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문제 정의
- 따라서 각종 성인병과 비만의 원인이 되는 설탕의 함량을 감소시키면서 저칼로리 천연감미료로 안정성이 있고 인체에 무해하며, 또한 여러 가지 효능을 가진 스테비아잎 분말을 농도별로 첨가한 카스텔라의 품질변화와 관능적 특성을 조사하여 스테비아 이용 확대 및 기능성 제빵 개발을 위한 자료로 제시하고자 하였으며, 기능성 저칼로리 카스텔라의 보급화를 목적으로 하였다.
제안 방법
- 관능검사는 오븐에서 구워낸 후 실온에서 1시간 방냉시킨 카스텔라를 시료로 하여 실시하였으며 삼육대학교 식품영양학과 학생 30명으로 구성하여, 이들에게 실험 목적 및 평가항목에 대해 설명한 후 실시하였다. 평가항목은 색상, 향미, 맛, 촉촉함, 씹힘성, 전체적 기호도로 하였으며 5점(매우 좋다), 4점(좋다), 3점(보통이다), 2점(나쁘다), 1점(매우 나쁘다)의 5점 채점법(Herbert A와 Juel LS 1993)으로 실시하였다.
- 색도는 색차계(CM-3500, Minolta Inc., Japan)를 사용하여 카스텔라의 crumb와 crust 부분의 L(명도), a(적색도), b(황색도) 값을 측정하였다.
- 본 실험에서 제조한 카스텔라의 배합비율은 Table 2와 같다. 설탕과 스테비아잎 분말을 제외한 모든 재료는 일정하게 유지하였으며, 스테비아잎 분말의 설탕 대체 비율을 0%, 3%, 6%, 9%, 12%로 달리하였으며 공립법으로 제조하였다. 달걀에 설탕, 버터를 넣고 중탕으로 풀어주다가 45℃가 되면 반죽기(Daeyoung Co.
- 카스텔라의 재료는 스테비아잎 분말(다그루바이오랩(주)), 밀가루(큐원, 박력분, 대한제분), 달걀(풀무원), 설탕(큐원), 우유(서울우유), 버터(서울우유), 베이킹파우더(오뚜기(주))를 사용하였다. 스테비아잎 분말에 대한 성분분석은 한국식품연구원에서분석하였으며, 그 결과는 Table 1과 같다. 스테비아잎 분말의 성분은 100 g 당 열량 223.
- 스테비아잎 분말은 설탕에 비하여 약 30~40배 정도의 단맛(Jan MCG 등 2003)을 가진 것을 감안하여 기존 카스테라 재료 배합률의 설탕량을 50% 감소시킨 카스텔라를 대조군으로 하고, 설탕량에 대하여 스테비아잎 분말을 농도별로 첨가하여 실험군으로 하였다. 본 실험에서 제조한 카스텔라의 배합비율은 Table 2와 같다.
- 외관 관찰은 디지털 카메라(DSC-P 150, Sony, Co. Japan)를이용하였으며, 카스텔라를 일정한 두께로 세로로 절단하여, 모눈종이를 부착한 벽면에 나란히 놓고 플래시가 터지지 않도록 하여 촬영한 후 단면을 관찰하였다.
- 천연감미료인 스테비아잎 분말 이용 확대 및 기능성 카스텔라 개발을 위하여 스테비아잎 분말로 설탕 중량의 0, 3, 6, 9 및 12%를 대체하여 카스텔라를 제조한 후 스테비아잎 분말 첨가량에 따른 카스텔라의 제조 특성, 색도, 조직감 및 관능적 특성 등을 조사하였다. 중량은 대조군 130.
- 카스텔라의 조직감은 오븐에서 구워내어 1시간 방냉시킨 후 실온에서 3일간 저장하면서 4 × 4 × 5 cm 조각으로 잘라 texture analyzer(EZ-tester 500-N, Shimadzu, Japan)로 경도, 탄력성, 응집성, 씹힘성을 각각 10회씩 측정하여 평균값을 구하였다.
대상 데이터
- Korea)에서 25분간 구웠다. 구워진 카스텔라는 실온에서 1시간 방냉 후 폴리에틸렌 백에 넣어 실온에서 저장하면서 실험에 사용하였다.
- 카스텔라의 재료는 스테비아잎 분말(다그루바이오랩(주)), 밀가루(큐원, 박력분, 대한제분), 달걀(풀무원), 설탕(큐원), 우유(서울우유), 버터(서울우유), 베이킹파우더(오뚜기(주))를 사용하였다. 스테비아잎 분말에 대한 성분분석은 한국식품연구원에서분석하였으며, 그 결과는 Table 1과 같다.
데이터처리
- 실험 결과의 통계분석은 SPSS(Statistical package for the social science 17.0) program을 사용하여 각 시료의 평균값과 표준편차를 구하였으며, 시료간의 유의성 검증을 위하여 ANOVA test와 Duncan`s multiple range test를 실시하였다.
이론/모형
- 높이 측정은 AACC(2000) method에 따라 카스텔라의 단면을 잘라 template(눈금자)를 이용하여 5곳의 높이를 측정하였으며, 비용적은 카스텔라의 부피를 중량으로 나누어 구하였다. 굽기손실률은 반죽과 카스텔라의 중량을 이용하여 다음의식에 의하여 계산하였다.
- 카스텔라의 중량과 부피는 오븐에서 구워낸 다음 실온에서 1시간 방냉 후 측정하였으며, 부피는 종자치환법(Pyler EJ 1979)을 이용하였다.
- 관능검사는 오븐에서 구워낸 후 실온에서 1시간 방냉시킨 카스텔라를 시료로 하여 실시하였으며 삼육대학교 식품영양학과 학생 30명으로 구성하여, 이들에게 실험 목적 및 평가항목에 대해 설명한 후 실시하였다. 평가항목은 색상, 향미, 맛, 촉촉함, 씹힘성, 전체적 기호도로 하였으며 5점(매우 좋다), 4점(좋다), 3점(보통이다), 2점(나쁘다), 1점(매우 나쁘다)의 5점 채점법(Herbert A와 Juel LS 1993)으로 실시하였다.
성능/효과
- 05). 결과적으로 스테비아잎 분말을 6% 첨가하였을 때 전반적으로 관능검사 항목에 대한 점수가 좋았다.
- 카스텔라 내부와 껍질 색도에서 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 명도 L값과 적색도 a값은 감소하였고 황색도 b값은 증가하였다. 경도는 0일에 대조군 2.18 kg, 첨가군은 2.38~4.08 kg으로 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 탄력성은 0일에 대조군에 비해 유의적으로 감소하였다.
- 경도는 노화현상을 가장 쉽게 볼 수 있는 특성으로 0일 시료의 경우 대조군 2.18 kg, 첨가군은 각각 2.38, 3.50, 3.94, 4.08 kg으로 스테비아잎 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 3으로 높았다. 다른 군에 비해 6% 첨가군의 경우 향미, 씹힘성, 촉촉함 및 전반적인 기호도에서도 높게 평가되었다. 이상의 결과에서 스테비아잎 분말을 6% 첨가하였을 경우 스테비아잎 분말에서 오는 자체의 향미와 맛에 거부감을 주지 않으면서 기호도에서 비교적 좋게 평가되어, 스테비아잎 분말 첨가 카스텔라 제조시 가장 적합한 배합비율로 조사되었다.
- 또한 1일 저장 시료의 경우도 대조군 3.44 kg, 첨가군은 각각 3.54, 4.27, 4.71, 5.36 kg으로 스테비아잎 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였으며(p<0.05), 이러한 경향은 3일 저장 시료에서도 동일한 경향이었다.
- 카스텔라는 박력분을 사용하고 달걀 흰자 거품에 의해 구조가 형성되어 부피증대에 글루텐 역할이 적은 반면 거품의 안정성에 영향을 주는 요인이 부피 감소에 영향을 미치는 것으로 보이며, 이에 대한 자세한 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 설탕은 재료를 혼합할 때 잘 용해되나 스테비아잎 분말을 대체하였을 때 분말이 수분을 흡수하여 부피감소에 영향을 미치는 것으로 보여졌다.
- 또한 시료별로 저장일수에 따라 경도는 대조군의 경우 0일 2.18 kg에서 3일 저장 후 4.52 kg 으로 유의적 증가를 보였으며(p<0.05), 스테비아잎 분말 첨가군의 경우도 각각 0일 시료에 비하여 저장 중 시료의 경도가 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 비용 적은 반죽에 혼입된 공기의 양과 구울 때 케이크의 골격을 형성시켜주는 글루텐과 단백질이 관련 있으며(Kim YA 2005), 전분호화 등이 카스텔라 부피유지에 관여한다. 본 실험에서는 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 부피와 비용적이 감소되는 것으로 나타나, 제빵 특성이 다소 저하되는 결과를 보였다. 이러한 감소는 높이 측정에서 언급한 설탕량 감소로 인한 영향 및 스테비아잎 분말에 함유된 섬유질로 인하여 글루텐막이 손상되거나 첨가량이 증가함에 따라 반죽 내 글루텐의 비율이 상대적으로 감소하여 반죽이 약화되어 가스 포막의 기밀도와 신전도가 떨어져 팽화력이 저하되는 글루텐 감소 효과(Chen H 등 1982)의 영향으로 생각된다.
- 본 연구에서 스테비아잎 분말의 비율이 3~12%의 범위로, 관능검사 결과 6% 첨가 시 비교적 좋은 결과를 보였는데, 이러한 경향은 제빵재료의 대체제에 대한 실험시 적절한 양으로 대체했을 때 바람직한 결과를 보였다는 여러 연구와 동일한 결과였으며 그에 대한 연구를 살펴보면 Kim BR 등(2000)과 Cho EJ 등(2007)의 연구에서 메밀가루를 첨가한 제빵특성 연구에서 첨가물을 적절한 양으로 첨가하였을 때 기호도에 좋은 영향을 준다고 하였으며, 솔잎가루(Kwhak SH와 Moon SW 2002)와 동충하초(Park GS 등 2001)를 첨가한 식빵의 보고에서도 첨가물을 적절한 양으로 첨가하였을 때 맛에서 높은 점수를 받은 것으로 나타났다. 이러한 경향은 스테비아잎 분말 첨가 쿠키의 연구(Hong YJ 2011)에서 4%, 6% 첨가구에서 4% 첨가구의 경우 색, 향, 경도, 전체적기호도에서 높은 값을 나타낸다고 하여 동일한 결과를 보였다.
- 대조군에 비하여 스테비아잎 첨가군 모두에서 높이와 부피가 감소하였다. 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 부피와 높이가 감소하는 것을 볼 수 있었으며 스테비아잎 분말이 지니는 고유의 색으로 인해 초록색을 나타내었다. 밀가루에 물을 넣고 반죽할 때 형성된 글루텐과 구울 때 생성되는 공기, 탄산가스, 수분 등이 부피 증가에 영향을 미치게 되며, 제과제빵의 중요한 품질 평가척도로 이용된다(Ahn JM과 Song YS 1999).
- 스테비아잎 분말을 첨가한 카스텔라의 높이를 측정한 결과, 대조군의 높이는 11.92 cm로 나타난 반면 스테비아잎 분말 첨가군에서는 첨가량이 증가함에 따라 8.58~10.00 cm로 점차 감소하는 경향이었다. 스테비아잎 분말 첨가 머핀에 관한 연구(Hong HY 2009)에서 스테비아잎 분말 첨가량이 증가함에 따라 높이가 낮아지는 결과를 보여 동일한 경향이었다.
- 스테비아잎 분말에 대한 성분분석은 한국식품연구원에서분석하였으며, 그 결과는 Table 1과 같다. 스테비아잎 분말의 성분은 100 g 당 열량 223.3 kcal, 수분 8.7%, 단백질 19.2 g, 탄수화물 57.5 g, 식이섬유 28.3 g, 당류 5.5 g, 불포화지방산인 리놀렌산은 597.3 mg이 함유된 것으로 조사되었다. 또한 비타민 E는 1.
- 05). 시료별로 저장일수에 따라 대조군, 스테비아잎 분말 첨가군 모두 응집성이 저장일수가 증가됨에 따라 점차 감소되었다. 씹힘성은 0일에 대조군 334.
- 05). 시료별로 저장일수에 따라 대조군과 첨가군 모두에서 탄력성이 감소되었다. 응집성은 식품의 형태를 구성하는 내부적 결합에 필요한 힘을 나타내는 척도로 0일에 대조군 81.
- Mizukoshi M(1983)은 케이크는 좋은 부피, 균일하고 미세한 조직, 균형있는 외형 및 부드러운 촉감, 입안에서의 좋은 느낌과 향기를 가질 때 품질이 우수하다고 하였다. 실험 결과 스테비아잎 분말을 첨가하였을 때 부피는 감소하였으나 외관에서 대조군에 비해 유의적 차이를 보이지 않았고, 촉촉함을 유지하였으며, 유의적이지는 않았으나 맛과 향에서도 대조군에 비해 유의적 차이가 없었던 결과를 보았을 때 스테비아잎 분말을 제과제빵 분야에서의 활용도는 높을 것으로 생각된다. 위의 결과로 볼 때 카스텔라 제조 시 스테비아잎 분말 첨가량을 6%로 하였을 경우 카스텔라의 관능적 품질을 유지하면서 스테비아잎 특유의 색과 맛을 부여하고, 기능성 저칼로리 식품으로서의 카스텔라 제조가 가능할 것으로 생각되었다.
- 시료별로 저장일수에 따라 대조군, 스테비아잎 분말 첨가군 모두 응집성이 저장일수가 증가됨에 따라 점차 감소되었다. 씹힘성은 0일에 대조군 334.38, 12% 첨가군은 666.26으로 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 씹힘성이 증가하였으며, 시료별로 저장일수에 따라 대조군, 첨가군 모두에서 증가하였는데 이는 경도 증가와 상관성이 있으리라 생각되었다.
- 씹힘성은 6% 첨가군의 경우 3.3으로 높았으나 시료 간에 유의성은 보이지 않았으며, 전반적인 기호도는 대조군이 3.2, 스테비아잎 분말 첨가군의 경우 각각 3.0, 3.8, 3.1, 2.6으로 6% 첨가군이 가장 높았다(p<0.05).
- 실험 결과 스테비아잎 분말을 첨가하였을 때 부피는 감소하였으나 외관에서 대조군에 비해 유의적 차이를 보이지 않았고, 촉촉함을 유지하였으며, 유의적이지는 않았으나 맛과 향에서도 대조군에 비해 유의적 차이가 없었던 결과를 보았을 때 스테비아잎 분말을 제과제빵 분야에서의 활용도는 높을 것으로 생각된다. 위의 결과로 볼 때 카스텔라 제조 시 스테비아잎 분말 첨가량을 6%로 하였을 경우 카스텔라의 관능적 품질을 유지하면서 스테비아잎 특유의 색과 맛을 부여하고, 기능성 저칼로리 식품으로서의 카스텔라 제조가 가능할 것으로 생각되었다.
- 탄력성은 0일에 대조군에 비해 유의적으로 감소하였다. 응집성과 씹힘성은 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 관능검사에서 카스텔라의 껍질 색상은 대조군 4.
- 다른 군에 비해 6% 첨가군의 경우 향미, 씹힘성, 촉촉함 및 전반적인 기호도에서도 높게 평가되었다. 이상의 결과에서 스테비아잎 분말을 6% 첨가하였을 경우 스테비아잎 분말에서 오는 자체의 향미와 맛에 거부감을 주지 않으면서 기호도에서 비교적 좋게 평가되어, 스테비아잎 분말 첨가 카스텔라 제조시 가장 적합한 배합비율로 조사되었다. 카스텔라에 스테비아잎 분말을 첨가하였을 때 새로운 맛을 기대하는 소비자의 기대에 부응할 수 있으면서 기능성을 증진시킨 카스텔라로서 식생활에서의 활용가능성이 시사되었다.
- 적색도 a값은 대조군에서 -0.76, 첨가군에서 -4.60~-1.74로 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였으며 녹색도는 증가하였다(p<0.05).
- 적색도 a값은 대조군에서 10.12, 첨가군에서 6.90~8.45로 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 황색도 b값은 대조군 22.66, 스테비아잎 분말 첨가군에서는 24.24~6.06으로 첨가군 량이 증가할수록 황색도가 증가하였다(p<0.05).
- 천연감미료인 스테비아잎 분말 이용 확대 및 기능성 카스텔라 개발을 위하여 스테비아잎 분말로 설탕 중량의 0, 3, 6, 9 및 12%를 대체하여 카스텔라를 제조한 후 스테비아잎 분말 첨가량에 따른 카스텔라의 제조 특성, 색도, 조직감 및 관능적 특성 등을 조사하였다. 중량은 대조군 130.5 g, 첨가군은 126.0~128.3 g, 부피는 대조군 756.3 mL, 첨가군은 710.3~745.0 mL로 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 높이는 대조군 11.
- 촉촉함은 6% 첨가군 3.8, 12% 첨가군 3.6 순으로 높았으며, 첨가군의 경우 대조군보다 촉촉함이 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 카스텔라 껍질의 색도를 측정한 결과 명도 L값은 대조군에서 42.03, 스테비아잎 분말 첨가군에서는 36.77~41.02로 첨가량이 증가함에 따라 명도가 감소하였다(p<0.05).
- 카스텔라 껍질의 색상은 대조군이 4.5로 가장 높게, 첨가군은 3.3~4.0로 나타나 대조군과 첨가군간에 유의적 차이를 보였다(p<0.05).
- 58%로 증가하였다. 카스텔라 내부와 껍질 색도에서 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 명도 L값과 적색도 a값은 감소하였고 황색도 b값은 증가하였다. 경도는 0일에 대조군 2.
- 카스텔라 내부의 색도에서 명도 L값은 대조군에서 54.56, 스테비아잎 분말 첨가군에서는 38.28~45.26으로 첨가량이 증가함에 따라 명도가 감소하였다(p<0.05).
- 카스텔라의 부피는 대조군 756.3 mL, 스테비아잎 분말 첨가군은 각각 745.0 mL, 735.4 mL, 724.7 mL, 710.3 mL로 대조군의 부피가 가장 컸으며, 스테비아잎 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 카스텔라의 중량은 대조군 130.5 g, 첨가군은 126.0~128.3 g으로 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 탄력성은 0일에 대조군 93.72%, 스테비아잎 분말 첨가군은 87.74~93.16%로 유의적으로 감소하였고(p<0.05).
후속연구
- 카스텔라는 스펀지케이크의 일종으로 반죽은 굽는 과정 중 높은 열에 의하여 팽창이 많이 일어나게 되며, 이 때 반죽의 팽창과 동시에기공이 열리면서 반죽 안의 수분이 기체로 변해 증발하면서 굽기 손실에 영향을 준다고 한다(Jeong HC와 Yoo SS 2010). 이러한 관점에서 볼 때 스테비아잎 분말 첨가가 수분증발 등 굽는 과정에서 굽기손실률 증가에 유의한 영향을 미치는 것으로 보이며 더 자세한 연구가 필요한 것으로 생각되었다.
- 이러한 감소는 높이 측정에서 언급한 설탕량 감소로 인한 영향 및 스테비아잎 분말에 함유된 섬유질로 인하여 글루텐막이 손상되거나 첨가량이 증가함에 따라 반죽 내 글루텐의 비율이 상대적으로 감소하여 반죽이 약화되어 가스 포막의 기밀도와 신전도가 떨어져 팽화력이 저하되는 글루텐 감소 효과(Chen H 등 1982)의 영향으로 생각된다. 카스텔라는 박력분을 사용하고 달걀 흰자 거품에 의해 구조가 형성되어 부피증대에 글루텐 역할이 적은 반면 거품의 안정성에 영향을 주는 요인이 부피 감소에 영향을 미치는 것으로 보이며, 이에 대한 자세한 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 설탕은 재료를 혼합할 때 잘 용해되나 스테비아잎 분말을 대체하였을 때 분말이 수분을 흡수하여 부피감소에 영향을 미치는 것으로 보여졌다.
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