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문제 정의
- 따라서 본 연구는 현대인들의 건강 지향적인 식문화에 적합한 우리나라 전통 발효식품인 간장을 이용한 데리야끼소스의 간장과 설탕의 첨가량과 데리야끼소스의 농도와 윤기를 좌우하는 가열 시간에 대한 최적의 조건을 반응표면분석을 이용하여 찾고자 한다.
- 본 연구에서는 간장을 이용하여 만든 데리야끼소스를 제조할 때 첨가되는 간장과 설탕의 최적의 양과 가열시간을 알아보고자, 반응표면분석법을 이용하였다.
제안 방법
- 주재료로 닭뼈 1,000 g(Song CR 2009)을 찬물에 담궈 핏기를 제거하고 물기를 뺀 후 240℃의 오븐에서 30분, 양파(300 g)와 대파(180 g)는 20분간 갈색이 나게 구웠다. 간장의 양은 1,000 mL ～ 1,400 mL로, 설탕의 첨가량은 740 g ～ 940 g 으로 달리하여 실험설계를 한 후 10 L 용량의 소스 포트에 각각의 구운 닭뼈와 양파, 대파 및 생강(80 g)을 넣고 청주(600 mL), 물(3,000 mL)을 넣어, 강한 불로 끓이다가, 끓기 시작하면 약한 불로 120분 ～ 240분으로 가열 시간을 달리하여 소스를 제조하였다. 완성된 데리야끼소스는 소창에 곱게 걸러내어 얼음물에 식혀 기름기를 제거한 후 시료로 사용하였다.
- 데리야끼소스에 대한 관능검사 요원 16명을 패널로 선정하여 훈련시키고 본 실험에 응하도록 하였다. 관능검사 시간은 오전 10시에서 11시 사이에 소스를 흰색의 사기 컵에 담아(30 mL) 제공하였고, 한 개의 시료를 평가한 후 반드시 물로 입안을 헹군 후 다른 시료를 평가하게 하였다. 실험의 객관성을 보장하고, 정밀도를 증가시키기 위하여 균형 불완전 블록 계획(BIBD: balanced incomplete block design)을 사용하여 랜덤화(Randomization), 블록화(Blocking)하였다.
- 반응표면분석(RSM)은 최근 우리나라의 식품개발 및 반응특성 연구에 많이 응용되고 있는 중심합성계획(central composite design)을 이용하였다(박성현·최병철 2008). 데리야끼소스의 간장(X1)과 설탕(X2), 가열시간(X3)을 독립변수로 하여 -2, -1, 0, 1, 2의 5수준으로 실험을 설계하였으며(Table 2, Table 3), 간장은 1,000 g ～ 1,400 g까지 100 g 간격으로, 설탕은 740 g ～ 940 g까지 50 g, 간격으로, 가열 시간은 120 분 ～ 240 분까지 30분 간격으로 설정하였다.
- 실험의 객관성을 보장하고, 정밀도를 증가시키기 위하여 균형 불완전 블록 계획(BIBD: balanced incomplete block design)을 사용하여 랜덤화(Randomization), 블록화(Blocking)하였다. 따라서 16명의 관능검사 요원이 16가지의 시료 중 6가지의 시료를 30분마다 평가하도록 하였으며, 각각의 처리는 6번 반복되었고 각 처리쌍이 나타나는 블록의 수는 6회였다.
- 관능검사 시간은 오전 10시에서 11시 사이에 소스를 흰색의 사기 컵에 담아(30 mL) 제공하였고, 한 개의 시료를 평가한 후 반드시 물로 입안을 헹군 후 다른 시료를 평가하게 하였다. 실험의 객관성을 보장하고, 정밀도를 증가시키기 위하여 균형 불완전 블록 계획(BIBD: balanced incomplete block design)을 사용하여 랜덤화(Randomization), 블록화(Blocking)하였다. 따라서 16명의 관능검사 요원이 16가지의 시료 중 6가지의 시료를 30분마다 평가하도록 하였으며, 각각의 처리는 6번 반복되었고 각 처리쌍이 나타나는 블록의 수는 6회였다.
- 데리야끼소스는 예비 실험을 거쳐 [Table 1]과 같이 제조하였다(오혁수 2002). 주재료로 닭뼈 1,000 g(Song CR 2009)을 찬물에 담궈 핏기를 제거하고 물기를 뺀 후 240℃의 오븐에서 30분, 양파(300 g)와 대파(180 g)는 20분간 갈색이 나게 구웠다. 간장의 양은 1,000 mL ～ 1,400 mL로, 설탕의 첨가량은 740 g ～ 940 g 으로 달리하여 실험설계를 한 후 10 L 용량의 소스 포트에 각각의 구운 닭뼈와 양파, 대파 및 생강(80 g)을 넣고 청주(600 mL), 물(3,000 mL)을 넣어, 강한 불로 끓이다가, 끓기 시작하면 약한 불로 120분 ～ 240분으로 가열 시간을 달리하여 소스를 제조하였다.
대상 데이터
- 닭뼈는 경기도 구리시 도매시장에서 국내산을 구입하였고, 청주(백화수복), 간장(샘표 501S), 설탕(큐원 정백당), 대파, 양파, 생강은 이마트에서 국내산을 구입하여 사용하였다.
- 데리야끼소스에 대한 관능검사 요원 16명을 패널로 선정하여 훈련시키고 본 실험에 응하도록 하였다. 관능검사 시간은 오전 10시에서 11시 사이에 소스를 흰색의 사기 컵에 담아(30 mL) 제공하였고, 한 개의 시료를 평가한 후 반드시 물로 입안을 헹군 후 다른 시료를 평가하게 하였다.
데이터처리
- 은 중심점이고, βn은 1차 선형 효과를, βnn은 2차 선형효과를, βnm은 교호작용의 계수를 의미하고, 이 다항 회귀식에 의해 분산분석, 다중회귀분석, F검정 및 T검정을 통해 종속변량의 유의성을 결정하였다. 1차 선형효과, 2차 곡선효과 및 인자간 교호작용을 살펴보고 독립변수에 대한 종속변수의 반응표면 상태를 3차원 그래프와 등고선분석을 실시하였으며, 회귀분석 결과 정상점이 안장점일 때는 능선분석을 행하여 최적점을 구하였다.
- 모든 자료는 통계 SAS(version 8.12) package를 이용하여 재료의 배합성분을 독립변수로 하고 실험결과인 반응변수와의 관계를 2차 다항 회귀식으로 구하였다. Y1 = β0 + β1 X1 + β2 X2 + β3 X3 + β11 X12 + β12 X1X1 + β22 X22 + β13 X1X3 + β23 X2X3 + β33 X32
- 이 때 β0은 중심점이고, βn은 1차 선형 효과를, βnn은 2차 선형효과를, βnm은 교호작용의 계수를 의미하고, 이 다항 회귀식에 의해 분산분석, 다중회귀분석, F검정 및 T검정을 통해 종속변량의 유의성을 결정하였다.
- 8643으로 신뢰도가 높다고 할 수 있다. 이를 근거로 하여 간장, 설탕 그리고 가열시간을 이용한 데리야끼소스 제조조건의 최적화를 도출하기위해, 중심합성 계획에 따라 여러 조건에서 얻은 결과에 대해 다중 회귀분석을 하였고 데리야끼소스의 외관에 대한 회귀계수와 t-value를 검정한 결과는 [Table 7]과 같았다. β(0)는 중심점(center point)을 나타낸 것이고 β(1), β(2), β(3)은 1차 선형효과, β(11), β(22), β(33) 은 2차 모형의 곡선효과를 분석한 것이며 β(12), β(13), β(23)은 각 요인간의 교호작용을 나타낸 것이다.
이론/모형
- 반응표면분석(RSM)은 최근 우리나라의 식품개발 및 반응특성 연구에 많이 응용되고 있는 중심합성계획(central composite design)을 이용하였다(박성현·최병철 2008).
성능/효과
- 1차 선형곡선에서 가열시간이 p<0.05 수준에서 유의적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었고, 각 요인간의 교호작용은 외관에 대한 기호도에 영향을 미치지 않았다.
- 1차 선형효과에서 간장 p<0.01, 설탕은 p<0.001로 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 2차 곡선효과에서는 간장×간장, 설탕×설탕, 가열시간×가열시간이 p<0.001 수준으로 유의적인 영향을 미쳤고, 각 요인간의 교호작용은 관능평가의 전반적인 기호도에 영향을 미치지 않았다.
- 1차 선형효과에서 설탕과 가열시간이 p<0.01수준으로 간장은 p<0.05 수준으로 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 2차 곡선효과에서는 간장×간장에서는 p<0.01, 가열 시간×가열 시간, 설탕×설탕은 각각 p<0.001 수준으로 유의적인 영향을 미쳤으며, 각 요인간의 교호작용은 관능평가시 맛에 대한 기호도에 영향을 미치지 않았다.
- 첨가량을 각각 5수준으로 하여 제조한 데리야끼소스의 외관, 냄새, 맛, 점도, 전반적인 기호도에 대한 관능 평가의 평가점수를 종속변수로, 간장, 설탕, 가열시간을 독립변수로 하여 나타낸 것은 [Table 4]와 같으며 회귀방정식을 [Table 5]에 나타내었다. 각각의 문항 중 외관, 맛, 전반적인 기호도에서 유의적으로 차이를 보였고, 냄새와 점도는 유의적인 차이를 보이지 않았다. Sung Kh·Lee JH(2009)의 복분자 첨가 데리야끼소스에서는 복분자의 첨가량에 따라 소스의 향에 유의적인 차이나 나는 것으로 나타났는데, 본 연구에서는 다른 부재료를 첨가하지 않아 간장의 향이 강하여 소스의 냄새에 유의적인 영향을 미치지 않은 것으로 생각되며, Sung Kh·Ko SH(2010)의 석류 첨가 데리야끼 소스에서는 소스의 점도가 유의적인 차이를 보였는데, 본 연구에서는 유의적인 차이를 보이지 않아 다른 경향을 나타내었다.
- 결과적으로 데리야끼소스의 외관에는 가열 시간(p<0.05)이 가장 유의적인 영향을 주었으며 간장, 설탕 순으로 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
- 05) 순으로 영향을 미치는 것을 알 수 있었었는데, Sung Kh·Ko SH(2010)의 연구에서는 석류를 첨가할수록 단맛은 증가되고 짠맛은 감소된다고 하여, 본 연구에서와 같이 설탕의 첨가량이 과하지 않게 중간정도 첨가된 것의 기호가 좋게 평가된 것과 같은 경향이었다. 관능평가에 의한 맛은 데리야끼소스 배합이 간장 1186.72 g 설탕 852.82 g, 가열 시간 178.63분 일 때 최적인 것으로 나타났다.
- 데리야끼소스의 외관, 맛, 전반적인 기호도는 유의적인 차이를 나타내었는데, 외관은 가열시간(p<0.05)이 유의적으로 가장 큰 영향을 주었고, 그 다음으로는 간장, 설탕 순으로 영향을 미쳤다.
- 따라서 본 연구 결과 관능평가 항목의 중복된 부분을 토대로 예측된 데리야끼소스 제조의 최적 범위는 간장 1,186.76 g ～ 1,211.56 g, 설탕 845.03 g ～ 852.82 g, 가열 시간은 169.44 분 ～ 181.88 분이었으며, 모든 관능항목을 충족시키는 요인의 범위 중 중앙에 위치한 값을 산출하여 최적점을 산출한 결과 간장 1,199.16 g, 설탕 848.93 g, 가열시간은 175.66 분으로 나타났다(Fig. 10). 이러한 결과는 Park SA·Shin MH(1998)의 조림간장 연구에서 간장과 설탕의 비율이 1 : 0.
- 44분일 때 최적으로 나타나 과도한 가열시간은 기호를 떨어뜨리는 것으로 나타나 같은 경향을 보였다. 따라서 외관은 간장 1,197.48g, 설탕 849.42g, 가열시간 169.44분 일 때 최적인 것으로 나타났다.
- 01) 순으로 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 실험 결과 관능평가 항목의 중복된 부분을 토대로 예측된 데리야끼소스 제조의 최적 범위는 간장 1,186.76 g ～ 1,211.56 g, 설탕 845.03 g ～ 852.82 g, 가열 시간은 169.44 분 ～ 181.88 분이었으며, 모든 관능항목을 충족시키는 요인의 범위 중 중앙에 위치한 값을 산출하여 최적점을 산출한 결과 간장 1,199.16 g, 설탕 848.93 g, 가열시간은 175.66 분으로 나타났다.
후속연구
- 따라서 본 연구 결과인 데리야끼소스의 최적의 간장, 설탕, 가열시간을 바탕으로 다양한 데리야끼 응용 소스의 제조가 가능하리라 생각된다.
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