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문제 정의
- 본 연구에서는 머핀의 품질 향상을 위한 현미분말을 첨가한 머핀을 제조하고 현미 분말 첨가량에 따른 항산화성, 관능적 기호도 및 품질 특성을 조사하여 향후 머핀 제조 및 상품화를 위한 현미 이용의 가치를 모색하고자 하였다.
- 본 연구에서는 머핀의 품질향상을 위한 기능성 천연소재의 개발을 위해 현미분말을 0, 20, 40, 60% 농도로 첨가하여 제조한 머핀의 품질특성을 살펴보았다. 머핀의 중량은 대조군이 높았으나 현미분말 첨가군 간에 유의적인 차이는 없었고, 높이와 pH 또한 대조군이 높았던 반면 현미분말 첨가군은 첨가량이 증가할수록 감소하였다(p<0.
제안 방법
- 머핀의 중량과 높이는 오븐에서 구워낸 머핀을 실온에서 1시간 동안 방냉시킨 후 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료 당 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었으며, 높이는 머핀의 최고 높이 부분에서 종단으로 2등분한 단면을 측정하였다. pH는 머핀의 중앙부분에서 5 g을 정확히 취하여 비커에 넣고 증류수 15 mL를 가하여 vortex mixer로 1분간 혼합하고 homogenizer(AM-7, Ace homogenizer, Nihon Seiki, Osaka, Japan)를 이용하여 1,000 rpm에서 1분간 균질화한 후 pH meter로 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료 당 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
- 관능 요원은 지속적으로 관능훈련을 받은 신라대학교 식품영양학과 대학원생 및 학부생 22명을 panel로 선정하였다. 검사에 사용된 관능특성은 외관(appearance), 내부색(crumb color), 맛(taste), 향(flavor), 조직감(texture), 전반적인 기호도(overall acceptability)로 매우 좋다 7점, 좋지도 싫지도 않다 4점, 매우 나쁘다 1점의 7점 기호척도법으로 평가하였다. 시료의 검사 순서상에서 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위해 세 자리 숫자로 암호화하여 일정한 크기(2.
- 5×4 cm)로 잘라 동일한 흰색 접시에 담아 물과 함께 제공하였다. 검사자는 관능평가 시 우선 외관을 살피고, 향을 맡은 후 맛을 평가하도록 하였으며 한 개의 시료를 평가한 다음에는 반드시 생수로 입안을 깨끗하게 헹군 다음 다른 시료를 평가하도록 하였다.
- 머핀의 기계적 특성은 머핀의 내부를 3×3×2 cm의 동일한 크기로 잘라 Texture analyser(CT3-4500, Brookfield Engineering LABS. Inc., Florida, MA, USA)를 사용하여 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 복원성(resilience), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다.
- 머핀의 중량과 높이는 오븐에서 구워낸 머핀을 실온에서 1시간 동안 방냉시킨 후 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료 당 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었으며, 높이는 머핀의 최고 높이 부분에서 종단으로 2등분한 단면을 측정하였다. pH는 머핀의 중앙부분에서 5 g을 정확히 취하여 비커에 넣고 증류수 15 mL를 가하여 vortex mixer로 1분간 혼합하고 homogenizer(AM-7, Ace homogenizer, Nihon Seiki, Osaka, Japan)를 이용하여 1,000 rpm에서 1분간 균질화한 후 pH meter로 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료 당 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
- 머핀의 수분은 구운 후 실온에서 1시간 방냉시킨 다음 polyethylene film으로 포장하여 30℃ incubator에서 5일간 저장하며 실험하였다. 머핀의 중앙 부분에서 5 g을 정확히 취하여 항량 접시에 균일하게 펼친 후 수분측정기(NA 45-000230V1, Sartorius Ag, Gottingen, Germany)를 사용하여 105℃ 상압가열 건조법으로 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료 당 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
- 시료의 검사 순서상에서 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위해 세 자리 숫자로 암호화하여 일정한 크기(2.5×2.5×4 cm)로 잘라 동일한 흰색 접시에 담아 물과 함께 제공하였다.
- 머핀 5 g에 2배량의 멸균 증류수를 가하여 vortex mixer로 1분간 혼합하고 homogenizer를 이용하여 1,000 rpm에서 1분간 균질화한 후 원심분리 하였다. 이후 상등액을 취하여 Whatman No. 2 filter paper로 여과한 후 SOD 유사활성(superoxide dismutase-like activity, SODA) 측정을 위한 시료로 사용하였다. SOD 유사활성(superoxide dismutase-like activity)은 Marklund와 Marklund의 방법(17)에 따라 활성 산소종을 과산화수소(H2O2)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 나타내었다.
- 96 well plate에 시료와 DPPH 용액을 1:4 비율로 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후, ELISA reader(VeraMax Microplate Reader, Molecular Device, Los Angeles, CA, USA)를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능(electron donating ability; EDA)은 시료를 첨가하지 않은 대조그룹과 흡광도차를 비교하여 free radical의 제거 활성을 백분율로 나타내었다.
대상 데이터
- 관능 요원은 지속적으로 관능훈련을 받은 신라대학교 식품영양학과 대학원생 및 학부생 22명을 panel로 선정하였다. 검사에 사용된 관능특성은 외관(appearance), 내부색(crumb color), 맛(taste), 향(flavor), 조직감(texture), 전반적인 기호도(overall acceptability)로 매우 좋다 7점, 좋지도 싫지도 않다 4점, 매우 나쁘다 1점의 7점 기호척도법으로 평가하였다.
- 머핀의 기본적 재료는 박력분(CJ 주식회사, Seoul, Korea), 달걀(축성농장, Busan, Korea), 버터(서울우유, Seoul, Korea), 우유(부산우유, Busan, Korea), 백설탕(CJ 주식회사), 소금(제재염, NaCl 88% 이상, 해표, Seoul, Korea), 베이킹파우더(주식회사 웰가, Gwangmyeong, Korea), 현미로 시중에서 구입하여 사용하였다. 현미는 분말 제조 시 탈습, 전분호화, 단백질 변성 등의 열변성을 방지하기 위하여 dry ice를 첨가한 고속 mill-type grinder(IKA-Labortechnik, Type A 10, JANKE & KUNKEL GMBH & Co.
데이터처리
- 3)Means with different letters within a row (a,b) and a column (A-C) are significantly different from each other at p<0.05 as determined by Duncan's multiple range test.
- 3)Means with different letters within a row are significantly different from each other at p<0.05 as determined by Duncan's multiple range test.
- 실험결과는 통계 SAS package(Version 9.1, Statistical Analysis System, Chicago, IL, USA)를 사용하여 각 시료의 평균과 표준편차를 계산하였고, 분산분석(ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 실시하여 α=0.05 level에서 시료 간의 유의차를 검정하였다.
이론/모형
- 2 filter paper로 여과한 후 DPPH radical 소거능 측정을 위한 시료로 사용하였다. DPPH 라디칼(radical) 소거능은 Blois의 방법(16)에 따라 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. DPPH 용액은 100 mL 에탄올에 DPPH 1.
- 2 filter paper로 여과한 후 SOD 유사활성(superoxide dismutase-like activity, SODA) 측정을 위한 시료로 사용하였다. SOD 유사활성(superoxide dismutase-like activity)은 Marklund와 Marklund의 방법(17)에 따라 활성 산소종을 과산화수소(H2O2)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 생성량을 측정하여 나타내었다. 시료를 농도별로 희석하여 10 μL씩 96 well plate에 첨가한 후, TrisHCl buffer(50 mM Tris aminomethane, 10 mM EDTA, pH 8.
- 머핀은 Table 1의 배합비에 따라 크림법으로 제조하였다. 즉, 버터를 반죽기(Hand mixer Concept-190L, EGS, Hongkong, China)로 1분간 믹싱한 다음 설탕을 넣고 1분간 혼합하고, 달걀을 3번에 나누어 넣으면서 3분간 믹싱하였다.
성능/효과
- 경도와 복원성은 대조군이 높았고 현미분말 첨가량이 증가할수록 높아졌으며, 응집성, 탄력성은 대조군이 높았으며 현미분말 첨가량이 증가할수록 낮아졌다(p<0.05).
- 관능검사 결과 외부색은 20% 첨가군이, 내부색은 대조군이 높게 나타났고(p<0.05), 맛, 향, 조직감, 전반적인 기호도는 60% 첨가군이 가장 높게 나타났다.
- 대조군(12.95±6.47%)에 비해 현미분말 첨가군에서 높은 SOD 유사활성을 보였고, 특히 60% 첨가군(30.59±9.08%)에서 가장 높게 나타났으며 현미 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 대조군(9.96±3.28%)에 비해 현미분말 첨가군에서 높은 DPPH radical 소거능을 보였고, 특히 60% 첨가군(28.01±7.19%)에서 가장 높게 나타나 현미분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 머핀의 pH는 대조군이 8.18±0.02로 가장 높았고 현미분말을 첨가한 머핀은 7.60±0.01～7.92±0.01로 현미의 첨가량이 증가할수록 점차 감소하였다(p<0.05).
- 머핀의 중량은 대조군이 높았으나 현미분말 첨가군 간에 유의적인 차이는 없었고, 높이와 pH 또한 대조군이 높았던 반면 현미분말 첨가군은 첨가량이 증가할수록 감소하였다(p<0.05).
- 14%로 유의적으로 증가한다고 하였다. 본 연구 결과는 흑마늘 추출 분말 및 동결 건조한 버찌분말 첨가 머핀의 DPPH radical 소거능보다 낮게 나타났는데 이는 농축 또는 추출물이 아닌 현미 그대로를 사용하였기 때문인 것으로 생각된다. 하지만 현미를 첨가한 머핀은 쌀 소비 촉진 및 머핀의 기능성 부여 면에서 충분한 가치가 있는 것으로 판단된다.
- 본 연구에 사용한 현미분말의 수분함량은 12.39±0.18%, 박력분의 수분함량은 12.91±0.15%이었으며, 현미분말을 첨가한 머핀의 제조 직후 수분함량은 대조군이 29.51±0.37%로 가장 높게 나타나 현미 첨가군의 28.31±0.37～28.50±0.22%와 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- Ju 등(20)은 쌀가루를 40% 첨가한 스펀지케이크의 전반적인 기호도가 가장 높았으나 시료 간에 유의적인 차이가 없었다고 하였고, Choi(22)는 발아현미를 50% 첨가한 식빵의 전반적인 기호도가 가장 높았다고 하였다. 이상의 결과로 미루어 보면 현미분말의 첨가는 머핀의 외관, 내부색, 맛, 향, 조직감, 전반적인 기호도의 모든 관능적 특성에 긍정적인 것으로 나타났다. 따라서 현미분말을 이용한 다양한 제품 개발의 기초자료가 될 것으로 생각된다.
- 이에 반해 검성과 씹힘성은 대조군이 낮았고 현미분말 첨가량이 증가할수록 높았으며, 부착성은 시료 간에 유의적인 차이가 없었다(p<0.05).
- Ju 등(20)은 쌀가루의 첨가량이 10, 20, 30, 40%로 증가함에 따라 대조군보다 스펀지케이크의 경도가 높게 나타났다고 하여 본 연구와 같은 경향이었다. 이와 같은 결과는 현미분말의 첨가량이 증가할수록 머핀의 높이가 감소한 결과와 같이 밀가루 대신 현미분말의 대체량이 증가할수록 글루텐의 희석효과로 인하여 망목고조가 약화되고 가스포집능력이 저하되어 머핀의 밀도가 증가됨에 따라 경도가 증가된 것으로 생각된다. 부착성은 0.
- 탄력성은 대조군이 9.38±0.27 mm로 가장 높게 나타났으며 현미분말의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향이었으나 20% 첨가군(9.36±0.29 mm) 및 40% 첨가군(9.20±0.21 mm)과는 유의적인 차이가 없었다.
- 현미분말 첨가 머핀 수분함량의 측정결과는 제조 직후 대조군이 현미분말 첨가 머핀보다 높았지만, 30℃에서 저장기간이 길어짐에 따라 수분함량은 대조군과 현미분말 첨가군 간에 유의적인 차이는 없었다(p<0.05).
- 05), 맛, 향, 조직감, 전반적인 기호도는 60% 첨가군이 가장 높게 나타났다. 현미분말 첨가 머핀의 항산화활성을 측정한 결과는 현미분말 첨가 농도가 증가할수록 DPPH radical 소거능과 SOD 유사활성이 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 현미를 첨가할 경우 관능특성 및 기능성을 개선하여 품질향상에 도움을 주는 것으로 나타났는데 이는 현미를 이용한 기능성식품 개발의 기초자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.
후속연구
- 이상의 결과로 미루어 보면 현미분말의 첨가는 머핀의 외관, 내부색, 맛, 향, 조직감, 전반적인 기호도의 모든 관능적 특성에 긍정적인 것으로 나타났다. 따라서 현미분말을 이용한 다양한 제품 개발의 기초자료가 될 것으로 생각된다.
- 현미분말 첨가 머핀의 항산화활성을 측정한 결과는 현미분말 첨가 농도가 증가할수록 DPPH radical 소거능과 SOD 유사활성이 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 현미를 첨가할 경우 관능특성 및 기능성을 개선하여 품질향상에 도움을 주는 것으로 나타났는데 이는 현미를 이용한 기능성식품 개발의 기초자료로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.
- 05%로 유의적으로 증가한다고 보고하여 본 연구와 유사한 경향이었다. 이와 같은 결과로 현미는 머핀의 기능성을 향상시키는데 좋은 재료가 될 것으로 생각된다.
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