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문제 정의
- 본 연구는 자색고구마의 첨가량을 달리하여 젤리를 제조한 후 이화학적 특성 및 관능 특성을 조사하였다. 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 pH는 자색고구마 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였으며(p<.
- 본 연구에서는 천연색소인 안토시아닌이 다량 함유되어 있는 자색고구마를 젤리제조 시 첨가하여 건강지향적인 간식이나 후식으로의 자색고구마 젤리의 이용가능성에 대해 살펴보고자 한다.
제안 방법
- 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 조직감(texture) 측정은 Rheometer(Compac-100, Sun Sci. Co., LTD., Tokyo, Japan)를 이용하여 조건은 mastication test(mode 21), 시료크기 3×3×1 cm, plunger 10 mm, load cell 2 kg, table speed 60 mm/min 조건으로 경도(Hardness), 탄력성(Springiness), 응집성(Cohesivenss), 씹힘성(Chewiness), 파쇄성(Brittleness)을 3회 반복 측정하여 그 평균값으로 나타내었다.
- 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 제조는 Lee & Park(2007)의 방법을 참고하여 예비실험을 거쳐 [Table 1]과 같은 배합비율로 제조하였다. 자색고구마를 첨가하지 않은 첨가군을 대조군(C)으로 하고 자색고구마 분말을 각각 1, 3, 5, 7 g 첨가한 것을 실험군으로 하였다. 제조방법은 [Figure 1]과 같이 냄비에 400 g의 물을 넣고 70oC까지 가열한 후 설탕과 자색고구마 분말을 가하여 100℃가 될 때까지 끓이고 이 용액에 별도의 물(25℃) 500 mL에서 2분간 불려 용해시킨 젤라틴을 넣어 혼합하였다.
- 젤리의 당도는 당도계 Master Refractometer(ATAGO, N-1E, brix 0~33% brix, Japan)를 이용하여 3회 반복 측정하여 그 평균값으로 나타내었으며 brix%로 표시하였다.
- 평가항목에서 특성강도는 색(Color), 투명도(Clearness), 단맛(Sweet), 구수한맛(Savory), 부드러운 정도(Softness), 단단한 정도(Hardness), 탄력성(Springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)을 측정하였고(1점: 매우 약하다, 매우 나쁘다, 7점: 매우 강하다, 매우 좋다), 기호도(Acceptability)는 외관(Appearance), 향(Flacor), 맛(taste), 질감(Txture), 전반적인(Overall) 기호도를 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에서는 자색고구마 젤리의 재료로 자색고구마 분말(국산, (주)지.에스), 젤라틴((주) 제원인터내셔널), 설탕(CJ 백설탕)을 구입하여 사용하였다.
- 설탕과 자색고구마 분말을 넣은 용액과 젤라틴이 완전히 섞이도록 분당 90회 정도의 속도로 3분 동안 교반한 후 체에 걸러 일정한 크기의 사각틀(11×8×4 cm)에 성형하여 실험재료로 사용하였다.
- 본 실험에서는 자색고구마 젤리의 재료로 자색고구마 분말(국산, (주)지.에스), 젤라틴((주) 제원인터내셔널), 설탕(CJ 백설탕)을 구입하여 사용하였다.
- 제조한 자색고구마 젤리의 관능검사는 식품가공학과 외식산업학전공 대학원생 20명을 선정하여 실험의 목적과 취지를 설명하고, 관능 항목에 대해 잘 인지하도록 충분히 설명하여 훈련한 후 일정한 크기(2×2×1 cm)의 젤리를 똑같은 접시에 담아 제공하였다.
데이터처리
- 자색고구마분말을 첨가한 젤리의 측정 결과는 평균, 분산 분석, 다중 범위 검정(Duncan’s multiple test)에 의해 유의성 검정을 하였으며 관능검사와 기계적 검사의 상관정도를 분석하기 위해 pearson’s correlation으로 검정하였다. 본 연구의 모든 실험 결과는 통계 package SAS 9.1을 이용하여 분석하였다.
- 자색고구마분말을 첨가한 젤리의 측정 결과는 평균, 분산 분석, 다중 범위 검정(Duncan’s multiple test)에 의해 유의성 검정을 하였으며 관능검사와 기계적 검사의 상관정도를 분석하기 위해 pearson’s correlation으로 검정하였다.
이론/모형
- DPPH free radical 소거능은 Kim 등(2010)의 방법을 참고하여 DPPH 용액을 가하여 섞은 뒤 30분간 정치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며 아래의 식에 의해 전자 공여능을 계산 하였다.
- 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 pH와 산도는 Jin 등(2010)의 방법을 참고하여 시료를 증류수로 10배(w/v) 희석하고 마쇄한 후 여과한 희석액을 사용하여 pH meter(Metrohn AG Ch-91, Hanna, Mauritius)로 3회 반복 측정하여 그 평균값으로 나타내었다. 산도는 pH 측정액을 이용하여 희석액을 중화시키는데 소비된 0.
- 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 제조는 Lee & Park(2007)의 방법을 참고하여 예비실험을 거쳐 [Table 1]과 같은 배합비율로 제조하였다.
- 흡광도는 Eun 등(2005)의 방법을 참고하여 spectrophotometer(Optizen 3220UV, Mecasys Co., Daejeon, Korea)를 이용하여 3회 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었다.
성능/효과
- 318로 가장 낮게 나타나 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높게 나타났다. 기계적 특성인 색도에서 L값과 b값은 자색고구마 분말 첨가량이 많아질수록 감소하였으며 a값은 유의적으로 증가하였다(p<.
- 001). Texture에서 경도와 탄력성은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났으며 응집성은 낮게 나타났다. 관능검사 결과 외관에서 색은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 진하게, 투명도는 낮게 나타났다.
- 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 texture 측정결과는 [Table 4]와 같다. 경도는 자색고구마 첨가량이 증가할수록 높게 나타났으며 자색고구마 분말 5 g 이상 첨가 시 대조군에 비해 높게 유의적인 차이를 보였으며 탄력성은 자색고구마 분말 첨가량이 많아질수록 증가하는 경향을 보였다. Ko & Seo(2010)은 자색고구마 분말의 첨가량이 증가할수록 머핀의 경도가 증가하여 본 연구와 비슷한 결과를 나타냈다.
- Texture에서 경도와 탄력성은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났으며 응집성은 낮게 나타났다. 관능검사 결과 외관에서 색은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 진하게, 투명도는 낮게 나타났다. 맛에서 단맛은 유의적인 차이가 없었으며 구수한 맛은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다.
- 대조군(C)의 pH가 4.94로 가장 낮게 나타났으며 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높게 나타났다(p<0.01).
- 40으로 가장 높게 나타났다. 대조군과 자색고구마 분말 1 g 첨가 젤리, 3 g과 5 g 첨가 젤리군 간에 각각 유의적인 차이는 없었으며 18.13~18.80의 값을 나타내었다. 이것은 자색고구마 분말 자체의 당도는 7.
- 관능검사 결과 외관에서 색은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 진하게, 투명도는 낮게 나타났다. 맛에서 단맛은 유의적인 차이가 없었으며 구수한 맛은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. 천연 식용색소가 들어있는 자색고구마를 이용하여 젤리를 제조한 결과 외관, 향, 맛, 질감, 전반적인 기호도에서 자색고구마 분말 5 g 첨가 시 가장 높은 평가를 보여 젤리 제조 시 물 400 g, 젤라틴 30 g, 설탕 50 g, 자색고구마 분말 5 g 정도 첨가 제조 시 가장 적정한 양으로 사료된다.
- 명도인 L값은 대조군이 36.19로 가장 높게 나타났으며 자색고구마 분말을 첨가할수록 젤리의 L값이 감소하여 자색고구마 분말 7 g 첨가 시 20.04로 유의적으로 가장 낮게 나타났다(p<0.001).
- 제조한 자색고구마 젤리의 관능검사는 식품가공학과 외식산업학전공 대학원생 20명을 선정하여 실험의 목적과 취지를 설명하고, 관능 항목에 대해 잘 인지하도록 충분히 설명하여 훈련한 후 일정한 크기(2×2×1 cm)의 젤리를 똑같은 접시에 담아 제공하였다. 모든 시료들은 난수표에 의해 3자리 숫자로 매겨졌으며 젤리의 품질 특성에 대해 특성 강도와 기호도를 7점 척도법에 의해 측정했으며, 각 특성 평가 시 1점(bad or slight)으로 갈수록 강도가 약해지고 7점(good or much)으로 갈수록 강도가 강해지는 것을 나타냈으며, 기호도 검사시 기호도가 높을수록 높은 점수를 주었다.
- 00으로 가장 높게 나타났으며 맛에서 단맛(sweet)은 시료간 유의적인 차이가 없었고, 구수한 맛(savory)은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타나 대조군에 비해 자색고구마 분말 첨가 젤리군이 맛에서 높은 평가를 보였다. 부드러운 정도(softness)는 대조군이 높게 나타났으며 단단한 정도(hardness)는 자색고구마 분말이 첨가할수록 높게 나타났다. 탄력성(springiness)는 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났으며 응집성(cohesiveness)은 대조군이 가장 높게 나타났다.
- 시료 간 유색소의 차이는 자색고구마 분말이 가지는 적색도(18.45), 황색도(−1.08)값이 젤리에 영향을 미쳐 적색도 값은 높아지고 황색도 값은 감소되었으리라 사료된다.
- 응집성은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 p<0.01에서 유의적으로 감소하는 경향을 보여 자색고구마 7 g 첨가시 가장 낮은 값을 나타냈다.
- DPPH는 화학적으로 안정된 free radical을 갖고 있는 수용성 물질로 515~520 nm에서 최대 흡광도를 가지며 tocopherol, ascorbate, flavonoid 화합물, 방향족 아민류 등의 항산화성이 있는 물질에 의해 환원됨으로써 짙은 자색이 탈색되는 정도에 따라 항산화 효과를 측정하는 방법으로 가장 일반적으로 사용되는 항산화 측정방법으로 젤리의 항산화 효과를 분석할 수 있다(Son 등 2008). 자색고구마 분말 첨가 젤리의 DPPH radical 소거능 측정 결과로 대조군이 11.18%로 나타났으며 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타나게 항산화 활성이 증가하였다. 본 연구에 사용된 자색고구마는 천연색소인 안토시아닌이 다량 함유되어 있으며 최근 노화와 성인병 질환의 주요원인인 활성산소를 제거하는 항산화 식품에 관심이 집중되고 있어 자색고구마 분말 첨가로 인하여 항산화 효과를 기대할 수 있으리라 사료된다.
- 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 pH는 자색고구마 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였으며(p<.01), 산도는 증가하였다.
- 자색고구마 분말을 첨가한 젤리의 산도는 pH와 반대의 양상으로 나타나 자색고구마 분말의 첨가량이 증가될수록 감소하는 경향을 보여 대조군(0.63)에 비해 0.57~0.62로 다소 낮은 값을 보였다. 이는 Cho & Choi(2010)의 강황 첨가 젤리에서 강황의 첨가량이 증가할수록 산도가 유의적으로 감소하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다.
- 이것은 자색고구마 분말이 첨가될수록 색이 짙어져 L값에 영향을 주었으리라 사료된다. 적색도인 a값은 대조군이 2.09로 가장 낮게 나타났고 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났으며 자색고구마 분말 5g과 7g 첨가 시 시료간에 유의적인 차이 없이 가장 높게 나타났다. 이는 자색고구마가 지닌 안토시아닌 색소로 인한 자색고구마 분말의 자색이 반영된 것으로 사료된다.
- 질감의 기호도와 전반적인 기호도에서 자색고구마 분말 5 g 첨가 시 5.86과 6.00으로 가장 높게 평가되었으며 질감의 기호도에서는 7 g 첨가 시 5.00, 3 g 첨가 시 4.86, 1 g 첨가시 4.14, 대조군 3.86순으로 나타났으며 전반적인 기호도에서는 대조군(3.14)에 비해 자색고구마 첨가군이 4.00~6.00으로 높게 나타나 영양적 가치와 관능적 기호도를 고려할 때 자색고구마 5 g 첨가 젤리의 개발이 가능한 것으로 사료된다.
- 맛에서 단맛은 유의적인 차이가 없었으며 구수한 맛은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. 천연 식용색소가 들어있는 자색고구마를 이용하여 젤리를 제조한 결과 외관, 향, 맛, 질감, 전반적인 기호도에서 자색고구마 분말 5 g 첨가 시 가장 높은 평가를 보여 젤리 제조 시 물 400 g, 젤라틴 30 g, 설탕 50 g, 자색고구마 분말 5 g 정도 첨가 제조 시 가장 적정한 양으로 사료된다.
- 부드러운 정도(softness)는 대조군이 높게 나타났으며 단단한 정도(hardness)는 자색고구마 분말이 첨가할수록 높게 나타났다. 탄력성(springiness)는 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타났으며 응집성(cohesiveness)은 대조군이 가장 높게 나타났다. 씹힘성(chewiness)은 자색고구마 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 높게 나타났다(p<0.
- 001). 투명도(transparence)는 대조군이 6.00으로 가장 높게 나타났으며 맛에서 단맛(sweet)은 시료간 유의적인 차이가 없었고, 구수한 맛(savory)은 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타나 대조군에 비해 자색고구마 분말 첨가 젤리군이 맛에서 높은 평가를 보였다. 부드러운 정도(softness)는 대조군이 높게 나타났으며 단단한 정도(hardness)는 자색고구마 분말이 첨가할수록 높게 나타났다.
후속연구
- 18%로 나타났으며 자색고구마 분말 첨가량이 증가할수록 높게 나타나게 항산화 활성이 증가하였다. 본 연구에 사용된 자색고구마는 천연색소인 안토시아닌이 다량 함유되어 있으며 최근 노화와 성인병 질환의 주요원인인 활성산소를 제거하는 항산화 식품에 관심이 집중되고 있어 자색고구마 분말 첨가로 인하여 항산화 효과를 기대할 수 있으리라 사료된다. Jung 등(2009)은 흑마늘을 첨가한 젤리가 일반 마늘에 비해 항산화능이 높다고 보고한 바 있으며 Lee 등(2010)도 흑마늘에 함유한 allicin에 의해 첨가량이 증가할수록 젤리의 항산화 작용이 뛰어난 것으로 보고된 바 있어 기능성 소재를 첨가한 젤리의 제조로 항산화 증진에 효과가 있는 것으로 사료된다.
- 이러한 자색고구마의 독특한 색소와 영양성분을 이용하여 빵류, 잼류, 떡류 및 국수류 등의 가공식품에 널리 활용한다면 그 가치를 높일 수 있을 것이라 생각된다.
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