[논문]수용성 키토산 첨가에 따른 스폰지 케이크의 저장 중 품질 특성

이희태

doi:10.5934/kjhe.2012.21.3.577

수용성 키토산 첨가에 따른 스폰지 케이크의 저장 중 품질 특성
Effects of High Molecular Weight Water-Soluble Chitosan On Storage Characteristics and Quality Attributes of Sponge Cake 원문보기

한국생활과학회지 = Korean journal of human ecology, v.21 no.3, 2012년, pp.577 - 586

이희태 (수원여자 대학교 식품 과학부 제과제빵과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 키토산 첨가가 스폰지 케이크의 품질에 미치는 영향을 위하여 키토산을 세 가지 농도(1,000, 2,000, 3,000 ppm)로 첨가하여 제조한 스폰지 케이크를 $5^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ 및 $25^{\circ}C$에 5일간 저장하여 저장 중 일어나는 품질변화, 노화도, 색도 변화 및 관능평가를 측정하여 품질 특성에 대하여 조사하였다. Hardness는 키토산 첨가한 시료가 대조구에 비해 조직이 부드러웠고, gumminess와 chewiness도 대조구에 비해 낮은 값을 나타내고, 키토산을 첨가한 시료들간의 차이는 나타나지 않았다. 키토산을 함유한 스폰지 케이크의 노화도는 대조구에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 값은 키토산의 첨가농도 및 저장조건에 관계없이 약 30% 이내로 작게 나타났다. 저장온도에 대한 노화 진행 정도를 속도론적 관점에서 분석한 결과 키토산을 함유한 시료의 경우 대조구에 비해 느리게 노화가 진행되어 상대적으로 저장온도의 영향을 작게 받는 것으로 분석되었다. 키토산을 함유한 시료군들의 명도(lightness, a value)는 대조구에 비하여 높은 값을 보였으며, 2,000ppm과 3000 ppm 농도로 첨가한 시료군들의 명도는 유의적으로 증가하여 대조구의 71.49에 비해 높은 74.23 및 73.57의 값을 나타내었다. 적색도(redness, a value)의 경우는 키토산을 첨가한 시료군들의 값이 대조구에 비해 감소하는 것으로 나타났으며, 키토산을 1,000 ppm 수준으로 첨가한 시료가 가장 낮은 -4.88의 값을 나타내었다. 그리고 황색도(yellowness, b value)는 키토산의 첨가농도에 따라 일정한 경향을 보이지 않았다. 키토산을 첨가한 시료군들과 대조구와의 색차(Total color difference, E)의 경우 키토산의 첨가농도에 따른 색차의 값은 유의차가 없는 것으로 나타났다. 전체적인 선호도를 살펴보면, 키토산은 2,000 ppm의 농도까지 첨가하여 제조한 스폰지 케이크는 대조구와 유의적 차이를 보이지 않았다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the influence of the additive chitosan on the storage characteristics and quality attributes of sponge cake. In addition to a control sample with no chitosan, sponge cake was prepared with the addition of various concentrations of chitosan (1,000, 2,000 and 3,000 ppm), and stored for 5 days at three temperatures ($5^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ and $25^{\circ}C$). The control sample demonstrated considerable hardness compared to other samples containing chitosan regardless of storage temperature and period. The degree of retrogradation of the samples containing chitosan was higher than that of the control samples, with values under 30% regardless of the concentration of chitosan or storage condition. The total color variance(E) of the control sample and the samples with chitosan did not show a significant difference. The overall acceptability of the samples containing 1,000 ppm chitosan was similar to the control sample.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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제안 방법

키토산을 농도별(1000, 2000, 3000ppm)로 첨가한 스폰지 케이크에 대한 관능검사는 10명의 경희대 조리과 학생을 통해 부드러운 정도, 색, 조직감 및 전체적인 기호도에 대하여 평가하였다. 각 평가원들은 각각의 항목에 대해 9점법(매우 싫어하는 경우, 매우 부드러운 경우는 1점; 매우 좋아하는 경우, 매우 단단한 경우는 9점)으로 평가하였으며, 평가전에 시료는 25℃의 항온기에 1시간 동안 방치하여 시료의 온도를 평형 시킨 후 사용하였다.
한편, 시료의 호화도 (A')는 시료의 초기 흡광도 (A)를 기준으로 하여 저장하면서 구한 시료의 흡광도(B)와의 비를 통해 상대적으로 구하였다. 또한, 시료의 초기 흡광도를 호화도 100% (노화도 0%) 라하고 저장 온도와 저장 기간에 따라 노화에 의해 감소되는 호화도 감소분을 시료의 노화도로 표시하였다.
반죽에 가루 류인 밀가루 와 베이킹 파우더를 투입하고 1단으로 1분 동안 작동하고 3단으로 1분 동안 작동하였다. 마지막 단계로 키토산을 증류수에 세 가지 다른 농도(1,000 ppm, 2,000 ppm, 3,000 ppm)로 각각 첨가한 후 2단으로 1분, 3단으로 30초 동안 작동시켜 반죽을 완료하였다. 완성된 반죽을 일정량씩 성형 틀(지름 20cm 높이 5cm)에 넣은 후 오븐(대영 공업사) (180℃)에서 35분 동안 구운 후 냉각하고, 시험용 크기(가로, 세로 1cm)로 절단한 후 저장 중수분의 손실이 없도록 적층필름(OPP/PE)에 넣어 밀봉하여 세 가지 다른 온도(5, 15, 25℃)에 저장하여 시료로 사용하였다.
여기에 계란을 투입하고 다시 2단으로 30초 동안 작동한 후 3단으로 3분 동안 작동하고 다시 2단으로 3분을 작동하였다. 반죽에 가루 류인 밀가루 와 베이킹 파우더를 투입하고 1단으로 1분 동안 작동하고 3단으로 1분 동안 작동하였다. 마지막 단계로 키토산을 증류수에 세 가지 다른 농도(1,000 ppm, 2,000 ppm, 3,000 ppm)로 각각 첨가한 후 2단으로 1분, 3단으로 30초 동안 작동시켜 반죽을 완료하였다.
본 연구에서는 식품의 첨가제로서 다양한 기능을 갖고 있는 키토산을 농도별(1000, 2000, 3000ppm)로 첨가하여 제조한 케이크를 온도별(5, 15, 25℃)로 저장하여 노화도 및 품질특성을 실험하여 저장성의 향상을 조사하고, 색도 측정 및 관능적인 평가를 실시하여 키토산 첨가에 따른 선호를 조사하였다.
본 연구에서는 키토산 첨가가 스폰지 케이크의 품질에 미치는 영향을 위하여 키토산을 세 가지 농도(1,000, 2,000, 3,000 ppm)로 첨가하여 제조한 스폰지 케이크를 5℃, 15℃ 및 25℃에 5일간 저장하여 저장 중 일어나는 품질변화, 노화도, 색도 변화 및 관능평가를 측정하여 품질 특성에 대하여 조사하였다.
세 가지 다른 농도의 키토산을 함유한 스폰지 케이크의 저장 중의 조직감 변화는 각각의 저장온도(5℃, 15℃ 및 25℃)에 저장된 케이크를 일정 기간별로 꺼내어 25℃의 항온기에서 1시간 동안 정치시켜 온도 평형을 유지한 후, texture analyzer (TA-XT2 Stable Micro Systems, UK)로 10회 반복하여 측정하였다. 케이크를1㎝의 두께로 절단하여 50% 변형이 일어나도록 두 번 압착시험을 실시하여 견고성(hardness), 씹히는 성질(chewiness), 뭉치는 성질(gumminess)을 측정하였다.
마지막 단계로 키토산을 증류수에 세 가지 다른 농도(1,000 ppm, 2,000 ppm, 3,000 ppm)로 각각 첨가한 후 2단으로 1분, 3단으로 30초 동안 작동시켜 반죽을 완료하였다. 완성된 반죽을 일정량씩 성형 틀(지름 20cm 높이 5cm)에 넣은 후 오븐(대영 공업사) (180℃)에서 35분 동안 구운 후 냉각하고, 시험용 크기(가로, 세로 1cm)로 절단한 후 저장 중수분의 손실이 없도록 적층필름(OPP/PE)에 넣어 밀봉하여 세 가지 다른 온도(5, 15, 25℃)에 저장하여 시료로 사용하였다.
세 가지 다른 농도의 키토산을 함유한 스폰지 케이크의 저장 중의 조직감 변화는 각각의 저장온도(5℃, 15℃ 및 25℃)에 저장된 케이크를 일정 기간별로 꺼내어 25℃의 항온기에서 1시간 동안 정치시켜 온도 평형을 유지한 후, texture analyzer (TA-XT2 Stable Micro Systems, UK)로 10회 반복하여 측정하였다. 케이크를1㎝의 두께로 절단하여 50% 변형이 일어나도록 두 번 압착시험을 실시하여 견고성(hardness), 씹히는 성질(chewiness), 뭉치는 성질(gumminess)을 측정하였다. 이 때 사용된 탐침은 직경 25.
키토산을 농도별(1000, 2000, 3000ppm)로 첨가한 스폰지 케이크에 대한 관능검사는 10명의 경희대 조리과 학생을 통해 부드러운 정도, 색, 조직감 및 전체적인 기호도에 대하여 평가하였다. 각 평가원들은 각각의 항목에 대해 9점법(매우 싫어하는 경우, 매우 부드러운 경우는 1점; 매우 좋아하는 경우, 매우 단단한 경우는 9점)으로 평가하였으며, 평가전에 시료는 25℃의 항온기에 1시간 동안 방치하여 시료의 온도를 평형 시킨 후 사용하였다.
한편, 시료의 호화도 (A')는 시료의 초기 흡광도 (A)를 기준으로 하여 저장하면서 구한 시료의 흡광도(B)와의 비를 통해 상대적으로 구하였다.
1976 )의 방법을 혼합하여 측정하였다. 호화도 측정용 시료는 세가지 온도(5℃, 15℃ 및 25℃)에 저장된 스폰지 케이크를 일정기간별로 꺼내어 동결건조기((주)일신, 작동조건; cold trap -50℃, pressure 10 mmHg)에서 2일간 건조한 후 막자 사발에서 분쇄하여 180 ㎛(80 mesh)의 입자크기로 제조하여 각각의 측정용 시료로 사용하였다. 먼저 50 mL centrifuge tube에 20 mg의 분말시료를 넣고 증류수 5 mL를 첨가하여 분산시킨 후, 각각 tube에 glucoamylase solution(20.

대상 데이터

본 실험에 사용한 수용성 고분자 키토산(high molecular weight water-soluble chitosan)은 ㈜자광에서 구입하여 사용하였으며, 그 외 분석용으로 사용한 시약은 일급 또는 특급을 사용하였다. 그리고 스폰지 케이크의 제조에 관련된 재료는 버터(서울우유), 계란(풀무원), 유화제(지원테크닉), 설탕(제일제당), 소금(남양), 박력밀가루(대한제분 박력무표백), 베이킹파우더(가림산업), 탈지분유(서울우유)를 사용하였다.
본 실험에 사용한 수용성 고분자 키토산(high molecular weight water-soluble chitosan)은 ㈜자광에서 구입하여 사용하였으며, 그 외 분석용으로 사용한 시약은 일급 또는 특급을 사용하였다. 그리고 스폰지 케이크의 제조에 관련된 재료는 버터(서울우유), 계란(풀무원), 유화제(지원테크닉), 설탕(제일제당), 소금(남양), 박력밀가루(대한제분 박력무표백), 베이킹파우더(가림산업), 탈지분유(서울우유)를 사용하였다.

데이터처리

키토산을 첨가하여 제조한 스폰지 케이크의 특성, 색도 및 관능검사를SAS(Statistical Analysis System) 통계 package(SAS Institute.1988)를 사용하여 분산분석 Duncan 다범위 검증(Duncan’s multiple range test)을 실시하였다.

이론/모형

농도를 달리하여 첨가한 키토산 함유 스폰지 케이크의 호화도는 일정크기로 분말화 한 시료를 Tsuge등(Tsuge, H. 1990)과 Dubois(Dubois, M. 1956) 및 Chiang등(Chang , B. Y. & Johnson, J. A. 1976 )의 방법을 혼합하여 측정하였다.
5) 25 mL를 넣고 40℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응시킨 시료에 25% TCA(trichloroacetic acid) 2 mL를 넣어 효소 분해반응을 정지시키고, 원심분리(3,000 rpm, 20 min)하여 취한 상등액을 5% phenol 1 mL을 가하여 혼합하는phenol-sulfuric acid method을 이용하여 하였다(Dubois, M. et al 1956). 여기에 5 mL의 진한 황산(conc.
세 가지 다른 농도로 첨가된 키토산의 노화에 미치는 직접적 지표를 제시하기 위하여 Avrami(30-32)식을 이용하여 속도상수를 구하여 이를 분석용 지표로 이용하였다. 키토산 함유 스폰지 케이크의 저장 중의 노화도를 Avrami 식에 의하여 분석하고 이로부터 노화 속도 상수를 산출하였다.
세 가지 다른 농도로 첨가된 키토산의 노화에 미치는 직접적 지표를 제시하기 위하여 Avrami(30-32)식을 이용하여 속도상수를 구하여 이를 분석용 지표로 이용하였다. 키토산 함유 스폰지 케이크의 저장 중의 노화도를 Avrami 식에 의하여 분석하고 이로부터 노화 속도 상수를 산출하였다.
키토산을 함유한 스폰지 케이크의 노화속도에 대한 온도 의존성을 분석하기 위하여 Avrami식을 이용하여 구한 노화속도상수를 다음의 Arrhenius 관계식에 적용하여 온도에 따른 반응속도의 관계를 알아보았다.

성능/효과

스폰지 케이크의 품질은 위에서 살펴 본 여러 가지 물리적 특성들 외에 사람이 직접적으로 스폰지 케이크에 대한 관능검사를 함으로써 평가할 수 있다. 본 연구에서 키토산을 세 가지 농도로 첨가하여 제조한 스폰지 케이크의 관능적 특성은 [Table 5]와 같은 결과로 키토산을 첨가하여 케이크 제조할 경우 키토산에 의해 혀에 아린 맛이 잔존하는 현상을 보여 선호도를 낮추는 요인이 된 것으로 생각된다.
스폰지 케이크의 노화는 낮은 저장온도에서 크게 진행되었으며, 전체적으로 초기의 노화진행 정도가 저장 후기에 비해 큰 것으로 나타나 일반적인 노화경향과 유사하게 나타났다(Song, J.Y 2000) 대조군의 경우 5℃에서 저장하였을 경우 저장 5일째 노화가 약 21.3%로 다른 저장 온도에 비해 노화가 크게 진행되었으며, 15℃와 25℃에 저장된 경우는 11% 내외의 낮은 값을 나타내었다. 키토산을 함유한 스폰지 케이크의 경우에도 온도가 올라갈수록 노화도가 낮아지는 유의적인 차이를 나타냈으며, 대조군에 비해 키토산을 첨가한 시료군의 노화도가 높게 나타나는 경향을 보였다.
노화속도상수의 온도의존성을 Arrhenius 관계식을 이용하여 분석한 결과는 [Table 3]과 같다. 이 관계식을 이용하여 구한 온도에 따른 반응 진행 정도의 용이성을 알 수 있는 활성화 에너지는 대조구의 경우 그 절대값이 40.15 KJ/mol로 키토산을 첨가하여 제조한 시료군들의 활성화 에너지(약 6-20 KJ/mol)에 비해 상대적으로 높은 값을 보여 온도의 영향을 크게 받는 것으로 나타났으며, 또한 반응상수의 경우도 상대적으로 작은 반응 빈도수로 반응이 일어남을 나타내었다. 저장온도에 대한 노화 진행 정도는 키토산을 함유한 경우 대조구에 비해 다소 느리게 일어나 상대적으로 저장온도의 영향을 작게 받는 것으로 나타났다.
15 KJ/mol로 키토산을 첨가하여 제조한 시료군들의 활성화 에너지(약 6-20 KJ/mol)에 비해 상대적으로 높은 값을 보여 온도의 영향을 크게 받는 것으로 나타났으며, 또한 반응상수의 경우도 상대적으로 작은 반응 빈도수로 반응이 일어남을 나타내었다. 저장온도에 대한 노화 진행 정도는 키토산을 함유한 경우 대조구에 비해 다소 느리게 일어나 상대적으로 저장온도의 영향을 작게 받는 것으로 나타났다.
키토산을 함유한 스폰지 케이크의 노화도는 대조구에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 값은 키토산의 첨가농도 및 저장조건에 관계없이 약 30% 이내로 작게 나타났다. 저장온도에 대한 노화 진행 정도를 속도론적 관점에서 분석한 결과 키토산을 함유한 시료의 경우 대조구에 비해 느리게 노화가 진행되어 상대적으로 저장온도의 영향을 작게 받는 것으로 분석되었다. 키토산을 함유한 시료군들의 명도(lightness, a value)는 대조구에 비하여 높은 값을 보였으며, 2,000ppm과 3000 ppm 농도로 첨가한 시료군들의 명도는 유의적으로 증가하여 대조구의 71.
57의 값을 나타내었다. 적색도(reddness, a value)의 경우는 키토산을 첨가한 시료군들의 값이 대조구에 비해 감소하여 적색도가 줄어드는 것으로 나타났으며, 키토산을 1,000 ppm의 수준으로 첨가한 시료가 가장 낮은 -4.88의 값을 나타내었다. 그러나 황색도(yellowness, b value)의 경우, 키토산 첨가농도에 따라 일정한 경향을 보이지 않았다.
키토산을 첨가한 시료군들과 대조구와의 색차(Total color difference, E)의 경우 키토산의 첨가농도에 따른 색차의 값은 유의차가 없는 것으로 나타났다. 전체적인 선호도를 살펴보면, 키토산은 2,000 ppm의 농도까지 첨가하여 제조한 스폰지 케이크는 대조구와 유의적 차이를 보이지 않았다.
키토산을 세 가지 농도로 첨가하여 제조한 스폰지 케이크의 색도를 측정한 결과는 [Table 4]에서 보는 바와 같이 전체적으로 볼 때 키토산을 첨가하여 제조한 스폰지 케이크의 명도(lightness, a value)는 대조구에 비하여 높은 값을 보였으며, 키토산을 2,000 ppm과 3,000 ppm 첨가한 시료군들의 명도는 유의적으로 증가하여 대조구의 71.49에 비해 높은 74.23 및 73.57의 값을 나타내었다. 적색도(reddness, a value)의 경우는 키토산을 첨가한 시료군들의 값이 대조구에 비해 감소하여 적색도가 줄어드는 것으로 나타났으며, 키토산을 1,000 ppm의 수준으로 첨가한 시료가 가장 낮은 -4.
키토산을 함유하지 않은 대조구의 경우 저장온도가 5℃에서 25℃로 증가함에 따라 거의 직선적으로 감소하는 경향을 보였으며 그 값은 각각 0.63, 0.37 및 0.20 day^-n로 유의적인 차이가 나타났다. 이러한 결과는 대조구의 경우 노화속도가 저장온도에 크게 영향을 받음을 의미하며, 저장온도가 낮을수록 큰 노화상수를 보이는 것은 다른 연구결과와 유사한 경향이다(Seog-W, L 2005).
3%로 다른 저장 온도에 비해 노화가 크게 진행되었으며, 15℃와 25℃에 저장된 경우는 11% 내외의 낮은 값을 나타내었다. 키토산을 함유한 스폰지 케이크의 경우에도 온도가 올라갈수록 노화도가 낮아지는 유의적인 차이를 나타냈으며, 대조군에 비해 키토산을 첨가한 시료군의 노화도가 높게 나타나는 경향을 보였다. 그러나 스폰지케이크의 경우 일반적인 케이크에 비해 전체적인 저장기간 동안 일어난 노화도가 30%정도로 낮아 영양적 측면의 손실이 크지 않은 것으로 나타났다.
Hardness는 키토산 첨가한 시료가 대조구에 비해 조직이 부드러웠고, gumminess와 chewiness도 대조구에 비해 낮은 값을 나타내고, 키토산을 첨가한 시료들간의 차이는 나타나지 않았다. 키토산을 함유한 스폰지 케이크의 노화도는 대조구에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 그 값은 키토산의 첨가농도 및 저장조건에 관계없이 약 30% 이내로 작게 나타났다. 저장온도에 대한 노화 진행 정도를 속도론적 관점에서 분석한 결과 키토산을 함유한 시료의 경우 대조구에 비해 느리게 노화가 진행되어 상대적으로 저장온도의 영향을 작게 받는 것으로 분석되었다.
저장온도에 대한 노화 진행 정도를 속도론적 관점에서 분석한 결과 키토산을 함유한 시료의 경우 대조구에 비해 느리게 노화가 진행되어 상대적으로 저장온도의 영향을 작게 받는 것으로 분석되었다. 키토산을 함유한 시료군들의 명도(lightness, a value)는 대조구에 비하여 높은 값을 보였으며, 2,000ppm과 3000 ppm 농도로 첨가한 시료군들의 명도는 유의적으로 증가하여 대조구의 71.49에 비해 높은 74.23 및 73.57의 값을 나타내었다. 적색도(redness, a value)의 경우는 키토산을 첨가한 시료군들의 값이 대조구에 비해 감소하는 것으로 나타났으며, 키토산을 1,000 ppm 수준으로 첨가한 시료가 가장 낮은-4.
그러나 황색도(yellowness, b value)의 경우, 키토산 첨가농도에 따라 일정한 경향을 보이지 않았다. 키토산의 첨가에 따라 전체적인 색의 차이를 볼 수 있는 색차(total color difference, E)는 통계적으로 키토산의 첨가 수준에 따른 색차의 값에 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	케이크의 구성 성분 중에서 대부분을 차지하는 것은 무엇인가요?	제과, 제빵에 있어 복합분을 이용한 연구는 과거 수십 년간 여러 나라에서 많은 관심사가 되어왔다. 이러한 복합분의 이용에 대한 연구는 기능적 특성의 부여 및 저장 중 일어나는 이화학적 성질의 변화에 따른 유통기한의 감소를 줄이기 위한 측면에서 주로 이루어지고 있다(Farvili, N et al 1997, Rogers D E et al 1988)전분은 케이크의 구성 성분 중에서 대부분을 차지하고 있으며, 케이크의 이화학적 성질 변화의 주된 요인이 되고 있다. 케이크를 저장하는 동안 케이크의 팽창을 돕는 글루텐으로부터 전분으로 물의 이동이 일어나 글루텐 및 전분의 구조변화가 일어나게 된다( Giovanelli, G.
	케이크의 팽창을 돕는 성분은 무엇인가요?	이러한 복합분의 이용에 대한 연구는 기능적 특성의 부여 및 저장 중 일어나는 이화학적 성질의 변화에 따른 유통기한의 감소를 줄이기 위한 측면에서 주로 이루어지고 있다(Farvili, N et al 1997, Rogers D E et al 1988)전분은 케이크의 구성 성분 중에서 대부분을 차지하고 있으며, 케이크의 이화학적 성질 변화의 주된 요인이 되고 있다. 케이크를 저장하는 동안 케이크의 팽창을 돕는 글루텐으로부터 전분으로 물의 이동이 일어나 글루텐 및 전분의 구조변화가 일어나게 된다( Giovanelli, G., Peri, C.
	전분의 구조변화로 인한 전분의 노화란 무엇에 의해 생긴 현상인가?	1997)이러한 변화 중 전분의 구조변화로 인한 전분의 노화는 전분을 이용한 다양한 가공식품의 개발에 제약요인으로 작용하고 있다. 전분의 노화는 수분을 다량 함유하고 있는 케이크 반죽의 굽는 과정 중에 일어나는 전분의 호화과정 중 용출된 아밀로오스의 재결정화에 의해 일어나는 현상으로, 전분의 기원, 아밀로오스 함량, 저장온도, 수분함량, 구성성분들에 의해 영향을 받는 성질로 알려져 있다(Stauffer, C.E.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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