This study was conducted to investigate the effects of acorn (fruits of Quercus species) powder on the antioxidant activity and quality characteristics of cookies. Cookies were prepared with different amounts (0, 0.5, 1, 3 and 5% to the flour quantity) of acorn powder. The antioxidant activity was e...
This study was conducted to investigate the effects of acorn (fruits of Quercus species) powder on the antioxidant activity and quality characteristics of cookies. Cookies were prepared with different amounts (0, 0.5, 1, 3 and 5% to the flour quantity) of acorn powder. The antioxidant activity was estimated by DPPH free radical scavenging activity and the total phenolic acid content in acorn powder and cookies. For analyzing quality characteristics, bulk density, pH of the dough, spread factor, loss rate, leavening rate, color, texture profile analysis, and sensory evaluations were measured. The moisture contents, a values, total phenolic acid content and DPPH free radical scavenging activity of cookies significantly increased with increasing acorn powder (p<0.001), while the pH of the dough, L values and b values of the cookies significantly decreased with increasing acorn powder (p<0.001). The consumer acceptability score for the 3% acorn cookie groups ranked significantly (p<0.05) higher than the other groups in overall preference, appearance, flavor, taste and color. From these results, we suggest that acorn is a good ingredient for increasing the consumer acceptability and the functionality of cookies.
This study was conducted to investigate the effects of acorn (fruits of Quercus species) powder on the antioxidant activity and quality characteristics of cookies. Cookies were prepared with different amounts (0, 0.5, 1, 3 and 5% to the flour quantity) of acorn powder. The antioxidant activity was estimated by DPPH free radical scavenging activity and the total phenolic acid content in acorn powder and cookies. For analyzing quality characteristics, bulk density, pH of the dough, spread factor, loss rate, leavening rate, color, texture profile analysis, and sensory evaluations were measured. The moisture contents, a values, total phenolic acid content and DPPH free radical scavenging activity of cookies significantly increased with increasing acorn powder (p<0.001), while the pH of the dough, L values and b values of the cookies significantly decreased with increasing acorn powder (p<0.001). The consumer acceptability score for the 3% acorn cookie groups ranked significantly (p<0.05) higher than the other groups in overall preference, appearance, flavor, taste and color. From these results, we suggest that acorn is a good ingredient for increasing the consumer acceptability and the functionality of cookies.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 기능성 식품 개발의 일환으로 생리활성이 있다고 알려진 도토리 분말을 쿠키에 첨가하고 그 품질 특성과 항산화활성을 측정함으로써 맛과 품질이 우수한 기능성 쿠키를 개발하고자 하였다.
제안 방법
본 실험에 사용된 쿠키 재료의 배합비는 Table 1과 같으며 Lim EJ 등(2009)의 제조방법을 참고하여 제조하였다. 계량된 버터, 설탕, 소금을 반죽기 (model K5SS, kitchen Aid Co., Joseph, Michigan, USA)에 넣어 2단으로 작동시키고 달걀을 3회에 나누어 넣으면서 5분간 혼합하여 크림상태로 만들었다. 여기에 체로 친 박력분과 도토리 가루를 넣고 혼합한 후 냉장고에서 1시간 휴지시켰다.
계산식, scavenging activity(%)＝100－[(O.D. of sample/O.D. of control)×100]에 의하여 활성도를 산출하였다.
쿠키의 직경은 쿠키 6개를 가로로 정렬해 그 길이를 측정한 후 각각의 쿠키를 90°로 회전 시켜 다시 측정해 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균값을 계산하였다. 두께는 6개의 쿠키를 세로로 쌓아올려 높이를 측정한 후 해체해 쌓아 올린 순서를 바꾸어 다시 쌓아올려 높이를 측정해 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균값을 얻었다. 손실율과 팽창율은 쿠키의 굽기 전과 구운 후, 대조군 및 실험군의 중량을 각각 측정하여 그 차이에 대한 비율로 산출하였고 5회 반복 측정하였다.
시료의 평가는 제조 후 1시간 동안 방냉한 것을 이용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다. 모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법으로 관능특성을 평가하도록 하였다. 일정한 크기(직경 4.
2)한 여액을 pH meter (Corning 340, Mettler Toledo, UK)로 측정하였다. 반죽의 밀도, pH는 각각 5회씩 측정하였다.
본 연구에서는 여러 가지 생리활성을 가지고 있는 도토리를 활용하고자 도토리 분말을 0, 0.5, 1, 3, 5% 첨가한 쿠키를 제조하여 쿠키의 항산화 활성을 입증하고 품질특성을 측정하였다. 도토리 분말의 총 페놀 화합물 함량은 38.
45 ㎝)의 쿠키를 흰색 폴리에틸렌 1회용 접시에 담아 제공하였고 한 개의 시료를 먹고 난 다음 물로 헹군 뒤 평가하도록 하였다. 소비자 기호도 평가항목은 전반적인 기호도(overall preferance), 외관(appearance), 향(flavor), 맛(taste), 조직감(texture), 색(color)으로서 매우 좋다: 7점, 매우 싫다: 1점으로 하였고 특성강도의 평가항목은 떫은 맛(astringent taste), 느끼한 향(oily flavor), 고소한 맛(nutty), 삼킨 후의 느낌(after taste)을 아주 강하다: 7점, 아주 약하다: 1점으로 하였다.
두께는 6개의 쿠키를 세로로 쌓아올려 높이를 측정한 후 해체해 쌓아 올린 순서를 바꾸어 다시 쌓아올려 높이를 측정해 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균값을 얻었다. 손실율과 팽창율은 쿠키의 굽기 전과 구운 후, 대조군 및 실험군의 중량을 각각 측정하여 그 차이에 대한 비율로 산출하였고 5회 반복 측정하였다.
제품의 관능검사는 20명의 검사요원들을 대상으로 실험목적 및 평가항목들에 대해 설명하였고 훈련과정을 거친 다음 관능평가에 임하게 하였다. 시료의 평가는 제조 후 1시간 동안 방냉한 것을 이용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다. 모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법으로 관능특성을 평가하도록 하였다.
모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법으로 관능특성을 평가하도록 하였다. 일정한 크기(직경 4.5 ㎝, 높이 0.45 ㎝)의 쿠키를 흰색 폴리에틸렌 1회용 접시에 담아 제공하였고 한 개의 시료를 먹고 난 다음 물로 헹군 뒤 평가하도록 하였다. 소비자 기호도 평가항목은 전반적인 기호도(overall preferance), 외관(appearance), 향(flavor), 맛(taste), 조직감(texture), 색(color)으로서 매우 좋다: 7점, 매우 싫다: 1점으로 하였고 특성강도의 평가항목은 떫은 맛(astringent taste), 느끼한 향(oily flavor), 고소한 맛(nutty), 삼킨 후의 느낌(after taste)을 아주 강하다: 7점, 아주 약하다: 1점으로 하였다.
제품의 관능검사는 20명의 검사요원들을 대상으로 실험목적 및 평가항목들에 대해 설명하였고 훈련과정을 거친 다음 관능평가에 임하게 하였다. 시료의 평가는 제조 후 1시간 동안 방냉한 것을 이용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다.
쿠키의 직경은 쿠키 6개를 가로로 정렬해 그 길이를 측정한 후 각각의 쿠키를 90°로 회전 시켜 다시 측정해 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균값을 계산하였다.
대상 데이터
도토리는 2011년 10월 강원도 춘천시에서 수확하여 건조, 분말화 하여 40 mesh의 표준망체에 내린 다음 폴리에틸렌 백에 넣어 -40℃ deep freezer (DFU-128E, Operon Co., Seoul, Korea)에 보관하면서 사용하였다. 박력밀가루(CJ(주)), 설탕 (CJ(주)), 버터(서울우유), 소금(해표)은 시판하는 것을 구입하여 사용하였다.
, Seoul, Korea)에 보관하면서 사용하였다. 박력밀가루(CJ(주)), 설탕 (CJ(주)), 버터(서울우유), 소금(해표)은 시판하는 것을 구입하여 사용하였다. 항산화 실험에 사용한 1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), Folin & Ciocalteau 시약, gallic acid 등의 시약은 Sigma-Aldrich Chemical Co.
본 실험에서 사용된 도토리에는 전분이 약 65∼69%로 다량 함유 되어 있어 도토리 분말의 첨가로 인해 반죽의 수분결합 능력이 높아져서 나타난 결과로 생각된다.
, Osaka, Japan)를 이용하여 L값(lightness), a값(+red/-green), b값(+yellow/-blue)으로 나타내었다. 사용한 표준 백색판(Standard Plate)은 L=97.26, a=-0.07, b=+1.86이였으며 각 실험은 5회 반복하여 얻은 평균값과 표준편차로 나타내었다.
Hardness는 그래프 중 최고 피크점을 기준으로 하였으며 각 실험군별로 25회 반복하여 측정한 값의 평균값과 표준편차로 나타내었다. 시료는 직경 45 ㎜, 높이 4.5㎜로 하였으며 probe는 3 ㎜ cylinder probe를 사용하였다. 분석조건은 pre-test speed 3.
항산화 실험에 사용한 1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), Folin & Ciocalteau 시약, gallic acid 등의 시약은 Sigma-Aldrich Chemical Co.,(Sigma Chemical Co. St. Louis, MO, USA)의 제품을 사용하였고 그 외의 시약은 1급을 사용하였다.
데이터처리
2)Different superscripts(a-d) in a row indicate significant differences at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
Different superscripts(a-c) indicate significant differences at p<0.001 by Duncan's multiple range test.
Different superscripts(a-e) indicate significant differences at p<0.001 by Duncan's multiple range test.
, Haslemerd, UK)로 측정하여 경도(hardness) 값을 나타내었다. Hardness는 그래프 중 최고 피크점을 기준으로 하였으며 각 실험군별로 25회 반복하여 측정한 값의 평균값과 표준편차로 나타내었다. 시료는 직경 45 ㎜, 높이 4.
각 실험군 간의 유의성 검증을 위하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 사후검증으로 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
본 연구의 모든 결과는 통계분석용 프로그램인 SPSS 12.0를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었다. 각 실험군 간의 유의성 검증을 위하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 사후검증으로 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
5×10-4 M) 1 mL를 가하여 교반한 다음 암소에서 30분간 방치 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료액 대신 에탄올을 가한 대조군의 흡광도를 함께 측정하여 DPPH 라디칼 소거능을 백분율로 나타내었고 3회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. 계산식, scavenging activity(%)＝100－[(O.
표준물질로 gallic acid를 사용하여 검량선을 작성한 후 총 페놀 함량은 시료 100 g 중의 mg gallic acid(mg GAE/100 g)로 나타내었다. 실험은 3회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
쿠키의 수분함량은 시료 1 g을 적외선 수분측정법(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Corporation, Switzerland)을 사용하여 정량하였으며 각 실험은 5회 반복하여 얻은 평균값과 표준편차로 나타내었다.
이론/모형
본 실험에 사용된 쿠키 재료의 배합비는 Table 1과 같으며 Lim EJ 등(2009)의 제조방법을 참고하여 제조하였다. 계량된 버터, 설탕, 소금을 반죽기 (model K5SS, kitchen Aid Co.
총 페놀의 함량은 Folin-Denis’s phenol method(Swain T 등 1959)에 준하여 측정하였다.
쿠키의 퍼짐성 지수는(spread factor)는 쿠키의 직경(㎜)과 쿠키 6개의 높이(㎜)를 각각 측정한 후 AACC Method 10-50D의 방법(American Association of Cereal Chemists 2000)을 이용하였다. 쿠키의 직경은 쿠키 6개를 가로로 정렬해 그 길이를 측정한 후 각각의 쿠키를 90°로 회전 시켜 다시 측정해 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균값을 계산하였다.
도토리 분말과 도토리 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능은 대조군과 도토리 첨가군 간의 상대적인 비교로 나타내었다. 항산화 활성은 Lee YU 등(2007)의 방법에 따라 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼에 대한 소거활성을 측정하여 비교, 분석하였다. 즉, 시료액 4 mL에 DPPH solution(1.
성능/효과
01). 고소한 맛에서 시료간의 유의적인 차이는 없었지만 도토리 첨가량이 증가할수록 다소 약하게 평가되었다. 따라서 도토리 분말을 쿠키에 첨가할 경우 적당한 경도를 부여해 조직감의 기호도를 높여주고, 도토리 분말의 떫은맛이 쿠키의 느끼한 향의 강도를 낮추어주어 쿠키의 맛과 향의 기호도를 증가시켰다고 사료된다.
기호도 검사의 결과 전반적인 기호도, 외관, 향, 맛 등 모든 항목에서 도토리 3% 첨가군(5.43±1.27∼6.17±0.98)이 높은 점수를 받았다.
81%로 높은 항산화 활성을 보였다. 도토리 분말을 쿠키에 첨가한 경우 시료의 첨가량에 비례하여 총 페놀 화합물의 함량이 증가하였으며, DPPH 라디칼 소거능 또한 도토리 분말의 첨가량에 따라 그 활성이 유의적으로 증가하는 결과를 나타내었다. 항산화 활성의 기능성과 함께 제품의 적합성 판단을 위해 도토리 분말과 쿠키의 품질평가를 실시한 결과 반죽의 pH는 도토리 분말 첨가량이 증가할수록 낮게 나타났고, 쿠키의 수분함량은 시료 첨가량에 따라 높아졌다(p<0.
도토리 분말의 유리 라디칼 소거능은 100 ㎍/㎖ 수준에서 95.33±0.81%로 높게 나타났다.
도토리 분말의 총 페놀 화합물 함량은 38.29±1.24 ㎎ GAE/g로 나타났으며, DPPH 라디칼 소거능의 측정 결과 100㎍/㎖ 수준에서 95.33±0.81%로 높은 항산화 활성을 보였다.
도토리 분말의 총 페놀 화합물은 38.29±1.24 ㎎ GAE/g으로 측정되었으며, 도토리 분말을 첨가한 쿠키를 제조하여 측정한 총 페놀 화합물은 64.40±1.91∼116.57±2.65 ㎎ GAE/100 g으로 나타났다.
도토리 쿠키의 DPPH 라디칼 소거능은 41.85±0.74∼94.06±0.56%로 대조군의 36.84±3.26%에 비해 높게 나타났으며(p<0.001), 특히 도토리 분말 5% 첨가 쿠키는 대조군의 활성을 155.32% 증가시키는 것으로 나타났다.
도토리 쿠키의 특성강도 검사 결과 떫은맛과 삼킨 후의 느낌에서 5% 첨가군이 가장 강하다고 하였으며(p<0.05), 느끼한 향은 5% 첨가군이 유의적으로 가장 약하다는 결과를 얻었다 (p<0.01).
또한 Shim TH 등(2004)은 도토리 가루에 구성당의 함량을 분석한 결과 총 7종이 분리 동정되었으며 그중 glucose가 대부분으로 나타나고 rhamnose, galactose 등의 순으로 함유되어 있었다고 보고하였다. 따라서 본 연구 결과에서 도토리 쿠키 반죽의 pH가 6.0 전후이며, 도토리에 6탄 당의 함량이 높아 쿠키를 구울 경우 갈색복합체와 향 성분 등이 생성되어 기호도에 영향을 미칠 것으로 사료된다.
따라서 도토리 분말을 쿠키에 첨가할 경우 적당한 경도를 부여해 조직감의 기호도를 높여주고, 도토리 분말의 떫은맛이 쿠키의 느끼한 향의 강도를 낮추어주어 쿠키의 맛과 향의 기호도를 증가시켰다고 사료된다. 또한 도토리 특유의 떫은맛에 의해 3% 이상의 도토리 분말 첨가는 전반적인 기호도를 감소시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 쿠키에 도토리 분말을 3% 첨가하는 것이 생리활성 기능과 기호도가 높아 바람직할 것으로 사료된다.
또한 시료 무첨가 쿠키가 45.27±0.66 ㎎ GAE/100 g의 총 페놀 함량을 나타내어 본 연구의 대조군과 다소 차이는 있었지만 대조군에도 총 페놀 화합물이 있음을 알 수 있었다.
본 실험에 사용된 도토리 분말의 수분함량이 9.83±0.10%, 밀가루 수분함량이 11.98±0.07%로 시료의 수분함량이 다소 낮았지만, 쿠키에서는 도토리 분말에 의해 수분함량이 증가되는 것으로 나타났다.
반죽의 밀도가 낮으면 쿠키의 경도가 높아져 기호도가 감소된다고 알려져 있다(Moon YJ과 Jang SA 2011). 본 연구 결과에서 시료 간 유의적인 차이를 나타내지 않아 도토리 분말은 쿠키의 품질 특성에 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.
Lee HJ 등(2011)은 율무 청국장 분말과 밀겨의 낮은 명도가 쿠키의 명도에 영향을 주었으며, 쿠키를 구울 때 열에 의해 재료들의 당과 아미노산의 갈변 반응으로 쿠키의 적색도가 증가했다고 보고하여 본 연구 결과와 유사하게 나타났다. 본 연구에서 도토리 분말의 첨가량이 증가할수록 L값과 b값이 감소하고 a값이 증가한 것은 첨가한 도토리 분말 자체의 색이 쿠키의 색에 영향을 준 것으로 판단된다. 또한 도토리에 함유된 당(glucose, rhamnose, galactose 등)에 의한 카라멜화 반응과 도토리의 구성 아미노산(glutamic acid 등)에 의한 메일 라드 반응이 쿠키의 기호도에 영향을 미칠 것으로 사료된다.
이는 야콘잎 분말 첨가 쿠키가 대조군보다 글루텐 함량이 줄어야 콘잎 분말을 첨가할수록 퍼짐성이 높아진다고 보고한 Shim EA 등(2012)의 연구 결과와 유사하였다. 본 연구에서도 도토리 분말의 글루텐 함량이 밀가루보다 낮아 쿠키의 퍼짐성에 다소 영향을 준 것으로 사료된다. 그러나 Lim EJ 등(2009)은 부추 분말을 쿠키에 첨가할 경우 많은 섬유소를 함유하고 있는 부추 분말이 쿠키의 퍼짐성을 감소시켰다고 보고하여 본 실험과는 다른 결과를 보여주었다.
손실율은 11.40±1.32%의대조군에 비해 11.52±1.26∼11.82±1.91의 첨가군이 다소 높게 나타났지만 유의적인 차이는 없었으며, 팽창율의 결과에서는 대조군이 도토리 첨가군에 비해 조금 높았지만 도토리 첨가량에 따른 일정한 경향은 보이지 않았다.
01). 이러한 결과로 보아 쿠키에 도토리 분말을 첨가하는 것은 쿠키의 기호도와 항산화 활성을 증가시켜 쿠키의 가치를 높일 수 있어 바람직할 것으로 사료되며, 쿠키 제조 시 기호도가 가장 높고 항산화능이 좋았던 3% 도토리 분말을 첨가하는 것이 적합할 것으로 생각된다.
또한 도토리 특유의 떫은맛에 의해 3% 이상의 도토리 분말 첨가는 전반적인 기호도를 감소시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 쿠키에 도토리 분말을 3% 첨가하는 것이 생리활성 기능과 기호도가 높아 바람직할 것으로 사료된다.
쿠키의 기호도 검사에서 3% 도토리 쿠키의 점수가 전반적인 기호도, 외관, 향, 맛, 색의 항목에서 유의적으로 높았으며(p<0.05), 특성 강도 검사에서는 5% 도토리 쿠키의 떫은맛과 삼킨 후의 느낌이 높게 나타났다(p<0.05).
퍼짐성과 손실율의 측정 결과 시료간의 유의적인 차이가 없었으며 팽창률은 다소 감소하는 경향을 보였다. 쿠키의 색도는 도토리 분말 첨가량이 증가할수록 L값과 b값이 낮아지고, a값이 높아지는 유의적인 차이를 나타냈으며, 경도는 시료 첨가에 따라 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 쿠키의 기호도 검사에서 3% 도토리 쿠키의 점수가 전반적인 기호도, 외관, 향, 맛, 색의 항목에서 유의적으로 높았으며(p<0.
001). 퍼짐성과 손실율의 측정 결과 시료간의 유의적인 차이가 없었으며 팽창률은 다소 감소하는 경향을 보였다. 쿠키의 색도는 도토리 분말 첨가량이 증가할수록 L값과 b값이 낮아지고, a값이 높아지는 유의적인 차이를 나타냈으며, 경도는 시료 첨가에 따라 다소 증가하는 경향을 나타내었다.
항산화 활성의 기능성과 함께 제품의 적합성 판단을 위해 도토리 분말과 쿠키의 품질평가를 실시한 결과 반죽의 pH는 도토리 분말 첨가량이 증가할수록 낮게 나타났고, 쿠키의 수분함량은 시료 첨가량에 따라 높아졌다(p<0.001).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도토리란?
도토리는 우리나라 전역의 산림에서 생산되는 떡갈나무, 갈참나무, 물참나무 등의 참나무(Fagaceao)과 나무 열매의 총칭으로서 그 종류는 약 28종이나 된다. 대표적인 도토리에는 졸참나무(Quercus serrata thunberg)의 열매(도토리)와 상수리 나무(Quercus autissima carruther)의 열매(상수리)를 들 수 있다(Yook GJ 등 2002).
도토리는 한방에서 어떻게 사용되는가?
우리나라에서 도토리는 춘궁기의 구황식품으로 오래 전부터 식용 되었으나 최근에는 건강식품의 소재로서 애용되고 있다(Lee YM 1995). 한방에서는 위장병, 숙취, 지사작용, 잇몸질환, 강장 등에 널리 쓰이며, 인체의 독성(중금속)을 해독하는 수렴작용을 한다는 기록이 있다. 또한 저칼로리 식품으로 체중감량에도 도움을 주며 당뇨 등의 성인병 예방에도 효과가 있다(Sung IS 1997).
대표적인 도토리의 종류는?
도토리는 우리나라 전역의 산림에서 생산되는 떡갈나무, 갈참나무, 물참나무 등의 참나무(Fagaceao)과 나무 열매의 총칭으로서 그 종류는 약 28종이나 된다. 대표적인 도토리에는 졸참나무(Quercus serrata thunberg)의 열매(도토리)와 상수리 나무(Quercus autissima carruther)의 열매(상수리)를 들 수 있다(Yook GJ 등 2002). 우리나라에서 도토리는 춘궁기의 구황식품으로 오래 전부터 식용 되었으나 최근에는 건강식품의 소재로서 애용되고 있다(Lee YM 1995).
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