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문제 정의
- 특히 빵의 소비가 증가되는 등 서구화된 식생활에서 부족되기 쉬운 식이섬유를 다량 함유한 다시마를 이용한 스펀지 케이크의 개발은 그 의의가 크다고 생각된다. 이에 기존의 연구에서 그 생리적 활성과 영양성이 인정되었고, 식이섬유 함량이 높은 다시마를 첨가한 스펀지 케이크를 개발하여 그 물리적 특성과 관능적 특성에 대해 알아보고자 한다.
가설 설정
- 2) Means with different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05.
제안 방법
- 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 texture 특성으로 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 점착성(gumminess), 씹힘성(chewiness), 회복탄력성(resilience)을 측정하였으며, 그 결과는 Table 5와 같다. 경도는 3% 첨가구와 5% 첨가구에서 다소 변화를 보이나, 다시마 분말 7% 첨가구까지는 대조구와 비교하여 큰 차이가 없으나, 다시마 분말 9% 첨가구가 653.
- 분석 조건으로 probe는 TA4/1000 25.0 ㎜ D, sample size 20×20×20㎜, test speed 1 ㎜/sec, triger load 50 g, distance 10 ㎜, deformation 50%로 하였다.
- 스펀지 케이크의 외관은 디지털 카메라(CANON IXUS 500, Tokyo, Japan)로 외관의 특성을 촬영하여 관찰하였다.
- 스펀지 케이크의 제조 배합비는 Table 1과 같으며, 다시마 분말을 밀가루 중량에 대해서 3%, 5%, 7% 및 9%의 비율로 첨가하였다. 예비 실험 결과, 3% 이하 첨가구는 케이크로서의 물리적 특성과 관능적 특성의 차이가 대조구와 비교해 거의 없었고, 10% 이상 첨가구의 경우 케이크로서의 물리적, 관능적 특성의 손상이 심해 실험에서는 다시마 분말 첨가량의 비율을 위와 같이 하였다.
- 제품의 관능검사는 20명의 훈련된 검사요원들을 대상으로 하여 각 시료별 스펀지 케이크의 전반적인 기호도(overall perference), 색(color), 향기(flavor), 조직감(texture), 맛(taste)의 5가지 특성에 대하여 7점 채점법으로 매우 좋다는 7점, 매우 싫다는 1점으로 평가하였다.
대상 데이터
- 본 실험의 재료 중 다시마는 완도 수협에서 구입한 후 blender(SFM-2800B, Shinil Industrial Co., Ltd., Seoul, Korea)로 분쇄하여 40 mesh의 체로 내린 후 사용하였고, 밀가루는 (주)대한제분(Seoul, Korea)의 박력분 1급품을 사용하였으며, 식염은 (주)한주 정제염(Ulsan, Korea), 설탕은 대한제당 제품(Seoul, Korea), 계란은 풀무원 제품(Seoul, Korea)을 이용하였다.
데이터처리
- 스펀지 케이크의 조직감은 Brookfield texture analyzer(TA-CT3, Brookfield, WI, USA)를 사용하였으며, texture profile analysis(TPA) 분석을 통하여 각 시료의 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 점착성(gumminess), 씹힘성(chewiness), 회복탄력성(resilience)을 측정하였으며, 각 실험군 별로 3회 반복하여 측정한 값의 평균±표준편차로 나타내었다.
- 실험결과의 통계처리는 SAS Package(Statistic Analysis System, version 8.1, SAS Institute Inc.)를 이용하여 평균값과 표준편차를 구하였으며, ANOVA, Duncan's multiple range test로 유의적인 차이를 검증하였다.
이론/모형
- 스펀지 케이크의 일반성분은 AOAC법(AOAC, 1990)에 따라 수분 함량은 상압가열 건조법, 회분은 건식 회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법 그리고 조단백질은 semi-micro Kjeldahl 법에 의해 측정하였다. 탄수화물은 100에서 수분, 회분, 조단백질과 조지방 함량을 제외한 값으로 하였다.
- 예비 실험 결과, 3% 이하 첨가구는 케이크로서의 물리적 특성과 관능적 특성의 차이가 대조구와 비교해 거의 없었고, 10% 이상 첨가구의 경우 케이크로서의 물리적, 관능적 특성의 손상이 심해 실험에서는 다시마 분말 첨가량의 비율을 위와 같이 하였다. 제조 방법은 전란을 사용하는 공립법을 이용하였다. 반죽기(K5SS, Kitchen Aid Co.
- 케이크 반죽의 비중(Specific gravity)은 케이크 반죽이 완성된 직후의 무게를 AACC법(AACC, 1983)에 따라 측정하였으며, 굽기 전의 중량과 구운 후의 중량의 차이를 이용하여 굽기 손실률(%)과 반죽 수율(%)을 다음의 식에 의해 산출하였다.
성능/효과
- 경도는 3% 첨가구와 5% 첨가구에서 다소 변화를 보이나, 다시마 분말 7% 첨가구까지는 대조구와 비교하여 큰 차이가 없으나, 다시마 분말 9% 첨가구가 653.39 g으로 대조구의 537.26 g에 비해 경도가 유의적으로 증가함을 알 수 있었다(p<0.05).
- 비중은 대조구가 가장 낮게 나타났으며, 대조구에 비해 다시마 분말 첨가군의 비중이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 굽기 손실은 대조구가 가장 낮았고, 9% 첨가구가 가장 높게 나타났으며, 반죽 수율은 대조구가 가장 높았고, 9% 첨가구가 가장 낮았다.
- 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 개발 가능성 검토를 위해 다시마 분말을 다양한 수준으로 첨가한 케이크를 제조하여 물리적 관능적 특성을 검토해본 결과, 다시마 분말 3% 첨가 스펀지 케이크와 5% 첨가 스펀지 케이크가 물리적 특성과 관능적 특성을 모두 만족시킬 수 있는 첨가량임을 확인할 수 있었다.
- 다시마 분말 첨가량을 달리한 스펀지 케이크의 굽기 손실과 수율은 Table 2와 같다. 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 굽기 손실은 대조구가 11.91%로 가장 낮았고, 3% 첨가구가 12.11%, 5% 첨가구가 12.72%, 7% 첨가구가 12.44%였으며, 9% 첨가구가 13.00%로 가장 높게 나타났다. 반죽은 굽는 과정 중에 높은 열에 의하여 팽창하게 되며, 이때 반죽 내 기공이 열리면서 수분이 기체로 증발해 굽기 손실이 발생하게 된다(An 등 2010).
- 다시마 분말 첨가량에 따른 스펀지 케이크의 texture 특성으로 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 점착성(gumminess), 씹힘성(chewiness), 회복탄력성(resilience)을 검토해본 결과, 3%, 5%와 7% 첨가구는 대조구와 비교하여 그 물리적 특성이 비슷하거나 큰 차이가 없었으나, 9% 첨가구의 경우 스펀지 케이크의 texture로서 바람직하지 않은 것으로 나타났다.
- 다시마 분말 첨가량에 따른 스펀지 케이크의 texture 특성을 검토해본 결과, 다시마 분말 3%, 5%와 7% 첨가구는 대조구와 비교하여 그 물리적 특성이 비슷하거나 큰 차이가 없었으나, 다시마 분말 9% 첨가구의 경우 단단해지고, 끈적거리며, 부서지기 쉽고, 회복탄력성은 가장 낮은 특성을 나타내므로 스펀지 케이크의 texture로서 바람직하지 않은 것으로 나타났다. 이는 매생이 분말 첨가 스펀지 케이크에 대한 기존의 연구에서 매생이 분말이 6% 이상 첨가될 경우, 단단하고 끈적거리면서 부서지기 쉬운 texture 특성으로 인해 스펀지 케이크의 texture로서 바람직하지 않은 것 같다는 결과와 일치하는 경향을 나타냈다(Lee 등 2007).
- 1과 같다. 다시마 분말 첨가량이 증가할수록 부피와 높이가 감소하였으며, 가운데 부분이 약간 주저앉은 것을 확인할 수 있었다.
- 6%이다. 다시마 분말 첨가량이 증가함에 따라 반죽 내의 식이섬유가 증가하면 식이섬유의 보습성에 기인하여 완성된 스펀지 케이크의 수분 함량이 증가할 것으로 예상하였으나, 스펀지 케이크의 수분 함량은 대조구가 26.82%였고, 3% 첨가구는 26.95%, 5% 첨가구는 27.91%, 7% 첨가구는 26.83%, 9% 첨가구는 26.65%로 첨가구 간의 유의적 차이는 없었다. 밀가루를 일부 다른 곡물가루나 식이섬유원과 대체할 경우, 이들 분말이 글루텐의 수화 및 전분의 호화를 지연시키고, 이로 인해 단백질의 망상 구조가 잘 발달되지 못해 결과적으로 케이크의 부피가 감소하고, 거친 조직을 형성했다는 보고(Shin 2007b)하고 있다.
- 다시마 분말을 밀가루 중량에 대해서 3%, 5%, 7%와 9%의 비율로 첨가하여 제조한 스펀지 케이크의 물리적 관능적 특성을 검토해본 결과, 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 수분함량은 첨가구간의 유의적 차이는 없었으며, 조단백질 함량은 대조구가 가장 낮았고, 다시마 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 조지방 함량은 대조구와 다시마 분말 첨가구 간의 유의적 차이가 없었다.
- 다시마 분말 첨가량을 달리한 스펀지 케이크의 비중은 Table 3과 같다. 대조구의 비중이 0.41로 가장 낮게 나타났으며, 3% 첨가구와 5% 첨가구가 0.42, 7% 첨가구가 0.43이었으며, 9% 첨가구가 0.44로 대조구에 비해 다시마 분말 첨가군의 비중이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다.
- 조직감은 9% 첨가구만 낮게 나왔으며, 대조구와 3%, 5%, 7% 첨가구의 선호도는 유의적인 차이가 없었다. 맛은 3%와 5% 첨가구를 선호하는 것으로 나타났으며, 대조구와 7%, 9% 첨가구에서는 유의적인 차이가 없었다.
- 반죽 수율은 대조구가 88.06%로 가장 높았고, 3% 첨가구가 87.89%, 5% 첨가구가 87.61%, 7% 첨가구가 87.56%였으며, 9% 첨가구가 87.00%로 가장 낮았다.
- 밝은 정도를 나타내는 L값은 대조군이 78.13으로 다른 첨가군들에 비해 유의적으로 높게 평가되었고, 다시마 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하여 다시마 분말 9% 첨가 시 67.59로 가장 어두운 색을 나타내었다(p<0.05).
- 밝은 정도를 나타내는 L값은 대조군이 다른 첨가군들에 비해 유의적으로 높게 평가되었고, 다시마 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하여 다시마 분말 9% 첨가구가 가장 어두운 색을 나타내었다(p<0.05).
- 본 실험에서는 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 개발 가능성 검토를 위해 다시마 분말을 다양한 수준으로 첨가한 스펀지 케이크를 제조하여 관능적 특성을 검토해본 결과, 색은 대조구를 선호하였고, 조직감은 9% 첨가구를 제외하고 대조구와 첨가구 간에서는 차이가 없는 것으로 보였으며, 향기, 맛이나 전체적 기호도에서는 대조구보다 다시마 첨가구들을 선호하는 것으로 유의성(p<0.05) 있는 결과를 보였다.
- 비중은 대조구가 가장 낮게 나타났으며, 대조구에 비해 다시마 분말 첨가군의 비중이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 굽기 손실은 대조구가 가장 낮았고, 9% 첨가구가 가장 높게 나타났으며, 반죽 수율은 대조구가 가장 높았고, 9% 첨가구가 가장 낮았다.
- 색은 9% 첨가구와 대조구에 대한 선호도가 높은 것으로 유의성 있는 결과를 보였으며, 향기는 대조구보다 첨가구들에 대한 선호도가 높은 것으로 나타났으며, 그 중 5% 첨가구에 대한 선호도가 가장 높은 것으로 유의성 있는 결과를 나타냈다(p<0.05).
- 스펀지 케이크의 외관은 다시마 분말 첨가량이 증가할수록 부피와 높이가 감소하였으며, 가운데 부분이 약간 주저앉은 것을 확인할 수 있었다.
- 스펀지 케이크의 전반적 기호도, 색, 향기, 조직감, 맛에 대한 관능적 특성을 조사한 결과, 3%와 5% 첨가구에 대한 전반적 기호도와 맛에 대한 선호도가 높은 것으로 유의성(p<0.05) 있는 결과가 나타났다.
- 증숙 마늘 첨가 스펀지 케이크에 대한 연구 결과, 증숙 마늘 분말 첨가량이 증가함에 따라 케이크 반죽의 비중이 증가한 이유는 첨가된 분말이 반죽 내 달걀 액에 일부 용해된 채 점질액으로 작용하여 밀가루와 함께 달걀 거품의 겉 표면에 엉겨 붙어 기포 벽을 두껍게 함으로서 달걀흰자의 표면을 변성시켜 얇은 막의 형성을 억제하기 때문이라는 보고가 있다(Shin 등 2007a). 실험 결과, 다시마 분말 첨가량이 증가함에 따라 비중이 증가한 것은 다시마 분말이 케이크 반죽 내 달걀 흰자 등과 결합함으로써 달걀 단백질을 변성시키고, 기포 형성을 위한 얇은 막의 형성 즉, 망상구조의 형성을 어렵게 하였기 때문인 것으로 사료된다. 이는 김 분말과 매생이 분말 첨가량이 증가함에 따라 비중이 증가하였다는 보고들과 일치한다(Kweon 등 2003; Lee 등 2007).
- 스펀지 케이크의 제조 배합비는 Table 1과 같으며, 다시마 분말을 밀가루 중량에 대해서 3%, 5%, 7% 및 9%의 비율로 첨가하였다. 예비 실험 결과, 3% 이하 첨가구는 케이크로서의 물리적 특성과 관능적 특성의 차이가 대조구와 비교해 거의 없었고, 10% 이상 첨가구의 경우 케이크로서의 물리적, 관능적 특성의 손상이 심해 실험에서는 다시마 분말 첨가량의 비율을 위와 같이 하였다. 제조 방법은 전란을 사용하는 공립법을 이용하였다.
- 이상의 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 texture 특성으로 볼 경우, 다시마 분말 3%, 5%, 7% 첨가구는 대조구와 비교해 비슷하거나 큰 차이가 없으나, 다시마 분말 9% 첨가구는 스펀지 케이크로서의 texture 특성을 저하시키는 첨가량임을 확인 할 수 있었다.
- 적색도를 나타내는 a값도 대조구가 －5.45였음에 비해 다시마 분말 9% 첨가구는 －2.59로 다시마 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. 황색도를 나타내는 b값은 다시마 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다(p<0.
- 전반적인 기호도는 3%와 5% 첨가구가 선호도가 높았으며, 그 다음으로 7% 첨가구, 대조구 순이었으며, 9% 첨가구가 가장 낮은 선호도를 나타냈다. 색은 9% 첨가구와 대조구에 대한 선호도가 높은 것으로 유의성 있는 결과를 보였으며, 향기는 대조구보다 첨가구들에 대한 선호도가 높은 것으로 나타났으며, 그 중 5% 첨가구에 대한 선호도가 가장 높은 것으로 유의성 있는 결과를 나타냈다(p<0.
- 회복탄력성도 대조구가 가장 높았고, 다시마 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 점착성과 씹힘성은 다시마 분말 9% 첨가구가 다른 첨가구에 비해 증가한 것을 볼 수 있었다.
- 05). 조직감은 9% 첨가구만 낮게 나왔으며, 대조구와 3%, 5%, 7% 첨가구의 선호도는 유의적인 차이가 없었다. 맛은 3%와 5% 첨가구를 선호하는 것으로 나타났으며, 대조구와 7%, 9% 첨가구에서는 유의적인 차이가 없었다.
- 탄수화물 함량과 조지방 함량은 대조구와 다시마 분말 첨가구간의 유의적 차이는 없었으며, 조단백질 함량은 대조구가 5.08%로 가장 낮았고, 3% 첨가구가 5.37%, 5% 첨가구가 5.57%, 7% 첨가구가 5.71%, 9% 첨가구가 5.70%로 나타났다.
- 05) 있는 결과를 보였다. 특히, 3%와 5% 첨가구에 대한 맛과 전반적 기호도는 다른 군들에 비해 높게 나타나 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 관능적 특성을 만족시킬 수 있는 첨가량임을 확인할 수 있었다.
- 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크에서도 밀가루 글루텐의 희석 효과와 기포의 안정성 감소에 기인하여 부피 감소를 보였다. 특히, 9% 이상의 첨가량은 급격한 구조 약화로 스펀지 케이크의 특성이 사라지는 것을 확인할 수 있었다.
- 64로 유의적으로 낮아졌다. 회복탄력성도 대조구가 가장 높았고, 다시마 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 점착성과 씹힘성은 다시마 분말 9% 첨가구가 다른 첨가구에 비해 증가한 것을 볼 수 있었다.
- 회분 함량은 대조구가 0.69%로 가장 낮은데 비해, 3% 첨가구가 0.86%, 5% 첨가구가 0.96%, 7% 첨가구가 1.06%, 9% 첨가구는 1.14%로 대조구에 비해 다시마 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가한 것을 볼 수 있었다(p<0.05).
- 조지방 함량은 대조구와 다시마 분말 첨가구 간의 유의적 차이가 없었다. 회분 함량은 대조구가 가장 낮은데 비해 다시마 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가한 것을 볼 수 있었다. 다시마 분말 첨가 스펀지 케이크의 탄수화물 함량은 대조구와 첨가구 간의 유의적 차이는 없었다.
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