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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 미역귀를 식품산업에 적용하기 위한 일환으로 감마선 조사에 의한 미역귀(U. pinnatifida sporophyll) 열수추출 분말을 첨가하여 쿠키를 제조하고 품질 특성 및 항산화 효과를 살펴 기능성식품 개발과 미역귀 이용의 효율성 증대를 모색하고자 하였다.
가설 설정
- 1)WEUS means hot water extracts from Undaria pinnatifida sporophyll.
- 3)Different letters (a-d) within a same row differ significantly (p<0.05).
- 3)Different letters (a-e) within a same row differ significantly (p<0.05).
- 3)Different letters (a-f) within a same row differ significantly (p<0.05).
제안 방법
- pinnatifida sporophyll taste), 바삭함(crispness), 단단함(hardness), 부착성(adhesiveness)에 대하여 매우 강할수록 7점, 매우 약할수록 1점을 표시하도록 하였다. 각 시료마다 무작위로 조합된 3자리 숫자가 주어졌으며, 시료의 번호가 코팅된 일회용 접시에 담아서 제시되었다.
- 감마선의 조사는 한국원자력연구원 방사선과학연구소(Jeongeup, Korea)내 선원 11.1 PBq, 60Co 감마선 조사시설(point source AECL, IR-79, MDS Nordion International Co., Ltd., Ottawa, Canada)을 이용하여 실온(22±1℃)에서 시간당 10 kGy의 선량률로 50 kGy의총 흡수선량을 얻도록 하였다.
- 기기의 측정 조건은 option TA, pre test speed 2.0 mm/sec, test speed 1.0 mm/sec, post test speed 2.0 mm/sec, 압축 시 변형률(strain) 은 70%로 직경이 2 mm인 알루미늄 원통형 probe P2를 장착하여 측정하였고, sample size는 5×5×0.5 cm로 하였다.
- 미역귀 열수추출 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 관능적 특성에 대한 결과는 선호도 및 강도 항목으로 나누어 Table 6에 나타내었다. 미역귀 열수추출 분말 첨가 쿠키에 대한 강도 검사는 쿠키의 색, 미역귀 향, 미역귀 맛, 경도, 바삭함에 대해서 이루어졌으며, 선호도 평가는 색, 향, 맛, 경도, 바삭함, 부착성 및 전반적 기호도에 대해 이루어졌다. 색에 대한 관능적 강도는 대조구인 3.
- 4)하여 이를 동결건조기 (SFDSM12-60Hz, Samwon, Seoul, Korea)를 이용하여 건조시킨 후 본 실험에 사용하였다. 미역귀 열수추출물의 수율을 측정한 결과, 감마선 조사를 50 kGy 하였을 때의 수율이 비조사구에 비해 1.65배 높은 것을 확인할 수 있었으므로, 산업적 부가가치 창출의 가능성을 보아 본 실험에서 쿠키에 적용하여 실험해보았다. 감마선의 조사는 한국원자력연구원 방사선과학연구소(Jeongeup, Korea)내 선원 11.
- 미역귀 열수추출은 Kwak 등(19)의 연구를 응용하여 적용하였다. 미역귀 10 g(건조중량)에 3차 증류수 100 mL를 가하여 50 kGy로 감마선 조사 후 2시간 동안 100℃에서 환류추출하였고, 여과(Whatman, No.
- 완료된 반죽은 지름 5 cm인 긴 원형으로 성형하고 종이에 싸서 2～3시간 동안 냉동시켰다. 이후 반죽을 냉동기에서 꺼내어 두께 5 mm 정도로 절단하여 평철판에 팬닝한 후, 전기오븐(Daeyung Co.)에서 윗불 180℃, 아랫불 160℃로 조절하여 15분간 구웠으며, 완성된 쿠키는 실온에서 2시간 방냉한 후 기계적 검사 및 관능검사를 실시하였다.
- 쿠키는 Lee 등(20)의 쿠키제조 방법을 변형시켜 적용하였으며, Table 1과 같이 미역귀 열수추출 분말을 밀가루에 대하여 비율(w/w)을 달리하여 밀가루 100 g 기준에 대해 미역귀 열수추출 분말을 첨가하지 않고 만든 대조구와 감마선 비조사 1, 3, 5, 7% 첨가구 및 감마선 조사 1, 3, 5, 7% 첨가구로 제조하였으며 제조 방법은 Fig. 1과 같다. 마가린과 설탕을 반죽기(NVM-14, Daeyung, Seoul, Korea)에 넣어 잘 풀어준 다음, 3분간 설탕결정이 보이지 않을 때까지 크림화 하였다.
- 쿠키의 경도(hardness)는 texture analyzer(TA-XT2/25, SMS, Surrey, England)로 측정하였다. 경도는 그래프 중 최고 피크점을 기준으로 하였으며, 실험구 별로 8회 반복하여 측정한 값의 평균±표준편차로 나타내었다.
- 쿠키의 색도는 쿠키를 petri dish(50×12 mm)에 담아 색 차계(ND-300A, Nippon Denshoku, Tokyo, Japan)를 사용하여 L(lightness), a(redness), b(yellowness) 값을 8회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다.
- 퍼짐성은 직경(mm)에 대한 쿠키 6개 높이(mm)의 비로 나타낸 것으로 쿠키 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체 길이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 직경을 구하였다. 쿠키의 손실률(loss rate)과 팽창률(leavening rate)은 쿠키를 굽기 전과 후의 중량을 각각 측정하여 그 차이에 대한 비율로 산출하였다.
- 쿠키의 항산화 활성은 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능으로 측정하였으며 측정 결과는 Fig. 2에 나타내었다. 대조구의 라디칼 소거능은 68.
- 쿠키의 퍼짐성 지수(spread ratio)는 AACC법 10-50D (22)를 사용하여 10회 반복 측정한 후 다음의 공식을 이용하여 평균값을 구하였다. 퍼짐성은 직경(mm)에 대한 쿠키 6개 높이(mm)의 비로 나타낸 것으로 쿠키 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체 길이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 직경을 구하였다. 쿠키의 손실률(loss rate)과 팽창률(leavening rate)은 쿠키를 굽기 전과 후의 중량을 각각 측정하여 그 차이에 대한 비율로 산출하였다.
- 관능검사는 남녀 대학생 24명을 panel로 선정하여 본 실험의 목적과 평가 방법 및 측정 항목에 대해 잘 인지될 수 있도록 충분히 설명한 후 실시하였다. 평가 항목은 쿠키의 색(color), 냄새(smell), 맛(taste), 조직감(texture), 전반적인 기호도(overall acceptability)로 매우 선호도가 높을수록 7점, 매우 선호도가 낮을수록 1점을 표시하도록 하고, 쿠키의 색(color), 미역귀 냄새(U. pinnatifida sporophyll aroma), 미역귀 맛(U. pinnatifida sporophyll taste), 바삭함(crispness), 단단함(hardness), 부착성(adhesiveness)에 대하여 매우 강할수록 7점, 매우 약할수록 1점을 표시하도록 하였다. 각 시료마다 무작위로 조합된 3자리 숫자가 주어졌으며, 시료의 번호가 코팅된 일회용 접시에 담아서 제시되었다.
대상 데이터
- 관능검사는 남녀 대학생 24명을 panel로 선정하여 본 실험의 목적과 평가 방법 및 측정 항목에 대해 잘 인지될 수 있도록 충분히 설명한 후 실시하였다. 평가 항목은 쿠키의 색(color), 냄새(smell), 맛(taste), 조직감(texture), 전반적인 기호도(overall acceptability)로 매우 선호도가 높을수록 7점, 매우 선호도가 낮을수록 1점을 표시하도록 하고, 쿠키의 색(color), 미역귀 냄새(U.
- 미역귀 열수추출은 Kwak 등(19)의 연구를 응용하여 적용하였다. 미역귀 10 g(건조중량)에 3차 증류수 100 mL를 가하여 50 kGy로 감마선 조사 후 2시간 동안 100℃에서 환류추출하였고, 여과(Whatman, No.4)하여 이를 동결건조기 (SFDSM12-60Hz, Samwon, Seoul, Korea)를 이용하여 건조시킨 후 본 실험에 사용하였다. 미역귀 열수추출물의 수율을 측정한 결과, 감마선 조사를 50 kGy 하였을 때의 수율이 비조사구에 비해 1.
- 본 실험에 사용된 미역귀는 부산광역시 기장읍에서 구입하여 열수추출에 사용하였다. 밀가루는 영양성분이 탄수화물 77.3%, 단백질 8.7%, 지방 0.8%, 수분 12.8%, 섬유소 0.2%인 박력밀가루(Daehan flour mills Co., Ltd., Seoul, Korea) 를 사용하였고, 그 외 마가린(Sam Lip General Foods Co., Ltd., Seoul, Korea), 백설탕(Samyang Co., Ltd., Seoul, Korea), 베이킹파우더(Samjinfood Co., Ltd., Gwangju, Gyeonggi-do, Korea), 계란(Farmever Co., Ltd., Seoul, Korea)은 시중에서 구입하여 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 미역귀는 부산광역시 기장읍에서 구입하여 열수추출에 사용하였다. 밀가루는 영양성분이 탄수화물 77.
데이터처리
- 경도는 그래프 중 최고 피크점을 기준으로 하였으며, 실험구 별로 8회 반복하여 측정한 값의 평균±표준편차로 나타내었다.
- 모든 실험은 3회 이상 반복 측정하였으며, 실험 결과의 통계처리는 SPSS Statistics 18.0 Network Version(on release 18.0.1 of PASW Statistics) software를 이용하여 분산분석을 실시하였다. 유의적 차이가 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 p<0.
- 유의적 차이가 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 p<0.05 수준에서 유의적인 차이를 검증하였다.
이론/모형
- 쿠키의 퍼짐성 지수(spread ratio)는 AACC법 10-50D (22)를 사용하여 10회 반복 측정한 후 다음의 공식을 이용하여 평균값을 구하였다. 퍼짐성은 직경(mm)에 대한 쿠키 6개 높이(mm)의 비로 나타낸 것으로 쿠키 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체 길이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 직경을 구하였다.
성능/효과
- L값(lightness)은 미역귀 열수추출 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로(p<0.05) 감소하여 어둡게 나타났으며(p<0.05), b값(yellowness)은 비조사구에서는 첨가구간 유의차를 나타내지 않았으며 조사구에서는 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보여 조사 1% 첨가구가 27.45로 유의적으로(p<0.05) 가장 높은 수치를 나타내었다.
- 미역귀 향, 미역귀 맛 역시 미역귀 열수추출 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였으며 색에 대한 강도평가 결과와 마찬가지로 조사구의 점수가 높았으나 유의차는 없었으며, 조사구 5%에서 가장 높은 점수를 보였다. 경도에 대한 강도 평가 결과 유의성은 없었으며, 비조사 5% 첨가구와 조사 7% 첨가구에서 3.54 및 3.62로 대조구 값인 3.50과 비슷한 점수를 보임으로 첨가량의 증가에 따라 경도가 증가하던 기계적인 경도 측정 결과와 비교하여 다름을 보였다. 바삭함에 대한 강도 평가 결과, 가장 높은 값을 낸 비조사 7% 첨가구가 바삭함에 대한 선호도 평가 결과에서도 가장 높은 선호도를 나타내었다.
- 2에 나타내었다. 대조구의 라디칼 소거능은 68.42%로 미역귀 열수추출 분말 첨가구와 비교했을 때 가장 낮은 활성을 나타내었다. 비조사구와 조사구에서 가장 높은 항산화 활성을 보이는 것은 각각 7% 첨가구로 84.
- 따라서 위의 관능검사 결과를 종합해 볼 때 미역귀 열수추출 분말 첨가에 의해 쿠키의 색, 향, 맛, 질감, 전반적인 기호도 등에 긍정적인 영향을 미치나 비조사 7% 첨가구와 조사 5% 이상의 너무 많은 미역귀 열수추출 분말 첨가는 관능적인 기호도를 오히려 떨어뜨리는 것으로 사료된다. 반면 항산화 활성은 첨가량의 증가에 따라 증가하므로 적은 첨가량으로 항산화 활성 증가와 동시에 관능적 기호도를 만족시킬 수 있는 조사 1% 첨가 쿠키가 상품 개발 가능성이 있는 것으로 사료된다.
- 또한 비조사구에서는 첨가구간의 유의차를 보이지 않은 반면, 조사구에서는 첨가량이 증가할수록 유의적으로(p<0.05) 증가함을 보였다.
- 70보다 낮은 선호도를 나타내었다. 맛에 대한 선호도는 비조사 및 조사 3% 첨가구에서 대조구보다 높은 선호도를 나타내었으며 다음으로 1% 첨가구가 높은 값을 나타내었으나 비조사 7% 첨가구와 조사 5, 7% 첨가구에서는 3.29 이하의 낮은 선호도를 나타내어 너무 많은 양의 미역귀 열수추출 분말 첨가는 맛에 대한 선호도를 떨어뜨리는 것으로 여겨졌다. 바삭함, 경도 및 부착성에 대한 선호도는 대조구 및 첨가구들 간의 유의적 차이를 나타내지 않았다.
- 05) 감소하는 것으로 나타났다. 미역귀 열수추출 분말 자체에 대한 pH 측정결과, 비조사 분말 5.29와 50 kGy 감마선 조사 분말 5.78로 측정되어 미역귀 열수추출 분말 첨가에 의해 첨가량이 증가할수록 pH가 영향을 받아 감소한 것으로 여겨진다. 이는 다시마 분말 첨가량이 증가할수록 쿠키 반죽의 pH가 감소하였다는 Cho 등(24)의 보고와 일치하는 결과이며, 매생이 분말 (25) 첨가의 경우도 첨가량의 증가에 따라 반죽의 pH는 감소함을 보였다.
- 미역귀 열수추출 분말 첨가 쿠키의 퍼짐성 측정 결과, 대조구가 14.15로 유의적으로(p<0.05) 낮게 나타났으며, 비조사 분말을 1, 3, 5 그리고 7% 첨가하였을시 14.67, 15.17, 15.30 그리고 15.36을 나타내었고, 조사 분말을 1, 3, 5 그리고 7% 첨가하였을 시 15.40, 15.56, 15.63 그리고 15.83으로 비조사구와 조사구 모두 분말 첨가량의 증가에 따라 퍼짐성이 점차 증가하였으며, 같은 첨가량 시 비조사구에 비해 조사구의 퍼짐성이 높음을 보였다.
- 05) 증가하였으며 비조사구와 조사구를 비교해 보았을 때, 조사구의 점수가 높았으나 유의성은 없었다. 미역귀 향, 미역귀 맛 역시 미역귀 열수추출 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였으며 색에 대한 강도평가 결과와 마찬가지로 조사구의 점수가 높았으나 유의차는 없었으며, 조사구 5%에서 가장 높은 점수를 보였다. 경도에 대한 강도 평가 결과 유의성은 없었으며, 비조사 5% 첨가구와 조사 7% 첨가구에서 3.
- 50과 비슷한 점수를 보임으로 첨가량의 증가에 따라 경도가 증가하던 기계적인 경도 측정 결과와 비교하여 다름을 보였다. 바삭함에 대한 강도 평가 결과, 가장 높은 값을 낸 비조사 7% 첨가구가 바삭함에 대한 선호도 평가 결과에서도 가장 높은 선호도를 나타내었다.
- 반죽의 pH는 대조구 및 조사 1% 첨가구에서 6.78로 가장 높았으며, 비조사구와 조사구 모두 분말의 첨가에 의해 유의적으로(p<0.05) 감소하는 것으로 나타났다.
- 이러한 특성은 밀가루의 종류, 흡수율, 지방의 종류와 사용량, 반죽의 혼합 방법과 시간, 팽창제의 종류와 사용량, 굽는 온도와 시간 등이 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(26). 반죽의 밀도는 0%에서 4.91 g/mL로 높은 값을 나타내었으나 대조구의 밀도와 실험구의 밀도 사이에 유의적인 차이는 보이지 않았다. Lee(27)는 다시마 분말 첨가에 의한 반죽의 밀도 변화에 있어서 대조구와 실험구 사이에 유의적 차이를 밝히지 못했으며, Cho 등(24)은 3%에서 유의적으로(p<0.
- 본 연구에서도 유의적으로(p<0.05) 미역귀 열수추출분말의 첨가량에 따라 쿠키의 퍼짐성이 높게 나타났는데, 이는 위와 같은 이유인 미역귀 열수추출 분말 첨가에 의한 gluten의 희석 효과로 사료되며, 비조사구에 비해 조사구의 퍼짐성이 높게 나타난 것은 조사로 인해 미역귀 내 섬유소가 저분자화 되었기 때문에 섬유소의 증가로 반죽 중 수분 흡수율을 증가시켜 반죽 내 녹지 않고 남아 있는 설탕 결정체의 증가와 단백질 희석 효과로 퍼짐성이 증가되는 것으로 사료 된다.
- 42%로 미역귀 열수추출 분말 첨가구와 비교했을 때 가장 낮은 활성을 나타내었다. 비조사구와 조사구에서 가장 높은 항산화 활성을 보이는 것은 각각 7% 첨가구로 84.77%와 88.64%를 보이며 같은 첨가량에서 비조사구에 비해 감마선 조사한 첨가구에서 높은 항산화 활성을 보였다. 이러한 첨가량의 증가에 따른 항산화 활성 변화는 미역귀에 함유되어 있는 fucoidan을 비롯한 다양한 다당류에 의한 것으로 사료되었다(39).
- 색에 대한 관능적 강도는 대조구인 3.17에 비해 첨가량이 증가할수록 유의적으로(p<0.05) 증가하였으며 비조사구와 조사구를 비교해 보았을 때, 조사구의 점수가 높았으나 유의성은 없었다.
- 선호도 평가 결과 색에 대한 선호도는 비조사 및 조사 3%첨가구까지 대조구보다 선호도가 높았으나 비조사 7% 첨가 구에서는 유의차를 보이며(p<0.05) 가장 낮은 값을 나타내었다.
- 손실률은 대조구 및 실험구 사이에 유의성이 없음을 확인할 수 있었으며, 팽창률은 첨가량이 높을수록 증가함을 보여 비조사구와 조사구의 7% 첨가구에서 96.80%와 113.06%로 가장 높은 값을 보였으며, 비조사구와 조사구를 비교하였을 때는 조사구의 팽창률이 높음을 확인할 수 있었다.
- 바삭함, 경도 및 부착성에 대한 선호도는 대조구 및 첨가구들 간의 유의적 차이를 나타내지 않았다. 전반적인 기호도 검사 결과 비조사 3% 첨가구와 조사 1% 첨가구에서 4.50로 가장 높은 선호도를 나타내었으며 맛에 대한 기호도 평가 결과와 마찬가지로 비조사 7% 첨가구와 조사 5, 7% 첨가구에서 낮은 선호도를 나타내었다.
- Texture analyzer를 이용한 미역귀 열수추출 분말 첨가 쿠키의 경도 측정 결과는 Table 5와 같다. 쿠키의 경도는 대조구에 비해 비조사구 및 조사구의 1과 3% 첨가구에서는 낮은 경도 값을, 5와 7% 첨가구에서는 높은 경도 값을 보였다. 이를 통해 미역귀 열수추출 분말의 첨가량이 1, 3%일 경우 분말 첨가가 쿠키를 부드럽게 하며, 5, 7%일 경우 쿠키를 단단하게 함을 알 수 있었다.
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