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문제 정의
- 본 연구에서는 유화제를 첨가하였을 때 유화제 종류에 따른 쌀가루의 호화특성 변화와 쌀쿠키의 물성 변화를 확인하고 유화제가 쌀쿠키 반죽의 결착력 및 쌀쿠키의 물성 개선에 미치는 영향을 확인하고자 수행되었다.
가설 설정
- 2)SSL is sodium stearoyl lactylate.
- 3)SE is sucrose ester.
- 4)DATEM is diacetyl tartaric (acid) ester of monoglyceride.
제안 방법
- SSL, SE, DATEM은 쌀가루 중량 대비 3, 6 및 9%씩 쌀가루에 첨가하여 유화제가 쌀가루의 호화특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 RVA 점도를 측정하였으며, 그 결과는 Table 4에 나타내었다.
- , Hanam, Korea)에서 15분 동안 구웠다. 구워진 쿠키는 30분 동안 상온에서 방냉한 후 쿠키의 품질특성을 측정하였다.
- 반죽 35 g을 원통형용기(Φ55×75 mm)에 넣고 반죽 표면을 평평하게 눌러준 후 직경 10 mm의 cylinder plunger를 사용하여 반죽의 경도를 측정하였으며, 쿠키의 경도는 직경 5 mm의 cylinder plunger를 사용하여 측정하였으며 측정 조건은 Table 2에 나타내었다.
- 반죽 및 쿠키의 경도는 texture analyser(TA.XTExpress, Stable Micro Systems Ltd., Godalming, UK)를 사용하여 one cycle test mode로 측정하였으며 한 시료당 10반복 실시하였다. 반죽 35 g을 원통형용기(Φ55×75 mm)에 넣고 반죽 표면을 평평하게 눌러준 후 직경 10 mm의 cylinder plunger를 사용하여 반죽의 경도를 측정하였으며, 쿠키의 경도는 직경 5 mm의 cylinder plunger를 사용하여 측정하였으며 측정 조건은 Table 2에 나타내었다.
- 본 연구는 제과분야에서의 쌀가루의 이용도를 높이기 위하여 쌀가루를 이용하여 쿠키를 제조하였으며, 유화제인 sodium stearoyl lactylate(SSL), sugar ester(SE), diacetyl tartaric ester of monoglyceride(DATEM)를 3, 6 및 9% 첨가한 쌀가루의 호화특성과 반죽 및 쌀쿠키의 품질특성을 측정하였다. RVA 측정 결과, 유화제를 첨가한 쌀가루의 최고점도는 감소하였으며 유화제 중 DATEM 첨가에 의한 감소 폭이 가장 작았다.
- 쌀가루와 유화제 혼합물의 호화특성은 Rapid visco analyser(RVA Super 4, Newport Scientific Inc., Warriewood, Australia)를 이용하여 측정하였다. 쌀가루 3g을 증류수 25 mL가 든 원통형 알루미늄 용기에 잘 분산시킨 후 용기를 기기에 장착하였으며 50℃에서 1분간 유지한 후 11.
- , Ltd, Ansan, Korea)를 구입하여 실험에 사용하였다. 쌀쿠키에 유화제인 sodium stearoyl lactylate(SSL, Ilshin Co., Ltd., Seoul, Korea), sugar ester(SE, S-1170, Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan), diacetyl tartaric(acid) ester of monoglyceride(DATEM, Zhengzhou Honest Food Co., Ltd., Zhengzhou, China)를 쌀가루 중량 대비 3, 6 및 9% 첨가하였다.
- 비닐 용기에 쌀가루와 유화제를 넣고 흔들어 혼합한 후 크림과 함께 저속 1분간 혼합하여 쿠키반죽을 완성하였다. 완성된 쿠키 반죽을 랩으로 싼 후 상온에서 30분 동안 휴지시켜 반죽의 품질특성을 측정하였다. 10 mm의 두께로 반죽을 편 후 원통형 쿠키커터(Φ36 mm)로 반죽을 성형하여 윗불 190℃와 아랫불 150℃의 오븐(HYMPO-104, Hanyoung Co.
- 쿠키의 평균직경은 쿠키 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체길이를 측정하고, 쿠키를 90o로 회전시킨 후 같은 방법으로 길이를 측정한 다음 각각을 6으로 나누어 쿠키 한 개에 대한 평균직경을 구하였다. 쿠키의 두께는 같은 쿠키 6개를 수직으로 쌓은 후 그 높이를 측정하고 각각 6으로 나누어 다시 쿠키의 순서를 다르게 쌓아 높이를 측정한 다음 쿠키 한 개에 대한 평균 두께를 구하였다. 쿠키의 퍼짐성지수는 쿠키의 두께(mm)와 직경(mm)의 비로 구하였으며, 3회 이상 반복하여 측정하였다.
- 쿠키의 두께는 같은 쿠키 6개를 수직으로 쌓은 후 그 높이를 측정하고 각각 6으로 나누어 다시 쿠키의 순서를 다르게 쌓아 높이를 측정한 다음 쿠키 한 개에 대한 평균 두께를 구하였다. 쿠키의 퍼짐성지수는 쿠키의 두께(mm)와 직경(mm)의 비로 구하였으며, 3회 이상 반복하여 측정하였다. 계산식은 아래의 식을 이용하였다.
- 쿠키의 퍼짐성 지수는 AACC method 10-50D의 방법(11)을 사용하여 측정하였다. 쿠키의 평균직경은 쿠키 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체길이를 측정하고, 쿠키를 90o로 회전시킨 후 같은 방법으로 길이를 측정한 다음 각각을 6으로 나누어 쿠키 한 개에 대한 평균직경을 구하였다. 쿠키의 두께는 같은 쿠키 6개를 수직으로 쌓은 후 그 높이를 측정하고 각각 6으로 나누어 다시 쿠키의 순서를 다르게 쌓아 높이를 측정한 다음 쿠키 한 개에 대한 평균 두께를 구하였다.
대상 데이터
- 쌀가루는 습식멥쌀가루(Panpacific Co., Ltd, Ansan, Korea)를 구입하여 실험에 사용하였다. 쌀쿠키에 유화제인 sodium stearoyl lactylate(SSL, Ilshin Co.
- 쌀쿠키 제조에 사용된 재료인 쇼트닝은 (주)오뚜기(Seoul, Korea), 백설탕은 (주)CJ(Seoul, Korea), 계란은 이마트에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 3)Different superscripts in a row indicate significant differences at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
- 실험에 대한 유의차 검정은 통계 프로그램인 SAS(Statistical analytical system version 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 평균값을 분산분석한 후 α=0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 따라 분석하였다.
이론/모형
- 반죽 및 쿠키의 밀도는 무게와 부피의 비로 나타내었으며, 부피는 좁쌉을 사용한 종자치환법(12)에 의하여 측정하였다.
- 습식쌀가루의 일반성분(수분, 조지방, 조단백질, 조회분)은 AOAC법(10)에 의하여 측정하였다. 쌀가루의 수분함량은 105℃에서 상압가열건조법, 조지방은 Soxlet 추출법, 조단백질은 Kieldal법, 조회분은 600℃에서 직접회화법으로 측정하였다.
- 습식쌀가루의 일반성분(수분, 조지방, 조단백질, 조회분)은 AOAC법(10)에 의하여 측정하였다. 쌀가루의 수분함량은 105℃에서 상압가열건조법, 조지방은 Soxlet 추출법, 조단백질은 Kieldal법, 조회분은 600℃에서 직접회화법으로 측정하였다.
- 쿠키의 퍼짐성 지수는 AACC method 10-50D의 방법(11)을 사용하여 측정하였다. 쿠키의 평균직경은 쿠키 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체길이를 측정하고, 쿠키를 90o로 회전시킨 후 같은 방법으로 길이를 측정한 다음 각각을 6으로 나누어 쿠키 한 개에 대한 평균직경을 구하였다.
성능/효과
- 쿠키의 경도는 SSL의 첨가량 증가에 따라 유의적으로 높아지는 결과를 보였으며, SE를 첨가한 쿠키의 경도는 무첨가군에 비해 첨가군에서 모두 유의적으로 높게 나타났으나 3, 6 및 9%의 첨가량에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다. DATEM은 첨가량에 따른 유의적인 경도의 변화를 보이지 않았으며 SSL과 SE를 첨가한 쿠키에 비해 상대적으로 낮은 경도를 나타내어 쌀쿠키의 경도조절에서 DATEM이 가장 큰 효과를 나타내었다. 실험에 사용한 유화제의 종류는 모두 제빵(bread-making)에서 반죽 강화제로 사용되며, 이들은 밀가루의 글루텐과 전분사이의 공간에서 라멜라 구조의 liquid film을 형성하여 반죽을 강화한다고 알려져 있다(23).
- 본 연구는 제과분야에서의 쌀가루의 이용도를 높이기 위하여 쌀가루를 이용하여 쿠키를 제조하였으며, 유화제인 sodium stearoyl lactylate(SSL), sugar ester(SE), diacetyl tartaric ester of monoglyceride(DATEM)를 3, 6 및 9% 첨가한 쌀가루의 호화특성과 반죽 및 쌀쿠키의 품질특성을 측정하였다. RVA 측정 결과, 유화제를 첨가한 쌀가루의 최고점도는 감소하였으며 유화제 중 DATEM 첨가에 의한 감소 폭이 가장 작았다. 반죽의 경도는 유화제의 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으며 DATEM을 첨가 시 경도가 가장 크게 증가하였다.
- 유화제를 첨가한 쌀쿠키의 퍼짐성은 Table 6과 같다. SSL 및 DATEM을 첨가한 쿠키의 퍼짐성은 유의적인 차이가 없었으나, SE 첨가의 경우 무첨가군에 비해 첨가군에서 증가하는 것으로 나타났다. 쿠키의 퍼짐성은 반죽의 단백질 함량, 설탕과 버터의 함량, 수분함량 및 반죽의 점도에 의해 영향을 받는다(19,20).
- SSL, SE 및 DATEM을 첨가한 쌀가루의 최고점도는 유화제의 첨가수준이 증가함에 따라 유의적으로 모두 감소하였고, 최고점도의 감소폭은 SE, SSL, DATEM의 순으로 나타났다. 이러한 결과는 surfactant의 첨가가 밀전분의 최고 점도를 감소시킨다는 보고(13)나 Sihn 등(14)의 lecithin 또는 sugar ester의 첨가가 찹쌀가루의 최고점도를 감소시킨 결과, 그리고 쇼트닝 함량이 높아짐에 따라 최고점도가 감소한 것(15)과 유사한 경향이었다.
- 유화제를 첨가한 반죽과 쌀쿠키 표면의 색도인 L, a, b값을 측정한 결과는 Table 5에 나타내었다. SSL, SE, DATEM을 첨가한 반죽 및 쌀쿠키에서 유화제의 첨가량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 반죽에 비해 쿠키의 a값이 약간 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 유화제의 영향이라기보다는 쿠키를 굽는 과정에서 고온의 오븐에서 환원당에 의한 비효소적 갈변인 maillard 반응, 열에 불안정한 당에 의한 caramelization에 의한 약간의 색소변화가 일어난 것으로 판단된다(18).
- 반죽의 경도는 유화제의 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으며 DATEM을 첨가 시 경도가 가장 크게 증가하였다. 또한 쌀쿠키의 경도는 SSL 및 SE 첨가에 의해서는 증가하였고 DATEM의 첨가는 상대적으로 낮은 경도를 보였다. 반죽 및 쌀쿠키의 밀도는 모두 SSL과 SE 첨가에 의해서 증가하였으나 DATEM은 반죽 및 쌀쿠키의 밀도를 감소시켰고, 퍼짐성의 결과에서도 DATEM에 의해 쌀쿠키의 퍼짐성은 낮은 값을 보였다.
- 모든 실험 결과는 최소 3회 반복 실시한 평균과 표준편차로 나타내었다. 실험에 대한 유의차 검정은 통계 프로그램인 SAS(Statistical analytical system version 9.
- 또한 쌀쿠키의 경도는 SSL 및 SE 첨가에 의해서는 증가하였고 DATEM의 첨가는 상대적으로 낮은 경도를 보였다. 반죽 및 쌀쿠키의 밀도는 모두 SSL과 SE 첨가에 의해서 증가하였으나 DATEM은 반죽 및 쌀쿠키의 밀도를 감소시켰고, 퍼짐성의 결과에서도 DATEM에 의해 쌀쿠키의 퍼짐성은 낮은 값을 보였다. 이 결과를 통해 쌀쿠키 제조시 유화제의 사용으로 쿠키의 물성을 조절할 수 있는 것을 확인하였으며, SSL이나 SE와 비교했을 때, DATEM의 첨가는 쌀가루의 수분과의 작용을 보다 용이하게 하여 반죽의 경도를 높이고 쌀쿠키의 밀도 및 경도를 감소시켜 부드러운 쌀쿠키의 물성을 나타내는데 효과적인 것으로 확인되었다.
- 유화제를 첨가한 반죽과 쌀쿠키의 경도는 texture analyser를 이용하여 측정하였으며, 측정한 결과는 Table 7에 나타내었다. 반죽의 경도는 SSL, SE, DATEM의 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였으며, 증가폭은 DATEM, SE, SSL의 순으로 나타났다. 쿠키의 경도는 SSL의 첨가량 증가에 따라 유의적으로 높아지는 결과를 보였으며, SE를 첨가한 쿠키의 경도는 무첨가군에 비해 첨가군에서 모두 유의적으로 높게 나타났으나 3, 6 및 9%의 첨가량에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
- RVA 측정 결과, 유화제를 첨가한 쌀가루의 최고점도는 감소하였으며 유화제 중 DATEM 첨가에 의한 감소 폭이 가장 작았다. 반죽의 경도는 유화제의 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으며 DATEM을 첨가 시 경도가 가장 크게 증가하였다. 또한 쌀쿠키의 경도는 SSL 및 SE 첨가에 의해서는 증가하였고 DATEM의 첨가는 상대적으로 낮은 경도를 보였다.
- 12%로 쿠키를 굽는 과정에서 수분증발이 크게 일어났고 이것이 쿠키의 밀도를 낮춘 것으로 사료된다. 반죽의 경우와 마찬가지로 쿠키간의 밀도를 비교한 결과, 유화제의 종류에 따라서도 쿠키의 밀도는 큰 차이를 나타내지 않았고, 유화제의 첨가량에 따라서도 통계적인 유의차를 나타내지 않았다.
- 반죽의 밀도를 측정한 결과, 첨가된 유화제의 종류에 따라 반죽의 밀도는 큰 차이를 나타내지 않았고, 0%에서 9%까지의 첨가량의 증가에 따라서도 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
- 쿠키제조에 사용된 습식멥쌀가루의 일반성분을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 쌀가루의 수분함량은 14.1%, 조단백질함량은 6.8%로 나타났으며, 조회분함량은 0.6%, 조지방함량은 0.3%로 나타났다.
- 또한 Hwang 등(17)은 전분의 팽윤을 억제하는 monoglyceride, sucrose ester와 같은 유화제가 전분 입자 사이에 위치하면서 수분흡수를 줄여 소맥분의 최고점도가 감소하는 것으로 보고하였다. 쌀가루의 호화 특성에서 유화제의 첨가량이 증가함에 따라 쌀가루의 최고점도는 감소하였다. 유화제 중 DATEM에 의한 최고점도의 감소 정도가 SSL, SE에 의한 것보다 적은 것으로 나타난 RVA 측정 결과와 연관 지어 봤을 때, DATEM의 존재하에 쌀가루의 수분과의 결합이 SSL 및 SE를 첨가한 것보다 더 용이해져 DATEM에 의한 반죽의 경도가 크게 증가한 것으로 보인다.
- Shin(16)은 SSL, SE 등의 surfactant가 wheat starch의 입자표면을 감싸 전분입자 내부로의 수분의 침투를 방해하여 결국 팽윤되는 것을 억제한다고 보고하였다. 쌀가루의 호화특성에 미치는 영향을 알아 보기 위해 사용된 유화제는 쌀가루 전분입자를 감싸거나 또는 전분입자 사이에 위치함으로써 결국에는 입자들이 쉽게 팽윤되는 것을 억제하는 데 영향을 주는 것으로 판단된다. Hwang과 Eom(17)은 monoglyceride 또는 sugar ester의 첨가가 소맥분의 최고점도를 감소시키지만 DATEM과 lecithin의 경우는 최고점도가 무첨가군보다 오히려 높아져 유화제의 종류에 따른 차이가 있다고 보고하였다.
- 쌀가루의 호화 특성에서 유화제의 첨가량이 증가함에 따라 쌀가루의 최고점도는 감소하였다. 유화제 중 DATEM에 의한 최고점도의 감소 정도가 SSL, SE에 의한 것보다 적은 것으로 나타난 RVA 측정 결과와 연관 지어 봤을 때, DATEM의 존재하에 쌀가루의 수분과의 결합이 SSL 및 SE를 첨가한 것보다 더 용이해져 DATEM에 의한 반죽의 경도가 크게 증가한 것으로 보인다.
- 반죽 및 쌀쿠키의 밀도는 모두 SSL과 SE 첨가에 의해서 증가하였으나 DATEM은 반죽 및 쌀쿠키의 밀도를 감소시켰고, 퍼짐성의 결과에서도 DATEM에 의해 쌀쿠키의 퍼짐성은 낮은 값을 보였다. 이 결과를 통해 쌀쿠키 제조시 유화제의 사용으로 쿠키의 물성을 조절할 수 있는 것을 확인하였으며, SSL이나 SE와 비교했을 때, DATEM의 첨가는 쌀가루의 수분과의 작용을 보다 용이하게 하여 반죽의 경도를 높이고 쌀쿠키의 밀도 및 경도를 감소시켜 부드러운 쌀쿠키의 물성을 나타내는데 효과적인 것으로 확인되었다.
- 반죽의 경도는 SSL, SE, DATEM의 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였으며, 증가폭은 DATEM, SE, SSL의 순으로 나타났다. 쿠키의 경도는 SSL의 첨가량 증가에 따라 유의적으로 높아지는 결과를 보였으며, SE를 첨가한 쿠키의 경도는 무첨가군에 비해 첨가군에서 모두 유의적으로 높게 나타났으나 3, 6 및 9%의 첨가량에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다. DATEM은 첨가량에 따른 유의적인 경도의 변화를 보이지 않았으며 SSL과 SE를 첨가한 쿠키에 비해 상대적으로 낮은 경도를 나타내어 쌀쿠키의 경도조절에서 DATEM이 가장 큰 효과를 나타내었다.
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