가 모두 낮게 나타났다. 저장기간 14일 이후에는 대조군과 매생이 첨가 7%군은 증가가 급격히 이루어졌으나 매생이 첨가 3%와 5%군은 완만하게 나타났으며 특히 5%군의 산가가 가장 낮게 나타났음을 알 수 있었다.
- 무기질은 대조군과 실험군에서 나트륨 함량이 가장 높게 나타났으며, 다음으로 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 철분, 아연 순이었으며, 모든 실험군은 대조군에 비해 무기질 함량이 높게 나타났다. 또한 모든 무기질함량이 매생이 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 매생이의 무기질 함량은 채취시기에 따라 약간의 차이를 보이고 있지만 다른 해조류에 비해 높은 것으로 보고되어 있으며(Yang HC 등 2005), 이러한 결과로 볼 때 매생이를 첨가한 쿠키 섭취 시 무기질의 섭취량을 증가 시킬 수 있을 것으로 사료된다.
- 매생이 분말을 첨가한 쿠키의 퍼짐성을 측정한 결과 매생이 분말 첨가량이 증가함에 따라 퍼짐성은 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 59 meq/kg 이었으나 저장 21일 까지 과산화물가가 증가하다가 21일 이후에는 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 모든 쿠키는 저장 14일 이후 21일까지 급격히 과산화물가가 증가하는 경향을 보였으며, 매생이 분말 첨가량이 가장 많은 7%의 경우 14일 이후 대조군보다 더 높은 증가율을 나타내었다. 반면, 매생이 분말 3%와 5%의 경우 대조군과 7%에 비해 다소 안정한 효과를 나타내었고, 이 중 5%는 모든 군중 가장 높은 과산화물가 생성 억제력을 나타내었다.
- 매생이 분말의 첨가량을 달리한 쿠키의 무기질 성분의 결과는 Table 7에 나타내었다. 무기질은 대조군과 실험군에서 나트륨 함량이 가장 높게 나타났으며, 다음으로 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 철분, 아연 순이었으며, 모든 실험군은 대조군에 비해 무기질 함량이 높게 나타났다. 또한 모든 무기질함량이 매생이 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였다.
- 모든 쿠키는 저장 14일 이후 21일까지 급격히 과산화물가가 증가하는 경향을 보였으며, 매생이 분말 첨가량이 가장 많은 7%의 경우 14일 이후 대조군보다 더 높은 증가율을 나타내었다. 반면, 매생이 분말 3%와 5%의 경우 대조군과 7%에 비해 다소 안정한 효과를 나타내었고, 이 중 5%는 모든 군중 가장 높은 과산화물가 생성 억제력을 나타내었다. 과산화물가는 유지의 초기 단계에 있어서 산패정도를 나타내는 척도가 되며(Chae SK 등 2002), 이 값이 높으면 유지의 산패가 증가된 것으로 판단하는데 본 연구에서 매생이 분말 5%첨가군이 유지의 산패억제에 가장 효과적인 것으로 나타났다.
- 저장기간 14일 이후에는 대조군과 매생이 첨가 7%군은 증가가 급격히 이루어졌으나 매생이 첨가 3%와 5%군은 완만하게 나타났으며 특히 5%군의 산가가 가장 낮게 나타났음을 알 수 있었다. 본 실험 결과 쿠키 제조 시 매생이 분말을 첨가하면 쿠키의 저장 중지질 산화억제효과가 나타남을 알 수 있었다. Cho HS 등(2006)은 다시마 분말을 첨가한 쿠키의 경우 다시마 분말 9%첨가군은 저장 15일 이후부터 계속 증가하였으나 3%와 6% 첨가구에서는 산가가 낮게 나타나 지질산화억제 효과가 있음을 보고하였으며, Park BH 등(2005)은 구기자 분말을 첨가한 쿠키에서 분말 첨가량이 20%에 비해 5%와 10%에서 지질 산화억제에 효과적이라는 보고를 하였는데 이는 본 연구결과와 동일한 결과를 나타냈다.
- 쿠키의 조직감은 대조군과 3%군과는 차이가 없었으나 5%와 7%군은 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 색도의 경우 명도는 매생이 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮게 나타났으며, 녹색도는 대조군에 비해 매생이 첨가군에서 높게 나타났다. 황색도 역시 대조군에 비해 매생이 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮게 나타났다.
- 손실률은 대조군과 매생이 첨가 7% 군과는 유의적 차이가 없었으나 대조군에 비해 3%와 5% 군은 유의적으로(p<0.05) 낮게 나타났다.
- 저장기간 중 매생이 분말 첨가 쿠키의 산가와 과산화물가는 대조군에 비해 매생이 첨가군에서 모두 낮게 나타났으며 특히 5%군에서 가장 낮게 나타났다. 이러한 연구결과를 볼 때 해조류인 매생이를 이용하여 쿠키를 제조할 수 있을 뿐 아니라, 특히 매생이 분말 5% 첨가군이 산패 억제에 효과가 있으므로 적절한 양의 매생이 분말을 첨가한 쿠키가 일반 쿠키에 비하여 저장기간을 증가시킴을 알 수 있었다.
- 5수준이었으나 시간이 경과함에 따라 산가가 모두 증가하였으나 대조군에 비해 매생이 첨가군에서 산가가 모두 낮게 나타났다. 저장기간 14일 이후에는 대조군과 매생이 첨가 7%군은 증가가 급격히 이루어졌으나 매생이 첨가 3%와 5%군은 완만하게 나타났으며 특히 5%군의 산가가 가장 낮게 나타났음을 알 수 있었다. 본 실험 결과 쿠키 제조 시 매생이 분말을 첨가하면 쿠키의 저장 중지질 산화억제효과가 나타남을 알 수 있었다.
- 쿠키의 무기질 함량은 대조군에 비해 매생이 첨가 쿠키에서 측정한 모든 무기 성분이 높게 나타났다. 저장기간 중 매생이 분말 첨가 쿠키의 산가와 과산화물가는 대조군에 비해 매생이 첨가군에서 모두 낮게 나타났으며 특히 5%군에서 가장 낮게 나타났다. 이러한 연구결과를 볼 때 해조류인 매생이를 이용하여 쿠키를 제조할 수 있을 뿐 아니라, 특히 매생이 분말 5% 첨가군이 산패 억제에 효과가 있으므로 적절한 양의 매생이 분말을 첨가한 쿠키가 일반 쿠키에 비하여 저장기간을 증가시킴을 알 수 있었다.
- 황색도 역시 대조군에 비해 매생이 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮게 나타났다. 쿠키의 관능평가 결과 색은 대조군에 비해 3%군과 7%군은 유의적으로 낮게 나타났으며, 촉촉함 정도에서는 대조군에 비해 7%군에서 유의적으로 높게 나타났다. 쿠키의 무기질 함량은 대조군에 비해 매생이 첨가 쿠키에서 측정한 모든 무기 성분이 높게 나타났다.
- 매생이향(Capsosiphon fulvecsens aroma)은 대조군을 제외한 첨가군에서 나타났으며, 첨가군 간의 유의적인 차이는 없었다. 쿠키의 단맛(sweetness), 고소한 맛(roasted nutty), 밀가루 맛(doughness), 부드러운 정도(tenderness)와 바삭거리는 정도(crispness)는 대조군과 매생이 첨가군 간에 차이가 없었으나 쿠키의 촉촉한 정도(moistness)는 대조군과 3%, 5%군과는 차이가 없었으나 대조군에 비해 7%군에서 유의적으로 높게 나타났다. 파래를 첨가한 연구(Lim EJ 2008)에서 관능평가 결과 향과 색은 대조구에 비해 낮게 나타났으며, 밀가루에 대한 파래 분말 3%, 5%, 7%, 9% 첨가구중 5% 첨가구의 선호도가 높게 나타나 본 연구에서도 각각의 요인에서 대체로 높게 나타난 5% 첨가구의 선호도와 비슷한 경향을 보였다.
- 쿠키의 관능평가 결과 색은 대조군에 비해 3%군과 7%군은 유의적으로 낮게 나타났으며, 촉촉함 정도에서는 대조군에 비해 7%군에서 유의적으로 높게 나타났다. 쿠키의 무기질 함량은 대조군에 비해 매생이 첨가 쿠키에서 측정한 모든 무기 성분이 높게 나타났다. 저장기간 중 매생이 분말 첨가 쿠키의 산가와 과산화물가는 대조군에 비해 매생이 첨가군에서 모두 낮게 나타났으며 특히 5%군에서 가장 낮게 나타났다.
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